TWI701519B - 光譜特徵控制設備 - Google Patents

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TWI701519B
TWI701519B TW106135282A TW106135282A TWI701519B TW I701519 B TWI701519 B TW I701519B TW 106135282 A TW106135282 A TW 106135282A TW 106135282 A TW106135282 A TW 106135282A TW I701519 B TWI701519 B TW I701519B
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艾瑞克 安德爾斯 梅森
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美商希瑪有限責任公司
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Abstract

本發明揭示一種光譜特徵選擇設備，其包括：一色散光學元件，其經配置以與一脈衝光束相互作用；三個或更多個折射光學元件，該等折射光學元件配置在處於該色散光學元件與一脈衝光學源之間的該脈衝光束之一路徑中；及一或多個致動系統，每一致動系統與一折射光學元件相關聯且經組態以使該相關聯折射光學元件旋轉以藉此調整該脈衝光束之一光譜特徵。該等致動系統中之至少一者係包括一快速致動器之一快速致動系統，該快速致動器經組態以使其相關聯折射光學元件繞一旋轉軸旋轉。該快速致動器包括具有一旋轉軸件之一旋轉步進馬達，該旋轉軸件繞平行於該相關聯折射光學元件之該旋轉軸的一軸件軸旋轉。

Description

光譜特徵控制設備
所揭示標的物係關於一種用於控制自供應光至一微影曝光裝置之一光學源輸出的一光束之一光譜特徵(諸如頻寬或波長)的設備。
在半導體微影(或光微影)中，製造積體電路(IC)需要對半導體(例如，矽)基板(其亦被稱為晶圓)執行的多種物理及化學程序。光微影曝光設備或掃描器為將所要圖案施加至基板之目標部分上的機器。晶圓經固定至載台，以使得晶圓大體上沿著由掃描器之正交XL 方向及YL 方向界定之平面延伸。晶圓係由光束輻照，光束具有在深紫外線(deep ultraviolet，DUV)範圍中之波長。光束沿著一軸向方向行進，該軸向方向與掃描器之ZL 方向對應。掃描器之ZL 方向正交於側向XL -YL 平面。 自光學源(諸如，雷射器)輸出之光束之光譜特徵或性質(例如，頻寬)之準確知識在許多科學及工業應用中至關重要。舉例而言，光學源頻寬之準確知識用於使得能夠控制深紫外線(DUV)光學微影中之最小特徵大小或臨界尺寸(CD)。臨界尺寸為印刷在半導體基板(亦被稱作晶圓)上之特徵大小且因此CD可能需要精細大小控制。在光學微影中，藉由由光學源產生之光束來輻照基板。常常，光學源為雷射源且光束為雷射束。
在一些一般態樣中，一光學系統與一光源一起使用。該光學系統包括：一色散光學元件；處於該色散光學元件與該光源之間的複數個折射光學元件；及致動系統，每一致動系統與一折射光學元件相關聯。該等致動系統中之至少一者包括經組態以使相關聯折射光學元件繞一旋轉軸旋轉360度之一致動器，該致動器包含經組態以繞一軸件軸旋轉之一旋轉軸件，該軸件軸平行於該相關聯折射光學元件之旋轉軸且該軸件軸不具有接地能態。 在一些一般態樣中，一光譜特徵選擇設備與產生一脈衝光束之一脈衝光學源一起使用。該光譜特徵選擇設備包括：一色散光學元件，其經配置以與該脈衝光束相互作用；三個或更多個折射光學元件，該等折射光學元件配置在處於該色散光學元件與該脈衝光學源之間的該脈衝光束之一路徑中；一或多個致動系統，每一致動系統與一折射光學元件相關聯且經組態以使該相關聯折射光學元件旋轉以藉此調整該脈衝光束之一光譜特徵；及一控制系統，其連接至該一或多個致動系統。該等致動系統中之至少一者係包括一快速致動器之一快速致動系統，該快速致動器經組態以使其相關聯折射光學元件繞一旋轉軸旋轉。該快速致動器包括具有一旋轉軸件之一旋轉步進馬達，該旋轉軸件繞平行於該相關聯折射光學元件之該旋轉軸的一軸件軸旋轉。該控制系統經組態以發送一信號至該快速致動器以調整該旋轉步進馬達之該旋轉軸件，以藉此使該相關聯折射光學元件繞其旋轉軸旋轉。 實施可包括以下特徵中之一或多者。舉例而言，該快速致動器可經組態以使離該色散光學元件最遠之該折射光學元件旋轉。該脈衝光束路徑可處於該設備之一XY平面中，且該旋轉步進馬達之該旋轉軸件可具有平行於該設備之一Z軸之一軸以藉此使該相關聯折射光學元件繞其旋轉軸旋轉，該旋轉軸平行於該設備之該Z軸。 該快速致動系統亦可包括實體地耦接至該相關聯折射光學元件之一二級致動器，該二級致動器經組態以使該相關聯折射光學元件繞一軸旋轉，該軸處於該XY平面中且亦處於該相關聯折射光學元件之一斜邊的平面中。 該設備可包括一位置監視器，該位置監視器偵測該旋轉步進馬達之該旋轉軸件之一位置。該控制系統可連接至該位置監視器，且可經組態以接收該旋轉軸件之該偵測到位置且在該接收之偵測到位置不在位置之一可接受範圍內的情況下調整該旋轉軸件。該位置監視器可為一光學旋轉編碼器。該旋轉軸件可經組態以使與該快速致動器相關聯之該折射光學元件繞自該旋轉軸偏移的一偏移軸旋轉。 該軸件軸可經組態以旋轉約360°，以藉此使該相關聯折射光學元件旋轉約360°。 與該快速致動器相關聯之該折射光學元件可固定地耦接至該軸件軸。 該控制系統可包括連接至該旋轉步進馬達之一快速控制器，憑藉該快速控制器執行對該旋轉軸件之該調整。 與該快速致動器相關聯之該折射光學元件的該旋轉可導致與該色散光學元件相互作用之該脈衝光束的一放大率改變。該脈衝光束之該放大率改變可導致該脈衝光束之一頻寬改變。因與該快速致動器相關聯之該折射光學元件的該旋轉所致之頻寬範圍可為至少250飛米(fm)。與該快速致動器相關聯之該折射光學元件的該旋轉軸件之一個旋轉單位的該旋轉可導致該脈衝光束之該頻寬改變一量，該量小於量測該脈衝光束之該頻寬的一頻寬量測裝置之一解析度。 該色散光學元件可為一繞射光學元件，該繞射光學元件經配置而以一利特羅組態與一脈衝光束相互作用，以使得自該繞射光學元件繞射之該脈衝光束沿著入射於該繞射光學元件上的該脈衝光束之該路徑行進。 該等折射光學元件可為直角稜鏡，該脈衝光束透射穿過該等直角稜鏡，以使得在該脈衝光束穿過每一直角稜鏡時，該脈衝光束改變其放大率。離該色散光學元件最遠之該直角稜鏡可具有該複數個中之最小斜邊，且更接近該色散光學元件之每一連續直角稜鏡與離該色散光學元件較遠之鄰近直角稜鏡相比可具有較大或相同大小的斜邊。 在其他一般態樣中，一光譜特徵選擇設備包括一色散光學元件，該色散光學元件經配置以與由一脈衝光學源產生之一脈衝光束相互作用。該光譜特徵選擇設備包括：複數個折射光學元件，該複數個折射光學元件配置在處於該色散光學元件與該脈衝光學源之間的該脈衝光束之一路徑中；及複數個致動系統。每一致動系統與一折射光學元件相關聯且經組態以使該相關聯折射光學元件旋轉以藉此調整該脈衝光束之一光譜特徵。該等致動系統中之至少一者包括一快速致動器，該快速致動器包括具有一旋轉軸件之一旋轉馬達，該旋轉軸件繞垂直於該設備之一平面的一軸件軸旋轉。與該快速致動器相關聯之該折射光學元件係安裝至該快速致動器，以使得該折射光學元件繞一偏移軸旋轉，該偏移軸平行於該軸件軸、自其重心偏移且自該軸件軸偏移。 實施可包括以下特徵中之一或多者。