TWI694747B - 超連續譜輻射源、光學量測系統和對準標記量測系統、微影裝置、及用於產生超連續譜輻射光束之方法 - Google Patents

超連續譜輻射源、光學量測系統和對準標記量測系統、微影裝置、及用於產生超連續譜輻射光束之方法 Download PDF

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Abstract

一種超連續譜輻射源包含：一輻射源、一光學放大器及一非線性光學媒體。該輻射源可操作以產生一脈衝式輻射光束。該光學放大器經組態以接收該脈衝式輻射光束且增加該脈衝式輻射光束之一強度。該非線性光學媒體經組態以接收該經放大脈衝式輻射光束且加寬其光譜以便產生一超連續譜輻射光束。該光學放大器可將一泵浦輻射光束供應至一增益介質，該泵浦輻射光束之一強度係週期性的且具有一泵浦頻率，該泵浦頻率為該脈衝式輻射光束之頻率的整數倍。該光學放大器可僅在該脈衝式輻射光束之脈衝傳播通過一增益介質時才將泵浦能量供應至該增益介質。

Description

超連續譜輻射源、光學量測系統和對準標記量測系統、微影裝置、及用於產生超連續譜輻射光束之方法
本發明係關於一種輻射源。特定而言，本發明係關於一種可形成度量衡系統之部分之輻射源。舉例而言，該輻射源可形成微影裝置內之對準系統或其他位置量測系統之部分。
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)之製造中。微影裝置可例如將圖案化器件(例如光罩)之圖案(亦常常被稱作「設計佈局」或「設計」)投影至提供於基板(例如晶圓)上之輻射敏感材料(抗蝕劑)層上。
隨著半導體製造製程繼續進步，幾十年來，電路元件之尺寸已不斷地縮減，而每器件的諸如電晶體之功能元件之量已在穩固地增加，此遵循通常被稱作「莫耳定律(Moore's law)」之趨勢。為了跟得上莫耳定律，半導體行業正追逐使能夠產生愈來愈小特徵的技術。為了將圖案投影於基板上，微影裝置可使用電磁輻射。此輻射之波長判定經圖案化於基板上之特徵之最小大小。當前在使用中之典型波長為365nm(i線)、248nm、193nm及13.5nm。相比於使用例如具有193nm之波長之輻射的微影裝置，使用具有在4nm至20nm之範圍內之波長(例如6.7nm或13.5nm)之極紫外線(EUV)輻射的微影裝置可用以在基板上形成較小特徵。
為了控制微影製程以將器件特徵準確地置於基板上，可將標記提供於基板上，且微影裝置可包括一或多個對準感測器，可藉由該一或多個對準感測器準確地量測基板上之此類標記之位置。此等對準感測器實際上為位置量測裝置。不同類型之對準標記及不同類型之對準感測器係已知的，例如，由不同製造商提供。一般而言，對準感測器具有提供具有一或多個波長之輻射光束之輻射源，該輻射光束被投影至位於基板上之標記上。收集由標記繞射之輻射，且自此繞射輻射判定標記之位置。
本發明之目標為提供適合用於對準感測器中之替代輻射源，其至少部分地解決與先前技術輻射源相關聯的一或多個問題，無論是否在此處經識別。
根據本發明之一第一態樣，提供一種超連續譜輻射源，其包含：一輻射源，其可操作以產生一脈衝式輻射光束；一光學放大器，其經組態以接收該脈衝式輻射光束且增加該脈衝式輻射光束之一強度以便產生一經放大脈衝式輻射光束，該光學放大器包含一增益介質及一泵浦電源；及一光學媒體，其經組態以接收該經放大脈衝式輻射光束且加寬彼經放大脈衝式輻射光束之一光譜以便產生一超連續譜輻射光束；其中該光學放大器之該泵浦電源經組態以將一泵浦輻射光束供應至該增益介質，該泵浦輻射光束之一強度係週期性的且具有一泵浦頻率，且其中該泵浦頻率為該脈衝式輻射光束之頻率的整數倍。
超連續譜輻射源可適合於度量衡系統，諸如(例如)對準標記量測系統。
應瞭解，週期性輻射光束之強度具有一頻率意欲意謂輻射 光束具有隨時間而變化的強度，其方式為使得其在一時間段之後重複，彼時間段為該頻率之倒數。
本發明之第一態樣提供具有寬光譜之輻射源，其尤其適用於對準標記量測系統。
超連續譜係由於在經放大脈衝式輻射光束之脈衝傳播通過光學媒體時之各種非線性光學效應而形成。存在藉以可形成超連續譜之複數個不同機制，包括例如自相位調變、四波混合、拉曼(Raman)散射及光固子分裂。一般而言，超連續譜藉由此等製程之組合而形成。然而，區分不同方案可為有用的，其中促成該等不同方案之主導製程不同。
在光固子分裂佔優勢之體系中，可形成極寬的超連續譜。然而，在此體系中，輸出超連續譜光束通常不穩定，使得在超連續譜光束之特性(例如光譜、形狀及強度剖面)方面存在顯著的脈衝間變化。
與此對比，在自相位調變佔優勢之體系中，超連續譜可具有比在光固子分裂佔優勢時可形成之光譜窄的光譜。然而，在自相位調變主導體系中，輸出超連續譜光束通常更穩定，使得在超連續譜光束之特性方面的脈衝間變化較不顯著。此穩定性對於一些用途可為合乎需要的，例如在超連續譜輻射源形成對準標記量測系統之部分的情況下。
哪些製程為促成超連續譜之形成的主導製程可取決於經放大輻射光束之特徵，諸如(例如)經放大輻射光束之強度剖面。
在使用中，泵浦電源將呈泵浦輻射光束之形式的泵浦能量供應至增益介質。此產生粒子數反轉，其允許增益介質放大脈衝式輻射光束。
在脈衝式輻射光束傳遞通過增益介質且由該增益介質放大 時，該脈衝式輻射光束之個別脈衝之強度剖面一般而言將被修改。舉例而言，若具有大體上高斯(Gaussian)縱向強度剖面(亦即在傳播方向上)之輻射脈衝由光學放大器接收且泵浦輻射光束為連續波源，則經放大脈衝式輻射光束可具有偏斜或不對稱的縱向強度剖面，藉以經放大輻射脈衝之尾端部分的強度通常大於該脈衝之頭端部分的強度。
有利地，本發明之第一態樣提供一種藉以泵浦輻射光束之強度隨著時間而變化的配置。詳言之，其允許在脈衝式輻射光束傳播通過增益介質時，泵浦輻射光束隨著時間而變化。此可允許最佳化經放大輻射光束之強度剖面以便控制哪些主導製程促成超連續譜之產生。舉例而言，其可允許最佳化經放大輻射光束之強度剖面，使得自相位調變為促成超連續譜之產生之主導製程。此可導致超連續譜光束之脈衝間穩定性增強。
此外，儘管泵浦輻射光束之強度隨著時間而變化，但由於(泵浦輻射光束之)泵浦頻率為脈衝式輻射光束之頻率的整數倍，故在脈衝式輻射光束之每一脈衝傳播通過增益介質時供應至增益介質的泵浦能量係相同的。此可進一步增強超連續譜光束之脈衝間穩定性。
因此，允許在脈衝式輻射光束之脈衝傳播通過增益介質時使泵浦能量被供應至增益介質之速率變化會允許對經放大輻射光束之脈衝的時間脈衝塑形。最終，允許供應至增益介質之泵浦能量變化可提供對超連續譜產生製程之較佳控制。舉例而言，歸因於短脈衝之自陡效應，超連續譜產生可容易進入光固子分裂體系，其使得該製程相當不穩定。藉由允許供應至增益介質之泵浦能量變化，可至少部分地補償此類效應。然而，歸因於超連續譜產生製程之非線性性質，應瞭解，可難以(若有可能的話)確切地預測泵浦輻射之強度應如何變化以便補償此等效應。
光學媒體可包含一或多個波導。應瞭解，如此處所使用，術語「波導」意謂經組態以導引波(尤其是電磁波)之結構。此波導可形成整合光學系統之部分，亦即，其可被提供於「晶片上」。替代地，此波導可為自由空間波導。自由空間波導包括各種不同類型之光纖，包括例如光子晶體光纖。
輻射源可被稱作種子輻射源，且脈衝式輻射光束可被稱作種子輻射光束或脈衝式種子輻射光束。
第一頻率可被稱為種子頻率。第二頻率可被稱為泵浦頻率。
泵浦輻射之強度可發生變化，使得經放大輻射光束之強度剖面係使得在光學媒體內，促成超連續譜輻射光束之產生的主導製程為自相位調變。
在其中自相位調變佔優勢的此類體系中，超連續譜光束之特性的脈衝間變化較不顯著。此穩定性對於一些用途可為合乎需要的，例如在超連續譜輻射源形成對準標記量測系統之部分的情況下。
泵浦輻射之強度可發生變化，使得經放大輻射光束之強度剖面係使得超連續譜光束之特性的脈衝間變化實質上得以最小化。
如先前所解釋，超連續譜係由於在經放大脈衝式輻射光束之脈衝傳播通過光學媒體時之各種非線性光學效應而形成。歸因於此等製程之非線性性質，應瞭解，可難以(若有可能的話)確切地預測泵浦輻射之強度應如何變化以便：(a)確保促成超連續譜輻射光束之產生的主導製程為自相位調變，及/或(b)確保超連續譜光束之特性的脈衝間變化實質上得以最小化。
