TWI735235B - 用於複數個深紫外線光振盪器之控制系統 - Google Patents

用於複數個深紫外線光振盪器之控制系統 Download PDF

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約書亞 瓊 索恩斯
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Abstract

本發明提供一種深紫外線(DUV)光學系統，其包括：一光學源系統，該光學源系統包括：複數個光振盪器；一束組合器；及一束控制裝置，其在該等光振盪器與該束組合器之間。該束組合器經組態以接收自該等光振盪器中之任一者發射的光且將該光導引朝向一掃描器裝置作為一曝光光束，且該束控制裝置經組態以判定該束組合器是否接收來自該等光振盪器中之一特定光振盪器之光。該DUV光學微影系統亦包括耦接至該光學源系統之一控制系統，該控制系統經組態以：判定一條件是否存在於該DUV光學系統中，且基於該條件存在的一判定，在該等光振盪器之一子集中執行一校準動作。

Description

用於複數個深紫外線光振盪器之控制系統
本發明係關於一種用於複數個深紫外線(DUV)光振盪器之控制系統。
光微影為藉以將半導體電路系統圖案化於諸如矽晶圓之基板上的程序。光學源產生用於曝光晶圓上之光阻的深紫外線(DUV)光。DUV光可包括自例如約100奈米(nm)至約400nm之波長。通常，光學源為雷射源(例如準分子雷射)，且DUV光為脈衝式雷射束。來自光學源之DUV光與投影光學系統相互作用，該投影光學系統經由遮罩將束投影至矽晶圓上之光阻上。以此方式，晶片設計層經圖案化至光阻上。隨後蝕刻及清潔光阻及晶圓，且隨後光微影程序重複。
在一個態樣中，一種深紫外線(DUV)光學系統包括：一光學源系統，該光學源系統包括：複數個光振盪器；一束組合器；及一束控制裝置，其在該等光振盪器與該束組合器之間。該束組合器經組態以接收自該等光振盪器中之任一者發射的光且將該光導引朝向一掃描器裝置作為一曝光光束，且該束控制裝置經組態以判定該束組合器是否接收來自該等 光振盪器中之一特定光振盪器之光。該DUV光學微影系統亦包括耦接至該光學源系統之一控制系統，該控制系統經組態以：判定一條件是否存在於該DUV光學系統中，且基於該條件存在的一判定，在該等光振盪器之一子集中執行一校準動作。
實施可包括以下特徵中之一或多者。
該校準動作可包括：使由該等光振盪器中之至少一者產生的光之一波長在一目標範圍內。
該校準動作可包括：使由該等光振盪器中之至少一者產生的光之一頻寬在一目標範圍內。
該校準動作可包括：使由該等光振盪器中之至少一者產生的光之一脈衝能量在一目標範圍內。
該條件可為一基於時間之條件或一基於事件之條件。該條件可為一基於事件之條件，該控制系統可耦接至光源系統及該掃描器裝置，該控制系統可經組態以自該DUV光學系統接收一狀態信號，且該控制系統可基於來自該掃描器裝置的該狀態信號來判定該基於事件之條件是否存在。該狀態信號可包括與該掃描器裝置中之一即將進行的事件相關的資訊，且該控制系統可基於與該即將進行的事件相關之該資訊來執行該校準動作。與該即將進行的事件相關之該資訊可包括直至該即將進行的事件發生為止的一時間量及識別該即將進行的事件之一指示，且該控制系統可在該即將進行的事件發生之前執行該校準動作。該即將進行的事件可包括該掃描器裝置之一操作條件的一變化，該操作條件之該變化可包括該曝光束之一重複速率的一變化、該曝光束之一功率的一變化或該掃描器裝置之操作模式的一變化。所執行之該校準動作可為複數個可用校準動作中的一 者，且所執行之該校準動作可根據該複數個可用校準動作基於識別該即將進行的事件之該指示來判定。
