TWI676083B - 光束傳遞裝置及方法 - Google Patents

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Abstract

本發明揭示一種供一微影系統內使用之傳遞系統。該光束傳遞系統包含光學元件，該等光學元件經配置以自一輻射源接收一輻射光束且沿著一或多個方向反射輻射之部分以形成一或多個分支輻射光束以提供至一或多個工具。

Description

光束傳遞裝置及方法
本發明係關於一種光束傳遞裝置。特別地但並非獨佔式地，本發明在併入有一或多個自由電子雷射之微影系統內具有應用。
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(抗蝕劑)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零件的輻射源之輻射。複數個微影裝置可由單一輻射源供應。輻射源可包含發射EUV輻射之至少一自由電子雷射。
需要提供適於用於向一或多個工具提供輻射之輻射源且預防或減輕與已知光束傳遞裝置或方法相關聯之問題中之一或多者的光束傳遞裝置或方法。
根據一第一態樣，提供一種供一微影系統內使用之光束分裂裝置，該光束分裂裝置包含複數個靜態鏡，其各自經配置以自一輻射源接收一第一輻射光束之一不同部分且沿著複數個方向中之一者反射輻射之一各別部分以形成複數個分支輻射光束以提供至複數個工具。
該第一態樣提供用於將一單一輻射光束分裂成複數個輻射光束以提供至諸如微影工具之複數個工具的一有效率裝置。藉由利用複數個靜態鏡，該第一態樣之該裝置容易維持。
該輻射源可包含一或多個自由電子雷射。
該複數個方向中每一者可提供一各別分支光學路徑，每一分支光學路徑係與該複數個工具中之一各別工具相關聯。至少一分支光學路徑可與該等靜態鏡中之複數個靜態鏡相關聯，使得至少一分支輻射光束包含該等經反射部分中之複數個經反射部分。該等分支光學路徑中每一者可與該等靜態鏡中之各別複數個靜態鏡相關聯，使得每一分支輻射光束包含該等經反射部分中之複數個經反射部分。因此，該等分支輻射光束可由該第一輻射光束之不同部分形成。舉例而言，每一分支輻射光束可由對應於該第一輻射光束之一強度分佈之不同部分的部分形成。
每一靜態鏡可經配置以部分地延伸橫越該第一輻射光束。
該複數個靜態鏡中之至少一些經組態以反射該第一輻射光束之一立體區域。
該複數個靜態鏡中之至少一些可由一反射光柵提供。該光柵之複數個面中每一者可提供該複數個靜態鏡中之一各別靜態鏡。
該光柵之與該複數個方向之一同一方向相關聯之每一反射面可實質上平行於一單矽晶體平面而延伸。以此方式，該光柵可尤其有效率地供製造。
該光柵可為一大尺度光柵。舉例而言，該光柵之面之一寬度及/ 或該光柵之面之間的一間距可大於100微米，例如，為1毫米。
該光柵之該等反射面可經配置成使得每一經反射部分之擴展造成與一個分支光學路徑相關聯的至少兩個經反射部分在與該一個分支光學路徑相關聯的該複數個工具中之該一個工具處部分地重疊。該等反射面經配置成使得該等重疊經反射部分提供具有實質上相同於該第一輻射光束之一強度剖面的一強度剖面之一分支輻射光束。每一經反射部分之該擴展可至少部分藉由繞射造成。
該光柵可包含與一第一分支光學路徑相關聯以提供一第一分支輻射光束的第一複數個面。該第一複數個面中之每一面可經配置以反射該第一輻射光束之一各別部分以形成該第一分支輻射光束之一各別子光束。該第一複數個面可經配置成使得若該第一輻射光束之一位置在垂直於該第一輻射光束之一傳播方向的一平面中改變，則由該第一複數個面中之至少一者接收之一功率增加且由該第一複數個面中之至少一者接收之一功率減低。以此方式，該光柵可對該第一輻射光束之該位置相對於該光柵之移位不敏感。
該光柵可為一微尺度光柵。舉例而言，該光柵之該等面之一寬度及/或該光柵之面之間的一間距可為大約數微米，且可小於100微米。
該光柵之該等反射面可經配置成使得自該光柵反射之輻射之部分繞射以提供該複數個分支輻射光束。舉例而言，自該光柵反射之該輻射之部分將散開/擴展。彼等經反射部分在其自該光柵傳播時將重疊，從而造成該等經反射部分之間的干涉。該干涉(或繞射)引起具有最大強度(或最大值)之複數個位置。每一最大值可提供一各別分支輻射光束。
該光柵之該等反射面可經配置成使得每一分支輻射光束具有實質上相似於該第一輻射光束之一強度剖面的一強度剖面。
該光柵之該等反射面可在垂直於該第一輻射光束之一傳播方向的至少一方向上具有平移對稱性。以此方式，該光柵可對該第一輻射光束之指標方向及/或平移之變動不敏感。
該光束分裂裝置可包含擴展及/或平頂成形光學件，且該反射光柵可安置於該等擴展及/或平頂成形光學件上游。
該光柵之該等反射面可經配置以自安置於該光柵與該輻射源之間的一扁平鏡接收該輻射光束。此情形可幫助保護該光柵及其他組件不受制動輻射影響。
該光柵可由經蝕刻矽形成。該光柵之凹槽及/或面可採取任何適當形式。舉例而言，該等凹槽可對稱、不對稱、週期性或非週期性的。
該光柵可包含一反射塗層，該反射塗層包含針對一所要波長之掠入射反射率而選擇之一材料或組合物。
該光柵亦可造成該輻射光束之發散或會聚(例如，以使該經反射輻射聚焦或散焦)。舉例而言，該光柵可形成為適於使該輻射光束聚焦/散焦之一圓柱形或其他形狀。另外或替代地，此等形狀之光柵可用以補償藉由該輻射光束之該剖面內之強度梯度造成的該光柵之不同部分中所經歷的熱膨脹之量的變動。
該光束分裂裝置可進一步包含一另外反射光柵，該另外反射光柵經配置以進一步分裂由該光柵提供之該等分支輻射光束中之至少一者。
該等靜態鏡中之至少一者可具備一或多個孔隙，該一或多個孔隙經配置以准許該第一輻射光束之未由該至少一靜態鏡反射之一部分通過該等孔隙而朝向該複數個靜態鏡中之一另外靜態鏡。
該等靜態鏡中之至少一者可包含一環形反射表面，該環形反射表面經配置以沿著一相關聯分支光學路徑來反射輻射之一部分且准許 該第一輻射光束之一部分通過由該環界定之一孔隙而朝向該複數個靜態鏡中之一另外靜態鏡。
該環形反射表面可經配置成使得若該第一輻射光束之一位置在垂直於該第一輻射光束之一傳播方向的一平面中改變，則由該以環為基礎之反射表面之至少一部分接收之一功率增加且由該以環為基礎之反射表面之至少一另外部分接收之一功率減低。
該等靜態鏡中之至少一者可包含沿著一邊緣接合之一第一表面及一第二表面。該邊緣可經配置成置放於該第一輻射光束之一路徑內，或置放於由該等其他靜態鏡中之一或多者提供之一分支輻射光束之一路徑內。
該等靜態鏡中之至少一者可具備主動式冷卻。舉例而言，單相及/或雙相冷卻劑可在該等靜態鏡中之一或多者「後方」(亦即，一非輻射接收表面上)循環。舉例而言，可使用水及/或液化氣體(例如，N2、CO2，等等)。
該光束分裂裝置可進一步包含至少一發散光學元件，該至少一發散光學元件經配置以增加一輻射光束之發散度。
該光束分裂裝置可包含複數個發散光學元件，該複數個發散光學元件各自經配置以增加該等分支輻射光束中之一各別分支輻射光束之發散度。
根據一另一態樣，提供一種系統，其包含：一輻射源，其可操作以產生一第一輻射光束；複數個工具，其經配置以接收各別分支輻射光束；及根據該第一態樣之一光束分裂裝置，該光束分裂裝置經配置以將該第一輻射光束分裂成複數個分支輻射光束且將各別分支輻射光束提供至該複數個工具中每一者。
該輻射源可包含一或多個自由電子雷射。
該系統可進一步包含用於該複數個工具中每一者之一各別發散 光學元件。在該光束分裂裝置包含一光柵的情況下，每一各別發散光學元件可定位於該光柵下游。該或每一發散光學元件可包含一凸形、凹形及/或鞍形掠入射鏡。
該系統可進一步包含經組態以修改一分支輻射光束之橫截面形狀之光學件。該光學件可包含一鏡陣列，該鏡陣列經配置以將該分支輻射光束分裂成複數個子光束且將該等子光束組合在一起。
該第一輻射光束可包含EUV輻射。
該複數個工具可包含一微影裝置及一光罩檢測裝置，該微影裝置及該光罩檢測裝置各自經配置以接收該等分支輻射光束中之一不同分支輻射光束。
根據另一態樣，提供一種方法，其包含：在一輻射源中產生一第一輻射光束；及將該第一輻射光束引導至根據該第一態樣之一光束分裂裝置以產生複數個分支輻射光束。
該輻射源可包含一或多個自由電子雷射。
該方法可進一步包含將每一分支輻射光束引導至一各別工具。
根據另一態樣，提供一種微影方法，其包含：使用一自由電子雷射以產生一主輻射光束；使用複數個靜態鏡以反射該主輻射光束之不同部分，每一靜態鏡沿著一相關聯分支光學路徑來引導該主輻射光束之該經反射部分，藉此形成一分支輻射光束，其中一第一分支輻射光束經引導朝向一第一微影裝置且一第二分支輻射光束經引導朝向一第二微影裝置。
根據另一態樣，提供一種微影系統，其包含：一自由電子雷射，其可操作以產生一主輻射光束；一光束分裂裝置，其包含複數個靜態鏡，該複數個靜態鏡經配置以反射該主輻射光束之不同部分，每一靜態鏡沿著一相關聯分支光學路徑來引導該主輻射光束之該經反射部分，藉此形成一分支輻射光束；以及一光罩檢測裝置及一微影裝 置，該光罩檢測裝置及該微影裝置經配置以接收一不同分支輻射光束。
根據另一態樣，提供一種微影方法，其包含：使用一自由電子雷射以產生一主輻射光束；使用複數個靜態鏡以反射該主輻射光束之不同部分，每一靜態鏡沿著一相關聯分支光學路徑來引導該主輻射光束之該經反射部分，藉此形成一分支輻射光束，其中一第一分支輻射光束經引導朝向一光罩檢測裝置且一第二分支輻射光束經引導朝向一微影裝置。
根據另一態樣，提供一種系統，該系統包含可操作以產生一EUV輻射光束之一自由電子雷射，及經配置以接收該EUV輻射光束之一光罩檢測裝置。
根據另一態樣，提供一種方法，其包含：使用一自由電子雷射來產生一EUV輻射光束；將該輻射光束引導至一光罩檢測裝置；及使用該EUV輻射光束以檢測一光罩。
根據另一態樣，提供一種供一微影系統中使用之光束分裂裝置，該光束分裂裝置可操作以接收一主輻射光束且輸出至少一分支輻射光束，該光束分裂裝置包含：一第一提取光學件，其經配置以沿著一分支光學路徑來引導該主輻射光束之一第一部分以提供一第一分支輻射光束；其中該第一提取光學件包含第一複數個部分，該第一複數個部分中之每一部分經配置以反射該主輻射光束之一各別部分以形成該第一分支輻射光束之一各別子光束；且其中該第一複數個部分經配置成使得若該主輻射光束之一位置在垂直於該主輻射光束之一傳播方向的一平面中改變，則由該第一複數個部分中之至少一者接收之一功率增加且由該第一複數個部分中之至少一者接收之一功率減低。
有利的是，本發明提供一種可自一主輻射光束提取至少一第一分支輻射光束之配置，其中相比於(例如)該第一提取光學件包含一單 一矩形鏡之一配置，該第一分支輻射光束之該功率對該主輻射光束之指標變化較不敏感。
該第一複數個部分可經配置成使得該第一分支輻射光束之一功率對於該主輻射光束在垂直於該主輻射光束之該傳播方向的一平面中之一位置之改變實質上不變。
該第一提取光學件可經塑形成使得由該第一複數個部分中之至少一者接收之該功率將增加且由該複數個部分中之至少一者接收之該功率將減低，而不管該主輻射光束在垂直於其傳播方向之該平面中的該位置改變之方向如何。
該第一複數個部分中每一者至垂直於該主輻射光束之該傳播方向的該平面上之投影可圍繞該主輻射光束之一中心大體上均勻地分佈。
該第一複數個部分中每一者可經配置成使得該第一複數個部分中每一者至垂直於該主輻射光束之該傳播方向的該平面上之投影具有實質上相同大小及形狀。
該第一複數個部分中每一者可經配置成使得該第一複數個部分中每一者至垂直於該主輻射光束之該傳播方向的該平面上之一投影具有正方形、三角形、矩形或六邊形橫截面區域。
該第一複數個部分中每一者可經配置成使得該第一複數個部分中之一者至垂直於該主輻射光束之該傳播方向的該平面上之一投影與該第一複數個部分中之任何其他部分至垂直於該主輻射光束之該傳播方向的該平面上之一投影實質上不重疊。
該第一複數個部分中每一者之該定向可使得該等各別子光束實質上鄰近。
該第一複數個部分可經配置成使得該等各別子光束實質上不重疊且使得該等各別子光束之間的任何間隙最小。
該第一複數個部分可經配置成使得該等各別子光束實質上完全重疊。
該第一分支光學路徑可包含一漣波板，該漣波板經配置以調節沿著其傳播之一分支輻射光束。
該第一分支光學路徑可包含一機構，該機構用於調整沿著其傳播之一分支輻射光束之強度。
該第一分支輻射光束可在實質上垂直於該主輻射光束之一方向上傳播。
該光束分裂裝置可進一步包含一或多個額外提取光學件，該一或多個額外提取光學件各自經配置以沿著一各別分支光學路徑來引導該主輻射光束之一各別部分以提供一各別分支輻射光束；其中每一額外提取光學件包含各別複數個部分，每一各別複數個部分中之每一部分經配置以反射該主輻射光束之一各別部分以形成該各別分支輻射光束之一各別子光束；且其中每複數個部分經配置成使得若該主輻射光束之一位置在垂直於該主輻射光束之該傳播方向的一平面中改變，則由該額外提取光學件之該等部分中之至少一者接收的一功率將增加且由該額外提取光學件之該複數個部分中之至少一者接收的一功率將減低。
該第一提取光學件之該等部分及該等額外提取光學件中每一者之該等部分可經配置成使得該第一提取光學件及該等額外提取光學件之所有該等部分至垂直於該主輻射光束之該傳播方向的該平面上之一投影與該主輻射光束之該橫截面區域實質上重合。
根據另一態樣，提供一種微影系統，其包含：一輻射源，其可操作以產生一主輻射光束；根據本文所描述之該等態樣中之一者之一光束分裂裝置；及至少一微影裝置，該至少一微影裝置經配置至來自該光束分裂裝置之一分支輻射光束。
該主輻射光束可具有圍繞其中心旋轉地對稱之一強度分佈。
該主輻射光束可具有一似高斯強度分佈。
該輻射源可包含一或多個自由電子雷射。
該輻射源可包含光學件，該等光學件經配置以變更自該一或多個自由電子雷射接收之該等輻射光束之該橫截面的大小及/或形狀。
該微影系統可進一步包含一或多個光罩檢測裝置。
該主輻射光束可包含EUV輻射。
根據另一態樣，提供一種光束分裂裝置，其包含：一光束光點區，其用於接收一輻射光束；一週期性陣列，其係由複數個離散反射元件形成；及一機構，其用於移動該週期性陣列，使得該複數個反射元件移動通過該光束光點區，其中該等反射元件經配置成使得該輻射光束之一第一部分形成一第一分支輻射光束且該輻射光束之一第二部分形成一第二分支輻射光束。
此配置允許一入射輻射光束待分裂成射出之第一分支輻射光束及第二分支輻射光束。
一般而言，隨著該複數個離散反射元件移動通過該光束光點區，該第一分支輻射光束及該第二分支輻射光束之相對強度將隨著時間而變化。該變化係週期性的，其中一頻率係藉由該週期性陣列之速率及間距予以判定。又，此情形將造成由該第一分支輻射光束及該第二分支輻射光束中每一者傳遞之輻射之劑量隨著時間而變化。劑量之此變化將遍及等於振盪之整數個週期之一時間週期平均至零。可需要使該振盪之頻率儘可能得高，使得可在一小時間週期內達成一穩定劑量。
因為該週期性陣列包含複數個離散反射元件，所以該等反射元件中每一者可較小且較密切地間隔。此情形縮減該週期性陣列之該間距，且因此增加針對該週期性陣列之一給定速率之該第一分支輻射光 束及該第二分支輻射光束之該等強度振盪之頻率。有利的是，此情形允許針對該週期性陣列之一給定速率在一較小時間週期內達成一穩定劑量。替代地，其允許在該週期性陣列之一較低速率下在一相似時間週期內來達成一穩定劑量。
該等反射元件移動通過該光束光點區之一配置之一優點在於：該第一分支輻射光束及該第二分支輻射光束之該等(經時間平均化)相對強度對至少在該週期性陣列之運動方向上之該入射輻射光束之方向及位置相對不敏感。此配置係與使用靜態鏡之一配置形成對比，其中該入射輻射光束與該等靜態鏡之相對移動可引起該等分支輻射光束之該等相對強度之一顯著改變，尤其在該入射輻射光束之直徑小的情況下。此係因為，對於具有靜態鏡之一配置，對於該輻射光束與該等靜態鏡之一給定相對位置，該等分支輻射光束之該等相對強度係實質上時間獨立的且取決於該輻射光束相對於該等靜態鏡之位置。對於一小光束光點區，對於一相對小輻射光束之一指標、該輻射光束與該等靜態鏡之該等相對位置之一相對小改變可引起該等分支輻射光束之該等相對強度之一顯著改變。然而，對於該等反射元件移動通過該光束光點區之一配置，該等分支輻射光束之該等相對強度將隨著時間而振盪，但遍及該振盪之整數個週期，劑量之此變化將平均至零。因此，該第一分支輻射光束及該第二分支輻射光束之該等經時間平均化(遍及整數個振盪週期)相對強度對至少在該週期性陣列之該運動方向上之該入射輻射光束之該方向及該位置相對不敏感。
該光束分裂裝置可包含一大體上圓盤形本體，且用於移動該週期性陣列之該機構可操作以圍繞一旋轉軸線來旋轉該本體。
該複數個離散反射元件中每一者可包含一大體上徑向延伸輪輻之一表面。
一大體上徑向延伸輪輻為自一內部徑向位置延伸至一外部徑向 位置之一大體上徑向延伸輪輻。一大體上徑向延伸輪輻可純粹在一徑向方向上延伸。替代地，一大體上徑向延伸輪輻可具有一圓周組件使得其與該徑向方向成一傾斜角而配置。
該等反射元件可經配置成使得該輻射光束之該第一部分入射於該等反射元件上且由該等反射元件反射以便形成該第一分支輻射光束，且該輻射光束之該第二部分遞送通過該等反射元件之間的一或多個間隙以便形成該第二分支輻射光束。
該等反射元件之間的該一或多個間隙可各自延伸至該光束分裂裝置之一本體之一邊緣。
在使用此配置的情況下，該等反射元件之間的該等間隙在一個側上敞開。有利的是，若該輻射光束大體上朝向此敞開側傳播，則在使用此配置的情況下，可允許掠入射角之一範圍係不受該本體之厚度限制。此配置係與該等間隙不延伸至該本體之該邊緣之一配置(亦即，該等間隙在該本體中具有孔隙之形式且在所有側上被封閉)形成對比。在使用此配置的情況下，可允許掠入射角之該範圍係受到該輻射光束之傳播方向上之該等間隙的大小及該本體之該厚度兩者限制。該本體之該厚度設定關於該等掠入射角之一下限。
因此，該等反射元件各自延伸至該光束分裂裝置之一本體之一邊緣的一配置允許較小掠入射角。出於熱原因，此情形有益。
該光束分裂裝置可進一步包含該一或多個間隙中之至少一者中之一傾斜坡道。
有利的是，此等坡道可增加該光束分裂裝置之勁度及熱導率。因為該等坡道傾斜，所以其可經配置成使得在每一坡道之間隙係在該該光束光點區中時其之一表面大體上平行於該入射輻射光束，使得其不干涉該入射輻射光束。
該光束光點區可安置於該本體之一軸向對向表面上。
該複數個離散反射元件可在增加半徑之一方向上向內漸縮。
有利的是，在使用該等反射元件之一足夠量之漸縮的情況下，自該等反射元件之側壁之反射而損耗的輻射之一分率可縮減至一可忽略量。
該複數個離散反射元件可各自在遠離該反射元件之一軸向面向上部表面之一軸向方向上向內漸縮。
此向該等反射元件中每一者提供一底切。有利的是，在使用該等反射元件之一足夠量之漸縮的情況下，自該等反射元件之側壁之反射而損耗的輻射之一分率可縮減至一可忽略量。
該複數個反射元件中每一者可在與一徑向方向成一傾斜角之一方向上延伸。
該輻射光束之該傳播方向係與該光束光點區內之反射元件延伸之方向大體上對準。因此，該輻射光束方向與該徑向方向成一傾斜角。有利的是，因為該入射輻射光束不遞送通過該旋轉軸線，所以該光束分裂裝置之一本體可被支撐用於在其對置軸向側兩者上旋轉。此情形允許(例如)一機械軸自該本體之該上部軸向表面延伸，而不阻擋該輻射光束。
該光束光點區可安置於該本體之一徑向對向表面上。
有利的是，對於此等實施例，該等反射元件中每一者之形狀可為大體上矩形。另一優點在於：該入射輻射光束不橫穿該旋轉軸線或不遞送接近該旋轉軸線，且因此軸承及致動器可置放於該光束分裂裝置之兩個側上，從而允許一對稱更平衡設計。
該複數個反射元件中每一者之一徑向對向表面可彎曲。
該複數個反射元件中每一者之一徑向對向表面可扁平。
該複數個離散反射元件可在增加半徑之一方向上向外漸縮。
此情形將向每一反射元件提供一底切。藉由提供一足夠徑向漸 縮，可縮減或消除入射於該等反射元件之側壁上之輻射之一分率。
該光束分裂裝置可進一步包含一冷卻器件及用於將熱自該等反射元件轉移至該冷卻器件之一機構。該複數個反射元件相對於可為靜態之該冷卻器件而移動。
該冷卻器件可安置成接近該光束分裂裝置之一本體之一表面，與該表面分離達一間隙。
該本體及該冷卻器件之對置表面可具備具有一高發射率材料之塗層。此情形可增進由該本體之輻射及由該冷卻器件對該發射輻射之吸收。
提供於該本體與該冷卻器件之間的該間隙可填充有液體金屬層，該液體金屬層係藉由毛細管力而保持處於適當位置。該金屬可包含一可熔合金。
根據另一態樣，提供一種微影系統，該微影系統包含根據本文所描述之該等態樣中之一者之一光束分裂裝置。
根據另一態樣，提供一種複合光束分裂裝置，該複合光束分裂裝置包含根據本文所描述之該等態樣中之一者之複數個光束分裂裝置。
該複數個光束分裂裝置中之至少兩者可經串聯地配置，使得由該等光束分裂裝置中之一第一光束分裂裝置產生的該等分支輻射光束中之一者係由該等光束分裂裝置中之一第二光束分裂裝置接收。
該複合光束分裂裝置可進一步包含一調整機構，該調整機構可操作以控制該複數個光束分裂裝置中之該至少兩個光束分裂裝置之該等週期性陣列的該移動之一相對相位。
根據另一態樣，提供一種微影系統，其包含：兩個輻射源，其各自可操作以輸出一輻射光束；複數個微影裝置；兩個光束傳遞系統，每一光束傳遞系統經配置以接收一輻射光束且將此輻射光束分佈 至該複數個微影裝置之一不同集合；及根據本文所描述之一態樣之至少一光束分裂裝置，該至少一光束分裂裝置在一非作用中位置與至少一經部署位置之間可移動，在該非作用中位置中，該至少一光束分裂裝置係在由該兩個輻射源輸出之該等輻射光束兩者之路徑外，在該至少一經部署位置中，該至少一光束分裂裝置被安置於來自該等輻射光束中之一者的該輻射光束之該路徑中，其中當該至少一光束分裂裝置被安置於中其非作用中位置中時，該兩個光束傳遞系統中每一者自該兩個輻射源中之一不同輻射源接收一輻射光束，且當該至少一光束分裂裝置被安置於其經部署位置中時，該至少一光束分裂裝置經配置以將由該等輻射源中之一者輸出之該輻射光束分裂成兩個分支輻射光束且該兩個光束傳遞系統中每一者接收該等分支輻射光束中之一不同分支輻射光束。
由該兩個輻射源中之任一者或兩者輸出之該輻射光束包含EUV或x射線輻射。
根據另一態樣，提供一種微影系統，其包含：第一輻射源及第二輻射源，其各自可操作以輸出一輻射光束；複數個微影裝置；兩個光束傳遞系統，每一光束傳遞系統經配置以接收一輻射光束且將此輻射光束分佈至該複數個微影裝置之一不同集合；及根據本文所描述之該等態樣中之一者之第一光束分裂裝置及第二光束分裂裝置，該第一光束分裂裝置及該第二光束分裂裝置經配置成使得：由該第一輻射源輸出之該輻射光束係由該第一光束分裂裝置接收，由該第一輻射源輸出之該輻射光束之一第一部分入射於該第一光束分裂裝置之該等反射元件上且由該等反射元件反射以便形成第一分支輻射光束，且由該第一輻射源輸出之該輻射光束之一第二部分遞送通過該第一光束分裂裝置之該等反射元件之間的間隙以便形成一第二分支輻射光束；且由該第二輻射源輸出之該輻射光束係由該第二光束分裂裝置接收，由該第 二輻射源輸出之該輻射光束之一第一部分入射於該第二光束分裂裝置之該等反射元件上且由該等反射元件反射以便形成一第三分支輻射光束，且由該第二輻射源輸出之該輻射光束之一第二部分遞送通過該第二光束分裂裝置之該等反射元件之間的間隙以便形成一第四分支輻射光束；其中該第一分支輻射光束及該第四分支輻射光束大體上鄰近及共線且經引導朝向該兩個光束傳遞系統中之一第一光束傳遞系統，且其中該第二分支輻射光束及該第三分支輻射光束大體上鄰近及共線且經引導朝向該兩個光束傳遞系統中之一第二光束傳遞系統。
此配置有利，此係因為當一個輻射源未操作時無需將光學組件移進及移出由該第一輻射源及該第二輻射源輸出之該等輻射光束之路徑。
由該兩個輻射源中之任一者或兩者輸出之該輻射光束包含EUV或x射線輻射。
根據一態樣，提供一種用於一自由電子雷射之波盪器，其包含：至少一波盪器模組，其可操作以產生一週期性磁場且經配置以便沿著一週期性路徑來導引一電子射束，使得該電子射束內之電子與該波盪器中之輻射相互作用以刺激相干輻射之發射以提供一輻射光束；一操控單元，其經配置以變更該至少一波盪器模組內之該電子射束之一軌跡；及一控制單元，其經配置以控制該操控單元。
以此方式，該控制單元可在該波盪器自身之該至少一模組內操控該電子射束且因此操控該輻射光束，藉此調整該輻射光束之路徑中之位置處的該輻射光束，其中此等調整具有最大效應。
該操控單元可在該波盪器內相對於該電子射束之傳播方向定位於相比於該波盪器之一進入口更接近該波盪器之一射出口的一部位處。
該操控單元可相對於該電子射束之傳播方向定位於該波盪器之 一最終模組與一次末模組之間。亦即，在提供複數個模組的情況下，該電子射束依次在每一模組之間移動。該電子射束遞送通過之最終模組為該最終模組。該電子射束在進入該最終模組之前遞送通過之模組為該次末模組。
該波盪器可進一步包含一感測器配置，該感測器配置用於將指示該電子射束之一軌跡之一信號提供至該控制單元。
該感測器配置可包含定位於該複數個波盪器模組中之一第一波盪器模組之後的一第一感測器，及定位於該複數個波盪器模組中之一第二波盪器模組之後的一第二感測器。
該第一感測器可定位於一次末模組之後，且該第二感測器可定位於一最終模組之後。
該控制單元可經配置以判定該電子射束之該軌跡自一理想軌跡之一偏差。
該控制單元可經配置以控制該操控單元以縮減該電子射束之該軌跡與該理想軌跡之間的一差，或使該電子射束與平行於該理想軌跡之一軌跡實質上對準。
該控制單元可經配置以接收一預定部位處之該輻射光束內之一強度分佈的一指示。舉例而言，該預定部位可為用於進一步處理該輻射光束之光學件所位於的一位置。舉例而言，該預定部位可處於為一微影系統之部分的一光束擴展器之一位置處。
該波盪器可經配置以判定該預定部位處之該輻射光束內之該強度分佈與該預定部位處之該輻射光束內之一理想強度分佈之間的一差；及控制該操控單元以縮減該預定部位處之該輻射光束內之該強度分佈與該預定部位處之該輻射光束內之一理想強度分佈之間的該差。
該控制單元可經配置以控制該操控單元以週期性地變化該電子射束之該軌跡達一預定量。
該控制單元可經配置以控制操控單元而以相對於該波盪器之一縱向軸線之複數個離散角度來順序地引導該電子射束。
該複數個離散角度可經選擇以便提供複數個空間分離輻射光束。
該控制單元可經配置以控制該操控單元以使該電子射束掃掠達相對於該波盪器之一縱向軸線之一預定角度範圍。
該控制單元可經配置以控制該操控單元以便提供複數個空間重疊輻射光束。以此方式，在隨著時間推移而平均化的情況下，該複數個重疊光束可提供一實質上平頂光束剖面。
該控制單元可經配置以控制該操控單元而使該電子射束以一實質上恆定角速率掃掠達該預定角度範圍。
該控制單元可經配置以控制該操控單元以在垂直於該波盪器之一縱向軸線之一方向上變化該軌跡高達為1000微弧度之一角度。舉例而言，該控制單元可經配置以控制該操控單元以在一平面波盪器模組內使該電子射束掃掠垂直於磁場之一平面時在該平面波盪器模組內變化該軌跡高達1000微弧度之角度，且在一螺旋狀波盪器模組內變化該軌跡高達100微弧度之角度。
該操控單元可為一第一操控單元，且該波盪器可進一步包含置放於該波盪器之一最終模組之後的一第二操控單元，該控制單元經配置以控制該第二操控單元以縮減在該電子射束藉由該第一操控單元之變化之前的該該電子射束之一傳播軌跡與在該電子射束藉由該第一操控單元之變化之後的一傳播軌跡之間的一差。舉例而言，該第二操控單元可受到該控制單元控制以將該電子射束之該軌跡恢復至在該電子射束與該第一操控單元相互作用之前的該電子射束之一軌跡。以此方式，可使該電子射束遵循一所要路徑(該所要路徑可不同於該輻射光束之一所要路徑)，諸如，至一光束截止器之一路徑。
該波盪器可進一步包含複數個操控單元，該複數個操控單元受到該控制單元控制以變更該電子射束之一方向。
根據另一態樣，提供一種經配置以產生至少一輻射光束之自由電子雷射，該電子雷射包含根據本文所描述之該等態樣中之一者之一波盪器。
根據另一態樣，提供一種微影系統，其包含：根據本文所描述之一態樣之一自由電子雷射，其經配置以產生至少一輻射光束；及至少一微影裝置，該至少一微影裝置中每一者經配置以接收該至少一輻射光束中之至少一者。
該微影系統可進一步包含光學件，該等光學件經配置以變更自該自由電子雷射接收之該至少一輻射光束之橫截面的大小及/或形狀。舉例而言，該微影系統可包含光束擴展器光學件。
該微影系統可進一步包含一強度分佈感測器，該強度分佈感測器經配置以將指示該至少一輻射光束內之一強度分佈之信號提供至波盪器之控制單元。該強度分佈感測器可定位於(例如)該等光束擴展器光學件之附近。
該至少一微影裝置可包含一或多個光罩檢測裝置。
該至少一輻射光束可包含EUV輻射。
根據另一態樣，提供一種用於變化一波盪器內之一電子射束之一方向的電腦實施方法，該波盪器可操作以產生一週期性磁場且經配置以便沿著一週期性路徑來導引該電子射束，使得該電子射束內之電子與該波盪器中之輻射相互作用以刺激相干輻射之發射以提供一輻射光束，該方法包含：接收指示該電子射束之一軌跡之一信號及/或接收指示一預定部位處之該輻射光束內之一強度分佈的一信號；判定該電子射束之該軌跡自一理想軌跡之一偏差及/或判定該預定部位處之該輻射光束內之該強度分佈與該預定部位處之該輻射光束內之一理想 強度分佈之間的一差；及控制該波盪器內之一操控單元以操控該波盪器之一模組內之該電子射束，以便縮減該經判定偏差及/或以便縮減該經判定差。
根據另一態樣，提供一種用於一自由電子雷射之波盪器，其包含：經配置以提供一第一輻射光束之一第一波盪器區段及經配置以提供一第二輻射光束之第二波盪器區段，每一波盪器區段包含至少一波盪器模組，該至少一波盪器模組經配置以沿著一週期性路徑來導引一電子射束，使得該電子射束與該第一區段及該第二區段內之輻射相互作用以便刺激相干輻射之發射且分別提供該第一輻射光束及該第二輻射光束；及一第一操控單元，其安置於該第一波盪器區段與該第二波盪器區段之間且經配置以變更射出該第一波盪器區段之一電子射束之一軌跡，使得該電子射束與該第一輻射光束至少部分地分離，使得在該電子射束傳播通過該第二波盪器區段時該第一輻射光束之至少一第一部分自該電子射束解耦。
此配置允許產生兩個分離輻射光束：一個輻射光束來自該第一波盪器區段且另一輻射光束來自該第二波盪器區段。此情形允許一自由電子雷射使用此波盪器以將輻射光束供應至兩個不同部位。該兩個分離輻射光束可(例如)供應至兩個不同微影系統或微影系統之集合。 此情形允許一單一自由電子雷射將輻射供應至複數個微影裝置，而無需將一主輻射光束分裂成複數個子光束。
自由電子雷射可用以產生輻射，該輻射可用於(例如)微影。然而，自由電子雷射可昂貴地進行建置及執行。因此，為了使自由電子雷射有成本效率(由於針對極紫外線(EUV)微影)，可需要使一單一自由電子雷射提供輻射以用於複數個微影裝置。自由電子雷射通常產生具有一相對小光展度之一單一輻射光束。舉例而言，一EUV自由電子雷射光束可具有大約數百微米之一直徑且可具有大約數百微弧度之一 發散度。分裂具有此小光展度之一高功率輻射光束分裂成可有挑戰性。本發明簡化輻射之此分裂且甚至可完全消除分裂一單一輻射光束之需要。
該波盪器可包含兩個以上波盪器區段及一個以上操控單元，每一操控單元安置於一不同對鄰近波盪器區段之間。
該第一操控單元可使該電子射束彎曲達相對於該第一波盪器區段之一軸線之一角度。
藉由該第一操控單元而使該電子射束彎曲所達之該角度可超過該第一輻射光束之一發散度。
該電子射束可遞送通過該波盪器內之一光束線管，且在該第一操控單元中使該電子射束彎曲所達之該角度可足夠小使得該第一輻射光束及該第二輻射光束兩者適配於該電子射束線管內。對於其中該波盪器包含兩個以上波盪器區段及一個以上操控單元之實施例，在每一操控單元中使該電子射束彎曲所達之該角度可足夠小使得所有該等輻射光束適配於該電子射束線管內。對於其中該波盪器包含兩個以上波盪器區段及一個以上操控單元且其中該波盪器為平面之實施例，該等操控單元可經配置成使得該電子射束之一軌跡可保持實質上在一個平面中。有利的是，此情形允許該光束線管在垂直於該平面之方向上保持小，此又允許該波盪器中之磁體之間的一分離度保持小。對於其中該波盪器包含兩個以上波盪器區段及一個以上操控單元且其中該波盪器為螺旋狀之實施例，該等操控單元可經配置成使得每一波盪器區段種之該電子射束之方向實質上處於一圓錐上。有利的是，此情形允許該光束線管之一直徑保持小，同時仍適應該電子射束及所有所產生之輻射光束。
該第二波盪器區段可經配置成使得將僅在該電子射束具有在一可接受初始軌跡範圍內之一初始軌跡的情況下發生該第二波盪器區段 內之相干輻射之顯著經刺激發射，且該第一操控單元可經配置成使得該電子射束以在該可接受初始軌跡範圍內之一初始軌跡進入該第二波盪器區段。
該第一波盪器區段及/或該第二波盪器區段可包含螺旋狀波盪器模組。
該第二波盪器區段之一中心軸線可未與該第一波盪器區段之一中心軸線對準。
該第一波盪器區段及該第二波盪器區段之中心軸線之間的一角度可實質上匹配於在該第一操控單元中使該電子射束彎曲所達之一角度。
該第一操控單元可經配置以在實質上垂直於該第一波盪器區段之一中心軸線的一方向上使該電子射束與該第一輻射光束分離。
該電子射束可與該第一輻射光束完全分離。
該或每一操控單元可包括磁體，該等磁體經配置以減低歸因於在該電子射束移動通過該波盪器時在該電子射束內所顯現之能量展開的像差。
該第一輻射光束之一第二部分可充當該第二波盪器區段中之種子輻射。
該第一或第二輻射光束可充當一種子輻射源。
該波盪器可進一步包含該第一波盪器區段與該第二波盪器區段之間的一相位調整單元，該相位調整單元可經配置以提供種子輻射與該電子射束之間的最佳匹配。
該第一波盪器區段及該第二波盪器區段可漸縮，且該第一波盪器區段及該第二波盪器區段之該漸縮可獨立可控制。
該波盪器可進一步包含在該或每一操控單元之前的一電子射束擴展器及在該或每一操控單元之後的一電子射束壓縮機。
該波盪器可進一步包含該第一波盪器區段與該第二波盪器區段之間的一或多個電子射束移位元件，該一或多個電子射束移位元件可操作以在實質上垂直於該電子射束之傳播方向之一方向上移位該電子射束。
根據另一態樣，提供一種經配置以產生至少一輻射光束之自由電子雷射，該自由電子雷射包含如前述技術方案中任一項之波盪器。
根據另一態樣，提供一種微影系統，其包含：根據本文所描述之一態樣之一自由電子雷射，其經配置以產生至少一輻射光束；及至少一微影裝置，該至少一微影裝置中每一者經配置以接收該至少一輻射光束中之一者之至少一部分。
該微影系統可進一步包含光學件，該等光學件經配置以變更自該自由電子雷射接收之該至少一輻射光束之橫截面的大小及/或形狀。
該至少一微影裝置可包含一或多個光罩檢測裝置。
該至少一輻射光束可包含EUV輻射。
根據另一態樣，提供一種產生輻射之方法，其包含：產生一相對論聚束式電子射束；將該電子射束引導通過一第一波盪器區段，該第一波盪器區段包含至少一波盪器模組，該至少一波盪器模組經配置以沿著一週期性路徑來導引該電子射束，使得該電子射束與該波盪器模組中之輻射相互作用而刺激相干輻射之發射且產生一第一輻射光束；在一電子射束射出該第一波盪器區段時變更該電子射束之一軌跡，使得該電子射束與該第一輻射光束至少部分地分離；及將該電子射束引導通過一第二波盪器區段，該第二波盪器區段包含至少一波盪器模組，該至少一波盪器模組經配置以沿著一週期性路徑來導引該電子射束，使得該電子射束與該波盪器模組中之輻射相互作用而刺激相干輻射之發射且產生一第二輻射光束，其中該電子射束與該第一輻射 光束之間的該至少部分分離確保在該電子射束傳播通過該第二波盪器區段時該第一輻射光束之至少一第一部分自該電子射束解耦。
根據另一態樣，提供一種光學元件，其包含：一本體；一反射表面，其提供於該本體上以用於接收一輻射光束以便形成一光束光點區及一經反射輻射光束；及一移動機構，其可操作以移動該本體，使得該光束光點區在該反射表面上方移動而遵循一週期性路徑，且該經反射輻射光束之一方向保持實質上恆定。
該輻射光束之功率之一分率係由該光學元件吸收，從而造成該反射表面加熱。因為該移動機構可操作以移動該反射表面使得該光束光點區在該反射表面上方移動，所以由該光學元件吸收之功率在一較大區域上展開，從而減低熱負荷之密度。此情形允許該光學元件接收具有較高功率密度之輻射光束(不同於靜態光學元件)。
因為該光束光點區在該反射表面上遵循一週期性路徑，所以在該光束光點區足夠快速地移動的情況下，由該輻射光束在沿著該週期路徑之一方向上加熱該反射表面而造成的該反射表面之曲率係可忽略的。最大誘發性曲率係在垂直於該週期性路徑之一方向上。此曲率可較簡單地進行校正。
該本體可為大體上圓盤形，且該移動機構可操作以圍繞一旋轉軸線來旋轉該本體。
沿著或平行於該旋轉軸線之一方向可被稱作一軸向方向。至或自該旋轉軸線且垂直於該旋轉軸線延行之一方向可被稱作一徑向方向。
該光學元件可進一步包含用於變更該反射表面之一曲率之一失真機構。該失真機構可經配置以變更該反射表面之該曲率以便至少部分地校正由入射於該反射表面上之該輻射光束造成的該反射表面之曲率。
由該光學元件吸收之能量將造成遠離該反射表面之一溫度梯度。由於此溫度梯度，該光學元件之不同部分將不同地擴展，此將造成該反射表面變形。該失真機構經配置以變更該反射表面之該曲率以便至少部分地校正藉由此失真造成的該反射表面之曲率。
該反射表面可安置於該本體之一軸向對向表面上。
在使用此配置的情況下，該光束光點區將描繪出該反射表面之一成環形區。
該失真機構可操作以變更該反射表面之一徑向曲率。
該失真機構可操作以將一大體上軸向力施加至該本體之一徑向外部邊緣。
該失真機構可包含：延伸遠離該大體上圓盤形本體之一或多個部件，該等部件係由一磁性材料形成；及一或多個電線圈，其中該大體上軸向力可藉由來自該一或多個電線圈的作用於該一或多個部件之一磁力而施加至該本體之該徑向外部邊緣。
此配置提供用於變更該反射表面之該曲率之一單一機構。可藉由變化通過該一或多個電線圈之電流來調整曲率之量。
該失真機構可包含軸向地延伸遠離該大體上圓盤形本體之一或多個質量塊，該本體之旋轉可造成一離心力在一向外徑向方向上作用於該複數個質量塊，該離心力可產生作用於該本體之一徑向外部邊緣之一力矩，從而變更該反射表面之一徑向曲率。
此配置提供用於變更該反射表面之該曲率之一單一機構。可藉由變化該本體之旋轉速率來調整曲率之量。
該本體之一軸向厚度可在一徑向方向上變化。
此配置允許藉由施加一單一大體上軸向力而將一不同曲率施加於不同徑向位置處。
該本體之該軸向厚度可與由一輻射光束施加至該光束光點區之 熱負荷大體上匹配，使得由該失真機構施加至接收一相對高熱負荷的該反射表面之徑向位置之曲率之量通常高於由該失真機構施加至接收一相對低熱負荷的該反射表面之徑向位置之曲率之量。
由一輻射光束施加至該光束光點區之該熱負荷可與該輻射光束至該反射表面上之強度分佈的投影成比例。舉例而言，該軸向厚度可在該光束光點區之中心處最小，其中該熱負荷可最高。
該失真機構可包含一或多個加熱元件，該一或多個加熱元件經配置以在該光束光點區附近將一熱負荷施加至該本體之與該反射表面相對的一表面。該熱負荷可與由該輻射光束施加至該光束光點區之該熱負荷大體上互補。替代地，該熱負荷可大體上相似於由該輻射光束施加至該光束光點區之該熱負荷。
應理解，在一第一熱負荷相對低、一第二熱負荷相對高的區中該第二熱負荷與該第一熱負荷大體上互補，且反之亦然。
該光學元件可進一步包含該光學元件之該本體中之用於一冷卻流體流之一或多個通道，其中該一或多個通道至少部分地安置於經安置有該反射表面的該本體之一部分中。
此內部冷卻可提供極接近於該反射表面之冷卻，從而最小化該反射表面之熱變形。
該本體可在該反射表面下方經塑形以便至少部分地縮減由入射於該反射表面上之一輻射光束造成的該反射表面之一溫度之一變化。
對於此等實施例，該反射表面可安置於該本體之一徑向對向表面上。
對於此等實施例，該入射輻射光束並不橫穿或遞送成接近於該旋轉軸線，且因此軸承及致動器可被置放於該光學元件之兩個側上，從而允許一對稱更平衡設計。
根據另一態樣，提供一種輻射系統，其包含：一輻射源，其可 操作以產生一輻射光束；及根據本文所描述之一態樣之一光學元件，其經配置成使得該輻射光束入射於反射表面之光束光點區上。
該輻射系統可進一步包含一輻射貯倉，該輻射源及該光學元件安置於該輻射貯倉中。
該輻射源可包含一自由電子雷射。
根據另一態樣，提供一種微影系統，其包含根據本文所描述之一態樣之一輻射源。
根據另一態樣，提供一種裝置，其用於自一輻射源接收輻射且將該輻射傳遞至該裝置之一輸出孔隙以隨後傳遞至至少一微影裝置，該裝置包含：用於接收該輻射之一輸入孔隙；該輸出孔隙；及該輸入孔隙與該輸出孔隙之間的一通路，其包含複數個腔室，其中該等腔室中之至少一些中每一者包括供連接至至少一真空泵之一各別抽汲埠；且該裝置進一步包含一電子或其他離子化粒子或離子化輻射源，其用於離子化該輸入孔隙與該輸出孔隙之間的該通路中之氣體原子或分子。
藉由離子化該輸入孔隙與該輸出孔隙之間的氣體原子或分子，可隨後(例如)藉由施加合適電場或磁場來變更該等氣體原子或分子之一軌跡，且該等氣體原子或分子由該等真空泵中之一者抽汲之一機率又可得以增加。
該電子或其他離子化粒子或離子化輻射源可經組態以離子化該等腔室中之至少一者中及/或一對該等腔室之間的一孔隙中之氣體原子或分子。
視情況每一腔室包含一各別抽汲埠。每一腔室可經由一各別孔隙而連接至該等腔室中之至少一其他腔室。
該通路可包括該輻射可自該輸入孔隙遞送至該輸出孔隙所沿著的一視線路徑。
該裝置可進一步包含至少一電場或磁場源，該至少一電場或磁場源用於變更該等經離子化原子或分子軌跡，例如，用於變更該等腔室中之至少一者中及/或該等孔隙中之至少一者中之該等軌跡。
該電場或磁場源可經組態以破壞經受離子化之氣體原子或分子之彈道式軌跡。
該電場或磁場源可經組態以造成該等經離子化氣體原子或分子中之至少一些與該裝置之一組件之一表面碰撞。因此，該等至少一些經離子化氣體原子或分子之彈道式軌跡可被打破。
該電場或磁場源可經組態以造成該等經離子化氣體原子或分子中之至少一些與該等腔室中之至少一者之一表面或一對該等腔室之間的一孔隙之一表面碰撞。該等腔室中之至少一者之該表面或一對該等腔室之間的一孔隙之該表面可經組態成使得在操作中該等經離子化氣體原子或分子自該表面彈開。
該裝置可進一步包含至少一電場或磁場源，該至少一電場或磁場源用於變更該等電子或其他離子化粒子之軌跡以增加該等電子或其他離子化粒子與該等氣體原子或分子之間的碰撞之一機率。
用於變更該等電子或其他離子化粒子之軌跡之該至少一電場或磁場源可經組態以增加該等電子或其他離子化粒子之路徑長度。
該至少一電場或磁場源可經組態以增加產生該等電子之一陰極與經配置以接收該等電子之一陽極之間的該等電子之路徑長度。
用於變更該等電子或其他離子化粒子之軌跡之該至少一電場或磁場源可經組態以造成該等電子或其他離子化粒子中之至少一些遵循至少部分螺旋狀軌跡。
該至少一電場或磁場源可經組態以將電子或其他離子化粒子集中於該等腔室中之至少一者之一部分中，其中可存在具有通向該輸入孔隙的一彈道式軌跡之氣體原子或分子。
該至少一電場或磁場源可包含用於將一電位施加至該等腔室中之至少一者之一壁的電路系統。
該等電子可由一陰極產生，且該電路系統可經組態以將該等腔室中之至少一者之該等壁保持處於比在操作中之該陰極之電位低的電位。
用於變更經離子化氣體原子或分子之軌跡之該至少一電場或磁場源及用於變更電子之軌跡之該至少一電場或磁場源可包含一共同至少一電場或磁場源。
該電子源可包含用於產生電子之一陰極配置及用於收集由該陰極配置產生之電子之一陽極。該陰極配置及該陽極可經配置成使得由該陰極配置產生之電子係由遞送通過該至少一腔室之至少部分之該陽極收集。
該陰極配置可包含一陰極及位於該陰極及該陽極之間的一另外陽極。該另外陽極可包含用於使由該陰極產生之電子加速之一加速陽極。該另外陽極可經組態以施加一電場以縮減在電子通過該另外陽極之後該等電子之加速度。使用一經合適配置另外陽極可縮減在電子在該另外陽極與該陽極之間之遞送期間該等電子中之至少一些之動能的變化。該等電子中之至少一些之該動能可在該另外陽極與該陽極之間的遞送期間經維持在一所要值範圍內。
該陰極配置可經組態以藉由熱離子發射而產生電子。
該電子源可經組態成使得由使得由該電子源產生之電子在其通過該至少一腔室之遞送之至少部分期間具有在20電子伏特至300電子伏特之範圍內的一動能，該動能視情況在60電子伏特至100電子伏特之範圍內，進一步視情況實質上等於80電子伏特。
該陰極配置及該陽極可經組態成使得由該陰極配置產生之該等電子中的至少一些在其於該陰極配置與該陽極之間的遞送之實質上全 部期間具有在20電子伏特至300電子伏特之範圍內的動能，該動能視情況在60電子伏特至100電子伏特之範圍內，進一步視情況實質上等於80電子伏特。
該陰極配置及該陽極可經組態成使得由該陰極配置產生之該等電子中的至少一些在其於該陰極配置與該陽極之間的遞送之實質上全部期間在不存在碰撞的情況下(例如，在該等電子與該等氣體原子或分子之間不存在碰撞的情況下)具有在20電子伏特至300電子伏特之範圍內的動能，該動能視情況在60電子伏特至100電子伏特之範圍內，視情況實質上等於80電子伏特。
該等氣體原子或分子可包含氫分子。該等氣體原子或分子可包含起因於除氣之氣體原子或分子。
該裝置可經組態成使得在操作中，在真空泵連接至該等抽汲埠且經由該等抽汲埠進行抽汲的情況下，該輸入孔隙處之一壓力經維持為小於10-7Pa，視情況為大約10-8Pa；且該輸出孔隙處之一壓力經維持為大於10-1Pa，視情況為大約1Pa。
該輸入孔隙處之該壓力可包含鄰近於該輸入孔隙之該裝置外部之一壓力。該輸出孔隙處之該壓力可包含鄰近於該輸出孔隙之該裝置外部之一壓力。該輸入孔隙處之該壓力可小於或等於10-6Pa，視情況小於或等於10-7Pa，進一步視情況小於或等於10-8Pa。該輸出孔隙處之該壓力可在0.1Pa至5Pa之一範圍內，視情況在0.5Pa至3Pa之一範圍內，視情況大約等於1Pa。
視情況，該輻射源包含一自由電子雷射輻射源，或一同步加速器輻射源。該輻射可具有在4奈米至25奈米之一範圍內之一波長。該輻射可包含一輻射光束。該輻射可包含EUV輻射。
在可獨立提供之本發明之另一態樣中，提供一種自一輻射源接收一輻射光束且將該輻射光束經由一裝置而傳遞至該裝置之一輸出孔 隙以隨後傳遞至至少一微影裝置的方法，該方法包含：在該裝置之一輸入孔隙處接收該輻射光束；抽汲該裝置之在該輸入孔隙與該輸出孔隙之間的至少一腔室，其中該至少一腔室形成該輸入孔隙與該輸出孔隙之間的一通路之部分；及施加電子或其他離子化粒子或離子化輻射以離子化該輸入孔隙與該輸出孔隙之間的該通路中之氣體原子或分子。
該方法可進一步包含施加至少一電場或磁場以變更該輸入孔隙與該輸出孔隙之間的該通路中之經離子化氣體原子或分子的軌跡。
在可獨立提供之本發明之另一態樣中，提供一種微影系統，其包含：一輻射源；經配置以將一圖案自一圖案化器件投影至一基板上之一微影裝置；及用於將輻射自該輻射源傳遞至該微影裝置之一系統，其中用於傳遞該輻射之該系統包含如所主張或本文所描述之裝置。
根據另一態樣，提供一種用於調整用於一微影程序中之輻射之一強度之裝置，其包含：一第一元件，其用於接收一第一輻射光束且經配置以將呈一第二輻射光束之形式的該第一輻射光束之一部分反射朝向一第二元件，該第二元件經配置以將呈一第三輻射光束之形式的該第二輻射光束之一部分反射遠離該第二元件；及調整構件，其經調適以調整該第一輻射光束與該第一元件及第二輻射光束與該第二元件中之至少一者之間的一入射角以便變化該第三輻射光束之一強度。
以此方式，提供一種用於有效率地調整進入衰減裝置之輻射之一衰減度，藉此調整自該衰減裝置輸出之輻射光束之強度之裝置。提供可以一機械有效率且直接之方式實施同時允許快速調整該第三輻射光束之該強度的一機構。
可自衰減裝置(例如)朝向一微影裝置輸出該第三輻射光束。替代地，可朝向一另外衰減裝置引導該第三輻射光束。
該第一元件處之該第一輻射光束之該入射角可相同於該第二元件處之該第二輻射光束之該入射角。該裝置可經配置以確保該第一輻射光束相對於該第一元件之該入射角始終實質上相同於該第二輻射光束相對於該第二元件之該入射角。以此方式，該第三輻射光束係自該第三元件在與該第一輻射光束之傳播方向實質上相同的方向上經反射。
該調整構件可經調適以將該第一輻射光束及該第二輻射光束之該入射角調整為在大約1度與大約10度之間。
該第一元件可經配置以圍繞一第一點旋轉，及/或該第二元件經配置以圍繞一第二點旋轉。該調整構件可經配置以選擇性地旋轉該第一元件及該第二元件中之至少一者以調整該第一輻射光束或該第二輻射光束相對於該第一元件及該第二元件之該等入射角。此情形提供實施用於調整一輻射強度之該裝置之一尤其有效且簡單方式。
該第一元件可經配置以圍繞該第一點旋轉及/或該第二元件經配置以圍繞該第二點旋轉達大約9度之一角度。
該衰減裝置可進一步包含：一第三元件，其用於接收該第三輻射光束且用於反射呈一第四輻射光束之形式的該第三輻射光束之一部分；及一第四元件，其用於接收該第四輻射光束且用於將呈一第五輻射光束之形式的該第四輻射光束之一部分反射遠離該第四元件。
藉由提供該第三元件及該第四元件，可增加該衰減裝置之一衰減範圍。替代地或另外，提供該第三元件及該第四元件會允許由該衰減裝置之該等元件之反射對輻射之一偏振之一效應針對一給定衰減得以縮減。
該調整構件可經調適以調整該第三輻射光束與該第三元件及該第四輻射光束與該第四元件中之至少一者之間的一入射角。
該調整構件可經調適以將該第一輻射光束、該第二輻射光束、 該第三輻射光束及該第四輻射光束相對於各別該第一元件、該第二元件、該第三元件及該第四元件之該入射角調整為在大約1度與大約5度之間。以此方式，可達成在大約8%與20%之間的一衰減範圍，同時較好地維持該第一輻射光束在該第三輻射光束中之一偏振。
該第一元件可經配置以圍繞一第一點旋轉，該第二元件可經配置以圍繞一第二點旋轉，該第三元件可經配置以圍繞一第三點旋轉，且該第四元件可經配置以圍繞一第四點旋轉。該調整構件可經配置以選擇性地旋轉該第一元件、該第二元件、該第三元件及該第四元件中之至少一者以調整該第一輻射光束、該第二輻射光束、該第三輻射光束或該第四輻射光束相對於各別該第一元件、該第二元件、該第三元件或該第四元件之該等入射角。
該第一元件、該第二元件、該第三元件及該第四元件中每一者可經配置以圍繞各別該第一點、該第二點、該第三點或該第四點旋轉達大約4度之一角度。
該裝置可進一步包含一控制器，該控制器經配置以控制該調整構件。
該控制器可經配置以自一感測器接收一輻射強度之指示且回應於該等指示而控制該調整構件。以此方式，由該第一衰減裝置提供之該衰減可受到較好控制。舉例而言，該控制器可包含經配置以將提供於一預定部位處之輻射之一強度維持於一預定強度範圍內的一控制迴路之部分。
該裝置可包含一另外衰減裝置。該另外衰減裝置可包含固定衰減裝置。亦即，該另外衰減裝置可提供不可變化或相比於使用該第一元件及該第二元件或使用該第一元件至該第四元件可達成的衰減之變化可僅變化小量的一衰減。該另外衰減裝置可提供大於該可變衰減器之衰減的一衰減因數。舉例而言，該另外衰減裝置可提供為10之一衰 減因數。
替代地，該另外衰減裝置可包含可調整衰減裝置。該另外衰減裝置相比於該第一衰減裝置可調整達一較大衰減範圍，但可在比可調整該第一衰減裝置之頻率低的一頻率下可調整。
該另外衰減裝置可包含含有一EUV吸收介質之一腔室，該腔室經配置於一輻射光束之該路徑中。
該另外衰減裝置可包含一壓力感測器，該壓力感測器可操作以監視該腔室內之一壓力。
該另外衰減裝置可包含一氣體入口及一氣體出口。
該裝置可進一步包含一第二控制器，其中該第二控制器係與該壓力監視器連通且經配置以控制該氣體入口及該氣體出口以將該腔室內之一壓力維持於一預定範圍內。
該第一控制器及該第二控制器可為相同控制器。
該調整構件可包含用於待調整之每一元件之各別調整構件。
該裝置可進一步包含一反射隔膜，該反射隔膜安置成相對於該等輻射光束中之一者之傳播方向成一非直角，其中該反射隔膜經配置以透射該等輻射光束中之該一者之一部分且反射該等輻射光束中之該一者之一部分。
該等輻射光束中之該一者可(例如)為該第一輻射光束、該第二輻射光束、該第三輻射光束，或該第四輻射光束。
根據另一態樣，提供一種微影系統，其包含：一輻射源，其可操作以產生一主輻射光束；根據本文所描述之一態樣之一衰減裝置，其經配置以接收該主輻射光束之至少一部分；及至少一微影裝置，該至少一微影裝置經配置以自該衰減裝置接收一經衰減輻射光束。
舉例而言，該主輻射光束或該主輻射光束之一部分可提供上文所描述之該第一輻射光束。
該微影系統可包含一光束分裂裝置，該光束分裂裝置經配置以接收一主輻射光束且輸出至少一分支輻射光束。該衰減裝置可經配置以接收該至少一分支輻射光束。
該光束分裂裝置可經配置以輸出複數個分支輻射光束。該微影系統可包含用於該複數個分支輻射光束中每一者之一各別衰減裝置，每一衰減裝置經配置以接收該複數個分支輻射光束中之一各別分支輻射光束。
替代地，該微影系統可包含用於該複數個分支輻射光束中之一些之一或多個衰減裝置。亦即，一些分支輻射光束可不遞送通過該微影系統中之一衰減裝置。
該輻射源可包含一或多個自由電子雷射。
該至少一微影裝置可包含一或多個光罩檢測裝置。
該主輻射光束可包含EUV輻射。
根據另一態樣，提供一種用於一微影系統之輻射源，其包含：一自由電子雷射，其可操作以產生一輻射光束；一光學系統，其具備一調整機構及一或多個可移動光學元件，該一或多個可移動光學元件經配置以自該自由電子雷射接收該輻射光束、增加其橫截面積，且提供一輸出光束；及一感測器裝置，其用於判定該輸出光束之一方向，其中該調整機構可操作以回應於由該感測器裝置判定之該方向而移動該一或多個可移動光學元件以補償由該自由電子雷射產生之該輻射光束之方向的改變。
由該感測器裝置及該調整機構提供之主動式回饋迴路允許該光學系統與該自由電子雷射分離達一顯著距離，同時確保由該光學系統輸出之該輻射光束之該方向保持穩定。有利的是，此情形允許具有增加之功率之自由電子雷射待用於微影。該回饋迴路亦可經組態以確保由該光學系統輸出之該輻射光束之位置保持穩定。此情形相似地可允 許具有增加之功率之自由電子雷射待用於微影。
由該自由電子雷射產生之該輻射光束可包含EUV輻射。
由該自由電子雷射產生之該輻射光束可具有1000微弧度或小於1000微弧度之一發散度。
由該光學系統提供之該輸出光束具有實質上零發散度。
該一或多個可移動光學元件可包含一第一光學元件及一第二光學元件，該第一光學元件包含一凸形鏡且該第二光學元件包含一凹形鏡。
該調整機構可操作以線性地移動該一或多個可移動光學元件中每一者。該調整機構可操作以在兩個不同方向上線性地移動該一或多個可移動光學元件中每一者。
該調整機構可操作以旋轉該一或多個可移動光學元件中每一者。該調整機構可操作以圍繞兩個不同軸線來旋轉該一或多個可移動光學元件中每一者。
該一或多個可移動光學元件包含掠入射鏡。
該自由電子雷射與該光學系統之一第一光學元件之間的一距離可大於10公尺。
該一或多個可移動光學元件可經塑形以便變更由該自由電子雷射產生之該輻射光束之形狀及/或強度分佈。
該一或多個可移動光學元件可為球面、散光或非球面形。
該輻射源可進一步包含一第二自由電子雷射，該第二自由電子雷射可操作以產生一第二輻射光束，其中一或多個可移動光學元件經配置以選擇性地自該等自由電子雷射中之一者接收一輻射光束、增加其橫截面積，且提供一輸出光束，且該調整機構可操作以回應於由該感測器裝置判定之該方向而移動該一或多個可移動光學元件以補償由彼自由電子雷射產生之該輻射光束之該方向的改變。
由該兩個不同自由電子雷射產生之該等輻射光束可在不同方向上進入該光學系統，且由該光學系統輸出之該輻射光束之該方向可獨立於該輻射光束所源自的該自由電子雷射。
根據另一態樣，提供一種裝置，其包含：一光學系統，其具備一調整機構及一或多個可移動光學元件，該一或多個可移動光學元件經配置以自一自由電子雷射接收輻射光束、增加其橫截面積，且提供一輸出光束；及一感測器裝置，其用於判定該輸出光束之一方向，其中該調整機構可操作以回應於由該感測器裝置判定之該方向而移動該一或多個可移動光學元件以補償由該自由電子雷射產生之該輻射光束之方向的改變。
根據另一態樣，提供一種微影系統，其包含：如技術方案1至15中任一項之輻射源；及一或多個微影裝置。
該微影系統可進一步包含一光罩檢測裝置。
根據另一態樣，提供一種產生一輻射光束之方法，其包含如下步驟：用一自由電子雷射產生一初始輻射光束；允許該輻射光束在進入包含一或多個可移動光學元件之一光學系統之前傳播遍及一距離；使用該一或多個可移動光學元件增加該光束之橫截面積以產生一輸出光束；判定離開該一或多個可移動光學元件之該輸出光束之一方向；及回應於該經判定方向而移動該一或多個可移動光學元件以補償該初始輻射光束之方向的改變。
移動該一或多個可移動光學元件之該步驟可涉及實質上同時移動兩個光學元件以便確保該輸出光束之該方向保持實質上穩定。
移動該一或多個可移動光學元件之該步驟可涉及移動、平移及/或旋轉兩個光學元件以便確保該輸出光束之該方向保持實質上穩定。
根據另一態樣，提供一種用於一微影系統之輻射源，其包含：兩個自由電子雷射，其各自可操作以產生一輻射光束且在該自由電子 雷射產生一輻射光束的一接通狀態與該自由電子雷射不產生一輻射光束的一關斷狀態之間可切換；一光學系統，其包含複數個光學元件，該複數個光學元件經配置以自該兩個自由電子雷射中每一者接收一輻射光束且輸出一輸出輻射光束，其中該光學系統經配置成使得當該等自由電子雷射兩者處於其各別接通狀態中時，該輸出輻射光束包含一複合輻射光束，該複合輻射光束包含來自該兩個自由電子雷射中每一者之輻射，且當該等自由電子雷射中之僅一者處於其接通狀態中時，該輸出輻射光束包含來自彼自由電子雷射之輻射。