舉例而言，該快速致動器可致使該相關聯折射光學元件既繞該偏移軸旋轉，又線性地平移。該快速致動器可包括一槓桿臂，該槓桿臂包括：一第一區域，其在該軸件軸之位置處以機械方式連結至該旋轉軸件；及一第二區域，其沿著垂直於該軸件軸且處於該設備之平面中的一方向自該軸件軸偏移，以使得該第二區域不與該軸件軸相交。與該快速致動器相關聯之該折射光學元件係以機械方式連結至該第二區域。 該設備亦可包括一控制系統，該控制系統連接至該複數個致動系統且經組態以發送一信號至每一致動系統。該控制系統可經組態以發送一信號至該快速致動器，以藉此使與該快速致動器相關聯之該折射光學元件旋轉且平移，從而調整該脈衝光束之一光譜特徵。與該快速致動器相關聯之該折射光學元件可經組態以繞該偏移軸旋轉15度且在小於或等於約50毫秒中到達一穩定平衡位置。 該光譜特徵可為該脈衝光束之一頻寬及一波長中之一或多者。由該快速致動器控制之該折射光學元件可不具有一抗反射塗層。 在其他一般態樣中，一光譜特徵選擇設備包括一繞射光學元件，該繞射光學元件經配置而以一利特羅組態與一脈衝光束相互作用，該脈衝光束係由一光學源產生。該光譜特徵選擇設備亦包括一組四個或更多個直角稜鏡，該脈衝光束透射穿過該等直角稜鏡，以使得在該脈衝光束穿過每一直角稜鏡時，該脈衝光束改變其放大率。該脈衝光束沿著一光束路徑行進且具有越過每一稜鏡之斜邊的一橫向範圍，以使得該脈衝光束之該橫向範圍含於每一稜鏡之該等斜邊中之每一者內。最接近該繞射光學元件之該直角稜鏡具有長度在該組中最大之一斜邊。離該繞射光學元件較遠之每一連續直角稜鏡具有一長度小於或等於更接近該繞射光學元件之該鄰近直角稜鏡的該斜邊之一斜邊。最接近該繞射光學元件之該直角稜鏡配置成其直角遠離該繞射光學元件而定位。離該繞射光學元件最遠之該直角稜鏡與該繞射光學元件之間的區域係任何反射光學元件之空隙。該光譜特徵選擇設備亦包括至少兩個致動系統，每一致動系統與該組中之一直角稜鏡相關聯且經組態以使該相關聯直角稜鏡相對於該脈衝光束旋轉以藉此調整該脈衝光束之一光譜特徵。 實施可包括以下特徵中之一或多者。舉例而言，離該繞射光學元件最遠之該稜鏡可與一致動系統相關聯且可為可移動的，且第二最接近該繞射光學元件之該稜鏡可與一致動系統相關聯且可為可移動的。
參看圖1，光微影系統100包括照明系統150，該照明系統產生具有名義上處於中心波長之波長且經引導至光微影曝光設備或掃描器115的脈衝光束110。脈衝光束110係用以在收納於掃描器115中之基板或晶圓120上圖案化微電子特徵。照明系統150包括光學源105，該光學源以能夠被改變之脈衝重複率產生脈衝光束110。照明系統150包括控制系統185，該控制系統與照明系統150內之光學源105及其他特徵通信。照明系統150亦與掃描器115通信以控制照明系統150之操作及脈衝光束110之態樣。 光束110經引導穿過光束製備系統112，該光束製備系統可包括修改光束110之態樣之光學元件。舉例而言，光束製備系統112可包括反射及/或折射光學元件、光學脈衝伸展器及光學孔隙(包括自動化遮光片)。 光束110之脈衝以在深紫外線(DUV)範圍中之一波長(例如，248奈米(nm)或193 nm之波長)為中心。經圖案化於晶圓120上之微電子特徵之大小取決於脈衝光束110之波長，且較小波長導致小的最小特徵大小或臨界尺寸。當脈衝光束110之波長為248 nm或193 nm時，微電子特徵之最小大小可為(例如)50 nm或更小。用於脈衝光束110之分析及控制之頻寬可為其光譜200 (或發射光譜)之實際瞬時頻寬，如圖2中所示。光譜200含有關於光束110之光學能量或功率在不同波長(或頻率)上如何分佈的資訊。 照明系統150包括光譜特徵選擇設備130。光譜特徵選擇設備130係置放於光學源105之第一末端處以與由光學源105產生之光束110A相互作用。光束110A為在光學源105內之諧振器之一個末端處所產生之光束，且可為由主控振盪器產生之種子光束，如下文所論述。光譜特徵選擇設備130經組態以藉由調諧或調整脈衝光束110A之一或多個光譜特徵(諸如頻寬或波長)來精細調諧脈衝光束110之光譜性質。 參看圖3A，光譜特徵選擇設備130包括經配置以在光學上與脈衝光束110A相互作用的一組光學特徵或組件300、305、310、315、320，及包括呈韌體與軟體之任何組合形式之電子器件的控制模組350。控制模組350連接至一或多個致動系統300A、305A、310A、315A、320A，該一或多個致動系統實體地耦接至各別光學組件300、305、310、315、320。設備130之該等光學組件包括色散光學元件300 (其可為光柵)，及由一組折射光學元件305、310、315、320 (其可為稜鏡)組成的擴束器301。光柵300可為經設計以分散及反射光束110A之反射性光柵；因此，光柵300係由適合於與波長在DUV範圍中之脈衝光束110A相互作用的材料製成。稜鏡305、310、315、320中之每一者為透射性稜鏡，其用以在光束穿過稜鏡之主體時分散及重新引導光束110A。該等稜鏡中之每一者可由准許光束110A之波長透射的材料(諸如，氟化鈣)製成。 稜鏡320定位成離光柵300最遠，而稜鏡305定位成最接近光柵300。脈衝光束110A經由孔隙355進入設備130，接著在照射在光柵300之繞射表面302上之前，依序行進穿過稜鏡320、稜鏡310及稜鏡305。隨著光束110A每一次穿過連續稜鏡320、315、310、305，光束110A在光學上被放大且重新引導(以一角度折射)朝向下一個光學組件。光束110A自光柵300繞射及反射而回頭依序穿過稜鏡305、稜鏡310、稜鏡315及稜鏡320，之後在光束110A退出設備130時穿過孔隙355。由於自光柵300每一次穿過連續稜鏡305、310、315、320，光束110A在其朝向孔隙355行進時在光學上被壓縮。 參看圖3B，擴束器301之稜鏡P (其可為稜鏡305、310、315或320中之任一者)之旋轉改變光束110A照射在已旋轉稜鏡P之入射表面H(P)上的入射角。此外，穿過已旋轉稜鏡P之光束110A之兩個區域光學品質(即光學放大率OM(P)及光束折射角δ(P))隨照射在已旋轉稜鏡P之入射表面H(P)上的光束110A之入射角而變。穿過稜鏡P之光束110A之光學放大率OM(P)為退出彼稜鏡P之光束110A的橫向寬度Wo(P)與進入彼稜鏡P之光束110A的橫向寬度Wi(P)之比。 擴束器301內之稜鏡P中之一或多者處的光束110A之區域光學放大率OM(P)的改變導致穿過擴束器301的光束110A之光學放大率OM 365之總體改變。穿過擴束器301之光束110A的光學放大率OM 365為退出擴束器301之光束110A的橫向寬度Wo與進入擴束器301之光束110A的橫向寬度Wi之比。 另外，擴束器301內之稜鏡P中之一或多者中的區域光束折射角δ(P)的改變導致光柵300之表面302處的光束110A之入射角362的總體改變。 可藉由改變光束110A照射在光柵300之繞射表面302上所成之入射角362來調整光束110A之波長。可藉由改變光束110之光學放大率365來調整光束110A之頻寬。 如本文中所論述，例如，參看圖3A至圖7，光譜特徵選擇設備130經重新設計以在光束110藉由掃描器115掃描越過晶圓120時，提供對脈衝光束110之頻寬的較快速調整。光譜特徵選擇設備130可經重新設計而具有用於使光學組件300、305、310、315、320中之一或多者更有效且更快速地旋轉的一或多個新致動系統。 