該條件可為一基於時間之條件，該控制系統可經組態以監測該DUV光學系統的一狀態，且該控制系統可經組態以基於該光學源系統之所監測狀態來判定該DUV光學系統的該條件。經組態以監測該DUV光學系統之該狀態的該控制系統可包括經組態以監測自一開始時間以來已經過的一時間量之該控制系統，且該控制系統可基於自該開始時間以來已經過的該時間量來判定該DUV光學系統之該條件。該開始時間可包括一緊接在前的校準事件發生之一時間。在一些實施中，為判定該DUV光學系統之該條件，該控制系統進一步經組態以比較已經過之該時間量與一規格，且該控制系統經組態以在已經過之該時間量符合該規格的情況下執行該校準動作。
每一光振盪器可包括一增益介質，該增益介質可包括一氣態增益介質，且該校準動作可包括一再填充操作。在此等實施中，該再填充操作包括：在該等光振盪器之一子集中交換該氣態增益介質。
該束控制裝置可包括用於該複數個光振盪器中之每一者的一束阻擋器件，且該等束阻擋器件中之每一者可耦接至該控制系統；且該控制系統可進一步經組態以控制該等束阻擋器件以判定該束組合器是否接收來自該等光振盪器中之一特定光振盪器之光。每一束阻擋器件可包括一遮光片，該遮光片具有透射DUV光之一第一狀態及阻擋DUV光的一第二狀態，且每一遮光片可經組態以置放在該等光振盪器中之一者的輸出端處，以使得每一遮光片在處於該第二狀態時防止該等光振盪器中之一各別光振盪器朝向該束組合器發射光，且在處於該第一狀態時允許該等光振盪 器中之該各別光振盪器朝向該束組合器發射光。
在一些實施中，該等光振盪器之該子集不包括正在產生作為該曝光束之部分的一光束之該複數個光振盪器中的任一者。
在一些實施中，該校準動作僅在該束組合器不接收來自該等光振盪器之該子集之光的情況下執行。
在一些實施中，該DUV光學系統經組態以用於一DUV光學微影系統中。此外，該DUV光學系統可包括一掃描器裝置，該掃描器裝置經組態以自該束組合器接收一曝光束。
在另一態樣中，一種在一深紫外線(DUV)光學系統中控制複數個光振盪器之方法包括：監測該DUV光學系統以判定一條件是否存在；若一條件存在，則判定該複數個光振盪器中之任一者是否處於一等待狀態；且在處於該等待狀態之該複數個光振盪器的一子集中執行一校準動作。當執行該校準動作時，不處於該等待狀態之該等光振盪器中的一或多者繼續產生一曝光束。
實施可包括以下特徵中之一或多者。該方法亦可包括：判定該校準動作是否成功。
該DUV光學系統可經組態以供與一DUV光學微影系統一起使用，且監測該DUV光學系統可包括：自一掃描器裝置接收一命令信號及基於該命令信號來判定該條件是否存在。
在一些實施中，若該條件存在且該複數個光振盪器中無一者處於該等待狀態，則將至少一個光振盪器置於該等待狀態。
在另一態樣中，一種光學微影系統包括：一深紫外線(DUV)光學微影系統，該深紫外線光學微影系統包括：一光學源系統，該 光學源系統包括：複數個光振盪器，其各自包括一增益介質；一束組合器；及一束控制裝置，其在該等增益介質與該束組合器之間。該束組合器經組態以接收自該等光振盪器中之任一者發射的光且將該光導引朝向一掃描器裝置作為一曝光光束，且該束控制裝置經組態以判定該束組合器是否接收來自該等光振盪器中之一特定光振盪器之光。該DUV光學微影系統亦包括：一掃描器裝置；及一控制系統，其耦接至該光學源系統及該掃描器裝置，該控制系統經組態以：判定一條件是否存在於該光學微影系統中，且若一條件經判定為存在，則在該等光振盪器之一子集中執行一校準動作。
實施可包括以下特徵中之一或多者。該光學微影系統亦可包括流體耦接至該複數個光振盪器之一氣體供應系統。
在另一態樣中，一種在一深紫外線(DUV)光學微影系統中控制複數個光振盪器之方法包括：接收針對一曝光束之一請求，該請求經組態以將DUV光的一所請求劑量提供至一晶圓；判定一冷起動條件是否存在；且若該冷起動條件存在，則：啟動多於標稱數目個光振盪器，該標稱數目個光振盪器為能夠在穩態條件下提供該所請求劑量之多個光振盪器；且將一光束自該等經啟動光振盪器中之每一者導引朝向一掃描器裝置以在一冷起動時段期間提供該曝光束。
