TWI704429B - 減少在一脈衝光束中之光斑 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種光學設備,其包括:一脈衝拉伸器設備,其經組態以自一光源接收一脈衝光束之一光學脈衝且輸出具有大於所接收脈衝之寬度之一團簇寬度之一脈衝團簇,該脈衝團簇由自該所接收脈衝產生之複數個子脈衝定義。該脈衝拉伸器設備包含兩個或更多個光學電路。該脈衝拉伸器設備經組態以產生該等子脈衝中之每一者,該等子脈衝自在該脈衝團簇中之其他子脈衝時間性地實質上移位該所接收脈衝之至少一同調時間。該脈衝團簇包括具有大於一臨限值位準之峰值強度之至少一組三個或更多個子脈衝,該臨限值位準為在該脈衝團簇中之一最高強度子脈衝之一峰值強度之至少80%。
Description
所揭示主題係關於一種用於減少在供應至微影曝光設備之基板之光束中之光斑的脈衝拉伸器設備。
在半導體微影(或光微影)中,積體電路(IC)之製造需要對半導體(例如,矽)基板(其亦稱為晶圓)進行之各種物理及化學製程。微影曝光設備(其亦稱為掃描器)為將所要圖案施加至基板之目標區上的機器。將晶圓固定至載物台,使得晶圓大體上沿著由掃描器之正交XL方向及YL方向界定之影像平面延伸。藉由一光束照射晶圓,該光束具有在紫外光範圍中(在可見光與x射線之間之某處)之波長,且因此具有在約10奈米(nm)至約400nm之間的波長。因此,光束可具有在深紫外線(DUV)範圍中之波長(例如,具有可自約100nm降至約400nm之波長),或在極遠紫外線(EUV)範圍中之波長(具有在約10nm與約100nm之間的波長)。此等波長範圍不準確,且可存在將光視為DUV抑或EUV之間的重疊。
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方向正交於影像平面(XL-YL)。光束穿過光束遞送單元,經由光罩(或遮罩)過濾,且隨後投射至所製備之晶圓上。晶圓與光束之間的相對位置在影像平面中移動且製程在晶圓之每一目標區處重複。以
此方式,晶片設計經圖案化至光阻上,該光阻隨後進行蝕刻及清潔,且接著重複該製程。
在一些一般態樣中,一種光學設備包括:一脈衝拉伸器設備,其經組態以自一光源接收一脈衝光束之一光學脈衝且輸出具有大於所接收脈衝之寬度之一團簇寬度之一脈衝團簇,該脈衝團簇由自該所接收脈衝產生之複數個子脈衝定義。該脈衝拉伸器設備包含兩個或更多個光學電路。該脈衝拉伸器設備經組態以產生該等子脈衝中之每一者,該等子脈衝自在該脈衝團簇中之其他子脈衝時間性地實質上移位該所接收脈衝之至少一同調時間。該脈衝團簇包括具有大於一臨限值位準之峰值強度之至少一組三個或更多個子脈衝,該臨限值位準為在該脈衝團簇中之一最高強度子脈衝之一峰值強度之至少80%。
在其他一般態樣中,一種減少在一脈衝光束中之光斑的方法包括:接收該脈衝光束之一脈衝,該脈衝具有一脈衝持續時間;自該所接收脈衝產生複數個子脈衝,其中各子脈衝包含複數個次脈衝,各子脈衝具有與所接收脈衝相同之形狀;使該等子脈衝中之每一者與另一子脈衝在時間上分開達該所接收脈衝之至少一同調時間;及輸出由經時間分開之子脈衝定義之一脈衝團簇,該脈衝團簇具有大於該所接收脈衝之該脈衝持續時間之一團簇持續時間且包括具有大於一臨限值位準之峰值強度之至少一組三個或更多個子脈衝,該臨限值位準為在該脈衝團簇中之一最高強度子脈衝之一峰值強度之至少80%。
在另外一般態樣中,一種光學設備包括:一脈衝拉伸器設備,其經組態以接收一光學脈衝且針對所接收脈衝輸出具有大於該所接收
脈衝之一寬度之一團簇寬度之一脈衝團簇,該脈衝團簇由自該所接收脈衝產生之複數個子脈衝定義。該脈衝拉伸器設備包括與複數個光束分光器相對配置之複數個鏡面。該複數個光束分光器之數目獨立於該脈衝團簇之時間性持續時間。該複數個光束分光器之該數目係基於該所接收脈衝之一時間性持續時間及定義該脈衝團簇之子脈衝之一有效數目。
100:光學脈衝
102:隨機顆粒圖案
104:表面
106:寬度W(i)
108:時間性脈衝輪廓
180:控制設備
202:光強度圖案
210:光學設備
214:脈衝拉伸器設備
218_1:光學電路
218_2:光學電路
220:光源
224:脈衝團簇
226:子脈衝
226_1:子脈衝
226_2:子脈衝
226_2i:次脈衝
226_2ii:次脈衝
226_2iii:次脈衝
226_3:子脈衝
226_4:子脈衝
226_5:子脈衝
226_6:子脈衝
226_7:子脈衝
226_8:子脈衝
226_9:子脈衝
226_10:子脈衝
226_11:子脈衝
226_12:子脈衝
226_13:子脈衝
226_14:子脈衝
236:總體寬度W(o)
238:時間性脈衝輪廓
240:臨限值位準
242:峰值強度
246:脈衝形狀
246_1:脈衝形狀
246_2:脈衝形狀
246_2i:脈衝形狀
246_2ii:脈衝形狀
246_2iii:脈衝形狀
246_3:脈衝形狀
246_4:脈衝形狀
246_5:脈衝形狀
246_6:脈衝形狀
246_7:脈衝形狀
246_8:脈衝形狀
246_9:脈衝形狀
246_10:脈衝形狀
246_11:脈衝形狀
246_12:脈衝形狀
246_13:脈衝形狀
246_14:脈衝形狀
250:最高強度子脈衝
250_4:最高強度子脈衝
250_9:最高強度子脈衝
250_11:最高強度子脈衝
500:光學脈衝
501:放大光束
506:寬度
510:光學設備
520:光源
524:脈衝團簇
536:團簇寬度
554:微影設備
560:放大光束
564:微影曝光設備
568:基板
600:光束脈衝
606:寬度
608:時間性脈衝輪廓
610:光學設備
614:脈衝拉伸器設備
624:脈衝團簇
626:子脈衝
636:團簇寬度
670:複數個鏡面
672:鏡面
672_1:鏡面
672_2:鏡面
672_M:鏡面
674:複數個光束分光器
676:光束分光器
676_1:光束分光器
676_2:光束分光器
676_B:光束分光器
700:光束脈衝
714:脈衝拉伸器設備
718_1:光學電路
718_2:光學電路
718_3:光學電路
724:脈衝團簇
726:子脈衝
780_1:鏡面
780_2:鏡面
780_3:鏡面
784_1:光束分光器
784_2:光束分光器
784_3:光束分光器
786_2:次脈衝
786_3:次脈衝
818_1:光學電路
818_2:光學電路
818_3:光學電路
880_1b:鏡面
880_1c:鏡面
880_1d:鏡面
880_1e:鏡面
880_2b:鏡面
880_2c:鏡面
880_2d:鏡面
880_2e:鏡面
880_2g:鏡面
880_2h:鏡面
880_3b:鏡面
880_3c:鏡面
880_3d:鏡面
880_3e:鏡面