舉例而言，光譜特徵選擇設備130包括用於使稜鏡320更有效且更快速地旋轉的新致動系統320A。新致動系統320A可以使稜鏡320旋轉之速率增大的方式來設計。具體言之，安裝至新致動系統320A之稜鏡320的旋轉軸平行於新致動系統320A的可旋轉馬達軸件322A。在其他實施中，新致動系統320A可經設計以包括一臂，該臂在一端實體地連結至馬達軸件322A且在另一端實體地連結至稜鏡320，以提供用於使稜鏡320旋轉之額外槓桿。以此方式，光束110A之光學放大率OM將變得對稜鏡320之旋轉較敏感。 在一些實施中，諸如圖7中所示，稜鏡305相對於擴束器之先前設計倒裝以提供對頻寬之更快速調整。在此等情況下，利用稜鏡320之相對較小旋轉，頻寬改變變得相對較快(與設備130之先前設計相比時)。與先前光譜特徵選擇裝置相比時，稜鏡320之每單位旋轉的光學放大率改變在經重新設計之光譜特徵選擇設備130中增大。 設備130經設計以調整光束110A照射在光柵300之繞射表面302上所成之入射角362來調整產生於光學源105之諧振器或多個諧振器內的光束110A之波長。具體言之，此調整可藉由使稜鏡305、310、315、320及光柵300中之一或多者旋轉以藉此調整光束110A之入射角362來進行。 此外，藉由調整光束110A之光學放大率OM 365來調整由光學源105產生之光束110A的頻寬。因此，可藉由使稜鏡305、310、315、320中之一或多者旋轉來調整光束110A之頻寬，該旋轉致使光束110A之光學放大率365改變。 因為特定稜鏡P之旋轉導致彼稜鏡P處之區域光束折射角δ(P)及區域光學放大率OM(P)兩者的改變，所以控制波長及頻寬在此設計中係聯繫的。 另外，光束110A之頻寬對稜鏡320之旋轉相對敏感且對稜鏡305之旋轉相對不敏感。此係因為因稜鏡320之旋轉所致的光束110A之區域光學放大率OM(320)之任何改變將乘以其他稜鏡315、310及305中各自的光學放大率OM(315)、OM(310)、OM(305)之改變的乘積，此係因為彼等稜鏡處於已旋轉稜鏡320與光柵300之間，且光束110A在穿過稜鏡320之後必須行進通過此等其他稜鏡315、310、305。另一方面，光束110A之波長對稜鏡305之旋轉相對敏感且對稜鏡320之旋轉相對不敏感。 舉例而言，為了改變光束110A之波長而不改變頻寬，應改變入射角362而不改變光學放大率365。此可藉由使稜鏡305大量旋轉及使稜鏡320少量旋轉來達成。為了改變頻寬而不改變波長，應改變光學放大率365而不改變入射角362，且此可藉由使稜鏡320大量旋轉及使稜鏡305少量旋轉來達成。 控制模組350連接至一或多個致動系統300A、305A、310A、315A、320A，該一或多個致動系統實體地耦接至各別光學組件300、305、310、315、320。儘管針對光學組件中之每一者展示了致動系統，但設備130中之光學組件中的一些保持靜止或不實體地耦接至致動系統係可能的。舉例而言，在一些實施中，光柵300可保持靜止且稜鏡315可保持靜止且不實體地耦接至致動系統。 致動系統300A、305A、310A、315A、320A中之每一者包括連接至其各別光學組件之一致動器。光學組件之調整導致光束110A之特定光譜特徵(波長及/或頻寬)的調整。控制模組350自控制系統185接收控制信號，該控制信號包括操作或控制致動系統中之一或多者之特定命令。致動系統可經選擇且經設計以協作地工作。 致動系統300A、305A、310A、315A、320A之致動器中之每一者為用於移動或控制各別光學組件的機械裝置。致動器自模組350接收能量，且將彼能量轉換成施加至各別光學組件之某種運動。舉例而言，致動系統可為力裝置及用於使擴束器之稜鏡中之一或多者旋轉的旋轉載台中之任一者。致動系統可包括例如馬達，諸如步進馬達、閥門、壓控式裝置、壓電式裝置、線性馬達、液壓致動器、音圈等。 光柵300可為高炫耀角中階梯光柵，且以滿足光柵方程之任何入射角362入射於光柵300上的光束110A將被反射(繞射)。光柵方程提供光柵300之光譜級、繞射波長(繞射光束之波長)、光束110A至光柵300上的入射角362、光束110A繞射離開光柵300的退出角、入射至光柵300上的光束110A之垂直發散及光柵300之繞射表面的凹槽間距之間的關係。此外，若使用光柵300以使得光束110A至光柵300上的入射角362等於光束110A自光柵300的退出角，則光柵300及擴束器(稜鏡305、310、315、320)係以利特羅組態配置且反射自光柵300的光束110A之波長為利特羅波長。可認為入射至光柵300上的光束110A之垂直發散接近零。為了反射標稱波長，光柵300將相對於入射至光柵300上之光束110A對準，使得標稱波長穿過擴束器(稜鏡305、310、315、320)反射回來，從而在光學源105中被放大。利特羅波長可隨後藉由改變光束110A至光柵300上的入射角362而在光學源105內之諧振器的整個增益頻寬中經調諧。 稜鏡305、310、315、320中之每一者沿著光束110A之橫向方向足夠寬，使得光束110A含於其穿過之表面內。每一稜鏡在光學上放大自孔隙355朝向光柵300之路徑上的光束110A，且因此每一稜鏡的大小自稜鏡320至稜鏡305依次變大。因此，稜鏡305大於稜鏡310 (該稜鏡大於稜鏡315)，且稜鏡320為最小稜鏡。 離光柵300最遠且大小亦最小之稜鏡320係安裝於致動系統320A上，且特定言之安裝至導致稜鏡320旋轉的旋轉軸件322A，且此旋轉改變照射在光柵300上之光束110A的光學放大率以藉此修改自設備130輸出之光束110A的頻寬。致動系統320A經設計為快速致動系統320A，此係因為該致動系統包括旋轉步進馬達，其包括稜鏡320所固定至的旋轉軸件322A。旋轉軸件322A繞其軸件軸旋轉，該軸旋轉平行於稜鏡320之旋轉軸。此外。因為致動系統320A包括旋轉步進馬達，所以該致動系統不具有任何機械記憶體且亦不具有能量基態。旋轉軸件322A之每一位置的能量與旋轉軸件322A之其他位置中之每一者相同，且旋轉軸件322A不具有低位能之較佳靜止位置。 系統320A之旋轉步進馬達應足夠快以使旋轉軸件322A移動，且因此稜鏡320快速地移動(此意謂足夠快以在所需時間框內實現對光束110A之光譜特徵的調整)。在一些實施中，系統320A之旋轉步進馬達經組態有一光學旋轉編碼器，以提供關於旋轉軸件322A之位置之回饋。此外，旋轉步進馬達可用馬達控制器來控制，該馬達控制器為高解析度位置控制器且使用可變頻率驅動控制方法。在一個實例中，系統320A之旋轉步進馬達足夠快以在小於50 ms中使旋轉軸件322A及稜鏡320移動15度，且光學旋轉編碼器之準確度可小於50微度(例如，在30 ms中15度)。可變頻率驅動控制方法之一個實例為向量馬達控制，其中馬達之定子電流受控於兩個正交組件、馬達之磁通量及力矩。光學旋轉編碼器可為具有光學掃描之編碼器，光學掃描合併量測施加至玻璃或鋼之載體基板的週期性結構(被稱為刻度)之標準。在一些實例中，旋光編碼器係由HEIDENHAIN製造。 參看圖4A及圖4B，在第一實施中，光譜特徵選擇設備430設計成具有光柵400及四個稜鏡405、410、415、420。光柵400及四個稜鏡405、410、415、420經組態以在光束110A穿過設備430之孔隙455之後與由光學源105產生之光束110A相互作用。光束110A自孔隙455沿著設備430之XY平面中之路徑行進，穿過稜鏡420、稜鏡415、稜鏡410、稜鏡405，接著自光柵400反射，且返回穿過稜鏡405、410、415、420，之後穿過孔隙455退出該設備。 