在一些實施中，若該冷起動條件存在，則該方法亦包括：判定該冷起動時段是否已結束；且若該冷起動時段已結束，則撤銷啟動該等經啟動光振盪器中之至少一者。
在另一態樣中，一種控制系統包括：一介面，其經組態以與一DUV光學系統通信。該控制系統經組態以藉由以下操作來控制該 DUV光學系統：判定一條件是否存在於該DUV光學系統中，且基於該條件存在的一判定，當不處於該DUV光學系統中的光振盪器之一子集中的至少一個光振盪器產生一曝光束時，在光振盪器的該子集中執行一校準動作。
在一些實施中，該控制系統亦包括：一或多個電子處理器；及一電腦可讀電子儲存器，其耦接至該一或多個電子處理器，該電腦可讀電子儲存器包括可執行指令，該等可執行指令在經執行時使該控制系統經由該介面與該DUV光學系統通信。
上文及本文中所描述之技術中之任一種的實施可包括程序、裝置、控制系統、儲存於非暫時性機器可讀電腦媒體上之指令，及/或方法。一或多個實施之細節闡述於以下隨附圖式及描述中。其他特徵將根據描述及圖式及根據申請專利範圍而顯而易見。
100:光學微影系統
110:光學源系統
111:曝光束
112-1,......,112-N:光振盪器
114-1,......,114-N:氣態增益介質
116-1,......,116-N:光束
117:束控制裝置
118:束組合器
150:控制系統
151:電子處理模組
152:電子儲存器
153:I/O介面
154:資料連接
179:束路徑
180:掃描器裝置
182:晶圓
200:光學微影系統
210:光學源系統
211:曝光束/曝光光束
211':經塑形曝光束
212-1,......,212-N:光振盪器
213-1a:陰極
213-1b:陽極
214-1:氣態增益介質
215-1:放電腔室
216-1,......,216-N:光束
217:束控制裝置
218:束組合器
254:資料連接
270:度量衡系統
271:感測器
272:電子處理模組
273:電子儲存器
280:掃描器裝置
281:投影光學系統
282:晶圓
283:晶圓固持器
284:狹縫
285:遮罩
286:透鏡系統
289:流體管道
290:氣體供應系統
291:腔室
295-1:線窄化模組
296-1:輸出耦合器
297:電壓源
298-1:線中心分析模組
299:束製備系統
310:光學源系統
312-1,......,312-N:光振盪器
315-1,......,315-N:放電腔室
316-1,......,316-N:光束
317:束控制裝置
318:束組合器
319-1,......,319-N:遮光片
350:控制系統
400:程序
410:步驟
420:步驟
430:步驟
440:步驟
450:步驟
500:程序
510:步驟
520:步驟
530:步驟
540:步驟
550:步驟
圖1為光學微影系統之實例的方塊圖。
圖2A為光學微影系統之另一實例的方塊圖。
圖2B為用於圖2A之光學微影系統中的投影光學系統之實例的方塊圖。
圖3為光學源系統之實例的方塊圖。
圖4為用於在光學微影系統中執行生產中校準動作之程序之實例的流程圖。
圖5為用於在冷起動時段期間在光學微影系統中產生曝光束之程序之實例的流程圖。
參看圖1，展示光學微影系統100之方塊圖。光學微影系統100包括光學源系統110，該光學源系統110產生經提供至掃描器裝置180之曝光束111。掃描器裝置180用曝光束111曝光晶圓182。