884_1a:光束分光器
884_2a:光束分光器
884_2f:光束分光器
884_3a:光束分光器
940:臨限值位準
1040:臨限值位準
1182:步驟
1183:步驟
1184:步驟
1185:步驟
1186:步驟
1200:光學脈衝
1201:放大光束
1220:脈衝光學源
1290:第一氣體放電載物台
1291:第二氣體放電載物台
1292:種子光束
1293:光譜特徵調整器
1294:輸出耦接器
1295:控制設備
1314:脈衝拉伸器設備
1318_1:光學電路
1318_2:光學電路
1318_3:光學電路
1318_4:光學電路
1318_1a:光束分光器
1318_2a:光束分光器
1318_3a:光束分光器
1318_4a:光束分光器
1380_1b:鏡面
1380_1c:鏡面
1380_1d:鏡面
1380_1e:鏡面
1380_2b:鏡面
1380_2c:鏡面
1380_2d:鏡面
1380_2e:鏡面
1380_3b:鏡面
1380_3c:鏡面
1380_3d:鏡面
1380_3e:鏡面
1380_4b:鏡面
1380_4c:鏡面
1380_4d:鏡面
1380_4e:鏡面
1384_1a:光束分光器
1384_2a:光束分光器
1384_3a:光束分光器
1384_4a:光束分光器
B:數目
Dp:量
Dp1:量
Dp2:量
M:數目
N:有效數目
N(eff):有效數目
SC:光斑對比度
W(i):寬度
W(o):總體寬度
圖1為展示在光束脈衝中之光斑以及光束脈衝之時間性脈衝輪廓之方塊圖;圖2為經組態以減少在圖1之光束脈衝中之光斑及光斑對比度之光學設備且亦包括輸入至光學設備中且自光學設備輸出之光束脈衝之時間性脈衝輪廓之方塊圖;圖3為展示來自圖2之光學設備之輸出脈衝團簇以及該脈衝團簇之時間性脈衝輪廓之示意圖;圖4為展示補償子脈衝之次脈衝之在脈衝團簇中之單個子脈衝之時間性脈衝輪廓;圖5為在其中併入圖2之光學設備之微影設備之方塊圖,該光學設備接收光學脈衝(或光束脈衝)之放大光束且輸出脈衝團簇之放大光束,其中各脈衝團簇由單個光束脈衝形成且具有大於形成脈衝團簇之所接收光束脈衝之寬度之團簇寬度;圖6為包括脈衝拉伸器設備之光學設備之方塊圖,該脈衝拉伸器設備經組態以接收光束脈衝且針對所接收光束脈衝輸出具有大於所接收光束脈衝之寬度之團簇寬度之脈衝團簇;圖7為可用於圖6之光學設備中之脈衝拉伸器設備的實施方
案之方塊圖,該脈衝拉伸器設備具有三個光學電路;圖8為具有三個光學電路之脈衝拉伸器設備之實施方案的示意性說明;圖9為自脈衝拉伸器設備輸出之脈衝團簇之時間性脈衝形狀之曲線圖,其中臨限值位準為最高強度子脈衝之峰值強度之至少90%;圖10為自脈衝拉伸器設備輸出之脈衝團簇之時間性脈衝形狀之曲線圖,其中臨限值位準為最高強度子脈衝之峰值強度之至少95%;圖11為進行以減少在光束脈衝中之光斑之步驟之流程圖;圖12為經設計為產生光學脈衝之放大光束之脈衝光學源的光源之實施方案之方塊圖;且圖13為具有三個光學電路之脈衝拉伸器設備之實施方案的示意性說明。
參考圖1,在光束之光學脈衝100中之光斑由於脈衝100高度同調、狹窄且均一而出現。光斑為可在表面104處觀測到之隨機顆粒圖案102,光束脈衝100漫射地撞擊於該表面上。一般而言,光斑遍及表面104之區域造成光強度之非均一性。光斑對比度可經量測且經量化為在表面104上之任何方位處之強度圖之分率標準差。舉例而言,具有300飛米(fm)帶寬之光束脈衝100在一些情形下能夠呈現如20%之光斑對比度可達到。
此外,光斑對比度大體上與光束脈衝100之時間性脈衝輪廓或形狀108之寬度W(i)106成反比。光束脈衝100之時間性脈衝輪廓108之寬度W(i)106為光束脈衝100之脈衝持續時間之量測值。因此,藉由增
大光束脈衝100之時間性脈衝輪廓108之寬度,光斑對比度可減少。時間性脈衝輪廓108含有關於光能、光譜強度或功率如何隨時間推移而分佈之資訊且以圖表或曲線圖形式描繪,其中光譜強度(不一定具有絕對校準)經繪製為隨時間而變化。
參考圖2,光學設備210經組態以減少在光束脈衝100中之光斑及光斑對比度。光學設備210包括具有兩個或更多個光學電路218_1、218_2之脈衝拉伸器設備214。脈衝拉伸器設備214經組態以自光源220接收光束之光束脈衝100。脈衝拉伸器設備214增大光束脈衝100之時間性脈衝輪廓108之寬度以便減少光斑及光斑對比度。脈衝拉伸器設備214藉由將光學時間延遲加入光束脈衝100中來增大光束脈衝100之時間性脈衝輪廓108之寬度。此外,脈衝拉伸器設備214增加針對各光束脈衝100發射之若干空間性地及時間性地位移之子模式(或子脈衝),且亦增大或最大化此等子脈衝中之每一者之間之角度(且因此空間)間隔,如下文更詳細地論述。
具體而言,脈衝拉伸器設備214針對經接收之各光束脈衝100輸出脈衝團簇224。脈衝團簇224具有小於光束脈衝100之光斑對比度之經合併之光斑對比度。特定而言,在表面104(脈衝團簇224漫射地撞擊於其上)處觀測到之光強度圖案202缺乏針對光束脈衝100觀測到之隨機顆粒圖案102。
脈衝團簇224由自所接收光束脈衝100產生之複數個子脈衝226定義。脈衝團簇224之時間性脈衝輪廓238呈現大於光束脈衝100之時間性脈衝輪廓108之寬度W(i)106之總體寬度W(o)236。此意謂脈衝團簇224之持續時間大於光束脈衝100之持續時間。如圖3中更詳細所示,脈衝
團簇224之時間性脈衝輪廓238呈現複數個脈衝形狀246(標記為246_1、246_2......246_14),其中各脈衝形狀246對應於在脈衝團簇224中之子脈衝226(分別標記為226_1、226_2......226_14)。子脈衝226中之每一者具有與光束脈衝100之時間性脈衝輪廓108大體上相同之時間性輪廓或脈衝形狀246。子脈衝226及脈衝團簇224之描繪僅經提供以便於概念之理解且未按比例。可存在少於十四個或超過十四個子脈衝226及對應的脈衝形狀246。
脈衝拉伸器設備214經組態以產生子脈衝226中之每一者,該等子脈衝自在脈衝團簇224中之其他子脈衝226沖時間性地實質上移位所接收光束脈衝100之至少同調時間TC。此在時間性脈衝輪廓238中更加清晰地展示,其中各子脈衝226之脈衝形狀246自在脈衝團簇224中之其他子脈衝226之脈衝形狀246時間性地移位一量Dp,其中量Dp為至少同調時間TC。在例如脈衝形狀246之峰值強度值之間進行移位Dp之量測。在兩個特定子脈衝226之脈衝形狀246之間之時間性移位可不同於或可未不同於在兩個其他子脈衝226之脈衝形狀之間之時間性移位。舉例而言,如圖3中所示,量Dp1可不同於量Dp2,但Dp1及Dp2兩者至少與同調時間TC同樣大。