稜鏡405、410、415、420係直角稜鏡，脈衝光束110A透射穿過該等稜鏡，使得脈衝光束110A在其穿過每一直角稜鏡時改變光束之光學放大率。離色散光學元件400最遠之直角稜鏡420具有複數個稜鏡中最小的斜邊，且更接近色散光學元件400之每一連續直角稜鏡與離該色散光學元件較遠之鄰近直角稜鏡相比具有較大或相同大小的斜邊。 舉例而言，最接近光柵400之稜鏡405的大小亦最大，例如，該稜鏡之斜邊具有四個稜鏡405、410、415、420中之最大範圍。離光柵400最遠之稜鏡420的大小亦最小，例如，該稜鏡之斜邊具有四個稜鏡405、410、415、420中之最小範圍。鄰近稜鏡有可能大小相同。但，更接近光柵400之每一稜鏡的大小應至少大於其鄰近稜鏡，此係因為光束110A在其行進穿過稜鏡420、稜鏡415、稜鏡410及稜鏡405時在光學上被放大，且因此光束110A之橫向範圍隨著光束110A變得更接近光柵400而放大。光束110A之橫向範圍係沿著垂直於光束110A之傳播方向的平面之範圍。且，光束110A之傳播方向在設備430之XY平面中。 稜鏡405實體地耦接至致動系統405A，該致動系統使稜鏡405繞平行於設備430之Z軸的軸旋轉，稜鏡410實體地耦接至致動系統410A，該致動系統使稜鏡410繞平行於Z軸的軸旋轉，且稜鏡420實體地耦接至快速致動系統420A。快速致動系統420A經組態以使稜鏡405繞平行於設備430之Z軸的軸旋轉。 快速致動系統420A包括旋轉步進馬達421A，其具有旋轉軸件422A及固定至旋轉軸件422A之旋轉板423A。旋轉軸件422A且因此旋轉板423A繞軸件軸AR旋轉，該軸件軸平行於稜鏡420之質心(其對應於旋轉軸AP)且亦平行於設備430之Z軸。儘管非必要，但稜鏡420之軸件軸AR可對應於沿著XY平面的稜鏡420之質心(旋轉軸AP)或與該質心對準。在一些實施中，稜鏡420之質心(或旋轉軸AP)沿著XY平面自軸件軸AR偏移。藉由使軸件軸AR自稜鏡420質心偏移，光束110A之位置可經調整為在稜鏡420經旋轉時處於光柵400之表面上的特定位置。 藉由將稜鏡420安裝至旋轉板423A，稜鏡420直接繞其旋轉軸AP旋轉，此係因為軸件422A及旋轉板423A繞其軸件軸AR旋轉。以此方式，在與使用具有線性可平移軸件(其使用彎曲部而轉換成旋轉運動)之線性步進馬達的系統相比時，實現稜鏡420之快速旋轉或控制。因為軸件422A (及板423A)之旋轉步進直接與稜鏡420 (未賦予任何線性運動)之旋轉步進相關，所以旋轉步進馬達421A能夠使稜鏡420以實現對光束110A且因此光束110之光譜特徵(諸如頻寬)的更快速調整的速率旋轉。步進馬達421A之旋轉設計賦予稜鏡420純粹的旋轉運動，該稜鏡之安裝不使用發現於稜鏡420之先前致動器上的任何線性運動或彎曲部運動。此外，不同於使用線性步進馬達附加彎曲部設計的先前致動器(其中稜鏡420僅可旋轉約自彎曲部判定之角度)，旋轉軸件422A之使用使稜鏡420能夠旋轉約完全360°。在一些實施中，為了達成光束110A之頻寬在可接受範圍中之調諧，稜鏡420能夠旋轉15度。稜鏡420可旋轉大於15度，但此對於當前頻寬範圍要求並非必要的。 在一些實施中，步進馬達421A可為直接驅動步進馬達。直接驅動步進馬達係用於位置控制的使用內置式步進馬達功能性之習知電磁馬達。在可能需要更高運動解析度之其他實施中，步進馬達421A可使用壓電馬達技術。 步進馬達421A可為使用可變頻率驅動控制方法用馬達控制器控制以提供稜鏡420之快速旋轉的旋轉載台。 如上文所論述，使用旋轉步進馬達421A之優點為獲得稜鏡420之更快速旋轉，此係因為稜鏡420之旋轉軸AP平行於旋轉軸件422A且亦平行於軸件軸AR。因此，對於軸件422A之每一單位旋轉，稜鏡420旋轉增量單位且稜鏡420與旋轉軸件422A可旋轉一樣快地旋轉。在一些實施中，為了增加此組態之穩定性及增加稜鏡420之穩定性，快速致動系統420A包括位置監視器424A，其經組態以偵測旋轉步進馬達421A之旋轉軸件422A之位置。旋轉軸件422A的量測位置與旋轉軸件422A的預期或目標位置之間的誤差與稜鏡420之位置的誤差直接相關，且因此，此量測可用以判定稜鏡420之轉動誤差(亦即，實際旋轉與命令旋轉之間的差異)及在操作期間校正此誤差。 控制模組350連接至位置監視器424A以接收旋轉軸件422A之位置的值，且控制模組350亦能夠存取旋轉軸件422A之命令位置的儲存或當前值，使得控制模組350可執行計算以判定旋轉軸件422A的位置量測值與命令位置之間的差異及亦判定如何調整旋轉422A以減小此誤差。舉例而言，控制模組350可判定旋轉軸件422A之旋轉大小以及旋轉方向以抵消誤差。替代地，控制系統185有可能執行此分析。 位置監視器424A可為與旋轉板423A整體地構建之極高解析度光學旋轉編碼器。光學旋轉編碼器使用光學感測技術，其繞上面具有不透明線及圖案之內部碼盤之旋轉。舉例而言，板423A在一束光(諸如發光二極體)中旋轉(因此名為旋轉編碼器)，且板423A上之標記充當阻擋及解封光之遮光片。內部光電二極體偵測器感測交替的光束，且編碼器之電子器件將圖案轉換成接著經由編碼器424A之輸出而傳遞至控制模組350的電信號。 在一些實施中，控制模組350可設計成具有僅用於操作旋轉步進馬達421A之快速內部專用控制器。舉例而言，快速內部專用控制器可自編碼器424A接收高解析度位置資料，且可直接發送一信號至旋轉步進馬達421A以調整軸件422A之位置且藉此調整稜鏡420之位置。 亦參看圖4C，照明系統150在控制系統185之控制下改變光譜特徵(諸如光束110A之頻寬)，該控制系統與控制模組350介接。舉例而言，為了粗略且廣泛地控制光束110A及光束110之頻寬，控制模組350發送一信號至快速致動系統420A之旋轉步進馬達421A，以使旋轉軸件422A自第一角度θ1 (在圖4C之左側)旋轉至第二角度θ2 (其中Δθ = θ2 - θ1) (在圖4C之右側)。且，軸件422A之此角度改變經直接施加至固定至軸件422A之板423A，且藉此亦施加至固定至板423A之稜鏡420。稜鏡420自θ1至θ2之旋轉導致與光柵400相互作用之脈衝光束110A的光學放大率OM 365自OM1至OM2的改變，且脈衝光束110A之光學放大率365之改變導致脈衝光束110A (以及光束110)之頻寬的改變。藉由使用此快速致動系統420A使稜鏡420旋轉可達成的頻寬之範圍可為寬範圍且可為約100飛米(fm)至約450 fm。可達成的總頻寬範圍可為至少250 fm。 與快速致動系統420A相關聯之稜鏡420的旋轉軸件422A之一個旋轉單位的旋轉導致脈衝光束110A之頻寬改變一量，該量小於量測脈衝光束110之頻寬的頻寬量測裝置(例如，作為在下文論述之度量衡系統170之部分)之解析度。稜鏡420可旋轉至多15度以達成此頻寬改變。實務上，稜鏡420之旋轉量僅由設備430之其他組件之光學佈局約束。舉例而言，過大之旋轉可致使光束110A移位一量，該量過大而使得光束110A不照射在下一個稜鏡415上。在一些實施中，為了達成光束110A之頻寬在可接受範圍中之調諧，稜鏡420能夠旋轉15度，而不具有光束110A離開其他稜鏡405、410或415中之任一者的風險。稜鏡420可旋轉大於15度，但此對於當前頻寬範圍要求並非必要的。 再次參看圖4A，稜鏡410可安裝至致使稜鏡410旋轉之致動系統410A，且稜鏡410之此旋轉可提供對光束110A之波長的精細控制。