應進一步瞭解，歸因於超連續譜產生製程之非線性性質，達成此等理想效應的泵浦輻射之強度之合適的時間變化一般而言將針對不同超連續譜輻射源發生變化。
應進一步瞭解，歸因於超連續譜產生製程之非線性性質，達成此等理想效應的泵浦輻射之強度之合適的時間變化可針對給定超連續譜輻射源隨著時間而變化。
然而應瞭解，藉由試誤法製程，可使泵浦輻射光束之強度之時間相依性變化，而同時監視以下情形：(a)促成超連續譜輻射光束之產生的主導製程為自相位調變，及/或(b)超連續譜光束之特性的脈衝間變化。藉助於此製程，可發現泵浦輻射之強度的合適時間相依性。
光學放大器可進一步包含調整機構，該調整機構經組態以提供對泵浦輻射光束之強度之控制。
有利地，此允許最初或週期性地調整脈衝式輻射光束之強度。舉例而言，可使用此調整以便最佳化超連續譜輻射光束之輸出之穩定性。
超連續譜輻射源可進一步包含感測器，該感測器可操作以判定超連續譜光束之一或多個特性。
舉例而言，超連續譜光束之特性可包含超連續譜光束之光譜、形狀及/或強度剖面中的任一者。
感測器可進一步可操作以輸出指示超連續譜光束之一或多個特性之信號。
調整機構可經組態以取決於由感測器輸出之信號而控制脈衝式輻射光束之強度。
此配置提供藉以可最初或週期性地使脈衝式輻射光束之強度之調整自動化的回饋迴路。可經由自感測器產生合適信號來控制該回饋迴路。可使用該回饋迴路以便維持輸出超連續譜輻射光束之一或多個特性。舉例而言，可使用該回饋迴路以便最佳化超連續譜輻射光束之輸出之穩定性。
輻射源可操作以在大約1MHz之重複率及大約100ps之脈衝持續時間下產生脈衝式輻射光束。
超連續譜輻射源可適合於對準標記量測系統。
超連續譜輻射光束可具有至少1W之功率。藉由使用(例如)光子晶體光纖作為非線性光學媒體，具有此數量級之輸出功率的已知超連續譜輻射源係可能的。
超連續譜輻射光束可具有包含在400至2600nm之波長範圍內之輻射的光譜。
此涵蓋自可見光至遠紅外光之輻射。因此，超連續譜輻射光束可具有大約500THz之頻寬。
根據本發明之一第二態樣，提供一種超連續譜輻射源，其包含：一輻射源，其可操作以產生包含複數個脈衝之一脈衝式輻射光束；一光學放大器，其經組態以接收該脈衝式輻射光束且增加該脈衝式輻射光束之一強度以便產生一經放大脈衝式輻射光束，該光學放大器包含一增益介質及一泵浦電源；及一光學媒體，其經組態以接收該經放大脈衝式輻射光束且加寬彼經放大脈衝式輻射光束之一光譜以便產生一超連續譜輻射光束；其中該光學放大器之該泵浦電源經組態以在該脈衝式輻射光束之該等脈衝傳播通過該增益介質時將泵浦能量供應至該增益介質，且在該脈衝式 輻射光束之兩個連續脈衝到達該增益介質之間的時間之至少一部分內不將泵浦能量供應至該增益介質。
超連續譜輻射源可適合於度量衡系統，諸如(例如)對準標記量測系統。
本發明之第二態樣提供具有寬光譜之輻射源，其尤其適用於對準標記量測系統。超連續譜係由於在經放大脈衝式輻射光束之脈衝傳播通過光學媒體時之各種非線性光學效應而形成。
在使用中，泵浦電源將呈泵浦輻射光束之形式的泵浦能量供應至增益介質。此產生粒子數反轉，其允許增益介質放大脈衝式輻射光束。
使光學放大器之泵浦電源經組態以便在脈衝式輻射光束之兩個連續脈衝到達增益介質之間的時間之至少一部分內不將泵浦能量供應至增益介質係有利的，此係因為其可顯著增加光學放大器之壽命。
光學放大器之增益介質通常被持續供應泵浦能量。此係因為需要一旦脈衝已傳播通過增益介質，而耗盡粒子數反轉，緊接就泵浦該增益介質以確保在下一脈衝到達之前再次產生粒子數反轉。在此狀況下，熟習此項技術者將不預期如下配置：向光學放大器之增益介質間歇地供應泵浦能量(藉由在脈衝式輻射光束之兩個連續脈衝到達增益介質之間的時間之至少一部分內不將泵浦能量供應至增益介質)。
此外，本發明人已意識到，向光學放大器之增益介質間歇地供應泵浦能量之此配置特別良好地適合用於超連續譜輻射源中。此係因為為了達成光學媒體中之光譜加寬，通常使用相對較短脈衝及相對較小作用區間循環。另外，為了具有用於對準標記量測系統之足夠功率，通常需 要相對較高功率之脈衝式超連續譜輻射光束。此係藉由具有達成高放大率之光學放大器來達成。繼而，此暗示使用高位準之泵浦能量。本發明之第二態樣允許光學放大器有可能達成高放大因數，同時仍具有相對較長壽命。
最後，本發明之第二態樣可允許降低所提供之光學放大器的任何冷卻位準。
光學媒體可包含一或多個波導。應瞭解，如此處所使用，術語「波導」意謂經組態以導引波(尤其是電磁波)之結構。此波導可形成整合光學系統之部分，亦即，其可被提供於「晶片上」。替代地，此波導可為自由空間波導。自由空間波導包括各種不同類型之光纖，包括例如光子晶體光纖。
輻射源可被稱作種子輻射源，且脈衝式輻射光束可被稱作種子輻射光束或脈衝式種子輻射光束。
光學放大器之泵浦電源可經組態以在第一時間段內將泵浦能量供應至增益介質，該第一時間段在脈衝式輻射光束之脈衝進入增益介質之前開始，在脈衝式輻射光束之脈衝射出增益介質之後結束。
應瞭解，第一時間段可在脈衝式輻射光束之脈衝進入增益介質之前開始足夠的時間段，以允許在增益介質中達成粒子數反轉。應進一步瞭解，該時間段可取決於增益介質及泵浦能量源之類型。
光學放大器之增益介質可提供於光纖中，脈衝式輻射光束可沿著該光纖傳播。泵浦電源可包含泵浦輻射源，該泵浦輻射源可操作以供應沿著該光纖傳播之泵浦輻射光束。
舉例而言，可摻雜光纖之至少一核心以形成增益介質。因 此，光學放大器通常可屬於摻雜光纖放大器之形式。泵浦輻射源可為雷射二極體。
藉由此配置，脈衝式輻射光束(其由光學放大器放大)及泵浦輻射光束沿著光纖共同傳播。
光學放大器之泵浦電源可經組態以將泵浦輻射光束供應至增益介質，該泵浦輻射光束之強度係週期性的且具有泵浦頻率，且其中該泵浦頻率為脈衝式輻射光束之頻率的整數倍。
此可提供對超連續譜輻射源之較大控制。由於泵浦輻射光束係週期性的，故泵浦輻射光束之強度隨著時間而變化，其可允許最佳化經放大輻射光束之強度剖面以便控制哪些主導製程促成超連續譜之產生。此可導致超連續譜光束之脈衝間穩定性增強。此外，由於泵浦頻率為脈衝式輻射光束之頻率的整數倍，故在脈衝式輻射光束之每一脈衝傳播通過增益介質時供應至該增益介質的泵浦能量係相同的。此可進一步增強超連續譜光束之脈衝間穩定性。
輻射源可操作以在大約1MHz之重複率及大約100ps之脈衝持續時間下產生脈衝式輻射光束。
超連續譜輻射源可適合於度量衡系統，諸如(例如)對準標記量測系統。
超連續譜輻射光束可具有至少1W之功率。藉由使用(例如)光子晶體光纖作為非線性光學媒體，具有此數量級之輸出功率的已知超連續譜輻射源係可能的。
超連續譜輻射光束可具有包含在400至2600nm之波長範圍內之輻射的光譜。
此涵蓋自可見光至遠紅外光之輻射。因此，超連續譜輻射光束可具有大約500THz之頻寬。
根據本發明之一第三態樣，提供一種光學量測系統，其包含根據本發明之第一或第二態樣的超連續譜輻射源。
根據本發明之一第四態樣，提供一種對準標記量測系統，其包含：根據本發明之第一或第二態樣的超連續譜輻射源；一光學系統，其可操作以將該超連續譜輻射光束投影至支撐於一基板台上之一基板上的一對準標記上；一感測器，其可操作以偵測由該對準標記繞射/散射之輻射且輸出含有與該對準標記之一位置相關之資訊的一信號；及一處理器，其經組態以自該感測器接收該信號且取決於該信號而判定該對準標記相對於該基板台之一位置。
根據本發明之一第五態樣，提供一種微影裝置，其包含根據本發明之第四態樣之對準標記量測系統。
根據本發明之一第六態樣，提供一種用於產生一超連續譜輻射光束之方法，該方法包含：產生一脈衝式輻射光束；將該脈衝式輻射光束傳遞通過一光學放大器之一增益介質；將一泵浦能量供應至該增益介質使得在該脈衝式輻射光束傳播通過該增益介質時，該脈衝式輻射光束之一強度增加以便產生一經放大脈衝式輻射光束，其中將該泵浦能量作為一泵浦輻射光束供應至該增益介質，該泵浦輻射光束之一強度係週期性的且具有一泵浦頻率，該泵浦頻率為該脈衝式輻射光束之頻率的整數倍；及將該經放大脈衝式輻射光束傳遞通過一光學媒體，該光學媒體經組態以加寬彼經放大脈衝式輻射光束之一光譜以便產生一超連續譜輻射光束。