光束脈衝100之時間同調性之量為光束脈衝100之電場波形之值與其藉由量τ延遲之自身之間的平均相關性之量測值。延遲(在其上光束脈衝100之電場波形之相位漂移相當大之量(且因此該相關性藉由相當大之量減小))經定義為光束脈衝100之同調時間TC。在延遲τ為0處,同調性程度係完美的,但隨著延遲τ接近TC,同調性程度顯著地下降。可在諸如邁克爾遜(Michelson)干涉計之干涉計中量測光束脈衝100之時間同調性,
其中光束脈衝100之電場波形與其延遲時間τ之自身的複本合併。偵測器量測離開干涉計之光之時間平均強度,且所得干涉可見度給出延遲τ處之時間同調性。干擾可見度由光束脈衝100之標準化功率頻譜密度之傅里葉(Fourier)變換來判定,且同調時間TC可基於干擾可見度及延遲τ來計算。
亦如在時間性脈衝輪廓238中所示,脈衝團簇224包括具有大於臨限值位準240之峰值強度I(P)之至少一組三個或更多個子脈衝226。在圖3中標記具有大於臨限值位準240之峰值強度I(P)之十四個對應脈衝形狀246。可存在具有小於臨限值位準240之峰值強度I(P)之其他脈衝形狀246,但出於明晰之目的,此等低強度脈衝形狀246(及其對應體子脈衝226)不在圖3中標記。臨限值位準240為在脈衝團簇224中之最高強度子脈衝(或複數個最高強度子脈衝)250之峰值強度242的至少80%。舉例而言,如圖3中所示,子脈衝226_4、226_9及226_11可分別視為最高強度子脈衝250_4、250_9、250_11,如自其各別脈衝形狀246_4、246_9、246_11顯而易見。
如上文所論述,脈衝拉伸器設備214包括兩個或更多個光學電路218_1、218_2。雖然僅兩個光學電路218_1、218_2展示於圖2中,但有可能存在超過兩個光學電路(實例提供於下文中)。各光學電路218_1、218_2接收輸入脈衝(其可為光學電路218_1之光束脈衝100或形成於另一光學電路之輸出處之次脈衝)。各光學電路218_1、218_2輸出複數個次脈衝。此外,各子脈衝226包括此等次脈衝中之一或多者。因此,在脈衝團簇224中輸出之各子脈衝226為一個次脈衝抑或為複數個次脈衝之總和或組合。
舉例而言,如圖4中所示,子脈衝226_2為三個次脈衝
226_2i、226_2ii、226_2iii之組合或總和,且脈衝形狀246_2為此等次脈衝之各別脈衝形狀246_2i、246_2ii及246_2iii之總和。在此情況下,次脈衝226_2i、226_2ii、226_2iii中之每一者已藉由穿過與在脈衝團簇224中之次脈衝相對之脈衝拉伸器設備214行進各別路徑來延遲(且在脈衝團簇224中之其他次脈衝相對於次脈衝226_2i、226_2ii、226_2iii延遲)。然而,將次脈衝226_2i、226_2ii、226_2iii以同調方式添加以形成子脈衝226_2。
光學電路218_1、218_2在光學上作用於光束脈衝100以在未引入大量損失之情況下提高光束脈衝100之持續時間從而使得即便脈衝團簇224之峰值功率減少仍維持其平均功率。光學電路218_1、218_2各自為光學部件之光學及被動型組態,該等光學部件將光束脈衝(其可為進入光學電路218_1或中間物之光束脈衝100或進入隨之光學電路218_2之次脈衝)之幅值分光成分光部分。光學電路218_1、218_2將光學延遲引入此等分光部分當中,且隨後將光束脈衝之此等時間性延遲部分再結合以在輸出處提供時間性拉伸脈衝(即,脈衝團簇224)。以此方式,不同調之光束脈衝100之不同時間性部分(此等為子脈衝226)為輸出,且脈衝團簇224之光斑雜訊進一步減少且因此改良脈衝團簇224之空間均一度。
如下文更詳細地論述,光學電路218_1、218_2因此包括諸如光束分光器及反射光學件之光學組件。反射光學件可為平坦鏡面或可共焦之彎曲(例如,凹面或凸面)鏡面。
光束分光器可為板型光束分光器,其由已塗佈在基板之第一(分光)表面上之較薄、平坦玻璃板製成。該板可包括第二表面上之抗反射塗層以移除不需要之菲涅爾(Fresnel)反射。光束分光器可為介電質鏡面
(其形成為板)。任何部分反射之鏡面可用於對光束進行分光。光束分光器之表面與脈衝之間之入射角可為45°,但其亦可具有其他值。可經由不同設計達成功率分光比率之廣泛範圍,諸如,介電質塗層、薄金屬塗層、偏振器、光束分光器方塊(beam-splitter cube)、表膜及不呈方塊形狀(例如,多邊形形狀或稜鏡)之光束分光器光學件。
如已論述,在藉由脈衝拉伸器設備214產生之子脈衝226中引入之延遲等於或大於光束脈衝100(子脈衝226由其形成)之同調時間TC。同調時間TC可近似一奈秒(ns)或幾奈秒。舉例而言,光束脈衝100之脈衝持續時間可為約40ns。此外,在一些實施方案中,在任何給定時刻,光束脈衝100與處於彼給定時刻之2.5ns範圍內之光束脈衝100中之其他時刻時間性地同調,但光束脈衝100具有與延遲超過2.5ns之光束脈衝100中之時刻顯著減少的同調性。因此,在此實例中同調時間TC(其為如上文所論述之脈衝之相位或幅值大量漂移之延遲)為約2.5ns。在此實例中,在子脈衝226中之每一者中引入之延遲可為至少約2.5ns。次脈衝一次穿過脈衝拉伸器設備214所採取之總路徑長度可為數十公分(cm)至若干公尺(m)之間之任何地方。脈衝拉伸器設備214之實例在下文參考圖7及8論述。
參考圖5,在一些實施方案中,光學設備510併入至微影設備554中。光學設備510接收光學脈衝500(或光束脈衝500)之放大光束501。放大光束501藉由光源520產生。光學設備510之輸出為脈衝團簇524之放大光束560,其中各脈衝團簇524由單個光束脈衝500形成且具有大於形成脈衝團簇524之所接收光束脈衝500之寬度506的團簇寬度536。將放大光束560供應至微影曝光設備564,該微影曝光設備使用放大光束560以
圖案化基板568。光學設備510因此用以減少在用於圖案化基板568之放大光束中之光斑。特定而言,放大化光束501中之光斑造成光斑對比度提高,其為遍及基板568上之照明區域之光強度之非均一性。此能夠導致基板568上之非視覺缺陷且導致用於製造具有基板568之積體電路之製程之良率降低。放大光束560具有減少之光斑,且因此存在基板568處之光斑對比度之降低。
參考圖6,光學設備610包括經組態以接收光束脈衝600且針對所接收光束脈衝600輸出脈衝團簇624之脈衝拉伸器設備614,該脈衝團簇具有大於所接收光束脈衝600之寬度606之團簇寬度636。光束脈衝600具有時間性脈衝輪廓608且脈衝團簇624具有時間性脈衝輪廓638。光學設備610與光學設備210類似,其類似之處在於脈衝團簇624由自所接收光束脈衝600產生之複數個子脈衝626定義。