致動系統410A可包括由壓電馬達控制之旋轉步進馬達。壓電馬達藉由利用反壓電效應而操作，其中材料產生聲學或超音波振動以便產生線性或旋轉運動。 更接近光柵400且大小大於或等於稜鏡420之大小的下一個稜鏡415在一些實施中可在空間中固定。更接近光柵400之下一個稜鏡410具有大於或等於稜鏡415之大小的大小。 最接近光柵410之稜鏡405具有大於或等於稜鏡410之大小的大小(稜鏡405為擴束器之最大稜鏡)。稜鏡405可安裝至致使稜鏡405旋轉之致動系統405A，且稜鏡405之此旋轉可提供對光束110A之波長的粗略控制。舉例而言，稜鏡405可旋轉1至2度以將光束110A (且因此光束110)之波長自約193.2奈米(nm)調諧至約193.5 nm。在一些實施中，致動系統405A包括旋轉步進馬達，其包括稜鏡405所固定至之安裝表面(諸如板423A)及使該安裝表面旋轉之馬達軸件。致動系統405A之馬達可為壓電馬達，其與先前線性步進馬達及彎曲部組合設計相比速度快至五十倍。如致動系統420A，致動系統405A可包括為控制系統185或控制模組350提供角位置回饋之光學旋轉編碼器。 參看圖5A及圖5B，在光譜特徵選擇設備530之另一實施中，快速致動系統520A經設計以使擴束器之稜鏡520 (其離光柵500最遠)繞軸件軸AR旋轉R。 設備530包括延伸臂525A，該臂具有在軸件軸AR之位置以機械方式連結至旋轉板523A的第一區域540A。延伸臂525A具有第二區域545A，其沿著XY平面中之一方向(且因此沿著垂直於軸件軸AR之一方向)自軸件軸AR偏移，使得第二區域545A不與軸件軸AR相交。稜鏡520係以機械方式連結至第二區域545A。 稜鏡520之質心(稜鏡軸AP)及軸件軸AR兩者保持平行於設備530之Z軸；然而，稜鏡520之質心自軸件軸AR偏移。延伸臂525A繞軸件軸AR旋轉角度Δθ施加組合移動至稜鏡520：稜鏡520在XY平面內繞軸件軸AR的角度Δθ之旋轉R (參見圖5C)，及稜鏡520沿著位於設備530之XY平面內之一方向的線性平移T。在圖5C之實例中，稜鏡520自第一角度θ1旋轉R至第二角度θ2，且自XY平面中之第一位置Pos1平移T至XY平面中之第二位置Pos2。 稜鏡520之線性平移T藉此使光束110A沿著平行於光柵500之表面502之較長軸501的一方向平移。較長軸501亦沿著設備530之XY平面展開。藉由執行光束110A之此平移，有可能控制光柵500之哪個區或區域係在可能光學放大率OM之範圍的下端經照明。此外，光柵500及光柵之表面502不均勻；即，光柵500之表面502之一些區域與光柵500之表面502的其他區域相比將不同改變施加至光束110A的波前，且表面502之一些區域與表面502之其他區域相比將更多失真施加至光束110A的波前。控制系統185 (或控制模組350)可控制快速致動系統520A以藉此調整稜鏡520之線性平移T及調整光束110A沿著較長軸501之平移，以利用光柵500之表面502之不均勻性，且靠近光柵表面502之一端照明光柵表面502之較高失真區域以提高光譜頻寬，甚至超過簡單地降低光學放大率可達成之效應。 另外，稜鏡520之線性平移T亦使稜鏡520之斜邊H (參見圖5C)在稜鏡520相對於光束110A之位置旋轉期間平移。斜邊H之平移因此使斜邊H之新區域在設備530之操作期間曝露於光束110A。在設備530之壽命中，稜鏡520自其旋轉範圍之一端旋轉至另一端，且更多區域亦曝露於光束110A，此減少由光束110A給稜鏡520帶來之損害的量。 類似於設備430，光譜特徵選擇設備530亦包括光柵500，且擴束器包括稜鏡505、510、515，該等稜鏡沿著光束110A之路徑定位在稜鏡520與光柵500之間。光柵500及四個稜鏡505、510、515、520經組態以在光束110A穿過設備530之孔隙555之後與由光學源105產生之光束110A相互作用。光束110A自孔隙555沿著設備530之XY平面中之路徑行進，穿過稜鏡520、稜鏡515、稜鏡510、稜鏡505，接著自光柵500反射，且返回穿過連續稜鏡505、510、515、520，之後穿過孔隙555退出設備530。 參看圖6A至圖6D，在其他實施方案中，快速致動系統620A設計成與快速致動系統520A相同，但具有附加二級致動器660A。二級致動器660A實體地耦接至離光柵600最遠之稜鏡620。二級致動器660A經組態以使稜鏡620繞軸AH旋轉，該軸處於XY平面中且亦處於稜鏡620之斜邊H的平面中。 在一些實施中，儘管不需要，但二級致動器660A係由控制模組350 (或控制系統185)控制。二級致動器660A可為手動螺釘及彎曲部設計，其不由控制模組350或控制系統185控制。舉例而言，致動器660A可在使用系統620A之後經設定，或可在系統620A之使用之間定期地手動改變。 稜鏡620因此可繞處於XY平面中之軸AH旋轉，以實現對光束110A在何處進入稜鏡620及稜鏡620之斜邊H的更強控制，以便更好地保持光束110A穿過稜鏡615、610、605及光柵600中之每一者之路徑。具體言之，稜鏡620繞軸AH之旋轉使光束110A能夠被更精細地調整。舉例而言，稜鏡620可繞軸AH旋轉，以確保來自光柵600之逆反射(亦即，繞射光束)110A保持在XY平面中且不沿著設備630之Z軸移位，即使稜鏡620繞AP或AR軸旋轉。在AP或AR軸不與Z軸完美對準的情況下，具有此Z軸調整係有益的。另外，使稜鏡620繞AH軸旋轉可為有益的，此係因為延伸臂625A為懸臂支架且其可以沿著Z軸之方式下陷或移動，以使得該臂繞軸AH偏轉且二級致動器660A可用以抵消此偏轉。 參看圖7，在另一實施中，光譜特徵選擇設備730設計成具有色散光學元件(諸如光柵) 700，及包括三個或更多個折射光學元件之擴束器，該等折射光學元件經組態以在光束110A自孔隙755朝向光柵700行進時在光學上放大該光束。擴束器在此實例中包括四個直角稜鏡705、710、715、720，脈衝光束110A透射穿過該等稜鏡，使得脈衝光束110A在其穿過每一直角稜鏡時改變光束之光學放大率，如上文所論述。最接近光柵700之稜鏡705具有斜邊705H，該斜邊具有在擴束器之該等稜鏡之斜邊中的最大長度。離光柵700比稜鏡705遠之每一連續直角稜鏡具有斜邊710H、715H、720H，其具有小於或等於更接近光柵700之鄰近直角稜鏡之斜邊H的長度。 最接近光柵700之直角稜鏡705配置成其直角α遠離光柵700而定位。此可與圖4A之設備430之稜鏡405相比較，在該稜鏡中，其直角朝向或緊接於光柵400而定位。此外，直角稜鏡705與光柵700之間的區域707係任何其他光學元件之空隙。稜鏡705與光柵700之間不存在光學元件(諸如反射光學元件或折射光學元件)。因此，光束110A在稜鏡705與光柵700之間行進，而不穿過任何其他光學元件。 藉由以此方式將稜鏡705自圖4A所示之佈局翻轉至圖7所示之佈局，針對稜鏡720之每一單位旋轉有可能獲得光束110A之光學放大率365的更大改變，且因此實現光束110A (及光束110)之頻寬的更快速調整。在此實施中，為了調整光束110A之頻寬，稜鏡720及710彼此結合地旋轉以獲得廣泛範圍之光學放大率。具體言之，當稜鏡720及稜鏡710彼此結合地旋轉時，光學放大率可自下限值13倍調整至上限值75倍，此係比圖4A之佈局中之可能範圍寬的範圍。設備730之佈局提供用以在兩個稜鏡720、710彼此結合地旋轉時調整光束110A之頻寬的最快方式。