根據該第六態樣之方法對應於根據本發明之第一態樣的超 連續譜輻射源之操作模式。因此，根據本發明之該第六態樣之方法優於現有方法，如上文結合本發明之第一態樣之超連續譜輻射源所論述。
適用時，根據本發明之第六態樣之方法可具有對應於根據本發明之第一態樣的超連續譜輻射源之上述特徵中的任一者之特徵。
泵浦輻射之強度可發生變化，使得經放大輻射光束之強度剖面係使得在光學媒體內，促成超連續譜輻射光束之產生的主導製程為自相位調變。
泵浦輻射之強度可發生變化，使得經放大輻射光束之強度剖面係使得超連續譜光束之特性的脈衝間變化實質上得以最小化。
該方法可進一步包含：判定該超連續譜光束之一或多個特性；及取決於該超連續譜光束之該一或多個經判定特性而調整該脈衝式輻射光束之該強度。
此配置提供藉以可最初或週期性地使脈衝式輻射光束之強度之調整自動化的回饋迴路。可使用該回饋迴路以便維持輸出超連續譜輻射光束之一或多個特性。舉例而言，可使用該回饋迴路以便最佳化超連續譜輻射光束之輸出之穩定性。
根據本發明之一第七態樣，提供一種用於產生一超連續譜輻射光束之方法，該方法包含：產生包含複數個脈衝之一脈衝式輻射光束；將該脈衝式輻射光束傳遞通過一光學放大器之一增益介質；將一泵浦能量供應至該增益介質使得在該脈衝式輻射光束傳播通過該增益介質時，該脈衝式輻射光束之一強度增加以便產生一經放大脈衝式輻射光束，其中在該脈衝式輻射光束之該等脈衝傳播通過該增益介質時將泵浦能量供應至該增益介質，且在該脈衝式輻射光束之兩個連續脈衝到達該增益介質之間 的時間之至少一部分內不將泵浦能量供應至該增益介質；及將該經放大脈衝式輻射光束傳遞通過一光學媒體，該光學媒體經組態以加寬彼經放大脈衝式輻射光束之一光譜以便產生一超連續譜輻射光束。
根據該第七態樣之方法對應於根據本發明之第二態樣的超連續譜輻射源之操作模式。因此，根據本發明之該第七態樣之方法優於現有方法，如上文結合本發明之第二態樣之超連續譜輻射源所論述。
適用時，根據本發明之第七態樣之方法可具有對應於根據本發明之第二態樣的超連續譜輻射源之上述特徵中的任一者之特徵。
可將泵浦能量作為泵浦輻射光束供應至增益介質。泵浦輻射光束之強度可為週期性的且可具有泵浦頻率。泵浦頻率可為脈衝式輻射光束之頻率的整數倍。
600:超連續譜輻射源
610:輻射源
612:脈衝式輻射光束
620:光學放大器
622:經放大脈衝式輻射光束
624:增益介質
626:泵浦電源
628:泵浦輻射光束
630:非線性光學媒體
640:調整機構
642:控制信號
644:感測器
646:信號
650:時間強度分佈
652:時間強度分佈
652a:離散脈衝
652b:離散脈衝
652c:離散脈衝
652d:離散脈衝
652e:離散脈衝
654:經取樣或有效的泵浦輻射時間分佈
654a:離散部分
654b:離散部分
654c:離散部分
654d:離散部分
654e:離散部分
656:第二經取樣時間分佈
656a:離散部分
656b:離散部分
656c:離散部分
656d:離散部分
656e:離散部分
658:經取樣時間分佈
658a:離散部分
658b:離散部分
658c:離散部分
658d:離散部分
658e:離散部分
660:時間強度分佈
662:經取樣或有效的泵浦輻射時間分佈
662a:離散部分
662b:離散部分
662c:離散部分
662d:離散部分
662e:離散部分
664:時間強度分佈
665:經取樣或有效的泵浦輻射時間分佈
665a:離散部分
665b:離散部分
665c:離散部分
665d:離散部分
665e:離散部分
AM:標記
B:輻射光束
BD:光束遞送系統
Bout:超連續譜輻射光束
C:目標部分
IB:資訊攜載光束
IL:照明系統
LA:微影裝置
M1:光罩對準標記
M2:光罩對準標記
MA:圖案化器件
OL:物鏡
P1:基板對準標記
P2:基板對準標記
PD:光偵測器
PM:第一定位器
PS:投影系統
PU:處理單元
PW:第二定位器
RB:輻射光束
RSO:輻射源/照明源
SI:強度信號
SM:光點鏡面
SO:輻射源
SP:照明光點
SRI:自參考干涉計
W:基板
WT:基板支撐件
現在將參考隨附示意性圖式而僅作為實例來描述本發明之實施例，在該等圖式中，對應元件符號指示對應部分，且在該等圖式中：-圖1描繪微影裝置之示意性綜述；-圖2為掃描圖1之裝置中之對準標記的對準感測器之示意性方塊圖；-圖3為根據本發明之實施例的超連續譜輻射源之示意性表示，該超連續譜輻射源可形成圖2之對準感測器之部分；-圖4展示針對圖3中所展示之超連續譜輻射源的關於以下情形之第一實例的示意性說明：泵浦輻射光束之時間強度分佈；待放大之脈衝式輻射光束之時間強度分佈；及經取樣或有效的泵浦輻射時間分佈；-圖5展示針對圖3中所展示之超連續譜輻射源的關於以下情形之第 二實例的示意性說明：泵浦輻射光束之時間強度分佈；待放大之脈衝式輻射光束之時間強度分佈；及經取樣或有效的泵浦輻射時間分佈；-圖6展示針對圖3中所展示之超連續譜輻射源的關於以下情形之第三實例的示意性說明：泵浦輻射光束之時間強度分佈；待放大之脈衝式輻射光束之時間強度分佈；及經取樣或有效的泵浦輻射時間分佈；-圖7展示針對圖3中所展示之超連續譜輻射源的關於以下情形之第四實例的示意性說明：泵浦輻射光束之時間強度分佈；待放大之脈衝式輻射光束之時間強度分佈；及經取樣或有效的泵浦輻射時間分佈；及-圖8展示針對圖3中所展示之超連續譜輻射源的關於以下情形之第五實例的示意性說明：泵浦輻射光束之時間強度分佈；待放大之脈衝式輻射光束之時間強度分佈；及經取樣或有效的泵浦輻射時間分佈。
在本文件中，術語「輻射」及「光束」用以涵蓋所有類型之電磁輻射，包括紫外線輻射(例如具有為365nm、248nm、193nm、157nm或126nm之波長)及極紫外線輻射(EUV，例如具有在約5nm至100nm之範圍內之波長)。
本文中所使用之術語「倍縮光罩」、「光罩」或「圖案化器件」可被廣泛地解譯為係指可用以向經圖案化橫截面賦予入射輻射光束之通用圖案化器件，該經圖案化橫截面對應於待在基板之目標部分中產生之圖案。在此內容背景中，亦可使用術語「光閥」。除經典光罩(透射或反射；二元、相移、混合式等)以外，其他此類圖案化器件之實例包括：可程式化鏡面陣列及可程式化LCD陣列。
圖1示意性地描繪微影裝置LA。該微影裝置LA包括：照明 系統(亦被稱作照明器)IL，其經組態以調節輻射光束B(例如UV輻射、DUV輻射或EUV輻射)；光罩支撐件(例如光罩台)MT，其經建構以支撐圖案化器件(例如光罩)MA且連接至經組態以根據某些參數來準確地定位該圖案化器件MA之第一定位器PM；基板支撐件(例如晶圓台)WT，其經建構以固持基板(例如抗蝕劑塗佈晶圓)W且連接至經組態以根據某些參數來準確地定位基板支撐件之第二定位器PW；及投影系統(例如折射投影透鏡系統)PS，其經組態以將由圖案化器件MA賦予至輻射光束B之圖案投影至基板W之目標部分C(例如包含一或多個晶粒)上。
在操作中，照明系統IL例如經由光束遞送系統BD自輻射源SO接收輻射光束。照明系統IL可包括用於導向、塑形及/或控制輻射的各種類型之光學組件，諸如折射、反射、磁性、電磁、靜電及/或其他類型之光學組件，或其任何組合。照明器IL可用以調節輻射光束B，以在圖案化器件MA之平面處在其橫截面中具有所要空間及角強度分佈。
本文所使用之術語「投影系統」PS應被廣泛地解譯為涵蓋適於所使用之曝光輻射或適於諸如浸潤液體之使用或真空之使用之其他因素的各種類型之投影系統，包括折射、反射、反射折射、合成、磁性、電磁及/或靜電光學系統，或其任何組合。可認為本文中對術語「投影透鏡」之任何使用皆與更一般之術語「投影系統」PS同義。
微影裝置LA可屬於如下類型：其中基板之至少一部分可由具有相對較高折射率之液體(例如水)覆蓋，以便填充投影系統PS與基板W之間的空間-此亦被稱作浸潤微影。以引用方式併入本文中之US6952253中給出關於浸潤技術之更多資訊。