脈衝拉伸器設備614包括與複數個674光束分光器676[676_1、676_2......676_B]相對配置之複數個670鏡面672[672_1、672_2......672_M]。複數個674光束分光器676之數目B獨立於脈衝團簇624之寬度636。此外,複數個674光束分光器676之數目B係基於所接收光束脈衝600之持續時間606且基於定義脈衝團簇624之子脈衝626之有效數目N(eff)。
具體而言,脈衝拉伸器設備614之設計係基於用於根據脈衝團簇624估計基板568處之光斑對比度之度量或模型。度量在隨後論述且係基於以下假設:脈衝團簇624具有若干模式(即,其為多模態的),且其藉由空間同調性及時間同調性兩者特徵化。在一實施方案中,基板568處之光斑對比度SC藉由以下給出:
其中λ為子脈衝626之波長,TC為所接收光束脈衝600之同調時間,N(eff)為在脈衝團簇624中之子脈衝626之有效數目,Abeam為子脈衝626之有效大小(沿垂直於子脈衝626之行進方向之平面截取之範圍),Ωdiv為由脈衝團簇624形成之光束之有效發散度,且κ0為輸入至脈衝拉伸器設備614之光束脈衝600之時間持續時間。N(eff)之值係基於子脈衝626之數目來判定且可取決於子脈衝626之其他特性。舉例而言,N(eff)之值可基於子脈衝626之相對幅值。κ0之值可使用任何合適度量來判定。度量之一個實例為稱作總平方積分(或Tis)之物。Tis藉由以下給出:
其中P(t)為光束脈衝600之時間性脈衝輪廓608之函數。
基於用於在等式1中給出之光斑對比度SC之度量,變得顯而易見的係,為了減小脈衝團簇624之光斑對比度SC之值,應增加子脈衝626之有效數目N(eff)。此外,光斑對比度SC獨立於脈衝團簇624之時間性持續時間。此為明顯的,此係由於寬度636(其為脈衝團簇624之時間性持續時間之測量值)且未在等式1中得出。最後,光斑對比度SC逆向地取決於所接收光束脈衝600之持續時間κ0(其呈現為所接收光束脈衝600之時間性脈衝輪廓608之寬度606)。
因此,脈衝拉伸器設備614之設計考量具有因子N(eff)之子脈衝626之數目,且光斑對比度SC可藉由增加子脈衝626之數目而降低。子脈衝626之數目可藉由增加在脈衝拉伸器設備614中之光束分光器676之數目B來增加。
因此,複數個674光束分光器676之數目B係基於所接收光
束脈衝600之同調時間TC、子脈衝626之有效光束大小Abeam及由脈衝團簇624形成之光束之有效發散度Ωdiv。
複數個670鏡面672之數目M可基於脈衝團簇624之所需時間性持續時間636。脈衝拉伸器設備614之設計不僅尋求增加鏡面672之數目M以便減少光斑對比度,或增加脈衝延遲長度,且亦尋求藉由使用儘可能少之鏡面來減少或最小化光學損失以達成所需脈衝延遲長度。如等式1中所指示,可獨立於脈衝團簇624之時間性持續時間636之增加(且因此在無對鏡面672之數目M之依賴性之情況下)而減少光斑對比度SC。複數個670鏡面672之數目M可基於複數個674光束分光器676之數目B。舉例而言,鏡面之數目可判定為各光束分光器形成(來自及到達光束分光器之)延遲電路所需鏡面之數目。
使用等式1中之度量,形成脈衝團簇624之子脈衝626之有效數目N(eff)為至少五個。
參考圖7,展示具有三個光學電路718_1、718_2、718_3之脈衝拉伸器設備714之一實例。各光學電路718_1、718_2、718_3包括鏡面之各別組780_1、780_2、780_3。此外,各光學電路718_1、718_2、718_3包括至少一個光束分光器784_1、784_2、784_3。
各光學電路718_1、718_2、718_3經組態以接收至少一個輸入脈衝。對光學電路718_1而言,輸入脈衝為光束脈衝700。對隨後之光學電路718_2而言,輸入脈衝為藉由光學電路718_1輸出之一組次脈衝786_2。次脈衝786_2在藉由光學電路718_1光學處理後由輸入光束脈衝700形成。對隨後之光學電路718_3而言,輸入脈衝為藉由光學電路718_2輸出之一組次脈衝786_3。次脈衝786_3在藉由光學電路718_1及718_2光
學處理後由輸入光束脈衝700形成。次脈衝786_2可藉由不同時間性間隔彼此分隔開且可具有不同峰值強度。類似地,次脈衝786_3可藉由不同時間性間隔彼此分隔開且可具有不同峰值強度。最末光學電路718_3輸出複數個次脈衝。由於次脈衝中之一些時間性地實質上彼此重疊,故自光學電路718_3輸出之兩個或更多個次脈衝合併在一起(且同調地加總)以在脈衝團簇724中形成各子脈衝726。此外,使子脈衝726中之每一者在時間上彼此分開達大於同調時間TC之量,如上文所論述。
在圖7的實例中,脈衝拉伸器設備714之光學電路718_1、718_2、718_3彼此串聯配置。脈衝拉伸器設備714之光學電路718_1、718_2、718_3中之至少一者可能包括複數個光束分光器。
可藉由導引次脈衝中之每一者來調整次脈衝在行進穿過光學電路718_1、718_2、718_3中之每一者時之方向(或角度間隔),且此針對子脈衝726中之每一者創造相異的傳播方向,而不超出脈衝團簇724之最大允許光束發散度。
在一些實施方案中,脈衝拉伸器設備714之各光學電路718_1、718_2、718_3經設計以具有比脈衝拉伸器設備714之其他光學電路略微不同之路徑長度(且因此不同之延遲時間)。舉例而言,各光學電路718_1、718_2、718_3之間的延遲時間之最小不同為所接收光束脈衝100之至少同調時間TC。
參考圖8,展示具有三個光學電路818_1、818_2、818_3之脈衝拉伸器設備814之實施方案。在此實施方案中,第一光學電路818_1包括一個光束分光器884_1a;第二光學電路818_2包括兩個光束分光器884_2a及884_2f;且第三光學電路818_3包括一個光束分光器
884_3a。第一光學電路818_1包括與光束分光器884_1a相對配置之四個鏡面880_1b、880_1c、880_1d、880_1e以定義第一閉合光學路徑。第二光學電路818_2包括與第二光學電路818_2之兩個光束分光器884_2a及884_2f相對配置之六個鏡面880_2b、880_2c、880_2d、880_2e、880_2g、880_2h以定義第二閉合光學路徑。第三光學電路818_3包括與光束分光器884_3a相對配置之四個鏡面880_3b、880_3c、880_3d、880_3e以定義第三閉合光學路徑。特定而言,各光學電路818_1、818_2、818_3限定閉合光學路徑(或閉合電路),其中至少一個光束分光器提供進入閉合光學路徑之輸入及來自閉合光學路徑之輸出兩者。舉例而言,在光學電路818_1中,光束分光器884_1a提供用於輸入至第一閉合光學路徑中之方法及用於自第一閉合光學路徑輸出之方法。在光學電路818_2中,光束分光器884_2a提供用於輸入至第二閉合光學路徑中之方法及用於自第二閉合光學路徑輸出之方法。在光學電路818_3中,光束分光器884_3a提供用於輸入至第三閉合光學路徑中之方法及用於自第三閉合光學路徑輸出之方法。