設備730具有與圖4A之設備430相比整體不同的組態，且將需要重新設計或重組態照明系統150之其他組件(諸如光學源105)。 接下來，參看圖1、圖8及圖9提供關於光微影系統100之其他態樣之論述。 如圖1所示，控制系統185係以操作方式連接至脈衝光學源105及光譜特徵選擇設備130。且，掃描器115包括微影控制器140，該微影控制器以操作方式連接至控制系統185及掃描器115內之組件。 脈衝光束110之脈衝重複率係光學源105產生光束110之脈衝之速率。因此，舉例而言，脈衝光束110之重複率為1/t，其中t為脈衝之間的時間。控制系統185通常經組態以控制產生脈衝光束110之重複率，包括在脈衝光束在掃描器115中對晶圓120進行曝光時修改脈衝光束之重複率。 在一些實施中，掃描器115觸發光學源105 (經由控制器140與控制系統185之間的通信)以產生脈衝光束110，因此掃描器115憑藉控制器140及控制系統185來控制重複率、光譜特徵(諸如頻寬或波長)及/或劑量。舉例而言，控制器140發送信號至控制系統185以將光束110之重複率保持在可接受速率之特定範圍內。掃描器115通常針對光束110之每一脈衝叢發保持重複率恆定。光束110之脈衝叢發可對應於晶圓120上之曝光域。曝光域為在掃描器115內之曝光狹縫或窗口之一次掃描中經曝光的晶圓120之區。舉例而言，脈衝叢發可包括10至500個脈衝之任何位置。 臨界尺寸(CD)係藉由系統100可印刷於晶圓120上之最小特徵尺寸。CD取決於光束110之波長。為了保持印刷於晶圓120上及藉由系統100曝光之其他晶圓上的微電子特徵之均勻CD，光束110之中心波長應保持處於一預期或目標中心波長或在目標波長周圍之波長範圍內。因此，除了保持中心波長處於目標中心波長或在目標波長周圍之可接受波長範圍內之外，亦需要將光束110之頻寬(光束110中之波長的範圍)保持在一可接受頻寬範圍內。 為了將光束110之頻寬保持至可接受範圍，或為了調整光束110之頻寬，控制系統185經組態以判定對脈衝光束110之頻寬的調整量。另外，控制系統185經組態以發送信號至光譜特徵選擇設備130以使設備130之至少一個光學組件(例如，稜鏡320)移動，以藉此在脈衝光束110對晶圓120進行曝光時將脈衝光束110之頻寬改變經判定之調整量，以藉此補償由修改脈衝光束110之脈衝重複率導致的頻寬變化。 脈衝光束110之頻寬可在任何兩個脈衝叢發之間改變。此外，頻寬自第一值改變至第二值且亦穩定在第二值所用之時間應小於脈衝叢發之間的時間。舉例而言，若叢發之間的時間段為50毫秒 (ms)，則將頻寬自第一值改變至第二值且穩定在第二值所用之總時間應小於50 ms。控制系統185及光譜特徵選擇設備130經設計以實現頻寬之此快速改變，如下文所詳細論述。 掃描器115之控制器140發送信號至控制系統185，以調整或修改掃描越過晶圓120之脈衝光束110的態樣(諸如頻寬或重複率)。發送至控制系統185之信號可致使控制系統185修改發送至脈衝光學源105之電信號或發送至設備130之電信號。舉例而言，若脈衝光學源105包括氣體雷射放大器，則電信號提供脈衝電流至脈衝光學源105之一或多個氣體放電腔室內之電極。 再次參看圖1，晶圓120係置放於一晶圓台上，該晶圓台經建構以固持晶圓120且連接至一定位器，該定位器經組態以根據特定參數且在控制器140控制下而準確地定位晶圓120。 光微影系統100亦可包括度量衡系統170，該度量衡系統可包括量測光束110之一或多個光譜特徵(諸如頻寬或波長)的子系統。由於在操作期間施加至光微影系統100之各種干擾，晶圓120處的光束110之光譜特徵(諸如頻寬或波長)之值可能不會對應於所要光譜特徵(亦即，掃描器115預期之光譜特徵)或與該所要光譜特徵匹配。因此，在操作期間藉由根據光譜估計度量值來量測或估計光束110之光譜特徵(諸如特性頻寬)，以使得操作員或自動化系統(例如，回饋控制器)可使用經量測或估計之頻寬以調整光學源105之性質及調整光束110之光譜。度量衡系統170之子系統基於此光譜而量測光束110之光譜特徵(諸如頻寬及/或波長)。 度量衡系統170接收自光束分離裝置重新引導的光束110之一部分，該光束分離裝置係置放於光學源105與掃描器115之間的路徑中。該光束分離裝置將第一部分或百分比之光束110引導至度量衡系統170且將第二部分或百分比之光束110引導朝向掃描器115。在一些實施中，大部分光束110係在第二部分中引導朝向掃描器115。舉例而言，該光束分離裝置將一分率(例如，1%至2%)之光束110引導至度量衡系統170中。該光束分離裝置可為(例如)光束分光器。 掃描器115包括具有例如一或多個聚光器透鏡、遮罩及物鏡配置之光學配置。該遮罩可沿著一或多個方向(諸如，沿著光束110之光軸件或在垂直於光軸件之平面中)移動。該物鏡配置包括一投影透鏡且使影像轉移能夠自該遮罩至晶圓120上之光阻而進行。該照明器系統調整光束110照射於該遮罩上之角度的範圍。該照明器系統亦均勻化(使變得均一)光束110越過遮罩之強度分佈。 掃描器115可包括微影控制器140、空氣調節裝置及各種電組件之電力供應器，以及其他特徵。除了控制光束110之脈衝之重複率(如上文所論述)以外，微影控制器140亦控制如何將層印刷在晶圓120上。微影控制器140包括記憶體，該記憶體儲存諸如程序變因(recipe)之資訊且亦可儲存關於哪些重複率可使用或較佳的資訊，如下文所更完全描述。 晶圓120係由光束110輻照。程序程式或變因判定晶圓120上之曝光的長度、所使用之遮罩以及影響曝光之其他因素。在微影期間，如上文所論述，光束110之複數個脈衝照明晶圓120之同一區以形成照明劑量。照明同一區的光束110之多個脈衝N可被稱作曝光窗口或狹縫，且狹縫之大小可由置放於遮罩之前的曝光狹縫控制。在一些實施中，N之值為幾十，例如10至100個脈衝。在其他實施中，N之值大於100個脈衝，例如100至500個脈衝。 遮罩、物鏡配置及晶圓120中之一或多者可在曝光期間相對於彼此移動，以掃描越過曝光域之曝光窗口。曝光域為在曝光狹縫或窗口之一次掃描中經曝光的晶圓120之區。 參看圖8，例示性光學源805為產生脈衝雷射光束以作為光束110之脈衝雷射源。光學源805為兩級雷射系統，其包括提供種子光束110A至功率放大器(PA) 810之主控振盪器(MO) 800。主控振盪器800通常包括增益介質(其中出現放大)及光學回饋機構(諸如，光學諧振器)。功率放大器810通常包括增益介質，其中放大在與來自主控振盪器800之種子雷射光束接種時出現。若功率放大器810經設計為再生環諧振器，則其描述為功率環放大器(PRA)，且在此情況下，可自環設計提供足夠光學回饋。光譜特徵選擇設備130自主控振盪器800接收光束110A，以使得能夠在相對低的輸出脈衝能量下精細調諧光譜參數，諸如光束110A之中心波長及頻寬。功率放大器810自主控振盪器800接收光束110A且放大此輸出以達到光微影中使用之輸出的必要功率。 主控振盪器800包括具有兩個細長電極之放電腔室、充當增益介質之雷射氣體及使氣體在電極之間循環的風扇。雷射諧振器係形成於在放電腔室之一側上的光譜特徵選擇設備130與在放電腔室之第二側上的輸出耦合器815之間，以將種子光束110A輸出至功率放大器810。 光學源805亦可包括自輸出耦合器815接收輸出之線中心分析模組(LAM) 820，及按需要修改光束之大小及/或形狀之一或多個光束修改光學系統825。