該複數個光學元件可經配置以變更自該等自由電子雷射接收之該等輻射光束之橫截面的大小及/或形狀。
該複數個光學元件可包含用於該兩個自由電子雷射中每一者之一發散光學元件，每一發散光學元件經配置以增加自該等自由電子雷射中之一各別自由電子雷射接收之該輻射光束之橫截面積。
該複數個光學元件可進一步包含用於該兩個自由電子雷射中每一者之一會聚光學元件，每一會聚光學元件經配置以在自該等自由電子雷射中之一各別自由電子雷射接收之該輻射光束之該橫截面積已增加之後將彼輻射光束之一發散度縮減至實質上零。
該複數個光學元件可包含一或多個散光或非球面元件，該一或多個散光或非球面元件經配置以變更自該等自由電子雷射接收之該等輻射光束之該橫截面形狀。
該等光學元件可經塑形成使得自該等自由電子雷射接收之該等輻射光束經變更以便在形狀方面更像矩形。
該光學系統可調整，使得賦予至該等輻射光束中每一者之該橫截面的該大小及/或形狀可變化。
該等發散光學元件中之至少一者之一發散度可能夠變化以變化賦予至該等輻射光束中之一對應輻射光束之該橫截面的該大小及/或 形狀。
該等發散光學元件中之至少一者可包含各自具有一不同曲率半徑的兩個反射表面，且圍繞一軸線可旋轉以便選擇性地將該兩個反射表面中每一者置放於自該等自由電子雷射中之該各別自由電子雷射接收的該輻射光束之一路徑中。
對於該兩個自由電子雷射中每一者，該複數個光學元件可包含具有不同曲率半徑之複數個發散光學元件；其中每複數個發散光學元件內之每一光學元件可移動地裝配於該光學系統內，使得每一光學元件可選擇性地移進及移出自該等自由電子雷射中之該各別自由電子雷射接收的該輻射光束之一路徑。
該輻射源可進一步包含一控制器，該控制器可操作以取決於該兩個自由電子雷射之該等狀態而調整賦予至該等輻射光束中每一者之一橫截面的大小及/或形狀。
該控制器可操作以調整該光學系統，使得：當該等自由電子雷射兩者處於其各別接通狀態中時，該光學系統將來自該等自由電子雷射中每一者之輻射光束變更至一第一橫截面，且來自該兩個自由電子雷射之該等輻射光束組合以形成具有一第二橫截面之一複合輻射光束，且當該兩個自由電子雷射中之僅一者處於其接通狀態中時，該光學系統將來自彼自由電子雷射之該輻射光束變更至一第三橫截面。相比於該第一橫截面與該第二橫截面相似的程度，該第三橫截面可更相似於該第二橫截面。
該第三橫截面可實質上相同於該第二橫截面。
該光學系統可配置以便引導自該等自由電子雷射接收之該等輻射光束，使得其鄰近且實質上相互平行。
該輻射源可進一步包含：一感測器裝置，其用於判定該輸出輻射光束之一方向；及一調整機構，其可操作以回應於由該感測器裝置 判定之該方向而移動該光學系統之光學元件以補償由該兩個自由電子雷射產生之該等輻射光束之方向的改變。
該調整機構可操作以圍繞兩個不同軸線來旋轉該複數個光學元件中之一或多者。
該調整機構可操作以在兩個不同方向上線性地移動該複數個光學元件中之一或多者。
由該兩個自由電子雷射產生之該等輻射光束可包含EUV輻射。
根據另一態樣，提供一種供本文所描述之一態樣之一輻射源使用之光束傳遞系統，其包含：一光學系統，其包含複數個光學元件，該複數個光學元件經配置以接收一個或兩個輻射光束且輸出一輸出輻射光束，其中該光學系統經配置成使得當接收兩個輻射光束時，該輸出輻射光束包含一複合輻射光束，該複合輻射光束包含來自該兩個光束中每一者之輻射，且當接收僅一個輻射光束時，該輸出輻射光束包含來自彼輻射光束之輻射。
根據另一態樣，提供一種微影系統，其包含：根據本文所描述之一態樣之一輻射源；一或多個微影裝置；及一光束分裂裝置，其可操作以將由該輻射源輸出之一輻射光束之一部分引導至該一或多個微影裝置中每一者。
該光束分裂裝置可包含複數個靜態鏡，該複數個靜態鏡經配置以反射由該輻射源輸出之該輻射光束之不同部分，每一靜態鏡沿著一相關聯分支光學路徑引導該主輻射光束之該經反射部分，藉此形成一分支輻射光束。
每一靜態鏡可經配置以部分地延伸橫越該主輻射光束且經組態以反射該主輻射光束之一立體區域。
該等靜態鏡可實質上相同。
根據另一態樣，提供一種產生一輻射光束之方法，其包含如下 步驟：提供兩個自由電子雷射，其各自可操作以產生一輻射光束且在該自由電子雷射產生一輻射光束的一接通狀態與該自由電子雷射不產生一輻射光束的一關斷狀態之間可切換；使用該等自由電子雷射中之一者或兩者以產生輻射；判定該兩個自由電子雷射中每一者是否正產生輻射；及若該等自由電子雷射兩者處於其各別接通狀態中，則形成包含來自該兩個自由電子雷射兩者之輻射之一複合輻射光束且輸出該複合輻射光束；或若該等自由電子雷射中之僅一者處於其接通狀態中，則輸出包含來自彼自由電子雷射之輻射之一輻射光束。
根據另一態樣，提供一種微影裝置，其包含：一光學系統，其可操作以接收輻射、在該輻射之橫截面中向該輻射賦予一圖案以形成一經圖案化輻射光束且將該經圖案化輻射投影至一基板上；及複數個聚焦元件，其中該複數個聚焦元件中每一者經配置以接收一不同輻射光束、將該不同輻射光束聚焦於一不同中間焦點處且將該不同輻射光束引導至該光學系統之一第一光學元件，使得在該第一光學元件處，來自該等不同輻射光束中每一者之該輻射至少部分地重疊。
此配置允許該微影裝置自複數個輻射源接收輻射，該複數個輻射源可操作以產生一輻射光束，每一輻射光束係由該複數個聚焦元件中之一不同聚焦元件接收。另外，該第一光學元件處之該等輻射光束之間的至少部分重疊限制當該等輻射源中之一者不產生輻射時對該微影裝置之操作之影響。
該複數個聚焦元件中每一者可經配置成使得該第一光學元件之實質上整個場係由該等不同輻射光束中每一者照明。
應瞭解，「該第一光學元件之整個場」包含投影至該基板上(而不管由該微影裝置賦予至該輻射光束之任何圖案)的該第一光學元件之所有彼等部分。亦即，當該第一光學元件之彼等部分接收輻射且圖案未被賦予至該輻射光束時，彼輻射將通過該光學系統而傳播至該基 板。
在使用此配置的情況下，該微影裝置之操作實質上獨立於接收輻射之聚焦元件之數目。當一輻射源不產生輻射且因此不將輻射供應至m個聚焦元件中之一者時，該微影裝置將以與其在所有m個聚焦元件接收輻射將操作之方式相同的方式繼續操作。調整並非必需的。當m個聚焦元件中之一者不接收輻射時，該微影裝置將僅接收將在所有m個聚焦元件接收輻射時所接收的輻射之分率(m-1)/m(在假定供應複數個聚焦元件之輻射源實質上具有相等輸出功率的情況下)。
該複數個聚焦元件之該等中間焦點可圍繞該第一光學元件之一光軸而分佈。
該複數個聚焦元件中每一者可包含一渥特(Wolter)收集器。
該第一光學元件可包含一多分面化鏡(multifaceted mirror)。
該複數個聚焦元件中每一者可經配置以接收一大體上平行光束，且以與該第一光學元件之數值孔徑實質上匹配的一數值孔徑聚焦該大體上平行光束。
根據另一態樣，提供一種微影系統，其包含：複數個輻射源，其各自可操作以產生一主輻射光束；複數個微影裝置；及一光束傳遞系統，其經配置以接收由該複數個輻射源中每一者產生之該等主輻射光束且將每一主輻射光束之一部分引導至該或每一微影裝置。
該複數個微影裝置中每一者可包含根據本文所描述之一態樣之一微影裝置。經引導至該複數個微影裝置中每一者之每一主輻射光束之該部分可由其複數個聚焦元件中之一不同聚焦元件接收。
該複數個輻射源中每一者可包含一自由電子雷射。
該複數個微影裝置中每一者之一數值孔徑可大於該複數個輻射源中每一者之數值孔徑。
該光束傳遞系統可包含光束組合光學件，該等光束組合光學件 經配置以自該等輻射源中每一者接收一主輻射光束且輸出一複合輻射光束。該光束傳遞系統可進一步包含光束分裂光學件，該等光束分裂光學件經配置以接收該複合輻射光束且輸出複數個分支輻射光束，使得該複數個分支輻射光束中每一者係由該複數個微影裝置中之一不同微影裝置接收。
替代地，該光束傳遞系統可包含用於該複數個輻射源中每一者之分離光束分裂光學件，每一光束分裂光學件經配置以接收一單一主輻射光束且輸出複數個分支輻射光束，使得該複數個分支輻射光束中每一者係由該複數個微影裝置中之一不同微影裝置接收。
該光束傳遞系統可包含光束擴展光學件，該等光束擴展光學件經配置以增加該等主輻射光束之一直徑。
該光束傳遞系統可包含光束塑形光學件，該等光束塑形光學件經配置以變更該等主輻射光束之一橫截面形狀及/或強度剖面。
該等主輻射光束可包含EUV輻射。
根據另一態樣，提供一種將輻射提供至一微影裝置之方法，該微影裝置包含一光學系統，該光學系統經組態以接收輻射、在該輻射之橫截面中向該輻射賦予一圖案以形成一經圖案化輻射光束且將該經圖案化輻射投影至一基板上，該方法包含：產生複數個鄰近輻射光束；將該複數個鄰近輻射光束中每一者聚焦於一不同中間焦點處且將該鄰近輻射光束引導至該光學系統之一第一光學元件，使得在該第一光學元件處，來自該複數個鄰近輻射光束中每一者之該輻射至少部分地重疊。
該複數個鄰近輻射光束中每一者之該聚焦可使得該第一光學元件之實質上整個場係由該複數個鄰近輻射光束中每一者照明。
該複數個鄰近輻射光束中每一者可由一自由電子雷射產生。
該複數個鄰近輻射光束中每一者可包含EUV輻射。
該複數個鄰近輻射光束中每一者之聚焦可使用一渥特收集器。
根據另一態樣，提供一種供一光束傳遞系統中使用之鏡，其包含：一反射表面，其經配置以接收一輻射光束、在一第一方向上反射該輻射光束且修剪該輻射光束，使得該經反射輻射光束之一強度剖面朝向該強度剖面之一經修剪邊緣逐漸縮減。
該鏡可具備軟修剪構件，該軟修剪構件經配置以吸收在自該反射表面之一中心部分向外徑向地延伸之一方向上的增加量之輻射。
該軟修剪構件可包含一輻射吸收材料，該輻射吸收材料具有垂直於該反射表面之一深度，該深度在自該反射表面之該中心部分向外徑向地延伸之方向上增加。
該軟修剪構件可包含一輻射吸收材料，該輻射吸收材料覆蓋在自該反射表面之該中心部分向外徑向地延伸之一方向上的該反射表面之一增加部分。
該輻射吸收材料可包含針對EUV輻射具有實質上相似於一真空之折射率的一折射率之一材料。
該輻射吸收材料可包含一塗層，該塗層包含鋁、金、鎳或錸中之至少一者。
該鏡可具備軟修剪構件，該軟修剪構件經配置以在不同於該第一方向的一第二方向上反射該輻射光束之一部分。
在一第二方向上反射之該輻射光束之該部分在自該反射表面之一中心部分向外徑向地延伸之一方向上增加。
該軟修剪構件可包含該反射表面中之複數個井。該等井可塗覆有一反射塗層。
該經面可進一步包含一絕緣部分，該絕緣部分經配置以使包含該軟修剪構件的該鏡之一邊緣部分與不包含該軟修剪構件的該鏡之一 內部部分絕緣。
根據另一態樣，提供一種用於一微影系統之光束傳遞系統，其包含根據本文所描述之該等態樣中之一者之一或多個鏡。
該光束傳遞系統可包含根據本文所描述之該等態樣中之一者之一第一鏡，及根據上文之該等態樣中之一者之一第二鏡。該第一鏡及該第二鏡可經合作地配置以軟修剪由該光束傳遞系統接收之一輻射光束。
軟修剪構件可經提供成沿著該第一鏡之一反射表面之一第一邊緣部分但並不沿著該第一鏡之該反射表面之一第二邊緣部分，且軟修剪構件可經提供成沿著該第二鏡之一反射表面之一第二邊緣部分但並不沿著該第二鏡之該反射表面之一第一邊緣部分。
根據另一態樣，提供一種微影系統，其包含：一輻射源，其可操作以產生一輻射光束；至少一微影裝置；及根據本文所描述之該等態樣中之一者之一光束分裂系統，其經配置以接收該輻射光束且將該輻射光束引導至該至少一微影裝置。
根據另一態樣，提供一種微影系統，其包含：一輻射源，其包含一自由電子雷射，其中該輻射源經組態以發射具有一第一偏振狀態之一第一輻射光束；及一光束傳遞系統，其包含複數個反射元件，該複數個反射元件經配置以自該輻射源接收該輻射光束且將該輻射光束中之至少一些引導至一微影工具以便向該微影工具提供具有一第二偏振狀態之一第二輻射光束，其中該等反射元件經組態以變更由該等反射元件引導之輻射之偏振，使得該第二偏振狀態之偏振對比度小於該第一偏振狀態之一偏振對比度。
該光束傳遞系統可經組態以將該第一輻射光束分裂成複數個分支輻射光束，且其中該第二輻射光束為該等分支輻射光束中之一者。
該光束傳遞系統可經組態以改變該等分支輻射光束之偏振以便 輸出實質上具有該第二偏振狀態之複數個分支輻射光束。
該第二偏振狀態可為一實質上圓形偏振狀態。
該輻射源可包含複數個自由電子雷射及一光學系統，該光學系統經組態以組合自該等自由電子雷射中每一者輸出之輻射以形成該第一輻射光束。
該光束傳遞系統之該等反射元件經組態成使得入射於該等反射元件中每一者上之輻射包含具有實質上相同量值的一經s偏振分量及一經p偏振分量。
該光束傳遞系統之該等反射元件可經組態以造成每一反射元件處之該經s偏振分量與該經p偏振分量之間的一相位阻滯。
該輻射源可經組態以發射在一偏振平面中實質上線性偏振之一第一輻射光束。
該光束傳遞系統可包含複數個反射元件，該複數個反射元件經定向成使得該等反射元件中每一者處之一入射平面與該偏振平面形成大約45°之一角度。
該複數個反射元件可包含：反射元件之一第一群組，該等反射元件經定向成使得該等反射元件中每一者處之一入射平面與該偏振平面形成大約+45°之一角度；及反射元件之一第二群組，該等反射元件經定向成使得該等反射元件中每一者處之一入射平面與該偏振平面形成大約-45°之一角度。
由反射元件之該第一群組處之反射造成的總相位阻滯與由反射元件之該第二群組處之反射造成的總相位阻滯之間的差可為大約90°。
該輻射源可經組態以發射實質上橢圓形偏振之一第一輻射光束。
該輻射源之一自由電子雷射可包含一波盪器，該波盪器包含複 數個波盪器區段，其中該等波盪器區段中之至少一者為一螺旋狀波盪器區段，且其中該等波盪器區段中之至少一者為一平面波盪器區段。
該第二偏振狀態之該偏振對比度可小於大約0.1。
該微影工具可包含一微影裝置。
該第一輻射光束可為一EUV輻射光束。
根據另一態樣，提供一種組態一微影系統之方法，該微影系統包含一自由電子雷射及包含複數個反射元件之一光束傳遞系統，該方法包含：判定一輸出偏振狀態，其中該輸出偏振狀態為由該光束傳遞系統輸出之一輻射光束之一所要偏振狀態；判定自該自由電子雷射發射且輸入至該光束傳遞系統的一輻射光束之一輸入偏振狀態；判定在施加至該輸入偏振狀態時引起該輸出偏振狀態之一偏振改變；及組態該光束傳遞系統之反射元件，使得該光束傳遞系統之該等反射元件處之輻射的反射引起該經判定偏振改變。
該輸出偏振狀態可為一實質上圓形偏振狀態。
該輸入偏振狀態可為一實質上線性偏振狀態。
判定該偏振改變可包含判定在施加至該輸入偏振狀態時引起該輸出偏振狀態之一相位阻滯。
組態該光束傳遞系統之該等反射元件可包含將該等反射元件定向成使得入射於該等反射元件中每一者上之輻射包含具有實質上相同量值的一經s偏振分量及一經p偏振分量。
組態該光束傳遞系統之該等反射元件可包含將該光束傳遞系統之該等反射元件定向成用以造成每一反射元件處之該經s偏振分量與該經p偏振分量之間的一相位阻滯。
由該等反射元件造成的總相位阻滯可為該經判定相位阻滯。
根據本發明之另一實施例，提供一種組態一微影系統之方法，該微影系統包含一自由電子雷射及包含複數個反射元件之一光束傳遞 系統，該方法包含：判定一輸出偏振狀態，其中該輸出偏振狀態為由該光束傳遞系統輸出之一輻射光束之一所要偏振狀態；判定由該光束傳遞系統之該等反射元件處之輻射之反射造成的一偏振改變；判定一輸入偏振狀態，該輸入偏振狀態在該經判定偏振改變施加至該輸入偏振狀態時會引起該輸出偏振狀態；及組態該自由電子雷射，使得該自由電子雷射輸出具有該輸入偏振狀態之一輻射光束。
該輸出偏振狀態可為一實質上圓形偏振狀態。
判定該偏振改變可包含判定由該光束傳遞系統之該等反射元件處之輻射之反射造成的一相位阻滯。
判定該偏振改變可包含判定該光束傳遞系統之一瓊斯(Jones)矩陣。
判定該輸入偏振狀態可包含反轉該瓊斯矩陣。
判定該輸入偏振狀態可進一步包含將該經反轉瓊斯矩陣乘以表示該輸出偏振狀態之一瓊斯向量。
組態該自由電子雷射可包含提供包含複數個波盪器區段之一波盪器，其中該等波盪器區段中之至少一者為一螺旋狀波盪器區段，且其中該等波盪器區段中之至少一者為一平面波盪器區段。
組態該自由電子雷射可進一步包含相對於該至少一平面波盪器區段之長度來組態該至少一螺旋狀波盪器區段之長度，使得該自由電子雷射輸出具有該輸入偏振狀態之一輻射光束。
上文所描述之一或多個態樣之特徵可與上文所描述之態樣之其他態樣之特徵組合。
8‧‧‧開口
10‧‧‧分面化場鏡器件/場分面鏡
11‧‧‧分面化光瞳鏡器件
13‧‧‧鏡
14‧‧‧鏡
14a‧‧‧凹槽結構
14b‧‧‧凹槽結構
20‧‧‧光束分裂裝置
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‧‧‧光束截止器
31‧‧‧架構
31'‧‧‧第一架構
31"‧‧‧第二架構
40‧‧‧光學系統
50‧‧‧第一光學元件
51‧‧‧第二光學元件
52‧‧‧第一光學元件
53‧‧‧第二光學元件
54‧‧‧光束分裂裝置/配置
55‧‧‧分裂元件
56‧‧‧第一反射表面
57‧‧‧第二反射表面
58‧‧‧邊緣
59‧‧‧邊緣成形分裂元件
60‧‧‧光束分裂裝置
61‧‧‧凸形鏡
62a‧‧‧第一鏡
62b‧‧‧鏡
62c‧‧‧鏡
63‧‧‧主輻射光束B之立體區域/圓圈之片段之一般橫截面形狀
70‧‧‧光束分裂裝置
71a‧‧‧靜態鏡/第一鏡
71b‧‧‧靜態鏡/第二鏡
71c‧‧‧第三靜態鏡
72‧‧‧孔隙
80‧‧‧光束分裂裝置/配置
81‧‧‧靜態鏡/第一鏡/環鏡
81a‧‧‧外部環形反射部分
81b‧‧‧孔隙
82‧‧‧靜態鏡/第二鏡/環鏡
82a‧‧‧反射外部環
82b‧‧‧孔隙
83‧‧‧靜態鏡/第三鏡
83a‧‧‧完整反射表面
90‧‧‧鏡/光柵
91‧‧‧反射表面
92‧‧‧凹槽
95‧‧‧隆脊
100‧‧‧鏡/光柵
101‧‧‧凹槽
102‧‧‧隆脊
103‧‧‧輻射光束B之強度分佈
105‧‧‧線/正交投影
106‧‧‧平面
110‧‧‧鏡
111‧‧‧隆脊
112‧‧‧基座部分
200‧‧‧光束分裂裝置
201‧‧‧第一提取光學件
201a‧‧‧鏡
201b‧‧‧鏡
201c‧‧‧鏡
201d‧‧‧鏡
201e‧‧‧鏡
201f‧‧‧鏡
202‧‧‧第二提取光學件
208‧‧‧提取光學件
210‧‧‧軌跡
211‧‧‧分支光學路徑
211a‧‧‧立體正方形區域
211b‧‧‧立體正方形區域
211c‧‧‧立體正方形區域
211d‧‧‧立體正方形區域
211e‧‧‧立體正方形區域
211f‧‧‧立體正方形區域
212‧‧‧分支光學路徑
218‧‧‧分支光學路徑
221a‧‧‧子光束
221b‧‧‧子光束
221c‧‧‧子光束
221d‧‧‧子光束
221e‧‧‧子光束
221f‧‧‧子光束
231a‧‧‧第一分支鏡/第一提取鏡
240‧‧‧間隙
251a‧‧‧正方形區域
251b‧‧‧正方形區域
251c‧‧‧正方形區域
251d‧‧‧正方形區域
251e‧‧‧正方形區域
251f‧‧‧正方形區域
300‧‧‧旋轉光束分裂裝置
301‧‧‧大體上圓盤形本體/旋轉本體
302‧‧‧旋轉軸線
303‧‧‧徑向延伸輪輻
304‧‧‧徑向延伸側壁
305‧‧‧軸向面向上部表面/上部軸向表面
306‧‧‧徑向面向末端壁
307‧‧‧間隙
308‧‧‧橢圓形光束光點區
309‧‧‧軸向面向下部表面
310‧‧‧徑向雙面壁
350‧‧‧旋轉光束分裂裝置
352‧‧‧旋轉軸線
353‧‧‧輪輻
354‧‧‧側壁
357‧‧‧間隙
370‧‧‧機械軸
400‧‧‧旋轉光束分裂裝置
401‧‧‧大體上圓盤形本體
402‧‧‧旋轉軸線
403‧‧‧輪輻
404‧‧‧側壁
405‧‧‧軸向面向上部表面
500‧‧‧旋轉光束分裂裝置
501‧‧‧本體
502‧‧‧旋轉軸線
503‧‧‧輪輻
505‧‧‧軸向面向上部表面
507‧‧‧間隙
508‧‧‧光束光點區
510‧‧‧傾斜角
551‧‧‧輻射源
552‧‧‧輻射源
553‧‧‧相交點
554‧‧‧第一光束分裂裝置
555‧‧‧第二光束分裂裝置
600‧‧‧靜態冷卻器件/冷卻本體
601‧‧‧塗層
602‧‧‧塗層
603‧‧‧軸向延伸環形突起部
610‧‧‧間隙
650‧‧‧靜態冷卻器件
651‧‧‧間隙
652‧‧‧液體金屬層
653‧‧‧通道
700‧‧‧光束分裂裝置
701‧‧‧初級旋轉光束分裂裝置
703‧‧‧次級旋轉光束分裂裝置
750‧‧‧光束分裂裝置
751‧‧‧第一旋轉光束分裂裝置
752‧‧‧第二旋轉光束分裂裝置
753‧‧‧第三旋轉光束分裂裝置
800‧‧‧光束分裂裝置
801‧‧‧大體上圓盤形本體
802‧‧‧反射表面
802b‧‧‧第二反射表面
802c‧‧‧反射表面
802d‧‧‧反射表面
802e‧‧‧反射表面
802f‧‧‧反射表面
802g‧‧‧反射表面
803‧‧‧掠入射鏡
805‧‧‧旋轉軸線
850‧‧‧光束分裂裝置
851‧‧‧大體上圓盤形本體
852‧‧‧旋轉軸線
853‧‧‧輪輻
854‧‧‧徑向延伸側壁
855‧‧‧軸向雙面壁
856‧‧‧徑向對向表面
857‧‧‧間隙
858‧‧‧光束光點區
859‧‧‧傾斜坡道
901‧‧‧輻射源
902‧‧‧輻射源
903‧‧‧第一光束分裂裝置
904‧‧‧第二光束分裂裝置
1030‧‧‧波盪器/配置
1031‧‧‧波盪器模組
1032‧‧‧波盪器模組
1033‧‧‧波盪器模組
1034‧‧‧重新聚焦元件
1035‧‧‧重新聚焦元件
1036‧‧‧光束位置監視器(BPM)
1037‧‧‧光束位置監視器(BPM)
1038a‧‧‧電子射束操控單元
1038b‧‧‧電子射束操控單元
1039‧‧‧控制單元
1040‧‧‧波盪器
1041‧‧‧模組
1042‧‧‧模組
1043‧‧‧模組
1044‧‧‧重新聚焦元件
1045‧‧‧重新聚焦元件
1046‧‧‧極紫外線(EUV)強度分佈感測器
1046a‧‧‧零件/感測器
1046b‧‧‧零件
1047‧‧‧電子射束操控單元
1048‧‧‧電子射束操控單元
1049‧‧‧控制單元
1050‧‧‧波盪器
1051‧‧‧模組
1052‧‧‧模組
1053‧‧‧模組
1054‧‧‧重新聚焦元件
1055‧‧‧重新聚焦元件
1056‧‧‧光束位置監視器(BPM)
1057‧‧‧光束位置監視器(BPM)
1058‧‧‧強度分佈感測器
1058a‧‧‧零件
1058b‧‧‧零件
1059‧‧‧光束操控單元
1060‧‧‧光束操控單元
1061‧‧‧控制單元
1070‧‧‧波盪器
1071‧‧‧模組
1072‧‧‧模組
1073‧‧‧模組
1074‧‧‧重新聚焦元件
1075‧‧‧重新聚焦元件
1076‧‧‧第一操控單元
1077‧‧‧第二操控單元
1078‧‧‧控制單元
1116‧‧‧光學件
1117a‧‧‧光束擴展光學件
1117b‧‧‧光束擴展光學件
1118a‧‧‧光束分裂裝置
1118b‧‧‧光束分裂裝置
1131‧‧‧第一波盪器模組
1131a‧‧‧週期性磁體結構
1132‧‧‧第二波盪器模組
1132a‧‧‧週期性磁體結構
1133‧‧‧第三波盪器模組
1133a‧‧‧週期性磁體結構
1134‧‧‧第四波盪器模組
1134a‧‧‧週期性磁體結構
1150‧‧‧光子聚束
1151‧‧‧第一波盪器區段/第一電子區段
1152‧‧‧第二波盪器區段
1153‧‧‧光束線管/電子射束線管
1154‧‧‧第一電子聚束
1155‧‧‧第二電子聚束
1156‧‧‧光子聚束
1157‧‧‧中心軸線
1158‧‧‧操控單元
1159‧‧‧角度
1160‧‧‧第三電子聚束
1161‧‧‧第一四極磁體
1162‧‧‧第二四極磁體
1163‧‧‧第三四極磁體
1210‧‧‧軌跡
1214‧‧‧光束線管/電子射束線管
1224‧‧‧波盪器
1231‧‧‧波盪器模組
1232‧‧‧波盪器模組
1233‧‧‧波盪器模組
1234‧‧‧波盪器模組
1241‧‧‧操控單元
1242‧‧‧操控單元
1251‧‧‧第一波盪器區段
1252‧‧‧第二波盪器區段
1253‧‧‧第三波盪器區段
1400‧‧‧電子聚束
1401‧‧‧電子/微聚束式狀態
1402‧‧‧完全微聚束式狀態
1450‧‧‧低功率區
1451‧‧‧指數生長模式
1452‧‧‧飽和度
1460‧‧‧區
1462‧‧‧波盪器
1470‧‧‧標繪圖
1471‧‧‧標繪圖
1480‧‧‧標繪圖
1481‧‧‧標繪圖/曲線
1482‧‧‧標繪圖/曲線
1485‧‧‧初始值
1486‧‧‧初始值
1519‧‧‧光束傳遞系統
1520‧‧‧反射第一光學元件
1550‧‧‧第一光學元件
1560‧‧‧大體上圓盤形本體/旋轉本體
1570‧‧‧反射表面
1580‧‧‧光束光點區/伸長型橢圓形光束光點區
1580'‧‧‧光束光點區
1581‧‧‧環形區
1581'‧‧‧環形區
1590‧‧‧旋轉軸線
1600‧‧‧第一光學元件
1601‧‧‧失真機構
1611‧‧‧機械軸
1620‧‧‧馬達
1630‧‧‧質量塊
1632‧‧‧軸向延伸壁區段
1634‧‧‧壁區段
1640‧‧‧靜態冷卻器件
1642‧‧‧液體金屬層
1644‧‧‧通道
1650‧‧‧光學元件
1651‧‧‧外殼
1652‧‧‧噴嘴
1653‧‧‧管
1654‧‧‧抽汲式無接觸密封件
1655‧‧‧泵
1656‧‧‧排氣裝置
1657‧‧‧可調整閥
1658‧‧‧壓力感測器
1700‧‧‧光學元件
1710‧‧‧大體上圓盤形本體
1740‧‧‧靜態冷卻器件
1750‧‧‧熱負荷
1800‧‧‧第一光學元件
1801‧‧‧失真機構
1810‧‧‧部件
1812‧‧‧第一電線圈
1814‧‧‧第二電線圈
1816‧‧‧磁場
1900‧‧‧光學元件
1910‧‧‧大體上圓盤形本體
1911‧‧‧機械軸
1912‧‧‧軸承
1913‧‧‧軸承
1960‧‧‧加熱元件
1982‧‧‧內部通道
1982a‧‧‧入口
1982b‧‧‧出口
1984‧‧‧靜止冷卻劑饋料
1986‧‧‧入口
1988‧‧‧出口
1990‧‧‧壁
1992‧‧‧真空密封件
2000‧‧‧第一光學元件
2010‧‧‧大體上圓盤形本體
2011‧‧‧機械軸
2020‧‧‧反射表面
2030‧‧‧光束光點區
2040‧‧‧旋轉軸線
2090‧‧‧致動器
2100‧‧‧光學元件
2101‧‧‧冷卻機構
2110‧‧‧大體上圓盤形本體/旋轉本體
2112‧‧‧第一本體部分
2113‧‧‧第二本體部分
2114‧‧‧大體上圓形盲鑽孔
2170‧‧‧大體上環形冷卻元件/靜態冷卻器件
2171‧‧‧大體上環形冷卻元件/靜態冷卻器件
2172‧‧‧液體金屬層
2174‧‧‧通道
2200‧‧‧熱圖
2201‧‧‧上部邊緣
2202‧‧‧下部邊緣
2210‧‧‧線
2250‧‧‧熱圖
2251‧‧‧上部邊緣
2252‧‧‧下部邊緣
2260‧‧‧線
2270‧‧‧收縮部
2300‧‧‧裝置
2302‧‧‧輸入孔隙
2304‧‧‧輸出孔隙
2306‧‧‧區段/腔室
2306'‧‧‧腔室
2308‧‧‧區段/腔室
2308'‧‧‧腔室
2310‧‧‧區段/中間腔室
2310'‧‧‧腔室
2312‧‧‧區段/腔室
2314‧‧‧區段/腔室
2316‧‧‧孔隙
2318‧‧‧孔隙
2320‧‧‧孔隙
2322‧‧‧孔隙
2324‧‧‧真空泵/吸氣泵
2326‧‧‧真空泵
2328‧‧‧真空泵
2330‧‧‧真空泵
2332‧‧‧真空泵
2340a‧‧‧環形陽極
2340b‧‧‧環形陽極
2340c‧‧‧環形陽極
2340d‧‧‧環形陽極
2342a‧‧‧環形陰極
2342b‧‧‧環形陰極
2342c‧‧‧環形陰極
2342d‧‧‧環形陰極
2350‧‧‧磁體
2352‧‧‧磁體
2360‧‧‧加速陽極
2362‧‧‧磁體線圈配置
2370‧‧‧平面陰極
2372‧‧‧平面陽極
2380‧‧‧環形陰極
2382‧‧‧加速陽極
2384‧‧‧陽極
2400‧‧‧電子槍配置
2402‧‧‧陽極
2410‧‧‧彎曲磁體
2412‧‧‧彎曲磁體
2414‧‧‧彎曲磁體
2416‧‧‧彎曲磁體
2418‧‧‧線性加速器(LINAC)
2515a‧‧‧衰減器
2515b‧‧‧衰減器
2515n‧‧‧衰減器
2519‧‧‧第一衰減裝置
2520‧‧‧第一鏡
2520'‧‧‧臂
2521‧‧‧第二鏡
2521'‧‧‧臂
2522‧‧‧第一樞軸點
2523‧‧‧第二樞軸點
2525‧‧‧控制器
2530‧‧‧第一鏡
2531‧‧‧第二鏡
2532‧‧‧第三鏡
2533‧‧‧第四鏡
2534‧‧‧第一樞軸點
2535‧‧‧第二樞軸點
2536‧‧‧第三樞軸點
2537‧‧‧第四樞軸點
2540‧‧‧第二衰減裝置
2541‧‧‧外殼
2542‧‧‧腔室
2543‧‧‧第一窗
2544‧‧‧第二窗
2545‧‧‧氣體入口
2546‧‧‧氣體閥
2547‧‧‧壓力監視器
2550‧‧‧極紫外線(EUV)反射隔膜
2551‧‧‧分支輻射光束B1之一部分
2552‧‧‧輻射截止器
2553‧‧‧分支輻射光束B1之一部分
2630‧‧‧光學系統
2630a‧‧‧控制器
2631‧‧‧感測器裝置
2631a‧‧‧感測器
2631b‧‧‧感測器
2632‧‧‧第一可移動光學元件
2632a‧‧‧第一致動器
2633‧‧‧第二可移動光學元件
2633a‧‧‧第二致動器
2634a‧‧‧致動器元件
2634b‧‧‧致動器元件
2635‧‧‧基座
2660‧‧‧光學系統
2660a‧‧‧控制器
2662a‧‧‧第一光學元件
2662b‧‧‧第一光學元件
2663a‧‧‧第二光學元件
2663b‧‧‧第二光學元件
2664‧‧‧致動器
2665‧‧‧致動器
2666‧‧‧致動器
2667‧‧‧致動器
2670‧‧‧參考軸線集合
2730‧‧‧光學系統
2732‧‧‧第一光學元件
2732a‧‧‧第一表面
2732b‧‧‧第二表面
2734‧‧‧第二光學元件
2736‧‧‧第一光學元件
2736a‧‧‧第一表面
2736b‧‧‧第二表面
2738‧‧‧第二光學元件
2740‧‧‧感測器裝置
2741‧‧‧感測器
2742‧‧‧感測器
2744‧‧‧控制器
2752‧‧‧致動器
2754‧‧‧致動器
2756‧‧‧致動器
2758‧‧‧致動器
2770‧‧‧參考軸線集合
2780‧‧‧光學系統
2782‧‧‧第二光學元件
2782a‧‧‧反射表面
2782b‧‧‧反射表面
2782c‧‧‧相交點
2784‧‧‧間隙
2786‧‧‧虛線
2792‧‧‧軸線
2796‧‧‧軸線
2820‧‧‧輸出光束B之八個部分/區
3006‧‧‧中間焦點
3008‧‧‧開口
3010‧‧‧分面化場鏡器件
3011‧‧‧分面化光瞳鏡器件
3013‧‧‧鏡
3014‧‧‧鏡
3120‧‧‧輸出光束Bout之部分
3300‧‧‧聚焦單元
3310‧‧‧聚焦元件
3311‧‧‧掠入射操控鏡
3312‧‧‧中間焦點
3320‧‧‧聚焦元件
3321‧‧‧掠入射操控鏡
3322‧‧‧中間焦點
3330‧‧‧中心軸線
3340‧‧‧焦平面
3350‧‧‧平面
3352‧‧‧重疊區
3354‧‧‧第一邊緣區
3356‧‧‧第二邊緣區
3400‧‧‧III型渥特收集器
3410‧‧‧內部凸形抛物面鏡
3420‧‧‧外部凹形橢圓形鏡
3430‧‧‧焦點
3432‧‧‧焦點
3500‧‧‧光束組合光學件/配置/光學系統
3532‧‧‧第一光學元件
3534‧‧‧第二光學元件
3536‧‧‧第一光學元件
3538‧‧‧第二光學元件
3550‧‧‧光束分裂光學件
3610‧‧‧光束分裂光學件
3620‧‧‧光束分裂光學件
3800‧‧‧鏡
3801‧‧‧反射表面
3802‧‧‧輻射吸收材料
3803‧‧‧頂部部分
3804‧‧‧底部部分
3805‧‧‧絕緣間隙
3806‧‧‧冷卻通道
3900‧‧‧鏡
3901‧‧‧反射表面
3902‧‧‧光點
4003‧‧‧波盪器磁體
4004‧‧‧偏振平面
4005‧‧‧彎曲光學件
4005a‧‧‧反射元件
4005b‧‧‧反射元件
4005c‧‧‧反射元件
4005d‧‧‧反射元件
4011‧‧‧反射元件
4013‧‧‧入射平面
4021‧‧‧實線
4023‧‧‧虛線
4024a‧‧‧第一波盪器區段/螺旋狀波盪器區段
4024b‧‧‧第二波盪器區段/螺旋狀波盪器區段
4024c‧‧‧第三波盪器區段/螺旋狀波盪器區段
4024d‧‧‧第四波盪器區段/平面波盪器區段
4025‧‧‧點線
4030‧‧‧點線/線性偏振狀態
4032‧‧‧點線/橢圓形偏振狀態
4034‧‧‧虛線/橢圓形偏振狀態
4036‧‧‧實線/圓形偏振狀態
B‧‧‧極紫外線(EUV)輻射光束/主輻射光束/輸出輻射光束/
入射輻射光束
B*‧‧‧主輻射光束B之中心
B*'‧‧‧主輻射光束B之中心
B'‧‧‧第一極紫外線(EUV)輻射光束/雷射光束
B"‧‧‧第二極紫外線(EUV)輻射光束/雷射光束
B1‧‧‧極紫外線(EUV)輻射光束/分支雷射光束
B2‧‧‧極紫外線(EUV)輻射光束
B3‧‧‧極紫外線(EUV)輻射光束
B1‧‧‧第一分支輻射光束/經圖案化輻射光束/環形分支輻射
光束/複合分支輻射光束/極紫外線(EUV)輻射光束/脈
衝式輻射光束/光子光束
B1'‧‧‧經圖案化光束/第一分支輻射光束
B2‧‧‧第二分支輻射光束/極紫外線(EUV)輻射光束/光子光束
B2'‧‧‧第二分支輻射光束/第一分支輻射光束
B3‧‧‧分支輻射光束/第一分支輻射光束/光子光束
B4‧‧‧分支輻射光束/第二分支輻射光束/第一分支輻射光束
B5‧‧‧分支輻射光束/第一分支輻射光束
B6‧‧‧分支輻射光束/第一分支輻射光束
B7‧‧‧分支輻射光束/第一分支輻射光束
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
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
Ba‧‧‧複合分支輻射光束
Ba‧‧‧複合分支輻射光束
Ba'‧‧‧極紫外線(EUV)輻射光束
Bb‧‧‧分支輻射光束
Bb‧‧‧分支輻射光束
Bb'‧‧‧極紫外線(EUV)輻射光束
Bc‧‧‧分支輻射光束
Bd‧‧‧分支輻射光束
Be‧‧‧分支輻射光束
Bf‧‧‧分支輻射光束
Bg‧‧‧分支輻射光束
Bh‧‧‧分支輻射光束
Bi‧‧‧入射輻射光束
Bin‧‧‧入射輻射光束
Bin,1‧‧‧輻射光束
Bin,2‧‧‧輻射光束
Bin 1‧‧‧輸出輻射光束
Bin 2‧‧‧輸出輻射光束
Bin'‧‧‧第二分支輻射光束
Bin"‧‧‧第二分支輻射光束
Br‧‧‧經反射輻射光束
BDS‧‧‧光束傳遞系統
BDS1‧‧‧光束傳遞系統
BDS2‧‧‧光束傳遞系統
BDS3‧‧‧光束傳遞系統
BDS4‧‧‧光束傳遞系統
BDS5‧‧‧光束傳遞系統
Bout‧‧‧複合輻射光束/輸出輻射光束
BS1‧‧‧極紫外線(EUV)輻射光束/主輻射光束
BS2‧‧‧極紫外線(EUV)輻射光束/主輻射光束
BSm‧‧‧極紫外線(EUV)輻射光束/主輻射光束
BS1,L1‧‧‧分支輻射光束
BS1,L2‧‧‧分支輻射光束
BS1,Li‧‧‧分支輻射光束
BS1,Ln‧‧‧分支輻射光束
BS2,L1‧‧‧分支輻射光束
BS2,L2‧‧‧分支輻射光束
BS2,Li‧‧‧分支輻射光束
BS2,Ln‧‧‧分支輻射光束
BSm,L1‧‧‧分支輻射光束
BSm,L2‧‧‧分支輻射光束
BSm,Ln‧‧‧分支輻射光束
CBa‧‧‧輻射光束/複合輻射光束
CBa'‧‧‧經圖案化輻射光束
E‧‧‧聚束式電子射束/光束/主輻射光束B之邊緣/圓圈/相
對論電子射束/電子聚束
E'‧‧‧電子射束/減速電子/光束/圓圈
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
FELa‧‧‧第一自由電子雷射
FELb‧‧‧第二自由電子雷射
FU‧‧‧聚焦單元
IL‧‧‧照明系統
IL'‧‧‧照明系統
LA'‧‧‧微影裝置
LA1‧‧‧微影工具/第一微影裝置
LA2‧‧‧工具/微影裝置
LA3‧‧‧工具/微影裝置
LA4‧‧‧工具/微影裝置
LA5‧‧‧工具/微影裝置
LA6‧‧‧工具/微影裝置
LA7‧‧‧工具/微影裝置
LA8‧‧‧工具/微影裝置
LA9‧‧‧工具/微影裝置
LA10‧‧‧工具/微影裝置
LA11‧‧‧工具/微影裝置
LA12‧‧‧工具/微影裝置
LA13‧‧‧工具/微影裝置
LA14‧‧‧工具/微影裝置
LA15‧‧‧工具/微影裝置
LA16‧‧‧工具/微影裝置
LA17‧‧‧工具/微影裝置
LA18‧‧‧工具/微影裝置
LA19‧‧‧工具/微影裝置
LA20‧‧‧工具/微影裝置
LA1‧‧‧微影裝置
LA1'‧‧‧微影裝置
LA2‧‧‧微影裝置
LA2'‧‧‧微影裝置
LAn‧‧‧微影裝置
Lan'‧‧‧微影裝置
LAa‧‧‧微影裝置
LAb‧‧‧微影裝置
LAn‧‧‧微影裝置
LS‧‧‧微影系統
LS2‧‧‧微影系統
LS3‧‧‧微影系統/配置
LS4‧‧‧微影系統
LS5‧‧‧微影系統
LS6‧‧‧微影系統
LS7‧‧‧微影系統
LS8‧‧‧微影系統
LS9‧‧‧微影系統
LS10‧‧‧微影系統
LS11‧‧‧微影系統
M1‧‧‧第一反射元件
M2‧‧‧第二反射元件
M3‧‧‧第三反射元件
M4‧‧‧第四反射元件
MA‧‧‧圖案化器件/光罩
MA'‧‧‧圖案化器件
MT‧‧‧支撐結構
P1‧‧‧光子聚束
P2‧‧‧光子聚束
P3‧‧‧光子聚束
P1‧‧‧經反射部分
P2‧‧‧經反射部分
P3‧‧‧經反射部分
P4‧‧‧經反射部分
P5‧‧‧經反射部分
PS‧‧‧投影系統
PS'‧‧‧投影系統
R‧‧‧離子化輻射
S1‧‧‧頂部面/面特徵(圖10C、圖11B、圖13)//信號(圖74)
S2‧‧‧面/面特徵(圖10C、圖11B、圖13)//信號(圖74)
S3‧‧‧面/面特徵(圖10C、圖11B、圖13)//信號(圖76)
S4‧‧‧信號
Sa‧‧‧輸出信號
Sb‧‧‧輸出信號
SO‧‧‧輻射源
SO1‧‧‧輻射源
SO2‧‧‧輻射源
SO3‧‧‧輻射源
SO4‧‧‧輻射源/自由電子雷射源
SO5‧‧‧輻射源
SO6‧‧‧輻射源
SO7‧‧‧輻射源
SO8‧‧‧輻射源
SOa‧‧‧第一輻射源
SOb‧‧‧第二輻射源
SOm‧‧‧輻射源
W‧‧‧基板
W'‧‧‧基板
WT‧‧‧基板台
WT'‧‧‧基板台
現在將僅藉由實例參看隨附示意性圖式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為可形成本文所描述之微影系統之零件之微影裝置的示意性說明；-圖3為自由電子雷射之示意性說明；-圖4為包括輻射源之微影系統的示意性說明，該輻射源包含兩個自由電子雷射；-圖5為用於包含兩個自由電子雷射之源之光學系統的示意性說明；-圖6至圖11C為包含複數個靜態鏡之光束分裂裝置的示意性說明；-圖12A、圖12B為分別由近場及遠場中之反射光柵產生的分支輻射光束之強度分佈的示意性說明；-圖13為用於分裂輻射光束之替代光柵的示意性說明；-圖14為用於分裂輻射光束之替代光柵的示意性說明；-圖15描繪根據本文所描述之實施例的包含光束分裂裝置之微影系統；-圖16a為圖15所說明之光束分裂裝置內之主輻射光束的橫截面側視圖，其更詳細地展示光束分裂裝置之提取光學件之第一部分；-圖16b為圖15所說明之光束分裂裝置內之主輻射光束的橫截面側視圖，其更詳細地展示光束分裂裝置之提取光學件之第二部分；-圖17展示圖16a及圖16b之提取光學件至主輻射光束之橫截面上的投影；-圖18展示至如下各者之主輻射光束之橫截面上的投影：圖16a及圖16b之提取光學件；及光束分裂裝置之第二提取光學件；-圖19展示由圖15所說明之光束分裂裝置形成之分支輻射光束的橫截面； -圖20為可形成本文所描述之微影系統之零件的根據本文所描述之實施例之光束分裂裝置之一實施例的透視圖；-圖21為圖20之光束分裂裝置之區段的透視圖；-圖22為圖20之光束分裂裝置的平面圖；-圖23為可形成本文所描述之微影系統之零件的光束分裂裝置之另一實施例之區段的平面圖；-圖24為可形成本文所描述之微影系統之零件的光束分裂裝置之另一實施例的透視圖；-圖25為可形成本文所描述之微影系統之零件的光束分裂裝置之另一實施例的平面圖；-圖26為圖25之光束分裂裝置的透視圖；-圖27為包含兩個光束分裂裝置之微影系統之另一實施例的示意性說明，該微影系統係以第一組態而安置；-圖28為以第二組態而安置之圖27之微影系統的示意性說明；-圖29為用於光束分裂裝置之冷卻系統的示意性說明；-圖30為用於光束分裂裝置之另一冷卻系統的示意性說明；-圖31為包含複數個個別光束分裂裝置之複合光束分裂裝置之一實施例的示意性說明；-圖32為包含複數個個別光束分裂裝置之複合光束分裂裝置之另一實施例的示意性說明；-圖33為可形成本文所描述之微影系統之零件的光束分裂裝置之另一實施例的側橫截面圖；-圖34為可形成本文所描述之微影系統之零件的光束分裂裝置之另一實施例的側視圖；-圖35為圖34之光束分裂裝置的透視圖；-圖36為包含兩個光束分裂裝置之微影系統之另一實施例的示意 性說明；-圖37為根據本文所描述之一實施例之波盪器的示意性說明；-圖38為根據一替代實施例之波盪器的示意性說明；-圖39為根據另一實施例之波盪器的示意性說明；-圖40為根據另一實施例之波盪器的示意性說明；-圖41為根據本文所描述之一實施例之微影系統的示意性說明；-圖42為根據另一實施例之微影系統的示意性說明；-圖43為根據本文所描述之一實施例之波盪器的示意性說明；-圖44為根據一替代實施例之波盪器的示意性說明；-圖45為經由用於自由電子雷射之已知波盪器之輻射功率生長的說明；-圖46為根據本文所描述之一實施例的經由波盪器之輻射功率生長的說明；-圖47為根據本文所描述之一實施例的包含第一光學元件之微影系統的示意性說明；-圖48為可形成本文所描述之微影系統之第一光學元件的光學元件的透視圖；-圖49為圖48之光學元件的平面圖；-圖50為可形成圖48及圖49之光學元件的光學元件之一實施例的部分橫截面圖；-圖50A為可形成圖48及圖49之光學元件的光學元件之另一實施例的部分橫截面圖；-圖51為可形成圖48及圖49之光學元件的光學元件之另一實施例的橫截面圖；-圖52為可形成圖48及圖49之光學元件的光學元件之另一實施例的部分橫截面圖； -圖53為圖52之光學元件之一部分的橫截面圖，其展示由兩個電線圈產生之磁場；-圖54為圖52之光學元件之兩個電線圈之佈局的示意圖；-圖55為可形成圖48及圖49之光學元件的光學元件之另一實施例的橫截面圖；-圖56為可形成本文所描述之微影系統之第一光學元件的另一光學元件的側視圖；-圖57為可形成圖56之光學元件的具有冷卻系統之光學元件的示意性說明；-圖58為用於圖56之光學元件之本體之第一幾何形狀的熱圖；-圖59為用於圖56之光學元件之本體之第二幾何形狀的熱圖；-圖60為可提供於FEL源與光學系統之間以提供該FEL源與該光學系統之間的合適壓力變化之裝置的示意性說明；-圖61為圖60之裝置之零件的示意性說明；-圖62為安裝於圖60之實施例之腔室中之電子源的示意性說明；-圖63為根據一替代實施例的包含陰極及陽極配置之電子源的示意性說明；-圖64為根據另一替代實施例的包含陰極及陽極配置之電子源的示意性說明；-圖65為根據另一替代實施例的包含陰極及陽極配置之電子源的示意性說明；-圖66及圖67為展示另外替代電子源配置之示意性說明；-圖68為根據另一實施例之裝置的示意性說明；-圖69描繪根據本發明之一實施例的包含光束分裂裝置之微影系統；-圖70A、圖70B為圖69之微影系統之衰減裝置的示意性說明； -圖71為圖69之微影系統之替代衰減裝置的示意性說明；-圖72A、圖72B為圖49之微影系統之另外衰減裝置的示意性說明；及-圖73為圖69之微影系統之另一衰減裝置的示意性說明；-圖74為根據本文所描述之一實施例之輻射源的示意性說明；-圖75為圖74之輻射源之光學元件及致動器的示意性說明；-圖76為根據本文所描述之一實施例之另一輻射源的示意性說明；-圖77為根據本文所描述之一實施例之另一輻射源的示意性說明；-圖78A及圖78B示意性地說明當兩個自由電子雷射接通時由圖77所展示之輻射源輸出之光束的橫截面；-圖79為當兩個自由電子雷射中之第一自由電子雷射關斷時之圖77所展示之輻射源的示意性說明；-圖80為當兩個自由電子雷射中之第二自由電子雷射關斷時之圖77所展示之輻射源的示意性說明；-圖81描繪圖77、圖79及圖80所展示之輻射源之第一光學元件在x-y平面中的橫截面；-圖82展示當僅一個自由電子雷射接通時由圖79所展示之輻射源輸出之光束的橫截面；-圖83為根據本文所描述之一實施例之另一輻射源的示意性說明；-圖84為當兩個自由電子雷射中之第一自由電子雷射關斷時圖83所展示之輻射源的示意性說明；-圖85A及圖85B展示當兩個自由電子雷射接通時由圖83所展示之輻射源輸出之光束的橫截面； -圖86為微影系統之另一實施例的示意性說明；-圖87為可形成本文所描述之微影系統之零件之微影裝置的示意性說明；-圖88為可形成圖87之微影裝置之零件之聚焦單元的示意性說明；-圖89為圖88之聚焦單元之一部分的放大圖；-圖90為可形成圖88之聚焦單元之零件的III型渥特收集器的示意性說明；-圖91為圖86所展示之類型之微影系統之實例實施例的示意性說明；-圖92為可形成圖91所展示之微影系統之零件之光束組合光學件的示意性說明；-圖93為由圖92所展示之光束組合光學件輸出之複合輻射光束之橫截面剖面的說明；-圖94為圖86所展示之類型之微影系統之另一實例實施例的示意性說明；-圖95為可用於本文所描述之微影系統之光束傳遞系統中的鏡之一實施例之示意性說明；-圖96為可用於光束傳遞系統中之鏡之一替代實施例的示意性說明；-圖97A及圖97B為微影系統之一部分的示意性說明；-圖98為反射元件處之輻射光束之反射的示意性說明；-圖99為在反射元件處之輻射之反射期間發生的作為輻射入射於反射元件上之掠射角(grazing angle)之函數的吸收損耗及相位阻滯之表示；-圖100為輻射光束之偏振狀態的表示； -圖101為微影系統之示意性說明；-圖102A及圖102B為由微影系統之光束傳遞系統造成的偏振狀態之改變的表示；-圖103為包含複數個波盪器區段之波盪器的示意性說明；-圖104為表示組態微影系統之第一方法的流程圖；及-圖105為表示組態微影系統之第一方法的流程圖。
如本文所使用之術語「光束傳遞系統」可用以係指用以將由源產生之光束提供至諸如微影裝置之工具之光學元件的任何組合。
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及複數個工具。在圖1中，提供二十個工具LA1至LA20。該等工具中每一者可為接收輻射光束之任何工具。該等工具LA1至LA20通常在本文中被稱作微影裝置，但應瞭解，工具不限於此。舉例而言，工具可包含微影裝置、光罩檢測裝置、空中影像量測系統(AIMS)。
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引導至微影裝置LA1至LA20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下游分裂。光束分裂裝置可(例如)包含一系列鏡(圖中未繪示)，該等鏡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待配置成使得主輻射光束B以小於直角之入射角入射於鏡上。有利的是，此情形可減低由鏡吸收之輻射之量，且因此增加自鏡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之輻射之量。另外，可需要以相對於照明器之進入口成一角度來引導一或多個分支輻射光束(如圖2所說明)。此情形可允許以較少鏡且因此以較小功率損耗/較高透射將分支輻射光束供應至照明器。
如將自下文之描述顯而易見，儘管在圖1中，分支光束B1至B20被展示為直接起源於主輻射光束B，但應瞭解，主輻射光束B可分裂成一或多個子光束且該等子光束中之一或多者可接著至少再一次進一步分裂，以產生分支輻射光束B1至B20。
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中之至少一些引導至供定位微影裝置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可由基底或底層垂直層級上之光束分裂裝置接收。光束分裂裝置20可將至少一些分支輻射光束B1至B20引導至經定位於該光束分裂裝置上方且供定位微影裝置LA1至LA20中之至少一些之垂直層級。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引導至不同垂直層級以便由該等微影裝置LA1至LA20接收。
輻射源SO、光束分裂裝置20及微影裝置LA1至LA20可全部經建構且經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之不同零件可具備處於不同壓力(亦 即，被保持處於低於大氣壓力之不同壓力下)及不同氣體組合物(其中不同氣體混合物被供應至SO及光束分裂裝置20內之不同部位)之真空。
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而遞送至照明系統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可包括分面化場鏡器件10及分面化光瞳鏡器件11。分面化場鏡器件10及分面化光瞳鏡器件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遞送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反射且圖案化該輻射光束以形成經圖案化光束B1'。除了分面化場鏡器件10及分面化光瞳鏡器件11以外或代替分面化場鏡器件10及分面化光瞳鏡器件11，照明系統IL亦可包括其他鏡或器件。舉例而言，照明系統IL可包括獨立可移動鏡陣列。獨立可移動鏡可(例如)有小於1毫米寬。獨立可移動鏡可(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B1'進入投影系統PS。投影系統包含複數個鏡13、14，該複數個鏡13、14經組態以將輻射光束B1'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上之對應特徵的影像。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13、14，但投影系統可包括任何數目個鏡(例如，6個鏡)。
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且將分支輻射光束引導於光罩MA處之光學件(例如，鏡)。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)。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。 視情況，輻射源SO可包含一個以上自由電子雷射FEL，如參看下文之例示性實施例所描述。然而應瞭解，在其他實施例中，輻射源SO可包含產生輻射之其他構件。舉例而言，輻射源SO可包含一或多個「經雷射產生電漿」(LPP)源。實際上，應理解，在一些實施例中，輻射源SO可利用可操作以提供合適強大輻射光束之任何構件。
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，且該等相對論電子聚束經引導通過一週期性磁場。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，電子通常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，此相互作用造成電子一起聚束成微聚束，該等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可替代地被稱作噴射器且波盪器24可替代地被稱作搖動器。
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。射束E中之電子係藉由線性加速器22進一步加速。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遞送時沿著該共同軸線控制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：待以高工作週期施加相對大電磁場；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(相對於經耗散通過空腔壁)之射頻能量之分率。替代地，空腔通常可導電(亦即，並非超導)，且可由(例如)銅形成。
可遍及若干加速步驟達到電子射束E之最終能量。舉例而言，可經由由光束輸送元件(彎曲件、漂移空間等等)分離的複數個線性加速器模組來發送射束E。替代地或另外，可經由同一線性加速器模組重複地發送射束E，其中射束E中之能量之增益及/或損耗對應於重複之數目。亦可使用其他類型之線性加速器。舉例而言，可使用雷射尾流場加速器或反向自由電子雷射加速器。
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引導至波盪器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。磁場對電子射束E施加用以變更電子射束E之軌跡之力。在離開線性加速器22之後電子射束E之軌跡係由操控單元23變更以便將電子引導至波盪器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引導至波盪器24。波盪器24可操作以沿著週期性路徑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，電子通常在波盪器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。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，此情形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。
隨著電子移動通過波盪器24，其與波盪器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振盪，該諧振條件係由如下方程式給出：
Figure TWI676083B_D0001
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。對產生未經圓形偏振但經橢圓形偏振之光之螺旋狀波盪器，A將在1至2之範圍內。實務上，每一電子聚束將具有一能量展開，但可儘可能地最小化此展開(藉由產生具有低發射率之電子射束E)。波盪器參數K通常為大約1且係由如下方程式給出：
Figure TWI676083B_D0002
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可在自放大自發發射(SASE)模式中操作。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開。替代地，自由電子雷射FEL可包含可藉由波盪器24內之經刺激發射放大之種子輻射源。自由電子雷射FEL可作為再循環放大器自由電子雷射(RAFEL)而操作，其中由自由電子雷射FEL產生之輻射之一部分係用以接種輻射之進一步產生。
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。可在滿足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時滿足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可漸縮。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之展開。波盪器24之漸縮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，且漸縮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，波盪器之漸縮具有用以顯著增加轉換效率之能力。漸縮波盪器之使用可將轉換效率(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。波盪器之漸縮可藉由沿著波盪器之長度縮減波盪器之參數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。以此方式滿足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。該第二操控單元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'返回引導通過線性加速器22。該第二操控單元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。該第二操控單元25不影響離開波盪器24之輻射光束B'之軌跡。因此，該操控單元25自輻射光束B'解耦電子射束E'之軌跡。在一些實施例中，可在電子射束E'到達第二操控單元25之前自輻射光束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'引導至線性加速器22。已遞送通過波盪器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)為大約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待藉由該等場而減速。減速電子E'將其能量中之一些遞送回至線性加速器22中之場，藉此增加使自電子源21到達的電子射束E加速之場之強度。因此，此配置回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到達之後續電子聚束加速。此配置可被稱為能量回復LINAC。