光學源系統110包括N個光振盪器112-1至112-N，其中N為大於一之整數。每一光振盪器112-1至112-N包括產生各別光束116-1至116-N之各別氣態增益介質114-1至114-N。光學源系統110亦包括將入射光導引至束路徑179上以形成曝光束111之束組合器118。束路徑179在束組合器118與掃描器裝置180之間。束組合器118為能夠將光束116-1至116-N引至束路徑179上之任何光學元件。舉例而言，束組合器118可為折射光學元件及/或反射光學元件之集合。
束組合器118經定位成接收光束116-1至116-N中之所有。然而，入射於束組合器118上(且包括於曝光束111中)的光可包括光束116-1至116-N中之一者、光束116-1至116-N中之所有或各種光束116-1至116-N的任何組合。此外，入射於束組合器118上(且包括於曝光束111中)之光束116-1至116-N中之特定一者或多者可在光學微影系統100的操作期間發生變化。舉例而言，在一些應用中，藉由光束116-1至116-N中之單一光束傳遞的劑量足以曝光晶圓182。該劑量為經傳遞至區域之光能的量。在此等應用中，光學源系統110之組態使得准許光束116-1至116-N中之僅一者到達束組合器118。在其他應用中，藉由光束116-1至116-N中之單一光束傳遞的劑量不足以曝光晶圓182。在此等應用中，光束116-1至116-N中之多於一者到達束組合器118且對曝光束111作出貢獻。
光振盪器112-1至112-N彼此獨立，且控制系統150判定光 束116-1至116-N中之哪一些入射於束組合器118上。舉例而言，藉由控制光學源系統110、光振盪器112-1至112-N及/或光學源系統110之組件來判定入射於束組合器118上的光束116-1至116-N中之特定一者或多者。舉例而言，束控制裝置117(其在增益介質114-1至114-N與束組合器118之間)之組態可經控制以判定光束116-1至116-N中的哪一些到達束組合器118。在一些實施中，束控制裝置117包括用於每一光振盪器112-1至112-N之遮光片。每一遮光片由控制系統150控制以判定各別光束116-1至116-N是經阻擋抑或是入射於束組合器118上。圖3展示實施為N個遮光片之束控制裝置117的實例。
控制系統150使校準動作在不對曝光束111作出貢獻之一或多個光振盪器112-1至112-N中發生。以此方式，當正在產生曝光束111時，控制系統150利用光振盪器112-1至112-N之獨立性質來執行校準動作。控制系統150監測光學微影系統100以判定條件是否存在於光學微影系統100中。若條件存在，則控制系統150執行校準動作。控制系統150使校準動作僅在與不入射於束組合器118上之光束116-1至116-N相關聯的光振盪器112-1至112-N之子集中執行。舉例而言，若光束116-1不入射於束組合器118上，但所有其他N-1個光束皆入射於束組合器118上，則控制系統150可在光振盪器112-1中但不在其他N-1個光振盪器中發起校準動作。
因此，當在光振盪器112-1中執行校準動作時，繼續產生曝光束111且繼續曝光晶圓182。此允許在產生曝光束111時執行傳統上要求整個光學微影系統100脫機的校準動作。控制系統150藉由減少停工時間量來提高光學微影系統100之效能且使得能夠更一致地並在更長時間段內產生曝光束111。此外，因為光學微影系統100不必脫機來執行校準動 作，所以可更頻繁地且更容易地執行校準動作。藉由更頻繁地執行校準動作，可延長光振盪器112-1至112-N之壽命。