光束分光器884_1a經配置且經組態以將輸入脈衝之一部分分流至第一閉合光學路徑之至少一部分中。輸入脈衝之第二部分穿過光束分光器884_1a,而輸入脈衝之第三部分由於光束分光器884_1a處之能量或熱而丟失。類似地,光束分光器884_2a經配置且經組態以將輸入脈衝之一部分分流至第二閉合光學路徑之至少一部分中。輸入脈衝之第二部分穿過光束分光器884_2a,而輸入脈衝之第三部分由於光束分光器884_2a處之能量或熱而丟失。光束分光器884_2f亦在第二閉合光學路徑中且其亦提供亦使其輸入脈衝之一部分穿過第二閉合光學路徑之一最末部分而分流
之方式。
在一些實施方案中,在各光學電路中鏡面818_1、818_2、818_3中之每一者具有與輸入脈衝或次脈衝相互作用之反射表面。此反射表面為與虛線(其表示輸入脈衝或次脈衝)相互作用之圖8中之表面。光學電路818_1、818_2、818_3之鏡面中之每一者之各反射表面可具有大於98%或大於99%之反射率。舉例而言,光學電路之鏡面中之每一者之反射率可為大於或等於98%、99%、99.5%、99.9%或99.92%,或可為其他合適值。
各光束分光器884_1a、884_2a、884_2f及884_3a具有第一分光表面,其接收輸入脈衝且將脈衝分光或分成兩個或更多個次脈衝。一般而言,光學電路中之光束分光器中之每一者具有第一分光表面,該第一分光表面具有25%與75%之間的反射率。舉例而言,若光束分光器884_1a之反射率為25%,則輸入脈衝之功率之25%經分光且引導至鏡面880_1b(且穿過第一閉合光學路徑),而輸入脈衝之功率之75%穿過光束分光器884_1a且離開光學電路818_1作為次脈衝。作為另一實例,若光束分光器884_2a之反射率為50%,則輸入脈衝之功率之50%經分光且引導至鏡面880_2b(且穿過第二閉合光學路徑),而輸入脈衝之功率之50%穿過光束分光器884_2a且朝光學電路884_2f引導作為次脈衝。
在一些實施方案中,光束分光器之非分光第二表面具有小於5%之反射率。舉例而言,光束分光器884_1a之非分光第二表面可塗佈有抗反射塗層。
在一些實施方案中,光束分光器884_1a之分光表面之反射率為約60至65%(或約62至63%);光束分光器884_2a之分光表面之反射
率為約65至72%(或約68至69%);光束分光器884_2f之分光表面之反射率為約28至35%(或約31至33%);且光束分光器884_3a之分光表面之反射率為約60%至65%(或約62%至63%)。光束分光器中之每一者之精確反射率可控制在0.5%或目標值內。
鏡面可經配置於各光學電路818_1、818_2、818_3中,使得自光學電路818_1、818_2、818_3輸出之各次脈衝在光束分光器之分光表面處與其他次脈衝在空間上分開。以此方式,鏡面可用於使次脈衝在空間上(空間性地)彼此分開。
在一些實施方案中,光學電路818_1、818_2、818_3中之一或多者之鏡面中之每一者為具有為球體之區段之彎曲表面之凹面鏡面。使用此類共焦成像設計以使光束之光學脈衝在其傳播穿過光學電路時保留在光學電路內。
如此實施方案中所示,各光學電路818_1、818_2、818_3具有偶數個(分別具有四個、六個及四個)鏡面。
如上文所論述,光束分光器884_1a、884_2a、884_2f、884_3a中之每一者包括至少一個分光表面。在各種實施方案中,光束分光器884_1a、884_2a、884_2f、884_3a中之至少一者包括面向彼此之兩個分光表面。舉例而言,光束分光器中之一或多者可具有在入口表面及出口表面兩者上之部分透射及部分反射塗層。在各種實施方案中,光束分光器之兩個分光表面中之每一者具有25%與75%之間之反射率。對設備之一些組態而言,將該等脈衝在穿過特定光束分光器之兩者方向上分光。
參考圖9,在其他實施方案中,臨限值位準940為脈衝團簇224中之最高強度子脈衝226_4、226_9及226_11之峰值強度242之至少
90%。參考圖10,在其他實施方案中,臨限值位準1040為脈衝團簇224中之最高強度子脈衝226_4、226_9及226_11之峰值強度242之至少95%。
參考圖11,進行步驟1182以減少在光束脈衝中之光斑。初始地,例如,自光源220接收脈衝光束之脈衝100(1183)。光束脈衝100具有脈衝持續時間106(如圖2之時間性脈衝輪廓108中所示)。自所接收光束脈衝100產生複數個子脈衝226(1184)。舉例而言,光束脈衝100經引導穿過脈衝拉伸器設備214,其產生包括子脈衝226之脈衝團簇224。如上文所論述,各子脈衝226由一或多個次脈衝組成。並且,各子脈衝226具有與所接收光束脈衝100之時間性脈衝輪廓形狀相同之時間性脈衝輪廓形狀。另外,使子脈衝226中之每一者與其他子脈衝226在時間上分開達所接收光束脈衝100之至少同調時間TC(1185)。特定而言,鏡面及光學電路218_1、218_2內之光束分光器經配置及設計以實現此分開。輸出由經時間分開之子脈衝226定義之脈衝團簇224(1186)。脈衝團簇224具有大於所接收光束脈衝100之脈衝持續時間106之團簇持續時間236。脈衝團簇224包括具有大於臨限值位準240之峰值強度之至少一組三個或更多個子脈衝226,該臨限值位準為脈衝團簇224中之最高強度子脈衝(或複數個脈衝)之峰值強度242之至少80%。
可藉由將所接收光光束脈衝100引導穿過複數個光學電路218_1、218_2經由將具有脈衝持續時間106之所接收光束脈衝100分光成複數個次脈衝來自所接收光束脈衝100產生子脈衝226(1184)。
可藉由將所接收光束脈衝100分光成次脈衝且將次脈衝中之至少一些引導至具有相異長度之路徑上,以使子脈衝226與其他子脈衝在時間上分開達所接收光束脈衝100之至少同調時間TC(1185)。舉例而言,
由光學電路818_1定義之第一光學路徑具有與由光學電路818_2定義之第二光學路徑不同之長度。此外,有可能存在在具有相異長度之光學電路818_2內之閉合光學路徑。
步驟1182亦可包括藉由使例如在脈衝拉伸器設備中之光學電路中之每一者中之鏡面未對準,以使子脈衝226中之每一者(除時間性地之外)在空間上與其他子脈衝226分開。以此方式,脈衝團簇224由經時間分開且經空間分開之子脈衝226定義。
脈衝團簇224之團簇持續時間236可比所接收光束脈衝100之脈衝持續時間106大至少五倍。