藉由線性加速器22減速之電子E'係由光束截止器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經引導至波盪器24時經減速電子射束E'待由光束截止器26吸收。
自由電子雷射FEL可包含一光束合併單元(圖中未繪示)，該光束合併單元使來自源21之光束E之軌跡與來自操控單元25之光束E'之軌跡實質上重疊。該合併歸因於如下事實係可能的：在藉由加速器22加速之前，光束E之能量顯著小於光束E'之能量。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'之間的能量之差造成該兩個電子射束之軌跡係由恆定磁場變更不同量。因此，該兩個電子射束之軌跡將變得自彼此解耦。
替代地，操控單元23可(例如)可操作以產生與形成經加速電子射束E及經減速電子射束E'之電子聚束具有實質上恆定相位關係的週期性磁場。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可產生用以將電子引導至波盪器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可產生用以將電子引導至光束截止器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遞送且遞送至光束截止器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)，該光束分裂單元與操控單元23分離且經組態以自操控單元23上游之經減速電子射束E'之軌跡解耦經加速電子射束E之軌跡。該光束分裂單元可(例如)可操作以產生與形成經加速電子射束E及經減速電子射束E'之電子聚束具有實質上恆定相位關係的週期性磁場。
光束截止器26可(例如)包括大量水或具有用於由於高能量電子影響而進行放射性同位素產生之高臨限值之材料。舉例而言，光束截止器26可包括具有用於放射性同位素產生之為大約15MeV的臨限值之鋁。藉由將線性加速器22中之電子射束E'在其入射於光束截止器26上之前減速，當電子由光束截止器26吸收時該等電子所具有之能量之量得以縮減。此情形縮減產生於光束截止器26中之誘發性輻射及次級粒子之位準。此情形移除或至少縮減自光束截止器26移除及安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且放射性廢料之安置可花費高且可具有嚴重環境影響。
當作為減速器操作時，線性加速器22可操作以將電子E'之能量縮減至低於臨限值能量。低於此臨限值能量之電子可能不誘發光束截止器26中之任何顯著放射性位準。
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)可用以使已遞送通過波盪器24之電子射束E'減速。電子射束E'可除了藉由線性加速器22減速以外或代替藉由線性加速器22減速，該電子射束E'亦可藉由減速器減速。舉例而言，第二操控單元25可在電子射束E'藉由線性加速器22減速之前將該電子射束E'引導通過減速器。另外或替代地，電子射束E'可在已藉由線性加速器22減速之後且在由光束截 止器26吸收之前遞送通過減速器。替代地，電子射束E'可在離開波盪器24之後並不遞送通過線性加速器22且可在由光束截止器26吸收之前藉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。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、E'中之電子且空間地壓縮或拉伸電子射束E、E'中之現有電子聚束。壓縮可用以藉由提供高峰值電流而增加波盪器24中之轉換效率。聚束之拉伸可用以啟用具有低峰值電流之輸送聚束。
一種類型之聚束壓縮機包含橫向於電子射束E而定向之輻射場。 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，其中在電子遞送通過該軌道彎道時由該電子遵循之路徑之長度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)射頻下振盪的複數個導體而加速之電子聚束。
可需要使進入波盪器24之電子聚束緊密地聚束且因此相比於在加速器內之其他部位中具有較高峰值電流。因此，可需要在電子聚束遞送至波盪器24中之前使用一或多個聚束壓縮機來壓縮該等電子聚束。因此，一分離聚束壓縮機(圖中未繪示)可被安置於操控單元23與波盪器24之間。替代地或另外，操控單元23自身可用以聚束電子射束E中之電子。藉由線性加速器22加速之電子聚束可具有為沿著該聚束之長度之平均能量之梯度的相關能量展開。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該等電子之能量(例如，在軌跡係由磁場變更時)。因此，不同能量之電子可使其軌跡藉由操控單元23變更不同量，該等軌跡之差異可受控制以引起電子聚束之壓縮。
圖3所展示之自由電子雷射FEL容納於架構31內。架構31可包含當自由電子雷射FEL在操作中時實質上不透射產生於自由電子雷射FEL中的輻射之壁。舉例而言，架構31可包含厚混凝土壁(例如，為大約4公尺厚之壁)。架構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。輻射屏蔽件可包含為了截取電子及伽瑪光子的具有重元素(例如，具有高Z值之材料)之高密度及高含量之材料，及用以截取中子的具有輕元素之高含量之材料(例如，具有低Z值之材料，諸如，氫或硼)兩種材料。有利的是，向架構31之壁提供輻射吸收材料可允許縮減該架構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架構31之成本。
可添加至架構31之壁以便吸收輻射之相對便宜材料可(例如)為土或沙層。
除了提供架構31之具有輻射屏蔽屬性之壁以外，該架構31亦可經組態以防止由自由電子雷射FEL產生之輻射污染該架構31下方之地下水。舉例而言，架構31之基座及/或底座可具備輻射屏蔽材料或可足夠厚以防止輻射污染該架構31下方之地下水。在一實施例中，架構31可經定位成至少部分地在地下。在此實施例中，地下水可環繞架構31之外部之部分以及在該架構31下方。因此，輻射屏蔽件可提供於該架構31之外部周圍以便防止輻射污染環繞該架構31之地下水。
除了架構31之外部處屏蔽輻射以外或作為對架構31之外部處屏蔽輻射之替代例，輻射屏蔽件亦可提供於該架構31之內部。舉例而言，輻射屏蔽件可在該架構31內部提供於最接近發射大量輻射之自由電子雷射FEL之部分的部位處。
應瞭解，雖然圖3展示具有特定佈局之FEL，但可以其他方式配置FEL。舉例而言，在其他實施例中，可串聯地配置加速器22及波盪器24。在其他實施例中，射出波盪器之電子射束可能未被返回引導至 加速器。因此，通常應理解，可以任何適當方式來配置FEL。
源SO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微影裝置LA1至LA20。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引導至微影系統LS之光束分裂裝置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由工具(例如，微影裝置LA1至LA20之照明系統IL及/或光罩檢測裝置)接收。
替代地，輻射源SO可包含可各自將EUV輻射光束B'、B"提供至光學系統之複數個自由電子雷射(例如，兩個自由電子雷射)。光學系統可被認為形成輻射源SO之零件，或可被認為與輻射源SO分離。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'容納於第一架構31'內。 第二自由電子雷射FEL"容納於第二架構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。該光學系統40包含複數個光學元件(例如，鏡)，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"兩者之輻射之複合輻射 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。
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的圖4所描繪之配置可允許在輻射被連續地提供至微影裝置LA1至LA20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護。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可操作以形成包含來自正將輻射提供至光學系統40的該自由電子雷射之輻射之主輻射光束B。此情形允許即使在自操作取出自由電子雷射中之一者時亦進行微影裝置LA1至LA20之連續操作。
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。
該光學系統40包含四個光學元件：與自由電子雷射FEL'相關聯之第一光學元件50及第二光學元件51；及與自由電子雷射FEL"相關聯之第一光學元件52及第二光學元件53。該等光學元件50、51、52、53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50、52為凸形鏡，其用以增加來自自由電子雷射FEL'、FEL"之輻射光束B'、B"之橫截面積。儘管在圖5中第一光學元件50、52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形。因為第一光學元件50、52為凸形，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上的熱 負荷。因此，第一光學元件50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'之橫截面積的發散光學元件。第一光學元件52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"之橫截面積的發散光學元件。此情形可允許下游之鏡具有較低規範、具有較小冷卻，且因此較不複雜且較不昂貴。另外或替代地，其可允許下游鏡較接近於正入射角。實務上，如下文所描述，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、邊緣成形鏡分裂。增加光束B之大小(藉由(例如)使用如第一光學元件50、52之凸形鏡)可縮減需要在光束B之路徑中定位此等靜態鏡之準確度。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51、53為凹形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51、53之光束具有實質上零發散度。因此，第二光學元件51、53下游之光束實質上準直。再次，儘管在圖5中第二光學元件51、53呈現為在x-y平面中實質上扁平，但事實上其在此平面中及在z方向上兩種情況下為凹形。替代地，鏡50、51、52、53中任一者之形狀可為似雙曲拋物線的，以便具有正曲率及負曲率兩者。 替代地，鏡50至53可扁平且僅僅用以控制光束之移位及傾斜。另外，輻射吸收器可提供於鏡50、52之後方，以便截取與光束B'及B"共同傳播且歸因於制動輻射而起源於波盪器24中之伽瑪光子及中子。再次，可(例如)根據可能地結合低密度、低Z值材料之高密度、高Z值材料而提供輻射屏蔽件。
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B不同的形狀及/或強度分佈可較佳。舉例而言，對於用於光束分裂裝置20內之連續邊緣成形提取鏡之圓形光束，矩形形狀可較佳。因此，除了增加輻射光束B'、B"之橫截面積以外，光學元件50、51、52、53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50、51、52、53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51、53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51、53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。此矩形形狀之二維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)之鏡相同或至少極相似。自製造視點，此情形尤其有益。
除了離開光學系統40之光束之橫截面之形狀以外，光學系統40亦可操作以修改相比於光束B'及B"之強度剖面之遍及輻射光束B之橫截面的強度剖面。舉例而言，可將強度剖面自高斯修改至更扁平「頂帽式」剖面。此等修改可允許由光束分裂裝置20更直接提取光束B之部分，如下文中進一步詳細地描述。當自由電子雷射FEL'、FEL"兩者接通時，光學系統40可操作以組合其輻射光束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50及第二光學元件51在x方向上自第二自由電子雷射FEL"之彼等第一光學元件52及第二光學元件53偏移使得離開第二光學元件51、53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50及第二光學元件51安置於第二自由電子雷射FEL"之彼等第一光學元件52及第二光學元件53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。
儘管已在上文中將自由電子雷射之實施例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可尤其有利，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，其他類型之粒子加速器可用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，其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平行於水平方向之實施例，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/或第二路徑可以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，且因此可以相對於彼此成非零角而安置。
雖然已將輻射源SO之實施例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。
雖然已將輻射源SO之實施例描述並描繪為包含光學系統40，但應瞭解，輻射源SO之一些實施例可能不包括光學系統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，而並不將輻射光束B'首先引導至光學系統40。
如上文所描述，由源SO產生之輻射光束B可分裂成複數個分支輻射光束以提供至複數個工具，諸如，微影裝置及光罩檢測裝置。現在 描述適於使用複數個靜態鏡將輻射光束B分裂成分支輻射光束的光束分裂配置。靜態應被理解為：鏡在正常操作期間不移動，或換言之，經由鏡之移動未達成分裂。因此，入射於每一靜態鏡上之主輻射光束之相對分率在正常操作期間保持實質上恆定。儘管下文所描述之鏡係靜態的，但其可調整，以允許(例如)調整鏡與主輻射光束B之重疊及/或與分支輻射光束B之對準(例如，在微影系統之安裝期間或新工具至現有微影系統之安裝期間)。
圖6為適於分裂輻射光束B以提供兩個或兩個以上分支輻射光束之光束分裂裝置54的示意性描繪。在該配置54中，輻射光束B經引導於分裂元件55處，該分裂元件55具有經配置以反射輻射光束B之第一部分之第一反射表面56，及經配置以反射輻射光束B之第二部分之第二反射表面57。第一反射表面56與第二反射表面57會合以形成安置於輻射光束B之路徑中之邊緣58。分裂元件55可被認為提供兩個靜態鏡。分裂元件55可(例如)形成為三角稜鏡，但應瞭解，可使用任何構造。
入射於第一反射表面56上之光束B之第一部分之反射提供第一分支輻射光束B1，而來自第二反射表面57之輻射光束B之第二部分之反射提供第二分支輻射光束B2。
分支輻射光束B1、B2可在無進一步分裂的情況下經引導至諸如微影裝置或光罩檢測裝置之工具。替代地，分支輻射光束B1、B2中之任一者或兩者可經提供至另外分裂構件，諸如，另外邊緣成形分裂元件。此可能性係由以虛線輪廓所描繪的安置於分支輻射光束B2之路徑中之另一邊緣成形分裂元件59予以說明。雖然圖6中未繪示，但應瞭解，藉由使用分裂元件59分裂分支輻射光束B2而提供的分支輻射光束自身可經提供至另外分裂元件。
第一表面56與第二表面57之間的角度α連同稜鏡之刀口(表面56與 57之相交點)與光束B之間的角度α1(圖中未繪示)判定在第一表面56及第二表面57上之輻射光束之部分之入射角。可使角度α及/或α1足夠小，使得輻射光束B處於相對於表面56、57中每一者成掠入射角以便縮減EUV輻射之吸收且增加EUV輻射之反射比。舉例而言，角度α及/或α1可為10度或更小。
亦需要縮減由分裂元件55之吸收以縮減分裂元件55內之加熱(因此縮減分裂元件55內之熱應力)且尤其縮減邊緣58之加熱，該邊緣58可具有小橫截面積。為了進一步縮減分裂元件55之加熱，可藉由主動式冷卻構件(圖中未繪示)來冷卻分裂元件55。舉例而言，可使液體冷卻劑在分裂元件55內循環以輸送掉熱。舉例而言，可在反射表面56、57之反向側上且沿著邊緣58提供通道。可替代地使用其他冷卻構件。
可自任何適當材料建構分裂元件55。舉例而言，可自銅建構分裂元件55。在假定銅之高熱導率的情況下，自銅建構分裂元件55可有利。為了增加反射率，在所要輻射波長下具有高反射率之材料可沈積於分裂元件55之反射表面56、57上。舉例而言，對於具有13.5奈米之波長之輻射，可使用具有高掠入射反射率的鉬(Mo)或(Ru)。對於具有其他波長之輻射之其他高掠入射反射率，可使用其他材料之塗層，諸如，Nb、Zr、Ca、Eu、Pd、Ru、Rh、Te、La、Be、B、C、Ti、Sc、Au及Pt。
分裂元件55之邊緣58與輻射光束B之底部邊緣之間的距離d可受控制以便變化提供至分支輻射光束B1、B2之輻射之量。在圖6中，邊緣58被展示為安置於輻射光束B之中心點處使得分支輻射光束B1、B2之間的比率為實質上50：50。然而，藉由縮減距離d，貢獻於分支輻射光束B1之輻射光束B之量得以增加，而貢獻於分支輻射光束B2之輻射光束B之量得以減低。增加距離d將具有相反效應。
雖然在圖6中被描繪為實質上平面，但反射表面56、57可彎曲以 便增加分支輻射光束B1、B2之發散度。舉例而言，表面56、57中每一者可為凹形或凸形。替代地或另外，可提供置放於分支輻射光束B1、B2之路徑中之光學件以調節分支輻射光束以提供至特定工具或提供至另外分裂配置。
有利的是，分裂元件55提供在小距離內之分支輻射光束B1、B2之間的大分離度。舉例而言，應瞭解，10度角α提供分支輻射光束B1、B2相對於輻射光束B之10度偏轉角。
圖7示意性說明用於將輻射光束B分裂成複數個分支輻射光束之替代配置。在圖7之實例配置中，光束分裂裝置60可操作以自源SO(圖中未繪示)接收輻射光束B且將其分裂成分支輻射光束。圖7描繪三個分支輻射光束B1至B3，但應易於瞭解，可使用圖7之一般配置來產生更多或更少分支輻射光束。
該光束分裂裝置60包括掠入射鏡之凸形鏡61。由光束分裂裝置60接收之輻射光束B入射於凸形鏡61上，該凸形鏡61用以增加主輻射光束B之發散度。凸形鏡61為發散光學元件(亦即，用以造成輻射光束之發散之光學元件)之實例。一或多個額外發散光學元件可提供於輻射光束B之路徑中。
該光束分裂裝置60進一步包含三個鏡62a至62c，該三個鏡62a至62c中每一者安置於主輻射光束B之路徑中。該等鏡62a至62c中每一者部分地延伸橫越輻射光束B且反射與其相交的主輻射光束之部分。該等鏡62a至62c中每一者使主輻射光束B之各別部分B1至B3沿著不同分支光學路徑偏轉。
該等分支輻射光束B1至B3中之一或多者可經引導至諸如微影或光罩檢測裝置之各別工具。另外或替代地，該等分支輻射光束中之一或多者可經引導至另外分裂構件以便將該等分支輻射光束B1至B3中每一者分裂成另外分支輻射光束。
圖7展示第一鏡62a之正視圖以示意性地說明主輻射光束B與彼鏡之相交。第一鏡62a與主輻射光束B之立體區域63相交，且反射主輻射光束B之此區域。因此，第一分支輻射光束B1具有自圓盤截得之區段之橫截面形狀。
如上文所描述，儘管鏡62a至62c係靜態的，但其可提供於可調整裝配件上，以允許(例如)調整鏡62a至62c與主輻射光束B之重疊及/或與分支輻射光束B1至B3之對準。
如同上文所描述之分裂元件55一樣，鏡62a至62c可以任何適當方式來建構且可(例如)由金屬形成。鏡62a至62c可為掠入射鏡。如上文所描述，掠入射鏡之使用有利，此係因為來自掠入射鏡之反射引起EUV輻射之相對低損耗(例如，大約10%之損耗)。光束分裂裝置之其他光學件亦可由可(例如)為金屬或經塗佈Si的掠入射鏡形成。
凸形鏡61增加鏡62a至62c中每一者之部位處的主輻射光束B之橫截面積。此等光學件可在本文中被稱作發散光學件。應理解，可結合本文所描述之光束分裂裝置之其他光束分裂裝置(諸如，上文所描述之光束分裂元件55)及下文中之圖8、圖9及圖10所描述的光束分裂裝置來使用相似發散光學件。
因為主輻射光束B係由一或多個自由電子雷射產生，所以其可在分裂裝置60處具有相對小發散度且因此在分裂裝置60處具有小直徑(取決於分裂裝置與產生輻射光束B之自由電子雷射相隔之距離)。主輻射光束B之尺寸愈小，為確保自主輻射光束B轉向之光束B之所要分率，必須愈準確地置放鏡62a至62c。
凸形鏡61增加主輻射光束B之尺寸，從而允許鏡62a至62c更容易準確地被定位以便使主輻射光束B之所要分率沿著分支光學路徑B1至B3中每一者轉向。此外，藉由增加主光束B之發散度，入射於凸形鏡61下游之光學元件(諸如，鏡62a至62c)上的輻射之強度得以縮減。此 情形縮減由主光束B造成的熱於鏡上之集中度。此情形有利，此係因為主輻射光束B中之熱之量相當大，且可需要鏡之主動式冷卻。主輻射光束B之尺寸在凸形鏡61上游將相對小。因此，凸形鏡61可具備主動式冷卻。主動式冷卻可藉由供應冷卻流體(例如，諸如水之液體)來達成。
因為鏡62a至62c僅部分地延伸橫越主輻射光束B，所以沿著分支光學路徑而傳播之輻射光束可具有非標準光束剖面。舉例而言，參看圖7，第一分支輻射光束B1具有圓圈之片段之一般橫截面形狀63。當使用微影裝置將圖案自光罩MA投影至基板W時，此光束形狀可不理想。置放於分支輻射光束之路徑中之光學件可經配置以修改分支光束之光束形狀以提供所要光束形狀。
舉例而言，參看圖2，微影裝置之照明系統IL可經組態以修改光束形狀以提供所要光束形狀。此可(例如)藉由使用鏡陣列(例如，場分面鏡10)以將光束分離成複數個子光束(每一子光束為分支輻射光束B1之區域63之一不同部分)來達成。場分面鏡將複數個子光束引導至鏡上之同一部位上使得該等子光束入射於彼此之頂部上。以此方式，子光束組合在一起。不同子光束之不同邊緣特徵彼此重疊且藉此平滑以形成具有更有用橫截面形狀之光束。橫截面形狀可對應於場分面鏡之分面之形狀。因此移除了分支輻射光束B1之初始不理想形狀，且用所要輻射光束形狀來替換分支輻射光束B1之初始不理想形狀。
一般而言，可使用用於獲得所要光束形狀之任何合適光學件。 此可包含將入射光束分離成複數個子光束，該複數個子光束接著經引導成使得其入射於彼此之頂部上。
相較於圖6之配置，圖7之配置不包含特別小橫截面積之區段(諸如，圖6之分裂元件55之邊緣58)。此情形允許圖7之鏡62a至62c較好地耐受自輻射光束B吸收之熱。
參看圖8，描繪一替代光束分裂裝置70。該光束分裂裝置70包含一系列靜態鏡71a至71b，該等靜態鏡71a至71b中每一者具備複數個孔隙72，且該等靜態鏡71a至71b中每一者延伸橫越整個主輻射光束B。 第三(且最終)靜態鏡71c不包含孔隙。入射於第一鏡71a之反射區域上之主光束B之一部分係沿著分支光學路徑經引導為第一分支輻射光束B1。入射於第一鏡71a之孔隙72上之主光束B之一部分遞送通過該等孔隙且未被偏轉。第二鏡71b沿著第二分支光學路徑來反射主輻射光束B之一部分作為第二分支輻射光束B2，同時允許一些主光束未偏轉地遞送通過鏡71b中之孔隙72。第三鏡71c沿著第三分支光學路徑來反射主輻射光束B之剩餘部分而作為第三分支輻射光束B3。
圖8之實施例將形成分支輻射光束B1至B3，該等分支輻射光束B1至B3自身具有孔陣列且因此可不適於藉由微影裝置進行圖案投影。如上文關於圖7所解釋，光學件可經配置於分支輻射光束之路徑中以用於修改分支輻射光束以獲得所要分支輻射光束形狀。此可包含將分支輻射光束分離成複數個子光束，該複數個子光束接著經引導成使得其入射於彼此之頂部上。
應瞭解，雖然圖8僅展示三個鏡71a至71c，但可以此配置提供額外(或更少)鏡。雖然鏡71a至71c之反射表面在圖8中被展示為實質上平面，但鏡71a至71c中之一或多者可彎曲以便增加分支輻射光束之發散度。
圖9以側剖面說明用於將主輻射光束B分裂成複數個分支輻射光束的光束分裂裝置80。在該配置80中，三個靜態鏡81、82、83經配置於輻射光束B之路徑中。每一鏡81、82、83以相對於輻射光束B之傳播路徑成一角度以沿著各別分支光學路徑反射輻射光束B之一部分予以配置。第一鏡81為具有外部環形反射部分81a的環鏡，該外部環形反射部分81a經配置以反射輻射光束B之一部分。環形反射表面81a界 定輻射光束B之剩餘部分在第二鏡82之方向上遞送通過之孔隙81b。 由第一鏡81進行之反射提供環形分支輻射光束B1。該分支輻射B1在如沿著圖9中之第一鏡81上方之分支輻射光束B1之縱向軸線而檢視的橫截面中被描繪。
第二鏡82亦為具有反射外部環82a之環鏡，該反射外部環82a經配置以反射輻射光束B之第二部分以提供第二分支輻射光束B2。該外部環82a界定小於孔隙81b的孔隙82b。輻射光束B之第三部分在第三鏡83之方向上遞送通過第二鏡82中之孔隙82b。在圖9之描繪中，第三鏡為具有完整反射表面83a(亦即，不具有孔隙)之固體鏡，該完整反射表面83a經配置以反射輻射光束B之剩餘部分以提供第三分支輻射光束B3。然而，當然應瞭解，具有愈來愈小孔隙之額外環鏡可提供於輻射光束B之路徑中。
如上文所描述，相對於其他光束分裂裝置，鏡81、82、83可自諸如金屬之任何適當材料而建構。
與上文關於圖6、圖7及圖8所描述之實例中一樣，由該配置80產生之分支輻射光束可提供至諸如微影工具或光罩檢測裝置之工具。替代地或另外，分支輻射光束中之一或多者可提供至另外分裂裝置以提供額外分支輻射光束。
有利的是，圖9所說明之類型之環鏡可經建構以便圍繞孔隙提供足夠材料使得熱被傳導遠離輻射光束B所入射的鏡之部分。
另外，圖9之配置係使得輻射光束B之位置之變化或光束B之強度分佈之變化造成各別分支輻射光束B1至B3之強度之較小變化。亦即，對於環鏡81、82中每一者，環形反射表面之一個部分處所接收的輻射之強度之減低通常係由該環形反射表面之不同部分處所接收的輻射之強度之增加來補償。因此，由裝置80產生之分支輻射光束B1、B2、B3之強度分佈可對於主輻射光束B之位置之移位實質上不變，此等移位 係藉由源SO內之一或多個FEL之操作造成。
現在描述分裂裝置係由包含凹槽之鏡提供以將該鏡之反射表面劃分成面之複數個群組之實施例。一特定群組內之面各自具有不同於其他群組中之面的特定定向。通常，鏡之面可為微尺度或大尺度。舉例而言，鏡之面及面之間的間距可為大約數微米(微尺度)或更大(大尺度，例如，大約數毫米)。在任一狀況下，入射於鏡上之輻射係自該鏡之每一面反射，從而造成複數個反射部分或「子光束」。
在兩種狀況下，自該等面反射之輻射又經受繞射。亦即，與鏡之面之相互作用將造成子光束中每一者散開(發散)。子光束之發散量將取決於面之大小及間距，其中在微尺度鏡之狀況下發生子光束之較大發散。微尺度鏡及大尺度鏡兩者在本文中被稱作光柵。對於微尺度光柵及大尺度光柵兩者，因為光柵包含複數個反射面，所以光柵可被認為提供複數個靜態鏡。
如下文更詳細地描述，微尺度光柵及大尺度光柵兩者可用作分裂裝置以自單一入射輻射光束提供複數個分支輻射光束。然而，在每一狀況下，發生分裂之方式可不同。對於大尺度光柵，在不同方向上之子光束之反射可為將入射輻射光束分裂成複數個分支輻射光束(例如，可針對每一反射方向提供一不同分支光束)之主要程序。子光束自大尺度光柵之繞射可足以在遠場中(例如，至照明器之進入口處)造成在同一方向上行進之子光束之間的小重疊。此重疊可造成每一分支輻射光束之強度剖面之平滑。
對於繞射大得多的微尺度光柵，來自多個面之子光束相當大地重疊，從而引起遠場中之干涉圖案。干涉圖案內之每一最大值可提供一各別分支輻射光束。舉例而言，造成對0階、1階及-1階光束之繞射之光柵可用以提供三個分支輻射光束。
參看圖10，鏡90提供於主輻射光束B之路徑中。圖10A呈現鏡90 之側剖面圖，圖10B呈現自上而下視圖，且圖10C呈現鏡90之橫截面。然而，應理解，圖10之描繪僅僅係示意性的。
鏡90可為掠入射鏡。鏡90包含反射表面91。複數個規則間隔凹槽92在實質上垂直於輻射光束B之傳播方向的方向上延伸橫越反射表面91以提供光柵。凹槽92可藉由諸如蝕刻、衝壓或電成形之任何合適程序而形成。凹槽92將反射表面91劃分成反射面之複數個群組，其中每一群組內之該等面實質上平行，但相對於每另一群組之面成不同角度。因此，面之每一群組用以在一各別方向上反射輻射光束B之部分。以此方式，面中每一者可被認為係一各別靜態鏡，該複數個面提供複數個靜態鏡。
參看圖10C，鏡90係在沿著圖10B中之線A-A之橫截面中被展示。可看出，在該實例配置中，鏡90之凹槽92不對稱以便在面之三個群組中之至少兩個群組上提供相對於輻射光束B之實質上掠入射角。 亦即，當以橫截面檢視時，每一凹槽92之右側具有與每一凹槽92之左側不同的長度及定向。
凹槽92形成複數個隆脊95，從而將反射表面91劃分成反射面之三個群組。每一隆脊95之頂部面形成面S1之第一群組、每一隆脊95之左側形成面S2之第二群組，且每一隆脊95之右側形成面S3之第三群組。鏡90可在每一群組中包含任何合適數目個反射面，且在一實例實施例中可在每一群組中包含大約1000個反射面。
在宏觀凹槽之狀況下，入射於第一群組S1之面上之輻射光束B之部分各自在第一方向上被引導，入射於第二群組S2之面上之輻射光束B之部分各自在第二方向上被引導，且入射於第三群組S3之面上之輻射光束B之部分各自在第三方向上被引導。在微觀凹槽之狀況下，所有群組S1、S2、S3之面上或所有群組S1、S2、S3之面之間的邊緣上之輻射光束B之繞射將產生若干分支，該等分支可(例如)為在該等分支 之間具有大約均勻功率分佈的兩個或三個分支。
參看圖10A，可認為部分P1、P4係自第一群組S1之面反射、部分P3係自第二群組S2之面反射，且部分P2、P5係自第三群組S3之面反射。然而，應瞭解，分支輻射光束之部分之描繪僅僅係示意性的。如上文所描述，為產生分支輻射光束而在經反射部分P1至P5之間的相互作用將取決於光柵之尺度而不同。在光柵90為大尺度光柵的情況下，僅來自面之單一群組之輻射貢獻於每一各別分支輻射光束。因而，對於大尺度光柵，部分P1及P4(連同自S1面反射之其他子光束)將形成一個分支輻射光束，部分P3(連同自S2面反射之其他子光束)將形成第二分支輻射光束，且部分P2及P5(連同自S3面反射之其他子光束)將形成第三分支輻射光束。
在光柵為微尺度光柵的情況下，歸因於自光柵90反射之所有輻射子光束之繞射而產生複數個分支輻射光束，使得自面之不同群組反射之子光束將貢獻於最終干涉圖案，且因此貢獻於各別分支輻射光束。
在圖10之實例實施例中，凹槽92大體上垂直於輻射光束B之傳播方向而延伸。在圖11所說明之替代實施例中，提供具有凹槽101之鏡100，該等凹槽大體上平行於輻射光束B之傳播方向而延伸以提供具有反射面之三個群組之光柵，面之每一群組在一不同各別方向上反射輻射光束B之部分。
圖11A以自上而下視圖示意性地描繪鏡100，而圖11B示意性地描繪沿著圖11A所展示之線A-A之鏡100的橫截面。參看圖11B，可看出，凹槽101形成複數個平行隆脊102。每一隆脊102之頂部面形成面S1之第一群組、每一隆脊102之左側形成面S2之第二群組，且每一隆脊102之右側形成面S3之第三群組。鏡100可在每一群組中包含任何合適數目個反射面，且在一實例實施例中可在每一群組中包含大約1000 個反射面。
如上文所描述，對於大尺度光柵，每一分支輻射光束包含複數個子光束，每一子光束包含自單一群組內之一不同面反射的輻射光束B之一部分。因為面之給定群組內之面中每一者實質上平行，所以子光束中每一者至少在鏡90、100之近場中實質上平行。因而，在近場中(在鏡90、100上或極接近鏡90、100處)，每一分支輻射光束之功率分佈之形狀將相似於輻射光束B之形狀，惟遍及每一分支輻射光束之功率分佈之對應於其他群組之面之部位的複數個條帶除外(其中功率為實質上零)。
此情形在圖12A予以描繪，圖12A展示輻射光束B之強度分佈103。在近場中(亦即，在鏡90、100上或極接近鏡90、100處)之分支輻射光束B1之強度分佈係由該強度分佈103之複數個加陰影子區段來描繪。亦即，強度分佈103之加陰影區段中每一者對應於入射於屬於面之單一群組的鏡90、100之面上之輻射光束B之一部分。舉例而言，圖12A中被標註為B1之加陰影子區段中每一者可對應於自鏡90、100之S1面反射之輻射之一各別部分。加陰影子區段之間的間隙表示入射於不同群組之面上之輻射光束B之部分。
歸因於分支輻射光束B1、B2、B3之非零發散度(在某種程度上由繞射造成)，每一分支輻射光束之複數個子光束將在遠場中重疊且將組合以形成形狀實質上相似於輻射光束B之形狀的功率分佈，如圖12B所描繪。遠場可為(例如)至微影工具之進入口，微影工具諸如圖2所展示之微影工具LA1。應瞭解，分支輻射光束之強度分佈變得實質上均質所遍及之距離將根據安置於特定鏡上之凹槽之特定圖案而變化。然而，在一些實施例中，遠場可(例如)遠離鏡大約50公尺。
在微尺度光柵之狀況下，自光柵之面反射之子光束之間的干涉亦引起分支輻射光束在遠場中具有與輻射光束B實質上相同的強度分 佈。
鏡90、100可由矽藉由(例如)沿著矽晶圓之晶體平面之各向異性蝕刻而形成。再次參看圖11B且在假定鏡100係由(例如)矽形成的情況下，頂部面S1可沿著(100)結晶平面而形成，且面S2、S3沿著(111)及(-111)結晶平面而形成。在此狀況下，凹槽之底部處之角度將為大約70.5度(或大約110度之互補角)且凹槽101及隆脊102將沿著<01-1>方向而延伸。入射輻射光束B之方向可在與<01-1>方向成小(掠入射)角而安置。應瞭解，取決於頂部表面之<h k l>方向，各種佈局係可能的。
頂部面S1係沿著(100)結晶平面而形成且面S2、S3沿著(111)及(-111)結晶平面而形成之光柵將形成三個分支輻射光束，其中該等分支輻射光束之強度之比率係取決於S1面之寬度對光柵之間距之比率，以及取決於光柵上之光束B之入射角及凹槽相對於入射光束B之平面所成之角度(其可為0度--凹槽平行於光束B；90度--凹槽垂直於光束B；或任何其他角度)。可需要向分支輻射光束提供相等功率。在此狀況下，上述參數可經最佳化以針對光束B之特定入射角而調諧光柵。
下文之表1提供可能微光柵構造之額外實例，其展示在每一繞射階中之能量之百分比。
在表1中，晶體定向行係指光柵之頂部面(例如，圖11B中之群組S1中之面)之晶體定向。每毫米之線行指示每毫米光柵之凹槽之數目。第一角度θ及第二角度φ指示光柵相對於入射輻射光束之定向。圖11C說明角度θ及φ。在圖11C中，光柵100之頂部面界定x-y平面，其中凹槽101中每一者沿著y方向而延伸。線105表示入射輻射光束B至x-z平面上之正交投影。角度φ為正交投影105與z軸之間的角度。換言之，入射輻射光束B連同y軸界定平面106。角度φ為平面106與z軸所成之角度。角度θ為入射輻射光束B與其正交投影105之間的角度。
「工作週期」行指示「扁平」(亦即，未經蝕刻)之光柵之頂部表面的百分比。舉例而言，工作週期行中之值40%指示光柵之表面的40%尚未經蝕刻，而頂部表面之60%已經蝕刻以形成凹槽。
鏡90、100可具備較多反射(較小吸收)材料(對於EUV輻射)之塗層。舉例而言，鏡可具備釕(Ru)或鉬(Mo)塗層。此鏡可(例如)具有大約50奈米之厚度。
將矽用於鏡(諸如鏡90、100，及上文參看其他分裂裝置所描述之鏡)之優點在於：可藉由在大約123K下操作來限制在操作期間之熱膨脹。在此溫度下，矽之熱導率為大約600W/m/K或更大，其比在室溫下之熱導率好4倍且比銅(Cu)之熱導率好大約50%。因此，甚至可耐受相對大熱負荷，同時將鏡90、100之溫度保持在使鏡90、100之擴展低且使鏡90、100維持其經設計結構尺寸之範圍內。
有利的是，使用諸如參看圖10及圖11所描述之鏡的鏡可向分支輻射光束提供實質上相等功率，且在遠場中(例如，微影工具處)提供實質上相似於在分裂之前的輻射光束B之強度分佈的強度分佈。
另外，諸如鏡90、100之光柵可用以在不首先用專用擴展光學件來擴展輻射光束B的情況下或在不首先形成輻射光束B至平頂強度分佈之強度分佈的情況下來分裂輻射光束B。通常，可必需將此等擴展/ 平頂成形光學件置放成與FEL之射出口相隔顯著距離(例如，50公尺)處，從而產生對指標及發散不穩定性之極低容許度。指標及發散不穩定性將造成輻射光束B相對於擴展/平頂成形光學件移位，從而潛在地導致經擴展光束之失真。在分裂之前的輻射光束B之此失真可導致各別分支輻射光束內之功率之變化，且因此導致提供至(例如)每一微影裝置或光罩檢測工具之功率之變化。
另外，可難以一致地達成自平頂成形光學件之平頂強度分佈。 雖然輻射光束B之功率分佈可為實質上高斯，但功率分佈將並非確切地為高斯且可由於可在操作期間變化之FEL之參數及設定而顯著地變化。又，輻射光束B之軌跡之角度(光束指標)可及時變化，從而導致由平頂成形光學件產生之平頂強度剖面之顯著偏差。
藉由提供在使用擴展光學件擴展輻射光束B(在需要時)之前對該光束之移位不變之分裂光柵，可避免了與在分裂之前擴展輻射光束或調節強度分佈以提供平頂強度分佈相關聯的缺點。實際上，如上文所描述，可提供運用本文所描述之類型之光柵將輻射光束B分裂成光束B之按比例調整複本之程序，且該程序對指標誤差不敏感且對輻射光束B之強度剖面之形狀不敏感。
雖然光柵(或提供複數個的光柵中之一或多者)可定位於光束擴展及/或平頂成形光學件之前(上游)，但光柵(或一或多個光柵)可定位於一或多個扁平鏡之後(下游)。由一或多個扁平鏡對輻射光束B之反射可用以保護光柵不受制動輻射影響，同時避免可起因於由彎曲鏡之反射之光束角度或位置之變化的放大。
應瞭解，雖然鏡90、100各自提供用於將輻射光束分裂成三個分支輻射光束之光柵，但可提供將輻射光束分裂成不同數目個分支輻射光束之光柵。通常，可提供將輻射光束分裂成兩個或兩個以上分支輻射光束之光柵。
如上文所描述，可需要以掠入射角定向鏡90、100。然而，在一些實施例中，諸如圖11所描繪之組態的組態可限制可用入射角。詳言之，對於輻射光束B相對於鏡100之一些入射角，自面S3或S4反射之輻射之部分可至少部分地入射於鄰近隆脊之對置S2或S3面上。因此，對於一些入射角，將輻射光束B準確分裂成所要數目個分支輻射光束可為困難的。
圖13說明提供反射光柵之鏡110的一替代實施例。與鏡100一樣，鏡110包含複數個隆脊111且隆脊111提供面特徵之三個群組：面特徵S1之第一群組、面特徵S2之第二群組及面特徵S3之第三群組。然而，在圖13之實施例中，每一隆脊之S2面係與鄰近隆脊之S3面分離達每一面之最接近點處之距離f。距離f可經選擇以便確保自S2或S3面反射之輻射隨後並不入射於鄰近隆脊之S2或S3面上。
可(例如)藉由提供相對於用以蝕刻頂部矽層以提供隆脊111的蝕刻程序而抗蝕刻之材料之基座部分112來建構鏡110。舉例而言，基座部分可由二氧化矽(SiO2)或氮化矽(Si3N4)製成。應瞭解，因此，任意距離f可提供於隆脊111之間。
在用以防止再反射之替代實施例中，可(例如)藉由沿著矽光柵之(110)及(111)平面進行蝕刻而形成隆脊。
自上文將顯而易見，可以複數種合適方式中任一者來製造提供反射光柵之鏡。在一實施例中，可藉由使用複數個蝕刻劑來處理矽晶圓以便提供具有實質上原子級扁平之表面之隆脊來產生光柵。舉例而言，可使用諸如氫氧化鉀(KOH)、氫氧化鈉(NaOH)及氟化銨(NH4F)之蝕刻劑。
塗層可沈積於經蝕刻鏡上以便增加掠入射反射且減低具有所要波長之輻射(例如，EUV輻射)之吸收。舉例而言，對於具有13.5奈米之波長之輻射，可使用具有高掠入射反射率之鉬(Mo)或(Ru)。對於輻 射之其他波長，可選擇其他塗層。然而，通常，具有足夠高電子密度之透明材料提供良好掠入射反射。重元素金屬為此等材料之實例。另外，材料可經選擇用於抵抗很可能存在於光束分裂裝置內之條件，諸如，EUV輻射誘發性電漿之產生。
在一些實施例中，諸如Mo及Ru之混合物之非晶金屬(或金屬玻璃)可沈積於經蝕刻層上以提供反射塗層。金屬玻璃之非晶結構可用以以對於所要波長之高反射率提供平滑表面。
應瞭解，可使用諸如鋯(Zr)、鉑(Pt)、鎳(Nt)、銅(Cu)、銀(Ag)、金(Au)之任何其他適當材料。不同塗層材料或組合物可施加至經蝕刻表面之不同部分。舉例而言，參看圖11及圖13，不同塗層可施加至S1、S2及S3面。藉由將不同塗層施加至經蝕刻表面之不同部分，可補償面之預期熱膨脹。
在提供反射塗層的情況下，可將另一塗層施加至該反射塗層。 舉例而言，可施加氧化物、氮化物、碳化物等等以便增加反射塗層之穩定性及反射塗層對很可能存在之條件之抵抗。
在提供反射塗層的情況下，一或多個界面層可提供於經蝕刻材料(例如，Si)與該反射塗層之間以縮減表面粗糙度且增加熱導率。舉例而言，可提供石墨烯之界面層。
雖然圖10至圖13中未描繪，但冷卻通道可提供於鏡之反向側(亦即，不接收輻射光束B之側)上。此等冷卻通道可經配置以接收液體冷卻劑，諸如，水，或兩相液體/氣體冷卻劑。諸如石墨烯之塗層亦可施加至冷卻通道中之一或多者以便增加熱傳導。
雖然上文描述了經蝕刻表面可為矽，但應理解，可使用其他材料。可經各向異性蝕刻以提供光柵之其他材料之實例包括鍺(Ge)、砷化鎵(GaAs)、矽-鍺(SiGe)、磷化銦(InP)及砷化銦(InAs)。然而，通常可使用任何合適材料。
可如上文所描述來製造合適光柵。可接著使用諸如金屬玻璃中之熱塑性模製之程序或藉由(例如)衝壓來複製光柵。
可結合用於分裂輻射光束之其他配置來使用上文所描述之用於分裂輻射光束之配置中之一或多者。舉例而言，在一實施例中，最初可使用提供參看圖10至圖13所描述之類型之光柵的鏡將自源提供之輻射光束B分裂成(例如)三個分支輻射光束。該三個分支輻射光束中每一者可提供至一各別邊緣成形鏡(諸如，參看圖7所描述之彼等邊緣成形鏡)，以將每一分支輻射光束分裂成另外兩個分支輻射光束，藉此提供六個分支輻射光束。該六個分支輻射光束可經引導至各別工具，諸如，微影裝置、光罩檢測裝置，或其他工具。更通常，可提供如本文所描述之光束分裂裝置之任何配置及組合以分裂由源SO提供之輻射光束以便提供所要數目個分支輻射光束。
通常，應瞭解，可提供凹槽以與輻射光束B成任何角度而安置之光柵。另外，儘管所描述實例展示每一凹槽為每一鄰近凹槽之經平移複本之光柵，但可提供凹槽之其他結構。舉例而言，圖14以橫截面說明替代凹槽結構14a及14b。在圖14所展示之兩個實例中，每一凹槽不同於鄰近凹槽，但仍為週期性的。另外，凹槽結構可不為週期性的，使得不存在凹槽之重複圖案。通常，可使用諸如圖14所說明之彼等結構的結構，(例如)以提供三個以上分支輻射光束，或以經調變吸收補償光柵之熱膨脹。舉例而言，輻射光束B可具有大體上徑向強度剖面(在中心部分中具有較高強度，且在外部部分中具有較低強度)，使得若鏡具有橫越其反射表面之恆定吸收係數，則自輻射光束B之能量耗散將取決於該輻射光束內之位置。因而，鏡之不同部分之溫度將取決於輻射光束B之哪一部分入射於彼等部分上而增加不同量，從而導致橫越鏡之熱膨脹之變化。
為了補償熱膨脹，可在鏡之外部邊緣處提供吸收材料以便縮減 沿著該鏡之溫度梯度，且另外，縮減自該鏡反射之分支輻射光束中之梯度，此情形可有益於成像目的。舉例而言，特定鏡幾何形狀可引起輻射光束之強度剖面在(例如)2至3均方偏差下「被修剪」。在此狀況下，將存在經反射輻射光束中之「功率」與「無功率」之間的急劇轉變。藉由將吸收材料提供於鏡之外部邊緣處，可使此等轉變平滑。
圖15示意性地說明適於將主輻射光束B分裂成複數個分支輻射光束之光束分裂裝置200的另一實施例。
該光束分裂裝置200經配置以自輻射源SO接收主輻射光束B且輸出複數個輻射光束B1至B8。該光束分裂裝置200包含八個提取光學件201至208(為了清楚起見，圖15中僅描繪該八個提取光學件201至208中之提取光學件201、202及208)。參看圖1，其中其展示主輻射光束B分裂成二十個分支輻射光束，應瞭解，光束分裂裝置200可包含更多或更少提取光學件且光束分裂裝置200可為光束分裂裝置20之一部分。
每一提取光學件201至208部分地延伸橫越主輻射光束B之軌跡210，且經配置以反射主輻射光束B之部分以便沿著相關聯分支光學路徑211至218來引導其，藉此形成分支輻射光束B1至B20。
每一提取光學件201至208包含複數個部分。詳言之，在所描繪實例中，該等部分採取複數個鏡之形式。參看圖16a、圖16b及圖17，下文中更詳細地描述提取光學件中之一者201。
提取光學件201包含六個鏡201a至201f。每一鏡201a至201f為楔形掠入射鏡，其具備經配置以反射主輻射光束B之部分之反射表面。 每一鏡201a至201f之反射表面至垂直於主輻射光束B之傳播方向之平面上的投影形成一正方形區域211a至211f(圖17)。由鏡201a至201f中每一者反射之主輻射光束B之部分可被稱作子光束221a至221f。因此，提取光學件201經配置以反射遍及主輻射光束B之橫截面而分佈 的複數個斷開立體正方形區域(對應於區域211a至211f)。
主輻射光束B之邊緣在圖16a、圖16b中係由兩個平行箭頭E表示且在圖17中係由一圓圈E表示。如此內容背景中所使用，主輻射光束B之邊緣可被界定為強度已下降低於一預設臨限值之點。預設臨限值可(例如)為最大強度之百分比。圖17展示提取光學件201至垂直於主輻射光束B之傳播方向之平面上的投影。
圖16a為沿著圖17中之線D-D之主輻射光束B的橫截面側視圖。因此，圖16a僅展示鏡201a至201c。圖16b為沿著圖17中之線F-F之主輻射光束B的橫截面側視圖。因此，圖16b僅展示鏡201d至201f。
每一鏡201a至201f可具備一主動式冷卻機構(圖中未繪示)，諸如，冷卻流體(諸如，水)或二氧化碳(CO2)之供應件。鏡201a至201f可由為熱之良好導體之材料形成，諸如，銅，其具有最大化反射率且最小化吸收之塗層，諸如，釕(Ru)。
一般而言，每一鏡201a至201f之表面可以與主輻射光束B之軌跡210成不同角度而傾斜。每一鏡201a至201f之表面可以與主輻射光束B之軌跡210成大約10度之角度而傾斜。
該光束分裂裝置200進一步包含與提取光學件201至208中每一者相關聯之包含一或多個分支鏡。詳言之，光束分裂裝置包含與提取光學件201相關聯之第一分支鏡231a。經提取子光束221a至221f入射於第一分支鏡231a上。複數個鏡201a至201f及/或第一分支鏡231a之定向係使得在自第一分支鏡231a之反射之後，經提取子光束221a至221f組合以形成單一複合分支輻射光束Ba。
在此實施例中，第一提取鏡231a為包含六個分面(圖中未繪示)之多分面鏡，每一分面為一扁平鏡。由複數個鏡201a至201f中每一者反射之主輻射光束B之部分入射於第一提取鏡231a之分面之一不同分面上。該等分面係以不同角度安置以考量經提取子光束221a至221f之不 同路徑且確保在自第一分支鏡231a之反射之後，經提取子光束221a至221f全部在實質上同一方向上傳播以形成單一複合分支輻射光束B1。
在一替代實施例中，第一提取鏡231a不為多分面鏡。為了確保在自第一分支鏡231a之反射之後，經提取子光束221a至221f形成單一複合分支輻射光束B1，可將複數個鏡201a至201f安置於沿著主輻射光束B之傳播方向之不同位置處。複數個鏡201a至201f之位置及角度經配置成使得經提取子光束221a至221f全部在實質上同一方向上傳播。舉例而言，參看圖16a，在此實施例中，可使鏡201a相對於鏡201b向右位移，且可使鏡201c相對於鏡201b向左位移。藉由此等位移之合適選擇，自此等鏡201a至201c提取之子光束221a至221f可在實質上同一方向上傳播。
在一實施例中，如圖19所展示，複數個鏡201a至201f之定向係使得在複合分支輻射光束B1內，經提取子光束221a至221f鄰近。較佳地，複數個鏡201a至201f之定向經選擇成使得經提取子光束221a至221f實質上不具有重疊，而使得每一鄰近子光束221a至221f之間的任何間隙240得以最小化。對於此等實施例，可提供漣波板(圖中未繪示)以用於進一步調節每一分支輻射光束B1至B20。漣波板包含為大體上扁平之反射表面，其具有平均垂直方向，具有對平均垂直方向之隨機局域變化。此漣波板用以使分支輻射光束B1至B20之強度分佈平滑，從而縮減經提取子光束221a至221f之間的重疊或間隙240之效應。子光束221a至221f之間的重疊及/或間隙240之大小可小於(例如)複合分支輻射光束Ba之大小的1%。另外或替代地，子光束221a至221f之間的重疊及/或間隙240之大小可具有與漣波板之拖尾效應相同的數量級或比漣波板之拖尾效應小的數量級。漣波板之拖尾效應可(例如)小於大約1毫米或甚至小於大約10微米。
替代地，在另一實施例中，複數個鏡201a至201f之定向係使得在 複合分支輻射光束B1內，經提取子光束221a至221f實質上完全重疊。 以此方式，複合分支輻射光束B1包含具有與區域211a至211f實質上相似的尺寸之區域。
每一分支光學路徑211至218可包含用於在分支輻射光束B1至B8遞送至其對應微影裝置LA1至LA8之照明系統IL中之前調整沿著每一分支光學路徑211至218傳播之分支輻射光束B1至B8之強度的機構(圖中未繪示)。用於調整分支輻射光束B1至B8之強度之機構可包含粗略調整機構及精細調整機構。粗略調整機構可操作以提供高達10倍之強度調整，且精細調整機構可操作以提供大約10%之強度調整。
分支輻射光束B1至B8可根據需要在任何方向上傳播。每一分支輻射光束B1至B8之方向將取決於相關聯提取光學件201至208及分支鏡之定向。在圖16a及圖16b中，僅展示一個分支鏡231a。然而，可提供複數個分支鏡。在一實施例中，分支輻射光束B1至B8在實質上垂直於主輻射光束B的方向上傳播。舉例而言，由輻射源SO產生之主輻射光束B可在實質上水平方向上傳播，且分支輻射光束B1至B8可在實質上垂直方向上傳播。此配置允許微影系統LS內之複數個微影裝置LA1至LA8待安置於不同垂直位置處。舉例而言，微影系統LS內之複數個微影裝置LA1至LA8可在同一架構之不同地板上。分支輻射光束B1至B8之透射及偏振將取決於用以將輻射自主輻射光束B旋轉達90度之鏡之數目。所使用之鏡之數目愈大，輻射與每一鏡之表面之間的角度可愈小。隨著輻射光束與其射中之鏡之表面之間的角度減低，透射將增加且反射對輻射光束之偏振之效應將減低。因此，用以將輻射自主光束B旋轉達90度之鏡之數目愈大，透射將愈大且鏡對輻射光束之偏振之效應將愈小。然而，每一額外鏡增加微影系統LS之成本及複雜度。 在一實施例中，每一分支光學路徑211至218可包含(例如)兩個至八個分支鏡。
由鏡201a至201f中每一者接收之功率P係由如下方程式給出：
Figure TWI676083B_D0004
其中IB(y,z)為主輻射光束B之強度剖面，且供執行表面積分之區域A為藉由將彼鏡之反射表面投影至垂直於主輻射光束B之傳播之平面(圖16a、圖16b及圖17中之y-z平面)上而形成的正方形區域211a至211f。
鏡201a至201f可為實質上靜態的。然而，若主輻射光束B在垂直於其傳播之平面(圖16a、圖16b及圖17中之y-z平面)中移動，則由複數個鏡201a至201f中每一者接收之功率將在發生如下兩種條件中任一者的情況下改變：(a)強度分佈IB(y,z)不均一；或(b)主輻射光束B移動成使得其不再照明鏡201a至201f中之一或多者之整個反射表面。在y-z平面中之主輻射光束B之移動將引起圖17中之圓圈E相對於正方形區域211a至211f移動。舉例而言，若在y-z平面中之主輻射光束B之位置在由箭頭A指示之方向上移位，則圓圈E之位置將移位至圓圈E'且主輻射光束B之中心B*將移位至B*'。
主輻射光束B之強度剖面可為似高斯的，且圖17中之圓圈E可指示高斯強度剖面寬度3均方偏差寬度。對於此等實施例，在y-z平面中之主輻射光束B之移位將改變由複數個鏡201a至201f中每一者接收之功率。複數個鏡201a至201f中之一些將接收較多功率且複數個鏡201a至201f中之一些將接收較小功率。因此，由鏡201a至201f中之一些接收之功率之增加將與由其他鏡接收之功率之減低至少部分地相消。有利的是，相比於(例如)每一提取光學件包含單一矩形鏡的配置，藉由此配置產生之輻射光束B1至B8對由輻射源SO產生之主輻射光束B之指標變化較不敏感。
正方形區域211a至211f遍及主輻射光束B之橫截面而分佈以便最 大化在主輻射光束B移動時由鏡201a至201f中之一些接收之功率之增加與由其他鏡接收之功率之減低之間的相消。亦即，正方形區域211a至211f之分佈經選擇成最小化分支輻射光束B1至B8之功率對主輻射光束B之指標變化的敏感度。為了達成此情形，因為主輻射光束B之強度剖面為似高斯的，所以正方形區域211a至211f圍繞主輻射光束B之中心B*大體上均勻地分佈。在使用此配置的情況下，當主輻射光束B在垂直於其傳播之平面中之位置改變時，由鏡201a至201f中之至少第一鏡接收之功率將增加，且由複數個鏡201a至201f中之至少第二鏡接收之功率將減低，而不管在y-z平面中之主輻射光束B之移動方向如何。
正方形區域211a至211f圍繞主輻射光束B之中心B*之更均勻分佈可藉由提取光學件201中之較大數目個鏡來達成。此情形可提供較好相消且因此提供較穩定分支輻射光束B1。然而，其將增加光束分裂裝置200之成本及複雜度。
其他提取光學件202至208可實質上相同於上文所描述之提取光學件201，但具有藉由將彼鏡之反射表面投影至垂直於主輻射光束B之傳播之平面上而形成的區域之不同空間分佈。
舉例而言，第二提取光學件202亦可包含六個楔形掠入射鏡。第二提取光學件202之六個鏡中每一者之反射表面至垂直於主輻射光束B之傳播方向之平面上的投影包含各別正方形區域251a至251f。圖18展示提正方形區域251a至251f至垂直於主輻射光束B之傳播方向之平面上的分佈。圖18以黑色亦展示表示第一提取光學件201之鏡201a至201f之反射表面之投影的正方形區域211a至211f，以指示主輻射光束B之此等部分已經藉由第一提取光學件201提取。
每一提取光學件201至208中之鏡可實質上相同，此情形對於製造鏡尤其有利。複數個提取光學件201至208中之複數個鏡可經塑形且 經定位成使得其至垂直於主輻射光束B之傳播方向之平面上的投影與主輻射光束B之橫截面區域實質上重合，而不具有重疊且具有最小間隙。
在上述實施例中，每一提取光學件201至208包含複數個鏡，每一鏡形成提取光學件201至208之一部分。然而，在替代實施例中，每一提取光學件可包含一單一鏡，該單一鏡包含複數個不同部分，該複數個不同部分經素形成使得當主輻射光束在垂直於其傳播之平面中之位置改變時，由該複數個部分之至少第一部分接收之功率將增加且由該複數個部分之至少第二部分接收之功率將減低。舉例而言，每一提取光學件可包含與主輻射光束B同心的一大體上環形鏡。
在上述實施例中，已論述了具有似高斯強度剖面之主輻射光束B之特定實例。然而，本發明之實施例可經調適以供具有不同強度剖面之主輻射光束B使用。對於圍繞主輻射光束B之中心旋轉地對稱之強度分佈(亦即，其僅為與中心相隔之距離之函數)，每一提取光學件201至208之複數個部分可圍繞該中心均勻地配置。對於圍繞主輻射光束B之中心並不旋轉地對稱之強度分佈，可使用每一提取光學件201至208之複數個部分之不同分佈。