微影裝置LA亦可屬於具有兩個或多於兩個基板支撐件WT (又名「雙載物台」)之類型。在此「多載物台」機器中，可並行地使用基板支撐件WT，及/或可對位於基板支撐件WT中之一者上的基板W進行準備基板W之後續曝光的步驟，同時將另一基板支撐件WT上之另一基板W用於在另一基板W上曝光圖案。
除了基板支撐件WT以外，微影裝置LA亦可包含量測載物台。量測載物台經配置以固持感測器及/或清潔器件。感測器可經配置以量測投影系統PS之屬性或輻射光束B之屬性。量測載物台可固持多個感測器。清潔器件可經配置以清潔微影裝置之部分，例如投影系統PS之部分或提供浸潤液體之系統之部分。量測載物台可在基板支撐件WT遠離投影系統PS時在投影系統PS下方移動。
在操作中，輻射光束B入射於被固持於光罩支撐件MT上之圖案化器件(例如光罩)MA上，且藉由存在於圖案化器件MA上之圖案(設計佈局)而圖案化。在已橫穿光罩MA的情況下，輻射光束B傳遞通過投影系統PS，投影系統PS將該光束聚焦至基板W之目標部分C上。憑藉第二定位器PW及位置量測系統IF，可準確地移動基板支撐件WT，例如以便使不同目標部分C在輻射光束B之路徑中定位於聚焦及對準位置處。相似地，第一定位器PM及可能另一位置感測器(其未在圖1中明確地描繪)可用以相對於輻射光束B之路徑來準確地定位圖案化器件MA。可使用光罩對準標記M1、M2及基板對準標記P1、P2來對準圖案化器件MA及基板W。儘管如所說明之基板對準標記P1、P2佔據專用目標部分，但該等標記可位於目標部分之間的空間中。當基板對準標記P1、P2位於目標部分C之間時，此等基板對準標記P1、P2被稱為切割道對準標記。
在複雜器件之製造中，通常執行許多微影圖案化步驟，由 此在基板上之連續層中形成功能性特徵。因此，微影裝置之效能之關鍵態樣能夠相對於置於先前層中(藉由相同裝置或不同微影裝置)之特徵恰當且準確地置放經施加圖案。出於此目的，基板具備一或多組標記。每一標記為稍後可使用位置感測器(通常為光學位置感測器)量測其位置之結構。位置感測器可被稱作「對準感測器」且標記可被稱作「對準標記」。
微影裝置可包括一或多個(例如複數個)對準感測器，藉由該一或多個對準感測器可準確地量測提供於基板上之對準標記之位置。對準(或位置)感測器可使用光學現象，諸如繞射及干涉，以自形成於基板上之對準標記獲得位置資訊。用於當前微影裝置中之對準感測器之實例係基於如US6961116中所描述之自參考干涉計。已開發出位置感測器之各種增強及修改，例如US2015261097A1中所揭示。所有此等公開案之內容係以引用方式併入本文中。
標記或對準標記可包含形成於提供於基板上之層上或層中或形成於(直接地)基板中的一系列長條。該等長條可規則地間隔且充當光柵線，使得標記可被視為具有熟知之空間週期(間距)之繞射光柵。取決於此等光柵線之定向，標記可經設計為允許量測沿著X軸或沿著Y軸(其經定向成實質上垂直於X軸)之位置。包含以相對於X軸及Y軸兩者成+45度及/或-45度配置的長條之標記允許使用如以引用方式併入之US2009/195768A中所描述的技術進行組合之X及Y量測。
對準感測器運用輻射光點而光學地掃描每一標記，以獲得週期性變化之信號，諸如正弦波。分析此信號之相位，以判定標記之位置，且因此判定基板相對於對準感測器之位置，該對準感測器又相對於微影裝置之參考框架固定。可提供與不同(粗略及精細)標記尺寸相關之所謂 的粗略及精細標記，使得對準感測器可區分週期性信號之不同循環，以及在一循環內之確切位置(相位)。亦可出於此目的而使用不同間距之標記。
量測標記之位置亦可提供關於提供有例如呈晶圓柵格之形式的標記之基板之變形的資訊。基板之變形可藉由例如基板之靜電夾持至基板台及/或當基板曝光至輻射時基板加熱而出現。
圖2為諸如例如US6961116中所描述且以引用方式併入之已知對準感測器AS之實施例的示意性方塊圖。輻射源RSO提供具有一或多個波長之輻射光束RB，該輻射光束係由轉向光學件轉向至標記(諸如位於基板W上之標記AM)上，而作為照明光點SP。在此實例中，轉向光學件包含光點鏡面SM及物鏡OL。藉以照明標記AM之照明光點SP之直徑可稍微小於標記自身之寬度。
由標記AM繞射之輻射準直(在此實例中經由物鏡OL)成資訊攜載光束IB。術語「繞射」意欲包括來自標記之零階繞射(其可被稱作反射)。例如屬於上文所提及之US6961116中所揭示的類型之自參考干涉計SRI以自身干涉光束IB，之後光束係由光偵測器PD接收。可包括額外光學件(圖中未繪示)以在由輻射源RSO產生多於一個波長之狀況下提供單獨光束。光偵測器可為單一元件，或其視需要可包含多個像素。光偵測器可包含感測器陣列。
在此實例中包含光點鏡面SM之轉向光學件亦可用以阻擋自標記反射之零階輻射，使得資訊攜載光束IB僅包含來自標記AM之高階繞射輻射(此對於量測並非必需的，但改良了信雜比)。
將強度信號SI供應至處理單元PU。藉由區塊SRI中進行之光學處理與在單元PU中進行之演算處理之組合，輸出基板相對於參考框 架之X位置及Y位置之值。
所說明類型之單一量測僅將標記之位置固定於對應於該標記之一個間距的某一範圍內。結合此量測來使用較粗略量測技術，以識別正弦波之哪一週期為含有經標記位置之週期。可在不同波長下重複較粗略及/或較精細層級之同一製程，以用於提高準確度及/或用於穩固地偵測標記，而無關於製成標記之材料及供標記提供於上方及/或下方之材料。可光學地多工及解多工該等波長以便同時地處理該等波長，及/或可藉由分時或分頻而多工該等波長。
在此實例中，對準感測器及光點SP保持靜止，而基板W移動。對準感測器因此可剛性且準確地安裝至參考框架，同時在與基板W之移動方向相對之方向上有效地掃描標記AM。在此移動中藉由基板W安裝於基板支撐件上且基板定位系統控制基板支撐件之移動，來控制基板W。基板支撐件位置感測器(例如干涉計)量測基板支撐件之位置(圖中未繪示)。在一實施例中，一或多個(對準)標記提供於基板支撐件上。對提供於基板支撐件上之標記之位置的量測允許校準如由位置感測器判定之基板支撐件之位置(例如相對於對準系統連接至之框架)。對提供於基板上之對準標記之位置的量測允許判定基板相對於基板支撐件之位置。
圖3為根據本發明之實施例的超連續譜輻射源600之示意性表示。該超連續譜輻射源600包含輻射源610、光學放大器620及非線性光學媒體630。
輻射源610可操作以產生脈衝式輻射光束612。應瞭解，脈衝式輻射光束612包含複數個順序的、離散的且在時間上分離之輻射脈衝。脈衝式輻射光束612通常可具有大體上恆定之脈衝頻率，其可為大約 20至80MHz。在一些實施例中，輻射源610可操作以在大約1MHz之重複率及大約100ps之脈衝持續時間下產生脈衝式輻射光束612。輻射源610可包含雷射。舉例而言，雷射可包含模式鎖定雷射。合適的雷射可包括光纖雷射，諸如(例如)摻鐿(摻Yb)光纖雷射。其他合適的雷射可包括鈦藍寶石(Ti：藍寶石)雷射。個別輻射脈衝可具有大約0.1至100ps之持續時間。
光學放大器620經組態以接收脈衝式輻射光束612且增加脈衝式輻射光束之強度，以便產生經放大脈衝式輻射光束622。光學放大器620包含增益介質624及泵浦電源626。在圖3中所展示之實施例中，光學放大器620之增益介質624提供於光纖中，脈衝式輻射光束612可沿著該光纖傳播，且泵浦電源626包含泵浦輻射源，該泵浦輻射源可操作以供應沿著該光纖傳播之泵浦輻射光束628。藉由此配置，脈衝式輻射光束612(其由光學放大器620放大)及泵浦輻射光束628沿著光纖共同傳播。可摻雜光纖之至少一核心以形成增益介質624。因此，此實施例之光學放大器620通常具有摻雜光纖放大器之形式。泵浦輻射源626可為雷射二極體。應瞭解，在替代實施例中，光學放大器之增益介質可不提供於光纖中。
非線性光學媒體630經組態以接收經放大脈衝式輻射光束622且加寬經放大脈衝式輻射光束622之光譜，以便產生超連續譜輻射光束Bout。非線性光學媒體630具有合適的非線性光學屬性，從而允許產生此超連續譜。