參考圖12,在一些實施方案中,光源520經設計為產生光學脈衝1200之放大光束1201之脈衝光學源1220。光學源1220為包括第一氣體放電載物台1290及第二氣體放電載物台1291之雙載物台系統。一般而言,第一載物台1290包括容納能量源且含有包括第一增益介質之氣體混合物之第一氣體放電腔室。第二氣體放電載物台1291包括容納能量源且含有包括第二增益介質之氣體混合物的第二氣體放電腔室。
第一載物台1290包括主控振盪器(MO)且第二載物台1291包括功率放大器(PA)。MO向PA提供種子光束1292。主控振盪器通常包括增益介質(其中發生放大)及光學回饋機構(諸如光學諧振器)。功率放大器通常包括增益介質,其中在與來自主控振盪器之種子雷射光束1292接種時發生放大。若功率放大器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。光譜特徵調整器1293自第一載物台1290之主控振盪器接收前驅體光束以實現光譜參數(諸如在相對低輸出脈衝能量處之光束1292之中心波長及帶寬)之精細調
諧。功率放大器自主控振盪器接收光束1292且放大此輸出以獲得藉由微影曝光設備(諸如設備564)在光微影中使用之輸出的必要功率。
主控振盪器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。雷射諧振器形成於放電腔室之一側上的光譜特徵調整器1293與放電腔室之第二側上的輸出耦接器1294之間以向功率放大器輸出種子光束1292。
功率放大器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,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1292藉由反覆地穿過功率放大器來放大。第二載物台1291可包括提供內耦合種子光束1292及外耦合來自功率放大器之放大輻射之一部分以形成放大光束501之方式之光束修改光學系統(例如,部分反射鏡面)。
主控振盪器及功率放大器之放電腔室中所使用之雷射氣體可為用於在所需波長及帶寬周圍產生雷射光束之任何合適氣體。舉例而言,雷射氣體可為氟化氬(ArF),其發出約193nm波長下之光,或氟化氪(KrF),其發出約248nm波長下之光。
一般而言,光源1220亦可包括與第一載物台1290及第二載物台1291連通之控制設備1295。控制設備1295包括數位電子電路、電腦硬體、韌體及軟體中之一或多者。控制設備1295包括記憶體,其可為唯讀記憶體及/或隨機存取記憶體。適用於有形地體現電腦程式指令及資料之儲存裝置包括非揮發性記憶體之所有形式,包括(藉助於實例):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。控制設備180亦可包括一或多種輸入裝置(諸如鍵盤、觸控螢幕、麥克風、滑鼠、手持型輸入裝置等)及一或多種輸出裝置(諸如揚聲器或監視器)。
控制設備1295包括一或多個可程式化處理器,及有形地體現於機器可讀儲存裝置中以供可程式化處理器執行的一或多個電腦程式產品。一或多個可程式化處理器可各執行指令程式以藉由對輸入資料進行操作及產生合適輸出來進行所需功能。一般而言,處理器自記憶體接收指令及資料。前述中之任一者可由經特殊設計之ASIC(特殊應用積體電路)補充或併入於其中。
控制設備1295包括一組模組,其中包括由諸如處理器之一或多個處理器執行之一組電腦程式產品之各模組。此外,該等模組中之任何者可存取儲存於記憶體內的資料。各模組可自其他組件接收資料且接著根據需要分析此資料。各模組可與一或多個其他模組通信。
儘管控制設備1295表示為方框(其中可共置其全部組件),但控制設備1295可能由彼此實體上遠離的組件製成。舉例而言,特定模組可與光學源1220實體上共置或特定模組可與光譜特徵調整器1293實體上共置。
參考圖13,脈衝拉伸器設備1314之另一實施方案包括四個光學電路1318_1、1318_2、1318_3、1318_4。在此實施方案中,光學電路1318_1、1318_2、1318_3、1318_4中之每一者包括單個各別光束分光器1384_1a、1384_2a、1384_3a、1384_4a。各光學電路1318_1、1318_2、1318_3、1318_4包括與各別光束分光器相對配置之四個鏡面以定義閉合光學路徑。特定而言,第一光學電路1318_1包括四個鏡面
1380_1b、1380_1c、1380_1d及1380_1e;第二光學電路1318_2包括四個鏡面1380_2b、1380_2c、1380_2d及1380_2e;第三光學電路1318_3包括四個鏡面1380_3b、1380_3c、1380_3d及1380_3e;且第四光學電路1318_4包括四個鏡面1380_4b、1380_4c、1380_4d及1380_4e。特定而言,各光學電路1318_1、1318_2、1318_3、1318_4定義閉合光學路徑(或閉合電路),其中至少一個光束分光器提供進入閉合光學路徑之輸入及來自閉合光學路徑之輸出兩者。
各光束分光器1384_1a、1384_2a、1384_3a、1384_4a經配置且經組態以將輸入脈衝之一部分分流至各別閉合光學路徑中之至少一部分中。輸入脈衝之第二部分穿過各光束分光器1384_1a、1384_2a、1384_3a、1384_4a,而輸入脈衝之第三部分因各光束分光器1384_1a、1384_2a、1384_3a、1384_4a處之能量或熱而損失。
在一些實施方案中,在各光學電路1318_1、1318_2、1318_3、1318_4中之鏡面中之每一者具有與輸入脈衝或次脈衝相互作用之反射表面。此反射表面為與虛線(其表示輸入脈衝或次脈衝)相互作用之圖13中之表面。光學電路1318_1、1318_2、1318_3、1318_4之鏡面中之每一者之各反射表面可具有大於90%、大於95%、大於98%或大於99%之反射率。
各光束分光器1384_1a、1384_2a、1384_3a、1384_4a具有第一分光表面,其接收輸入脈衝且將脈衝分光或分成兩個或更多個之次脈衝。一般而言,光學電路中之光束分光器中之每一者具有第一分光表面,該第一分光表面具有25%與75%之間的反射率。舉例而言,若光束分光器1384_1a、1384_2a、1384_3a、1384_4a之反射率為25%,則輸入脈
衝之功率之25%經分光且導向至電路中之第一鏡面,而輸入脈衝之功率之75%穿過光束分光器1384_1a、1384_2a、1384_3a、1384_4a且離開光學電路1318_1、1318_2、1318_3、1318_4作為次脈衝。作為另一實例,若光束分光器1384_1a、1384_2a、1384_3a、1384_4a之反射率為50%,則輸入脈衝之功率之50%經分光且引導至光學電路中之第一鏡面,而輸入脈衝之功率之50%穿過光束分光器。