在上述實施例中，每一提取光學件201至208包含六個鏡。然而，可替代地使用其他數目個鏡。不同提取光學件201至208可具備不同數目個鏡。
較佳地，所有鏡至垂直於主輻射光束B之傳播方向之平面上的投影與主輻射光束B之橫截面區域實質上重合，而不具有重疊且具有最小間隙。在上述實施例中，此重合係藉由使用經塑形且經定向成使得鏡至垂直於主輻射光束B之傳播方向之平面上的投影為正方形區域之該等鏡來達成。然而，在其他實施例中，此等區域可具有不同形狀。舉例而言，鏡可經塑形成使得區域為三角形、矩形或六邊形。
上文描述了主輻射光束B可由包含在正常操作期間不移動的靜態鏡中之一或多者之光束分裂裝置分裂。亦即，在上文所描述之實施例中，主輻射光束B之分裂並不經由光束分裂裝置之鏡之移動來達成。現在描述分裂藉由其他方式達成之實施例。
參看圖20及圖21，展示光束分裂裝置300。該光束分裂裝置可為圖1所展示之光束分裂光學件35，或可形成圖1所展示之光束分裂光學件35之部分。
該光束分裂裝置300包含一大體上圓盤形本體301及可操作以圍繞旋轉軸線302來旋轉該本體301之機構(圖中未繪示)。舉例而言，圓盤形本體301可包含沿著旋轉軸線302而延伸之機械軸。機械軸可由一或多個軸承(例如，兩個軸承)支撐。軸承可為被動式軸承，諸如，滾動元件軸承或空氣靜力軸承。替代地，軸承可為主動式軸承，諸如，磁性軸承。機械軸可由諸如馬達或引擎之任何合適機構驅動以旋轉。
沿著或平行於旋轉軸線302之方向可被稱作軸向方向。至或自旋轉軸線302且垂直於該旋轉軸線302延行之方向可被稱作徑向方向。
該光束分裂裝置300進一步包含複數個徑向延伸輪輻303。輪輻303中每一者包含兩個徑向延伸側壁304、一軸向面向上部表面305及一徑向面向末端壁306。因此，每一輪輻之上部表面305之形狀為環扇形。每一輪輻之上部表面305係由反射材料形成。該等輪輻303彼此分離達各別間隙307。因而，複數個輪輻303之軸向面向上部表面305形成複數個離散反射元件。輪輻303中每一者具有實質上相同的大小及形狀，且間隙307中每一者具有實質上相同的大小及形狀。因此，複數個輪輻303之軸向面向上部表面305形成離散反射元件之週期性陣列。給定徑向點處之週期性陣列之間距係由一個軸向面向上部表面305及一個間隙307之角範圍給出。
該光束分裂裝置300包含一光束光點區308，該光束光點區308經 配置以接收輻射光束Bin。光束光點區308安置於本體301之由輪輻303之上部軸向表面305形成的軸向對向表面上。
輻射光束Bin可由自由電子雷射FEL產生。舉例而言，輻射光束Bin可為主輻射光束B或可為分支輻射光束。由自由電子雷射之波盪器輸出之輻射光束可(例如)具有大約100微米之直徑及大約100微弧度之發散度。另外，若自由電子雷射待向大約十個微影裝置提供輻射，則由波盪器輸出之輻射光束可具有大約數十千瓦特之功率。因此，出於熱原因，光束分裂裝置300可與波盪器24分離達大約數十至數百公尺之距離。舉例而言，在光束分裂裝置300處，輻射光束Bin可具有大約5毫米之直徑。又出於熱原因，輻射光束Bin可以小掠入射角接近光束光點區308。此情形將展開遍及光束光點區之較大區域之功率且亦可增加輪輻303之上部軸向表面305之反射率。舉例而言，掠入射角可為大約1.4度。在此角度下，直徑為5毫米之入射輻射光束Bin將在長軸與短軸為大約210毫米乘5毫米的橢圓形光束光點區308上散開。
參看圖22，入射輻射光束Bin在本體301之軸向對向表面之一個側上遞送、在旋轉軸線302上遞送，且接近光束光點區308。隨著輻射光束Bin入射於光束光點區308上，其之傳播方向就大體上在(局域)徑向方向上(亦即，垂直於旋轉軸線302)，其具有小軸向分量(亦即，平行於旋轉軸線302)。軸向分量之大小係藉由輻射光束Bin之掠入射角予以判定。
在本體301圍繞旋轉軸線302旋轉時，週期性陣列移動成使得複數個反射元件(由輪輻303之上部表面305形成)移動通過光束光點區308。輻射光束之第一部分入射於輪輻303之上部表面305上且該輪輻303之上部表面305反射，以便形成第一分支輻射光束B1。輻射光束之第二部分遞送通過反射元件之間的間隙307以便形成第二分支輻射光束B2。因此，光束分裂裝置300允許入射輻射光束Bin待分裂成射出之 第一分支輻射光束B1及第二分支輻射光束B2。雖然在本發明之描述中，光束分裂裝置300被描述為產生分支輻射光束B1、B2，但此僅僅係例示性的。舉例而言，光束分裂裝置300可用以提供分支輻射光束B1至B20中之其他分支輻射光束。
一般而言，隨著複數個輪輻303之上部表面305移動通過光束光點區308，第一分支輻射光束B1及第二分支輻射光束B2之強度將隨著時間變化為較大量或較小量或入射輻射係在不同時間經反射或經透射。強度之變化為週期性振盪。在反射元件實質上同等反射的情況下，振盪之頻率係藉由週期性陣列之速率及間距予以判定。又，此情形將造成由第一分支輻射光束B1及第二分支輻射光束B2中每一者傳遞之輻射之劑量隨著時間而變化。劑量之此變化將遍及等於整數個振盪週期之時間週期達到平均數。因此，為了確保針對給定曝光時間由第一分支輻射光束B1及第二分支輻射光束B2傳遞之輻射之劑量保持恆定，曝光時間應等於整數個振盪週期。實務上，不可能滿足此準則。 若曝光時間不等於整數個振盪週期，則針對給定曝光時間由第一分支輻射光束B1及第二分支輻射光束B2傳遞之輻射之劑量將隨著時間週期性地變化。在曝光時間期間發生之(非整數)數目個振盪週期增加時，劑量之此變化之振幅對在曝光時間期間所接收之平均劑量之比率減低。因此，可需要使振盪之頻率儘可能地高使得可在給定曝光時間週期內達成較穩定劑量。
第一分支輻射光束B1及第二分支輻射光束B2可供應至圖1所展示之微影系統LS之微影裝置LA1至LA20中的一或多者。對於此配置，可需要使在第一分支輻射光束B1及第二分支輻射光束B2之強度之振盪頻率足夠高使得可在微影裝置LA1至LA8之典型曝光時間內達成穩定劑量。此曝光時間可為大約1毫秒，且因此可需要使強度之振盪之頻率待大於1kHz。如上文所解釋，可需要使強度之振盪之頻率足夠高使 得在曝光時間期間出現幾個振盪週期。舉例而言，強度之振盪之頻率可為大約16kHz或更大，從而引起在曝光時間期間之16個或16個以上振盪週期；或為大約30kHz或更大，從而引起在曝光時間期間之30個或30個以上振盪週期。
第一分支輻射光束B1及第二分支輻射光束B2之強度之振盪之頻率係由本體301之旋轉頻率乘以安置於本體301上之週期性陣列之週期之數目(亦即，安置於本體301上之輪輻303之數目)給出。舉例而言，若存在安置於本體301上之300個輪輻303(及300個間隙307)且本體301在160赫茲之頻率下旋轉，則第一分支輻射光束B1及第二分支輻射光束B2之強度之振盪之頻率為16kHz。
因為週期性陣列包含複數個離散反射元件，所以輪輻303中每一者可較小且較密切地間隔。此情形縮減週期性陣列之間距，且因此增加針對週期性陣列之給定速率之第一分支輻射B1光束及第二分支輻射B2光束之強度振盪之頻率。有利的是，此情形允許針對週期性陣列之給定速率以較小時間週期達成穩定劑量。替代地，其允許在週期性陣列之較低速率下在相似時間週期內來達成穩定劑量。
反射元件移動通過光束光點區之配置之優點在於：第一分支輻射光束B1及第二分支輻射光束B2之相對強度(遍及整數個振盪週期而時間平均化)對至少在週期性陣列之運動方向上之入射輻射光束Bin之方向及位置相對不敏感。此配置係與使用靜態鏡以提供兩個或兩個以上分支輻射光束的光束分裂配置形成對比，在該光束分裂配置中，入射輻射光束Bin及靜態鏡之相對移動可引起分支輻射光束之相對強度之顯著改變。在入射輻射光束Bin之直徑小的情況下尤其如此，其通常為如下狀況：由自由電子雷射產生之輻射光束(如上文所描述)可具有大約100微米之直徑及大約100微弧度之發散度。
複數個輪輻303及間隙307各自延伸至光束分裂裝置300之本體 301之邊緣。因此，每一間隙307係由徑向延伸側壁304中之兩者(該兩個徑向延伸側壁中每一者來自一對鄰近輪輻303之一不同輪輻)、一軸向面向下部表面309及一徑向雙面壁310來界定。因此，如自上方檢視之每一間隙307之形狀(在軸向方向上)為環扇形。因為間隙307中每一者延伸至光束分裂裝置300之本體301之邊緣，所以間隙307在一個(徑向外部)側上敞開。入射輻射光束Bin在大體上徑向增加之方向上傳播至光束光點區308及自光束光點區308傳播。舉例而言，對於光束光點區308內之間隙307，輻射光束Bin通常自徑向雙面壁310朝向該間隙307之敞開側傳播。有利的是，在使用此配置的情況下，可允許掠入射角之範圍不受到本體301之厚度限制。
此配置係與間隙307不延伸至本體301之邊緣之配置形成對比，該等間隙諸如，本體301中之在所有側上皆封閉之孔隙之形式的間隙。在使用此配置的情況下，可允許掠入射角之範圍受到在輻射光束之傳播方向上之間隙之大小及本體之厚度兩者限制，本體之厚度對可能掠入射角設定下限。
因為複數個間隙307各自延伸至本體301之邊緣，所以光束分裂裝置300因此允許入射輻射光束Bin以較小掠入射角接近。此情形對於熱原因及對於反射率兩者有益。
輪輻303及間隙307可具有實質上相同大小。在使用此配置的情況下，第一分支輻射光束B1及第二分支輻射光束B2將具有實質上相同強度。替代地，輪輻303及間隙307可具有不同大小。藉由變化輪輻303之大小對間隙307之大小之比率，可變化第一分支輻射光束B1之強度與第二分支輻射光束B2之強度之比率。
週期性陣列之間距可小於、等於或大於入射輻射光束Bin之直徑。輻射光束之非零分率將入射於輪輻303之徑向延伸側壁304上，且由輪輻303之徑向延伸側壁304反射。入射輻射光束之此分率不形成第 一輻射分支光束B1或第二輻射分支光束B2，且因此丟失。倘若光束分裂裝置300之本體301之半徑足夠大使得個別輪輻303實質上平行，則以此方式丟失之輻射之分率將小。
圖23及圖24說明經配置以便消除或至少縮減藉由自輪輻303之徑向延伸側壁304之反射造成的損耗之光束分裂裝置的兩個替代實施例。
參看圖23，說明一替代光束分裂裝置350。光束分裂裝置350與圖20至圖22之光束分裂裝置300之不同之處在於：複數個輪輻353在增加之半徑之方向上(亦即，遠離旋轉軸線352)向內漸縮。推論出，間隙357在增加之半徑之方向上向外漸縮。因此，輪輻353之側壁354並不在純粹徑向方向上延伸。在所有其他態樣中，光束分裂裝置350通常可相似於光束分裂裝置300。在具有輪輻353之足夠量之漸縮的情況下，自輪輻353之側壁354之反射丟失的輻射之分率可縮減至可忽略量，且可(例如)為零。
輪輻353之漸縮將引入橫越第一分支輻射光束B1及第二分支輻射光束B2之橫截面之強度梯度。此強度梯度對微影裝置LA1至LA20之效能之影響可藉由在每一微影裝置LA1至LA20之照明系統IL內由分面化場鏡器件10及分面化光瞳鏡器件11(參見圖2)混合執行而受限制。當此強度梯度之方向係在微影裝置LA1至LA20之掃描方向上時，該強度梯度對微影裝置LA1至LA20之效能之影響最低。
參看圖24，說明一替代光束分裂裝置400。光束分裂裝置400包含一大體上圓盤形本體401及可操作以圍繞旋轉軸線402來旋轉該本體401之一機構(圖中未繪示)。光束分裂裝置400與圖20至圖22之光束分裂裝置300之不同之處在於：複數個輪輻403在遠離輪輻403之軸向面向上部表面405之軸向方向上向內漸縮以便向該等輪輻中每一者提供底切。因此，輪輻403之側壁404並不在純粹徑向方向上延伸。在所有 其他態樣中，光束分裂裝置400可大體上相似於光束分裂裝置300。在具有足夠量之漸縮的情況下，自輪輻403之側壁之反射而丟失的輻射之分率可縮減至可忽略量。
有利的是，相比於光束分裂裝置300，該光束分裂裝置400消除或至少縮減可起因於自輪輻403之側壁之反射之損耗，而不引入分支輻射光束B1、B2中之強度梯度。
圖25及圖26說明光束分裂裝置500之另一實施例。光束分裂裝置500進一步包含複數個輪輻503，該複數個輪輻503彼此分離達各別間隙507。光束分裂裝置500與圖20至圖22之光束分裂裝置300之不同之處在於：儘管複數個輪輻503中每一者在大體上徑向方向上延伸(亦即，其在徑向內部點與徑向外部點之間延伸)，但其並不在純粹徑向方向上延伸。實情為，複數個輪輻503中每一者之側壁在與徑向方向成傾斜角510之方向上延伸。每一輪輻503之上部表面505之形狀可為大體上矩形。替代地，每一輪輻503之上部表面505可在增加半徑之方向上向外漸縮。
在所有其他態樣中，光束分裂裝置500可大體上相似於光束分裂裝置300。
在圖25及圖26之實施例中，入射輻射光束Bin在其接近光束光點區508時不再遞送通過旋轉軸線502。實情為，如可在圖25中最清楚地看出，輻射光束Bin之傳播方向與輪輻503之軸向面向上部表面505係在光束光點區508範圍內之方向上大體上對準。因此，輻射光束方向與徑向方向成傾斜角。
有利的是，因為入射輻射光束不遞送通過旋轉軸線502，所以光束分裂裝置之本體501可被支撐用於在其對置軸向側兩者上旋轉。此情形允許(例如)機械軸自本體之上部軸向表面延伸，而不阻擋輻射光束Bin。此情形可允許(例如)機械軸待由本體之任一側上之軸承支撐， 從而允許相比於由單一側軸桿裝配件提供之實施更容易且更穩定的實施。
可組合光束分裂裝置300、350、400、500之上述實施例之特徵。舉例而言，圖25及圖26之實施例500可具備如關於圖23之實施例350所描述之漸縮或如關於圖24之實施例400所描述之漸縮。
參看圖27及圖28，展示微影系統LS2之一替代實施例。微影系統LS2包含兩個輻射源551、552。每一輻射源551、552可(例如)包含一自由電子雷射。輻射源551、552中每一者具備一對應光束傳遞系統BDS1、BDS2。每一光束傳遞系統BDS1、BDS2經配置以自其對應輻射源551、552接收一輻射光束Bin 1、Bin 2且將此輻射光束分別分佈至複數個微影裝置LA1至LA10、LA11至LA20。每一光束傳遞系統BDS1、BDS2可包含光束擴展光學件及光束分裂光學件。
兩個輻射源551、552經配置成使得其輸出輻射光束Bin 1、Bin 2在輻射源551、552與光束傳遞系統BDS1、BDS2之間的相交點553處交叉。
微影系統LS2進一步包含兩個光束分裂裝置554、555。光束分裂裝置554、555中每一者可包含實質上如上文所描述之光束分裂裝置300、350、400、500。每一光束分裂裝置554、555在非作用中位置與經部署位置之間可移動。當被安置於其非作用中位置時，每一光束分裂裝置554、555被安置成接近相交點520但脫離輻射光束Bin 1、Bin 2之路徑。當被安置於其各別經部署位置中時，每一光束分裂裝置554、555被安置於輻射光束Bin 1、Bin 2之路徑中之相交點520處。微影系統LS2可包含額外光學件，該等額外光學件可操作而以足夠精度操控兩個輻射光束Bin 1、Bin 2使得在任一光束分裂裝置554、555安置於其經部署位置中時，該兩個輻射光束Bin 1、Bin 2中之一者入射於光束分裂裝置之光束光點區上。
參看圖27，在光束分裂裝置兩者被安置於其各別非作用中位置中的情況下來說明微影系統LS2。此組態可為在輻射源551、552兩者正操作時之微影系統LS2的預設組態。每一輻射源551、552發射輻射光束Bin 1、Bin 2，該等輻射光束Bin 1、Bin 2係由每一輻射源551、552之對應光束傳遞系統BDS1、BDS2接收。
參看圖28，在光束分裂裝置554被安置於其經部署位置中且光束分裂裝置555被安置於其非作用中位置中的情況下來說明微影系統LS2。可在輻射源552不再操作之情況下(作為規劃關閉之部分或在輻射源552出故障時)使用微影系統LS2之此組態。僅輻射源551發射輻射光束Bin 1，該輻射光束Bin 1由該輻射源551之對應光束分裂裝置554接收。
以上文所描述之方式，參看圖20至圖26，輻射光束Bin 1之第一部分入射於光束分裂裝置554上之複數個輪輻之上部表面上且由該等上部表面反射，以便形成第一分支輻射光束B1。光束分裂裝置554之光束光點區與相交點553實質上重合，且第一輻射光束Bin 1之掠入射角係使得第一分支輻射光束B1沿著與在微影系統LS2呈圖27所展示之組態時來自輻射源552之輻射光束Bin 2實質上相同的光學路徑而傳播。因此，第一分支輻射光束B1係由第二光束傳遞系統BDS2接收。
輻射光束之第二部分遞送通過光束分裂裝置554之輪輻之間的間隙以便形成第二分支輻射光束B2。因此，第二分支輻射光束B2係由第一光束傳遞系統BDS1接收。
相似地，當輻射源551未操作時，第一光束分裂裝置554可安置於其非作用中位置中且第二光束分裂裝置555可安置於其經部署位置中以便在兩個光束傳遞系統BDS1、BDS2之間分裂由輻射源552輸出之輻射光束Bin 2。
因此，微影系統LS2提供兩個輻射源551、552可並行地操作之系 統，該兩個輻射源551、552各自經由光束傳遞系統BDS1、BDS2將輻射提供至微影裝置之不同集合。當輻射源551、552中之一者未操作時，光束分裂裝置554、555可用以將由另一輻射源輸出之輻射光束分裂成兩個分支輻射光束B1、B2，使得每一光束傳遞系統BDS1、BDS2被供應有(例如)來自操作輻射源之輻射光束的大約50%。
有利的是，除了總強度以外，由光束傳遞系統BDS1、BDS2接收之分支輻射光束B1、B2具有相似於由輻射源551、552輸出之輻射光束Bin 1、Bin 2的光束參數(橫截面、發散度、位置)。舉例而言，當來自輻射源551、552中之一者之輸入輻射光束具有圓形橫截面時，由光束分裂裝置554、555輸出之分支輻射光束亦將具有圓形橫截面。相比而言，用於藉由分裂另一輻射源之輸出而補償未操作之輻射源之其他解決方案可產生具有不同(例如，橢圓形)橫截面形狀之分支輻射光束。 因此，在使用此等其他解決方案的情況下，為將分支輻射光束恢復至原始輻射光束之形狀，額外校正鏡可為必需的。
微影系統LS2相比於用於補償未操作之輻射源之其他解決方案之另一優點在於：存在輻射之較小損耗。與操作輻射源相關聯之光束傳遞系統(及由其伺服之微影裝置)可接收原始輻射光束的50%。與非操作輻射源相關聯之光束傳遞系統(及由其伺服之微影裝置)可接收給出達50%的原始輻射光束之百分比乘以旋轉光束分裂裝置之反射率。旋轉光束分裂裝置之反射率很可能為大約98%，且因此，由非操作自由電子雷射伺服之微影裝置可接收原始輻射光束的大約49%。相比而言，其他分裂解決方案將提供給出達50%的原始輻射光束之百分比乘以複數個(至少三個)額外鏡之反射率。額外鏡之反射率很可能為大約98%，且因此，在使用此替代解決方案的情況下，所有微影裝置可接收原始輻射光束的至多大約47%。
在一替代實施例中，微影系統LS2可僅包含經配置成使得定向可 改變以便伺服任一輻射源551、552的一個旋轉光束分裂裝置。
在一替代實施例中，由兩個輻射源551、552輸出之兩個輻射光束Bin 1、Bin 2在相交點處並不交叉。對於此等實施例，當輻射源551、552中之僅一者正操作時，可使用額外光學元件以將由操作輻射源輸出之輻射光束導引朝向光束分裂裝置554、555。
上文所描述之旋轉光束分裂裝置300、350、400、500、550可具備冷卻系統。圖29及圖30分別示意性地展示兩個替代冷卻系統。
參看圖29，展示光束分裂裝置300之旋轉本體301係藉由靜態冷卻器件600而冷卻之配置。在旋轉本體301與靜態冷卻器件600之間主要經由輻射來傳送熱。靜態冷卻器件600裝配於旋轉本體301周圍。舉例而言，旋轉本體301之下部部分可包含軸向延伸環形突起部603，該軸向延伸環形突起部603可被收納於冷卻本體600中之環形凹槽內。
本體301及靜態冷卻器件600之對置表面具備高發射率材料之塗層601、602，以增進由本體301之輻射及由靜態冷卻器件600對發射輻射之吸收。窄間隙610提供於旋轉本體301與靜態冷卻器件600之間。 間隙610可填充有諸如氫氣之氣體，其可提供藉由熱傳導而使本體301之額外冷卻。靜態冷卻器件600可具備用於接收諸如水之流體流以將熱輸送遠離冷卻器件600之通道。
有利的是，圖29所展示之配置允許在不使用旋轉水耦合件的情況下進行旋轉本體之水冷卻。此情形避免或至少顯著縮減水洩漏之風險。
參看圖30，展示如下配置：其中光束分裂裝置300之旋轉本體301係藉由靜態冷卻器件650而冷卻，熱在旋轉本體301與靜態冷卻器件之間係由液體金屬層傳送。
光束分裂裝置300包含一機械軸370，該機械軸370自本體301沿著旋轉軸線302軸向地延伸。靜態冷卻器件650被裝配成鄰近於機械軸 370。窄間隙651提供於機械軸370與靜態冷卻器件650之間。間隙651填充有液體金屬層652，該液體金屬層652係藉由毛細管力而保持處於適當位置。金屬可包含在相對低溫度下熔融之可熔合金。舉例而言，金屬可包含可含有75.5重量%之鎵及24.5重量%之銦的鎵及銦合金。 此合金具有15.7℃之熔點。靜態冷卻器件650具備用於接收諸如水之流體流以將熱輸送遠離冷卻器件650之通道653。
在一替代實施例中，靜態冷卻器件650可被裝配成鄰近於旋轉本體301之下部表面，該下部表面軸向地面向由複數個輪輻303之上部軸向表面305形成之反射表面且與該反射表面相對。窄間隙651可提供於本體301與靜態冷卻器件650之間，液體金屬層被安置於該間隙中。
有利的是，圖30所展示之配置允許在不使用旋轉水耦合件的情況下進行旋轉本體之水冷卻。此情形避免或至少顯著縮減水洩漏之風險。使用液體金屬層以傳送熱為與機械軸370之高真空條件及高角速度相容之穩固技術。
替代地，上文所描述之旋轉光束分裂裝置300、350、400、500可具備任何其他合適冷卻系統。舉例而言，冷卻系統可包含一或多個空氣軸承，其中光束分裂裝置之(旋轉)機械軸係在(靜態)軸承襯套中之鑽孔內被收納且加壓氣體薄膜提供於機械軸與軸承襯套之間。熱可沿著機械軸流動遠離光束分裂裝置之本體且可自機械軸傳導至軸承襯套，此係因為(例如)具有大約10微米之尺寸的小充氣間隙具有高熱傳導。軸承襯套可經水冷卻以便形成靜態冷卻器件。
實質上如上文所描述之複數個光束分裂裝置300、350、400、500可組合以形成可操作以將入射輻射光束分裂成兩個以上射出之分支輻射光束的光束分裂裝置，正如現在所描述。
參看圖31，可操作以將入射輻射光束分裂成兩個以上射出之分支輻射光束的光束分裂裝置700包含複數個旋轉光束分裂裝置701、 702、703。旋轉光束分裂裝置701、702、703中每一者可包含實質上如上文所描述之一光束分裂裝置300、350、400、500。
在此實施例中，光束分裂裝置700包含一初級旋轉光束分裂裝置701，該初級旋轉光束分裂裝置701經配置以接收入射輻射光束Bin且輸出兩個分支輻射光束B1'、B2'。光束分裂裝置700進一步包含兩個次級旋轉光束分裂裝置702、703。第一次級旋轉光束分裂裝置702經配置以接收由初級旋轉光束分裂裝置701產生之第一分支輻射光束B1'且輸出兩個分支輻射光束B1、B2。第二次級旋轉光束分裂裝置703經配置以接收由初級旋轉光束分裂裝置701產生之第二分支輻射光束B2'且輸出兩個分支輻射光束B3、B4。
個別光束分裂裝置701、702、703中每一者之輪輻及間隙可具有實質上相同大小。替代地，輪輻及間隙可視需要具有不同大小。
如上文所解釋，一般而言，隨著初級旋轉光束分裂裝置701之複數個輪輻之上部表面移動通過光束光點區308，第一分支輻射光束B1'及第二分支輻射光束B2'之強度將隨著時間變化為較大或較小量，或入射輻射在不同時間被反射或被透射。次級旋轉光束分裂裝置702、703可具有與初級旋轉光束分裂裝置701實質上相同的大小且可在實質上相同速率下旋轉。對於此等實施例，分支輻射光束B1、B2、B3、B4之相對強度取決於次級旋轉光束分裂裝置702、703之旋轉與初級旋轉光束分裂裝置701之旋轉之間的相對相位。因此，藉由調整次級旋轉光束分裂裝置702、703之旋轉與初級旋轉光束分裂裝置701之旋轉之相對相位，分支輻射光束B1、B2、B3、B4之相對強度可經調整。因此，光束分裂裝置700具有一些可撓性且可操作以變化經引導朝向分支輻射光束B1、B2、B3、B4中每一者之入射輻射光束Bin之部分。
在替代實施例中，可藉由提供個別光束分裂裝置之額外層級來延伸光束分裂裝置700之似樹結構。舉例而言，可藉由提供四個三級 光束分裂裝置以提供可操作以將入射輻射光束Bin分裂成八個輻射光束之光束分裂裝置來延伸光束分裂裝置700之似樹結構。
參看圖32，光束分裂裝置750可操作以將入射輻射光束分裂成兩個以上射出之分支輻射光束。光束分裂裝置750包含以線性陣列配置之複數個旋轉光束分裂裝置751、752、753。旋轉光束分裂裝置751、752、753中每一者可包含實質上如上文所描述之一光束分裂裝置300、350、400、500。
在此實施例中，每一旋轉光束分裂裝置751、752、753經配置以接收入射輻射光束且輸出第一分支輻射光束及第二分支輻射光束。第一分支輻射光束可(例如)經引導朝向相似於圖1所展示之微影系統的微影系統之微影裝置中之一者之照明系統IL。惟最後光束分裂裝置753除外，第二分支輻射光束經引導朝向陣列中之下一光束分裂裝置。
因此，第一旋轉光束分裂裝置751經配置以接收入射輻射光束Bin且輸出第一分支輻射光束B1及第二分支輻射光束Bin'。第二分支輻射光束Bin'經引導朝向第二旋轉光束分裂裝置752。第二旋轉光束分裂裝置752接收輻射光束Bin'且輸出第一分支輻射光束B2及第二分支輻射光束B2、Bin"。第二分支輻射光束Bin"光束經引導朝向第三光束分裂裝置753。第三旋轉光束分裂裝置753接收此輻射光束Bin'且輸出第一分支輻射光束B3及第二分支輻射光束B4。分支輻射光束B1、B2、B3及B4可(例如)各自經引導朝向相似於圖1所展示之微影系統的微影系統之微影裝置中之一不同微影裝置之照明系統IL。
如同上文所描述之光束分裂裝置700一樣，分支輻射光束B1、B2、B3、B4之相對強度取決於次級旋轉光束分裂裝置751、752及753中每一者之旋轉之間的相對相位。因此，藉由調整旋轉光束分裂裝置751、752、753之旋轉之相對相位，分支輻射光束B1、B2、B3、B4之 相對強度可經調整。因此，光束分裂裝置750具有一些可撓性且可操作以變化經引導朝向分支輻射光束B1、B2、B3、B4中每一者之入射輻射光束Bin之部分。
為了確保由光束分裂裝置750輸出之分支輻射光束B1、B2、B3、B4具有實質上相同強度，一般而言，每一個別光束分裂裝置751、752、753之輪輻及間隙可具有不同大小。舉例而言，為了確保由光束分裂裝置750輸出之分支輻射光束B1、B2、B3、B4具有實質上相同強度，在一些實施例中，間隙對輪輻之大小之比率對於第一光束分裂裝置751可為3：1，對於第二光束分裂裝置752可為2：1，且對於第三光束分裂裝置753可為1：1。此等比率取決於旋轉光束分裂裝置751、752、753之旋轉之相對相位。
應瞭解，任何數目個個別光束分裂裝置可視需要提供於線性陣列中。
參看圖33，說明一替代光束分裂裝置800。光束分裂裝置800可為圖1所展示之光束分裂裝置20，或可形成圖1所展示之光束分裂裝置20之部分。如同光束分裂裝置300、350、400、500一樣，光束分裂裝置800包含一大體上圓盤形本體801及可操作以圍繞旋轉軸線805來旋轉該本體801之一機構(圖中未繪示)。光束分裂裝置800與圖20至圖26之光束分裂裝置300、350、400、500之不同之處在於：裝置800之本體801之軸向對向表面在徑向方向上步進。此將軸向面向反射表面劃分成複數個表面802a至802g。中心反射表面802a為大體上圓形且剩餘表面802b至802g屬於複數個同心環管芯之形式。
複數個表面802a至802g中每一者包含彼此分離達各別間隙307(圖中未繪示)的複數個大體上徑向延伸輪輻(圖中未繪示)。每一表面上之複數個大體上徑向延伸輪輻及間隙可實質上相似於光束分裂裝置300、350、400、500中任一者之輪輻。
在所有其他態樣中，光束分裂裝置800可大體上相似於光束分裂裝置300、350、400、500中任一者。
複數個反射表面802a至802f中每一者包含經配置以接收輻射光束Bin或其一部分之光束光點區。入射輻射光束入射於中心反射表面802a上，中心反射表面802a形成且輸出第一分支輻射光束及第二分支輻射光束。第一分支輻射光束B1係由中心反射表面802a上之輪輻反射。第二分支輻射光束遞送通過中心反射表面802a上之間隙且經引導朝向第二反射表面802b。每一反射表面802b至802f接收遞送通過先前反射表面中每一者之間隙的輻射光束Bin之一部分且輸出第一分支輻射光束及第二分支輻射光束。第一分支輻射光束B2至B7包含已由反射表面之輪輻反射之輻射之一部分。第二分支輻射光束經引導朝向下一反射表面。遞送通過所有反射表面802a至802f之間隙的輻射之一部分形成最終分支輻射光束B8，該最終分支輻射光束B8可由掠入射鏡803引導朝向後續光學件。
因此，光束分裂裝置800允許入射輻射光束Bin待分裂成複數個(例如，八個)射出之分支輻射光束B1至B8。
參看圖34及圖35，說明一替代光束分裂裝置850。光束分裂裝置850包含一大體上圓盤形本體851及可操作以圍繞旋轉軸線852來旋轉該本體851之一機構(圖中未繪示)。舉例而言，圓盤形本體851可包含沿著旋轉軸線852延伸之機械軸。機械軸可由一或多個軸承(例如，兩個軸承)支撐。機械軸可由諸如馬達或引擎之任何合適機構驅動以旋轉。
光束分裂裝置850進一步包含複數個徑向延伸輪輻853。每一輪輻包含兩個徑向延伸側壁854、兩個軸向雙面壁855及一徑向對向表面856。因此，每一輪輻之徑向對向表面856之形狀為大體上矩形。每一輪輻之徑向對向表面856係由反射材料形成。輪輻853彼此分離達複數 個間隙857。因而，複數個輪輻853之徑向對向表面856形成複數個離散反射元件。輪輻853中每一者具有實質上相同大小及形狀，且間隙857中每一者具有實質上相同大小及形狀。因此，複數個輪輻853之徑向對向表面856形成離散反射元件之週期性陣列。給定徑向點處之週期性陣列之間距係由一個徑向對向表面856及一個間隙857之角範圍給出。
光束分裂裝置850包含經配置以接收輻射光束Bin之光束光點區858。光束光點區858安置於本體851之由輪輻853之徑向對向表面856形成的徑向對向表面上。
在本體851圍繞旋轉軸線852旋轉時，週期性陣列移動成使得複數個反射元件(由輪輻853之徑向對向表面856形成)移動通過光束光點區858。輻射光束之第一部分入射於輪輻853之徑向對向表面856上且由輪輻853之該等徑向對向表面856反射，以便形成第一分支輻射光束B1。輻射光束之第二部分遞送通過反射元件之間的間隙857以便形成第二分支輻射光束B2。為方便起見，在圖35中，輪輻853及間隙857僅圍繞本體851之圓周之一部分延伸。然而，實務上，輪輻853及間隙857圍繞本體851之整個圓周延伸。
因此，光束分裂裝置850提供允許入射輻射光束Bin待分裂成射出之第一分支輻射光束B1及第二分支輻射光束B2之替代配置。
此實施例850之優點在於：因為光束光點區858安置於本體851之徑向對向表面上，所以反射元件中每一者之形狀為大體上矩形，而非環扇形。此情形允許入射輻射光束更容易以較小掠入射角接近。為了提供較小掠入射角，僅需要增加本體851之(軸向)厚度。此情形與上文所描述之實施例300、350、400、500形成對比，在該等實施例300、350、400、500中，為了適應較小掠入射角，將需要增加本體之半徑。另外，隨著掠入射角減低，由輪輻853形成之反射元件保持矩 形。
另一優點在於：入射輻射光束Bin不與旋轉軸線852交叉或不遞送成接近於旋轉軸線852。結果，可將軸承及致動器置放於本體851之兩個側上，從而允許對稱的更平衡設計。
輪輻853可在增加半徑之方向上向外漸縮。此情形將提供相似於由圖24之光束分裂裝置300使用之底切的底切。對於此等實施例，側壁854不再在純粹徑向方向上延伸。藉由提供足夠徑向漸縮，可縮減或消除入射於側壁854上之輻射之分率。
輪輻853之徑向對向表面856可扁平。替代地，輪輻853之徑向對向表面856可(例如)具有遵循圓盤形本體851之曲率。
傾斜坡道859可提供於輪輻853之間的間隙857中，其經配置成使得坡道859之表面大體上平行於入射輻射光束Bin。有利的是，此等坡道859在不干涉入射輻射光束Bin的情況下增加光束分裂裝置850之勁度及熱導率。
(經反射)第一分支輻射光束B1光束將沿著軸向方向散光地發散，而(經投射)第二分支輻射光束B2未失真。此情形可縮減接收第一分支輻射光束B1之光學元件上之熱負荷。
參看圖36，展示包含兩個輻射源901、902之微影系統LS3的一部分。微影系統LS3進一步包含實質上如圖34及35所展示且如上文所描述之兩個光束分裂裝置903、904。
由輻射源901輸出之輻射光束Bin,1係由第一光束分裂裝置903之光束光點區接收。此輻射光束Bin,1之第一部分入射於輪輻之徑向對向表面上且由輪輻之該等徑向對向表面反射，以便形成第一分支輻射光束B1。輻射光束Bin,1之第二部分遞送通過反射元件之間的間隙以便形成第二分支輻射光束B2。由輻射源902輸出之輻射光束Bin,2係由第二光束分裂裝置904之光束光點區接收。此輻射光束Bin,2之第一部分入射 於輪輻之徑向對向表面上且由輪輻之該等徑向對向表面反射，以便形成第一分支輻射光束B3。輻射光束Bin,2之第二部分遞送通過反射元件之間的間隙以便形成第二分支輻射光束B4。
兩個光束分裂裝置903、904經配置成使得其旋轉軸線實質上平行且其光束光點區空間上接近在一起。在使用此配置的情況下，有可能產生兩個複合光束，每一複合光束包含來自平行且極接近在一起之分離自由電子雷射之兩個子光束。一個複合光束包含分支輻射光束B1及B4；另一複合光束包含分支輻射光束B2及B3。圖36之配置LS3有利，此係因為當一個輻射源901、902未操作時無需將光學組件移進及移出由輻射源901、902輸出之輻射光束Bin,1、Bin,2之路徑。此配置LS3可允許在(a)輻射源901、902兩者正在操作時及(b)在輻射源901、902中之僅一者正在操作時使用相同光學件。為了充分利用此特徵，微影系統LS3可包含用於每一複合輻射光束之光學路徑之可移動光學元件，該可移動光學元件經配置以校正經反射分支輻射光束B1及B3中所引入的發散度。當輻射源901、902兩者正在操作時，此等光學元件可自對應輻射光束之路徑移出，且當僅一個輻射源901、902正操作時，此等光學元件可移動至對應複合輻射光束之路徑中。在使用此等所有光學元件的情況下，此等光學元件下游可實質上相同，而不管輻射源901、902兩者是否正在操作。
上文已描述包含反射元件之週期性陣列之光束分裂裝置的實施例，反射元件之該週期性陣列提供於圓盤形本體上且經配置以圍繞軸線旋轉以便使該週期性陣列移動通過光束光點區。然而，替代實施例可包含提供於本體上且經配置以在替代方向上沿著一路徑(例如，線性路徑)移動以便使週期性陣列移動通過光束光點區的反射元件之該週期性陣列。
上文已描述包含反射元件之週期性陣列之光束分裂裝置的實施 例，其中所有反射元件在實質上同一方向上引導輻射以形成第一分支輻射光束，且第二分支輻射光束係由遞送通過該等反射元件之間的間隙的輻射形成。在替代實施例中，反射元件之週期性陣列可包含經配置以在複數個不同方向上引導輻射以形成複數個分支輻射光束之反射元件。在一些實施例中，反射元件之週期性陣列可不包含反射元件之間的間隙。
雖然已將輻射源SO1、SO2之實施例描述並描繪為包含一自由電子雷射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，輻射源可包含一個以上自由電子雷射FEL。替代地，輻射源SO1、SO2可不包含自由電子雷射且可(例如)包含雷射產生電漿(LPP)或放電產生電漿(DPP)輻射源。
自由電子雷射相比於LPP或DPP源產生具有較小頻寬之輻射光束。此小頻寬可引起圖案化器件MA處之斑點(歸因於干涉之空間強度變化)，此情形不理想。在使用如上文所描述之旋轉光束分裂裝置的情況下，圖案化器件MA處之斑點圖案亦將隨著時間而變化，且將傾向於達到平均數以便改良圖案化器件MA之照明之均一性。
上文所描述之光束分裂裝置之實施例中的任一者之特徵可在適當時與上文所描述之光束分裂裝置之實施例中的任何其他實施例組合。舉例而言，上文已描述提供於光束分裂裝置850之輪輻853之間的間隙857中之傾斜坡道859，該傾斜坡道859經配置成使得該坡道859之表面大體上平行於入射輻射光束Bin。此坡道可具備光束分裂裝置300、350、400、500之其他實施例中任一者。有利的是，此等坡道將在不干涉入射輻射光束的情況下增加光束分裂裝置之勁度及熱導率。
在光束分裂裝置300、350、400、500、800、850之上述實施例中任一者中，輪輻之反射表面可彎曲(例如)以補償由光束傳遞系統中之其他光學組件誘發的能量差或形狀改變。
通常，應瞭解，術語「掠入射角」係指入射輻射光束之傳播方向與供入射輻射光束入射之反射表面之間的角度。此角度與入射角互補，亦即，掠入射角與入射角之總和為直角。
下文之圖37至圖40說明圖3及圖4之波盪器24的不同實例配置。在每一狀況下，應理解，自所描述波盪器配置發射之輻射光束B係如上文參看圖3所描述。
圖37示意性地說明在一實施例中可用以實施波盪器24的波盪器1030。波盪器1030包含聚束式電子射束E透射通過之複數個波盪器模組1031、1032、1033。電子射束E在其遞送通過波盪器1030時之包封係由點虛線描繪。雖然圖37僅展示三個模組1031、1032、1033，但應理解，可提供更多或更少模組。可以任何適當方式來實施波盪器模組1031、1032、1033，但波盪器模組1031、1032、1033如上文所描述通常包含產生週期性磁場之複數個磁體。對於每一波盪器模組1031、1032、1033，圍繞波盪器模組之中心軸線之體積之一部分可被認為「良好場區」(圖中未繪示)。良好場區為圍繞中心軸線之體積，其中一特定點處之磁場之量值及方向實質上等於波盪器之軸線上之最接近點處之值。在良好場區內傳播之電子聚束將滿足方程式(1)之諧振條件且因此將放大輻射。另外，在良好場區內傳播之電子射束E應不經歷歸因於未經補償磁場之顯著未預期破壞。
光子聚束P1、P2、P3被展示為分別在每一波盪器模組1031、1032、1033之開始與電子聚束E大體上重疊。可看出，光子聚束在該圖中自左至右沿著波盪器1030之縱向軸線增加。歸因於通常被稱為光學導引之現象，光子聚束P1、P2、P3通常在每一波盪器模組1031、1032、1033內之電子射束E之後。光學導引為兩個效應之結果。第一效應為電子射束E內之光折射之結果。因為電子射束之折射率之實數部分最大限度地接近或處於電子射束中心，所以電子射束以與光纖相 似之方式來導引光。第二效應為光放大，此係因為在電流密度最高(其接近或處於電子射束E之中心)的情況下FEL之增益最高。
在波盪器模組之間(被稱為漂移空間)，光子及電子被解耦(亦即，其彼此並不相互作用)。
聚束式電子射束E具有有限發射率，且因此除非被重新聚焦，否則其將增加直徑。因此，波盪器1030進一步包含兩個重新聚焦元件1034、1035，該兩個重新聚焦元件1034、1035中每一者定位於不同對的鄰近模組(分別為模組1031、1032與1032、1033)之間。在提供額外模組的情況下，重新聚焦元件可提供於每一模組之間。重新聚焦元件1034、1035可包含(例如)四極磁體。
波盪器1030進一步包含兩個光束位置監視器(BPM)1036、1037，該兩個光束位置監視器(BPM)1036、1037經調適以量測自兩個不同軸向部位處在波盪器1030內之電子射束E之理想位置之偏差。儘管圖37所展示之包封遵循均一路徑，但實務上電子射束E可自此路徑偏離使得包封失真。此失真可藉由BPM 1036、1037偵測。如將由熟習此項技術者易於瞭解，可以數種方式中任一者來實施BPM 1036、1037。
波盪器內之電子射束E之軌跡之偏差將造成輻射光束B之軌跡之相似偏差。由於此偏差，輻射光束B可能未到達諸如光束擴展器內或光束分裂裝置20內之光學件的光學件下游之最佳或可接受部分，或可能未落在該最佳或可接受部分上。然而，已認識到，可在波盪器自身內處理輻射光束B之軌跡之失真，且可在波盪器之最終模組中處理輻射光束B之軌跡之失真。
波盪器1030進一步包含定位於模組1032與BPM 1036之間的兩個電子射束操控單元1038a、1038b。電子射束操控單元1038a、1038b經配置以在水平(z)方向及垂直(y)方向兩者上操控電子射束E。BPM 1036、1037連接至控制單元1039，該控制單元1039經配置以自BPM 1036、1037中每一者接收指示電子射束E之位置之信號。控制單元1039經配置以判定電子射束E之軌跡自所要軌跡偏離之量，且控制光束操控單元1038a、1038b以操控電子射束E使得其實質上遵循所要軌跡。
歸因於波盪器24之射出口與任何緊接下游光學件(其可為(例如)光束擴展器或光束分裂裝置20內之光學件)之間的距離，微影系統LS相比於其對輻射光束B之平移(亦即，輻射光束B之傳播方向與波盪器24之縱向軸線之間的偏移)之敏感程度，對輻射光束B之傾斜之改變(亦即，輻射光束B之傳播方向與波盪器24之縱向軸線之間的角度)更敏感。圖37所展示之配置1030提供能夠校正波盪器24之射出口處之輻射光束B之傾斜之系統，其中傾斜之校正最有效。
以此方式，波盪器1030提供能夠將電子射束E與理想傳播軸線對準且因此將輻射光束B與理想傳播軸線對準之配置。替代地或另外，因為微影系統LS相比於對輻射光束B之平移之敏感程度對輻射光束B之傾斜更敏感，波盪器1030可用以產生平行於輻射光束B之所要傳播軸線的電子射束E，其中遠離理想傳播軸線之輻射光束B之平移之量係在容許度內。以此方式，輻射光束B仍可藉由下游光學元件予以適當地處理。在一實施例中，下游光學元件自身可回應於輻射光束B之經偵測平移而平移。
應瞭解，波盪器1030中所描繪之組件之位置及數目僅僅係例示性的。舉例而言，可提供兩個以上BPM，且可提供更多或更少光束操控單元。在替代實施例中，操控單元1038a、1038b及BPM 1036、1037可在波盪器1030內以不同位置定位。然而，操控單元被置放成相對接近於波盪器1030之輸出以縮減位移或不穩定度之額外原因對電子射束E之效應且因此對輻射光束B之效應已被判定為有利的。
圖38說明可用以提供(例如)圖3或圖4之波盪器24的替代波盪器1040。波盪器1040包含複數個模組1041、1042、1043。雖然圖38僅展示三個模組，但應理解，可提供更多或更少模組。波盪器1040進一步包含分別定位於模組1041、1042及1042、1043之間的兩個重新聚焦元件1044、1045，該兩個重新聚焦元件1044、1045可以與圖37之重新聚焦模組1032、1033相似的方式予以實施。波盪器1040進一步包含EUV強度分佈感測器1046，該EUV強度分佈感測器1046經配置以量測輻射光束B內之強度分佈。如將由熟習此項技術者易於顯而易見，可以任何合適方式來實施強度分佈感測器1046。
強度分佈感測器1046被描繪為包含垂直地分離(在y方向上)之兩個零件1046a、1046b。以此方式，舉例而言，若零件1046a偵測到EUV功率之增加且零件1046b同時地偵測到EUV功率之減低，則可判定出光束在y方向上朝向感測器1046a移位。應瞭解，強度分佈感測器1046可包含其他零件。舉例而言，強度分佈感測器1046亦可包含在z方向上分離之零件，且可包含在x方向上分離之零件。另外，強度分佈感測器可包含在一個以上方向上分離之零件。波盪器1040進一步包含定位於模組1042與重新聚焦元件1045之間的兩個電子射束操控單元1047、1048。電子射束操控單元1047、1048經配置以在水平(z)方向及垂直(y)方向兩者上在波盪器內操控電子射束E。
強度分佈感測器1046連接至控制單元1049且經配置以將指示輻射光束B內之強度分佈之信號傳輸至該控制單元1049。控制單元1049經配置以：處理自強度分佈感測器1046接收之指示；且將輻射光束B內之強度分佈與所要強度分佈進行比較。若由強度分佈感測器1046指示之強度分佈自所要強度分佈偏離，則控制單元1049將控制信號傳輸至光束操控單元1047、1048以操控電子射束E且因此操控輻射光束B使得輻射光束B之強度分佈較接近所要強度分佈。
以此方式，輻射光束B之中心可經引導朝向下游光學件之光束接受中心(或最有效光點)之中心位置。
雖然被展示為波盪器1040之部分，但在一實施例中，一或多個強度分佈感測器1046可被置放於下游光學件之進入口處及/或射出口處。然而，強度分佈感測器1046可被置放於沿著輻射光束B之路徑之任何位置處。
如上文所描述，由電子射束E通過波盪器24所遵循之路徑可為正弦且平面的，其中電子週期性地橫穿中心軸線；或可為螺旋狀的，其中電子圍繞中心軸線旋轉。通常，對於螺旋狀路徑，波盪器24內之電子射束E之傾斜應不超過1/10ρ，其中ρ為皮爾斯參數。在一實施例中，皮爾斯參數可為大約0.1%，從而指示由操控單元1038a、1038b或1047、1048執行之操控之量很可能小於100微弧度。
相對論電子射束之彎曲度係由方程式(4)描述：
Figure TWI676083B_D0005
其中r為彎曲半徑，e為電子之電荷，B為磁場，且w為光束之能量。自此方程式可展示，以特斯拉為單位之磁場強度B與以公尺為單位之彎曲半徑r之乘積大約由以MeV為單位之電子射束E之能量w除以300給出。(亦即，B*ρ(T*m)
Figure TWI676083B_D0006
E(MeV)/300)。對於操控單元包含具有大約0.1公尺之長度之操控磁體之實施例，10微弧度之彎曲角度可藉由大約2*10-4T之磁場來達成，而大約100微弧度之彎曲角度可藉由為2mT之磁場來達成。因而，操控電子射束E通過小於100微弧度之彎曲度可藉由可在操控單元1038a、1038b及1047、1048內快速建立的相對小磁場來達成。
應瞭解，可組合圖37及圖38之配置中所描繪的配置之特徵。圖39說明波盪器1050，該波盪器1050可用以提供波盪器24且包含模組1051、1052、1053及重新聚焦元件1054、1055。波盪器1050進一步包 含等效於圖37之配置之BPM 1036、1037的BPM 1056、1057。波盪器1050進一步包含等效於圖38之配置中之強度分佈感測器1046的強度分佈感測器1058(具有零件1058a、1058b)。波盪器1050進一步包含經配置以自控制單元1061接收指令之光束操控單元1059、1060。在波盪器1050中，控制單元1061經配置以自BPM 1056、1057接收指示電子射束E之軌跡之信號，且自強度分佈感測器1058接收指示輻射光束B內之EUV輻射之分佈之信號。以此方式，控制單元1061可取決於電子射束E之軌跡及/或輻射光束B之強度分佈兩者內之偏差來操控電子射束E(使用操控單元1059、1060)。
圖40說明在一替代實施例中可用以實施波盪器24的波盪器1070。為清楚起見，圖40未描繪電子射束包封。波盪器1070包含三個模組1071、1072、1073及兩個重新聚焦元件1074、1075。模組1073為平面模組。亦即，在模組1073內由電子射束E之電子遵循之路徑為正弦且平面的，而非螺旋狀。模組1071、1072可為螺旋狀或平面的。波盪器1070進一步包含置放於模組1073之前的第一操控單元1076及置放於模組1073之後的第二操控單元1077。控制單元1078係與第一操控單元1076及第二操控單元1077兩者通信。
控制單元1077經配置以將指令提供至第一操控單元1076以主動地且週期性地變更電子射束E之軌跡，且藉此在遠場中再分佈輻射光束B。詳言之，操控單元1076可受控制以週期性地使電子射束E經由偏轉角而偏轉。因此，波盪器1070可沿著不同且空間分離之軌跡引導輻射光束B以便將分離EUV輻射光束B1、B2、B3提供至微影裝置LA1至LA20之不同微影裝置。應瞭解，雖然圖40僅展示三個輻射光束B1、B2、B3，但可提供更多或更少輻射光束。舉例而言，可向每一微影裝置LA1至LA20提供一各別輻射光束。
在此等實施例中，可無需或可簡化光束分裂裝置20。舉例而 言，藉由使電子射束E偏轉以便向每一微影裝置提供一各別分離輻射光束，無需分裂單一輻射光束以提供至彼等多個微影裝置。替代地，在提供一個以上輻射光束但未向每一微影裝置提供一分離輻射光束的情況下，每一輻射光束需要藉由光束分裂裝置分裂成較少光束以提供至每一微影裝置。
在由波盪器1070提供多個輻射光束的情況下，每一輻射光束可具備各別下游光學件，諸如，各別光束擴展器或各別光束分裂器。
替代地或另外，控制單元1078可造成操控單元1076週期性地使電子射束E以實質上恆定角速率掃掠達預定角度。在實例實施例中，可使電子射束E掃掠達10微弧度、100微弧度或1000微弧度之角度，但應瞭解，可使電子射束E掃描遍及其他角度。
可需要產生具有實質上平頂強度分佈(亦被稱為頂帽式強度分佈)之輻射光束。此可藉由調節FEL下游之光學件來達成。然而，藉由使電子射束E進行掃掠，所得輻射光束B之強度剖面(當遍及數個經發射脈衝而平均化時)可包含遠場中之實質上平頂強度分佈，其相比於未經掃掠光束發散度增加。因此，可無需藉由調節光學件以提供平頂分佈來調節藉由使電子射束E掃掠遍及一角度而產生之輻射光束B。另外，雖然仍可藉由下游擴展光學件來執行輻射光束B之進一步擴展，但任何所需擴展將得以縮減。
第二操控單元1077經配置於模組1073之後以將由第一操控單元1076變更之電子射束E重新引導朝向操控單元25及截止器26。操控單元1076及操控單元1077兩者在垂直於模組1073中之磁場線之平面中操控電子射束E。
雖然操控單元1076被置放於波盪器1070之最終模組1073之前，但在其他實施例中，操控單元1076可被置放於不為波盪器1070之最後模組的模組(例如，模組1072)之前。然而，在較佳實施例中，操控單 元1076被置放於波盪器之最終部分內。舉例而言，操控單元可被置放於相比於至波盪器1070之進入口之接近程度而更接近波盪器1070之射出口的模組之前。
亦應瞭解，圖39之實施例可與圖37至圖38之實施例組合。舉例而言，BPM可提供於圖39之配置中以確保電子射束掃掠遍及正確角度範圍。相似地，可提供一或多個強度分佈模組以監視由以與波盪器1070相似之方式配置的波盪器提供之單一(隨著時間推移而平均化)或多個輻射光束之強度分佈。
圖41展示根據本發明之一實施例之微影系統LS4。該微影系統LS4包含一輻射源SO1及兩個微影裝置LA1至LA2。輻射源SO1經組態以產生兩個極紫外線(EUV)輻射光束B1至B2。在此實施例中，由輻射源SO1產生之EUV輻射光束B1至B2中每一者係由光學件1116引導至微影裝置LA1至LA2中之一不同微影裝置。光學件1116可包含經配置以增加輻射光束B1至B2之橫截面積之光束擴展光學件。
圖42展示根據本發明之另一實例實施例之微影系統LS5。該微影系統LS5包含一輻射源SO2及四個微影裝置LA1至LA4。輻射源SO2經組態以產生兩個EUV輻射光束B'、B"。在此實施例中，由輻射源SO2產生之EUV輻射光束B'、B"中每一者分裂成兩個分支輻射光束。微影系統LS5分別在由輻射源SO2產生之輻射光束B'至B"之路徑中包含光束擴展光學件1117a、1117b及光束分裂裝置1118a、1118b。圖41、圖42之微影裝置LA1至LA4可實質上如上文參看圖2所描述。
光束擴展光學件1117a、1117b經配置以增加輻射光束B'至B"之橫截面積。有利的是，此情形減低光束擴展光學件1117a、1117b下游之光學組件(諸如，鏡)上的熱負荷。此情形可允許光束擴展光學件下游之鏡具有較低規範、具有較小冷卻，且因此較不昂貴。另外或替代地，其可允許下游鏡較接近於正入射角。一旦輻射光束B'及輻射光束 B"由光束擴展光學件1117a、1117b擴展，該輻射光束B'就由光束分裂裝置1118a分裂成兩個分支輻射光束B1、B2，且該輻射光束B"就由光束分裂裝置1118b分裂成兩個分支輻射光束B3、B4。每一光束分裂裝置1118a、1118b可包含如上文所描述之一或多個光束分裂裝置。並非在所有實施例中皆提供光束擴展光學件，且詳言之，光束擴展光學件對特定光束分裂裝置並非必需的。
圖41、圖42之輻射源SO1、SO2經組態以產生複數個EUV輻射光束且包含自由電子雷射。如上文參看圖3、圖4所描述，自由電子雷射包含可操作以產生聚束式相對論電子射束的電子源及加速器，及相對論電子聚束經引導通過之週期性磁場。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。由於由磁性結構造成之加速度，電子通常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，此相互作用造成電子一起聚束成微聚束，該等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。
由電子遵循之路徑可為正弦且平面的，其中電子週期性地橫穿中心軸線；或可為螺旋狀，其中電子圍繞中心軸線旋轉。振盪路徑之類型可影響由自由電子雷射發射之輻射之偏振。舉例而言，造成電子沿著螺旋狀路徑傳播之自由電子雷射可發射橢圓形偏振輻射，其對於藉由一些微影裝置進行基板W之曝光而言可較佳。
參看圖43，展示包含四個波盪器模組1131、1132、1133、1134之波盪器24的實例實施例。波盪器模組1131、1132、1133、1134串聯地配置，使得電子射束E依次遞送通過該等波盪器模組中每一者(以模組1131開始且以模組1134結束)。波盪器模組1131、1132、1133、1134中每一者包含一進入口及一射出口。每一模組1131、1132、1133、1134進一步包含一週期性磁體結構1131a、1132a、1133a、1134a，該 等週期性磁體結構1131a、1132a、1133a、1134a可操作以產生週期性磁場且經配置以便沿著彼模組1131、1132、1133、1134之進入口與射出口之間的週期性路徑來導引由電子源21及線性加速器22產生之相對論電子射束E。結果，在每一波盪器模組1131、1132、1133、1134內，電子通常在其通過彼模組之週期性路徑之中心軸線之方向上輻射電磁輻射。
圖43所展示之波盪器模組1131、1132、1133、1134為螺旋狀(亦即，電子射束E遵循通過每一波盪器模組之螺旋狀路徑)。在本發明之替代實施例中，波盪器模組1131、1132、1133、1134中之一些或全部可為平面的且波盪器模組1131、1132、1133、1134中之一些或全部可為螺旋狀。
隨著電子移動通過每一波盪器模組1131、1132、1133、1134，其與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(如上文方程式(1)所描述)，否則電子與輻射之間交換之能量之量將快速振盪。
圍繞波盪器模組1131、1132、1133、1134之中心軸線之區可被認為「良好場區」。良好場區可為圍繞中心軸線之體積，其中對於沿著波盪器模組1131、1132、1133、1134之中心軸線之一給定位置，該體積內之磁場之量值及方向實質上恆定。在良好場區內傳播之電子聚束可滿足方程式(1)之諧振條件且因此將放大輻射。另外，在良好場區內傳播之電子射束E應不經歷歸因於未經補償磁場之顯著未預期破壞。
波盪器模組1131、1132、1133、1134中每一者可具有一可接受初始軌跡範圍。進入具有在此可接受初始軌跡範圍內的初始軌跡之波盪器模組1131、1132、1133、1134的電子可滿足方程式(1)之諧振條件，且與彼波盪器模組1131、1132、1133、1134中之輻射相互作用以刺激 相干輻射之發射。相比而言，進入具有其他軌跡之波盪器模組1131、1132、1133、1134的電子可能不刺激相干輻射之顯著發射。
舉例而言，通常，對於螺旋狀波盪器模組，電子射束E應與波盪器模組之中心軸線實質上對準。電子射束E與波盪器模組之中心軸線之間的傾斜或角度通常應不超過1/10ρ，其中ρ為皮爾斯參數。否則，波盪器模組之轉換效率(亦即，轉換成彼模組中之輻射的電子射束E之能量之部分)可下降低於所要量(或可幾乎下降為零)。在一實施例中，EUV螺旋狀波盪器模組之皮爾斯參數可為大約0.001，從而指示電子射束E相對於波盪器模組之中心軸線之傾斜應小於100微弧度。
對於平面波盪器模組，較大初始軌跡範圍可為可接受的。倘若電子射束E保持實質上垂直於平面波盪器模組之磁場且保持在該平面波盪器模組之良好場區內，就可刺激輻射之相干發射。
在電子射束E之電子移動通過每一波盪器模組1131、1132、1133、1134之間的漂移空間時，該等電子並不遵循週期性路徑。因此，在此漂移空間中，儘管電子與輻射空間地重疊，但其與輻射不交換任何顯著能量且因此實際上自輻射解耦。