光學媒體630可包含一或多個波導。應瞭解，如此處所使用，術語「波導」意謂經組態以導引波(尤其是電磁波)之結構。此波導可形成整合光學系統之部分，亦即，其可被提供於「晶片上」。替代地，此波導可為自由空間波導。自由空間波導包括各種不同類型之光纖，包括例 如光子晶體光纖。應瞭解，在替代實施例中，光學媒體可不呈一或多個波導之形式。
超連續譜輻射源600可適合用於度量衡系統內，例如微影裝置內之基板對準系統內。舉例而言，超連續譜輻射源600可對應於圖2中所展示之照明源RSO，且超連續譜輻射光束Bout可對應於輻射光束RB。
超連續譜輻射光束Bout可具有至少1W之功率。超連續譜輻射源600可操作以產生具有相對較寬之光譜的超連續譜輻射光束Bout。舉例而言，超連續譜輻射光束Bout可具有自可見光範圍擴展至遠紅外線之光譜，例如，光譜可自400nm延伸至2500nm。因此，超連續譜輻射光束可具有大約500THz之頻寬。此輻射光束Bout尤其適用於提供寬頻帶輻射光束係有益的任何應用。舉例而言，輻射光束Bout可尤其適用於基板對準系統中，諸如(例如)圖2中所展示之對準感測器中。
輻射源610可被稱作種子輻射源，且脈衝式輻射光束612可被稱作種子輻射光束或脈衝式種子輻射光束。脈衝式輻射光束612之頻率可被稱作第一頻率或種子頻率。
在一些實施例中，泵浦輻射光束628之強度係週期性的且具有為脈衝式輻射光束612之頻率整數倍的頻率。此配置出於如現在所論述之多個原因係有利的。泵浦輻射光束628之強度之頻率可被稱作第二頻率或泵浦頻率。
應瞭解，週期性輻射光束之強度具有一頻率意欲意謂輻射光束具有隨時間而變化的強度，其方式為使得其在一時間段之後重複，彼時間段為該頻率之倒數。
超連續譜係由於在經放大脈衝式輻射光束622之脈衝傳播通 過光學媒體630時之各種非線性光學效應而形成。存在藉以可形成超連續譜之複數個不同機制，包括例如自相位調變、四波混合、拉曼散射及光固子分裂。一般而言，超連續譜藉由此等製程之組合而形成。然而，區分不同方案可為有用的，其中促成該等不同方案之主導製程不同。
在光固子分裂佔優勢之體系中，可形成極寬的超連續譜。然而，在此體系中，輸出超連續譜光束通常不穩定，使得在超連續譜光束之特性(例如光譜、形狀及強度剖面)方面存在顯著的脈衝間變化。
與此對比，在自相位調變佔優勢之體系中，超連續譜可具有比在光固子分裂佔優勢時可形成之光譜窄的光譜。然而，在自相位調變主導體系中，輸出超連續譜光束Bout通常更穩定，使得在超連續譜光束Bout之特性方面的脈衝間變化較不顯著。此穩定性對於一些用途可為合乎需要的，例如在超連續譜輻射源600形成對準標記量測系統之部分的情況下。
哪些製程為促成超連續譜之形成的主導製程可取決於經放大輻射光束622之特徵，諸如(例如)經放大輻射光束622之強度剖面。
在使用中，泵浦電源626將呈泵浦輻射光束628之形式的泵浦能量供應至增益介質624。此產生粒子數反轉，其允許增益介質624放大脈衝式輻射光束612。
在脈衝式輻射光束612傳遞通過增益介質624且由該增益介質624放大時，該脈衝式輻射光束612之個別脈衝之強度剖面一般而言將被修改。舉例而言，若具有大體上高斯縱向強度剖面(亦即在傳播方向上)之輻射脈衝由光學放大器620接收且泵浦輻射光束628為連續波源，則經放大脈衝式輻射光束可具有偏斜或不對稱的縱向強度剖面，藉以經放大輻 射脈衝622之尾端部分的強度通常大於該脈衝之頭端部分的強度。
有利地，藉由組態泵浦電源626使得泵浦輻射光束628之強度係週期性的且具有為脈衝式輻射光束612之頻率整數倍的頻率，該泵浦輻射光束628之強度隨著時間而變化。詳言之，泵浦輻射光束628之強度隨著時間(例如遍及脈衝式輻射光束612之脈衝傳播通過增益介質624所花費的時間)而變化，同時確保對於脈衝式輻射光束612之每一脈衝而言，實質上相同的泵浦能量被供應至增益介質624。此可增強超連續譜光束Bout之脈衝間穩定性。
詳言之，泵浦輻射光束628之強度之時間變化允許在脈衝式輻射光束傳播通過增益介質624時泵浦輻射光束626會隨著時間而變化。此可允許最佳化經放大輻射光束622之強度剖面以便控制哪些主導製程促成超連續譜之產生。舉例而言，其可允許最佳化經放大輻射光束222之強度剖面，使得自相位調變為促成超連續譜之產生之主導製程。此可導致超連續譜光束Bout之脈衝間穩定性增強。
現在參看圖4至圖8論述泵浦輻射光束628之強度係週期性的且具有為脈衝式輻射光束612之頻率整數倍的頻率的一些實例。
圖4展示泵浦輻射光束628之時間強度分佈650及脈衝式輻射光束612之時間強度分佈652。在此實例中，泵浦輻射光束628之時間強度分佈650係大體上正弦的。脈衝式輻射光束612之時間強度分佈652包含複數個離散脈衝652a至652e。為了易於理解，該等脈衝652a至652e中之每一者屬於方形波脈衝之形式，但應瞭解，在其他實例中，該等脈衝可具有不同形狀(例如高斯)。
圖4亦展示經取樣或有效的泵浦輻射時間分佈654。經取樣 時間分佈654實際上係由泵浦輻射光束628之強度之複數個離散部分654a至654e形成，每一部分654a至654e為在脈衝式輻射光束612之脈衝652a至652e中的一者之持續時間內之泵浦輻射光束628之時間強度分佈650的一部分。經取樣時間分佈654可為泵浦輻射光束628之時間強度分佈650與脈衝式輻射光束612之時間強度分佈652之迴旋。
經取樣時間分佈654之每一部分654a至654e實際上為由脈衝式輻射光束612之脈衝652a至652e中之一者所經歷的泵浦輻射。此外，經取樣時間分佈654之每一部分654a至654e之不同部分實際上為由脈衝式輻射光束612之相對應的脈衝652a至652e之不同部分所經歷的泵浦輻射。由於泵浦輻射光束628之時間強度分佈650隨著時間而變化，故由脈衝式輻射光束612之每一脈衝652a至652e之不同部分所經歷的泵浦能量之量一般而言係不同的。舉例而言，經取樣時間分佈654之每一部分654a至654e對應於經取樣時間分佈654之一部分，其中經取樣時間分佈654隨著時間而增加。因此，在此實例中，脈衝式輻射光束612之每一脈衝之尾端部分比脈衝式輻射光束612之該脈衝之頭端部分經歷更大量的泵浦輻射。結果，在此實例中，脈衝式輻射光束612之每一脈衝之尾端部分可比脈衝式輻射光束612之該脈衝之頭端部分更大地放大。
泵浦輻射光束628之時間強度分佈650之頻率等於脈衝式輻射光束612之時間強度分佈652之頻率。結果，儘管脈衝式輻射光束612之同一脈衝之不同部分經驗不同量的泵浦輻射，但脈衝式輻射光束612之每一脈衝與其他脈衝經歷相同的泵浦輻射。此可在提供對由每一脈衝之不同部分經歷的泵浦輻射之量之控制的同時導致超連續譜光束Bout之脈衝間穩定性增強。如上文所解釋，此可允許最佳化經放大輻射光束622之強度剖 面，以便控制哪些主導製程促成超連續譜之產生。舉例而言，其可允許最佳化經放大輻射光束222之強度剖面，使得自相位調變為促成超連續譜之產生之主導製程。
圖5及圖6展示圖4中所展示之實例的兩個變化。圖5及圖6兩者展示與圖4中所展示相同的泵浦輻射光束628之時間強度分佈650及脈衝式輻射光束612之時間強度分佈652。與在圖4中一樣，在圖5及圖6中，泵浦輻射光束628之時間強度分佈650之頻率等於脈衝式輻射光束612之時間強度分佈652之頻率。然而，針對圖4、圖5及圖6中之每一者，兩個時間強度分佈650、652之間的相位差係不同的。結果，針對此等圖中之每一者，經取樣或有效的泵浦輻射時間分佈654係不同的。
圖5展示由泵浦輻射光束628之強度之複數個離散部分656a至656e形成的第二經取樣時間分佈656，每一部分656a至656e為在脈衝式輻射光束612之脈衝652a至652e中的一者之持續時間內之泵浦輻射光束628之時間強度分佈650之一部分。經取樣時間分佈656之每一部分656a至656e對應於經取樣時間分佈656之一部分，其中經取樣時間分佈654隨著時間而減低。因此，在圖5所展示之實例中，脈衝式輻射光束612之每一脈衝之頭端部分比脈衝式輻射光束612之該脈衝之尾端部分經歷更大量的泵浦輻射。