控制系統150可監測多種條件中之一或多者。光學微影系統100未必包括掃描器裝置180。因此，光學微影系統100中之條件可為光振盪器112-1至112-N中之一或多者中的條件及/或掃描器裝置180中之條件。該條件可為基於時間之條件或基於事件之條件。基於時間之條件為當已經過預定義時間量時存在的條件。舉例而言，當自在彼光振盪器中執行最新校準動作以來已經過預定義時間量時，控制系統150可判定基於時間之條件存在於光振盪器112-1至112-N中之一者中。在另一實例中，基於時間之條件可為基於預定排程發生的條件。舉例而言，校準動作可經排程為每當經過某一時間量時執行。基於事件之條件為當事件發生時存在的條件。基於事件之條件的實例包括：自掃描器裝置180接收到命令及/或自光振盪器112-1至112-N中之一或多者接收到命令。基於事件之條件可具有時間之態樣。舉例而言，在已由光振盪器112-1至112-N中之任一者以特定重複速率產生某數目個脈衝之後可存在基於事件之條件。
校準動作為校準或另外準備或增強光振盪器112-1至112-N之效能之任何類型的工序。校準動作可為例如用以使一或多個參數(諸如能量、頻寬及/或中心波長)在指定或目標範圍內之工序。在另一實例中，校準動作為再填充工序，該再填充工序包括：移除並替換氣態增益介質114-1至114-N中之一或多者。在另一實例中，校準動作為升溫工序，該升溫工序為穩態操作準備光振盪器112-1至112-N中之一或多者。相對於圖4論述生產中校準技術，該生產中校準技術包括：執行一或多個校準動作。
在一些實施中，控制系統150經組態以在冷起動時段期間藉由啟動多於標稱數目個光振盪器112-1至112-N來產生曝光束111。該標稱數目個光振盪器為經啟動以在一般穩態條件下產生曝光束111之多個光振盪器112-1至112-N。藉由啟動多於標稱數目個光振盪器112-1至112-N，控制系統150補償可能在冷起動時段期間存在之能量低效。相對於圖5更詳細地論述在冷起動時段期間產生曝光束。
控制系統150包括電子處理模組151、電子儲存器152及I/O介面153。電子處理模組151包括適用於執行電腦程式之一或多個處理器，諸如通用或專用微處理器及任何種類之數位電腦的任一個或多個處理器。一般而言，電子處理器自唯讀記憶體、隨機存取記憶體(RAM)或兩者接收指令及資料。電子處理模組151可包括任何類型之電子處理器。電子處理模組151之一或多個電子處理器執行指令且對儲存於電子儲存器152上之資料進行存取。一或多個電子處理器亦能夠將資料寫入至電子儲存器152。
電子儲存器152可為諸如RAM之揮發性記憶體或非揮發性記憶體。在一些實施中，電子儲存器152包括非揮發性及揮發性部分或組件。電子儲存器152可儲存用於控制系統150之操作中的資料及資訊。舉例而言，電子儲存器152可儲存光振盪器112-1至112-N之規格資訊。規格資訊可包括例如用於光學微影系統100及掃描器裝置180之各種操作模式的目標能量、波長、頻寬及/或束品質範圍。電子儲存器152亦可儲存與具體校準動作相關聯之指令(例如呈電腦程式之形式)。
電子儲存器152亦可儲存使控制系統150與光學微影系統100中之其他組件及子系統相互作用以執行校準動作的指令(例如呈電腦程 式之形式)。舉例而言，該等指令可為使電子處理模組151將命令信號提供至光學源系統110以使得在光振盪器112-1至112-N中之一或多者中執行校準動作的指令。電子儲存器152亦可儲存自光學微影系統100、掃描器裝置180及/或光學源系統110接收到之資訊。
I/O介面153為允許控制系統150與操作者、光學源系統110、掃描器裝置180及/或在另一電子器件上運行之自動化程序交換資料及信號之任何種類的介面。舉例而言，在儲存於電子儲存器152上之規則或指令可經編輯的實施中，可經由I/O介面153進行編輯。I/O介面153可包括以下各者中之一或多者：視覺顯示器、鍵盤及諸如並列埠、通用串列匯流排(USB)連接的通信介面及/或諸如(例如)乙太網路之任何類型的網路介面。I/O介面153亦可允許在無實體接觸之情況下經由例如IEEE 802.11、藍芽或近場通信(NFC)連接進行通信。