在一些實施方案中,光束分光器之非分光第二表面具有小於5%之反射率。舉例而言,光束分光器之非分光第二表面可塗佈有抗反射塗層。
在一些實施方案中,各光束分光器1384_1a、1384_2a、1384_3a、1384_4a之分光表面之反射率為約60至66%(或約62至64%)。舉例而言,各光束分光器1384_1a、1384_2a、1384_3a、1384_4a之分光表面之反射率可為約64%。光束分光器中之每一者之精確反射率可控制在0.5%或目標值內。
鏡面可經配置於各光學電路1318_1、1318_2、1318_3、1318_4中,使得自光學電路1318_1、1318_2、1318_3、1318_4輸出之各次脈衝在光束分光器之分光表面處與其他次脈衝在空間上分開。以此方式,鏡面可用於使次脈衝在空間上(空間性地)彼此分開。
在一些實施方案中,光學電路1318_1、1318_2、1318_3、1318_4中之一或多者之鏡面中之每一者為具有為球體之區段之彎曲表面之凹面鏡面。使用此類共焦成像設計以使光束之光學脈衝在其傳播穿過光學電路時保留在光學電路內。
如此實施方案中所示,各光學電路1318_1、1318_2、
1318_3、1318_4具有偶數個(分別具有四個、六個及四個)鏡面。
如上文所論述,光束分光器中之每一者包括至少一個分光表面。在其他實施方案中,光束分光器中之每一者包括面向彼此之兩個分光表面。此外,光束分光器之兩個分光表面中之每一者具有在25%與75%之間之反射率。以此方式,將該等脈衝在穿過特定光束分光器之兩者方向上分光。
可使用以下條項來進一步描述實施例:
1.一種光學設備,其包含:一脈衝拉伸器設備,其經組態以自一光源接收一脈衝光束之一光學脈衝且輸出具有大於所接收脈衝之寬度之一團簇寬度之一脈衝團簇,該脈衝團簇由自該所接收脈衝產生之複數個子脈衝定義;其中該脈衝拉伸器設備包含兩個或更多個光學電路;其中該脈衝拉伸器設備經組態以產生該等子脈衝中之每一者,該等子脈衝自在該脈衝團簇中之其他子脈衝時間性地實質上移位該所接收脈衝之至少一同調時間;且其中該脈衝團簇包括具有大於一臨限值位準之峰值強度之至少一組三個或更多個子脈衝,該臨限值位準為在該脈衝團簇中之一最高強度子脈衝之一峰值強度的至少80%。
2.如條項1之光學設備,其中各光學電路經組態以接收一輸入脈衝或由該輸入脈衝形成之一次脈衝且輸出複數個次脈衝,該輸入脈衝為該所接收脈衝,其中各子脈衝包括一或多個次脈衝。
3.如條項1之光學設備,其中該脈衝拉伸器設備之該等光學電路彼此串聯配置。
4.如條項1之光學設備,其中該脈衝拉伸器設備之該等光學電路中之至少一者包括複數個光束分光器。
5.如條項1之光學設備,其中:該脈衝拉伸器設備之一第一光學電路包括一個光束分光器;該脈衝拉伸器設備之一第二光學電路包括兩個光束分光器;且該脈衝拉伸器設備之一第三光學電路包括一個光束分光器。
6.如條項5之光學設備,其中:該脈衝拉伸器設備之該第一光學電路包括與該第一光學電路之該光束分光器相對配置之四個鏡面以定義一第一閉合光學路徑;該脈衝拉伸器設備之該第二光學電路包括與該第二光學電路之該等兩個光束分光器相對配置之六個鏡面以定義一第二閉合光學路徑;且該脈衝拉伸器設備之該第三光學電路包括與該第三光學電路之該光束分光器相對配置之四個鏡面以定義一第三閉合光學路徑。
7.如條項1之光學設備,其中各光學電路定義一閉合光學路徑,其中至少一個光束分光器提供進入該閉合光學路徑之一輸入及來自閉合光學路徑之一輸出兩者。
8.如條項1之光學設備,其中該等子脈衝中之每一者具有與該所接收脈衝實質上相同之時間性輪廓。
9.如條項1之光學設備,其中各光學電路包含:一光學配置,其包括複數個鏡面,及至少一個光束分光器,其經組態以將一輸入脈衝之一部分分流至該光學配置之至少一部分中。
10.如條項9之光學設備,其中一光學電路之該等鏡面中之每一者具
有大於99%之反射率。
11.如條項9之光學設備,其中一光學電路之該等光束分光器中之每一者具有一分光表面,該分光表面具有在25%與75%之間之一反射率。
12.如條項11之光學設備,其中一光學電路之該等光束分光器中之每一者具有一非分光表面,該非分光表面具有小於5%之一反射率。
13.如條項9之光學設備,其中該等鏡面配置在一光學電路中,使得各次脈衝在該光束分光器之該分光表面處與其他次脈衝在空間上分開。
14.如條項9之光學設備,其中一光學電路之該等鏡面中之每一者為具有一彎曲表面的一凹面鏡面,該彎曲表面為一球體之一區段。
15.如條項9之光學設備,其中各光學電路包含偶數個鏡面。
16.如條項9之光學設備,其中一光學電路之該等光束分光器中之至少一者包括兩個分光表面,且該光束分光器之該等兩個分光表面中之每一者具有在25%與75%之間的一反射率。
17.如條項1之光學設備,其中各子脈衝為在時間上分開實質上小於該所接收脈衝之該同調時間之次脈衝之一同調總和。
18.如條項1之光學設備,其中該臨限值位準為在該脈衝團簇中之該最高強度子脈衝之該峰值強度的至少90%。
19.如條項1之光學設備,其中該臨限值位準為該脈衝團簇中之該最高強度子脈衝之該峰值強度的至少95%。
20.一種減少在一脈衝光束之一脈衝中之光斑的方法,該方法包含:接收該脈衝光束之一脈衝,該脈衝具有一脈衝持續時間;自該所接收脈衝產生複數個子脈衝,其中各子脈衝包含複數個次脈衝,各子脈衝具有與所接收脈衝相同之形狀;
使該等子脈衝中之每一者與另一子脈衝在時間上分開達該所接收脈衝之至少一同調時間;及輸出由經時間分開之子脈衝定義之一脈衝團簇,該脈衝團簇具有大於該所接收脈衝之該脈衝持續時間之一團簇持續時間,且包括具有大於一臨限值位準之峰值強度的至少一組三個或更多個子脈衝,該臨限值位準為該脈衝團簇中之一最高強度子脈衝之一峰值強度之至少80%。
21.如條項20之方法,其中自該所接收脈衝產生該等子脈衝包含藉由將該所接收脈衝引導穿過複數個光學電路來將具有該脈衝持續時間之該所接收脈衝分光成複數個次脈衝。
22.如條項20之方法,其中使該等子脈衝中之每一者與另一子脈衝在時間上分開達該所接收脈衝之一同調時間包含:將該所接收脈衝分光成該等次脈衝且將該等次脈衝中之至少一些引導至具有相異長度的路徑上。
23.如條項20之方法,其進一步包含使該等子脈衝中之每一者與其他子脈衝在空間上分開,其中輸出由該等經時間分開之子脈衝定義之該脈衝團簇包含輸出由經空間分開之子脈衝定義之該脈衝團簇。
24.如條項20之方法,其中該同調時間近似一奈秒(ns)。
25.如條項20之方法,其中輸出由該等經時間分開之子脈衝定義之該脈衝團簇包含輸出具有一團簇持續時間之該脈衝團簇,該脈衝持續時間比該所接收脈衝之該脈衝持續時間大至少五倍。
26.一種光學設備,其包含:一脈衝拉伸器設備,其經組態以接收一光學脈衝且針對所接收脈衝輸出具有大於該所接收脈衝之一寬度之一團簇寬度之一脈衝團簇,該脈衝