線中心分析模組820為度量衡系統170內的可用以量測種子光束之波長(例如，中心波長)之一種量測系統的實例。 功率放大器810包括功率放大器放電腔室，且若其為再生環放大器，則功率放大器亦包括光束反射器或光束轉動裝置830，其將光束反射回至放電腔室中以形成循環路徑。功率放大器放電腔室包括一對細長電極、充當增益介質之雷射氣體及用於使氣體在電極之間循環的風扇。種子光束110A係藉由反覆地穿過功率放大器810而放大。光束修改光學系統825提供內耦合種子光束110A且外耦合來自功率放大器之經放大輻射之一部分以形成輸出光束110的方式(例如，部分反射鏡面)。 主控振盪器800及功率放大器810之放電腔室中所使用之雷射氣體可為用於產生約所需波長及頻寬之雷射束的任何合適氣體。舉例而言，雷射氣體可為發射約193 nm之波長之光的氟化氬(ArF)，或發射約248 nm之波長之光的氟化氪(KrF)。 線中心分析模組820監測主控振盪器800之輸出(光束110A)之波長。線中心分析模組820可置放於光學源805內之其他位置處，或其可置放於光學源805之輸出端處。 參看圖9，提供關於控制系統185之細節，該等細節係關於本文中所描述的系統及方法之態樣。控制系統185可包括圖9中未展示之其他特徵。一般而言，控制系統185包括數位電子電路、電腦硬體、韌體及軟體中之一或多者。 控制系統185包括記憶體900，其可為唯讀記憶體及/或隨機存取記憶體。適合於有形地體現電腦程式指令及資料之儲存裝置包括所有形式之非揮發性記憶體，包括(舉實例而言)：半導體記憶體裝置，諸如EPROM、EEPROM及快閃記憶體裝置；磁碟，諸如內部硬碟及抽取式磁碟；磁光碟；及CD-ROM磁碟。控制系統185亦可包括一或多個輸入裝置905 (諸如，鍵盤、觸控螢幕、麥克風、滑鼠、手持式輸入裝置等)及一或多個輸出裝置910 (諸如揚聲器或監視器)。 控制系統185包括一或多個可程式化處理器915，及有形地體現於供可程式化處理器(諸如，處理器915)執行之機器可讀儲存裝置中的一或多個電腦程式產品920。一或多個可程式化處理器915可各自執行具指令之程式以藉由對輸入資料進行操作及產生適當輸出來執行所要功能。一般而言，處理器915自記憶體900接收指令及資料。前述任一者可由專門設計之特殊應用積體電路(ASIC)補充，或併入於專門設計之ASIC中。 控制系統185包括光譜特徵分析模組925、微影分析模組930、決策模組935、光源致動模組950、微影致動模組955及光束製備致動模組960，以及其他組件。此等模組中之每一者可為由一個或多個處理器(諸如處理器915)執行之一組電腦程式產品。此外，模組925、930、935、950、955、960中之任一者可存取儲存於記憶體900內之資料。 光譜特徵分析模組925自度量衡系統170接收輸出。微影分析模組930自掃描器115之微影控制器140接收資訊。決策模組935自分析模組(諸如模組925及930)接收輸出且基於來自分析模組之輸出而判定哪個致動模組或哪些致動模組需要被啟動。光源致動模組950連接至光學源105及光譜特徵選擇設備130之一或多者。微影致動模組955連接至掃描器115，且特定言之，連接至微影控制器140。光束製備致動模組960連接至光束製備系統112之一或多個組件。 儘管圖9中僅展示幾個模組，但控制系統185有可能包括其他模組。另外，儘管控制系統185表示為方框，其中所有組件看起來經共置，但控制系統185有可能由實體上彼此遠離之組件組成。舉例而言，光源致動模組950可與光學源105或光譜特徵選擇設備130實體地共置。 一般而言，控制系統185自度量衡系統170接收關於光束110之至少某一資訊，且光譜特徵分析模組925對該資訊執行分析以判定如何調整供應至掃描器115之光束110的一或多個光譜特徵(例如，頻寬)。基於此判定，控制系統185發送信號至光譜特徵選擇設備130及/或光學源105，以經由控制模組350來控制光學源105之操作。 一般而言，光譜特徵分析模組925執行估計光束110之一或多個光譜特徵(例如，波長及/或頻寬)所需的所有分析。光譜特徵分析模組925之輸出為光譜特徵之估計值。 光譜特徵分析模組925包括經連接以接收估計之光譜特徵且亦經連接以接收光譜特徵目標值之比較區塊。一般而言，該比較區塊輸出表示光譜特徵目標值與估計值之間的差值的光譜特徵誤差值。決策模組935接收光譜特徵誤差值且判定如何最佳地實現對系統100之校正以便調整光譜特徵。因此，決策模組935發送信號至光源致動模組950，其判定如何基於光譜特徵誤差值來調整光譜特徵選擇設備130 (或光學源105)。光源致動模組950之輸出包括發送至光譜特徵選擇設備130之一組致動器命令。舉例而言，光源致動模組950發送該等命令至控制模組350，其連接至設備330內之致動系統。 控制系統185致使光學源105以給定重複率操作。更具體言之，掃描器115針對每一脈衝(亦即，在脈衝間基礎上)將觸發信號發送至光學源105，且彼等觸發信號之間的時間間隔可為任意的，但當掃描器115以規則間隔發送觸發信號時，則彼等信號之速率為重複率。重複率可為掃描器115所請求之速率。 根據來自掃描器115中之控制器140的指令，由功率放大器810產生之脈衝的重複率係由控制系統185控制主控振盪器800所用之重複率而判定。自功率放大器810輸出之脈衝的重複率係掃描器115看到之重複率。 稜鏡320 (或稜鏡420、520、620、720)可用於粗略的大範圍緩慢頻寬控制。相比之下，頻寬可控制在精細且窄的範圍內且甚至藉由控制MO 800及PRA 810內之電極的啟動之間的差分時序而更快速地受控制。 其他實施在以下申請專利範圍之範疇內。 舉例而言，在其他實施中，稜鏡315係安裝至其自身的使稜鏡315旋轉之致動系統315A，且此旋轉改變照射在光柵300上的光束110A之入射角且可用以提供對光束110A之波長的精細控制。致動系統315A可包括壓電旋轉載台以作為致動器。在此等其他實施中，稜鏡310可安裝至致動系統310A，該致動系統提供對光束110A之頻寬的精細控制。此致動系統310A可包括步進馬達旋轉載台以作為致動器。
100‧‧‧光微影系統105‧‧‧光學源110‧‧‧脈衝光束110A‧‧‧脈衝光束112‧‧‧光束製備系統115‧‧‧光微影曝光設備或掃描器120‧‧‧基板或晶圓130‧‧‧光譜特徵選擇設備140‧‧‧微影控制器150‧‧‧照明系統170‧‧‧度量衡系統185‧‧‧控制系統200‧‧‧光譜300‧‧‧光學特徵或組件/光學組件/色散光學元件/光柵300A‧‧‧致動系統301‧‧‧擴束器302‧‧‧繞射表面305‧‧‧光學特徵或組件/光學組件/折射光學元件/稜鏡305A‧‧‧致動系統310‧‧‧光學特徵或組件/光學組件/折射光學元件/稜鏡310A‧‧‧致動系統315‧‧‧光學特徵或組件/光學組件/折射光學元件/稜鏡315A‧‧‧致動系統320‧‧‧光學特徵或組件/光學組件/折射光學元件/稜鏡320A‧‧‧致動系統322A‧‧‧馬達軸件/旋轉軸件350‧‧‧控制模組355‧‧‧孔隙362‧‧‧入射角365‧‧‧光學放大率OM400‧‧‧光柵/色散光學元件405‧‧‧稜鏡405A‧‧‧致動系統410‧‧‧稜鏡410A‧‧‧致動系統415‧‧‧稜鏡420‧‧‧稜鏡420A‧‧‧致動系統421A‧‧‧旋轉步進馬達422A‧‧‧旋轉軸件423A‧‧‧旋轉板424A‧‧‧位置監視器430‧‧‧光譜特徵選擇設備455‧‧‧孔隙500‧‧‧光柵501‧‧‧軸502‧‧‧表面505‧‧‧稜鏡510‧‧‧稜鏡515‧‧‧