聚束式電子射束E具有有限發射率，且因此除非被重新聚焦，否則其將增加直徑。因此，波盪器24進一步包含用於在一或多對鄰近模組1131、1132、1133、1134之間重新聚焦電子射束E之機構。參看圖43，波盪器24包含三個四極磁體1161、1162、1163：第一波盪器模組1131與第二波盪器模組1132之間的第一四極磁體1161；第二波盪器模組1132與第三波盪器模組1133之間的第二四極磁體1162；及第三波盪器模組1133與第四波盪器模組1134之間的第三四極磁體1163。四極磁體1161、1162、1163縮減電子聚束之大小且將電子射束E保持於波盪器24之良好場區內。此情形改良電子與下一波盪器模組內之輻射之間的耦合，從而增加輻射之發射之刺激。
在進入波盪器24時滿足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可漸縮。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。漸縮可藉由變化每一波盪器模組1131、1132、1133、1134、內及/或模組間的週期性磁場之振幅及/或波盪器週期λ u 來達成。
如上文所描述，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之展開。波盪器24之漸縮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，且漸縮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24之漸縮具有用以顯著增加轉換效率之能力。舉例而言，使用漸縮波盪器24可將轉換效率增加達大於2倍。波盪器24之漸縮可藉由沿著波盪器之長度縮減波盪器之參數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。以此方式滿足諧振條件會增加發射輻射之頻寬。
波盪器24包含複數個區段，每一區段包含一或多個波盪器模組。參看圖43，波盪器24包含兩個波盪器區段1151、1152。第一波盪器區段1151包含三個波盪器模組1131、1132、1133，且第二波盪器區段1152包含一個波盪器模組1134。電子射束E包含複數個隔開電子聚束，該複數個隔開電子聚束自左側進入波盪器24且自左至右移動。電子射束遞送通過光束線管1153，該光束線管1153包含波盪器24內之金屬管。電子射束線管1153可具有大約5毫米至5公分之直徑。在一些實施例中，電子射束線管1153可具有大約10毫米至20毫米之直徑。對於 平面波盪器，電子射束線管1153可具有矩形橫截面，在磁場之方向上具有大約10毫米至20毫米之較短尺寸。
第一電子聚束1154被展示為進入第一波盪器區段1151。第二電子聚束1155被展示處於第一波盪器區段1151之末端處。由於電子射束與前三個波盪器模組1131、1132、1133內之輻射之相互作用(如上文所描述)，第二電子聚束已顯現微聚束且伴隨有相關聯光子聚束1156。射出第一波盪器區段1151之光子聚束1156形成脈衝式輻射光束B1。
光子聚束1156被展示為與電子聚束1155大體上重疊，其中光子聚束沿著第一波盪器區段之中心軸線1157(在圖43中自左至右)增加。歸因於通常被稱為光學導引之現象，光子聚束通常在其在每一波盪器區段1151、1152內之各別電子聚束之後。光學導引為兩個效應之結果。第一效應係歸因於波盪器模組1131、1132、1133、1134內之光放大，此係因為在電流密度最高(其接近或處於電子聚束之中心)的情況下自由電子雷射FEL之增益最高。此第一效應將僅增進每一波盪器模組1131、1132、1133、1134內之光學導引。第二效應為電子射束E內之光折射之結果。因為電子射束之折射率之實數部分最大限度地接近或處於電子聚束之中心，所以電子射束E以與光纖相似之方式來導引光。
波盪器24進一步包含安置於一或多對鄰近波盪器區段之間的操控單元。參看圖43，波盪器24包含安置於第一波盪器區段1151與第二波盪器區段1152之間的操控單元1158。操控單元1158使電子射束相對於射出第一波盪器區段1151之輻射光束B1傳播所沿著的第一波盪器區段1151之軸線1157彎曲達角度1159。第三電子聚束1160被展示為在操控單元1158之後。輻射光束B1繼續沿著第一波盪器模組1151之軸線1157傳播，而電子聚束1160相對於輻射光束B1移位達分離距離h，該分離距離h取決於彎曲角度1159及操控單元1158之長度L。
操控單元1158經配置以變更射出第一波盪器區段1151之電子射束E之軌跡，使得當電子射束E進入第二波盪器區段1152時，電子射束E係與射出第一波盪器區段1151之輻射光束B1至少部分地分離。因此，儘管電子射束E遵循第二波盪器區段1152內之週期性路徑，但射出第一波盪器區段1151之輻射光束B1的至少一部分在電子射束E傳播通過第二波盪器區段1152時並不與該電子射束E空間地重疊。結果，電子射束E在傳播通過第二波盪器區段1152時不與輻射光束B1之此部分相互作用。電子射束E實際上在其傳播通過第二波盪器區段1152時自輻射光束B1部分地解耦。
分離距離h可使得電子聚束1160自光子聚束1150完全解耦，或可使得電子聚束1160與光子聚束1150部分地重疊。每一電子聚束自其此前產生之光子聚束之解耦在具有相對小彎曲角度及彎曲場長度的情況下係可能的，此係因為電子聚束及光子聚束兩者具有大約100微米或更小之直徑。舉例而言，可在大約100微弧度之彎曲角度及大約1公尺之彎曲場長度的情況下來達成解耦。
電子射束E在操控單元1158中彎曲所經由之角度1159可超過射出第一波盪器區段1151之EUV輻射光束B1之發散度。射出第一波盪器區段1151之EUV輻射光束B1之發散度可(例如)為大約100微弧度。對於此等實施例，在遠場中，自由電子雷射FEL將產生不重疊且可獨立地被調節及使用之複數個(在此實例中兩個)EUV輻射光束。
替代地或另外，電子射束E在操控單元1158中彎曲所經由之角度1159可小於EUV輻射光束B1之發散度。對於此等實施例，EUV輻射光束將在遠場中至少部分地重疊，且波盪器因此可用以提供所要強度分佈。
操控單元1158可包括磁體，該等磁體經配置以減低歸因於在FEL程序期間在電子聚束內所顯現之能量展開的像差。此等磁體可包含高 階磁體(例如，六極，八極)。
操控單元1158及第一波盪器區段1151及第二波盪器區段1152經配置成使得電子射束以對於第二波盪器區段1152之第一波盪器模組1134之可接受軌跡範圍內的初始軌跡進入第二波盪器區段1152之進入口。 因此，電子射束E將與第二波盪器區段1152中之輻射相互作用以刺激相干輻射之發射(從而產生第二輻射光束B2)。在圖43所展示之實施例中，波盪器模組1131、1132、1133、1134為螺旋狀。因此，為了確保電子射束E以對於第二波盪器區段1152內之第一波盪器模組1134之可接受軌跡範圍內的初始軌跡進入第二波盪器區段1152之進入口，第一波盪器區段1151及第二波盪器區段1152經配置成使得其中心軸線未對準。此情形允許電子射束E仍屬於第二波盪器區段1152之良好場區內，而不管由操控單元1158彎曲達角度1159。第二波盪器區段1152亦可在第一波盪器模組1151之中心軸線1157之方向上移位(在圖43中向右移位)以便改良電子射束E與第二波盪器區段1152之中心軸線之匹配。
電子射束E在操控單元1158中彎曲所經由之角度1159可足夠小使得引起此配置之所有輻射光束皆在電子射束線管1153範圍內。
電子射束線管1153可實質上遵循電子射束E待通過波盪器24之路徑，同時仍允許足夠空間對於實際上自電子射束E解耦之輻射光束B1之部分。有利的是，此情形允許電子射束E保持實質上處於光束線管1153之中心，藉此最小化歸因於尾流場之損耗。替代地，光束線管1153可與第一波盪器區段1151之軸線1157對準。
在離開波盪器24之後，兩個輻射光束B1、B2係由自由電子雷射FEL發射且可被供應至微影系統LS4、LS5之微影裝置。兩個輻射光束B1、B2包含EUV輻射。
視情況，兩個輻射光束B1、B2中之一者(或其一部分)可經導引至 波盪器區段中之一者(例如，第一電子區段1151)之進入口。此輻射光束可充當種子輻射源，其係藉由第一波盪器區段1151內之經刺激發射而放大。以此方式使用之輻射光束可具有低功率，例如，小於幾百瓦特。因此，被置放成接近於波盪器24輸出之鏡可用以導引輻射光束。
儘管上述實施例24包含兩個波盪器區段1151、1152及單一操控單元1151，但可替代地使用其他數目個波盪器區段及操控單元。此情形允許待由波盪器24輸出兩個以上輻射光束。
參看圖44，展示包含三個波盪器區段1251、1252、1253之波盪器1224的替代實施例。為易於解釋，圖44未描繪圖43所展示的一些特徵。第一波盪器區段1251包含兩個波盪器模組1231、1232；第二波盪器區段1252包含一個波盪器模組1233；且第三波盪器區段1253包含一個波盪器模組1234。電子射束E包含複數個隔開電子聚束，該複數個隔開電子聚束自左側進入波盪器1224且自左至右移動。電子射束E遞送通過光束線管1214，該光束線管1214包含波盪器1224內之金屬管。電子射束E遵循沿著光束線管1214之中心而延行之軌跡1210。
隨著電子射束E傳播通過第一波盪器區段1251，其與波盪器模組1231、1232中之輻射相互作用，從而產生輻射光束B1。
操控單元1241經配置以變更射出第一波盪器區段1251之電子射束E之軌跡，使得當電子射束E進入第二波盪器區段1252時，電子射束E自射出第一波盪器區段1251之輻射光束B1至少部分地解耦。結果，電子射束E在傳播通過第二波盪器區段1252或第三波盪器區段1253時不與射出第一波盪器區段1251之輻射光束B1之至少一部分相互作用。射出第一波盪器區段1251之輻射光束B1係由自由電子雷射輸出。
操控單元1241及第一波盪器區段1251及第二波盪器區段1252經配置成使得電子射束E以對於第二波盪器區段1252之第一波盪器模組1233之可接受軌跡範圍內的初始軌跡進入第二波盪器區段1252之進入 口。因此，電子射束E將與第二波盪器區段1252中之輻射相互作用以刺激相干輻射之發射(從而產生第二輻射光束B2)。如同先前實施例一樣，此情形係藉由配置第一波盪器區段1251及第二波盪器區段1252使得其中心軸線不對準來達成。
操控單元1242經配置以變更射出第二波盪器區段1252之電子射束E之軌跡，使得當電子射束E進入第三波盪器區段1253時，該電子射束E自射出第二波盪器區段1252之輻射光束B2至少部分地解耦。結果，電子射束E在傳播通過第三波盪器區段1253時不與射出第二波盪器區段1252之輻射光束B2的至少一部分相互作用。射出第二波盪器區段1252之輻射光束B2係由自由電子雷射輸出。
操控單元1241、1242經配置以變更電子射束E之軌跡，使得電子射束E及輻射光束B1、B2、B3中每一者適應於電子射束線管1214內且不射中其之壁。有利的是，此情形避免了輻射之損耗及電子射束線管1214之加熱。對於波盪器區段1251、1252、1253為平面之實施例，操控單元1241、1242可經配置成使得電子射束E之軌跡保持實質上在一個平面中(實質上垂直於由波盪器1224產生之磁場)。有利的是，此情形允許光束線管1214在垂直於該平面之方向上保持小，此又允許波盪器1224中之磁體之間的分離度保持小。對於波盪器區段1251、1252、1253為螺旋狀之實施例，操控單元1241、1242可經配置成使得每一波盪器區段1251、1252、1253中之電子射束E之方向實質上處於一圓錐上。有利的是，此情形允許光束線管1214之直徑保持小，同時仍適應電子射束E及所有所產生之輻射光束。
操控單元1242及第二波盪器區段1252及第三波盪器區段1253經配置成使得電子射束E以對於第三波盪器區段1253內之第一波盪器模組1234之可接受軌跡範圍內的初始軌跡進入第三波盪器區段1253之進入口。因此，電子射束E將與第三波盪器區段1253中之輻射相互作用 以刺激相干輻射之發射(從而產生輻射光束B3)。
在對上文參看圖43及圖44所描述之彼等實施例的替代實施例中，每一波盪器區段可包含任何數目個波盪器模組，且一般而言不同波盪器區段可包含不同數目個波盪器模組。在一些實施例中，第一波盪器區段可包含比後續波盪器模組多的波盪器模組。
圖45展示作為行進通過習知波盪器(亦即，包含單一波盪器區段之波盪器)之距離L之函數的雷射輻射之功率的標繪圖。單一電子聚束1400進入波盪器且自由電子雷射程序以低功率區1450中之雜訊開始。 自由電子雷射程序導致電子聚束在其行進通過波盪器時之微聚束，從而導致雷射功率之積聚。在指數生長模式1451期間，電子1401係處於適度微聚束式狀態1401中。該微聚束增加直至電子聚束係處於完全微聚束式狀態1402中且輻射功率達到飽和度1452為止。
在波盪器之每一波盪器模組內，隨著每一聚束中之相對論電子與其對應光子聚束相互作用，輻射功率改變。在漂移空間(波盪器模組之間的區)內，電子不遵循週期性路徑且因此自輻射而解耦。因此，輻射功率在由圖45中之區1460指示之此等區內保持實質上恆定。
大部分輻射係自完全顯現微聚束的波盪器1462之一部分中之每一電子聚束提取。
在本發明之實施例中，光子及相關聯電子聚束在兩個鄰近波盪器區段之間(例如)藉由使電子射束E在此等波盪器區段之間的漂移空間中偏轉而分離或部分地分離。若在完全或幾乎完全地顯現微聚束時發生電子射束E自其相關聯光子光束之此解耦或部分解耦，則雷射在下一波盪器區段中快速恢復。在下一波盪器區段中相比於在自由電子雷射程序自雜訊開始之第一波盪器區段中遍及較小距離發生輻射功率之積聚(由圖45中之標繪圖1470說明)。若僅部分移除與電子聚束相關聯之光子，則可在更短距離內發生下一波盪器區段中之輻射功率之積 聚(由圖45中之標繪圖1471所說明)。
參看圖46，標繪圖1480、1481、1482說明使用根據本發明之一實施例之波盪器而發射的作為行進通過波盪器之距離L之函數的各別光子光束B1、B2、B3之功率。使用包含三個波盪器區段之波盪器來發射三個光子光束B1、B2、B3(例如，與圖44所展示之實施例一樣)。標繪圖1480展示第一波盪器區段中所產生之第一EUV輻射光束B1之功率；標繪圖1481展示在電子射束E之第一彎曲之後在第二波盪器區段中所產生的第二EUV輻射光束B2之功率；且標繪圖1482展示在電子射束E之第二彎曲之後在第三波盪器區段中所產生的第三EUV輻射光束B3之功率。在此實例中，在電子射束E之每一彎曲之後，雷射以來自先前波盪器區段之輻射光束之功率的部分重新開始，從而接種新光束(1485、1486)。亦即，第一輻射光束B1之一部分接種第二輻射光束B2，從而設定曲線1481之初始值1485；且第二輻射光束B2之一部分接種第三輻射光束B3，從而設定曲線1482之初始值1486。
如圖46所展示，一般而言，由根據本發明之一實施例之波盪器產生的複數個輻射光束中每一者可具有不同功率。每一輻射光束之功率在彼輻射光束之光子已與電子射束E分離之後不顯著改變，此係因為每一輻射光束之因為僅極小部分係用以接種下一波盪器區段。不同功率之輻射可用以在電子射束E之每一彎曲之後接種及/或重新開始EUV光束中之雷射。
在替代實施例中，在每一波盪器區段之後，電子射束E與波盪器區段中所產生之輻射光束完全分離，使得輻射光束之部分不與下一波盪器區段中之電子射束E相互作用。在此等實施例中，每一新波盪器區段中之雷射可自雜訊開始。然而，因為仍存在微聚束，所以相干輻射之增加可比第一波盪器區段中之相干輻射之增加快得多。
波盪器24之漸縮之量(亦即，波盪器參數K沿著波盪器24之長度 變化之程度)、電子射束之聚焦(亦被稱為晶格設計)及每個別波盪器模組磁體之長度及/或數目為可經調諧以修整自由電子雷射FEL之效能的波盪器24之參數。舉例而言，漸縮及聚焦可經選擇成使得由自由電子雷射FEL輸出之輻射光束中之一些或每一者具有供供應單一微影裝置及/或另一EUV消耗器件之足夠功率。另外或替代地，其可經選擇成使得離開一個波盪器區段之預微聚束式電子射束顯現具有足夠功率之光子光束，以在下一波盪器區段中之某數目個波盪器模組內驅動微影裝置工具或消耗EUV之其他器件。離開一個波盪器區段之此等預微聚束式電子射束可藉由離開彼區段之輻射光束之一部分部分地接種。較佳地，預微聚束式電子射束能夠顯現具有足夠功率之光子光束以在一或幾個波盪器模組內驅動微影裝置工具或消耗EUV之其他器件。
儘管參看圖43、圖44所描述之例示性實施例係關於具有兩個或三個波盪器區段及輻射光束之波盪器，但替代實施例可包含更多波盪器區段及輻射光束。
在一些實施例中，除了操控單元以外，每一對波盪器區段之間的漂移空間亦可包含經配置以提供接種光子聚束與電子聚束之間的最佳匹配之相位調整單元。舉例而言，相位調整單元可包含具有場受控制K值之小波盪器模組。此等相位調整器可用以控制個別輻射光束中之一者之功率。
任何波盪器區段中之波盪器模組之K值可為獨立可調整的，及/或每一波盪器模組內之磁體可為獨立可調整的。此情形提供對複數個輻射光束中每一者之功率之控制。
操控單元可包含電子射束移位元件，該等電子射束移位元件可操作以在實質上垂直於電子射束E之傳播方向的方向上使該電子射束E移位高達幾百微米。電子射束移位元件可為可調整的。此配置提供電子射束與輻射光束之重疊及輻射光束之間的分離角之獨立控制。電 子射束移位元件可包含一對偶極磁體。
電子射束E可在由操控單元彎曲之前橫向地擴展，且之後可被橫向壓縮回至其原始尺寸。此情形可縮減歸因於(例如)相干同步加速器輻射之電子射束E之聚束發射率之降級。因此，對於此等實施例，每一對波盪器區段之間的漂移空間可包含一光束擴展器、一操控單元及一光束壓縮機。替代地，如由熟習此項技術者應瞭解，電子射束E可在平行於電子射束之最大局域尺寸之方向上彎曲。
圖47展示一實例微影系統LS6，該實例微影系統LS6包含一輻射源SO3、根據本發明之一實施例的一第一光學元件1520、一光束傳遞系統1519及八個微影裝置LA1至LA8。輻射源SO3經組態以產生極紫外線(EUV)輻射光束B(其可被稱作主光束)。應瞭解，可提供更多或更少微影裝置。
光束傳遞系統1519包含光束分裂光學件。光束分裂光學件將主輻射光束B分裂成複數個輻射光束Ba至Bh(其可被稱作分支光束)，該等輻射光束Ba至Bh中每一者經引導至微影裝置LA1至LA8之一不同微影裝置。
光束傳遞系統1519可進一步包含光束擴展光學件。光束擴展光學件可經配置以增加輻射光束B之橫截面積。此情形減低光束擴展光學件下游之鏡上的熱負荷。此情形可允許光束擴展光學件下游之鏡待具有較低規範、具有較小冷卻，且因此較不昂貴。另外或替代地，其可允許下游鏡較接近於正入射角。
光束擴展光學件可安置於光束分裂光學件上游，使得主輻射光束B遞送通過光束分裂光學件之前的光束擴展光學件。在替代實施例中，光束分裂光學件可安置於光束擴展光學件上游。對於此等實施例，可向每一分支輻射光束Ba至Bh提供分離光束擴展光學件。在替代實施例中，光束傳遞系統1519可不包含光束擴展光學件。
輻射源SO3、第一光學元件1520、光束傳遞系統1519及微影裝置LA1至LA8可全部經建構且經配置成使得其可自外部環境隔離。真空可提供於輻射源SO3、第一光學元件1520、光束傳遞系統1519及微影裝置LA1至LA8之至少部分中以便最小化EUV輻射之吸收。微影系統LS6之不同零件可具備不同壓力下之真空(亦即，被保持處於低於大氣壓力之壓力)。
微影裝置LA1至LA8可為實質上如上文參看圖2所描述。
以下論述係關於包含自由電子雷射之源，且尤其係關於由自由電子雷射產生之輻射。應瞭解，自由電子雷射對於本發明並非必需的。本發明之實施例可併入有其他高功率輻射源。
參看圖47，除了主輻射光束B以外，自由電子雷射(FEL)之波盪器24亦發射離子化輻射R，諸如，伽瑪輻射及中子。此額外離子化輻射R不理想，此係因為其有健康危害且可損害易感材料，諸如致動器及馬達中之磁體。
因此，微影系統LS6具備反射第一光學元件1520，該反射第一光學元件1520經配置以使EUV輻射光束B之一部分偏轉以便形成經反射輻射光束B'且傳輸或吸收額外離子化輻射R。自由電子雷射可安置於經配置以含有離子化輻射之貯倉內，且第一光學元件1520亦可安置於貯倉內。以此方式，EUV輻射光束B可經由貯倉中之不與波盪器24之軸線對準的孔隙而引導朝向光束傳遞系統1519。額外離子化輻射R將被吸收或將繼續大體上在波盪器24之軸線之方向上傳播且將由貯倉所含有。
由自由電子雷射FEL輸出之輻射光束B可具有實質上圓形橫截面及似高斯強度剖面。由EUV自由電子雷射產生之輻射光束B通常具有相對小光展量。詳言之，由自由電子雷射FEL產生之EUV輻射光束B具有顯著小於將由雷射產生電漿(LPP)源或放電產生電漿(DPP)源(其 兩者在先前技術中為吾人所知)產生的EUV輻射光束之光展量的光展量。舉例而言，輻射光束B可具有小於500微弧度(例如，小於100微弧度)的發散度。輻射光束B可(例如)在其離開波盪器24時具有大約50微米至100微米之直徑。
為了支援對於關於EUV微影裝置LA1至LA8之高產出率，自由電子雷射FEL之輸出功率可為大約數十千瓦特，例如，大約30kW。在此等功率下，因為由自由電子雷射產生之輻射光束B之初始直徑很小，所以輻射光束B之功率密度將相當大。另外，因為由自由電子雷射產生之輻射光束B之發散度很小，所以輻射光束B之功率密度將隨著距離增加而極緩慢地減低。
因此，第一光學元件1520安置於含有自由電子雷射FEL但出於熱原因而相對遠離波盪器24的貯倉內。舉例而言，第一光學元件可安置成與波盪器24之射出口相隔大約1520公尺。對於初始直徑為大約1550微米且發散度為大約50微弧度之輻射光束，在與波盪器相隔1520公尺之距離處，輻射光束之直徑為大約2毫米。可藉由將輻射光束B配置成以小掠入射角(例如，大約2度之掠入射角)入射於第一光學元件1520上而縮減第一光學元件1520上之熱負荷。此情形將遍及較大光束光點區域展開輻射，且亦將增加第一光學元件1520之反射率。對於具有30kW之功率之輻射光束B，在假定光束之能量的5%係由第一光學元件1520吸收的情況下，第一光學元件1520將經受大約1500W之熱負荷。在1520公尺之距離處且在具有小掠入射角的情況下，此熱負荷可遍及第一光學元件1520之表面上之為大約1平方公分的區域而展開。舉例而言，對於以2度之掠入射角入射於第一光學元件1520上之光束直徑為2毫米的圓形輻射光束，熱負荷遍及第一光學元件1520之表面上之為0.9平方公分的橢圓形區域而展開。
圖48展示可形成微影系統LS6之第一光學元件1520的光學元件 1550。該光學元件1550包含一大體上圓盤形本體1560及一反射表面1570，該反射表面1570提供於本體1560上以用於自自由電子雷射FEL接收輻射光束B以便形成光束光點區1580。光學元件1550經配置成使得輻射光束B以小掠入射角(例如，大約2度之掠入射角)入射於反射表面1570上。因此，光束光點區1580為伸長型橢圓形狀。
光學元件1550進一步包含可操作以圍繞旋轉軸線1590來旋轉本體1560之移動機構(圖中未繪示)。舉例而言，圓盤形本體1560可包含沿著旋轉軸線1590而延伸之機械軸。該機械軸可由一或多個軸承(例如，兩個軸承)支撐。機械軸可由諸如馬達或引擎之任何合適機構驅動以旋轉。
沿著或平行於旋轉軸線1590之方向可被稱作軸向方向。至或自旋轉軸線1590延行且垂直於該旋轉軸線1590之方向可被稱作徑向方向。
反射表面1570安置於本體1560之軸向對向表面上。隨著移動機構圍繞旋轉軸線1590旋轉本體1560，反射表面1570旋轉，從而造成光束光點區1580在反射表面1570上移動。光束光點區1580在反射表面1570上遵循週期性路徑，尤其是圓形路徑。因此，隨著本體1560旋轉，光束光點區1580描繪出反射表面1570之成環形區。
在一些實施例中，反射表面1570可彎曲以便造成光束B之擴展。 舉例而言，反射表面可形成球面之部分或環面之部分。在以下實施例中，描述反射表面1570之曲率可起因於自輻射光束至本體1560中之熱轉移。由此熱轉移造成之曲率可為額外曲率，其中反射表面1570在不具有此熱轉移的情況下彎曲。
一般而言，二維表面可在不同方向上不同地彎曲。在下文中，應瞭解，「在該表面上之給定點處在給定方向上之表面之曲率」意謂藉由該表面與含有彼點處之表面之法向向量及給定方向上之向量之平 面的相交而形成的曲線之曲率。
輻射光束B之功率之分率係由光學元件1550吸收，從而造成反射表面1570加熱。因為移動機構可操作以移動反射表面1570使得光束光點區1580在反射表面1570上移動，所以由光學元件1550吸收之功率係在較大區域上展開，從而減低熱負荷之密度。此情形允許光學元件1550相比於具有相同或相似尺寸之靜態光學元件接收具有更高功率密度之輻射光束。
光學元件1550將吸收輻射光束B之能量之分率，從而造成大體上軸向地遠離反射表面1570而延伸之溫度梯度。熱將沿著此溫度梯度軸向地流動遠離反射表面1570且流動通過本體1560。由於軸向溫度梯度，本體1560之不同部分將不同地擴展，此情形將造成反射表面1570失真使得反射表面變成凸形，從而在徑向方向上彎曲。
對於具有由分離達距離d(本體之厚度)的兩個對置表面之本體，若為Q瓦特之熱負荷被均勻地施加至該等表面中之一者，則在忽略邊緣效應的情況下，該兩個表面之間的溫度之差△T係由如下方程式給出：
Figure TWI676083B_D0007
其中A為熱被施加之區域，且λ為本體之熱導率。本體1560可(例如)由具有大約150Wm-1K-1之熱導率之矽形成。對於具有30kW之功率之輻射光束B，在假定光束之能量的5%係由第一光學元件1550吸收的情況下，第一光學元件1550將經受大約1500W之熱負荷。對於具有為2毫米之直徑及2度之掠入射角之入射輻射光束B，光束光點區1580為具有為2毫米之短軸長度及大約58毫米之長軸長度之橢圓。因此，若橢圓之長軸在徑向方向上延伸，則熱負荷將在反射表面1570之具有大約58毫米之徑向範圍的環形區周圍散開。若環形區之內半徑為 80毫米，則熱負荷被施加之區域將為大約0.04平方公尺。若本體1560之軸向厚度為1520毫米，則為0.04平方公尺之區域上之為1500W的此熱負荷將引起橫越本體1560之兩個相反軸向對向表面之為大約5K的溫度差。
對於具有分離達距離d(本體之厚度)之兩個對置表面之本體，若該兩個對置表面中之一者被均勻地加熱使得在該兩個表面之間存在溫度△T，則經加熱表面將變成凸形，其具有由如下方程式給出之曲率半徑R：
Figure TWI676083B_D0008
其中α為本體之熱膨脹係數。矽之熱膨脹係數為2.5x10-6K-1。因此，反射表面1570之曲率半徑(在使用上文之實例尺寸的情況下且在假定為5K之溫度差的情況下)將為大約1600公尺。因此，反射表面1570將表現得像具有由f=bR/2給出之焦距f(在輻射光束B之入射平面中)的圓柱形透鏡，其中R為曲率半徑且b為以弧度為單位的輻射光束B之掠入射角。對於為1600公尺之曲率半徑且為0.035弧度(等效於2度)之掠入射角，焦距將為大約28公尺。
應注意，在以上演算中，為簡單起見，已假定來自輻射光束之熱負荷在反射表面1570之固定(環形)區域上均一地展開。然而，一般而言，熱負荷可橫越該固定區域而變化。固定區域之任何給定部分上之熱負荷係取決於輻射光束B之強度分佈、掠入射角及光束光點區1580在本體1560旋轉時在反射表面1570上所遵循的路徑。因此，一般而言，除了軸向溫度梯度以外，亦將在反射表面1570之平面中、在徑向方向上、在反射表面1570之固定區域內存在溫度梯度。結果，反射表面1570將在反射表面1570之固定區域內在不同徑向位置處不同地變形。亦即，在反射表面1570上之給定部位處在徑向方向上之局域曲率 半徑將為彼給定部位之徑向位置之函數。結果，反射表面1570將不再充當圓柱形透鏡。實情為，反射表面1570之不同部分一般而言將具有不同焦距。
由輻射光束B之熱負荷引起的反射表面1570之曲率可有問題，此係尤其因為反射表面1570之曲率半徑係取決於入射熱負荷。
因此，光學元件1550可進一步包含用於變更反射表面1570之曲率之失真機構。失真機構可經配置以變更反射表面1570之曲率以便至少部分地校正由輻射光束B造成的反射表面1570之曲率。
因為光束光點區1580在反射表面1570上遵循週期性路徑，所以在光束光點區足夠快速地移動的情況下，由輻射光束B在沿著週期路徑之方向上造成的反射表面1570之曲率係可忽略的。亦即，對於給定徑向位置，強度在固定區域周圍相同。最大誘發性曲率之方向係在垂直於週期性路徑之方向上，亦即，在徑向方向上。在使用失真機構的情況下此曲率係較簡單地供校正。
如圖49所展示，在一些實施例中，入射輻射光束B在本體1560之反射表面1570之一個側上遞送通過旋轉軸線1590，且接近光束光點區1580。隨著輻射光束B入射於光束光點區1580上，其之傳播方向就大體上在(局域)徑向方向上(亦即，垂直於旋轉軸線1590)，其具有小軸向分量(亦即，平行於旋轉軸線1590)。軸向分量之大小係藉由輻射光束B之掠入射角予以判定。有利的是，對於此等實施例，熱負荷被施加之反射表面1570之環形區1581的徑向範圍(圖49僅展示此徑向範圍之一部分)得以最大化，此係因為其係由光束光點區1580之長軸之長度(其取決於輻射光束B之直徑及掠入射角)給出。
在替代實施例中，輻射光束B可以其形成之光束光點區1580具有相對於旋轉軸線1590之不同定向(亦即，使得光束光點區之長軸並不或並不完全在徑向方向上延伸)之方式接近反射表面。舉例而言，再 次參看圖49，入射輻射光束B可不在旋轉軸線1590上遞送，且在輻射光束B入射於光束光點區1580'上時，其之傳播方向可大體上在(局域)切線方向上(亦即，垂直於旋轉軸線1590及徑向方向兩者)，其具有小軸向分量(亦即，平行於旋轉軸線1590)。對於此等實施例，熱負荷被施加之反射表面1570之環形區1581'的徑向範圍(圖49僅展示此徑向範圍之一部分)係由輻射光束B之直徑給出。因此，此等實施例具有相比於在光束光點區之長軸在徑向方向上延伸的情況下之熱展開小的熱展開。
歸因於熱膨脹，反射表面1570將顯現成環形隆脊。此隆脊對於光束光點區1580'相比於對於光束光點區1580將較陡。對於光束光點區之長軸在切線方向上延伸之實施例，光束光點區1580'與環形隆脊大體上對準。因此，沿著光束光點區1580'之長軸將存在反射表面1570之較小高度變化。經反射輻射光束B'可對沿著光束光點區之長軸之高度變化相比於對沿著光束光點區之短軸之高度變化更敏感。另外，因為入射輻射光束B不遞送通過旋轉軸線1590，所以光學元件1550之本體1560可被支撐用於在其對置軸向側兩者上旋轉。此情形允許(例如)機械軸自本體1560之反射表面1570延伸，而不阻擋輻射光束B。此情形可允許(例如)機械軸待由本體1560之任一側上之軸承支撐，從而允許相比於由單一側軸桿裝配件提供之實施更容易且更穩定的實施。
失真機構可操作以變更反射表面1570之徑向曲率。舉例而言，失真機構可操作以將大體上軸向力施加至本體之徑向外部邊緣。失真機構之各種不同實施例係可能的。現在參看圖50至圖55描述失真機構之一些實例。
圖50展示可形成圖48及圖49之第一光學元件1550的光學元件1600。光學元件1600之與光學元件1550之特徵相同的特徵共用共同標 籤且在下文中不對其進行詳細描述。
機械軸1611自本體1560沿著旋轉軸線1590軸向地延伸。機械軸係由一或多個軸承(圖中未繪示)(例如，兩個軸承)支撐。移動機構包含可操作以驅動機械軸1611以旋轉之馬達1620。
光學元件1600具備一失真機構1601，該失真機構1601包含遠離大體上圓盤形本體1560軸向地延伸之複數個質量塊1630。複數個質量塊1630中每一者之形狀為大體上球面的。在替代實施例中，複數個質量塊可具有另一形狀。複數個質量塊1630圍繞本體1560之圓周均勻地分佈。
此失真機構1601適於變更反射表面1570之曲率，如現在所描述。本體1560之旋轉造成離心力在向外徑向方向上作用於複數個質量塊1630。離心力產生作用於本體1560之徑向外部邊緣之力矩，從而變更反射表面1570之徑向曲率。施加至本體1560之徑向外部邊緣之彎曲力矩係與本體1560之旋轉速率之平方成比例。因此，藉由變更旋轉速率，可控制反射表面1570之失真之位準。舉例而言，可取決於由輻射光束B施加之熱負荷而變化旋轉速率。
對於半徑為大約150毫米之圓盤，在反射表面1570之面積為大約0.04平方公尺且扭矩為大約0.05Nm的環形區上接收1500W之熱負荷可用以提供足夠彎曲力矩以實質上校正由熱負荷造成之變形。此情形可藉由(例如)大約1公斤之總質量、自本體軸向位移達大約5公分及4雷得/秒或0.65赫茲之旋轉速率來達成。
複數個質量塊1630中每一者係經由軸向延伸壁區段1632而連接至圓盤形本體1560。用於每一對鄰近質量塊1630之軸向延伸壁區段1632係由壁區段1634連接。每一壁區段1634為弓形。在替代實施例中，用於每一對鄰近質量塊1630之軸向延伸壁區段1632可由具有另一形狀之壁區段1634連接。舉例而言，在一些實施例中，壁區段可為叉 狀弓形壁區段。每一對鄰近質量塊1630之間的壁區段1634將力矩分佈於本體1560之整個圓周上。壁區段1634之形狀可經最佳化以確保本體1560之整個圓周上之力矩之實質上均勻分佈。
由第一光學元件1600使用之失真機構1601提供用於變更反射表面1570之曲率之簡單機構。可藉由變化本體1560之旋轉速率來調整曲率之量。
第一光學元件1600可進一步包含冷卻機構，如現在所描述。實例冷卻機構包含一靜態冷卻器件1640，該靜態冷卻器件1640安置成鄰近於本體1560之與反射表面1570相對的軸向對向表面。窄間隙提供於旋轉本體1560與靜態冷卻器件1640之間。該間隙填充有液體金屬層1642，該液體金屬層1642係藉由毛細管力而保持處於適當位置。金屬可包含在相對低溫度下熔融之可熔合金。舉例而言，金屬可包含可含有75.5重量%之鎵及24.5重量%之銦的鎵及銦合金。此合金具有15.7℃之熔點。靜態冷卻器件1640具備用於接收諸如水之流體流以將熱輸送遠離冷卻器件1640的通道1644。
此冷卻機構允許在不使用旋轉水耦合器的情況下進行旋轉本體1560之水冷卻。此情形避免或至少顯著縮減水洩漏之風險。用以轉移熱之液體金屬層之使用為與本體1560之超高真空條件(如為EUV輻射光束B所需)及高角速度相容的穩固技術。
在其他實施例中，可經由輻射在旋轉本體1560與靜態冷卻器件1640之間轉移熱。舉例而言，本體1560及靜態冷卻器件1640之對置表面可具備高發射率材料之塗層，以增進由本體1560之輻射及由靜態冷卻器件1640橫越其間的窄間隙對發射輻射之吸收。該間隙可填充有諸如氫氣之氣體，其可提供藉由熱傳導而使本體1560之額外冷卻。
圖50A展示可形成圖48及圖49之第一光學元件1550的替代光學元件1650。在圖50A之配置中，組合冷卻及形狀校正之功能。在光學元 件1650中，旋轉本體1560提供於外殼1651內。旋轉本體1560之反射表面1570形成外殼1651之上部面使得空腔形成於旋轉本體1560下方之外殼內。
至少一個噴嘴1652提供於旋轉本體1560下方之外殼1651之空腔內。噴嘴1652係由管1653連接至冷卻劑流體之供應件(圖中未繪示)，且經配置以將冷卻劑流體噴射至旋轉本體1560之背側。在與旋轉本體之背側接觸之後，冷卻劑流體在外殼內蒸發。舉例而言，為了達成1kW之冷卻功率，0.5mL/s的液體水可蒸發。
經蒸發冷卻劑蒸汽係使用旋轉本體1560與外殼1651之間的界面處之抽汲式無接觸密封件1654而與光束傳遞系統之真空隔離。泵1655將氣體抽汲至抽汲通道中以防止冷卻劑蒸汽之逸出。雖然圖50A僅展示單一抽汲通道，但密封件1654可包含複數個抽汲平台。
排氣裝置1656允許冷卻劑蒸汽逸出外殼1651。可調整閥1657允許調節空腔內之壓力。舉例而言，對於水蒸汽，在室溫下彼水蒸汽之壓力(大約2.5kPa)將在旋轉本體上產生將傾向於在與歸因於熱負荷之變形之方向相反的方向上使旋轉本體1560彎曲之力；藉由調節閥1657，能夠調整空腔內之壓力使得旋轉本體1560假定「中性」形狀。可提供壓力感測器1658以監視空腔中之壓力。
在一實施例中，該噴嘴(或該等噴嘴)1652產生至旋轉本體1560之背部表面上之冷卻劑通量，使得冷卻功率隨著旋轉本體1560上之徑向位置而變化以便校正入射熱負荷之空間變化。另外，藉由變化沿著旋轉本體1560上之徑向位置之冷卻，可以較大自由度調整熱變形之形狀。
在一實施例中，至少一些冷卻劑不蒸發，而是自旋轉本體之背部表面滴下。在此狀況下，施加至旋轉本體1560之熱負荷愈高，冷卻劑蒸發愈多，空腔中之壓力愈高，且旋轉本體1560上之所得力愈高。 以此方式，可使壓力之形狀校正效應自適應以適應於較高熱負荷。
圖51說明併入有失真機構1601之替代光學元件1700。光學元件1700之與第一光學元件1550、1600之彼等特徵相同的特徵共用共同標籤且將在下文中不對其進行詳細描述。
光學元件1700與圖50之光學元件1600之不同之處在於：其包含軸向厚度在徑向方向上變化的大體上圓盤形本體1710。反射表面1570保持大體上扁平，且軸向厚度之變化係藉由變更本體1710之與反射表面1570相反的軸向面向後部表面之形狀來達成。另外，光學元件1700包含具有與本體1710之軸向面向後部表面之大體上互補的形狀之靜態冷卻器件1740。
含有旋轉軸線1590之平面中之本體1710之橫截面形狀係使得在自輻射光束B接收最大熱負荷之徑向位置處發生反射表面1570之最大反彎曲。舉例而言，如上文所論述，由自由電子雷射FEL輸出之輻射光束B可具有實質上圓形橫截面及似高斯強度剖面。當以小掠入射角入射時，此圓形橫截面光束將產生伸長型橢圓形光束光點區1580。歸因於似高斯強度剖面，橢圓形光束光點區1580之中心將接收最大熱負荷，且光束光點區1580之邊緣將接收最小熱負荷。
來自似高斯輻射光束B之實例熱負荷係由箭頭1750指示。用於此熱負荷，本體1710之軸向厚度在對應於光束光點區1580之中心之徑向位置處最小且在對應於光束光點區1580之邊緣之徑向位置處最大。
此配置允許待由失真機構1601在不同徑向位置處藉由施加單一大體上軸向力(在此實施例中，由作用於質量塊1630之離心力提供)來施加不同曲率。
參看圖52至圖54，現在描述可形成圖48及圖49之光學元件1550的光學元件1800。光學元件1800之與光學元件1550、1600、1700之彼等特徵相同的特徵共用共同標籤且將在下文中不對其進行詳細描述。
光學元件1800具備一失真機構1801，該失真機構1801包含軸向地遠離大體上圓盤形本體1560而延伸之複數個部件1810。複數個部件1810中每一者係由磁性材料形成且可具有鐵磁板之形式。複數個部件1810中每一者可由僅在存在外部磁場的情況下磁化之軟磁性材料形成。此軟磁性材料可對(例如)永久磁體較佳，此係因為永久磁體可受到自自由電子雷射FEL發射之輻射R更多地影響。複數個部件1810圍繞本體1560之圓周均勻地分佈。失真機構進一步包含兩個電線圈1812、1814。電線圈1812、1814係靜止的、同心的且各自在實質上同一軸向位置處形成以旋轉軸線1590為中心之環。第一電線圈1812被安置成自複數個部件1810徑向地向內且第二電線圈1814被安置成自複數個部件1810徑向地向外。該等線圈1812、1814中每一者可包含一多股導體。
電流在相反方向上圍繞第一線圈1812及第二線圈1814遞送。如圖53所展示，該兩個線圈1812、1814在將把大體上軸向力施加至其之複數個部件1810附近產生磁場1816。又，此大體上軸向力經傳輸至本體1560之徑向外部邊緣。
因此，電磁地產生施加至本體1560之徑向外部邊緣之大體上軸向力。此大體上軸向力將產生至圓盤上之彎曲力矩，從而變更反射表面1570之曲率。因為局域彎曲力矩將隨著徑向距離而變化，所以本體1560之軸向厚度可變化(圖52中未繪示)。舉例而言，軸向厚度可在旋轉軸線1590附近最大，從而朝向本體1560之邊緣漸縮至較小厚度。
參看圖54，兩個線圈1812、1814係徑向地分離達距離D。複數個部件1810中每一者安置於為兩個線圈1812、1814之間的中間位置之徑向位置處。作為來自兩個線圈1812、1814之軸向距離y之函數的此徑向位置處之磁場係由如下方程式給出：
Figure TWI676083B_D0009
其中I為流動通過兩個線圈之電流、N為每一線圈中之繞組之數目、μ 0為真空之磁導率、y該來自兩個線圈之軸向距離，且D為兩個線圈之徑向分離度。此處，假定D及y比電流迴路中每一者之直徑小得多。在y=D/2處發生最大場梯度。
此配置提供用於變更反射表面1570之曲率之單一機構。可藉由變化通過兩個電線圈1812、1814之電流來調整所施加之曲率之量。
圖55展示可形成圖48及圖49之光學元件1550的光學元件1900。光學元件1900之與第一光學元件1550、1600、1700、1800之彼等特徵相同的特徵共用共同標籤且將在下文中不對其進行詳細描述。
第一光學元件1900包含內部冷卻系統501，如現在所描述。內部冷卻系統501包含用於諸如水之冷卻流體流之一或多個通道1982，該一或多個通道1982在入口1982a與出口1982b之間延伸。一或多個通道1982至少部分地安置於經安置有反射表面1570的大體上圓盤形本體1910中。入口1982a及出口1982b安置於上機械軸1911上，該機械軸1911係由兩個軸承1912、1913支撐以供旋轉。通道1982至及自本體1910經由機械軸1911軸向地延伸。
內部冷卻系統501進一步包含鄰近於機械軸1911之靜止冷卻劑饋料1984。靜止冷卻劑饋料1984具備入口1986及出口1988。冷水經由入口1986而遞送至靜止冷卻劑饋料1984中。隨著機械軸1911旋轉，入口1986係與內部通道1982之入口1982a週期性地對準，從而允許冷水遞送至通道1982中且移動朝向旋轉本體1910。經加熱水自本體1910沿著機械軸1911返回遞送。隨著機械軸1911旋轉，出口1988係與內部通道1982之出口1982b週期性地對準，從而允許經加熱水自通道1982遞送至出口1988中。在替代實施例中，靜止冷卻劑饋料1984及/或機械軸 1911可具備處於對應於入口1982a及入口1986之軸向位置的軸向位置之第一沿圓周延伸凹槽及處於對應於出口1982b及出口1988之軸向位置的軸向位置之第二沿圓周延伸凹槽。第一沿圓周延伸凹槽允許入口1982a待與入口1986連續流體地連通，且第二沿圓周延伸凹槽允許出口1982b待與出口1988連續流體地連通。此情形可增加內部冷卻系統501之效率。
光學元件1900被裝配於壁1990上，使得本體1910安置於上壁1990之一個側上且機械軸1911通過壁1990中之孔隙而延伸至相對側。 該壁具備真空密封件1992，從而允許待在不同壓力下維持壁1990之兩個側。舉例而言，經安置有本體1910之壁之側可維持處於高真空，如由EUV輻射光束B所需，而相對側可處於大氣壓力下。
光學元件1900之內部冷卻系統可提供極接近於反射表面1570之冷卻，因此最小化反射表面1570之熱變形。又，此情形可顯著縮減校正反射表面1570之熱變形所需之反彎曲之量。
第一光學元件1900具備一失真機構，該失真機構包含一加熱元件1960，該加熱元件1960經配置以在光束光點區1580附近將熱負荷施加至本體1910之與反射表面1570相反的軸向對向表面。
所施加之熱負荷可大體上相似於由輻射光束B施加至光束光點區1580之熱負荷。此配置實際上縮減本體1910上之軸向溫度梯度，且因此縮減由於此軸向溫度梯度而出現的在徑向方向上之反射表面之曲率(參見上文之方程式(5)及(6))。
替代地，所施加之熱負荷可與由輻射光束B施加至光束光點區1580之熱負荷大體上互補。應理解，在第一熱負荷相對低、第二熱負荷相對高的區中第二熱負荷與第一熱負荷大體上互補，且反之亦然。舉例而言，當由輻射光束B施加至光束光點區1580之熱負荷為似高斯時，由加熱元件1960施加之熱負荷可在光束光點區1580之邊緣處較高 且朝向光束光點區1580之中心較低。此配置可較好地校正由輻射光束B施加至反射表面1570之不同部分之熱負荷之變化。
圖56展示可形成微影系統LS6之第一光學元件1520的光學元件2000。該光學元件2000包含一大體上圓盤形本體2010及一反射表面2020，該反射表面2020提供於本體2010上以用於自自由電子雷射FEL接收輻射光束B以便形成光束光點區2030。
第一光學元件2000經配置成使得輻射光束B以小掠入射角(例如，大約2度之掠入射角(大約0.035弧度))入射於反射表面2020上。因此，光束光點區2030為伸長型橢圓形狀。對於具有為2毫米之直徑及為2度之掠入射角之入射輻射光束B，光束光點區2030為具有為2毫米之短軸長度及為大約58毫米之長軸長度之橢圓。
第一光學元件2000進一步包含可操作以圍繞旋轉軸線2040旋轉本體2010之移動機構。移動機構包含自本體2010沿著旋轉軸線2040延伸之機械軸2011，及經配置以圍繞旋轉軸線2040旋轉機械軸2011之致動器2090。機械軸2011可由一或多個軸承(圖中未繪示)(例如，兩個軸承)支撐。對於包含兩個軸承之實施例，軸承可提供於本體2010之相對側上。致動器2090可包含諸如馬達或引擎之任何合適機構。
反射表面2020安置於本體2010之徑向對向表面上。隨著移動機構圍繞旋轉軸線2040旋轉本體2010，反射表面2020旋轉，從而造成光束光點區2030在反射表面2020上移動。光束光點區2030在反射表面2020上遵循圍繞本體2010之圓周而延伸之週期性路徑。
輻射光束B之功率之分率係由第一光學元件2000吸收，從而造成反射表面2020加熱。因為移動機構可操作以移動反射表面2020使得光束光點區2030在反射表面2020上移動，所以由光學元件2000吸收之功率係在較大區域上展開，從而減低熱負荷之密度。有利的是，此情形允許第一光學元件2000相比於具有相同或相似尺寸之靜態光學元件接 收具有更高功率密度的輻射光束。
反射表面2020安置於本體2010之在切線方向上彎曲的徑向對向表面上。因此，在垂直於輻射光束之入射平面之方向上，第一光學元件2000將增加輻射光束之發散度使得反射輻射光束B'比入射輻射光束B更多地發散。在垂直於輻射光束之入射平面之方向上，反射表面2020具有由f=R/(2b)給出之焦距f，其中R為本體2010之半徑且b為以弧度為單位的輻射光束B之掠入射角。本體2010可具有大約0.25公尺之半徑及大約1.6公尺之圓周。對於具有大約0.25公尺之半徑及0.035弧度之掠入射角之本體2010，反射表面2020之焦距為3.6公尺。此曲率係在垂直於輻射光束B之方向的切線方向上。可使用光束傳遞系統1519內之鏡相對容易地校正輻射光束之形狀及發散度之改變。舉例而言，光束傳遞系統1519可包含一或多個凹形圓柱形鏡，該一或多個凹形圓柱形鏡經配置以將經反射光束B塑形(例如)至具有固定尺寸及有限發散度之環形形狀。
大體上圓盤形本體可不為固體。圖57展示可形成圖56之光學元件2000的光學元件2100。光學元件2100之與第一光學元件2000之彼等特徵相同的特徵共用共同標籤且將在下文中不對其進行詳細描述。
光學元件2100包含第一本體部分2112及第二本體部分2113。第一本體部分2112及第二本體部分2113形成大體上圓盤形本體2110。第一本體部分2112係自第二本體部分2113徑向地向內。第一本體部分2112之軸向厚度小於第二本體部分2113之軸向厚度使得大體上圓盤形本體2110在橫截面中步進，其具有形成於本體2110之每一軸向對向表面上之大體上圓形盲鑽孔2114、2115。
光學元件2100具備安置於第二本體部分2113之徑向對向表面上之反射表面2020。
光學元件2100進一步包含一冷卻機構2101，如現在所描述。該 冷卻機構2101包含兩個大體上環形冷卻元件2170、2171，該等大體上環形冷卻元件2170、2171中每一者安置於形成於本體2110之每一軸向對向表面上的大體上圓形盲孔2114、2115之一不同大體上圓形盲孔中。每一冷卻器件具有鄰近於第二本體部分2113之內部徑向對向表面的外部徑向對向表面，及鄰近於第一本體部分2112之軸向對向表面的軸向對向表面。窄間隙提供於旋轉本體2110與每一靜態冷卻器件2170、2171之間。該間隙填充有液體金屬層2172，該液體金屬層2172係藉由毛細管力而保持處於適當位置。金屬可包含在相對低溫度下熔融之可熔合金。舉例而言，金屬可包含可含有75.5重量%之鎵及24.5重量%之銦的鎵及銦合金。此合金具有15.7℃之熔點。靜態冷卻器件2170、2171具備用於接收諸如水之流體流以將熱輸送遠離冷卻器件2170、2171的通道2174。
此冷卻機構允許在不使用旋轉水耦合器的情況下進行旋轉本體2110之水冷卻。此情形避免或至少顯著縮減水洩漏之風險。使用液體金屬層以傳送熱為與本體2110之高真空條件及高角速度相容之已知技術。
在替代實施例中，可主要經由輻射而在旋轉本體2110與靜態冷卻器件2170、2171之間傳送熱。舉例而言，本體2110及靜態冷卻器件2170、2171之對置表面可具備高發射率材料之塗層，以增進由本體2110之輻射及由靜態冷卻器件2170、2171橫越其間的窄間隙對發射輻射之吸收。該間隙可填充有諸如氫氣之氣體，其可提供本體2110之額外對流冷卻。
光學元件2100將吸收輻射光束B之能量之分率，從而造成大體上徑向地遠離反射表面2020而延伸之溫度梯度。熱將沿著此溫度梯度自反射表面2020徑向地向內流動且流動通過本體2110。由於徑向溫度梯度，本體2110之徑向不同部分將不同地擴展，此情形將造成反射表面 2020失真使得在軸向方向上之反射表面2020之曲率變更。
對於具有由分離達距離d(本體之厚度)的兩個對置表面之本體，若為Q瓦特之熱負荷被施加至該等表面中之一者，則在忽略邊緣效應的情況下，該兩個表面之間的溫度之差△T係由方程式(5)給出。對於具有為2毫米之直徑及為2度之掠入射角之入射輻射光束B，光束光點區2030為具有為2毫米之短軸及為大約58毫米之長軸之橢圓。因此，熱負荷將圍繞反射表面2020之具有大約58毫米之寬度及大約1.6公尺之圓周之條帶(亦即，大約0.09平方公尺之區域)而散開。
對於具有分離達距離d(本體之厚度)之兩個對置表面之本體，若該兩個對置表面中之一者被加熱使得在該兩個表面之間存在溫度△T，則經加熱表面將變成凸形，其具有由方程式(6)給出之曲率半徑R。可需要由在軸向方向上之曲率造成的焦距高於最小焦距，例如，3.6公尺。應注意，在軸向方向上之此誘發性曲率係在輻射光束之入射平面中。在輻射光束B之入射平面中，焦距係由f=Rb/2給出，其中R為曲率半徑且b為以弧度為單位之掠入射角。對於0.035弧度之掠入射角，為3.6公尺之最小焦距對應於為206公尺之最小所允許曲率半徑。對於具有為58毫米之軸向維度之圓盤，此對應於為2微米之反射表面2020之邊緣之最大所允許變形。
此可針對由諸如具有為4x10-6K-1之熱膨脹係數的碳化矽(SiC)之材料形成的本體2110來達成。舉例而言，若第二本體部分2113係由SiC形成、具有為10毫米之(徑向)厚度，橫越第二本體部分2113之徑向溫度差為大約10K，則曲率半徑為大約1620公尺。
應注意，在以上演算中，為簡單起見，已假定來自輻射光束之熱負荷在反射表面2020之固定(環形)區域上均一地展開。然而，一般而言，熱負荷將橫越該固定區域而變化。固定區域之任何給定部分上之熱負荷係取決於輻射光束之強度分佈、掠入射角及光束光點區2030 在本體2110旋轉時在反射表面2020上所遵循的路徑。因此，一般而言，除了徑向溫度梯度以外，亦將在軸向方向上存在溫度梯度。結果，反射表面2020將在反射表面2020之不同軸向位置處不同地變形。 亦即，在反射表面2020上之給定部位處在軸向方向上之局域曲率半徑將為彼部位之軸向位置之函數。結果，反射表面2020將不再充當在軸向方向上具有恆定曲率之圓柱形透鏡。實情為，在軸向方向上之反射表面2020上之給定部位之曲率半徑將取決於彼部位之軸向位置。因此，在軸向方向上，反射表面2020之不同部分一般而言將具有不同焦距且反射表面2020將不再充當圓柱形透鏡。應注意，反射表面2020之此熱誘發性曲率垂直於在切線方向上之反射表面2020之保持實質上不變的固有曲率。對反射表面2020之曲率半徑軸向地變化之熱誘發性曲率之校正具有挑戰性。因此，光學元件2100之本體2110可經塑形以便至少部分地縮減由輻射光束B造成的反射表面720之溫度之變化。
若反射表面2020之溫度恆定，則可消除在軸向方向上橫越反射表面2020之曲率半徑之變化。因此，光學元件2100之本體2110可經塑形以便至少部分地縮減由輻射光束B造成的反射表面720之溫度之變化。舉例而言，本體2110可經塑形使得在熱流動遠離反射表面2020時由該熱遵循之路徑的熱阻針對反射表面2020上之不同軸向位置而不同。
舉例而言，本體2110可經塑形以便在徑向方向上向內漸縮以在反射表面720下方形成收縮，如現在所描述。
參看圖58及圖59，展示用於本體2110之兩個不同幾何形狀之熱圖2200、2250。每一圖2200、2250展示軸向地(自左至右)及徑向地(自下至上)兩者之本體2110之溫度變化。每一圖2200、2250之上部邊緣2201、2251對應於光學元件2100之反射表面2020，且每一圖2200、2250之下部邊緣2202、2252對應於光學元件2100之旋轉軸線2040。在 每一圖2200、2250上示意性地指示兩個冷卻器件2170、2171之部位。
已基於具有兩個均方偏差似高斯強度分佈的將1500W之熱負荷沈積於反射表面2020上之輻射光束B來演算圖2200、2250。指示恆定溫度之複數個線2210、2260分別被展示於每一圖2200、2250上。每一對鄰近線2210、2260之間的間隔對應於為0.5K之溫度差。溫度在每一圖2200、2250之上部邊緣2201、2251處最高。材料為鋁或矽且具有大約150Wm-1K-1之熱導率。來自本體2110之軸向面之冷卻係在5000Wm-2K-1之速率下且本體2110之圓周為1.5公尺。
圖58之圖2200對應於具有均一軸向厚度之本體2010。圖59之圖2250對應於具有隨著半徑而變化之軸向厚度之本體2010。詳言之，在自反射表面2020徑向地向內移動的情況下，本體之軸向厚度最初減低以形成收縮部2270且接著增加回至反射表面2020之軸向厚度。反射表面2020之溫度之變化對於具有均一軸向厚度之本體為1.1K且對於具有收縮部2270之本體為0.2K。因此，提供收縮部2270會縮減在軸向方向上在反射表面2020上之溫度梯度，且結果，縮減橫越反射表面2020之曲率半徑之變化。
應瞭解，可組合上文所描述之各種實施例。舉例而言，第一光學元件1520可包含為失真機構1601(使用質量塊)及失真機構301(使用磁化)之組合的失真機構。
雖然參看圖47至圖59所描述之例示性實施例包含一包含自由電子雷射FEL之輻射源SO3，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，輻射源可包含一個以上自由電子雷射FEL。替代地，輻射源SO3可不包含自由電子雷射且可(例如)包含雷射產生電漿(LPP)或放電產生電漿(DPP)輻射源。
應理解，上文所描述之熱負荷及供施加此等熱負荷之區域係僅藉由實例且本發明不限於上述值。舉例而言，由輻射源輸出之輻射光 束可具有任何功率；其可以任何掠入射角入射於反射光學元件上；光束光點區可描繪出反射表面之任何大小之區域；且反射表面可具有任何反射率。
儘管上文所描述之第一光學元件1520之實施例包含經配置以圍繞中心旋轉軸線旋轉之大體上圓盤形本體，但反射表面之移動使得光束光點區遵循週期性路徑在反射表面上移動可以其他方式來達成。
應瞭解，術語「軸向方向」為沿著或平行於旋轉軸線之方向。 應瞭解，術語「徑向方向」為延行通過旋轉軸線且垂直於該旋轉軸線而延行之方向。應瞭解，術語「切線方向」為垂直於軸向方向及徑向方向之方向。
應瞭解，術語「軸向對向表面」為法線大體上在軸向方向上之大體上扁平表面。應瞭解，術語「徑向對向表面」為法線大體上在徑向方向上之大體上彎曲表面。
應瞭解，「在該表面上之給定點處在軸向方向上之表面之曲率」意謂藉由該表面與含有彼點處之表面之法向向量及軸向方向上之向量之平面的相交而形成的曲線之曲率。此可被稱作「表面之軸向曲率」。相似地，應瞭解，「在該表面上之給定點處在徑向方向上之表面之曲率」意謂藉由該表面與含有彼點處之表面之法向向量及徑向方向上之向量之平面的相交而形成的曲線之曲率。此可被稱作「表面之徑向曲率」。
包含如上文所描述之各種光學元件之光學系統40可使用上文所描述之各種實施例之特徵以將輻射光束B'、B"引導至光束分裂裝置20，可將輻射光束自該光束分裂裝置20提供至微影裝置中之一或多者。在替代實施例中，可提供其他光學系統配置，例如，其他光束傳遞系統配置，其中光學元件之配置係用以將輻射光束自FEL源引導至光束分裂器或直接引導至微影裝置，及/或用以塑形輻射光束。
一般而言，光學系統之光學元件被保持處於存在氫之足夠高壓力(例如，氫之大約1Pa壓力)或諸如氦或(在一些狀況下)氬、氧或氮之其他合適氣體之足夠高壓力之環境中以防止或縮減光學元件上之碳之積聚係重要的。氫可與碳反應以防止或縮減碳沈積。然而，FEL源之電子射束線必須在超高真空下(例如，在大約10-8Pa之壓力下)操作。因此，已發現，FEL源及光學系統應以用以允許光學系統與FEL源之間的真空增加(光學系統與FEL源之間的壓力減低)之方式予以分離。