控制系統150經由資料連接154耦接至光學源系統110及/或掃描器裝置180。資料連接154可為實體電纜或其他實體資料管道(諸如支援基於資料之IEEE 802.3之傳輸的電纜)、無線資料連接(諸如經由IEEE 802.11或藍芽提供資料之資料連接)或有線資料連接與無線資料連接之組合。可經由任何類型之協定或格式來設定經由資料連接提供之資料。資料連接154在各別通信介面(未展示)處連接至光學源系統110及/或掃描器裝置180。通信介面可為能夠發送及接收資料之任何種類的介面。舉例而言，資料介面可為乙太網路介面、串列埠、並列埠或USB連接。在一些實施中，資料介面允許經由無線資料連接進行資料通信。舉例而言，資料介面可為IEEE 811.11收發器、藍芽或NFC連接。控制系統150可連接至光學源系統110及/或掃描器裝置180內之系統及/或組件。舉例而言，控制系統 150可直接連接至光振盪器112-1至112-N中之每一者。
參看圖2A及2B，光學微影系統200包括將曝光束211提供至掃描器裝置280之光學源系統210。光學源系統210為光學源系統110(圖1)之實例實施。掃描器裝置280為掃描器裝置180(圖1)之實例實施。掃描器裝置280用經塑形曝光束211'曝光晶圓282。藉由使曝光束211穿過投影光學系統281來形成經塑形曝光束211'。
光學源系統210包括光振盪器212-1至212-N，其中N為大於一之整數。光振盪器212-1至212-N中之每一者產生各別光束216-1至216-N。下文論述光振盪器212-1之細節。光學源系統210中之其他N-1個光振盪器包括相同或類似特徵。
光振盪器212-1包括放電腔室215-1，該放電腔室215-1包圍陰極213-1a及陽極213-1b。放電腔室215-1亦含有氣態增益介質214-1。陰極213-1a與陽極213-1b之間的電位差在氣態增益介質214-1中形成電場。可藉由控制耦接至控制系統150之電壓源297以將電壓施加至陰極213-1a及/或陽極213-1b來產生該電位差。電場將足以導致居量反轉(population inversion)且使得能夠經由受激發射來產生光脈衝之能量提供至增益介質214-1。重複形成此電位差形成光脈衝串以形成光束216-1。藉由將電壓施加至電極213-1a、213-1b之速率來判定脈衝光束216-1之重複速率。藉由將電壓施加至電極213-1a及213-1b之持續時間來判定脈衝光束216-1中之脈衝的持續時間。脈衝之重複速率可介於例如約500Hz與6,000Hz之間。在一些實施中，重複速率可大於6,000Hz，且可為例如12,000Hz或更大。自光振盪器212-1發射之每一脈衝可具有例如大約1毫焦耳(mJ)之脈衝能量。
氣態增益介質214-1可為適用於產生處於應用所需之波長、能量及頻寬下之光束的任何氣體。對於準分子源，除諸如氦氣之緩衝氣體以外，氣態增益介質214-1亦可含有諸如(例如)氬氣或氪氣之惰性氣體(稀有氣體)、諸如(例如)氟或氯之鹵素及痕量的氙氣。氣態增益介質214-1之具體實例包括發射處於約193nm之波長下的光之氟化氬(ArF)、發射處於約248nm之波長下的光之氟化氪(KrF)或發射處於約351nm之波長下的光之氯化氙(XeCl)。用短(例如奈秒)電流脈衝以高壓放電形式藉由將電壓施加至電極213-1a、213-1b來泵送增益介質214-1。
諧振器在位於放電腔室215-1之一側的線窄化模組295-1與位於放電腔室215-1之第二側的輸出耦合器296-1之間形成。線窄化模組295-1可包括精細地調諧放電腔室215-1之光譜輸出的繞射光學器件，諸如(例如)光柵及/或稜鏡。在一些實施中，線窄化模組295-1包括複數個繞射光學元件。舉例而言，線窄化模組295-1可包括四個稜鏡，該等稜鏡中之一些經組態以控制光束216-1的中心波長，且該等稜鏡中之其他者經組態以控制光束216-1的光譜頻寬。