相似地，圖6展示由泵浦輻射光束628之強度之複數個離散部分658a至658e形成的第三經取樣時間分佈658，每一部分658a至658e為在脈衝式輻射光束612之脈衝652a至652e中的一者之持續時間內之泵浦輻射光束628之時間強度分佈650之一部分。經取樣時間分佈658之每一部分658a至658e對應於含有最大值的經取樣時間分佈658之一部分。因此，在 圖6所展示之實例中，脈衝式輻射光束612之每一脈衝之中央頭端部分比脈衝式輻射光束612之脈衝之尾端部分及頭端部分經歷更大量的泵浦輻射。
圖7展示圖4至圖6中所展示之實例的另一變化。圖7展示與圖4至圖6中所展示相同的脈衝式輻射光束612之時間強度分佈652。圖7亦展示泵浦輻射光束628之不同的時間強度分佈660。與圖4至圖6中所展示之實例形成對比，在圖7中，泵浦輻射光束628之時間強度分佈660之頻率等於脈衝式輻射光束612之時間強度分佈652之頻率的兩倍。
圖7亦展示不同的經取樣或有效的泵浦輻射時間分佈662。經取樣時間分佈662實際上係由泵浦輻射光束628之強度之複數個離散部分662a至662e形成，每一部分662a至662e為在脈衝式輻射光束612之脈衝652a至652e中之一者的持續時間內之泵浦輻射光束628之時間強度分佈660的一部分。
與圖4至圖6中所展示之實例相比，藉由將泵浦輻射光束628之時間強度分佈660之頻率選擇為脈衝式輻射光束612之時間強度分佈652之頻率的兩倍，針對脈衝式輻射光束612之脈衝652a至652e之相同時距，可達成由脈衝之不同部分所經歷的泵浦輻射之量之較大變化。
一般而言，泵浦輻射光束628之強度係週期性的且具有為脈衝式輻射光束612之頻率整數倍的頻率。
圖8展示圖4至圖7中所展示之實例的另一變化。圖8展示與圖4至圖7中所展示相同的脈衝式輻射光束612之時間強度分佈652。圖7亦展示泵浦輻射光束628之不同的時間強度分佈664。泵浦輻射光束628之時間強度分佈664之頻率等於脈衝式輻射光束612之時間強度分佈652之頻 率。
圖8亦展示不同的經取樣或有效的泵浦輻射時間分佈665。經取樣時間分佈665實際上係由泵浦輻射光束628之強度之複數個離散部分665a至665e形成，每一部分665a至665e為在脈衝式輻射光束612之脈衝652a至652e中之一者的持續時間內之泵浦輻射光束628之時間強度分佈664的一部分。
允許泵浦輻射光束628之週期性強度之形狀為非正弦可提供對由脈衝之不同部分經歷的泵浦輻射之量之變化的較大控制。一般而言，泵浦輻射光束628之強度係週期性的，其視需要或適當時具有任何時間形狀。
允許在脈衝式輻射光束612之脈衝傳播通過增益介質624時使泵浦能量被供應至增益介質624之速率變化會允許對經放大輻射光束622之脈衝的時間脈衝塑形。最終，允許供應至增益介質624之泵浦能量變化可提供對超連續譜產生製程之較佳控制。舉例而言，歸因於短脈衝之自陡效應，超連續譜產生可容易進入光固子分裂體系，其使得該製程相當不穩定。藉由允許供應至增益介質624之泵浦能量變化，可至少部分地補償此類效應。然而，歸因於超連續譜產生製程之非線性性質，應瞭解，可難以(若有可能的話)確切地預測泵浦輻射光束628之強度應如何變化以便補償此等效應。
在一些實施例中，泵浦輻射光束628之強度發生變化，使得該放大輻射光束622之強度剖面係使得在光學媒體630內，促成超連續譜輻射光束之產生的主導製程為自相位調變。在其中自相位調變佔優勢的此類體系中，超連續譜光束Bout之特性的脈衝間變化較不顯著。此穩定性 對於一些用途可為合乎需要的，例如在超連續譜輻射源600形成對準標記量測系統之部分的情況下。
在一些實施例中，泵浦輻射光束628之強度發生變化，使得經放大輻射光束622之強度剖面係使得超連續譜光束Bout之特性的脈衝間變化實質上得以最小化。
如先前所解釋，超連續譜係由於在經放大脈衝式輻射光束622之脈衝傳播通過光學媒體630時之各種非線性光學效應而形成。歸因於此等製程之非線性性質，應瞭解，可難以(若有可能的話)確切地預測泵浦輻射光束628之強度應如何變化以便：(a)確保促成超連續譜輻射光束之產生的主導製程為自相位調變，及/或(b)確保超連續譜光束之特性的脈衝間變化實質上得以最小化。
應進一步瞭解，歸因於超連續譜產生製程之非線性性質，達成此等理想效應的泵浦輻射光束628之強度之合適的時間變化一般而言將針對不同超連續譜輻射源600發生變化。應進一步瞭解，歸因於超連續譜產生製程之非線性性質，達成此等理想效應的泵浦輻射光束628之強度之合適的時間變化可針對給定超連續譜輻射源600隨著時間而變化。
然而應瞭解，藉由試誤法製程，可使泵浦輻射光束628之強度之時間相依性變化，而同時監視以下情形：(a)哪一製程為促成超連續譜輻射光束Bout之產生的主導製程(例如檢查其是否為自相位調變)，及/或(b)超連續譜光束Bout之特性的脈衝間變化。藉助於此製程，可發現泵浦輻射光束628之強度的合適時間相依性。
為了使能夠實施此類最佳化方法，超連續譜輻射源600進一步包含可形成回饋迴路之部分之額外組件，如現在所描述。
光學放大器630進一步包含調整機構640，該調整機構經組態以提供對泵浦輻射光束628之強度之控制，如現在所描述。
調整機構640可操作以產生控制信號642。泵浦輻射源626可操作以接收控制信號642。泵浦輻射光束628之強度可取決於控制信號642。有利地，此允許最初或週期性地調整脈衝式輻射光束628之強度。舉例而言，可使用此調整以便最佳化輸出超連續譜輻射光束Bout之穩定性。
超連續譜輻射源600進一步包含感測器644，該感測器可操作以判定超連續譜光束Bout之一或多個特性。舉例而言，超連續譜光束Bout之特性可包含以下各者中之任一者：超連續譜光束Bout之光譜、形狀及/或強度剖面。
感測器644可進一步操作以輸出指示超連續譜光束Bout之一或多個特性之信號646。調整機構640經組態以取決於由感測器644輸出之信號646而控制脈衝式輻射光束628之強度。此配置提供藉以可最初或週期性地使脈衝式輻射光束628之強度之調整自動化的回饋迴路。可經由自感測器644及/或調整機構640產生合適信號646、642來控制該回饋迴路。可使用該回饋迴路以便維持輸出超連續譜輻射光束Bout之一或多個特性。舉例而言，可使用該回饋迴路以便最佳化超連續譜輻射光束Bout之輸出之穩定性。
在一些實施例中，光學放大器620之泵浦電源626經組態以在脈衝式輻射光束612之脈衝傳播通過增益介質624時將泵浦能量(例如經由泵浦輻射光束628)供應至增益介質624，且在脈衝式輻射光束612之兩個連續脈衝到達增益介質624之間的時間之至少一部分內不將泵浦能量供 應至增益介質624。使光學放大器620之泵浦電源626經組態以便在脈衝式輻射光束612之兩個連續脈衝到達增益介質624之間的時間之至少一部分內不將泵浦能量供應至增益介質624係有利的，此係因為其可顯著增加光學放大器之壽命，如現在所論述。
光學放大器之增益介質通常被持續供應泵浦能量。此係因為需要一旦脈衝已傳播通過增益介質，而耗盡粒子數反轉，緊接就泵浦該增益介質以確保在下一脈衝到達之前再次產生粒子數反轉。在此狀況下，熟習此項技術者將不預期如下配置：向光學放大器之增益介質間歇地供應泵浦能量(藉由在脈衝式輻射光束之兩個連續脈衝到達增益介質624之間的時間之至少一部分內不將泵浦能量供應至增益介質)。
此外，本發明人已意識到，向光學放大器620之增益介質624間歇地供應泵浦能量之此配置特別良好地適合用於超連續譜輻射源600中。此係因為為了達成光學媒體630中之光譜加寬，通常使用相對較短脈衝及相對較小作用區間循環。另外，為了具有用於對準標記量測系統之足夠功率，通常需要相對較高功率之脈衝式超連續譜輻射光束Bout(例如具有大約1至10W之功率)。此係藉由具有達成高放大率之光學放大器620來達成。繼而，此暗示使用高位準之泵浦能量。向光學放大器620之增益介質624間歇地供應泵浦能量之配置允許光學放大器620有可能達成高放大因數，同時仍具有相對較長壽命。另外，其允許降低所提供之光學放大器620的任何冷卻位準。