在圖1至圖5之系統中，舉例而言，另一裝置可提供於FEL源與光學系統40之間以提供FEL源與光學系統之間的壓力之合適變化。圖60展示根據一個實施例之此另外裝置2300的實例。
裝置2300包含劃分成區段2306、2308、2310、2312、2314之長管路(在此狀況下為大約50公尺長)，該等區段2306、2308、2310、2312、2314係由各自具有一孔隙2316、2318、2320、2322之壁分離，由FEL源之波盪器發射之輻射光束可遞送通過該等孔隙2316、2318、2320、2322。裝置2300包括用於自FEL源接收輻射光束之輸入孔隙2302及用於輸出輻射光束之輸出孔隙2304，其中輸入孔隙2302及輸出孔隙2304係由亦被稱作腔室的區段2306、2308、2310、2312、2314分離。在輻射光束行進遠離波盪器時輻射光束之直徑通常將增加，且(例如)在輻射光束離開波盪器時可具有大約100微米之直徑且在大約50公尺之後可朝向5毫米之直徑發散。因此，腔室之間的孔隙2316、2318、2320、2322隨著與圖60之實施例中之波盪器相隔之距離增加。 儘管五個區段或腔室2306、2308、2310、2312、2314提供於圖60之實施例中，但在替代實施例中可提供任何合適數目、大小及配置之區段或腔室以提供輸入孔隙與輸出孔隙之間的所要壓力變化。
每一腔室2306、2308、2310、2312、2314包括一各別抽汲埠， 且每一腔室可具備一各別真空泵2324、2326、2328、2330、2332以用於經由腔室之抽汲埠來抽汲腔室。在圖60之裝置中，用於抽汲腔室2308、2310、2312、2314之泵2326、2328、2330、2332為渦輪分子泵。腔室2306鄰近於FEL源且在此狀況下，吸氣泵2324係用以抽汲腔室2306。任何合適配置及類型之真空泵在替代實施例中可用以取決於需要達成之壓力而抽汲不同腔室。
在低於1×10-3Pa之壓力下，氫分子之平均自由路徑變成>10公尺。在室溫下氫之熱速度為大約vm=1.8km/s。此意謂在圖60之裝置之狀況下，大約平行於EUV光束而遞送之氫分子可未被抽汲且可在波盪器中結束。圖61說明此情形，其展示圖60之裝置之部分，且其中可看到分子「3」彈道式地行進至FEL源之波盪器中。為清楚起見，圖61僅展示單一泵2326。
隨著腔室中之壓力減低(在圖60之狀況下自右至左移動)，分子之間的碰撞之數目變得較小且分子之彈道式行為可變得較顯著。
在圖60之裝置之狀況下，在輸出孔隙2304處具有大約1Pa之壓力下，腔室2326中之壓力可達到大約1x10-3Pa。將腔室2308與2310之間的孔隙2318之面積視為A2=4平方毫米且將輸入孔隙之面積視為A1=1平方公尺的情況下，自孔隙2318至輸入孔隙2302之彈道式氣體產出率(例如，以Pam3/s為單位)可被視為： Q=A1 A2 vm p1/(2 L2) (8)
在將孔隙2318與輸入孔隙2302之間的長度視為30公尺(相比於為大約50公尺的在輸入孔隙2302與輸出孔隙2304之間的總距離)的情況下，若在FEL源之波盪器中待維持大約10-8Pa之壓力，則至輸入孔隙2302之彈道式氣體產出率可僅僅可接受。
然而，可需要增加孔隙2318及其他腔室間孔隙之面積。亦可需要縮減裝置2300之長度，且因此顯著縮減距離L。EUV光束發散，在 波盪器24中在0.1毫米之直徑下開始且在50公尺距離處擴展至(例如)5毫米。然而，歸因於操控單元25之存在(圖3、圖4所展示)，將輸入孔隙置放於(例如)與波盪器相隔10公尺之距離處可較方便，其中EUV光束具有大約1毫米之直徑。在包括餘裕的情況下，吾人可使用直徑為2毫米(3平方毫米之面積)之孔隙。在FEL之一些實施例中，EUV光束之發散度或與波盪器相隔之距離可較大，從而需要較大孔隙大小。可需要將裝置2300保持於架構31'、31"內或其他屏蔽區域內，且裝置2300之長度之縮減可在縮減構造大小方面有顯著影響。然而，將預期孔隙面積之增加及裝置2300之長度之縮減會增加至FEL源之彈道式氣體。 此外，中間腔室2310中之實際壓力實務上難以精確地控制及預測。若腔室2310中之壓力將為(例如)大約1x10-4Pa，則將存在自下一腔室2312(其可具有大約1x10-2Pa之壓力)至FEL源之顯著彈道式氣體輸送。至FEL源之彈道式氣體輸送增加可引起FEL源之波盪器中之不可接受的高氣體壓力。
圖62為根據一實施例的裝置2300之部分的示意性說明。在圖62之實施例中，呈若干對環形陽極2340a、2340b、2340c、2340d及陰極2342a、2342b、2342c、2342d之形式的電子源圍繞輻射光束路徑提供於裝置2300之腔室2308中。該等陰極及陽極形成熱離子發射裝置之部分，該熱離子發射裝置包括加熱組件(圖中未繪示)以用於加熱陰極以經由熱離子發射來發射電子，及功率及控制裝置(圖中未繪示)以用於在陽極與陰極之間施加合適電位差且用於控制由在操作中之陰極發射之電子的數量及能量。
在圖62之實施例中，陰極係由(例如)如由電子顯微法科學(RTM)出售的LaB6或CeB6形成，其適於高電流密度及介質-高真空條件。然而，在替代實施例中可使用用於陰極及陽極之任何合適材料。
為了清楚起見，圖62中未展示裝置2300之泵、抽汲埠及其他腔 室。
亦提供一對磁體2350、2352，該對磁體2350、2352可操作以在孔隙2316附近在腔室2308之區中施加磁場以便變更經離子化氣體原子或分子之軌跡。
在裝置2300之操作中，各種泵2324、2326、2328、2330、2332經操作以維持腔室2306、2308、2310、2312、2314中之真空，而FEL源操作以產生在輸入孔隙2302與輸出孔隙2304之間遞送通過裝置2300的輻射光束。輻射光束在此狀況下具有4奈米與25奈米之間的波長。
同時，電子源經操作以提供在陰極2342a、2342b、2342c、2342d與陽極2340a、2340b、2340c、2340d之間通過腔室之電子流。
由陰極2342a、2342b、2342c、2342d發射之電子中的至少一些相互作用且使存在於腔室2308中之氫氣(或其他原子或分子)離子化。由磁體2350、2352施加之磁場使離子改變方向且擊中腔室2308之壁或腔室2308與2306之間的孔隙，此情形使彈道式軌跡斷裂且允許使用規則真空泵(例如，腔室2308之泵2326或腔室2306之泵2324)進行抽汲。因此，使用電子源以使原子或分子及磁場離子化可用以變更在離子化之後的氣體原子或分子之軌跡，以實現氣體原子或分子之抽汲且減低至輸入孔隙2302且因此至波盪器的氣體原子或分子之彈道式輸送。由磁體2350、2352施加之磁場之強度可基於腔室之大小及其他操作參數予以選擇，以確保大多數或所有經離子化氣體原子或分子與腔室之壁或孔隙碰撞。舉例而言，在v=1.8km/s下之氫離子針對B=0.1T之經施加磁場將具有曲率半徑R=mv/(Be)=0.2毫米，或針對B=0.1mT之經施加磁場(約略為地球磁場)將具有曲率半徑2300毫米。因此，在一些實施例中，不施加外部磁場以破壞經離子化氣體原子或分子之彈道式軌跡，且代替地使用背景磁場(例如，地球磁場)以破壞彈道式軌跡且造成與腔室之壁或孔隙之碰撞。
在圖62之實施例之一些變體或使用陰極及陽極配置之其他實施例中，腔室之壁經設定為處於比陰極低的電位下，以便增加腔室之中心處之電子密度，藉此增加電子與氣體原子或分子之間的碰撞之機率。
在圖61之實施例中，一對磁體2350、2352係用以變更經離子化原子或分子(在此狀況下為經離子化氫分子)之軌跡。在替代實施例中，電場而非磁場可用以變更經離子化原子或分子之軌跡。可使用用於施加電場之任何合適配置。舉例而言，合適電位可施加至腔室2308、腔室2306之壁，或腔室2308、2306之間的孔隙之壁或定位於一腔室或孔隙內或附近之裝置之另一組件，以吸引或排斥經離子化原子或分子。
在圖62之實施例中，電子源係以用以提供具有所要能量或能量範圍之電子之方式予以操作。電子之離子化相互作用橫截面取決於其能量，且因此藉由電子能量之合適控制，可增加發生之氫分子(或實際上其他原子或分子)之離子化之機率。H.Tawara等人之「Cross Sections and Related Data for Electron Collisions with Hydrogen Molecules and Molecular Ions」(J.Phys.Chem.Ref.Data，第19卷，第3號，1990年)描述用於與氫分子之電子碰撞之相互作用橫截面的變化，且可(例如)基於彼論文之圖2之標繪圖而自提供於彼論文中之資料選擇合適電子能量。根據該論文，用於氫分子之離子化之碰撞橫截面在100電子伏特之電子能量下為大約σ=1x10-20平方公尺。若可供彈道式氫分子與電子相互作用之路徑長度為X，則電流密度應滿足： J>>e vm/(σ X)=0.5A/cm2 (9)
假定X=5公尺且e=1.6 x 10-19 C。此實務上呈現為可管理電流密度。
在圖62之實施例之一些操作模式中，電子源受控制使得電子(在 不存在碰撞或直至其具有碰撞的情況下)在其遞送通過最有可能存在具有彈道式軌跡之氫分子將把其視為輸入孔隙2302的腔室之區時具有(例如)在20電子伏特與2400電子伏特之間的所要動能值，該值視情況在60電子伏特與100電子伏特之間，進一步視情況為大約80電子伏特。舉例而言，電子源可受控制使得電子在其遞送通過腔室2308之中心時具有所要動能值。
可提供陽極及陰極之任何合適配置以形成電子源。舉例而言，在圖62之實施例之變體中，每一陽極及陰極對包括(例如)呈網格或柵格之形式的另一陽極(圖62中未繪示)，該陽極定位成接近陰極且充當加速陽極以使電子加速以具有所要動能或動能範圍。每一對之另一陽極2340a、2340b、2340c、2340d接著充當收集電極以收集在遞送通過腔室2308之後的電子。使用該另一陽極可在一些配置中縮減在其在該另外陽極與陽極之間行進期間的電子之動能之變化，且在一些配置中可使動能能夠在彼行進期間保持於所要範圍內。可(例如)基於任何已知熱離子、熱陰極、場發射或其他技術而使用任何其他合適電子源配置。
為了增加腔室中之電子與氫分子中之一或多者之間的碰撞之機率，在一些實施例中，採取措施以增加由通過腔室之至少部分之電子所遵循的路徑之長度，其中可最有可能存在遵循通向輸入孔隙2302的彈道式軌跡之氫分子。舉例而言，在一些實施例中，經施加電場或磁場係用以變更腔室中之電子之軌跡。圖63示意性地說明根據一個此類實施例的電子源及磁場配置之實例。
圖63為經由裝置2300之腔室(例如，腔室2308)之部分的橫截面圖，且展示環形陰極2342a中之一環形陰極及環形陽極2340a中之一相關聯環形陽極。可看出，陰極2342a及陽極2340a兩者包括一孔隙，該孔隙與腔室2308之孔隙2316、2318對準以允許輻射光束自FEL源之遞 送。在此實施例中，提供呈多孔板或網格之形式的另一加速陽極2360作為陰極配置之部分。亦提供磁體線圈配置2362，該磁體線圈配置2362在操作中係用以將磁場施加至來自陰極2342a之電子遞送通過的腔室之部分。該磁體線圈配置在此狀況下包含平面垂直於來自FEL源之輻射光束之路徑的磁體線圈。由磁體線圈配置2362施加之磁場使電子遵循陰極配置與陽極2340a之間的至少部分螺旋狀路徑(如圖63針對一個電極示意性地所說明)，藉此增加電流密度及電子與氫分子之間的碰撞之機會。
可在替代實施例中提供陽極及陰極以及用以變更由陰極發射之電子之軌跡的磁場或電場之任何其他合適配置，以便變更電子之軌跡以遵循任何所要路徑。圖64示意性地說明一個此類替代實施例，其提供經由裝置2300之腔室(例如，腔室2308)之部分的橫截面圖，且展示分別在由FEL源提供之輻射光束遵循的路徑之上方及下方對準之平面陰極2370及相關聯平面陽極2372。在此狀況下，提供一磁體線圈配置(圖64中未繪示)，該磁體線圈配置在平面陰極2370與陽極2372之間施加磁場以使電子自陰極2372遞送至陽極2370以遵循至少部分螺旋狀路徑。
圖65示意性地展示另一替代實施例，其提供經由裝置2300之腔室(例如，腔室2308)之部分的橫截面圖，且展示環形陰極2380及陽極2384，該環形陰極2380包括與腔室2308之孔隙2318、2320對準以允許輻射光束自FEL源遞送的孔隙。在此實施例中，提供呈多孔板或網格之形式的另一加速陽極2382作為陰極配置之部分。陽極2384為經配置成垂直於陰極且沿著腔室2310之壁而對準的平面陽極。在此狀況下，磁性線圈配置(圖中未繪示)施加垂直於輻射光束路徑之磁場且使電子在其行進至陽極2382時遵循至少部分螺旋狀路徑。
在圖63至圖65之實施例中，呈電磁體之形式的磁場源可用以變 更電子之軌跡，且該磁場源係與用以變更經離子化氫分子或其他氣體原子或分子之軌跡的磁體2350、2352分離。在替代實施例中，單一磁體(例如，單一磁體線圈配置)可用以變更電子之軌跡且變更經離子化氫分子之軌跡兩者。在其他實施例中，不操作額外磁場源以變更經離子化氣體原子或分子之軌跡，且代替地背景磁場(例如，地球磁場)足以在所需程度上變更經離子化氣體原子或分子之軌跡。
在圖62至圖65之實施例中，已描述使用磁場以變更電子及經離子化原子或分子(詳言之，經離子化氫分子)兩者之軌跡。在替代實施例中，代替磁場或除了磁場以外之電場可用以變更電子及經離子化原子或分子中之任一者或兩者之軌跡。可使用任何合適組件(例如，任何合適電場源)來提供此等實施例中之電場。在一些實施例中，可藉由將合適電位施加至腔室中之一者之壁或施加至腔室之間的通路或在腔室中之一或多者內或附近或腔室之間的孔隙內或附近施加至裝置之某其他組件來提供電場。
關於圖62至圖65所描述之實施例使用陰極及陽極配置以藉由熱離子發射產生電子。在替代實施例中可使用用以產生電子或其他粒子或輻射以用於離子化氫或其他原子或分子的任何其他合適配置。舉例而言，在一實施例中，諸如氖、氬、氪或氙之相對重惰性氣體被注入於腔室中。用於EUV之氙之吸收橫截面比氫之吸收橫截面高約500倍，其歸因於EUV輻射之存在而將處於永久離子化狀態中。此外，EUV離子化將得到處於88電子伏特之電子，其接近於用於氫氣之離子化之最佳能量。在一實施例中，諸如雙等離子管之離子源係用以產生質子射束，其具有大約100電子伏特之離子能量。可在(例如)0.1特斯拉之磁場中截留此等質子，且此等質子具有用以離子化多個氫原子之足夠能量。
圖66展示根據一替代實施例的用於產生電子射束以用於離子化 腔室2308及2310內之氫或其他原子或分子的配置。在此狀況下，包括用於產生經準直電子射束之陰極的電子槍配置2400提供於腔室2308中，且經配置以將經準直電子射束引導至腔室2308內之陽極2402以便離子化腔室2308、腔室2310或其間的孔隙內之氫或其他原子或分子。
圖67展示根據另一替代實施例的用於產生電子射束以用於離子化腔室2308內之氫或其他原子或分子的替代配置。在此狀況下，彎曲磁體2410、2412、2414、2416、及線性加速器(LINAC)2418之配置經配置以提供適當能量之再循環電子射束以離子化腔室2308內之氫或其他原子或分子。
在關於圖62至圖67所描述之實施例中，陽極或陰極配置或用於產生用於離子化氫或其他原子或分子(例如，氧、氬或氮)之電子的其他配置提供於裝置2300中。裝置2300在上文被描述為在輸入孔隙2302與輸出孔隙2304之間具有大約50公尺之長度。然而，藉由使用離子化電子以縮減至輸入孔隙2302之氫分子之彈道式通路，在一些實施例中，裝置2300之長度可得以縮減，同時仍維持在FEL雷射之波盪器及光束傳遞系統處在操作中的所要壓力位準(例如，在波盪器處為大約10-8Pa且在光束傳遞系統或其他光學系統處為大約1Pa)。舉例而言，在圖62至圖67之實施例之變體中，輸入孔隙2302與輸出孔隙2304之間的距離縮減至大約10公尺至20公尺。
圖68示意性地說明另一縮減之長度實施例，其中輸入孔隙與孔隙之間的裝置之長度縮減至大約10公尺。在此實施例中，圖62之實施例或其他實施例之陽極及陰極配置以及相關聯磁場或電場源(在實施例之一些變體中被省略)定位於腔室2306'中。腔室2306'具有為大約7公尺之長度、腔室2308'具有為大約1公尺之長度，且腔室2310'具有為大約2公尺之長度。
在圖68之實施例中，泵2324、2326及2328以大約100公升/秒進行 抽汲。孔隙2302、2316、2318各自具有為50毫米之長度及為3毫米之直徑，孔隙2304具有為5毫米之長度及為3毫米之直徑，且腔室2306'、2308'及2310'具有為100毫米之直徑。在使用此組態的情況下，可預期腔室2310'待具有1×10-2Pa之壓力且腔室2310'具有為1公尺的用於氫分子之平均自由路徑。在使用腔室2310'之長度(2公尺)的情況下，可假定遞送通過孔隙2318之分子並不過多地發射束(例如，不具有經引導朝向孔隙2302之彈道式軌跡)。腔室2308'、2306'將分別具有為大約1×10-5Pa及1×10-8Pa之壓力，從而不計數自孔隙2318朝向孔隙2302發射束之效應。在不具有離子化設備的情況下，將在波盪器內部得到~5×10-8Pa(例如，10毫米直徑管的5公尺)。若在將泵2328及孔隙2304定尺寸時犯錯誤，從而在腔室2310'內部引起低得多的壓力(例如，1×10-3Pa)，則方程式(8)中之p1變得不為1×10-2Pa(來自腔室2310')而是為1Pa(上游之壓力)，此係因為在2310內部將不存在用以使分子射束斷裂之足夠氣體碰撞。彼情形將引起朝向波盪器之多100倍的分子射束通量，及多100倍的壓力。因此，其可被理解為：裝置尺寸、泵容量之正確選擇及其他裝置參數可為重要的。在一些狀況下可藉由增加裝置之長度來改良波盪器中之操作壓力對參數變化之容許度及敏感度。
儘管根據圖60之實施例，五個腔室2306、2308、2310、2312、2314提供於裝置2300中，但在替代實施例中可提供任何合適數目個腔室及真空泵以在至裝置之輸入處及自裝置之輸出處提供所要壓力，且在一些變體或實施例中，使用電子或其他粒子或輻射以離子化氫或其他原子或分子可使能夠提供縮減數目個腔室。
儘管已描述輻射源包含自由電子輻射源之實施例，但在替代實施例中，可使用用於提供所要波長之輻射之任何合適輻射源。舉例而言，在一些實施例中，輻射源包含同步加速器輻射源。
儘管已描述關於氫分子之離子化之實施例，但該等實施例亦可用以離子化及移除在一些狀況下可存在的其他氣體原子或分子，例如，氧、氬或氮。可相應地選擇電子能量或其他離子化粒子或輻射。
任何合適量值之電場或磁場可用以變更電子或其他帶電粒子之軌跡或經離子化氣體原子或分子之軌跡，且場之適當大小可(例如)基於組件之特定大小、材料及/或配置及/或特定實施例中之所要操作參數予以選擇。
圖69展示實例微影系統LS7。微影系統LS7相似於圖1之微影系統LS且包括根據本發明的一個實施例的光束分裂裝置20。微影系統LS7進一步包含一輻射源SO4及複數個微影裝置LAa至LAn。舉例而言，可存在20個微影裝置。
在源SO4包含自由電子雷射的情況下，該源SO4可輸出相對高功率輻射。舉例而言，自由電子雷射源SO4可輸出提供分支輻射光束B1至B20之輻射光束B，該等分支輻射光束B1至B20各自為大約1kW。 對於一些微影裝置，可需要縮減在微影裝置處所接收之輻射之量。舉例而言，微影裝置之基板可包含需要大約5mJ/cm2之輻射劑量的抗蝕劑層。在彼微影裝置處接收高功率分支輻射光束可造成在確保抗蝕劑具備合適輻射劑量方面的困難。一種用以減低基板之一部分處所接收的輻射劑量之方式為相對於入射於基板上之輻射來移動基板(掃描)。 然而，達成足夠高掃描速率以達成基板處之所要輻射劑量可為困難的。
在本發明之實施例中，分支輻射光束B1至B20經引導通過各別衰減器2515a至2515n。每一衰減器2515a至2515n經配置以調整各別分支輻射光束B1至B20之強度，之後分支輻射光束B1至B20遞送至其對應微影裝置LAa至LAn之照明系統IL中。
參看圖70a、圖70b，說明可由衰減器2515a提供之第一衰減裝置 2519的實例。分支雷射光束B1係以虛線點輪廓被描繪。衰減器2515a包含第一鏡2520及第二鏡2521。第二鏡2521在所描繪y方向上與第一鏡2520分離達距離2h。第二鏡2521經配置成使得進入衰減器2515a之分支輻射光束B1入射於第一鏡2520之反射表面上且由該反射表面朝向第二鏡2521之反射表面反射。第二鏡2521成角度以便將分支輻射光束B1引導朝向微影裝置LAa(圖70中未繪示)。
第一鏡2520經由臂2520'連接至第一樞軸點2522，而第二鏡經由臂2521'連接至第二樞軸點2523。提供第一調整構件(圖中未繪示)以圍繞第一樞軸點2522旋轉，且提供第二調整構件(圖中未繪示)以圍繞第二樞軸點2523旋轉第二鏡2521。如將由熟習此項技術者易於顯而易見，第一調整構件及第二調整構件可採取任何適當形式。舉例而言，調整構件可包含安置於樞軸點2522、2523處且連接至臂2520'、2521'的合適馬達。
經由鏡2520、2521圍繞樞軸點2522、2523之旋轉，可調整鏡2520、2521相對於分支輻射光束B1之入射角α。應瞭解，在鏡2520、2521以相同入射角α被安置時，在分支輻射光束B1由鏡2520、2521之反射之後，該分支輻射光束B1在與由鏡2520、2521之之前反射相同的方向上傳播。
鏡2520、2521經配置而以通常被稱作掠(或掠射)入射反射來反射分支輻射光束B1。在圖70a中，鏡2520、2521被展示為以最大入射角α而安置，使得分支輻射光束入射於鏡2520之底部部分(相對於y方向)及鏡2521之頂部部分(相對於y方向)上。在一些實施例中，角度α之最大值可(例如)為大約10度之角度。
在圖70b中，鏡2520、2521被展示為以最小入射角α而安置，使得分支輻射光束B1入射於鏡2520之頂部部分及鏡2521之底部部分上。角度α之最小值可為(例如)大約1度之角度。因此，在所描繪實例 中，鏡2520、2521可圍繞各別樞軸點2522、2523在1度至10度之入射角之間旋轉。應瞭解，在其他實施例中，鏡2520、2521之配置及/或大小可不同以便允許更大或更小角度範圍。舉例而言，樞軸點2522、2523可經選擇成用以增加或減低鏡2520、2521之有用角度範圍。另外，雖然鏡2520、2521各自被展示為經配置以圍繞固定樞軸點旋轉，但此僅僅係例示性的。應瞭解，如將由熟習此項技術者易於顯而易見，可使用任何其他適當調整構件來調整鏡2520、2521之入射角。在一實施例中，鏡2520、2521兩者可經配置以圍繞同一樞軸點而旋轉。 藉由適當選擇樞軸點2522、2523之位置，射出之分支輻射光束B1相對於入射分支輻射光束B1之位移(亦即，在圖3a、圖3b之實施例中為2h)可對於預定相對小範圍內之角度α(圖3a、圖3b所展示)實質上恆定。然而，對於角度α之較大角度範圍，在射出之分支輻射光束相對於入射分支輻射光束之位移實質上恆定的情況下，鏡2520、2521中之至少一者或兩者可具備適於在y方向上平移鏡2520、2521中之一或兩者之平移構件。
鏡2520、2521中每一者之反射比為鏡2520、2521與分支輻射光束B1之間的入射角α之函數。舉例而言，對於為2度之入射角，大約98%的入射輻射(在具有一具有極佳扁平表面之釕(Ru)塗層的鏡之理論狀況下)可在鏡2520、2521中每一者處被反射。亦即，當以2度成角度時，由鏡2520、2521中之一者反射之輻射相比於入射於彼鏡上之輻射之強度縮減達2%。因而，在鏡2520、2521兩者以2度之角度α被安置的情況下，分支輻射光束B1之強度經由由鏡2520、2521之反射而縮減達大約4%。
對於為10度之入射角(用於上述實例中之最大角度)，可在鏡2520、2521中每一者處反射入射輻射的大約90%。亦即，當入射角為10度時，反射輻射之強度比入射輻射小大約10%。因而，在鏡2520、 2521兩者以10度之角度α被安置的情況下，分支輻射B1之強度經由由鏡2520、2521之反射而縮減達大約20%。
自以上描述，應瞭解，藉由調整介於1度與10度之間的角度α，微影裝置LAa處所接收之分支輻射光束B1之強度可在2%與20%之間變化。
在一些實施例中，鏡2520、2521之入射角可在高達1KHz之頻率下予以調整，藉此提供用於分支雷射光束B1之衰減之快速調整機構。第一調整構件及第二調整構件可連接至控制器2525。控制器2525可經配置以接收指示待在微影裝置LAa處接收之分支輻射光束B1之所要強度的指令。回應於此等指令之接收，控制器可經配置以控制調整構件以調整鏡2520、2521之入射角α，以達成分支輻射光束B1之所要衰減且藉此達成微影裝置LAa處之所要強度。
控制器2525可為經配置以偵測微影裝置LAa處所接收之分支輻射光束B1之強度且調整分支輻射光束B1之衰減以便將微影裝置LAa處之強度維持處於預定值或預定範圍內的回饋控制迴路之部分。
在其他實施例中，鏡2520、2521中每一者之入射角可彼此獨立地可調整。雖然此情形將引起分支輻射光束B1之傳播方向的改變，但此情形可有益地增加在(例如)鏡2520、2521之入射角僅在離散步驟中可調整的實施例中之可能衰減值之數目。
應瞭解，雖然上文所描述之實施例係參看衰減器2515a被描述，但可相似地實施衰減器2515b至2515n。
參看圖71，說明可提供於衰減器2515a內之第一衰減裝置2519的一替代實施例。在圖71之實施例中，第一衰減裝置2519包含四個鏡2530、2531、2532、2533。鏡2530、2531係以與鏡2520、2521相似的方式予以配置，如上文參看圖3a、圖3b所描述。詳言之，第一鏡2530具備經配置以圍繞第一樞軸點2534旋轉該鏡2530之第一調整構件，鏡 2530經由臂2530'而連接至該第一樞軸點2534。第二鏡2531具備經配置以圍繞第二樞軸點2535旋轉該鏡2531之第二調整構件，鏡2531經由臂2531'而連接至該第二樞軸點2535。
鏡2532、2533係以與鏡2530、2531相似的方式予以配置，但可被認為第一鏡2530及第二鏡2531之配置沿著垂直於分支輻射光束B1之傳播方向之軸線的「成鏡像」。詳言之，第三鏡2532在y方向上安置成處於與第二鏡2531相同的位置處，且經配置以接收自第二鏡2531反射之輻射。第三鏡具備經配置以圍繞第三樞軸點2536旋轉鏡2532之第三調整構件。第三鏡2532經配置以將所接收輻射反射朝向第四鏡2533，該第四鏡2533在y方向上與第二鏡2532分離達2h之距離(亦即，第四鏡2533在y方向上處於與第一鏡2530相同的位置處)。第四鏡2533具備經配置以圍繞第四樞軸點2537旋轉鏡2533之第四調整構件。第四鏡2533經配置以將輻射引導至微影裝置LAa(圖71中未繪示)。
在第一鏡2530至第四鏡2533中每一者之入射角α相同的情況下，分支輻射光束B1在y方向上在與其進入衰減器2515a相同的方向上且在與其進入衰減器2515a相同的位置處射出衰減器2515a。另外，藉由使用各自可操作以調整通過1度及10度之範圍之入射角的四個鏡，衰減器2515a之可能衰減範圍自2%至20%之範圍(在圖70之配置中)增加至4%至40%之範圍(亦即，進入衰減器2515a之輻射之可能透射範圍為96%至60%)。應瞭解，在較大最小衰減可接受的情況下，圖71之實施例中可達成之較大衰減範圍可有利。
另外，圖71之實施例可用以提供與可由圖70之實施例提供之衰減範圍相同或相似的衰減範圍，其對分支輻射光束B1之偏振具有較小效應。亦即，歸因於達成特定衰減所需之較小入射角α，四個鏡2530至2533對分支輻射光束B1之P偏振分量及S偏振分量之經組合效應小於兩個鏡2520、2521對於給定衰減之經組合效應。此尤其為關於 為或接近20%之衰減(亦即，在每一鏡2520、2521之入射角α接近10度時)之狀況。
在一些實施例中，可需要儘可能地保留由分支輻射光束B1在其進入衰減器2515a之前所展現的大體上圓形偏振。在此狀況下，大約2%至20%之衰減範圍可藉由在大約1度與5度之間的角調整範圍來達成。因此，此實施例可尤其有益於對分支輻射光束B1之偏振具有縮減之效應。
另外，在圖71之配置中，無需用於提供鏡2530至2533中之一或多者之平移校正之平移構件。射出之光束針對α之所有值具有與入射光束相同的角度及位置(當角度α針對所有四個鏡相等時)。換言之，由鏡2530、2531造成的距離2h之任何改變係由鏡2532、2533「反向」，使得為確保分支輻射光束B1在與其進入衰減器2515a時之位置相同的位置處離開衰減器2515a，無需在y方向上之鏡之平移。
圖71可被認為展示兩個鏡之兩個集合；含有鏡2530、2531之第一集合及含有鏡2532、2533之第二集合。應瞭解，在其他實施例中，可提供額外鏡或額外鏡集合以進一步增加可能衰減範圍，或縮減對分支輻射光束B1之偏振之變更。
除了上文所描述之第一衰減裝置以外，第二衰減裝置亦可提供於衰減器2515a至2515n中之一或多者內。第二衰減裝置可提供固定衰減。替代地，第二衰減裝置可提供以較慢速率可調整及/或具有較高可能衰減值範圍的可調整衰減裝置。
圖72a示意性地描繪可結合如上文參看圖3及圖4所描述之第一衰減裝置或在對如上文參看圖3及圖4所描述之第一衰減裝置之替代例中提供的第二衰減裝置2540之實例。雖然在本文中被稱作「第一」及「第二」衰減裝置，但應理解，此並不暗示排序。實際上，在組合地被提供的情況下，分支輻射光束B1可遞送通過第一或第二衰減裝置 中之任一者，之後遞送通過另一者。
在第一或第二衰減裝置中之一者提供較大衰減的情況下(例如，在第二衰減裝置提供10倍之衰減因數的情況下)，可需要將第二衰減裝置置放於監視(例如)用於控制迴路之輻射之強度之感測器之後(相對於分支輻射光束B1之傳播方向)。
衰減裝置2540包含界定腔室2542之外殼2541。外殼2541可界定任何形狀之腔室2542。舉例而言，外殼2541可為大體上管狀。腔室2542在第一末端處由第一窗2543封閉且在第二對置末端處由第二窗2544封閉。提供入口2545以允許氣體之受控量至腔室2542中。亦可提供閥2546以允許來自腔室2542之氣體之受控流動。提供壓力監視器2547以監視腔室2542內之壓力。壓力監視器2547可為任何形式之壓力監視器。藉由提供氣流而非固定圍封之氣體介質，可移除由氣體吸收之能量。由此移除之能量之量在衰減裝置2540提供大衰減因數(諸如，為10倍之因數)的情況下可相當大。
入口2545允許EUV吸收氣體之引入至腔室2542中。應瞭解，引入至腔室2542中之特定氣體可取決於EUV吸收之所要位準予以選擇。然而，作為一實例，諸如氫、氦及/或氬之氣體可合適。窗2543、2544經建構以便提供對EUV輻射之高透射率且可經建構以提供對其他波長之電磁輻射之高吸收。舉例而言，該等窗可包含通常被稱作光譜純度濾光器，其對EUV波長之外部之輻射濾光但允許EUV輻射之透射。如將對熟習此項技術者顯而易見，可以任何適當方式來建構此等光譜純度濾光器。舉例而言，窗2543、2544可自鉬(Mo)及矽化鋯(ZrSi)而建構。Mo/ZrSi堆疊可罩蓋於具有矽化鉬(MoSi)之一個或兩個側上。在一替代實例中，窗2543、2544可由多晶矽(pSi)形成，多晶矽膜之側中之一或兩者可用氮化矽(SiN)層罩蓋。(例如)石墨烯之其他材料可適於用於窗2543、2544中。窗2543、2544之厚度可取決於腔室2542內所要 之最大壓力予以選擇，該最大壓力自身可取決於所要衰減予以選擇。
分支輻射光束B1經由第一窗2543進入第二衰減裝置2540，且係藉由與腔室2542內之流體相互作用而衰減，之後經由第二窗2544射出衰減裝置2540。藉由遞送通過腔室2542造成的分支輻射光束B1之衰減可藉由變化腔室2542內之氣體之類型、量或壓力予以變化。
壓力感測器、氣體入口及氣體閥可與諸如控制器2525之控制器連通(圖3、圖4)，或為分離控制器。控制器可操作以控制氣體入口2545及氣體閥2546以達成腔室2542內之所要壓力。腔室2542內之所要壓力可經選擇以便達成待由第二衰減裝置造成的分支輻射光束B1之所要衰減。替代地或另外，腔室2542內之所要壓力可經選擇以將腔室2542內之壓力維持處於預定安全範圍內。
圖72b說明第二衰減裝置之一替代實施例，其中類似組件已具備類似元件符號。在圖72a之實例實施例中，窗2543、2544兩者垂直於分支輻射光束B1沿著其長度之傳播方向。因而，分支輻射光束B1通過腔室2542之路徑具有相同長度，而不管分支輻射光束B1進入腔室2542所處之位置。在圖74b所展示之替代實例中，窗2543、2544相對於分支輻射光束B1之傳播方向朝向彼此成角度。以此方式，在分支輻射光束B1在一個位置處進入腔室2542的情況下，相比於分支輻射光束B1在不同較低(在圖72中之y方向上)位置處進入腔室2542的情況，其將行進通過腔室2542較短距離。因而，分支輻射光束之衰減可藉由變化分支輻射光束B1進入腔室2542所處之位置予以變化。此外，此配置亦可用以產生光束之橫截面上之強度梯度。此強度梯度可用以校正照明場上之強度變化。
通常，分支輻射光束B1之衰減可使用圖5a、圖5b之第二衰減裝置而變化的範圍大於藉由圖3及圖4之第一衰減裝置可達成的衰減調整之範圍。然而，衰減可被調整之速率慢於第一衰減裝置之速率。舉例 而言，腔室2542可被清空氣體以便減低衰減。然而，相比於調整(例如)鏡2530至2533所需之時間，此情形可花費相當大時間長度。
參看圖73，展示另一替代實施例，其中第二衰減裝置係由以近正入射角安置於分支輻射光束B1之路徑中的EUV反射隔膜2550提供。隔膜2550可以與上文所描述之窗2543、2544相似的方式予以建構。隔膜2550可取決於所使用之構造及材料而具有任何合適尺寸。
分支輻射光束B1離開第一衰減裝置2519且入射於隔膜2550上。 隔膜2550經定向以便產生分支輻射光束B1之入射角，該入射角使得分支輻射光束B1之一部分2551待反射朝向安置於衰減器2515a之壁上的輻射截止器2552。分支輻射光束B1之一部分2553經透射通過隔膜2550。亦應瞭解，未反射之分支輻射光束B1之一部分將由隔膜2550吸收。分支輻射光束B1及隔膜2550之入射角可為正入射角，從而實質上避免朝向先前光學元件(亦即，圖73中之第一衰減裝置2519)之反射輻射。
在圖73中，反射隔膜2550安置於衰減器2515a內之第一衰減裝置2519之後(相對於分支輻射光束B1之傳播方向)，然而，在其他實施例中，衰減器2515a內之衰減裝置之次序可不同。應進一步瞭解，可按順序提供諸如隔膜2550之複數個隔膜以進一步增加分支衰減光束B1之衰減。
另外，雖然上文描述衰減器可包含第一及第二衰減裝置，但應瞭解，衰減器可包含另外衰減裝置。舉例而言，圖73之實施例可與其他實施例組合，以提供具有圖3或圖4之衰減裝置、圖72a、圖72b之衰減裝置及包含諸如隔膜2550之隔膜的衰減裝置之衰減器。其他組態亦係可能的。
雖然上文描述針對每一分支輻射光束提供各別衰減器2515a至2515n，但應瞭解，在其他實施例中，可針對分支輻射光束中之僅一 者或一些提供衰減器。另外，可提供單一衰減器以用於複數個分支輻射光束。亦即，雖然衰減器2515a至2515n被展示為安置於光束分裂裝置20之外部，但在其他實施例中，如本文所描述之衰減器可安置於光束分裂裝置20內以便使複數個分支輻射光束衰減。舉例而言，為了使所有分支輻射光束Bb至B20一起衰減，可緊接在第一分支輻射光束B1之分支之後提供衰減器。實際上，如將對熟習此項技術者自本文中之教示顯而易見，可提供衰減器之任何組合或組態。
更通常，應自本文中之教示易於瞭解，如大體上在上文所描述之衰減器15可在微影系統內定位於基板之前的別處。舉例而言，參看圖2，衰減器可定位於照明器IL內。
參看圖74，現在描述輻射源SO5之一替代實施例，該輻射源SO5包含一自由電子雷射FEL(其可(例如)實質上如參看圖3所描述)、一光學系統2630及一感測器裝置2631。光學系統2630包含：一第一光學元件2632、一第二光學元件2633、一控制器2630a、一第一致動器2632a，及一第二致動器2633a。第一致動器2632a及第二致動器2633a可操作以分別回應於自控制器2630a接收之信號S1、S2而移動第一光學元件2632及第二光學元件2633。光學系統2630經配置以自自由電子雷射FEL接收輻射光束B'且在使用第一可移動光學元件2632及第二可移動光學元件2633的情況下，增加光束B'之橫截面積(例如，在光束具有圓形橫截面的情況下增加光束之直徑，或在光束具有矩形橫截面的情況下增加光束之高度及寬度)。此較大光束B係由光學系統2630輸出且由光束分裂裝置20(圖1)接收。
感測器裝置2631包含沿著光束B之傳播方向隔開的感測器2631a、2631b之兩個集合。感測器2631a、2631b之每一集合包含圍繞光束B之周邊而配置，使得輻射光束自所要位置之偏差將造成光束之邊緣與一或多個感測器之重疊的感測器。舉例而言，對於由光學系統 2630輸出之輻射光束B為圓形之實施例，感測元件可圍繞在y-z平面中之圓圈之圓周而分佈，該圓圈之直徑與輻射光束B之直徑實質上匹配。可使用任何其他合適形式之感測器裝置。
感測器裝置2631提供兩個輸出信號Sa、Sb，每一信號指示光束在其已傳播達不同距離之後的位置。控制器S經配置以處理信號Sa、Sb以判定光束B之傳播方向。控制器亦可判定光束B之位置。控制器2630a可操作以回應於來自感測器裝置2631之信號S而使用致動器2632a 2633a來移動一或多個可移動光學元件2632、2633，以補償在由自由電子雷射FEL產生之光束B'之方向的改變。控制器2630a以及第一致動器2632a及第二致動器2633a形成光學系統2630之調整機構。光學元件2632、2633亦可用以補償由自由電子雷射FEL產生之光束B'之位置之改變。
如此內容背景中所使用，光束B之邊緣可被界定為強度已下降低於預設臨限值之點。預設臨限值可(例如)為最大強度之百分比。
每一感測器集合2631a、2631b之每一感測器可輸出指示入射於其上之輻射之量的信號。此等信號中每一者可分別或作為經組合信號Sa、Sb而發送至控制器2630a。
藉由分析入射於複數個感測器中每一者上之輻射之量，可判定輻射光束B之位置。舉例而言，對於輻射光束為圓形之實施例，若入射於兩個完全對置感測元件上的輻射之量存在差異，則輻射光束B之中心較接近於接收較多輻射之感測元件。一旦已以此方式判定用於每一感測器集合2631a、2631b之輻射光束之位置，就可判定輻射光束之方向。若此方向不同於輻射光束B之所要方向，則控制器2630a可操作以移動第一光學元件2632及第二光學元件2633以校正此方向。
感測器裝置2631之感測器集合2631a、2631b可為可移動的。此情形可允許考量輻射光束B之形狀及/或強度剖面之改變。
第一光學元件2632及第二光學元件2633中每一者包含一鏡且可具備主動式冷卻機構。舉例而言，每一鏡可具備諸如水或二氧化碳(CO2)之冷卻流體之供應件。然而，存在對光學元件在不具有持續損害的情況下可吸收及耗散的功率密度之限制。
對於自由電子雷射FEL之給定輸出功率，自由電子雷射FEL下游之第一光學元件2632接收的功率密度係取決於：(i)輻射光束B'在其離開自由電子雷射FEL之波盪器24時之初始大小及發散度；及(ii)波盪器24與第一光學元件2632之間的距離。第一光學元件2632接收之功率密度隨著自由電子雷射FEL與第一光學元件2632之間的距離增加而減低。
由EUV自由電子雷射產生之輻射光束通常具有相對小光展量。詳言之，由自由電子雷射FEL提供之EUV輻射光束B'具有顯著小於將由雷射產生電漿(LPP)源或放電產生電漿(DPP)源(其兩者在先前技術中為吾人所知)產生的EUV輻射光束之光展量的光展量。舉例而言，由自由電子雷射FEL產生之輻射光束B'可具有小於500微弧度(例如，小於100微弧度)之發散度，且可(例如)具有大約50微米之直徑。由自由電子雷射FEL產生之輻射光束B'可(例如)具有大約50微米之直徑。
自由電子雷射FEL之輸出功率可為大約數十千瓦特，以便支援用於一或多個EUV微影裝置之高產出率。在此等功率下，因為由自由電子雷射FEL產生之輻射光束B'之初始直徑很小，所以功率密度將相當大。舉例而言，具有為30kW之輸出功率及為50微米之初始光束直徑的自由電子雷射之初始功率密度將為大約1.5x1013W/m2。即使在假定吸收速率為大約10%的情況下(此可為針對掠入射鏡之狀況)，此功率密度太大而在不損害第一光學元件2632的情況下幾乎不能由第一光學元件2632處置。
在本發明之實施例中，第一光學元件2632為凸形掠入射鏡。較 佳地，第一光學元件2632係由為熱之良好導體之材料形成，例如，銅，其具有最大化反射率且最小化吸收之塗層，諸如，釕(Ru)。凸形掠入射鏡可具有任何合適形狀，諸如，球面、散光或非球面。輻射光束B'與第一光學元件2632之表面之間的角度小，此提供兩個益處：(a)其擴大第一光學元件2632上之光束光點大小，從而降低功率密度；及(b)其降低吸收係數，從而縮減由第一光學元件2632吸收且必須由第一光學元件2632耗散之入射功率之分率。輻射光束B'與第一光學元件2632之表面之間的角度較佳低於約10度，此係因為第一光學元件2632之反射率隨著該角度增加10度以上而顯著下降。因為第一光學元件2632為凸形，所以其曲率半徑設定輻射光束B'與第一光學元件2632之表面之間的角度之下限。較佳地，該角度係在0.5度至10度之範圍內、更佳在1度至5度之範圍內，且最佳在1度至3度之範圍內。
對於圓形光束B'，因為第一光學元件2632為掠入射鏡，所以第一光學元件2632上之光束光點大小2632為橢圓。在忽略第一光學元件2632之曲率的情況下，橢圓之短軸之長度將為光束B'之直徑d，且長軸之長度將為光束B'之直徑d對輻射光束B'與第一光學元件2632之表面之間的角度α之正弦的比率，亦即，d/sin(α)。
再次，在忽略第一光學元件2632之曲率的情況下，對於圓形光束B'(其中第一光學元件2632為掠入射鏡)，由第一光學元件2632吸收之功率密度PD係由如下方程式給出：PD=f a (α)×sin α×PD 0， (10)
其中α為輻射光束B'與第一光學元件2632之表面之間的角度，f a (α)為由第一光學元件2632吸收之功率之分率(其取決於α)，且PD 0為光束B'之功率對其橫截面積之比率(亦即，光束之初始功率密度)。
在一實例中，輻射光束B'與第一光學元件2632之表面之間的角度α為2.5度。在此角度下，入射功率的大約8%可由第一光學元件2632 吸收。在考量擴大之光點大小及縮減之吸收分率的情況下，針對輸出功率為30kW且初始光束直徑為50微米的自由電子雷射之上述實例由第一光學元件2632吸收之功率密度將縮減至大約5.3x1010W/m2。然而，此功率密度仍太大而在不損害第一光學元件2632的情況下幾乎不能由第一光學元件2632處置。
隨著輻射光束B'傳播，其之大小會增加。兩個點之間的大小之增加將與該兩個點之間的距離與發散度之一半的正切之乘積成比例。在忽略第一光學元件2632之曲率的情況下，對於垂直地入射於第一光學元件2632上之圓形光束B'，由第一光學元件2632吸收之功率密度Pd係由如下方程式給出：
Figure TWI676083B_D0010
其中f a 為由第一光學元件2632吸收之功率之分率，d 1為初始光束直徑，θ為光束B'之發散度，l為波盪器24與第一光學元件2632之間的距離，且Pd i 為光束B'之功率對其初始橫截面積之比率(亦即，光束之初始功率密度)。
因為由自由電子雷射FEL產生之輻射光束B'之發散度很小，所以為了使光束之大小顯著增加(對應於由第一光學元件2632吸收之功率密度之顯著縮減)，光束必須行進顯著距離。舉例而言，使波盪器24與第一光學元件2632之間的距離將為大約數十公尺以便使第一光學元件2632上之功率密度足夠低使得其表面塗層不受損可為必需的。波盪器24與第一光學元件2632之間的為大約10公尺之距離可太小，且100公尺之距離可不必要地大。波盪器24與第一光學元件2632之間的距離可(例如)在30公尺至80公尺之範圍內，例如，其可為大約50公尺。第一光學元件之損害得以避免所處的波盪器24與第一光學元件2632之間的距離將取決於第一光學元件之表面塗層及基板之材料屬性，且取決 於用以冷卻第一光學元件之冷卻系統之有效性(加之取決於光束之功率密度)。
對於具有如下各者之自由電子雷射之上述實例：輸出功率為30kW、初始光束直徑為50微米、輻射光束B'與第一光學元件2632之表面之間的角度α為2.5度、發散度為100微弧度，且波盪器24與第一光學元件2632之間的距離為50公尺，第一光學元件2632上之功率密度可縮減至大約4.4×108W/m2。在具有足夠冷卻的情況下，此功率密度可由第一光學元件2632吸收及耗散，而不損害該第一光學元件2632。
一般而言，對於給定初始光束直徑、功率及發散度，由第一光學元件2632吸收之功率密度PD可藉由變更如下各者而變化：(i)輻射光束B'與第一光學元件2632之表面之間的角度α；及/或(ii)波盪器24與第一光學元件2632之間的距離l。角度α之可接受值之範圍將取決於距離l，且反之亦然。角度α之可接受值之範圍亦可藉由第一光學元件2632之曲率半徑約束(以避免第一光學元件彎曲遠離輻射光束B'達輻射光束之部分錯過第一光學元件之程度之可能性)。
當自由電子雷射FEL之波盪器24與第一光學元件2632之間的距離為數十公尺時，第一光學元件2632上之光束光點之置放將強烈取決於離開波盪器24的輻射光束B'之初始方向。此方向之極小變化可造成第一光學元件2632處之光點移動顯著距離。距離l足夠大使得輻射源SO5之組件及/或經容納有該等組件之架構的小相對機械移動可引起第一光學元件2632上之光點之大位移。控制器2630a以及第一致動器2632a及第二致動器2633a形成光學系統2630之調整機構。
光學系統2630之調整機構(由控制器2630a以及第一致動器2632a及第二致動器2633a提供)及感測器裝置2631提供主動式回饋迴路，該主動式回饋迴路允許第一光學元件2632待置放成足夠遠離波盪器24使得其不受損，同時確保由光學系統2630輸出之光束B之方向及位置保 持穩定。因此，有利的是，自由電子雷射FEL及此主動式回饋迴路之組合允許高功率EUV輻射光束可用於微影。
因為第一光學元件2632為凸形，所以其將增加EUV輻射光束之發散度，從而減低光學路徑中之下游之鏡上的熱負荷。此情形可允許下游之鏡待具有較低規範、具有較小冷卻，且因此較不昂貴。另外或替代地，其可允許下游鏡較接近正入射角。
參看圖74，相對於參考軸線集合2650，波盪器24之軸線係在x方向上。輻射光束B'將大體上在x方向上傳播。第一光學元件2632及第二光學元件2633中每一者可操作以在y及z方向上線性地移動，且可操作以圍繞x軸及z軸旋轉。此自由度允許光學系統2630校正輻射光束之傳播方向與x方向之偏差。
舉例而言，可發生所謂光束指標誤差，其中輻射光束B'不在x方向上傳播，而是代替地以與x方向成微小角度而傳播。指標誤差可(例如)使得輻射光束B'之方向包括在y方向上之分量。此指標誤差可藉由圍繞z方向旋轉第一光學元件2632及第二光學元件2633來校正。第一光學元件2632之旋轉可用以引導輻射光束B'使得其入射於第二光學元件2633之中心上，且第二光學元件之旋轉可用以確保輻射光束B'在其射出光學系統2630時在x方向上傳播。
可以相似方式藉由圍繞x方向旋轉第一光學元件2632及第二光學元件2633來校正輻射光束之方向包括在z方向上之分量的指標誤差。可藉由在x方向及z方向兩者上旋轉第一光學元件2632及第二光學元件2633來校正輻射光束包括在y及z方向上之分量的指標誤差。
第一光學元件2632可在y及z方向上可平移。在y及z方向上之平移可用以確保輻射光束B'入射成處於或接近於第一光學元件之中心處。若輻射光束B'已偏離成使得其不再入射於第一光學元件2632之中心上，則可執行第一光學元件在y及/或z方向上之平移直至輻射光束B' 處於或接近於第一光學元件之中心處為止。第一光學元件2632上之輻射光束B'之位置可(例如)藉由攝影機或某其他感測器(未被說明)來監視。
為校正光束指標誤差，可無需第二光學元件2633在y及z方向上之平移。然而，第二光學元件2633可在y及z方向上可平移以便允許其他誤差之校正。舉例而言，第二光學元件2633之平移可用以提供輻射光束之橫截面形狀之校正或修改(例如，在光學元件2632、2633具有非球面形狀或其他複合形狀的情況下)。
圖75更詳細地示意性地表示第一光學元件2632及相關聯致動器2632a。致動器2632a包括在第一光學元件2632與致動器之基座2635之間連接的三個致動器元件。每一致動器元件定位成處於或鄰近於光學元件之隅角(該三個致動器元件係以三角形之三個隅角之形式而配置)。圖75示意性地展示該等致動器元件中之兩者2634a、2634b。致動器元件2634a、2634b可(例如)為壓電致動器，或可為任何其他合適形式之致動器。每一致動器元件2634a、2634b個別地可操作以在y方向上移動第一光學元件之隅角(如由雙頭箭頭所指示)。此情形允許第一光學元件視需要待圍繞z軸或圍繞x軸旋轉。將所有致動器元件一起操作將提供第一光學元件2632在y方向上之平移。分離致動器元件可用以提供第一光學元件2632在z方向上之平移。舉例而言，分離致動器元件可用以在z方向上平移基座2635，藉此在z方向上移動第一光學元件2632。相似地，分離致動器元件可用以提供在x方向上之平移。 舉例而言，分離致動器元件可用以在x方向上平移基座2635，藉此在x方向上移動第一光學元件2632。
儘管致動器元件2634a、2634b之上述描述參考處於或鄰近於第一光學元件2632之隅角處的該等致動器元件，但第一光學元件並不必需具有隅角(舉例而言，其可為橢圓形)。一般而言，將致動器元件配置 為三角形之三個隅角會允許可容易控制第一光學元件之旋轉及平移(而不管第一光學元件之形狀如何)。然而，可使用致動器元件之任何合適配置。舉例而言，可使用六個致動器元件之配置，該等致動器元件成對地裝配於基座上且以不同對裝配於光學元件上(此類型之配置被稱作司徒爾特平台或六腳件)。
長度可變化之一或多個波盪管可在第一光學元件2632與基座2635之間延伸，且可用以將熱自第一光學元件傳輸至基座。可藉由波盪管內之固定材料以高熱導率來促進熱之轉移。另外或替代地，一或多個可撓性管可經由波盪管將冷卻流體傳遞至裝配板及自裝配板傳遞冷卻流體。另外或替代地，可撓性熱管(其中液體在熱側處蒸發且蒸汽在冷側處冷凝)可用以將熱轉移遠離光學元件。
用於第二光學元件2633之致動器2633a可具有與用於第一光學元件2632之致動器2632a相似的組態。在一實施例中，可省略用以在z方向上提供平移的分離致動器。
控制器2630a可操作以判定輻射光束B之位置及/或方向是否不同於所要方向，且若是，第一光學元件2632及第二光學元件2633需要如何移動以便使輻射光束B返回至所要方向。控制器2630a可接著將此資訊轉換成用於兩個致動器2632a、2633a之兩個信號S1、S2以便相應地移動第一光學元件2632及第二光學元件2633。控制器2630a可包含可實施上述功能之處理器(圖中未繪示)。處理器可即時演算第一光學元件2632及第二光學元件2633回應於來自感測器裝置2631之給定輸入信號Sa、Sb而必須如何移動。另外或替代地，處理器可自可儲存於記憶體(圖中未繪示)中之查找表或其類似者存取此資訊。
第二光學元件2633具有凹形形狀使得射出之光束之發散度為實質上零。第二光學元件2633之形狀可與第一光學元件2632之形狀實質上匹配，其可為(例如)球面、散光或非球面。因此，第二光學元件 2633下游之光束實質上準直。有利的是，此情形允許在分支輻射光束B1至B3(參見圖1)進入微影裝置LA1、LA2或光罩檢測裝置MIA之前調節該等分支輻射光束B1至B3的其他光學元件相同或至少極相似。 此情形自製造視點係有益的。
使由光束分裂裝置20接收之光束具有與由波盪器24輸出之光束不同的形狀及/或強度分佈可較佳。舉例而言，對於光束分裂裝置20內之連續刀口提取鏡之圓形光束，矩形形狀可較佳。可藉由光學系統2630藉由(例如)使用具有非球面光學表面之第一及第二光學元件來變更輻射之形狀及/或強度分佈。應瞭解，對於不同光束B形狀，可使用感測器裝置2631中之感測元件之不同配置，使得感測元件之分佈與光束B之形狀實質上匹配。
儘管輻射源SO5之上述實施例包含一個自由電子雷射FEL，但根據本發明之一實施例的輻射源可包含兩個或兩個以上自由電子雷射。
參看圖76，根據本發明之輻射源SO6的第二實施例包含兩個自由電子雷射FELa、FELb、一光學系統2660及一感測器裝置(為了縮減圖式之複雜度而未被展示)。自由電子雷射FELa、FELb中每一者可操作以產生EUV輻射光束B'、B"，且可與上文關於輻射源SO5之第一實施例所描述之自由電子雷射FEL實質上相同。此配置提供冗餘，從而允許自由電子雷射FELa、FELb中之一者在另一自由電子雷射正被修復或經歷維護時進行操作。因此，自由電子雷射FELa、FELb中之一者始終可供使用。
光學系統2660包含四個可移動光學元件：與自由電子雷射中之第一自由電子雷射FELa相關聯的第一光學元件2662a及第二光學元件2663a；及與自由電子雷射中之第二自由電子雷射FELb相關聯的第一光學元件2662b及第二光學元件2663b。光學系統進一步包含一控制器2660a，及用於可移動光學元件2662a、2662b、2663a、2663b中每一 者之致動器2664、2665、2666、2667。四個致動器2664、2665、2666、2667中每一者可操作以回應於自控制器2660a之接收之信號S1、S2、S3、S4而移動可移動光學元件2662a、2662b、2663a、2663b中之一者。
第一光學元件2662a、2662b中每一者針對其各別自由電子雷射FELa、FELb執行與第一光學元件2632針對上文關於輻射源SO5之第一實施例所描述的自由電子雷射FEL所執行之功能實質上相同的功能。第一光學元件2662a、2662b兩者經配置以將自其各別自由電子雷射FELa、FELb接收之輻射光束B'、B"引導至實質上同一部位。
光學系統2660經配置以選擇性地自自由電子雷射FELa、FELb中之一者接收輻射光束B'、B"，且在使用與該自由電子雷射FELa、FELb相關聯之第一及第二可移動光學元件的情況下，增加光束B'之橫截面積以產生具有較大直徑之光束B。由光學系統2660輸出之此較大光束B係由光束分裂裝置20接收。
如同第一實施例SO5一樣，感測器裝置(圖中未繪示)可操作以判定由光學系統2660輸出之光束B之位置及方向且將指示其之信號S發送至控制器2660a。控制器2660a可操作以回應於信號S而移動對應於正操作之自由電子雷射FELa、FELb的第一光學元件及第二光學元件，以補償在由彼自由電子雷射FELa、FELb產生之光束B'、B"之方向的改變。控制器2660a及四個致動器2664、2665、2666、2667形成光學系統2660之調整機構。
除了上文關於第一實施例SO5之第二光學元件2633所描述之功能性以外，第二光學元件2663a、2663b中每一者可操作以在y方向上遍及較大距離移動，如由在使用位置與儲存位置之間的箭頭A所指示，在使用位置中，其經配置以經由其相關聯第一光學元件自其相關聯自由電子雷射FELa、FELb接收輻射，在儲存位置中，其係自輻射之路 徑收縮。在使用中，自由電子雷射中之一者(例如，圖76中之FELb)被接通且另一自由電子雷射被切斷(例如，以允許維護)。與被接通之自由電子雷射FELb相關聯的第二光學元件2663b被安置於其使用位置中，且另一第二光學元件係處於其儲存位置中。
有利的是，此配置允許由光學系統2660輸出之輻射光束B待處於實質上相同的位置及方向，而不管哪一自由電子雷射FELa、FELb正操作。
可提供控制機構(圖中未繪示)以用於在適當時將兩個第二光學元件2663a、2663b在其使用位置與所儲存位置之間移動。
相對於圖76中之參考軸線集合2670，由光學系統2660輸出之輻射光束B大體上係在x方向上。兩個自由電子雷射FELa、FELb中每一者之其輸出輻射光束B'、B"傳播所沿著的軸線安置成相對於x軸成小角度β。此情形允許兩個自由電子雷射FELa、FELb之間的實體分離度相比於兩個第一光學元件之間的實體分離度更大。此情形有利，此係因為(例如)使針對兩個第一光學元件2662a、2662b之系統穩定性相對緊密地(比如)相隔大約1公尺，而自由電子雷射FELa、FELb為極大裝置且可必需需要分離達顯著較大距離可較佳。兩個自由電子雷射FELa、FELb之波盪器之間的距離Δ係由如下方程式給出： Δ=2l tan(β)+2k tan(2α+β) (12)
其中l為自由電子雷射FELa、FELb之波盪器與第一光學元件2662a、2662b之間的距離，α為輻射光束B'與第一光學元件2662a、2662b之表面之間的角度，且k為第一光學元件2662a、2662b與第二光學元件2663a、2663b之間的距離。對於足夠大l及k： Δ=2β(l+k)+4kα。 (13)
參看圖77，輻射源SO7包含兩個自由電子雷射FELa、FELb及一光學系統2730。
自由電子雷射FELa、FELb中每一者選擇性地可操作以產生EUV輻射光束Ba'、Bb'。亦即，自由電子雷射FELa、FELb中每一者在接通狀態(其中其產生EUV輻射光束)與關斷狀態(其中其不產生EUV輻射光束)之間可切換。自由電子雷射FELa、FELb中每一者在被安置成處於其接通狀態時可被稱為接通的，且可在被安置成處於其關斷狀態時可被稱為關斷的。