團簇由自該所接收脈衝產生之複數個子脈衝定義;其中:該脈衝拉伸器設備包含與複數個光束分光器相對配置之複數個鏡面,該複數個光束分光器之數目獨立於該脈衝團簇之時間性持續時間,且該複數個光束分光器之該數目係基於該所接收脈衝之一時間性持續時間及定義該脈衝團簇之子脈衝之一有效數目。
27.如條項26之光學設備,其中該脈衝拉伸設備中之鏡面之數目係基於該脈衝團簇之一所需持續時間。
28.如條項26之光學設備,其中該複數個光束分光器之該數目係基於該所接收脈衝之一同調時間、該所接收脈衝之一有效光束大小及該所接收脈衝之一有效光束發散度。
29.如條項26之光學設備,其中形成脈衝團簇之子脈衝之一數目為至少五個。
其他實施方案係在以下申請專利範圍之範疇內。
100:光學脈衝
104:表面
106:寬度W(i)
108:時間性脈衝輪廓
202:光強度圖案
210:光學設備
214:脈衝拉伸器設備
218_1:光學電路
218_2:光學電路
220:光源
224:脈衝團簇
226:子脈衝
236:總體寬度W(o)
238:時間性脈衝輪廓
240:臨限值位準
242:峰值強度
Claims (25)
- 一種光學設備,其包含:一脈衝拉伸器(stretcher)設備,其經組態以自一光源接收一脈衝光束之一光學脈衝且輸出具有大於所接收脈衝之寬度之一團簇(cluster)寬度之一脈衝團簇,該脈衝團簇由自該所接收脈衝產生之複數個子脈衝定義;其中該脈衝拉伸器設備包含兩個或更多個光學電路;其中該脈衝拉伸器設備經組態以產生該等子脈衝中之每一者,該等子脈衝自在該脈衝團簇中之其他子脈衝時間性(temporally)地實質上移位該所接收脈衝之至少一同調(coherence)時間;且其中該脈衝團簇包括具有大於一臨限值位準之峰值強度之至少一組三個或更多個子脈衝,該臨限值位準為在該脈衝團簇中之一最高強度子脈衝之一峰值強度的至少80%。
- 如請求項1之光學設備,其中各光學電路經組態以接收一輸入脈衝或由該輸入脈衝形成之一次脈衝且輸出複數個次脈衝,該輸入脈衝為該所接收脈衝,其中各子脈衝包括一或多個次脈衝。
- 如請求項1之光學設備,其中該脈衝拉伸器設備之該等光學電路彼此串聯配置。
- 如請求項1之光學設備,其中該脈衝拉伸器設備之該等光學電路中之至少一者包括複數個光束分光器。
- 如請求項1之光學設備,其中:該脈衝拉伸器設備之一第一光學電路包括至少一個光束分光器;該脈衝拉伸器設備之一第二光學電路包括至少一個光束分光器;且該脈衝拉伸器設備之一第三光學電路包括至少一個光束分光器。
- 如請求項1之光學設備,其中各光學電路定義一閉合光學路徑,其中至少一個光束分光器提供進入該閉合光學路徑之一輸入及來自該閉合光學路徑之一輸出兩者。
- 如請求項1之光學設備,其中該等子脈衝中之每一者具有與該所接收脈衝實質上相同之時間性輪廓。
- 如請求項1之光學設備,其中各光學電路包含:一光學配置,其包括複數個鏡面,及至少一個光束分光器,其經組態以將一輸入脈衝之一部分分流至該光學配置之至少一部分中。
- 如請求項8之光學設備,其中一光學電路之該等鏡面中之每一者具有大於或等於98%或大於或等於99%之一反射率。
- 如請求項8之光學設備,其中一光學電路之該等光束分光器中之每一者具有一分光表面,該分光表面具有在25%與75%之間之一反射率。
- 如請求項10之光學設備,其中一光學電路之該等光束分光器中之每一者具有一非分光表面,該非分光表面具有小於5%之一反射率。
- 如請求項8之光學設備,其中該等鏡面配置在一光學電路中,使得各次脈衝在該光束分光器之該分光表面處與其他次脈衝在空間上分開。
- 如請求項8之光學設備,其中一光學電路之該等鏡面中之每一者為具有一彎曲表面的一凹面鏡面,該彎曲表面為一球體之一區段。
- 如請求項8之光學設備,其中一光學電路之該等光束分光器中之至少一者包括兩個分光表面,且該光束分光器之該等兩個分光表面中之每一者具有在25%與75%之間的一反射率。
- 如請求項1之光學設備,其中各子脈衝為在時間上分開實質上小於該所接收脈衝之該同調時間之次脈衝之一同調總和。
- 如請求項1之光學設備,其中該臨限值位準為該脈衝團簇中之該最高強度子脈衝之該峰值強度的至少90%或至少95%。
- 一種減少在一脈衝光束之一脈衝中之光斑的方法,該方法包含:接收該脈衝光束之一脈衝,該脈衝具有一脈衝持續時間;自該所接收脈衝產生複數個子脈衝,其中各子脈衝包含複數個次脈 衝(sub-pulses),各子脈衝具有與所接收脈衝相同之形狀;使該等子脈衝中之每一者與另一子脈衝在時間上分開達該所接收脈衝之至少一同調時間;及輸出由經時間上分開之子脈衝定義之一脈衝團簇,該脈衝團簇具有大於該所接收脈衝之該脈衝持續時間之一團簇持續時間,且包括具有大於一臨限值位準之峰值強度的至少一組三個或更多個子脈衝,該臨限值位準為該脈衝團簇中之一最高強度子脈衝之一峰值強度之至少80%。
- 如請求項17之方法,其中自該所接收脈衝產生該等子脈衝包含:藉由將該所接收脈衝引導穿過複數個光學電路來將具有該脈衝持續時間之該所接收脈衝分光成複數個次脈衝。
- 如請求項17之方法,其中使該等子脈衝中之每一者與另一子脈衝在時間上分開達該所接收脈衝之一同調時間包含:將該所接收脈衝分光成該等次脈衝且將該等次脈衝中之至少一些引導至具有相異長度的路徑上。
- 如請求項17之方法,其進一步包含使該等子脈衝中之每一者與其他子脈衝在空間上分開,其中輸出由該等經時間分開之子脈衝定義之該脈衝團簇包含輸出由經空間分開之子脈衝定義之該脈衝團簇。
- 如請求項17之方法,其中輸出由該等經時間分開之子脈衝定義之該脈衝團簇包含:輸出具有一團簇持續時間之該脈衝團簇,該脈衝持續時間 比該所接收脈衝之該脈衝持續時間大至少五倍。
- 一種光學設備,其包含:一脈衝拉伸器設備,其經組態以接收一光學脈衝且針對所接收脈衝輸出具有大於該所接收脈衝之一寬度之一團簇寬度之一脈衝團簇,該脈衝團簇由自該所接收脈衝產生之複數個子脈衝定義;其中:該脈衝拉伸器設備包含與複數個光束分光器相對配置之複數個鏡面,該複數個光束分光器之數目獨立於該脈衝團簇之時間性持續時間,該複數個光束分光器之該數目係基於該所接收脈衝之一時間性持續時間及定義該脈衝團簇之子脈衝之一有效數目,且該脈衝團簇中之該等子脈衝之每一者自其他子脈衝時間性地實質上移位一所接收脈衝之至少一同調時間。
- 如請求項22之光學設備,其中該脈衝拉伸設備中之鏡面之數目係基於該脈衝團簇之一所需持續時間。
- 如請求項22之光學設備,其中該複數個光束分光器之該數目係基於該所接收脈衝之一同調時間、該所接收脈衝之一有效光束大小及該所接收脈衝之一有效光束發散度。
- 如請求項22之光學設備,其中形成該脈衝團簇之子脈衝之一數目為至少五個。
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