光學放大器620之泵浦電源626可經組態以在第一時間段內將泵浦能量供應至增益介質624，該第一時間段在脈衝式輻射光束612之脈衝進入增益介質624之前開始，且在脈衝式輻射光束612之該脈衝射出 增益介質624之後結束。應瞭解，第一時間段可在脈衝式輻射光束612之脈衝進入增益介質624之前開始足夠的時間段，以允許在增益介質624中達成粒子數反轉。應進一步瞭解，該時間段可取決於增益介質624及泵浦能量源626之類型。
應瞭解，對於其中光學放大器620之泵浦電源626在脈衝式輻射光束612之脈衝傳播通過增益介質624時將泵浦能量供應至增益介質624且在兩個連續脈衝到達之間的時間之至少一部分內不將泵浦能量供應至增益介質624的實施例，泵浦電源626可包含可操作以產生泵浦輻射光束之輻射源，如上文所描述。替代地應瞭解，可使用任何其他合適的泵浦電源。
應瞭解，一些實施例可將如下情況組合：(a)泵浦輻射光束628具有週期性強度，且具有為脈衝式輻射光束612之頻率整數倍的頻率；及(b)光學放大器620之泵浦電源626在泵浦電源626之兩個連續脈衝到達增益介質624之間的時間之至少一部分內不將泵浦能量供應至增益介質624。
一般而言，根據本發明之實施例的超連續譜輻射源之光學放大器將包含增益介質及泵浦電源。在圖3所展示之實施例中，光學放大器620之增益介質624提供於光纖中，且泵浦電源626包含泵浦輻射源，該泵浦輻射源可操作以供應沿著該光纖傳播之泵浦輻射光束628。應瞭解，在替代實施例中，可替代地使用其他增益介質及泵浦電源。舉例而言，在替代實施例中，光學放大器之增益介質可未被提供於光纖中，及/或泵浦電源可操作以將不同形式之泵浦能量供應至增益介質。
一般而言，根據本發明之實施例的超連續譜輻射源包含一 光學媒體，該光學媒體經組態以接收經放大脈衝式輻射光束且加寬彼經放大脈衝式輻射光束之光譜以便產生超連續譜輻射光束。此光學媒體可屬於任何合適之形式，其限制條件為：其具有合適的非線性光學屬性以允許產生此超連續譜。在一些實施例中，此光學媒體可包含一或多個波導，例如光子晶體光纖。然而應瞭解，在替代實施例中，光學媒體可不呈一或多個波導之形式。
在後續經編號條項中揭示另外實施例：
1.一種超連續譜輻射源，其包含：一輻射源，其可操作以產生一脈衝式輻射光束；一光學放大器，其經組態以接收該脈衝式輻射光束且增加該脈衝式輻射光束之一強度以便產生一經放大脈衝式輻射光束，該光學放大器包含一增益介質及一泵浦電源；及一光學媒體，其經組態以接收該經放大脈衝式輻射光束且加寬彼經放大脈衝式輻射光束之一光譜以便產生一超連續譜輻射光束；其中該光學放大器之該泵浦電源經組態以將一泵浦輻射光束供應至該增益介質，該泵浦輻射光束之一強度係週期性的且具有一泵浦頻率，且其中該泵浦頻率為該脈衝式輻射光束之頻率的整數倍。
2.如條項1之超連續譜輻射源，其中該泵浦輻射之該強度發生變化，使得該經放大輻射光束之強度剖面係使得在該光學媒體內，促成該超連續譜輻射光束之該產生的主導製程為自相位調變。
3.如條項1或2之超連續譜輻射源，其中該泵浦輻射之該強度發生變化，使得該經放大輻射光束之該強度剖面係使得該超連續譜光束之特性的脈衝間變化實質上得以最小化。
4.如任一前述條項之超連續譜輻射源，其中該光學放大器進一步包含一調整機構，該調整機構經組態以提供對該泵浦輻射光束之該強度之控制。
5.如任一前述條項之超連續譜輻射源，其進一步包含一感測器，該感測器可操作以判定該超連續譜光束之一或多個特性。
6.如條項5之超連續譜輻射源，其中該感測器可進一步操作以輸出指示該超連續譜光束之一或多個特性之一信號。
7.如附屬於條項4之條項6之超連續譜輻射源，其中該調整機構經組態以取決於由該感測器輸出之該信號而控制該脈衝式輻射光束之該強度。
8.一種超連續譜輻射源，其包含：一輻射源，其可操作以產生包含複數個脈衝之一脈衝式輻射光束；一光學放大器，其經組態以接收該脈衝式輻射光束且增加該脈衝式輻射光束之一強度以便產生一經放大脈衝式輻射光束，該光學放大器包含一增益介質及一泵浦電源；及一光學媒體，其經組態以接收該經放大脈衝式輻射光束且加寬彼經放大脈衝式輻射光束之一光譜以便產生一超連續譜輻射光束；其中該光學放大器之該泵浦電源經組態以在該脈衝式輻射光束之該等脈衝傳播通過該增益介質時將泵浦能量供應至該增益介質，且在該脈衝式輻射光束之兩個連續脈衝到達該增益介質之間的時間之至少一部分內不將泵浦能量供應至該增益介質。
9.如條項8之超連續譜輻射源，其中該光學放大器之該泵浦電源經 組態以在一第一時間段內將泵浦能量供應至該增益介質，該第一時間段在該脈衝式輻射光束之一脈衝進入該增益介質之前開始，在該脈衝式輻射光束之該脈衝射出該增益介質之後結束。
10.如條項8或9中任一項之超連續譜輻射源，其中該光學放大器之該增益介質提供於一光纖中，該脈衝式輻射光束可沿著該光纖傳播；且其中該泵浦電源包含一泵浦輻射源，該泵浦輻射源可操作以供應沿著該光纖傳播之一泵浦輻射光束。
11.如條項8至10中任一項之超連續譜輻射源，其中該光學放大器之該泵浦電源經組態以將一泵浦輻射光束供應至該增益介質，該泵浦輻射光束之一強度係週期性的且具有一泵浦頻率，且其中該泵浦頻率為該脈衝式輻射光束之頻率的整數倍。
12.如任一前述條項之超連續譜輻射源，其中該輻射源可操作以在大約1MHz之一重複率及大約100ps之脈衝持續時間下產生一脈衝式輻射光束。
13.如任一前述條項之超連續譜輻射源，其中該超連續譜輻射光束具有至少1W之一功率。
14.如任一前述條項之超連續譜輻射源，其中該超連續譜輻射光束具有包含在400至2600nm之波長範圍內之輻射的一光譜。
15.一種光學量測系統，其包含如任一前述條項之超連續譜輻射源。
16.一種對準標記量測系統，其包含：如條項1至14中任一項之超連續譜輻射源；一光學系統，其可操作以將該超連續譜輻射光束投影至支撐於 一基板台上之一基板上的一對準標記上；一感測器，其可操作以偵測由該對準標記繞射/散射之輻射且輸出含有與該對準標記之一位置相關之資訊的一信號；及一處理器，其經組態以自該感測器接收該信號且取決於該信號而判定該對準標記相對於該基板台之一位置。
17.一種微影裝置，其包含如條項16之對準標記量測系統。
18.一種用於產生一超連續譜輻射光束之方法，該方法包含：產生一脈衝式輻射光束；將該脈衝式輻射光束傳遞通過一光學放大器之一增益介質；將一泵浦能量供應至該增益介質使得在該脈衝式輻射光束傳播通過該增益介質時，該脈衝式輻射光束之一強度增加以便產生一經放大脈衝式輻射光束，其中將該泵浦能量作為一泵浦輻射光束供應至該增益介質，該泵浦輻射光束之一強度係週期性的且具有一泵浦頻率，該泵浦頻率為該脈衝式輻射光束之頻率的整數倍；及將該經放大脈衝式輻射光束傳遞通過一光學媒體，該光學媒體經組態以加寬彼經放大脈衝式輻射光束之一光譜以便產生一超連續譜輻射光束。
19.如條項18之方法，其中該泵浦輻射之該強度發生變化，使得該經放大輻射光束之強度剖面係使得在該光學媒體內，促成該超連續譜輻射光束之該產生的主導製程為自相位調變。
20.如條項18或19之方法，其中該泵浦輻射之該強度發生變化，使得該經放大輻射光束之該強度剖面係使得該超連續譜光束之特性的脈衝間變化實質上得以最小化。
21.如條項18至20中任一項之方法，其進一步包含：判定該超連續譜光束之一或多個特性；及取決於該超連續譜光束之該一或多個經判定特性而調整該脈衝式輻射光束之該強度。
22.一種用於產生一超連續譜輻射光束之方法，該方法包含：產生包含複數個脈衝之一脈衝式輻射光束；將該脈衝式輻射光束傳遞通過一光學放大器之一增益介質；將一泵浦能量供應至該增益介質使得在該脈衝式輻射光束傳播通過該增益介質時，該脈衝式輻射光束之一強度增加以便產生一經放大脈衝式輻射光束，其中在該脈衝式輻射光束之該等脈衝傳播通過該增益介質時將泵浦能量供應至該增益介質，且在該脈衝式輻射光束之兩個連續脈衝到達該增益介質之間的時間之至少一部分內不將泵浦能量供應至該增益介質；及將該經放大脈衝式輻射光束傳遞通過一光學媒體，該光學媒體經組態以加寬彼經放大脈衝式輻射光束之一光譜以便產生一超連續譜輻射光束。