由自由電子雷射FELa、FELb輸出之EUV輻射光束Ba'、Bb'中每一者可具有實質上圓形橫截面及高斯強度剖面。如上文所描述，由EUV自由電子雷射產生之輻射光束通常具有相對小光展量。舉例而言，由自由電子雷射FELa、FELb產生之輻射光束Ba'、Bb'可具有小於500微弧度(例如，小於100微弧度)之發散度，且可(例如)在其離開其各別波盪器24時具有大約50微米之直徑。
再次參看圖77，光學系統2730經配置以自自由電子雷射FELa、FELb中每一者接收輻射光束Ba'、Bb'且輸出輸出輻射光束B。由光學系統2730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2730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FELa相關聯的第一光學元件2732及第二光學元件2734；及與自由電子雷射中之第二自由電子雷射FELb相關聯的第一光學元件2736及第二光學元件2738。該等光學元件2732、2734、2736、2738經配置以變更來自自由電子雷射FELa、FELb之輻射光束Ba'、Bb'之橫截面的大小及形狀。
詳言之，第一光學元件2732、2736為凸形鏡，其用以增加來自自由電子雷射FELa、FELb之輻射光束Ba'、Bb'之橫截面積。儘管在圖77、圖79及圖80中第一光學元件2732、2736呈現為在x-y平面中實質上扁平，但事實上其在此平面中及在z方向上兩種情況下為凸形。因為第一光學元件2732、2736為凸形，所以其將增加EUV輻射光束 Ba'、Bb'之發散度，從而減低其下游之鏡上的熱負荷。第一光學元件2732可被稱作發散光學元件，其經配置以增加自第一自由電子雷射FELa接收之輻射光束Ba'之橫截面積。第一光學元件2736可被稱作發散光學元件，其經配置以增加自第二自由電子雷射FELb接收之輻射光束Bb'之橫截面積。此情形可允許下游之鏡待具有較低規範、具有較小冷卻，且因此較不昂貴。另外或替代地，其可允許下游鏡較接近正入射角。實務上，由輻射源SO7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、刀口鏡分裂。增加光束B之大小(藉由(例如)使用如第一光學元件2732、2736之凸形鏡)會縮減必須在光束B之路徑中定位該等鏡之準確度。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2734、2738為凹形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2734、2738之光束具有實質上零發散度。 第二光學元件2734可被稱作會聚光學元件，其經配置以在自第一自由電子雷射FELa接收之輻射光束Ba'之橫截面積已由第一光學元件2732增加之後將彼輻射光束Ba'之發散度縮減至實質上零。第二光學元件2738可被稱作會聚光學元件，其經配置以在自第二自由電子雷射FELb接收之輻射光束Bb'之橫截面積已由第一光學元件2736增加之後將彼輻射光束Bb'之發散度縮減至實質上零。因此，第二光學元件2734、2738下游之光束實質上準直。再次，儘管在圖77、圖79及圖80中，第二光學元件2734、2738呈現為在x-y平面中實質上扁平，但事實上其可在此平面中及在z方向上兩種情況下為凹形。
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FELa、FELb輸出之輸出光束B不同的形狀及/或強度分佈可較佳。舉例而言，對於光束分裂裝置20內之連續刀口提取鏡之圓形光束，矩形形狀可較佳。因此，除了增加輻射光束Ba'、Bb'之橫截面積以外，光 學元件2732、2734、2736、2738亦用以變更輻射光束Ba'、Bb'之橫截面形狀。詳言之，光學元件2732、2734、2736、2738為散光的或非球面且經塑形以便確保離開第二光學元件2734、2738之輻射光束Ba、Bb之形狀相比於由自由電子雷射FELa、FELb產生之輻射光束Ba'、Bb'之形狀更為矩形。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2734、2738之光束Ba、Bb為大體上矩形，但具有圓形隅角，但其他形狀亦係可能的。此矩形形狀之二維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，此情形允許用以在輸出輻射光束B進入微影裝置之前將該等輸出輻射光束B分裂成分支輻射光束的鏡相同或至少極相似。自製造視點，此情形尤其有益。
在本實例中，描述向八個微影裝置LA1至LA8提供八個分支輻射光束Ba至B8。應瞭解，如圖1所說明，可提供額外微影裝置。
當自由電子雷射FELa、FELb兩者接通時，光學系統2730可操作以組合其輻射光束Ba'、Bb'以形成複合輻射光束。在此實施例中，此係藉由使第一自由電子雷射FELa之第一光學元件2732及第二光學元件2734在x方向上自第二自由電子雷射FELb之彼等第一光學元件2736及第二光學元件2738偏移使得離開第二光學元件2734、2738之光束Ba、Bb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FELa之第一光學元件2732及第二光學元件2734安置於第二自由電子雷射FELb之彼等第一光學元件2736及第二光學元件2738之「下游」(相對於雷射光束Ba'、Bb'之傳播方向)。
此配置(光學系統2730可操作以組合兩個輻射光束Ba'、Bb'以形成複合輻射光束)提供具有兩個自由電子雷射FELa、FELb之輻射源SO7，其中該輻射源SO7能夠繼續以在該等自由電子雷射FELa、FELb中之一者關斷的情況下產生輸出輻射光束。此情形可允許(例如)自由 電子雷射FELa、FELb中之一者被修復或經歷維護。然而，有利的是，本發明之實施例亦允許自由電子雷射FELa、FELb兩者在必需或需要時同時地操作。因此，若自由電子雷射FELa、FELb兩者為操作的，則其兩者產生用於諸如微影系統LS之微影系統之輻射。
複合光束為由光學系統2730輸出之輸出輻射光束B。圖78展示由光學系統2730輸出之複合輻射光束B的橫截面剖面，該複合輻射光束B之邊緣被界定為其強度已下降低於預設臨限值之點。圖78亦說明輸出光束B之八個部分2820，其對應於可由光束分裂裝置20使用八個實質上相同的連續刀口提取鏡(圖中未繪示)而產生的八個分支輻射光束Ba至B8。圖78A展示每一分支輻射光束Ba至B8包含來自兩個輻射光束Ba'、Bb'中每一者之輻射之一部分的實施例，而圖78B展示每一分支輻射光束Ba至B8包含獨佔地來自兩個輻射光束Ba'、Bb'中之一者或另一者之輻射的實施例。
自由電子雷射FELa、FELb中每一者可在其被關斷期間已排程及/或未排程停工時間。在自由電子雷射中之一者被關斷(例如，第一自由電子雷射FELa)的情況下，對微影裝置LA1至LA20之效應分別針對圖78A及圖78B所展示之兩個不同實施例將不同。
在圖78A所展示之實施例之狀況下，所有微影裝置LA1至LA20將接收一些輻射，但其在自由電子雷射FELa、FELb兩者接通時將接收該等輻射的僅一半。除非變更將分支輻射光束Ba至B8傳遞至微影裝置LA1至LA20之照明器IL的光學件，否則對於此等實施例，分面化場鏡器件10(圖2)之僅一半將被照明。在此等條件下，可能為如下狀況中任一者：(a)分面化場鏡器件10被完全照明或根本未被照明；或(b)分面化場鏡器件10之鏡中之至少一些僅被部分地照明。若分面化場鏡器件10之鏡中每一者被完全照明或根本未被照明，則藉由合適組態分面化場鏡器件10及分面化光瞳鏡器件11，其可經配置成使得微影裝置 LA1至LA20之照明器IL產生合適照明圖案以用於照明光罩MA。此情形係藉由引導鏡使得經照明鏡在照明器IL之光瞳平面上方實質上均勻地分佈來達成。此情形引起效能之損耗。然而，若分面化場鏡器件10之鏡中之一些僅被部分照明，則此等條件可引起光罩MA處之場之大非均一性(傾斜)。可藉由分面化場鏡器件10之合適重新設計以確保鏡未被部分地照明來避免此大非均一性，然而，此情形稍微不切實際。 此外，可藉由增加鏡之總數目(例如，藉由使用MEMS器件及使用(例如)多於100,000個鏡)來縮減鏡中之一些之部分照明的效應。
在圖78B所展示之實施例之狀況下，一半的微影裝置LA1至LA20將接收與在自由電子雷射FELa、FELb兩者接通但另一半微影裝置將不接收輻射時所接收之輻射量相同的輻射量。
為了處理如下問題：(a)僅照明分面化場鏡器件10之一半；及/或(b)僅向微影裝置LA1至LA20之一半提供輻射，光學系統2730可調整且可操作以變化離開第二光學元件2734、2738之輻射光束Ba、Bb之橫截面剖面(大小及/或形狀)。出於此目的，光學系統2730進一步包含：一控制器2744；及用於光學元件2732、2734、2736、2738中每一者之致動器2752、2754、2756、2758。四個致動器2752、2754、2756、2758中每一者可操作以回應於自控制器2744接收之信號(圖中未繪示)而移動光學元件2732、2734、2736、2738中之一者。
詳言之，當兩個自由電子雷射FELa、FELb中之一者被關斷時，光學系統2730可操作以調整成使得離開對應於另一自由電子雷射FELa的第二光學元件2734、2738之輻射光束Ba、Bb具有與在兩個自由電子雷射FELa、FELb接通的情況下經組合輻射光束B將具有的大小、形狀及位置大體上相同的大小、形狀及位置。替代地，光學系統2730可操作以調整成使得離開對應於接通的自由電子雷射FELa、FELb之第二光學元件2734、2738之輻射光束Ba、Bb在大小、形狀及 位置方面至少較接近於將在兩個微影裝置接通的情況下經組合輻射光束B之大小、形狀及位置。結果，每一微影裝置LA1至LA20將接收照明實質上其所有分面化場鏡器件10但具有在自由電子雷射FELa、FELb兩者被接通的情況下將被接收之功率的一半之一分支輻射光束Ba至B8。有利的是，此情形意謂光束分裂裝置及微影裝置LA1至LA20無需改變，且微影系統LS中之所有微影裝置LA1至LA20可繼續操作，而無效能之任何顯著損耗。為避免懷疑，如在此內容背景中所提及，效能意謂由微影裝置LA1至LA20賦予至(例如)基板W之影像之品質。如將對熟習此項技術者顯而易見，當自由電子雷射FELa、FELb中之僅一者正操作時，可用於每一微影裝置LA1至LA20之輻射之功率將得以縮減(對於具有相等功率之兩個自由電子雷射FELa、FELb，其將減半)。因此，當僅一個自由電子雷射FELa、FELb正操作時，每一微影裝置LA1至LA20之操作速率將得以縮減(例如，縮減為原先的1/2)，但品質將不受顯著影響。
參看圖79及圖80，為了達成此情形，光學系統2730可操作以在x-y平面中在一方向上(亦即，垂直於z方向)變化第一光學元件2732、2736之發散度，且在y方向上移動第二自由電子雷射FELb之第二光學元件2738。第一光學元件2732、2736中每一者包含具有不同曲率半徑之兩個對置表面。舉例而言，參看圖81，對應於第一自由電子雷射FELa之第一光學元件2732包含第一表面2732a及第二對置表面2732b。致動器2752可操作以在z方向上圍繞軸線2792來旋轉第一光學元件2732。藉由在z方向上圍繞軸線2792來旋轉第一光學元件2732以便將對置表面2732a、2732b中之一不同表面置放於輻射光束Ba'之路徑中來變化該第一光學元件2732之發散度。當自由電子雷射FELa、FELb兩者接通時，來自第一自由電子雷射FELa之輻射光束Ba'入射於第一表面2732a上。當僅第一自由電子雷射FELa接通時，第一光學元 件2732經旋轉成使得輻射光束Ba'入射於第二表面2732b上，該第二表面2732b具有為第一表面2732a之一半的曲率半徑(且因此產生兩倍的發散度)。相似地，對應於第二自由電子雷射FELb之第一光學元件2736包含兩個對置表面2736a、2736b，且致動器2756可操作以在z方向上圍繞軸線2796來旋轉其以便變化其發散度。
在一替代實例實施例中，可向每一自由電子雷射FELa、FELb提供具有不同曲率半徑之兩個或兩個以上第一光學元件，且可藉由將第一光學元件移出輻射光束Ba'、Bb'之路徑且用具有不同曲率半徑之另一光學元件來替換該第一光學元件來變化第一光學元件2732、2736之發散度。
再次參看圖79，說明第一自由電子雷射FELa接通且第二自由電子雷射FELb關斷之組態。用於第一自由電子雷射FELa之第一光學元件2732已圍繞其軸線2792旋轉達180度以便將其第二表面2732b置放於輻射光束Ba'之路徑中。此外，第二光學元件2734在y方向上向上移動(如由箭頭C所指示)。當入射於第二表面2732b上時，來自第一自由電子雷射FELa之輻射光束Ba'將照明第二光學元件2734之面積的兩倍(與將在其入射於第一表面2732a上的情況下一樣)。因為第二光學元件2734之發散度相同但光束在兩倍面積上展開，所以離開第二光學元件2734之輻射光束Ba具有實質上零發散度。
參看圖80，說明第二自由電子雷射FELb接通且第一自由電子雷射FELa關斷之組態。用於第二自由電子雷射FELb之第一光學元件2736已圍繞其軸線2796旋轉達180度以便將其第二表面2736b置放於輻射光束Bb'之路徑中。此外，對應於第一自由電子雷射FELa之第二光學元件2734在y方向上向下移動(如由箭頭D所指示)。來自第二自由電子雷射FELb之輻射光束Bb'將照明第二光學元件2738之面積的兩倍(與將在第一光學元件2736之第一表面2736a係在輻射光束Bb'之路徑中的 情況下一樣)。因為第二光學元件2738之發散度相同但光束在兩倍面積上展開，所以離開第二光學元件2738之輻射光束Bb具有實質上零發散度。
圖82展示當僅第一自由電子雷射FELa接通時由輻射源SO7產生之光束剖面。當僅第二自由電子雷射FELb接通時由輻射源SO7產生之光束剖面實質上等於圖82所展示之光束剖面。
輻射源SO7可包含可操作以判定兩個自由電子雷射FELa、FELb是接通抑或關斷之一或多個感測器(圖中未繪示)。此等感測器可將指示兩個自由電子雷射FELa、FELb之狀態之信號發送至控制器2744。 另外或替代地，輻射源SO7可包含可允許使用者手動地輸入兩個自由電子雷射FELa、FELb之狀態(例如，在規劃停工時間之狀況下)之使用者介面。
相對於圖77、圖79及圖80中之參考軸線集合2770，由光學系統2730輸出之輸出輻射光束B大體上在x方向上傳播。兩個自由電子雷射FELa、FELb中每一者之其輸出輻射光束Ba'、Bb'傳播所沿著的軸線安置成相對於x軸成小角度β。此情形允許兩個自由電子雷射FELa、FELb之間的實體分離度大於兩個第一光學元件2732、2736之間的實體分離度。此情形有利，此係因為(例如)使針對兩個第一光學元件2732、2736之系統穩定性相對緊密地(比如)相隔大約1公尺，而自由電子雷射FELa、FELb為極大裝置且可必需需要分離達顯著較大距離可較佳。
輻射源SO7進一步包含感測器裝置2740。感測器裝置2740包含沿著輸出光束B之傳播方向隔開之兩個感測器集合2741、2742。感測器2741、2742b之每一集合包含圍繞輸出光束B之周邊而配置，使得輻射光束自所要位置之偏差將造成光束之邊緣與一或多個感測器之重疊的感測器。舉例而言，感測元件可圍繞與輻射光束B之強度分佈實質 上匹配的y-z平面中之區中之周邊而分佈。舉例而言，感測元件可圍繞標記圖78或圖82所展示之光束剖面之形狀之線而分佈。可使用任何其他合適形式之感測器裝置。
感測器裝置2740提供兩個輸出信號Sa、Sb，每一信號指示輸出光束B在其已傳播達不同距離之後的位置。控制器2744經配置以處理信號Sa、Sb以判定輸出光束B之傳播方向。控制器亦可判定光束B之位置。控制器2744可操作以回應於來自感測器裝置2740之信號Sa、Sb而使用致動器2752、2754、2756、2758來移動光學元件2732、2734、2736、2738，以補償由自由電子雷射FELa、FELb產生之光束Ba'、Bb'之方向的改變。控制器2744及四個致動器2752、2754、2756、2758形成光學系統2730之調整機構。光學元件2732、2734、2736、2738亦可用以補償由自由電子雷射FELa、FELb產生之光束Ba'、Bb'之位置的改變。
如此內容背景中所使用，輸出光束B之邊緣可被界定為強度已下降低於預設臨限值之點。預設臨限值可(例如)為最大強度之百分比。
每一感測器集合2741、2742之每一感測器可輸出指示入射於其上之輻射之量的信號。此等信號中每一者可分別或作為經組合信號Sa、Sb而發送至控制器2744。
藉由分析入射於複數個感測器中每一者上之輻射之量，可判定輸出輻射光束B之位置。舉例而言，對於感測元件圍繞與輸出輻射光束B之強度分佈實質上匹配的y-z平面中之區之周邊而分佈的實施例，若入射於兩個完全對置感測元件上之輻射之量存在差異，則輸出輻射光束B之中心更接近於接收更多輻射之感測元件。一旦已以此方式判定用於每一感測器集合2741、2742之輻射光束之位置，就可判定輻射光束之方向。若此方向不同於輸出輻射光束B之所要方向，則控制器2744可操作以移動光學元件2732、2734、2736、2738以校正此方向。
感測器裝置2740之感測器集合2741、2742可為可移動的。此情形允許考量輸出光束形狀B及/或強度剖面之改變。舉例而言，感測器集合可為可移動的使得其可在自由電子雷射FELa、FELb兩者接通時根據圖78所展示之光束剖面而分佈，且其可在自由電子雷射FELa、FELb中之僅一者接通時根據圖82所展示之光束剖面而分佈。
輻射光束Ba'、Bb'將EUV輻射供應至微影裝置LA1至LA20，且光學系統2730形成將輻射自自由電子雷射FELa、FELb引導至微影裝置LA1至LA20的專用光學組件集合之第一部分。
光學元件2732、2734、2736、2738中每一者包含一鏡且可具備主動式冷卻機構。舉例而言，每一鏡可具備諸如水或二氧化碳(CO2)之冷卻流體之供應件。然而，存在對光學元件在不具有持續損害的情況下可吸收及耗散的功率密度之限制。
對於自由電子雷射FELa、FELb之給定輸出功率，對應自由電子雷射FELa、FELb下游之第一光學元件2732、2736接收的功率密度係取決於：(i)輻射光束Ba'、Bb'在其離開自由電子雷射FELa、FELb之波盪器24時之初始大小及發散度；及(ii)彼自由電子雷射FELa、FELb之波盪器24與其對應第一光學元件2732、2736之間的距離。每一第一光學元件2732、2736接收的功率密度隨著第一光學元件2732、2736與其對應自由電子雷射FELa、FELb之間的距離增加而減低。
在本發明之實施例中，第一光學元件2732、2736為掠入射鏡。 較佳地，第一光學元件2732、2736係由為熱之良好導體之材料形成，例如，銅，其具有最大化反射率且最小化吸收之塗層，諸如，釕(Ru)。由每一自由電子雷射FELa、FELb輸出之輻射光束Ba'、Bb'與其對應第一光學元件2732、2736之表面之間的角度α小，此提供兩個益處：(a)其擴大第一光學元件2732、2736上之光束光點大小，從而降低功率密度；及(b)其降低吸收係數，從而縮減由第一光學元件 2732、2736吸收且必須由第一光學元件2732、2736耗散之入射功率之分率。每一輻射光束Ba'、Bb'與對應第一光學元件2732、2736之表面之間的角度α較佳低於約10度，此係因為第一光學元件2732、2736之反射率隨著該角度增加10度以上而顯著下降。因為第一光學元件2732、2736為凸形，所以其曲率半徑設定輻射光束Ba'、Bb'與對應第一光學元件2732、2736之表面之間的角度之下限。較佳地，該角度α係在0.5度至10度之範圍內、更佳在1度至5度之範圍內，且最佳在1度至3度之範圍內。
隨著輻射光束Ba'、Bb'傳播，其之大小增加。兩個點之間的大小之增加將與該兩個點之間的距離與發散度之一半的正切之乘積成比例。
因為由自由電子雷射FELa、FELb產生之輻射光束Ba'、Bb'之發散度很小，所以為了使光束之大小顯著增加(對應於由第一光學元件2732、2736吸收之功率密度之顯著縮減)，光束必須行進顯著距離。 舉例而言，使每一自由電子雷射FELa、FELb之波盪器24與其對應第一光學元件2732、2736之間的距離將為大約數十公尺以便使第一光學元件2732、2736上之功率密度足夠低使得其表面塗層不受損可為必需的。每一波盪器24與其對應第一光學元件2732、2736之間的為大約10公尺之距離可太小，且100公尺之距離可不必要地大。該距離可(例如)在30公尺至80公尺之範圍內，例如，其可為大約50公尺。一般而言，第一光學元件之損害得以避免所處的每一自由電子雷射FELa、FELb之波盪器24與其對應第一光學元件2732、2736之間的距離將取決於第一光學元件之表面塗層及基板之材料屬性，且取決於用以冷卻第一光學元件之冷卻系統之有效性(加之取決於光束之功率密度)。
一般而言，對於給定初始光束直徑、功率及發散度，由每一第一光學元件2732、2736吸收之功率密度可藉由變更如下各者而變化： (i)彼第一光學元件2732、2736之表面與入射於其上之輻射光束Ba'、Bb'之間的角度α；及/或(ii)彼第一光學元件2732、2736與其對應波盪器24之間的距離L。角度α之可接受值之範圍將取決於距離L，且反之亦然。該角度之可接受值之範圍亦可藉由第一光學元件2732、2736之曲率半徑約束(以避免第一光學元件彎曲遠離輻射光束Ba'、Bb'達輻射光束之部分錯過第一光學元件之程度之可能性)。
當每一自由電子雷射FELa、FELb之波盪器24與其對應第一光學元件2732、2736之間的距離L為大約數十公尺時，第一光學元件2732、2736上之光束光點之置放將強烈取決於離開彼波盪器24的輻射光束Ba'、Bb'之初始方向。此方向之極小變化可造成第一光學元件2732、2736處之光點移動顯著距離。距離L足夠大使得輻射源SO7之組件及/或經容納有該等組件之架構的小相對機械移動可引起第一光學元件2732、2736上之光點之大位移。
控制器2744及四個致動器2752、2754、2756、2758提供主動式回饋迴路，該主動式回饋迴路允許第一光學元件2732、2736中每一者待置放成足夠遠離其對應自由電子雷射FELa、FELb之波盪器24使得其不受損，同時確保由光學系統2730輸出之輸出光束B之方向及位置保持穩定。因此，有利的是，自由電子雷射(其具有極小光展量)與此主動式回饋迴路之組合允許高功率EUV輻射光束可用於微影。詳言之，其允許具有一具有足夠大功率的輸出輻射光束之輻射源SO7伺服複數個(例如，八個)微影裝置。
參看圖77、圖79及圖80，相對於參考軸線集合2770，自由電子雷射FELa、FELb之軸線標稱地安置於x-y平面中且與x軸成小角度β。 輸出輻射光束B將大體上在x方向上傳播。光學元件2732、2734、2736、2738中每一者可操作以在y及z方向上線性地移動，且可操作以圍繞x軸及z軸旋轉。此自由度允許光學系統2730校正輻射光束Ba'、 Bb'之傳播方向自其標稱方向的偏差。
舉例而言，可發生所謂光束指標誤差，其中輻射光束Ba'、Bb'中之一者不與x方向成角度β而傳播，而是代替地以稍微不同角度而傳播。指標誤差可(例如)使得輻射光束Ba'、Bb'之方向向量處於x-y平面中，但與x軸成不同角度。此指標誤差可藉由圍繞z方向旋轉第一光學元件2732、2736及第二光學元件2734、2738來校正。第一光學元件2732、2736之旋轉可用以引導輻射光束Ba'、Bb'使得其入射於第二光學元件2734、2738上，且第二光學元件2734、2738之旋轉可用以確保輻射光束B在其射出光學系統2730時在x方向上傳播。
可以相似方式藉由圍繞x方向旋轉第一光學元件2732、2736及第二光學元件2734、2738來校正輻射光束Ba'、Bb'之方向包括在z方向上之分量的指標誤差。可藉由在x方向及z方向兩者上旋轉第一光學元件2732、2736及第二光學元件2734、2738來校正輻射光束Ba'、Bb'包括在y及z方向上之分量的指標誤差。
第一光學元件2732、2736可在y及z方向上可平移。在y及z方向上之平移可用以確保輻射光束Ba'、Bb'入射成處於或接近於第一光學元件之中心處。若輻射光束Ba'、Bb'已偏離成使得其不再入射於第一光學元件2732、2736之中心上，則可執行第一光學元件在y及/或z方向上之平移直至輻射光束Ba'、Bb'處於或接近於第一光學元件2732、2736之中心處為止。第一光學元件2732、2736上之輻射光束Ba'、Bb'之位置可(例如)藉由攝影機或某其他感測器(未被說明)來監視。
為校正光束指標誤差，可無需第二光學元件2734、2738在y及z方向上之平移。然而，第二光學元件2734、2738可在y及z方向上可平移以便允許其他誤差之校正。舉例而言，第二光學元件2734、2738之平移可用以提供輻射光束之橫截面形狀之校正或修改(例如，在光學元件具有非球面形狀或其他複合形狀的情況下)。
控制器2744可操作以判定輸出輻射光束B之位置及/或方向是否不同於所要方向，且若是，光學元件2732、2734、2736、2738需要如何移動以便使輸出輻射光束B返回至所要方向。控制器2744可接著將此資訊轉換成用於致動器62、64、66、68之兩個信號S1、S2以便相應地移動光學元件2732、2734、2736、2738。控制器2744可包含可實施上述功能之處理器(圖中未繪示)。處理器可即時演算光學元件2732、2734、2736、2738回應於來自感測器裝置2740之給定輸入信號Sa、Sb而必須如何移動。另外或替代地，處理器可自可儲存於記憶體(圖中未繪示)中之查找表或其類似者存取此資訊。
第一實施例(圖77、圖79及圖80)之光學系統2730之光學佈局相對於兩個自由電子雷射FELa、FELb不對稱，此情形可導致源自不同自由電子雷射FELa、FELb之輻射之光學屬性稍微不同。參看圖83及圖84，描述輻射源SO8之另一實施例。兩個實施例中之類似組件共用共同標籤。
輻射源SO8包含兩個自由電子雷射FELa、FELb及一光學系統2780。光學系統2780包含兩個第一光學元件2732、2736，該兩個第一光學元件2732、2736等效於光學系統2730之第一光學元件，但其被安置成在x方向上處於大體上相同的位置。光學系統2760進一步包含單一第二光學元件2782。第二光學元件2782大體上成楔形且包含兩個反射表面2782a、2782b。反射表面2782a中之第一反射表面充當用於第一自由電子雷射FELa之第二光學元件，且反射表面2782b之第二反射表面充當用於第二自由電子雷射FELb之第二光學元件。該等反射表面兩者為凹形，且可具有與第一光學元件2732、2736之形狀匹配的散光的或非球面形狀。
與第一實施例SO相似，當自由電子雷射FELa、FELb兩者接通時，光學系統2780將用以增加輻射光束Ba'、Bb'之大小、變更其形狀 且輸出經組合輻射光束B。然而，如圖85所展示，相比於第一實施例SO，由實施例SO8之光學系統2780輸出之經組合光束B具有間隙2784，從而將來自兩個自由電子雷射FELa、FELb之貢獻分離。
儘管第二光學元件2782成楔形，但其不可漸縮至第一反射表面2782a與第二反射表面2782b之間的相交點2782c處之點。第二光學元件2782在相交點2782c處具備至少最小厚度，使得第二光學元件2782之熱導率可使自輻射光束Ba'、Bb'之吸收之輻射功率耗散。經組合輻射光束B之強度分佈之間隙2784的最小大小係藉由相交點2782c處之第二光學元件2782之最小所需厚度予以判定。
原則上，此間隙2784不呈現關於光束分裂裝置20內之光束提取光學元件之任何問題，該等光束提取光學元件可經設計且經定位成使得每一微影裝置LA1至LA20之實質上整個分面化場鏡器件10被照明。 舉例而言，參看圖85B，光束提取光學元件可經配置(如由區2820所說明)，使得間隙2784不影響分支輻射光束Ba至B8中任一者。
在一些實施例中，相似於第一實施例SO，第一光學元件2732、2736可操作以在z方向上圍繞軸線2792、2796旋轉以變更其發散度，如上文關於第一實施例SO所描述。對於此等實施例，第二光學元件2782之表面2782a、2782b具有足夠大小以適應來自自由電子雷射FELa、FELb中之一者之單一輻射光束(參見圖84)。由光學系統2780輸出之輻射光束B之形狀將如圖82所展示。應注意，當僅一個自由電子雷射FELa、FELb接通時，由光學系統2780輸出之輻射光束B不具有間隙2784且將在y方向上向下或向下移位。因此，光束分裂裝置20將在使用一個自由電子雷射FELa、FELb與兩個自由電子雷射FELa、FELb之間切換時必須經變更，除非間隙2784可忽略地小且第二光學元件2782可在y方向上移動以確保輸出輻射光束B以虛線2786為中心。
輻射源SO8之實施例可視需要或適當時併入有輻射源SO之第一實施例之任何或全部相容特徵。舉例而言，儘管圖83及圖84中未繪示，但輻射源SO8可進一步包含一感測器裝置，且光學系統2780可進一步包含一控制器及用於光學元件2732、2736、2782中每一者之一致動器。致動器中每一者可操作以移動光學元件2732、2736、2782中之一者以補償由兩個自由電子雷射FELa、FELb產生之輻射光束之方向的改變。
圖86展示一微影系統LS8，該微影系統LS8包含m個輻射源SOa至SOm、一光束傳遞系統BDS3及n個微影裝置LA1'至LAn'。輻射源SOa至SOm中每一者選擇性地可操作以產生一極紫外線(EUV)輻射光束BS1至BSm(其可被稱作主光束)。亦即，輻射源SOa至SOm中每一者在接通狀態(其中其產生主輻射光束)與關斷狀態(其中其不產生主輻射光束)之間可切換。輻射源SOa至SOm中每一者在被安置成處於其接通狀態時可被稱為接通的，且可在被安置成處於其關斷狀態時可被稱為關斷的。光束傳遞系統BDS3經配置以接收由輻射源SOa至SOm中每一者產生之主輻射光束BS1至BSm且將每一主輻射光束之一部分引導至如現在所描述之每一微影裝置LA1'至LAn'。
光束傳遞系統BDS3包含光束分裂光學件。光束分裂光學件將每一主輻射光束BS1至BSm分裂成n個輻射光束(其可被稱作分支光束)，該等輻射光束中每一者經引導至微影裝置LA1'至LAn'之一不同微影裝置。舉例而言，由第一輻射源輸出之主輻射光束BS1分裂成n個分支輻射光束BS1,L1至BS1,Ln，由第二輻射源輸出之主輻射光束BS2分裂成n個分支輻射光束BS2,L1至BS2,Ln，且由第m輻射源輸出之主輻射光束BSm分裂成n個分支輻射光束BSm,L1至BSm,Ln。在下文中，應理解，被稱作分支輻射光束BSi,Lj之分支輻射光束係指由第i輻射源輸出的經引導至第j微影裝置的輻射之部分。
光束傳遞系統BDS3可包含m個光束分裂光學件，其經配置成使得向每一個別主輻射光束BS1至BSm提供該m個光束分裂光學件中之一不同光束分裂光學件。光束導引光學件可經配置以將由m個光束分裂光學件中每一者輸出之分支輻射光束導引至微影裝置。視情況，對於此等實施例，可提供光束組合光學件以將由m個光束分裂光學件輸出之分支輻射光束組合成n個複合輻射光束，該等複合輻射光束中每一者經引導朝向一不同微影裝置LA1'至LAn'。舉例而言，可將來自m個主輻射光束BS1至BSm中每一者之單一分支輻射光束組合成每一複合輻射光束。舉例而言，光束組合光學件可經配置以形成包含經引導至第一微影裝置LA1'的分支輻射光束BS2,L1、BS2,L1，…BSm,L1之複合輻射光束。此配置可縮減光束導引光學件之複雜度，此係因為一給定複合輻射光束內之所有分支輻射光束可共用單一光束導引光學件集合。每一複合輻射光束可(例如)包含複數個實質上平行之緊密間隔分支輻射光束(亦即，不具有空間重疊)。
替代地，光束傳遞系統BDS3可包含經配置以將由m個輻射源SOa至SOm輸出之m個主輻射光束組合成單一複合輻射光束的光束組合光學件。對於此等實施例，單一光束分裂光學件集合可經配置以將單一複合輻射光束分裂成n個複合輻射光束，該等複合輻射光束中每一者經引導朝向一不同微影裝置LA1'至LAn'。
光束傳遞系統BDS3可進一步包含光束擴展光學件及/或光束塑形光學件。光束擴展光學件可經配置以增加主輻射光束BS1至BSm或自其形成的分支輻射光束中之一或多者之橫截面積。此情形減低光束擴展光學件下游之鏡上的熱負荷之功率密度。此情形可允許光束擴展光學件下游之鏡待具有較低規範、具有較小冷卻，且因此較不昂貴。另外，此等鏡上之較低功率密度引起歸因於熱膨脹之其光學表面之較小變形。另外或替代地，縮減下游鏡上之熱負荷之功率密度可允許此等 鏡接收處於較大掠入射角的主輻射光束BS1至BSm或自其形成之分支輻射光束。舉例而言，鏡可接收處於5度而非(比如)2度之掠入射角之輻射。光束塑形光學件可經配置以變更主輻射光束BS1至BSm或自其形成之分支輻射光束中之一或多者的橫截面形狀及/或強度剖面。
在替代實施例中，光束傳遞系統BDS3可不包含光束擴展光學件或光束塑形光學件。
在一些實施例中，光束傳遞系統BDS3可包含光束縮減光學件，該等光束縮減光學件可經配置以減低主輻射光束BS1至BSm或自其形成之分支輻射光束中之一或多者的橫截面積。如上文所論述，光束擴展光學件可縮減由光束傳遞系統BDS3內之鏡接收之熱負荷之功率密度，此可為理想的。然而，光束擴展光學件亦將增加該等鏡之大小，此情形可不理想。光束擴展光學件及光束縮減光學件可用以達到所要光束大小，其可為引起低於給定臨限值位準之光學像差之最小光束橫截面。
輻射源SOa至SOm、光束傳遞系統BDS3及微影裝置LA1'至LAn'可全部經建構且經配置成使得其可與外部環境隔離。真空可提供於輻射源SOa至SOm、光束傳遞系統BDS3及微影裝置LA1'至LAn'之至少部分中以便最小化EUV輻射之吸收。微影系統LS8之不同零件可具備不同壓力下之真空(亦即，被保持處於低於大氣壓力之壓力)。微影系統LS8之不同部分可(例如)經維持處於超高真空(UHV)條件，惟部分氫壓力除外。部分氫壓力可恰低於10Pa，例如，低於1Pa。
圖87展示一微影裝置LA'，其包含一聚焦單元FU、一照明系統IL、經組態以支撐圖案化器件MA(例如，光罩)之一支撐結構MT、一投影系統PS及經組態以支撐基板W之基板台WT。微影裝置LA1'至LAn'中每一者可實質上相同於如現在所描述之圖87之微影裝置LA'。
照明系統IL經組態以經由照明系統IL之圍封結構中之開口3008接 收輻射光束CBa。開口3008可(例如)具有大約幾毫米之直徑。照明系統IL之第一光學元件包含分面化場鏡器件3010且具有非零數值孔徑。 舉例而言，分面化場鏡器件3010可具有大約0.22之數值孔徑及處於或接近於開口3008處之焦點。因此，聚焦單元FU經配置以在開口3008處或附近聚焦輻射光束CBa使得分面化場鏡器件3010實質上由該輻射完全照明。
儘管為了清楚起見圖87中未繪示，但微影裝置LA'經配置以接收包含複數個實質上平行鄰近輻射子光束的複合輻射光束CBa。舉例而言，圖86之第一微影裝置經配置以接收包含分支輻射光束BS2,L1、BS2,L1、…BSm,L1的複合輻射光束。另外，為了清楚起見圖87中亦未繪示的是，聚焦單元FU包含複數個聚焦光學件，該複數個聚焦光學件中每一者經配置以接收由微影裝置LA'接收之輻射子光束的一不同輻射子光束。如將在下文中進一步所描述，複數個聚焦光學件經配置以將由微影裝置LA'接收之輻射子光束中每一者聚焦於不同中間焦點處。該等不同中間焦點圍繞分面化場鏡器件之光軸而配置成緊鄰於其，使得在分面化場鏡器件3010處，來自不同輻射子光束中每一者之輻射部分地重疊且分面化場鏡器件3010係由輻射子光束中每一者完全照明。為了清楚起見，圖87已僅展示單一中間焦點3006。
照明系統IL經組態以調節由彼微影裝置LA1'接收之輻射光束CBa，之後該輻射光束CBa入射於圖案化器件MA上。出於此目的，照明系統IL之第二光學元件包含分面化光瞳鏡器件3011。分面化場鏡器件3010及分面化光瞳鏡器件3011一起提供輻射光束CBa之所要橫截面形狀及所要角分佈。輻射光束CBa自照明系統IL遞送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反射且圖案化該輻射光束以形成經圖案化光束CBa'。在替代實施例中，除了分面化場鏡器件3010及分面化光瞳鏡器件3011以外或代替分面化場鏡器件3010及 分面化光瞳鏡器件3011，照明系統IL亦可包括其他鏡或器件。舉例而言，照明系統IL可包括獨立可移動鏡陣列(或矩陣)。獨立可移動鏡可(例如)有小於1毫米寬。獨立可移動鏡可(例如)為微機電系統(MEMS)器件。
在自圖案化器件MA'反射之後，經圖案化輻射光束CBa'進入投影系統PS'。投影系統PS'經組態以將經圖案化輻射光束CBa'投影至由基板台WT'固持之基板W'上。出於此目的，投影系統PS'包含經組態以將經圖案化輻射光束CBa'投影至基板W'上之複數個鏡3013、3014。投影系統PS'可將縮減因數應用於經圖案化輻射光束CBa'，以便形成特徵小於圖案化器件MA'上之對應特徵的影像。舉例而言，可應用為4之縮減因數。投影系統PS'可在兩個相互垂直方向中每一者(其可被稱作x方向及y方向)上將不同縮減因數應用於經圖案化輻射光束CBa'。 儘管投影系統PS'在圖87中具有兩個鏡，但投影系統可包括任何數目個鏡(例如，6個鏡)。基板W'可包括先前形成之圖案。當為此狀況時，微影裝置LA'將經圖案化輻射光束CBa'與先前形成於基板W'上之圖案對準。
輻射源SOa至SOm中每一者經組態以產生EUV輻射光束BS1至BSm。此m個EUV輻射光束BS1至BSm具有用以供應微影裝置LA1'至LAn'中每一者之足夠經組合功率。輻射源中每一者可包含一自由電子雷射。替代地，可以任何其他方式來實施輻射源，且輻射源可(例如)包含雷射產生電漿(LPP)輻射源。
以下論述係關於一自由電子雷射產生之輻射，但應瞭解，自由電子雷射對於本發明係不必需的。本發明之實施例可併入有具有相對小光展量之其他高功率輻射源。
由自由電子雷射FEL輸出之輻射光束B可具有實質上圓形橫截面及似高斯強度剖面。由EUV自由電子雷射產生之輻射光束B通常具有 相對小光展量。詳言之，由自由電子雷射FEL產生之EUV輻射光束B具有顯著小於將由雷射產生電漿(LPP)源或放電產生電漿(DPP)源(其兩者在先前技術中為吾人所知)產生的EUV輻射光束之光展量的光展量。舉例而言，輻射光束B可具有小於500微弧度(例如，小於100微弧度)的發散度。輻射光束B可(例如)在其離開波盪器24時在其光束腰部處具有大約50微米至100微米之直徑。
在自由空間(亦即，折射率為1)中，光學系統中之無窮小表面元件dS處之輻射光束之光展量係由表面dS之面積、由橫穿表面元件(或由表面元件發射)之輻射對向的立體角dΩ與至表面元件之法線與橫穿彼點之輻射方向之間的角度之餘弦的乘積來給出。一般而言，延伸型表面S處之輻射光束之光展量係藉由遍及由橫穿每一表面元件(或由每一表面元件發射)之輻射對向的立體角而積分(以考量光可橫穿在某角度範圍下之表面上之每一點之事實)且遍及該表面來積分(以對來自所有此等表面元件之貢獻求和)來給出。對於可操作以產生經良好準直輻射光束之光源(與由自由電子雷射產生一樣)，可藉由光源之面積與光被發射之立體角之乘積來估計光源之光展量。另外，對於此光源，光被發射之立體角係藉由(在使用小角度近似的情況下)πθ2給出，其中θ為光源之發散度的一半。因此，此光源之光展量係藉由G=πAθ2給出，其中A為光源之面積，自其可看出，光束腰部直徑為50微米且全發散度為100微弧度的自由電子雷射之光展量為大約1.5x10-11平方毫米。
輻射光束之光展量在其向光學系統傳播時無法減低。在輻射光束傳播通過自由空間中之完美光學系統(亦即，具有完美反射及折射之光學系統)時輻射光束之光展量保持恆定。然而，隨著輻射光束傳播通過(例如)藉由散射及/或繞射而散開輻射之光學系統，其之光展量將增加。光學系統中之光學元件(例如，鏡及透鏡)之品質愈高，光展 量之增加量將愈小。
鑒於上述內容，對於m個輻射源SOa至SOm包含包含電子雷射之實施例，主輻射光束BS1至BSm各自具有極小光展量，且另外，此光展量將隨著輻射自每一光源傳播至微影裝置LA1'至LAn'而保持恆定或增加達相對小量。結果，投影至微影裝置LA1'至LAn'之第一光學元件(例如，圖87所展示之分面化場鏡器件3010)上之輻射之光展量亦將極小。因此，由每一自由電子雷射形成之中間焦點之直徑將相對小。
如上文所論述，每一微影裝置LA1'至LAn'之照明系統IL'之第一光學元件具有非零數值孔徑，其可為大約0.22。亦即，由第一光學元件在其焦點(其處於或接近於開口3008)處所對向之立體角顯著大於每一自由電子雷射發射輻射之立體角。若輻射之光展量保持實質上恆定，則此意謂由每一自由電子雷射形成之中間焦點之直徑將顯著小於每一主輻射光束BS1至BSm之光束腰部直徑之直徑(已經為小的直徑)。
本發明之實施例利用如下事實：結合高品質光束傳遞系統BDS3的具有足夠小光展量之輻射源SOa至SOm在每一微影裝置LA1'至LAn'處形成足夠小中間焦點以允許兩個或兩個以上此等中間焦點緊密間隔。藉由圍繞分面化場鏡器件3010之光軸將此等中間焦點配置成緊鄰於其，來自由給定微影裝置接收之不同分支輻射光束中每一者之輻射可在分面化場鏡器件3010處部分地重疊使得分面化場鏡器件3010由分支輻射光束中每一者完全照明。
儘管本發明之實施例在本文中特定參看自由電子雷射予以描述，但將顯而易見的是，輻射源SOa至SOm可包含具有足夠小光展量的任何其他類型之輻射源。
現在描述用於供包含兩個輻射源SOa、SOb(亦即，m=2)之圖86之微影系統LS8之實施例使用的微影裝置LA1'至LAn'之聚焦單元FU及光束傳遞系統BDS3的各種實施例。
圖88展示可形成微影裝置LA1'至LAn'中每一者之聚焦單元FU的聚焦單元3300之示意性佈局。
聚焦單元3300包含兩個聚焦元件3310、3320，該兩個聚焦元件3310、3320中每一者經配置以接收輸入輻射光束且將輸入輻射光束聚焦於中間焦點處。詳言之，每一聚焦元件3310、3320包含一渥特收集器，其使用經配置以接收大體上平行輻射光束且將大體上平行輻射光束聚焦至焦點之兩個彎曲掠入射鏡。由聚焦元件3310、3320接收之輻射光束可(例如)包含來自兩個輻射源SOa、SOb中每一者之第i分支輻射光束BS1,Li、BS2,Li。
每一聚焦元件3310、3320可包含一III型渥特收集器。圖90展示III型渥特收集器3400之橫截面圖。該收集器包含一內部凸形抛物面鏡3410及一外部凹形橢圓形鏡3420。當大體上平行輸入輻射光束入射於抛物面鏡3410上時，其反射至橢圓形鏡3420上、由橢圓形鏡3420反射且聚焦至收集器3400之焦點3430。隨著其傳播遠離抛物面鏡3410，輻射光束呈現為源自抛物面鏡3410之焦點3432，該焦點3432與橢圓形鏡3420之第一焦點重合。結果，在自橢圓形鏡3420之反射之後，收集器3400之焦點3430與橢圓形鏡3420之第二焦點重合。此配置允許使用反射掠入射光學件來聚焦EUV或X射線輻射。
兩個聚焦元件3310、3320經配置成彼此鄰近，圍繞聚焦單元3300之中心軸線3330對稱。聚焦元件3310、3320中每一者分別具備一掠入射操控鏡3311、3321。掠入射操控鏡3311、3321經配置以在分支輻射光束BS1,Li、BS2,Li分別接近聚焦元件3310、3320時控制該等分支輻射光束BS1,Li、BS2,Li之方向。每一聚焦元件3310、3320及其相關聯掠入射操控鏡3311、3321可被稱作聚焦光學件。
操控鏡3311經配置以接收處於中心軸線3330之一個側上且大體平行於中心軸線3330的大體上平行分支輻射光束BS1,Li。操控鏡3311在 分支輻射光束BS1,Li接近聚焦元件3310時變更該分支輻射光束BS1,Li之方向。如可在圖89中最清楚看出，聚焦元件3310將分支輻射光束BS1,Li聚焦至處於聚焦單元3300之焦平面3340中的中間焦點3312。中間焦點3312安置於中心軸線3330之一個側上而分離達距離x(在焦平面3340中)。
相似地，操控鏡3321經配置以在中心軸線3330之與分支輻射光束BS1,Li相對的側上接收大體平行於中心軸線3330的大體上平行分支輻射光束BS2,Li。操控鏡3321在分支輻射光束BS2,Li接近聚焦元件3320時變更該分支輻射光束BS2,Li之方向。如可在圖89中最清楚看出，聚焦單元3320將分支輻射光束BS2,Li聚焦至處於聚焦單元3300之焦平面3340中的中間焦點3322。中間焦點3322安置於中心軸線3330之與中間焦點3312相對的側上且與中心軸線3330分離達距離x(在焦平面3340中)。
在焦平面3340之與兩個聚焦元件3310、3320相對的側上，兩個分支輻射光束BS1,Li、BS2,Li發散，其發散度係藉由入射分支輻射光束BS1,Li、BS2,Li之直徑及聚焦元件3310、3320中每一者內之鏡之曲率予以判定。在聚焦單元3300之焦平面3340附近，兩個發散分支輻射光束BS1,Li、BS2,Li保持空間地間隔。然而，如圖88中可看出，在與聚焦單元3300之焦平面3340相隔足夠大距離處(例如，在平面3350中)，兩個光束部分地重疊。平面3350之重疊區3352自兩個分支輻射光束BS1,Li、BS2,Li兩者接收輻射。平面3350之第一邊緣區3354僅自分支輻射光束BS1,Li接收輻射且平面3350之第二邊緣區3356僅自分支輻射光束BS2,Li接收輻射。藉由縮減焦平面3340中之將中間焦點3312、3322中每一者與中心軸線3330分離的距離x，平面3350中之重疊區3352之大小可增加。
掠入射操控鏡3311、3321可經配置以在分支輻射光束BS1,Li、 BS2,Li分別接近聚焦元件3310、3320時控制該等分支輻射光束BS1,Li、BS2,Li之方向，以便最大化平面3350中之兩個分支輻射光束BS1,Li、BS2,Li之間的重疊。另外或替代地，掠入射操控鏡3311、3321及兩個聚焦元件3310、3320可經配置以確保分支輻射光束BS1,Li、BS2,Li中每一者在其離開聚焦元件3310、3320時之方向與中心軸線3330大體上對準。此配置最小化兩個分支輻射光束BS1,Li、BS2,Li中每一者接近平面3350之角度之間的差。又，此配置最小化入射於圖案化器件MA'上之輻射光束CBa之強度剖面之任何移位。
在使用中，聚焦單元3300安置成最接近微影裝置(例如，微影系統LS8之第i微影裝置LAi)之照明系統IL'之圍封結構中的開口3008。聚焦單元3300經配置成使得其中心軸線3330與微影裝置LAi之第一光學元件(例如，分面化場鏡器件3010)之光軸大體上對準。另外，聚焦單元3300經配置成使得微影裝置LAi之第一光學元件之焦點處於或接近於聚焦單元3300之焦平面3340。在使用此配置的情況下，聚焦單元3300可將兩個分支輻射光束BS1,Li、BS2,Li聚焦至處於或接近於開口3008之兩個中間焦點3312、3322。分面化場鏡器件3010安置於兩個分支輻射光束BS1,Li、BS2,Li之重疊內。舉例而言，分面化場鏡器件3010可安置於圖88所展示之平面3350之重疊區3352中。因此，分面化場鏡器件3010之實質上整個場係由分支輻射光束BS1,Li、BS2,Li兩者照明。 應瞭解，「分面化場鏡器件3010之整個場」包含投影至基板W'上之分面化場鏡器件3010之所有彼等部分，而不管由微影裝置LAi賦予至輻射光束之任何圖案。亦即，當分面化場鏡器件3010之彼等部分接收輻射且圖案未被賦予至輻射光束時，彼輻射將通過微影裝置LAi而傳播至基板W'。
在一些實施例中，聚焦單元3300可經配置成使得微影裝置LAi之第一光學元件之焦點接近於聚焦單元3300之焦平面3340但不在聚焦單 元3300之焦平面3340中。分支輻射光束BS1,Li、BS2,Li之此散焦會增加平面3340中之光點之大小。分面化場鏡器件3010經配置以在分面化光瞳鏡器件3011之鏡中每一者上形成此等光點之一影像。因此，將微影裝置LAi之第一光學元件之焦點配置成接近於聚焦單元3300之焦平面3340但不在聚焦單元3300之焦平面3340中又將增加成像至分面化光瞳鏡器件3011之鏡上的光束光點之大小。此情形可有益，此係因為其縮減分面化光瞳鏡器件3011之鏡上(且同樣地下游之位於光瞳平面中之任何鏡上)之熱負荷之功率密度。
在使用此配置的情況下，由第一邊緣區3354及第二邊緣區3356接收之輻射不照明分面化場鏡器件3010且因此被捨棄。藉由縮減焦平面3340中之將中間焦點3312、3322中每一者與中心軸線3330分離的距離x，以此方式捨棄之輻射之分率可減低。對於光束腰部直徑為50微米且全發散度為100微弧度之自由電子雷射，中間焦點3312、3322可安置成足夠接近於中心軸線3330以確保由第一邊緣區3354及第二邊緣區3356接收且因此被捨棄之輻射為由微影裝置LAi接收的輻射之僅極小百分比。舉例而言，兩個中間焦點3312、3322中每一者與中心軸線之間的距離x可為大約3毫米，且分面化場鏡器件3010之平面中之分支輻射光束BS1,Li、BS2,Li中每一者的半徑可為大約225毫米。對於此配置，可展示：第一邊緣區3354及第二邊緣區3356中每一者之大小對重疊區3352之大小的比率為大約0.017。因此，對於分支輻射光束BS1,Li、BS2,Li具有頂帽式強度分佈之實施例，將捨棄1.7%的輻射。對於分支輻射光束BS1,Li、BS2,Li具有似高斯強度分佈之實施例，第一邊緣區3354及第二邊緣區3356中之分支輻射光束BS1,Li、BS2,Li之強度相對低。對於似高斯輻射光束，在為2均方偏差之半徑處之強度為中心中之強度的13.5%。因此，對於分支輻射光束BS1,Li、BS2,Li具有似高斯強度分佈且第一邊緣區3354及第二邊緣區3356自分支輻射光束 BS1,Li、BS2,Li之中心為大約2均方偏差之實施例，將僅捨棄大約1.7% x 13.5%=0.23%的輻射。
使用包含複數個(在此狀況下兩個)聚焦元件3310、3320(其各自經配置以接收不同輻射光束且將不同輻射光束投影至微影裝置LAi之第一光學元件(例如，分面化場鏡器件3010)上)的聚焦單元3300會提供對輸入輻射光束之數目相對不敏感之配置。舉例而言，在兩個輻射源SOa、SOb中之一者未操作之狀況下，每一微影裝置LA1'至LAn'之分面化場鏡器件3010保持由來自另一源之分支輻射光束實質上完全照明。為使微影裝置繼續操作，可不對光束傳遞系統BDS3作出主動式調整(例如，以變更由來自操作輻射源之輻射遵循之光學路徑)或不對微影裝置LA1'至LAn'作出主動式調整(例如，以調整分面化場鏡器件3010及分面化光瞳鏡器件3011之組態)。由每一微影裝置接收之輻射之功率得以縮減(例如，當m個相同輻射源SOa至SOm中之一者不操作時縮減達m/(m-1)之因數)，但另外微影系統LS8將保持不受影響。
圖91展示為包含兩個輻射源SOa、SOb(亦即，m=2)之圖86之微影系統LS之實施例的微影系統LS9。微影系統LS9包含一光束傳遞系統BDS4，該光束傳遞系統BDS4包含光束組合光學件3500及光束分裂光學件3550。光束組合光學件3500經配置以接收由兩個輻射源SOa至SOb輸出之兩個主輻射光束BS1、BS2且輸出單一複合輻射光束Bout。光束分裂光學件3550經配置以接收由光束組合光學件3500輸出之單一複合輻射Bout且將其分裂成n個複合輻射光束，該等複合輻射光束中每一者經引導朝向一不同微影裝置LA1'至LAn'。
圖92展示可形成圖91之微影系統LS9之部分的光束組合光學件3500之示意性佈局。光束組合光學件3500經配置以接收主輻射光束BS1、BS2(自輻射源SOa、SOb中每一者)且輸出輸出輻射光束Bout。
光束組合光學件3500包含四個光學元件：與輻射源中之第一輻 射源SOa相關聯的第一光學元件3532及第二光學元件3534；及與輻射源中之第二輻射源SOb相關聯的第一光學元件3536及第二光學元件3538。光學元件3532、3534、3536、3538經配置以變更來自輻射源SOa、SOb之主輻射光束BS1、BS2之橫截面的大小及形狀。
詳言之，第一光學元件3532、3536為凸形鏡，其用以增加主輻射光束BS1、BS2之橫截面積。第一光學元件3532、3536可被稱作發散光學元件。儘管在圖92中，第一光學元件3532、3536呈現為在x-y平面中實質上扁平，但其事實上在此平面中為凸形。因為第一光學元件3532、3536為凸形，所以其將增加主輻射光束BS1、BS2之發散度，從而減低其下游之鏡上的熱負荷。輻射光束Bout由光束分裂光學件3550分裂成複數個複合分支輻射光束，該等光束分裂光學件3550可(例如)包含在光束Bout之路徑中串聯地配置之複數個連續、靜態、刀口鏡。 使用第一光學元件3532、3536來增加光束Bout之大小會縮減此等刀口鏡必須定位於輻射光束Bout之路徑中之準確度。此情形允許由分裂光學件3550更準確地分裂輸出光束Bout。
第二光學元件3534、3538為凹形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3534、3538之光束具有實質上零發散度(亦即，為平行光束)。第二光學元件3534、3538可被稱作會聚光學元件。因此，在第二光學元件3534、3538下游之光束實質上準直。又，儘管在圖92中，第二光學元件3534、3538呈現為在x-y平面中實質上扁平，但其事實上在任一此平面中為凹形。
此配置3500在y方向上擴展兩個主輻射光束BS1、BS2。為了亦在z方向上擴展光束，可使用在z方向上彎曲的另一對鏡(第一個凸形及第二個凹形)。因此，為了在y方向及z方向兩者上擴展主輻射光束BS1、BS2兩者，可使用總共8個鏡。
由光束分裂光學件3550接收之輸出光束Bout具有與由輻射源 SOa、SOb輸出之輸出光束之形狀及/或強度分佈不同的形狀及/或強度分佈可為較佳的。舉例而言，對於光束分裂光學件3550使用複數個連續刀口提取鏡之實施例，具有大體上頂部式強度剖面之矩形形狀可較佳於(例如)具有似高斯強度剖面之圓形光束(其可由輻射源SOa、SOb輸出)。因此，除了增加輻射光束BS1、BS2之橫截面積以外，光學元件3532、3534、3536、3538亦用以變更輻射光束BS1、BS2之橫截面形狀。詳言之，光學元件3532、3534、3536、3538為散光的或非球面且經塑形以便確保離開第二光學元件3534、3538之輻射光束BS1、BS2之形狀相比於由輻射源SOa、SOb產生之輻射光束BS1、BS2之形狀更為矩形。舉例而言，光學元件可經塑形成使得離開第二光學元件3534、3538之光束BS1、BS2為大體上矩形，但其他形狀亦係可能的。此矩形形狀之二維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。此大體上矩形形狀允許用以將輸出輻射光束Bout分裂成複數個分支輻射光束之鏡相同或至少極相似。自製造視點，此情形尤其有益。
當輻射源SOa、SOb兩者接通時，光束組合光學件3500可操作以組合兩個主輻射光束BS1、BS2以形成一複合輻射光束Bout。亦即，離開第二光學元件3534、3538之光束BS1、BS2兩者彼此鄰近且相互平行。光束組合光學件3500允許經引導至每一微影裝置LA1'至LAn'之所有分支輻射光束共用單一光學件集合(例如，光束分裂光學件3550內之單一靜態刀口鏡及任何額外導引光學件)。
圖91之輻射源SOa、SOb中每一者可在其被關斷期間已排程及/或未排程停工時間。在輻射源SOa、SOb中之一者關斷之情況下，所有微影裝置LA1'至LAn'將接收一些輻射，但在輻射源兩者接通時其將僅接收該等輻射的一半(在假定該兩個輻射源之輸出實質上相同的情況下)。
圖93展示由光學系統3500輸出之複合輻射光束Bout的橫截面剖面，該複合輻射光束Bout之邊緣被界定為其強度已下降低於預設臨限值之點。圖93亦說明輸出光束Bout之八個部分3120，其對應於由光束分裂光學件3550使用八個實質上相同的連續刀口提取鏡(圖中未繪示)而產生的八個分支輻射光束。此對應於包含八個微影裝置LA1'至LA8(亦即，n=8)之微影系統LS9的實施例。每一部分3120包含來自兩個輻射光束BS1、BS2中每一者之輻射之一部分。
圖94展示為包含兩個輻射源SOa、SOb(亦即，m=2)之圖86之微影系統LS之實施例的另一微影系統LS10。微影系統LS10包含一替代光束傳遞系統BDS5，該光束傳遞系統BDS5包含兩個光束分裂光學件3610、3620。光束分裂光學件3610經配置以接收由輻射源SOa輸出之主輻射光束BS1且將其分裂成n個複合輻射光束BS2,L1至BS1,n，該等複合輻射光束BS2,L1至BS1,n中每一者經引導朝向一不同微影裝置LA1'至LAn'。光束分裂光學件3620經配置以接收由輻射源SOb輸出之主輻射光束BS2且將其分裂成n個複合輻射光束BS2,L1至BS2,Ln，該等複合輻射光束BS2,L1至BS2,Ln中每一者經引導朝向一不同微影裝置LA1'至LAn'。