稜鏡520‧‧‧稜鏡520A‧‧‧快速致動系統523A‧‧‧旋轉板525A‧‧‧延伸臂530‧‧‧光譜特徵選擇設備540A‧‧‧第一區域545A‧‧‧第二區域555‧‧‧孔隙600‧‧‧光柵605‧‧‧稜鏡610‧‧‧稜鏡615‧‧‧稜鏡620‧‧‧稜鏡620A‧‧‧快速致動系統625A‧‧‧延伸臂630‧‧‧設備660A‧‧‧二級致動器700‧‧‧色散光學元件/光柵705‧‧‧稜鏡705H‧‧‧斜邊707‧‧‧區域710‧‧‧稜鏡710H‧‧‧斜邊715‧‧‧稜鏡715H‧‧‧斜邊720‧‧‧稜鏡720H‧‧‧斜邊730‧‧‧光譜特徵選擇設備755‧‧‧孔隙800‧‧‧主控振盪器(MO)805‧‧‧光學源810‧‧‧功率放大器(PA)810A‧‧‧第一脈衝光束815‧‧‧輸出耦合器820‧‧‧線中心分析模組(LAM)825‧‧‧光束修改光學系統830‧‧‧光束反射區或光束轉動裝置900‧‧‧記憶體905‧‧‧輸入裝置910‧‧‧輸出裝置915‧‧‧可程式化處理器920‧‧‧電腦程式產品925‧‧‧光譜特徵分析模組930‧‧‧微影分析模組935‧‧‧決策模組950‧‧‧光源致動模組955‧‧‧微影致動模組960‧‧‧光束製備致動模組AH‧‧‧軸AP‧‧‧旋轉軸AR‧‧‧軸件軸H‧‧‧斜邊H(P)‧‧‧入射表面OM(P)‧‧‧光學放大率P‧‧‧稜鏡Pos1‧‧‧第一位置Pos2‧‧‧第二位置R‧‧‧旋轉T‧‧‧平移Wi‧‧‧橫向寬度Wi(P)‧‧‧橫向寬度Wo‧‧‧橫向寬度Wo(P)‧‧‧橫向寬度α‧‧‧直角θ1‧‧‧第一角度θ2‧‧‧第二角度d(P)‧‧‧光束折射角
圖1為產生脈衝光束之光微影系統的方塊圖，該光微影系統包括用於調諧脈衝光束之一或多個光譜特徵之光譜特徵選擇設備； 圖2為由圖1之光微影系統產生的脈衝光束之例示性光譜的曲線圖； 圖3A、圖4A、圖5A、圖6A及圖7為可用於圖1之光微影系統中的例示性光譜特徵選擇設備之方塊圖； 圖3B為展示經由圖3A之光譜特徵選擇設備的折射光學元件中之一者之光束放大率及光束折射角的方塊圖； 圖4B為圖4A之光譜特徵選擇設備的例示性擴束器之一部分的側視圖； 圖4C為圖4B之例示性擴束器之一部分的俯視圖，展示了擴束器之調整； 圖5B為圖5A之光譜特徵選擇設備的例示性擴束器之一部分的側視圖； 圖5C為圖5B之例示性擴束器之一部分的俯視圖，展示了擴束器之調整； 圖6B為圖6A之光譜特徵選擇設備的例示性擴束器之一部分的側視圖； 圖6C為圖6A之例示性擴束器之一部分的俯視圖； 圖6D為圖6B之例示性擴束器之一部分的俯視圖，展示了擴束器之調整； 圖8為圖1之光微影系統之例示性光學源的方塊圖；及 圖9為圖1之光微影系統之例示性控制系統的方塊圖。
105‧‧‧光學源
110A‧‧‧脈衝光束
130‧‧‧光譜特徵選擇設備
185‧‧‧控制系統
300‧‧‧光學特徵或組件/光學組件/色散光學元件/光柵
300A‧‧‧致動系統
301‧‧‧擴束器
302‧‧‧繞射表面
305‧‧‧光學特徵或組件/光學組件/折射光學元件/稜鏡
305A‧‧‧致動系統
310‧‧‧光學特徵或組件/光學組件/折射光學元件/稜鏡
310A‧‧‧致動系統
315‧‧‧光學特徵或組件/光學組件/折射光學元件/稜鏡
315A‧‧‧致動系統
320‧‧‧光學特徵或組件/光學組件/折射光學元件/稜鏡
320A‧‧‧致動系統
322A‧‧‧馬達軸件/旋轉軸件
350‧‧‧控制模組
355‧‧‧孔隙
362‧‧‧入射角
365‧‧‧光學放大率OM
Wi‧‧‧橫向寬度
Wo‧‧‧橫向寬度

Claims (14)

  1. 一種用於產生一脈衝光束之一脈衝光學源的光譜特徵選擇設備(spectral feature selection apparatus)，該設備包含：一色散(dispersive)光學元件，其經配置以與該脈衝光束相互作用；三個或更多個折射光學元件，該等折射光學元件配置在處於該色散光學元件與該脈衝光學源之間的該脈衝光束之一路徑中；一或多個致動系統，每一致動系統與一折射(refractive)光學元件相關聯且經組態以使該相關聯折射光學元件旋轉以藉此調整該脈衝光束之一光譜特徵；該等致動系統中之至少一者係包含一快速致動器之一快速致動系統，該快速致動器經組態以使其相關聯折射光學元件繞一旋轉軸旋轉，該快速致動器包含具有一旋轉軸件(rotation shaft)之一旋轉步進馬達，該旋轉軸件繞平行於該相關聯折射光學元件之該旋轉軸的一軸件軸旋轉，其中該旋轉軸件經組態以使與該快速致動器相關聯之該折射光學元件繞自該旋轉軸偏移的一偏移軸旋轉；及一控制系統，其連接至該一或多個致動系統，該控制系統經組態以發送一信號至該快速致動器以調整該旋轉步進馬達之該旋轉軸件，以藉此使該相關聯折射光學元件繞其旋轉軸旋轉。
  2. 如請求項1之設備，其中該快速致動器經組態以使離該色散光學元件最遠之該折射光學元件旋轉。
  3. 如請求項1之設備，其中該脈衝光束路徑處於該設備之一XY平面中，且該旋轉步進馬達之該旋轉軸件具有平行於該設備之一Z軸之一軸以藉此使該相關聯折射光學元件繞其旋轉軸旋轉，該旋轉軸平行於該設備之該Z軸。
  4. 如請求項1之設備，其中該快速致動系統亦包括實體地耦接至該相關聯折射光學元件之一二級致動器，該二級致動器經組態以使該相關聯折射光學元件繞一軸旋轉，該軸處於該XY平面中且亦處於該相關聯折射光學元件之一斜邊的平面中。
  5. 如請求項1之設備，其進一步包含一位置監視器，該位置監視器偵測該旋轉步進馬達之該旋轉軸件之一位置。
  6. 如請求項5之設備，其中該控制系統連接至該位置監視器，且經組態以接收該旋轉軸件之該偵測到位置且在該接收之偵測到位置不在位置之一可接受範圍內的情況下調整該旋轉軸件。
  7. 如請求項5之設備，其中該位置監視器係一光學旋轉編碼器。
  8. 如請求項1之設備，其中該軸件軸經組態以旋轉約360°，以藉此使該相關聯折射光學元件旋轉約360°。
  9. 如請求項1之設備，其中與該快速致動器相關聯之該折射光學元件固 定地耦接至該軸件軸。
  10. 如請求項1之設備，其中該控制系統包含連接至該旋轉步進馬達之一快速控制器，憑藉該快速控制器執行對該旋轉軸件之該調整。
  11. 如請求項1之設備，其中與該快速致動器相關聯之該折射光學元件的該旋轉導致與該色散光學元件相互作用之該脈衝光束的一放大率改變，該脈衝光束之該放大率改變導致該脈衝光束之一頻寬改變，其中因與該快速致動器相關聯之該折射光學元件的該旋轉所致之頻寬範圍為至少250飛米(fm)。
  12. 如請求項11之設備，其中與該快速致動器相關聯之該折射光學元件的該旋轉軸件之一個旋轉單位的該旋轉導致該脈衝光束之該頻寬改變一量，該量小於量測該脈衝光束之該頻寬的一頻寬量測裝置之一解析度。
  13. 如請求項1之設備，其中該色散光學元件係一繞射光學元件，該繞射光學元件經配置而以一利特羅組態與一脈衝光束相互作用，以使得自該繞射光學元件繞射之該脈衝光束沿著入射於該繞射光學元件上的該脈衝光束之該路徑行進。
  14. 如請求項1之設備，其中該等折射光學元件為直角稜鏡，該脈衝光束透射穿過該等直角稜鏡，以使得在該脈衝光束穿過每一直角稜鏡時，該脈衝光束改變其放大率，其中離該色散光學元件最遠之該直角稜鏡具有該複 數個中之最小斜邊，且更接近該色散光學元件之每一連續直角稜鏡與離該色散光學元件較遠之鄰近直角稜鏡相比具有較大或相同大小的斜邊。
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