23.如條項22之方法，其中將該泵浦能量作為一泵浦輻射光束供應至該增益介質，該泵浦輻射光束之一強度係週期性的且具有一泵浦頻率，且其中該泵浦頻率為該脈衝式輻射光束之頻率的整數倍。
儘管已特定地參考供位置量測裝置使用之對準方法，但應理解，本文中所描述之量測不對稱性的方法亦可用以量測基板之多個層之間的疊對。舉例而言，可在量測基板之不同層的粗略特徵與精細特徵之間的疊對時應用該方法。
儘管可在本文中特定地參考在微影裝置之內容背景中之本發明之實施例，但本發明之實施例可用於其他裝置中。舉例而言，根據本發明之實施例之輻射源可用於醫療應用，例如作為醫療器件內之度量衡系統之部分。本發明之實施例可形成光罩檢測裝置、度量衡裝置或量測或處理諸如晶圓(或其他基板)或光罩(或其他圖案化器件)之物件之任何裝置的部分。此等裝置通常可被稱作微影工具。此微影工具可使用真空條件或環境(非真空)條件。
應理解，控制對準感測器、處理由對準感測器偵測之信號且自此等信號計算適合用於控制微影圖案化製程之位置量測的處理單元PU通常將涉及某一種類之電腦總成，其將不予以詳細地描述。該電腦總成可為在微影裝置外部之專用電腦，其可為專用於對準感測器之一或若干處理單元，或替代地，其可為整體上控制微影裝置之中央控制單元LACU。該電腦總成可經配置以用於載入包含電腦可執行碼之電腦程式產品。此可使電腦總成能夠在電腦程式產品被下載時控制運用對準感測器AS進行的微影裝置之前述使用。
在由圖3中所展示之超連續譜輻射源600輸出的超連續譜輻射光束Bout之內容背景中，術語「輻射」及「光束」可包括：紅外線輻射(例如，具有介於800nm至2.5μm之間的波長)，及可見光輻射(例如，具有介於380nm至800nm之間的波長)。
儘管可在本文中特定地參考在IC製造中之微影裝置之使用，但應理解，本文所描述之微影裝置可具有其他應用。可能的其他應用包括製造整合式光學系統、用於磁疇記憶體之導引及偵測圖案、平板顯示器、液晶顯示器(LCD)、薄膜磁頭，等。
儘管可在本文中特定地參考在微影裝置之內容背景中之本發明之實施例，但本發明之實施例可用於其他裝置中。本發明之實施例可形成光罩檢測裝置、度量衡裝置或量測或處理諸如晶圓(或其他基板)或光罩(或其他圖案化器件)之物件之任何裝置的部分。此等裝置通常可被稱作微影工具。此微影工具可使用真空條件或環境(非真空)條件。
儘管上文可特定地參考在光學微影之內容背景中對本發明之實施例之使用，但應瞭解，本發明可用於其他應用(例如壓印微影)中，且在內容背景允許之情況下不限於光學微影。
雖然上文已描述本發明之特定實施例，但應瞭解，可以與所描述方式不同之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。
600:超連續譜輻射源
610:輻射源
612:脈衝式輻射光束
620:光學放大器
622:經放大脈衝式輻射光束
624:增益介質
626:泵浦電源
628:泵浦輻射光束
630:非線性光學媒體
640:調整機構
642:控制信號
644:感測器
646:信號
Bout:超連續譜輻射光束

Claims (15)

  1. 一種超連續譜輻射源，其包含： 一輻射源，其可操作以產生一脈衝式輻射光束； 一光學放大器，其經組態以接收該脈衝式輻射光束且增加該脈衝式輻射光束之一強度以便產生一經放大脈衝式輻射光束，該光學放大器包含一增益介質及一泵浦電源；及 一光學媒體，其經組態以接收該經放大脈衝式輻射光束且加寬彼經放大脈衝式輻射光束之一光譜以便產生一超連續譜輻射光束； 其中該光學放大器之該泵浦電源經組態以將一泵浦輻射光束供應至該增益介質，該泵浦輻射光束之一強度係週期性的且具有一泵浦頻率，且其中該泵浦頻率為該脈衝式輻射光束之頻率的整數倍。
  2. 如請求項1之超連續譜輻射源，其中該泵浦輻射之該強度發生變化，使得該經放大輻射光束之強度剖面係使得在該光學媒體內，促成該超連續譜輻射光束之該產生的主導製程為自相位調變。
  3. 如請求項1或2之超連續譜輻射源，其中該泵浦輻射之該強度發生變化，使得該經放大輻射光束之該強度剖面係使得該超連續譜光束之特性的脈衝間變化實質上得以最小化。
  4. 如請求項1或2之超連續譜輻射源，其中該光學放大器進一步包含一調整機構，該調整機構經組態以提供對該泵浦輻射光束之該強度之控制。
  5. 如請求項4之超連續譜輻射源，其進一步包含一感測器，該感測器可操作以判定該超連續譜光束之一或多個特性， 且其中視情況，該感測器可進一步操作以輸出指示該超連續譜光束之一或多個特性之一信號。
  6. 如請求項5之超連續譜輻射源，其中該調整機構經組態以取決於由該感測器輸出之該信號而控制該脈衝式輻射光束之該強度。
  7. 一種超連續譜輻射源，其包含： 一輻射源，其可操作以產生包含複數個脈衝之一脈衝式輻射光束； 一光學放大器，其經組態以接收該脈衝式輻射光束且增加該脈衝式輻射光束之一強度以便產生一經放大脈衝式輻射光束，該光學放大器包含一增益介質及一泵浦電源；及 一光學媒體，其經組態以接收該經放大脈衝式輻射光束且加寬彼經放大脈衝式輻射光束之一光譜以便產生一超連續譜輻射光束； 其中該光學放大器之該泵浦電源經組態以在該脈衝式輻射光束之該等脈衝傳播通過該增益介質時將泵浦能量供應至該增益介質，且在該脈衝式輻射光束之兩個連續脈衝到達該增益介質之間的時間之至少一部分內不將泵浦能量供應至該增益介質。
  8. 如請求項7之超連續譜輻射源，其中該光學放大器之該泵浦電源經組態以在一第一時間段內將泵浦能量供應至該增益介質，該第一時間段在該脈衝式輻射光束之一脈衝進入該增益介質之前開始，在該脈衝式輻射光束之該脈衝射出該增益介質之後結束。
  9. 如請求項7或8之超連續譜輻射源，其中該光學放大器之該泵浦電源經組態以將一泵浦輻射光束供應至該增益介質，該泵浦輻射光束之一強度係週期性的且具有一泵浦頻率，且其中該泵浦頻率為該脈衝式輻射光束之頻率的整數倍。
  10. 一種光學量測系統，其包含如請求項1至9中任一項之超連續譜輻射源。
  11. 一種對準標記量測系統，其包含： 如請求項1至9中任一項之超連續譜輻射源； 一光學系統，其可操作以將該超連續譜輻射光束投影至支撐於一基板台上之一基板上的一對準標記上； 一感測器，其可操作以偵測由該對準標記繞射/散射之輻射且輸出含有與該對準標記之一位置相關之資訊的一信號；及 一處理器，其經組態以自該感測器接收該信號且取決於該信號而判定該對準標記相對於該基板台之一位置。
  12. 一種微影裝置，其包含如請求項11之對準標記量測系統。
  13. 一種用於產生一超連續譜輻射光束之方法，該方法包含： 產生一脈衝式輻射光束； 將該脈衝式輻射光束傳遞通過一光學放大器之一增益介質； 將一泵浦能量供應至該增益介質使得在該脈衝式輻射光束傳播通過該增益介質時，該脈衝式輻射光束之一強度增加以便產生一經放大脈衝式輻射光束，其中將該泵浦能量作為一泵浦輻射光束供應至該增益介質，該泵浦輻射光束之一強度係週期性的且具有一泵浦頻率，該泵浦頻率為該脈衝式輻射光束之頻率的整數倍；及 將該經放大脈衝式輻射光束傳遞通過一光學媒體，該光學媒體經組態以加寬彼經放大脈衝式輻射光束之一光譜以便產生一超連續譜輻射光束。
  14. 如請求項13之方法，進一步包含： 判定該超連續譜光束之一或多個特性；及 取決於該超連續譜光束之該一或多個經判定特性而調整該脈衝式輻射光束之該強度。
  15. 一種用於產生一超連續譜輻射光束之方法，該方法包含： 產生包含複數個脈衝之一脈衝式輻射光束； 將該脈衝式輻射光束傳遞通過一光學放大器之一增益介質； 將一泵浦能量供應至該增益介質使得在該脈衝式輻射光束傳播通過該增益介質時，該脈衝式輻射光束之一強度增加以便產生一經放大脈衝式輻射光束，其中在該脈衝式輻射光束之該等脈衝傳播通過該增益介質時將泵浦能量供應至該增益介質，且在該脈衝式輻射光束之兩個連續脈衝到達該增益介質之間的時間之至少一部分內不將泵浦能量供應至該增益介質；及 將該經放大脈衝式輻射光束傳遞通過一光學媒體，該光學媒體經組態以加寬彼經放大脈衝式輻射光束之一光譜以便產生一超連續譜輻射光束。
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