光束傳遞系統BDS3、BDS4、BDS5內之一些或全部光學件可操作以圍繞一或多個軸線旋轉及/或在一或多個方向上平移。出於此目的，其可具備致動器，可回應於自控制器接收之信號而控制該等致動器。此情形可允許光束傳遞系統BDS3可調整以便校正由輻射源SOa至SOm輸出之主輻射光束BS1至BSm之方向的變化。光束傳遞系統可進一步包含一或多個感測器裝置，該一或多個感測器裝置可操作以將指示光束傳遞系統BDS3內之一或多個輻射光束之位置的信號輸出至控制器。因此，感測器裝置及控制器可形成回饋迴路之部分以用於校正由輻射源SOa至SOm輸出之主輻射光束BS1至BSm之方向的變化。
如上文所描述，傳遞由一或多個源產生之輻射光束之光束傳遞 系統通常包含包括複數個鏡之複數個光學件。在源包含提供大體上高斯橫截面之輻射光束的自由電子雷射(FEL)之實施例中，輻射光束直徑可由光束傳遞系統內之光學件修剪。舉例而言，特定鏡幾何形狀可引起輻射光束之強度剖面在(例如)2至3或4均方偏差下「被修剪」。在此狀況下，將存在經反射輻射光束中之「功率」與「無功率」之間的急劇轉變。此「急劇修剪」可造成在輻射光束傳播時影響剖面剖面之干涉效應。舉例而言，繞射效應可導致遍及輻射光束之橫截面之相當大強度振盪。
用以縮減強度振盪之一個選項為使用修剪大直徑下之輻射光束之鏡。舉例而言，可在6均方偏差而非4均方偏差下修剪輻射光束。然而，為了進行此修剪，光束傳遞系統內之鏡將需要顯著較大以在輻射光束之中心處達成相同峰值功率密度。
縮減「硬修剪」之效應之替代方法為提供輻射光束之「軟修剪」。軟修剪引起輻射光束逐漸被修剪，而非在急劇轉變的情況下被修剪。在一實施例中，在光束傳遞系統內之一或多個鏡之外部邊緣處提供EUV輻射吸收材料。輻射吸收材料可經配置成使得存在自輻射吸收材料之最內部部分至鏡之外部邊緣的自最大反射率至最小反射率的逐步轉變。舉例而言，輻射吸收材料可以變化之厚度而沈積，該厚度自內部部分至外部部分增加。替代地，具有不同輻射吸收品質之不同材料或材料組合物可施加於鏡之不同部分處。
輻射吸收材料之厚度可經選擇成用以縮減可藉由輻射吸收材料引起的波前移位。詳言之，對於輻射吸收材料之厚度t ab ，波前ΔWf移位可由如下方程式給出：ΔWf=2*a*t ab (14)
其中a為以弧度為單位之掠射角。舉例而言，在一些實施例中，a可具有大約0.035弧度之值。
由輻射吸收材料吸收之EUV輻射將引起熱負荷增加。為了限制歸因於藉由鏡之邊緣處之熱負荷增加而引起的溫度梯度之鏡之變形，在一些實施例中，使鏡之外部邊緣(攜載輻射吸收材料)與鏡之內部部分熱絕緣。圖95示意性說明可用於上文所描述之光束傳遞系統之一或多個組件中的鏡3800之橫截面。鏡3800包含一反射表面3801，該反射表面3801定位於自輻射源提供之輻射光束之路徑中。輻射源可為如上文所描述之任何輻射源。
鏡3800進一步包含施加至鏡3800之邊緣之輻射吸收材料3802。 輻射吸收塗層經施加以便在更接近於鏡3800之邊緣處具有增加之厚度。輻射吸收塗層可為由任何合適材料製成之任何輻射吸收塗層。藉由實例，輻射塗層可為鋁、金、鎳或錸。鋁可尤其有益，此係因為其針對EUV輻射具有實質上相似於真空之折射率的折射率，且因此，具有掠入射角下之極少反射，同時仍提供EUV輻射之吸收。
鏡3800包含一頂部部分3803及一底部部分3804，該頂部部分3803包含反射表面3801。頂部部分3803及底部部分3804各自包含合作凹槽以便形成絕緣間隙3805。絕緣間隙3805可提供真空，或可為燃氣的。絕緣間隙3805用以使鏡3800之邊緣部分絕緣，使得藉由由輻射吸收材料3802對EUV輻射之吸收造成的局域熱負荷不造成橫越鏡3800之中心部分之溫度梯度(或造成橫越鏡3800之中心部分之溫度梯度縮減)。
鏡3800另外包含用以攜載冷卻流體之冷卻通道3806。
圖96示意性地說明鏡3900之一替代實例。鏡3900包含經配置於輻射光束之路徑中的反射表面3901。呈複數個光點3902之形式的輻射吸收材料沈積於具有變化之表面積密度之反射表面3901上。亦即，朝向鏡3900之外部邊緣，光點3902覆蓋反射表面3901之增加之部分。該等光點較佳足夠小以允許來自光點3902之邊緣之繞射足夠散開以便不 消極影響輻射光束之傳播或造成其他消極結果。舉例而言，光點可具有大約0.25毫米之直徑。
在另一實施例中，光點3902可反射而非吸收，且經配置成用以在不同於主輻射光束之方向的方向上反射入射輻射。舉例而言，可藉由將適當井研磨至反射表面上且用諸如釕之反射塗層來塗佈該等井來提供反射光點。
自上述內容應瞭解，光束傳遞系統可包含複數個鏡(例如，用以組合來自兩個輻射源之輻射光束之配置、用以分裂輻射光束以提供至多個工具之配置，等等)。在一實施例中，輻射光束截割所要修剪係藉由在複數個後續鏡上軟修剪輻射光束來達成。此情形可有利於縮減由單一鏡之軟修剪構件經歷之熱負荷。舉例而言，在一實例實施例中，第一鏡可沿著四個邊緣之前兩個邊緣提供軟修剪構件，其中後續(例如，下一)鏡沿著四個邊緣之後兩個邊緣提供軟修剪構件。以此方式，兩個鏡一起沿著四個邊緣提供軟修剪構件。除了展開熱負荷以外，在後續鏡之不同邊緣上提供軟修剪構件會允許變化「軟孔隙」之直徑，其中輻射光束之直徑變化或提前未知。
如已在上文參看微影系統LS11之各種實施例所描述，微影裝置(例如，微影裝置LA1)具備分支輻射光束B1。分支輻射光束B1係由自包含至少一自由電子雷射FEL之輻射源SO發射的主輻射光束B形成。 對於微影系統LS11之一些實施例，向微影裝置LA1提供具有所要偏振狀態之分支輻射光束B1係有利的。舉例而言，可需要向微影裝置提供經圓形偏振之分支輻射光束。
一般而言，由微影裝置LA1接收之分支輻射光束B1之偏振取決於自輸出形成分支輻射光束B1之部分的一或多個自由電子雷射發射之輻射之偏振及沿著該一或多個自由電子雷射FEL與微影裝置LA1之間的輻射之光學路徑而發生的偏振之任何改變。
自自由電子雷射FEL發射之輻射通常在其由微影裝置LA1接收之前在反射元件(例如，鏡)處經歷若干反射。當來自自由電子雷射之輻射在反射元件處經歷反射時，該輻射之偏振可予以變更。因此，由微影裝置LA1接收之分支輻射光束B1之偏振可不同於自自由電子雷射FEL發射之輻射之偏振。
自自由電子雷射FEL發射之輻射之偏振取決於形成自由電子雷射FEL之部分的波盪器24之幾何形狀。詳言之，自自由電子雷射FEL發射之輻射之偏振取決於波盪器24中之因數A(其呈現於方程式1中)。在一些實施例中，波盪器24為螺旋狀波盪器。若波盪器24為螺旋狀波盪器，則因數A可大約等於1且波盪器可發射經圓形偏振之輻射。如上文所解釋，可需要向微影裝置LA1提供經圓形偏振之分支輻射光束B1。 然而，在自由電子雷射FEL發射圓形偏振輻射之實施例中，由反射元件沿著分支輻射光束B1自自由電子雷射FEL至微影裝置LA1之光學路徑造成的輻射之偏振改變可引起提供至微影裝置LA1之分支輻射光束B1未經圓形偏振。舉例而言，分支輻射光束B1沿著其自自由電子雷射FEL至微影裝置LA1之光學路徑之偏振改變可引起分支輻射光束B1在其被提供至微影裝置LA1時經橢圓形偏振。
因此，可需要組態微影系統LS11使得提供至微影裝置LA1之分支輻射光束B1實質上圓形偏振。
圖97A及圖97B為微影系統LS11"之實施例之一部分的示意性說明。微影系統LS11"包含一包含自由電子雷射FEL之輻射源SO、一光束傳遞系統BDS及一微影裝置LA1。在圖97A及圖97B之說明中，展示形成自自由電子雷射FEL傳播至微影裝置LA1的單一分支輻射光束B1之輻射之光學路徑。然而，應瞭解，微影系統LS11"可包括比圖97A及圖97B所展示之微影裝置多的微影裝置且可產生比圖97A及圖97B所展示之分支輻射光束多的分支輻射光束。舉例而言，自輻射源SO發 射之主輻射光束B之部分可分裂以形成其他分支輻射光束，該等其他分支輻射光束可沿著其他光學路徑(圖中未繪示)而引導至其他微影裝置(圖中未繪示)。
圖97A及圖97B各自描繪自自由電子雷射FEL至微影裝置LA1之分支輻射光束B1的同一光學路徑。遍及圖97A及圖97B使用一致笛卡爾座標系統，且在該等圖中每一者中用經標註軸線來展示該一致笛卡爾座標系統。圖97A展示如投影至y-z平面中之微影系統LS11"之部分，且圖97B展示如投影至x-y平面中之微影系統LS11"之部分。
分支輻射光束B1係自自由電子雷射FEL經由四個反射元件M1至M4及一彎曲光學件4005而引導至微影裝置LA1。在圖97A至圖97B所描繪之實施例中，彎曲光學件4005包含四個反射元件4005a至4005d。 因此，分支輻射光束B1在其於微影裝置LA1處被接收之前經歷八次反射。在其他實施例中，分支輻射光束可在其於自由電子雷射FEL與微影裝置LA1之間的光學路徑上經歷少於八次或多於八次之反射。
當偏振輻射在反射元件處經歷反射時，其可被認為由經p偏振分量及經s偏振分量形成。經p偏振分量為偏振方向平行於入射平面的輻射光束之分量，且經s偏振分量為偏振方向垂直於入射平面的輻射光束之分量。入射平面為入射於反射元件上之輻射光束及自反射元件反射之輻射光束兩者所處於的平面。
在圖97A至圖97B所描繪之實施例中，自由電子雷射FEL包括平面波盪器。一平面波盪器中，因數A大約等於2，且發射線性偏振輻射。自平面波盪器發射之輻射之線性偏振之定向取決於在波盪器中產生週期性磁場的波盪器磁體4003之定向。如自圖97B最好地看到，波盪器磁體4003處於與x軸形成偏振角αp之偏振平面4004中。自自由電子雷射FEL發射之輻射光束B之線性偏振的平面為偏振平面4004。因此，輻射光束B之線性偏振與x軸形成偏振角αp。實務上，自由電子雷 射FEL可包括比圖97A及圖97B所展示之磁體多的磁體4003。
輻射光束B最初入射於第一反射元件M1上。第一反射元件M1經定向成使得第一反射元件處之入射平面與x軸形成角度β1。自圖97B可看出，偏振平面4004與第一反射元件M1處之入射平面之間的角度為αp+β1。偏振平面4004與第一反射元件M1處之入射平面之間的角度αp+β1可為大約45°。在圖97A及圖97B所描繪之實施例中，偏振角度αp為大約15°且角度β1為大約30°。因此，角度αp+β1為大約45°。因為偏振平面4004與第一反射元件M1處之入射平面之間的角度αp+β1為45°，所以入射於第一反射元件M1上之經s偏振分量及經p偏振分量具有相同量值。因為入射於第一反射元件M1上之輻射經線性偏振，所以經s偏振分量與經p偏振分量彼此同相。
在反射元件處之反射期間，經s偏振分量與經p偏振分量之間的相位差可改變。在反射元件處之反射期間發生的經s偏振分量與經p偏振分量之間的相位差之改變可被稱作相位阻滯ε。在反射元件處之反射期間發生的相位阻滯ε取決於反射元件之複合折射率且取決於反射元件與入射輻射之相對定向。圖98為反射元件4011處之輻射光束之反射之實例的示意性說明。入射輻射光束Bi入射於反射元件4011上，其引起經反射輻射光束Br自反射元件4011反射。入射輻射光束Bi與反射元件4011之表面形成掠射角Ω。圖98亦展示入射輻射光束Bi及經反射輻射光束Br兩者所處於的入射平面4013。經s偏振分量及經p偏振分量分別被描繪為垂直於及平行於入射平面4013。
圖99為作為入射於反射元件4011上之輻射之掠射角Ω之函數的在反射元件4011處發生的經s偏振分量與經p偏振分量之間的相位阻滯ε(以度為單位)之表示。相位阻滯ε在圖99中係用被標註為4021之實線來描繪。圖99亦展示歸因於反射元件4021處之吸收之輻射之百分比損耗。關於經p偏振分量之吸收損耗係用被標註為4023之虛線來描繪。 關於經s偏振分量之吸收損耗係用被標註為4025之點線來描繪。圖99中之值係針對複合物折射率為0.87至0.017i的反射元件4011來演算。 此複合折射率值表示經組態以反射處於掠入射角之輻射之鏡。在一實施例中，反射元件可為經組態以用於反射EUV輻射的經塗覆有釕之鏡。在大約13.5奈米之波長下之此鏡之折射率可為大約0.87至0.017i(與用以執行圖99所展示之演算一樣)。
在替代實施例中，反射元件可塗覆有除了釕以外的材料。舉例而言，反射元件可塗覆有鉬。塗覆有鉬之反射元件可造成相似於圖99所展示之相位阻滯的相位阻滯。在替代實施例中，反射元件可塗覆有鉑、鋨、銥、金、鋯、鈮或鎳。然而，塗覆有鉑、鋨、銥、金、鋯、鈮或鎳之反射元件可造成比圖99所展示之相位阻滯小的相位阻滯。
自圖99可看出，經s偏振分量及經p偏振分量兩者之吸收損耗隨著掠射角Ω增加而增加。在一些情況下，因此，將反射元件配置成使得掠射角Ω相對小係有利的。自圖99亦可看出，在相對小掠射角Ω(例如，小於大約10°之掠射角)下，相位阻滯ε與掠射角Ω大約成比例。在圖99所展示之實例中，針對小於約10°之掠射角，相位阻滯ε等於大約0.92Ω(以每度之度單位)。
再次參看圖97A及圖97B，經線性偏振輻射光束B入射於第一反射元件M1上使得經s偏振分量與經p偏振分量具有相同量值。如上文參看圖98及圖99所解釋，來自第一反射元件M1之反射將造成經S偏振分量與經p偏振分量之間的相移。舉例而言，第一反射元件M1處之反射可引入大約等於第一反射元件M1處之掠射角Ω的經s偏振分量與經p偏振分量之間的相位差。因為自第一反射元件M1反射之輻射具有彼此不同相之垂直線性偏振分量，所以反射輻射不再經線性偏振。取而代之，自第一反射元件M1反射之輻射經橢圓形偏振。
橢圓形偏振之特徵在於由輻射之電場向量描繪出之橢圓。圖100 為輻射光束之若干不同偏振狀態的表示。圖100之水平軸線及垂直軸線表示垂直於輻射光束之傳播方向而延伸之方向。圖100上所標繪之形狀表示輻射光束之電場向量在不同偏振狀態中描繪出之形狀。舉例而言，圖100所展示之點線4030表示電場向量被限於一平面中之線性偏振狀態。點線4032及虛線4034表示電場向量描繪出橢圓之兩個橢圓形偏振狀態。實線4036表示電場向量描繪出圓圈之圓形偏振狀態。
偏振狀態可用由如下方程式給出之偏振對比度C來定量：
Figure TWI676083B_D0011
其中I max 為圍繞輻射光束之中心軸線在不同角度下之電場向量之最大強度，且I min 為圍繞輻射光束之中心軸線在不同角度下之電場向量之最小強度。亦即，若輻射光束待入射於理想偏振器上且該理想偏振器待旋轉達360°，則I max 及I min 為將由偏振器在其旋轉期間透射的輻射之最大強度及最小強度。圖100展示針對橢圓形偏振狀態4032之電場向量之最大強度I max 及電場之最小強度I min 。
對於圖100所描繪之線性偏振狀態4030，I min =0且因此偏振對比度C為1。對於圖100所描繪之圓形偏振狀態4036，I min =I max 且因此偏振對比度C為0。如上文所描述，當在經s偏振分量與經p偏振分量之間不存在相位阻滯時出現線性偏振狀態。當在經s偏振分量與經p偏振分量之間存在為90°之相位阻滯ε時出現圓形偏振狀態。當在經s偏振分量與經p偏振分量之間存在大於1之阻滯ε時出現橢圓形偏振狀態。當在經s偏振分量與經p偏振分量之間存在為45°之相位阻滯ε時出現圖100所展示的橢圓形偏振狀態4032。當在經s偏振分量與經p偏振分量之間存在為75°之相位阻滯ε時出現圖100所展示的橢圓形偏振狀態4034。
一般而言，若經偏振輻射光束之經s偏振分量及經p偏振分量具有相等量值，則偏振對比度C根據方程式16係與經s偏振分量及經p偏振 分量之間的相位阻滯ε有關。
C=|cos ε| (16)
再次參看圖97A及圖97B，自第一反射元件M1反射之輻射經橢圓形偏振，且因此具有小於1之偏振對比度C。因此，第一反射元件M1用以減低在第一反射元件M1處反射的輻射之偏振對比度C。
自第一反射元件M1反射之輻射入射於第二反射元件M2上。第二反射元件M2經定向成使得(與入射於第一反射元件上之輻射相似地)第二反射元件M2處之入射平面與x軸形成角度β1。因此，第二反射元件M2處之入射平面係處於與第一反射元件M1處之入射平面同一個平面中。第一反射元件M1與第二反射元件M2處之入射平面之間的此對應性意謂第一反射元件M1處之經s偏振分量及經p偏振分量對應於第二反射元件M2處之經s偏振分量及經p偏振分量。因此，入射於第二反射元件M2上之經s偏振分量及經p偏振分量在其間具有等於在第一反射元件M1處之經s偏振分量與經p偏振分量之間所引入的相位差的相位差。
在第二反射元件M2處之輻射之反射期間，發生經s偏振分量與經p偏振分量之間的另一相位阻滯ε。在第二反射元件M2處引起的相位阻滯ε取決於供輻射入射於第二反射元件M2上之掠射角Ω。第二反射元件M2之複合折射率可使得在第二反射元件M2處引起的相位阻滯ε大約等於第二反射元件M2處之掠射角Ω。因為第二反射元件M2處之經s偏振分量及經p偏振分量對應於第一反射元件M1處之經s偏振分量及經p偏振分量，所以在第二反射元件M2處引起的相位阻滯ε進一步增加經s偏振分量與經p偏振分量之間的相位差。因此，第二反射元件M2用以進一步減低由其反射之輻射之偏振對比度C。
自第二反射元件M2反射之輻射入射於第三反射元件M3上。第三反射元件M3經定向成使得第三反射元件M3處之入射平面於x軸形成 角度β2。在圖97A至圖97B所展示之實施例中，第三反射元件M3處之入射平面垂直於第一反射元件M1處之入射平面且垂直於第二反射元件M2處之入射平面。因此，角度β1及β2之總和為大約90°。如上文所描述，角度β1為大約30°且偏振角度αp為大約15°。因此，角度β2為大約60°且第三反射元件M3處之入射平面於偏振角度αp之間的角度β2-αp為大約45°。
因為第三反射元件M3處之入射平面垂直於第一反射元件M1及第二反射元件M2處之入射平面，所以第三反射元件M3處之經s偏振分量及經p偏振分量相對於第一反射元件M1及第二反射元件M2處之經s偏振分量及經p偏振分量被調換。亦即，第三反射元件M3處之經s偏振分量對應於第一反射元件M1及第二反射元件M2處之經p偏振分量，且第三反射元件M3處之經p偏振分量對應於第一反射元件M1及第二反射元件M2處之經s偏振分量。因此，在第三反射元件M3處發生的相位阻滯ε在與第一反射元件M1及第二反射元件M2處發生的相位阻滯ε相反的方向上起作用。因此，第三光學元件M3處之反射用以減低引入於第一反射元件M1及第二反射元件M2處之經s偏振分量與經p偏振分量之間的相位差。因此，第三反射元件M3處之反射用以增加由其反射之輻射之偏振對比度C。
自第三反射元件M3反射之輻射入射於第四反射元件M4上。第四反射元件M4經定向成使得第四反射元件處之入射平面處於與第三反射元件M3處之入射平面同一個平面中。因此，第四反射元件M4處之入射平面與x軸形成角度β2。因為第四反射元件M4處之入射平面處於與第三反射元件M3處之入射平面同一個平面中，所以第三反射元件M3處之經s偏振分量及經p偏振分量對應於第四反射元件M4處之經s偏振分量及經p偏振分量。因此，在第四反射元件M4處發生的相位阻滯ε在與第三反射元件M3處之方向相同的方向上且在與第一反射元件 M1及第二反射元件M2處之方向相反的方向上起作用。
在圖97A及圖97B之實施例中，第一反射元件M1及第二反射元件M2處之掠射角Ω之總和大約等於第三反射元件M3及第四反射元件M4處之掠射角Ω之總和。如上文所解釋，對於小掠射角Ω下之反射，在反射期間發生的相位阻滯ε係與掠射角Ω大約成比例。因此，在第一反射元件M1及第二反射元件M2處發生的經組合相位阻滯ε大約等於在第三反射元件M3及第四反射元件M4處發生的經組合相位阻滯ε且與在第三反射元件M3及第四反射元件M4處發生的經組合相位阻滯ε相反。亦即，第一反射元件M1及第二反射元件M2處之反射用以減低輻射之偏振對比度C，且第三反射元件M3及第四反射元件M4處之反射用以增加輻射之偏振對比度C達大約相等量。因此，自第四反射元件M4反射之輻射之偏振係與入射於第一反射元件M1上之輻射之偏振大約相同。
自第四反射元件M4反射之輻射入射於彎曲光學件4005上。彎曲光學件4005包含四個反射元件4005a至4005d，該四個反射元件4005a至4005d一起用以使分支輻射光束B1彎曲且將其引導至微影裝置LA1。形成彎曲光學件4005之反射元件4005a至4005d中每一者處的掠射角Ω之總和為大約45°，其使分支輻射光束B1待由彎曲光學件4005彎曲達大約90°之角度。
自圖97B可看出，形成彎曲光學件4005之反射元件4005a至4005d中每一者處的入射平面與x軸形成角度β2，且處於與第三反射元件M3及第四反射元件M4處之入射平面同一個平面中。因此，形成彎曲光學件4005之反射元件4005a至4005d處之s分量及p分量對應於第三反射元件M3及第四反射元件M4處之s分量及p分量。因此，反射元件4005a至4005d處之每一反射造成在與由第三反射元件M3及第四反射元件M4處之反射造成的相位阻滯ε相同的方向上起作用之相位阻滯ε。由 反射元件4005a至4005d中每一者處之反射造成的相位阻滯ε可(例如)大約等於供輻射入射於每一反射元件4005a至4005d上之掠射角Ω。因為形成彎曲光學件4005之反射元件4005a至4005d中每一者處的掠射角Ω之總和為大約45°，則藉由彎曲光學件造成的相位阻滯ε可為大約45°。因此，自彎曲光學件4005輸出且提供至微影裝置LA1之分支輻射光束B1具有彼此異相大約45°之垂直偏振分量。因此，彎曲光學件4005用以減低分支輻射光束B1之偏振對比度C且引起提供至微影裝置LA1之橢圓形偏振輻射。
如上文所描述，自由電子雷射FEL發射具有為大約1之偏振對比度C的線性偏振輻射。自自由電子雷射FEL發射之輻射之至少一些係由第一反射元件M1及第二反射元件M2反射，此造成用以減低由其反射之輻射之偏振對比度C的相位阻滯ε。由第一反射元件M1及第二反射元件M2反射之輻射入射於第三反射元件M3及第四反射元件M4上，此造成用以增加由其反射之輻射之偏振對比度C的相位阻滯ε。由第一反射元件M1及第二反射元件M2之反射引起的偏振對比度C之減低大約等於由第三反射元件M3及第四反射元件M4之反射引起的偏振對比度C之增加，使得自第四反射元件M4反射之輻射實質上線性偏振且具有為大約1之偏振對比度C。彎曲光學件4005造成為大約45°的用以減低由其反射之輻射之偏振對比度C的相位阻滯ε。第一反射元件M1、第二反射元件M2、第三反射元件M3及第四反射元件M4以及彎曲光學件4005一起形成將輻射自自由電子雷射FEL引導至微影裝置LA1之光束傳遞系統BDS。形成光束傳遞系統BDS之反射元件變更輻射之偏振狀態使得提供至微影裝置LA1的分支輻射光束B1之偏振對比度C小於自自由電子雷射FEL發射的輻射光束B之偏振對比度C。
在圖97A至圖97B所描繪之實施例中，輻射在其自自由電子雷射FEL至微影裝置LA1之光學路徑上被反射所處的反射元件經配置成使 得該等反射元件處之入射平面與x軸形成為β1或β2之角度。包含第一反射元件M1及第二反射元件M2的反射元件之第一群組經配置成使得反射元件之該第一群組處之入射平面與x軸形成角度β1。包含第三反射元件M3及第四反射元件M4以及形成彎曲光學件4005之反射元件4005a至4005d的反射元件之第二群組經配置成使得反射元件之該第二群組處之入射平面與x軸形成角度β2。偏振平面4004係相對於x軸而配置(以偏振角度αp)使得反射元件中每一者處之入射平面之間的角度為大約45°。反射元件之第一群組經定向成使得每一反射元件處之入射平面係以相對於偏振平面4004成角度+45°而定向，且反射元件之第二群組經定向成使得每一反射元件處之入射平面係以相對於偏振平面4004成-45°之角度而定向。
將反射元件中每一者配置成使得入射平面相對於偏振平面4004形成+45°或-45°之角度意謂：入射於反射元件中每一者上之經s偏振分量及經p偏振分量在反射元件中每一者處具有大約相同量值。如上文所解釋，反射元件之第一群組造成在第一方向上之相位阻滯ε，且反射元件之第二群組造成在第二對置方向上之相位阻滯。由於自自由電子雷射FEL至微影裝置之輻射之光學路徑上的反射元件中每一者處之反射而發生的總相位阻滯ε等於藉由光學元件之第一群組處之反射造成的相位阻滯ε與藉由光學元件之第二群組處之反射造成的相位阻滯ε之間的差。
在上文參看圖97A及圖97B所描述之實例中，反射元件之第一群組處之相位阻滯ε與反射元件之第二群組處之相位阻滯ε之間的差為大約45°。因為自自由電子雷射FEL發射之輻射經線性偏振，所以此情形引起提供至微影裝置LA1之經橢圓形偏振輻射。對於一些應用，需要將實質上圓形偏振之分支輻射光束B1提供至微影裝置LA1。此可(例如)藉由將較大數目個反射元件提供於反射元件之第二群組中使得自 自由電子雷射FEL而引導至微影裝置之輻射在具有經配置成相對於偏振平面4004成大約-45°的入射平面之反射元件處經歷較大數目個反射來達成。增加輻射在具有經配置成相對於偏振平面4004成大約-45°的入射平面之反射元件處經歷的反射之數目將會增加沿著該輻射之光學路徑而發生的總相位阻滯ε。舉例而言，輻射在具有經配置成相對於偏振平面4004成大約-45°的入射平面之反射元件處經歷的反射之數目可增加成使得沿著該輻射之光學路徑而發生的總相位阻滯ε接近90°。 在此實施例中，由微影裝置接收之輻射實質上圓形偏振。
另外或替代地，沿著自自由電子雷射FEL至微影裝置LA1之輻射之光學路徑而發生的總相位阻滯ε可藉由增加形成反射元件之第二群組的反射元件處之掠射角Ω而增加。如參看圖99所描述，在小掠射角下，相位阻滯ε係與掠射角Ω大約成比例。因此，增加反射元件處之掠射角Ω可增加反射元件處所發生之相位阻滯ε。然而，自圖99可看出，相位阻滯ε僅隨著遍及有限掠射角範圍(例如，小於大約20°之掠射角)之掠射角Ω之增加而增加，且掠射角Ω之增加超出有限範圍會造成相位阻滯ε之減低。因此，可存在關於可藉由增加掠射角Ω而將相位阻滯ε增加多少之限制。此外，自圖99亦可看出，反射元件處之輻射之百分比吸收隨著掠射角Ω之增加而增加。因此，增加掠射角Ω以便增加相位阻滯ε將會增加反射元件處之輻射之吸收，且因此增加對沿著自自由電子雷射FEL至微影裝置LA1之輻射之光學路徑之吸收不再可用的輻射之量。
圖97A及圖97B所描繪的自自由電子雷射FEL至微影裝置LA1之輻射之光學路徑僅僅作為一實例而呈現，以便輔助理解藉由來自一系列反射元件之反射而造成的偏振改變。實務上，微影系統LS11可包括比圖97A及圖97B所展示之反射元件多或少的反射元件，且該等反射元件可以與圖97A及圖97B所展示之定向不同的方式予以定向。舉例而 言，已遍及該描述而描述且已在圖中描繪的反射元件及反射元件之配置中任一者可形成自自由電子雷射FEL至微影裝置之輻射之光學路徑的部分。
一般而言，包含複數個反射元件之光束傳遞系統經配置以自自由電子雷射接收輻射且將至少一些輻射引導至微影裝置。反射元件經配置成使得由於來自反射元件之反射而發生的輻射之偏振之變更用以減低偏振對比度C，使得由微影裝置LA1接收之輻射之偏振對比度C小於自自由電子雷射FEL發射之輻射之偏振對比度C。在一些實施例中，反射元件可經配置成使得自自由電子雷射FEL發射之輻射之偏振及由於來自光束傳遞系統之反射元件之反射而發生的偏振改變係使得提供至微影裝置之分支輻射光束B1實質上圓形偏振。
應瞭解，雖然形成光束傳遞系統之反射元件中之一或多者可用以增加自該一或多個反射元件反射的輻射之偏振對比度C，但光束傳遞系統之淨效應為減低其自自由電子雷射FEL至微影裝置LA1之路徑上的輻射之偏振對比度C。
在一些實施例中，自由電子雷射FEL發射偏振處於偏振平面4004中的線性偏振輻射。經組態以將由自由電子雷射FEL發射之至少一些輻射引導至微影裝置LA1的光束傳遞系統可包含反射元件之第一群組及反射元件之第二群組。反射元件之第一群組各自經定向成使得每一反射元件處之輻射之反射界定與偏振平面4004形成大約+45°之角度的入射平面。反射元件之第二群組各自經定向成使得每一反射元件處之輻射之反射界定與偏振平面4004形成大約-45°之角度的入射平面。形成反射元件之第一群組的反射元件處之輻射之反射造成在第一方向上起作用之相位阻滯ε。形成反射元件之第二群組的反射元件處之輻射之反射造成在第二對置方向上起作用之相位阻滯ε。藉由光束傳遞系統造成的總相位阻滯ε等於在反射元件之第一群組處發生的相位阻滯ε 與反射元件之第二群組處發生的相位阻滯ε之間的差。反射元件之第一群組及反射元件之第二群組可經定向成使得藉由光束傳遞系統造成的總相位阻滯ε引起具有所要偏振之分支輻射光束B1。舉例而言，藉由光束傳遞系統造成的總相位阻滯ε可為大約90°，藉此引起經圓形偏振之分支輻射光束B1。
在其他實施例中，藉由光束傳遞系統造成的總相位阻滯ε可小於90°。舉例而言，藉由光束傳遞系統造成的總相位阻滯ε可使得橢圓形偏振輻射經提供至微影裝置LA1。提供至微影裝置LA1之橢圓形偏振輻射可具有相對低偏振對比度C，且具有比自自由電子雷射FEL發射之輻射低的偏振對比度C。
在已在上文所描述之實施例中，輻射在光束傳遞系統之反射元件處之反射造成輻射在其在自由電子雷射FEL與微影裝置LA1之間的光學路徑上之偏振對比度C的減低。此情形可(例如)允許實質上圓形偏振或橢圓形偏振之分支輻射光束B1待由自自由電子雷射FEL發射的經線性偏振輻射光束形成。因此，具有發射線性偏振輻射的平面波盪器之自由電子雷射FEL可用作用於微影系統LS11之輻射源SO之部分，其中圓形或橢圓形偏振輻射被提供至該微影系統LS11中之一或多個微影裝置。
舉例而言，相比於使用具有螺旋狀波盪器之自由電子雷射FEL，使用在用於微影系統LS11之輻射源SO中具有平面波盪器的自由電子雷射FEL可有利。螺旋狀波盪器之設計相比於平面波盪器之設計通常更複雜。其中舉例而言，在螺旋狀波盪器中，磁體可圍繞電子射束傳播之光束管之圓周的一大部分而定位。此情形可提供可供定位波盪器之其他組件之有限空間。舉例而言，波盪器可包括諸如用於維持光束管中之真空之真空泵之組件，及/或經組態以管理波盪器中之熱條件之組件。因此，螺旋狀波盪器中之組件之定位可呈現顯著工程挑戰。 相比於螺旋狀波盪器，平面波盪器中之磁體可定位於單一偏振平面4003中，如(例如)圖97B所展示。此情形可提供圍繞可供定位波盪器之其他組件之光束管之剩餘圓周的空間。另外或替代地，波盪器中之磁體之定位及間隔在螺旋狀波盪器中相比於在平面波盪器中可更關鍵及/或更有問題。因此，相比於螺旋狀波盪器，可簡化平面波盪器之設計及設置。因此，反射元件經組態以減低輻射於其自自由電子雷射至微影裝置之光學路徑上的偏振對比度C的光束傳遞系統可尤其有利，此係因為其允許使用平面波盪器，同時仍向微影裝置提供圓形偏振輻射或橢圓形偏振輻射。
如已在上文參看微影系統LS11之各種實施例所描述，由微影裝置LA1接收之分支輻射光束B1可在其自自由電子雷射FEL至微影裝置LA1之光學路徑上之反射元件處經歷若干反射，且可經歷比圖97A至圖97C所描繪之實施例所展示之反射多的反射。現在將僅藉由實例來描述輻射可在自由電子雷射FEL與微影系統LS11之一實施例中之微影裝置之間傳播所沿著的實例光學路徑。
在一實施例中，自由電子雷射FEL發射在偏振平面4004中經線性偏振之主輻射光束B。主輻射光束B最初入射於分離鏡(例如，圖47所展示之反射第一光學元件1520)上，該分離鏡經組態以將主輻射光束B與亦可自自由電子雷射FEL發射的伽瑪輻射及/或中子分離。主輻射光束B以為大約2°之掠射角Ω入射於分離鏡上。
自分離鏡反射之主輻射光束B入射於兩個反射光柵(例如，圖10所展示之鏡90、圖11所展示之鏡100及/或圖13所展示之鏡110)上，該兩個反射光柵經組態以將主輻射光束B分裂成複數個分支輻射光束。 反射光柵經定向成使得其平行於偏振平面或垂直於偏振平面使得入射於該等光柵上之輻射僅由經p偏振分量或經s偏振分量組成。反射光柵之此定向可實質上不會導致相位阻滯ε被引入於光柵處。雖然可使用 反射光柵之替代定向，但垂直於偏振平面或平行於偏振平面之定向可縮減反射光柵對自該光柵反射的輻射之偏振之影響。因此，此配置可簡化光束傳遞系統之設計。
自光柵反射之分支輻射光束入射於兩個塑形鏡上。該等塑形鏡中之一者具有凹形形狀且該等塑形鏡中之另一者具有凸形形狀。塑形鏡經組態以變更自光柵反射之分支輻射光束之橫截面形狀。舉例而言，自光柵接收之分支輻射光束可具有橢圓形橫截面。塑形鏡可變更分支輻射光束之橫截面形狀使得在自塑形鏡之反射之後，該分支輻射光束具有實質上圓形橫截面。塑形鏡可(例如)相似於圖74所展示之第一光學元件2632及第二光學元件2633。雖然第一光學元件2632及第二光學元件2633在圖74中被展示為在將主輻射光束B分裂成分支輻射光束之前塑形主輻射光束B，但應瞭解，相似光學元件可用以在分支輻射光束已自主輻射光束分裂之後來塑形該分支輻射光束。分支輻射光束可以為大約3°之掠射角Ω入射於塑形鏡中每一者上。在一替代實施例中，塑形鏡可經圓柱形地塑形使得其僅在單一方向上彎曲(相對於在兩個方向上彎曲之凹形鏡或凸形鏡)。在此實施例中，可在四個塑形鏡處反射分支輻射光束。然而，相比於在兩個塑形鏡處反射分支輻射光束，在四個塑形鏡處反射分支輻射光束可引起歸因於吸收之輻射之較大損耗。另外，在四個塑形鏡處反射分支輻射光束可引起塑形鏡處之總相位阻滯ε等於零，而在兩個塑形鏡處反射分支輻射光束可引起塑形鏡處之總相位阻滯ε大於零。
自塑形鏡反射之分支輻射光束入射於兩個操控鏡上，該兩個操控鏡可操作以控制自該等操控鏡反射的分支輻射光束之位置及方向。操控鏡可(例如)相似於圖88所展示之掠入射操控鏡3311。分支輻射光束可以為大約3°之掠射角Ω入射於操控鏡中每一者上。
自操控鏡反射之分支輻射光束入射於彎曲光學件(例如，圖97A 至圖97C所展示之彎曲光學件4005)上。彎曲光學件包含經組態以使分支輻射光束彎曲達大約90°之複數個反射元件。分支輻射光束入射於彎曲光學件之反射元件中每一者上之掠射角Ω取決於形成彎曲光學件之反射元件之數目。舉例而言，若形成彎曲光學件之反射元件之數目減低，則每一反射元件使分支輻射光束偏轉所經由之角度增加以便使分支輻射光束彎曲達90°。
如上文參看圖99所描述，在反射期間發生的輻射之吸收損耗隨著掠射角Ω增加而增加。因此，減低每一反射元件處之掠射角Ω以便減低每一反射元件處之輻射之吸收損耗可有利。然而，若減低每一反射元件處之掠射角Ω，則增加為使分支輻射光束彎曲達90°所需之反射元件之數目。
因為彎曲光學件使分支輻射光束彎曲達90°，所以彎曲光學件之每一反射元件處之掠射角Ω之總和為大約45°。
自彎曲光學件反射之分支輻射光束入射於兩個可變衰減鏡上。舉例而言，分支輻射可入射於圖70a所展示的衰減裝置2519之第一鏡2520及第二鏡2521上。可變衰減鏡經組態以可控制地使分支輻射光束衰減使得分支輻射光束之強度可受控制。分支輻射光束可以為大約5°之掠射角Ω入射於可變衰減鏡中每一者上。
自可變衰減鏡反射之分支輻射光束入射於渥特收集器(例如，圖88及圖89所展示之渥特收集器3310或3320)上。分支輻射光束在渥特收集器處經歷兩次反射。每一反射時之掠射角Ω之總和可為大約14°。自渥特收集器輸出之輻射被提供至微影裝置。
在上文所描述的輻射自自由電子雷射FEL至微影裝置之實例光學路徑期間，輻射經歷之每一反射時之掠射角Ω之總和為大約72°。如上文參看圖99所描述，在小掠射角Ω下之反射期間發生的相位阻滯ε可大約等於掠射角Ω。在一實施例中，沿著輻射之光學路徑之反射元 件中每一者可經定向成使得該等反射元件中每一者處之入射平面與偏振平面4004形成大約45°之角度。在此實施例中，沿著輻射自自由電子雷射FEL至微影裝置之光學路徑造成的相位阻滯ε為大約72°，且在微影裝置處所接收之輻射經橢圓形偏振。因為自自由電子雷射FEL發射之輻射經線性偏振(且因此具有為1之偏振對比度C)，所以輻射沿著其至微影裝置之光學路徑之反射用以減低該輻射之偏振對比度C。提供至微影裝置之分支輻射光束之偏振對比度C為大約0.3。
在一些實施例中，可需要向微影裝置提供具有小於對比度臨限值之偏振對比度C之分支輻射光束。舉例而言，可需要向微影裝置提供具有小於大約0.1之偏振對比度C之分支輻射光束。小於大約0.1之偏振對比度C對應於具有在大約84°與96°之間的相位阻滯ε之輻射光束。在其他實施例中，對比度臨限值可大於或小於0.1。
在上文所描述之實施例中，提供至微影裝置之分支輻射光束之偏振對比度C為大約0.3。如上文所描述，對於一些應用，可需要提供具有小於0.3之偏振對比度C之分支輻射光束。舉例而言，可需要提供具有小於0.1之偏振對比度C之分支輻射光束。為了進一步減低分支輻射光束之偏振對比度C，可增加供反射分支輻射光束之反射元件之數目，且額外反射元件可經組態以增加分支輻射光束之相位阻滯。另外或替代地，可增加反射元件中之一或多者處之掠射角Ω以便增加該一或多個反射元件處發生的相位阻滯。然而，增加供反射分支輻射光束之反射元件之數目及/或增加反射元件中之一或多者處之掠射角Ω可增加反射元件處所吸收之輻射之量。此外，改變供反射分支輻射光束之反射元件之數目及/或定向可變更分支輻射光束經引導至之位置及/或分支輻射光束之傳播方向。因此，改變反射元件之數目及/或定向可需要改變微影裝置之位置及/或定向使得其接收分支輻射光束。應瞭解，在包含複數個微影裝置之微影系統中，改變微影裝置之位置及/ 或定向可有問題。
在一替代實施例中，可藉由控制自自由電子雷射FEL輸出之主輻射光束之偏振來控制提供至微影裝置之分支輻射光束之偏振。舉例而言，自由電子雷射FEL可輸出經橢圓形偏振且具有大約18°之相位阻滯之主輻射光束。如上文所描述，反射元件處之輻射光束之反射造成為72°之相位阻滯。因此，自自由電子雷射輸出之主輻射光束之相位阻滯與由反射元件處之反射造成的相位阻滯之組合引起具有大約90°之相位阻滯之實質上圓形偏振分支輻射光束。
一般而言，可在由包含複數個反射元件之光束傳遞系統造成的偏振改變方面特性化光束傳遞系統。由光束傳遞系統造成的偏振改變可用以判定當被輸入至光束傳遞系統時引起自光束傳遞系統輸出之分支輻射光束具有所要偏振狀態的偏振狀態。
圖101為微影系統LS11之示意性說明。自由電子雷射FEL發射主輻射光束B。光束傳遞系統BDS自自由電子雷射FEL接收主輻射光束B且將分支輻射光束B1引導至微影裝置LA1。分支輻射光束B1包含自自由電子雷射FEL發射之輻射光束B中的至少一些。實務上，微影系統LS11可包含複數個微影裝置，且光束傳遞系統BDS可經組態以將主輻射光束B分裂成複數個分支輻射光束且將其引導至複數個微影裝置。 然而，出於以下論述之目的，僅考慮單一分支輻射光束B1至單一微影裝置LA1之路徑。
在一些實施例中，微影系統LS11可包含輸出經組合以形成主輻射光束B之複數個自由電子雷射FEL。然而，出於以下論述之目的，僅考慮單一自由電子雷射FEL。
可根據瓊斯向量J來描述輻射光束之偏振狀態。瓊斯向量J為描述輻射光束之電場向量之垂直分量之相對振幅及相對相位的二分量複合向量。舉例而言，對於在z方向上傳播之輻射光束，瓊斯向量J可描述 輻射光束之電場向量之x分量及y分量之相對振幅及相對相位。自自由電子雷射FEL發射且經輸入至光束傳遞系統BDS的主輻射光束B之偏振可用輸入瓊斯向量J in 來特性化。藉由光束傳遞系統BDS造成的分支輻射光束B1(相對於主輻射光束B)之偏振改變可用瓊斯矩陣M來特性化。自光束傳遞系統BDS輸出之分支輻射光束B1之偏振可用輸出瓊斯矩陣J out 來特性化。輸出瓊斯矩陣J out 係由方程式16給出。
J out =M J in (16)
為了控制分支輻射光束B1之偏振狀態，可判定瓊斯矩陣M。圖102A為主輻射光束B及分支輻射光束B1之偏振狀態的表示。主輻射光束B具有右旋圓形偏振狀態。光束傳遞系統改變傳播通過其之輻射之偏振以便提供具有經定向之左旋橢圓形偏振狀態之分支輻射光束B1，正如圖102A所展示。在此實例中，傳播通過光束傳遞系統BDS之輻射之偏振對比度C係藉由光束傳遞系統BDS不理想地增加。
藉由光束傳遞系統造成的偏振改變可用以判定光束傳遞系統BDS之瓊斯矩陣M。光束傳遞系統BDS之經判定瓊斯矩陣M可接著用以判定引起具有所要偏振狀態之分支輻射光束B1的主輻射光束B之偏振狀態。舉例而言，可需要提供具有右旋圓形偏振狀態之分支輻射光束B1。可自如下方程式判定引起具有右旋圓形偏振狀態之分支輻射光束B1的主輻射光束B之瓊斯向量J in ：J in =M -1 J out (17)
其中M -1 為光束傳遞系統BDS之瓊斯矩陣M之倒數，且J out 為具有所要偏振狀態之分支輻射光束之瓊斯向量。自自由電子雷射FEL發射之主輻射光束B之偏振狀態可經控制成使得其由藉由方程式17所判定的瓊斯向量J in 來描述使得自光束傳遞系統BDS輸出具有所要偏振狀態之分支輻射光束B1。
在圖102A所展示之實例中，主輻射光束B之右旋圓形偏振狀態改 變成分支輻射光束B1之左旋橢圓形偏振狀態。分支輻射光束B1之所要偏振狀態可(例如)為右旋圓形偏振狀態。藉由判定圖102A之光束傳遞系統BDS之瓊斯矩陣M，可發現，輸入具有左旋橢圓形偏振狀態的具有至光束傳遞系統BDS之特定定向之主輻射光束B會引起具有所要右旋圓形偏振狀態之分支輻射光束B1。圖102B為當具有左旋橢圓形偏振狀態的具有特定定向之主輻射經輸入至光束傳遞系統BDS，藉此引起具有右旋圓形偏振狀態之分支輻射光束B1時的主輻射光束B及分支輻射光束B1之偏振狀態的表示。在圖102B所展示之實例中，有利的是，傳播通過光束傳遞系統BDS之輻射之偏振對比度C係由光束傳遞系統BDS減低。
可藉由使自由電子雷射FEL之波盪器由平面波盪器區段及螺旋狀波盪器區段之組合形成而自自由電子雷射FEL輸出橢圓形偏振狀態，如圖102B所展示。圖103為可用以提供具有橢圓形偏振狀態之主輻射光束B之波盪器24的示意性說明。波盪器24包含電子射束B傳播通過之複數個波盪器區段4024a至4024d。波盪器區段4024a至4024d中之至少一者為螺旋狀波盪器區段，且波盪器區段4024a至4024d中之至少一者為平面波盪器區段。
在一實施例中，第一、第二及第三波盪器區段4024a至4024c為螺旋狀波盪器區段，自該等波盪器區段發射圓形偏振輻射。第四波盪器區段4024d為平面波盪器區段，自該波盪器區段發射線性偏振輻射。 自第一、第二及第三波盪器區段4024a至4024c發射之圓形偏振輻射遞送通過平面波盪器區段4024d。一些圓形偏振輻射可由平面波盪器區段4024d中之電子吸收且被再發射為線性偏振輻射。螺旋狀波盪器區段4024a至4024c及平面波盪器區段4024d之組合引起經橢圓形偏振的輻射光束B自波盪器24發射。
平面波盪器區段4024d包含處於偏振平面中之磁體(圖103中未繪 示)。平面波盪器區段4024d中之偏振平面判定輻射光束B之橢圓形偏振之定向。詳言之，由輻射光束B之電場向量描繪出的橢圓之長軸係與平面波盪器區段4024d中之偏振平面對準。
自波盪器24發射的輻射光束B之偏振對比度C取決於螺旋狀波盪器區段及平面波盪器區段中之輻射之相對增益。通常，波盪器區段中之輻射之增益隨著波盪器區段之長度增加而增加。因此，可藉由控制平面波盪器區段及螺旋狀波盪器區段之相對長度來控制輻射光束B之偏振對比度C。舉例而言，相對於平面波盪器區段4024d之長度增加螺旋狀波盪器區段4024a至4024c之總長度會導致自波盪器24發射之輻射光束B之偏振對比度C的減低。相對於螺旋狀波盪器區段4024a至4024c之總長度增加平面波盪器區段4024d之長度會導致自波盪器24發射之輻射光束B之偏振對比度C的增加。
波盪器24之替代實施例可包括比圖103所展示之波盪器24更多或更少的螺旋狀及/或平面波盪器區段。
已在上文在單一分支輻射光束B1被提供至單一微影裝置LA1之內容背景中描述了圖101所描繪之微影系統LS11。然而，應瞭解，光束傳遞系統BDS可將主輻射光束B分裂成經引導至複數個微影裝置之複數個分支輻射光束。在一些實施例中，可需要向複數個微影裝置提供具有實質上相同偏振狀態之分支輻射光束。在此等實施例中，因此，需要使光束傳遞系統BDS經組態而以實質上相同方式改變分支輻射光束中每一者之偏振狀態。亦即，用於每一分支輻射光束之瓊斯矩陣M實質上相同。此情形允許具有第一偏振狀態之單一主輻射光束B待分裂成經提供至複數個微影裝置且各自具有第二偏振狀態的複數個分支輻射光束。一般而言，第二偏振狀態之偏振對比度C小於第一偏振狀態之偏振對比度C。
已在上文描述了自單一自由電子雷射FEL發射主輻射光束B的微 影系統LS11之實施例。在其他實施例中，主輻射光束B可包含自複數個自由電子雷射FEL發射之輻射，該等輻射經組合以形成主輻射光束B。舉例而言，光學系統40(例如，圖4及圖5所展示之光學系統40)可組合自複數個自由電子雷射FEL接收之複數個輻射光束以形成主輻射光束B。在此實施例中，提供至光束傳遞系統BDS之主輻射光束B之偏振狀態取決於自自由電子雷射FEL中每一者發射之輻射之偏振狀態及可在輻射至主輻射光束B之組合期間發生的輻射之偏振之任何改變。
如已在上文所描述，提供至微影裝置LA1之分支輻射光束B1之偏振狀態取決於主輻射光束B之偏振狀態且取決於輻射在其傳播通過光束傳遞系統BDS時之偏振狀態的任何改變。應瞭解，可使用已在上文參看微影系統LS11之各種實施例所描述的原理以便設計微影系統LS11使得將具有所要偏振狀態之分支輻射光束提供至微影裝置。
圖104為組態微影系統LS11之第一方法的流程圖。在步驟1處，判定分支輻射光束B1之所要偏振狀態。舉例而言，可判定出需要提供經圓形偏振之分支輻射光束B1。
在步驟2處，判定自輻射源輸出之主輻射光束B之偏振狀態。輻射源包含至少一自由電子雷射FEL。舉例而言，輻射源可包含發射輻射光束B之單一自由電子雷射。替代地，輻射源可包含輸出經組合以形成主輻射光束B之複數個自由電子雷射。主輻射光束B可(例如)經線性偏振。替代地，主輻射光束B可經橢圓形偏振。
在步驟3處，判定引起分支輻射光束B1之所要偏振狀態的主輻射光束B之偏振狀態之改變。舉例而言，可判定在應用於主輻射光束B時引起分支輻射光束B1具有所要相位阻滯之相位阻滯。
在步驟4處，傳遞主輻射光束之至少一些輻射以形成分支輻射光束B1的光束傳遞系統BDS經組態成使得該光束傳遞系統BDS造成在步 驟3處所判定之偏振改變。舉例而言，光束傳遞系統BDS之反射元件可包含：反射元件之第一群組，其具有經定向成相對於主輻射光束B之偏振平面成大約+45°之角度的入射平面；及反射元件之第二群組，其具有經定向成相對於偏振平面成大約-45°之角度的入射平面，使得在每一反射元件處經s偏振分量及經p偏振分量具有實質上相同量值。 反射元件之第一群組及第二群組可經定向成使得每一反射元件處之掠射角Ω係使得沿著通過光束傳遞系統BDS之輻射之光學路徑所發生的淨相位阻滯為在步驟3處所判定之相位阻滯。
因此，組態微影系統LS11之第一方法引起經組態以改變主輻射光束之偏振狀態以便提供具有所要偏振之分支輻射光束B1的光束傳遞系統BDS。
圖105為組態微影系統LS11之第二方法的流程圖，其中輻射源經組態以便提供偏振狀態在由光束傳遞系統改變時引起具有所要偏振之分支輻射光束B1的主輻射光束。
在步驟5處，判定分支輻射光束B1之所要偏振狀態。舉例而言，可判定出需要提供經圓形偏振之分支輻射光束B1。
在步驟6處，判定由光束傳遞系統BDS造成的偏振改變。舉例而言，可判定由光束傳遞系統BDS造成的相位阻滯。另外或替代地，可判定描述藉由光束傳遞系統BDS造成的偏振改變之瓊斯矩陣M。舉例而言，理論上可藉由演算藉由光束傳遞系統BDS之每一反射元件造成的偏振改變而判定由光束傳遞系統BDS造成的偏振改變。另外或替代地，可實驗地判定由光束傳遞系統BDS造成的偏振改變。舉例而言，可將已知偏振之輻射光束輸入至光束傳遞系統BDS，且可量測自光束傳遞系統BDS輸出之輻射光束之偏振。可比較輸入光束與輸出光束之偏振以便判定由光束傳遞系統BDS造成的偏振改變。
在步驟7處，判定與步驟6處所判定之偏振改變組合會引起分支 輻射光束B1具有步驟5處所判定之所要偏振的輸入偏振狀態。舉例而言，可反轉且組合步驟6處所判定之光束傳遞系統之瓊斯矩陣M且將該瓊斯矩陣M乘以對應於步驟5處所判定之所要偏振狀態的輸出瓊斯向量J out ，以便根據方程式17判定輸入瓊斯向量J in 。
在步驟8處，輻射源經組態成使得其發射具有步驟7處所判定之輸入偏振狀態的主輻射光束B。輻射源包含至少一自由電子雷射FEL。至少自由電子雷射FEL可包含一起輸出具有經判定輸入偏振狀態之輻射光束之複數個波盪器區段。舉例而言，若經判定輸入偏振狀態為橢圓形偏振狀態，則一或多個螺旋狀波盪器區段可與一或多個平面波盪器區段組合使得自由電子雷射FEL發射經判定橢圓形偏振狀態。
在一實施例中，組態微影系統LS11之第一方法可與組態微影系統LS11之第二方法組合。亦即，輻射源及光束傳遞系統BDS兩者可經組態以便提供具有所要偏振狀態之分支輻射光束B1。
雖然上文已描述將分支輻射光束B1提供至微影裝置LA1之實施例，但可將分支輻射光束B1提供至任何工具。舉例而言，可將分支輻射光束提供至可包含一微影裝置、一光罩檢測裝置之任何微影工具或另一形式之微影工具。因此，已在上文關於向微影裝置提供分支輻射光束而描述的方法及裝置中任一者可等效地用以向任何工具(例如，微影裝置)提供分支輻射光束。
應瞭解，上文關於一實例實施例所描述之特徵可與關於另一實例實施例所描述之特徵組合。舉例而言，雖然已在上文描述數個微影系統LS至LS11，但應瞭解，儘管上文未明確地描述此組合，但一個微影系統之組件亦可供其他微影系統使用。舉例而言，雖然一些微影系統包含一個光束傳遞系統BDS至BDS5，但應瞭解，其他光束傳遞系統可供每一微影系統使用。更通常，應瞭解，一特定實例實施例中 所描述之組件及配置可用於其他實例實施例中。
微影系統之實施例亦可包括一或多個光罩檢測裝置MIA及/或一或多個空中影像量測系統(AIMS)。在一些實施例中，為允許一些冗餘，微影系統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護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」應被解譯為具有可經由藉由粒子加速器之加速而獲得的相對論能量之電子。電子可被認為在其動能比得上或大於其靜止質量能量(511keV)時具有相對論能量。實務上，形成自由電子雷射之部分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之內容背景中描述本發明之實施例。然而，自由電子雷射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。
本文所描述之微影裝置可用於IC之製造中。替代地，本文所描述之微影裝置可具有其他應用。可能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、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。

Claims (28)

  1. 一種供一微影系統內使用之光束分裂(splitting)裝置，其包含：複數個靜態鏡(static mirror)，其各自經組態以自一輻射源接收一第一輻射光束之一不同部分且沿著複數個方向中之一者反射輻射之一各別部分以形成複數個分支輻射光束以提供至兩個或兩個以上微影裝置，其中每一微影裝置經組態以接收該複數個分支輻射光束之一各別者、將該各別分支輻射光束引導至一圖案化器件上並將一各別經圖案化光束投影至一基板上，其中每一微影裝置係與一各別圖案化器件及一各別基板相關聯使得複數個基板之圖案化可藉由該兩個或兩個以上微影裝置並行地(in parallel)執行，其中該輻射源包含一第一自由電子雷射及一第二自由電子雷射，且其中該第一輻射光束係包含來自該第一及第二自由電子雷射中之至少一者之輻射之一複合(composite)輻射光束。
  2. 如請求項1之光束分裂裝置，其中該複數個方向中每一者提供一各別分支光學路徑，每一分支光學路徑係與該等微影裝置中之一各別者相關聯。
  3. 如請求項2之光束分裂裝置，其中至少一分支光學路徑係與該等靜態鏡中之兩者或兩者以上相關聯，使得該複數個分支輻射光束之至少一者包含輻射之該等經反射部分中之複數者。
  4. 如請求項2之光束分裂裝置，其中該等分支光學路徑中每一者係與該等靜態鏡中之各別複數個靜態鏡相關聯，使得每一分支輻射光束包含該等經反射部分中之複數者。
  5. 如請求項1之光束分裂裝置，其中每一靜態鏡經配置以部分地延伸橫越該第一輻射光束。
  6. 如請求項1之光束分裂裝置，其中該複數個靜態鏡中之至少一些經組態以反射該第一輻射光束之一立體區域。
  7. 如請求項2之光束分裂裝置，其中該複數個靜態鏡中之至少兩者或兩者以上包含一反射光柵，其中該反射光柵包含複數個面。
  8. 如請求項7之光束分裂裝置，其中該反射光柵之與該複數個方向之一同一方向相關聯之每一面實質上平行於該反射光柵之一單矽晶體平面而延伸。
  9. 如請求項7之光束分裂裝置，其中該反射光柵為一大尺度光柵(macro-scale grating)。
  10. 如請求項9之光束分裂裝置，其中該等面經配置成使得每一經反射部分之擴展造成與一個分支光學路徑相關聯的至少兩個經反射部分在與該一個分支光學路徑相關聯的該等微影裝置中之該一者處部分地重疊。
  11. 如請求項10之光束分裂裝置，其中該等面經配置成使得該等重疊經反射部分提供具有實質上相同於該第一輻射光束之一強度剖面的一強度剖面之一分支輻射光束。
  12. 如請求項7之光束分裂裝置，其中該反射光柵包含與一第一分支光學路徑相關聯以提供一第一分支輻射光束的第一複數個面；其中該第一複數個面中之每一面經配置以反射該第一輻射光束之一各別部分以形成該第一分支輻射光束之一各別子光束；且其中該第一複數個面經配置成使得若該第一輻射光束之一位置在垂直於該第一輻射光束之一傳播方向的一平面中改變，則由該第一複數個面中之至少一者接收之一功率增加且由該第一複數個面中之至少一者接收之一功率減低。
  13. 如請求項7之光束分裂裝置，其中該反射光柵之該等面在垂直於該第一輻射光束之一傳播方向的至少一方向上具有平移對稱性。
  14. 如請求項7之光束分裂裝置，其中該光束分裂裝置包含擴展及/或平頂成形光學件，且其中該反射光柵安置於該等擴展及/或平頂成形光學件上游。
  15. 如請求項7之光束分裂裝置，其中該反射光柵經配置以自安置於該輻射源與該反射光柵之間的一扁平鏡接收該輻射光束。
  16. 如請求項7之光束分裂裝置，其中該反射光柵係由經蝕刻矽形成。
  17. 如請求項16之光束分裂裝置，其中該反射光柵包含一反射塗層，該反射塗層包含針對一所要波長之掠入射反射率而選擇之一材料或組合物。
  18. 如請求項7之光束分裂裝置，其進一步包含一第二反射光柵，該第二反射光柵經配置以進一步分裂由該反射光柵提供之該等分支輻射光束中之至少一者。
  19. 如請求項1之光束分裂裝置，其進一步包含至少一發散光學元件，該至少一發散光學元件經配置以增加一輻射光束之發散度。
  20. 如請求項19之光束分裂裝置，其進一步包含複數個發散光學元件，該複數個發散光學元件各自經配置以增加該等分支輻射光束中之一各別分支輻射光束之發散度。
  21. 一種光束分裂系統，其包含：一輻射源，其可經組態以產生一主輻射光束，該輻射源包含：一第一自由電子雷射；及一第二自由電子雷射；複數個光學元件，其經組態以：接收來自該第一自由電子雷射之一第一輻射光束及來自該第二自由電子雷射之一第二輻射光束之至少一者；及輸出該主輻射光束；一光束分裂裝置，其經組態以將該主輻射光束分裂成複數個分支輻射光束，其包含：複數個靜態鏡，其各自經組態以：接收該主輻射光束之一不同部分；及沿著複數個方向中之一者反射輻射之一各別部分以形成該等分支輻射光束；及兩個或兩個以上微影裝置，其中每一微影裝置經組態以接收該複數個分支輻射光束之一各別者、將該各別分支輻射光束引導至一圖案化器件上並將一各別經圖案化光束投影至一基板上，其中每一微影裝置係與一各別圖案化器件及一各別基板相關聯使得複數個基板之圖案化可藉由該兩個或兩個以上微影裝置並行地執行。
  22. 如請求項21之系統，其進一步包含用於該等微影裝置中每一者之一各別發散光學元件。
  23. 如請求項22之系統，其中該光束分裂裝置係經組態使得該複數個靜態鏡之至少兩者或兩者以上微影裝置包含一包含複數個面之反射光柵，且其中每一各別發散光學元件係在該反射光柵下游。
  24. 如請求項22之系統，其中該發散光學元件包含一凸形、凹形及/或鞍形掠入射鏡。
  25. 如請求項21之系統，其中該主輻射光束包含EUV輻射。
  26. 如請求項21之系統，其進一步包含一光罩檢測裝置，該光罩檢測裝置經配置以接收來自該光束分裂裝置之該等分支輻射光束中之一者。
  27. 一種光束分裂方法，其包含：使用一輻射源產生一主輻射光束，其中該輻射源包含一第一自由電子雷射及一第二自由電子雷射，其中該主輻射光束係包含來自該第一及第二自由電子雷射中之至少一者之輻射之一複合輻射光束；及將該主輻射光束引導至一光束分裂裝置；其中該光束分裂裝置包含複數個靜態鏡，其各自經組態以接收該主輻射光束之一不同部分並沿著複數個方向中之一者反射輻射之一各別部分以形成複數個分支輻射光束以提供至一第一微影裝置及一第二微影裝置，其中該第一微影裝置及該第二微影裝置各經組態以接收該複數個分支輻射光束之一各別者、將該各別分支輻射光束引導至一圖案化器件上並將一各別經圖案化光束投影至一基板上，其中每一微影裝置係與一各別圖案化器件及一各別基板相關聯使得複數個基板之圖案化可藉由該兩個或兩個以上微影裝置並行地執行。
  28. 如請求項27之方法，其進一步包含：將每一分支輻射光束引導至一各別微影裝置。
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