光振盪器212-1亦包括自輸出耦合器296-1接收輸出光束之線中心分析模組298-1。線中心分析模組298-1為可用於量測或監測光束216-1之波長的量測系統。線中心分析模組298-1可將資料提供至控制系統150，且控制系統150可基於來自線中心分析模組298-1之資料來判定與光束216-1相關的度量。舉例而言，控制系統150可基於藉由線中心分析模組298-1量測之資料來判定束品質度量或光譜頻寬。
光學源系統210亦包括經由流體管道289流體耦接至放電腔室215-1之內部的氣體供應系統290。流體管道289為能夠在無流體損耗或 具有最小流體損耗之情況下輸送氣體或其他流體的任何管道。舉例而言，流體管道289可為由不與在管道289中輸送之一或多種流體反應的材料製成或經塗佈有該材料之管道。氣體供應系統290包括腔室291，該腔室291含有增益介質214-1中所使用之一或多種氣體的供應器且/或經組態以收納該供應器。氣體供應系統290亦包括使得氣體供應系統290能夠自放電腔室215-1移除氣體或將氣體注入至放電腔室215-1中之器件(諸如泵、閥及/或流體開關)。氣體供應系統290耦接至控制系統150。氣體供應系統290可由控制系統150控制以執行例如再填充工序。
其他N-1個光振盪器類似於光振盪器212-1且具有類似或相同組件及子系統。舉例而言，光振盪器212-1至212-N中之每一者包括類似於電極213-1a、213-1b之電極、類似於線窄化模組295-1之線窄化模組及類似於輸出耦合器296-1之輸出耦合器。光振盪器212-1至212-N可經調諧或組態以使得光束216-1至216-N中之所有具有相同屬性，或光振盪器212-1至212-N可經調諧或組態以使得至少一些光振盪器具有不同於其他光振盪器之至少一些屬性。舉例而言，光束216-1至216-N中之所有可具有相同中心波長，或每一光束216-1至216-N之中心波長可為不同的。由光振盪器212-1至212-N中之特定光振盪器產生的中心波長可使用各別線窄化模組來設定。
此外，電壓源297可電連接至每一光振盪器212-1至212-N中之電極，或電壓源297可經實施為包括N個單獨電壓源的電壓系統，該等單獨電壓源中之每一者電連接至光振盪器212-1至212-N中之一者的電極。
光學源系統210亦包括束控制裝置217及束組合器218。束 控制裝置217在光振盪器212-1至212-N之氣態增益介質與束組合器218之間。束控制裝置217判定光束216-1至216-N中之哪一些入射於束組合器218上。束組合器218用入射於束組合器218上之一或多個光束形成曝光束211。在所展示實例中，束控制裝置217經表示為單一元件。然而，束控制裝置217可經實施為單獨束控制裝置之集合。舉例而言，束控制裝置217可包括遮光片之集合，其中一個遮光片與每一光振盪器212-1至212-N相關聯。
光學源系統210可包括其他組件及系統。舉例而言，光學源系統210可包括束製備系統299，該束製備系統299包括量測光束之各種屬性(諸如頻寬或波長)的頻寬分析模組。束製備系統亦可包括脈衝拉伸器(未展示)，該脈衝拉伸器拉伸適時地與脈衝拉伸器相互作用之每一脈衝。束製備系統亦可包括能夠作用於光之其他組件，諸如(例如)反射及/或折射光學元件(諸如(例如)透鏡及鏡面)及/或濾光器。在所展示實例中，束製備系統299定位於曝光束211之路徑中。然而，可將束製備系統299置放於光學微影系統200內之其他位置處。此外，其他實施為可能的。舉例而言，光學源系統210可包括束製備系統299之N個例項，該等例項中之每一者經置放成與光束216-1至216-N中的一者相互作用。在另一實例中，光學源系統210可包括將光束216-1至216-N朝向束組合器218導引之光學元件(諸如鏡面)。
掃描器裝置280可為液體浸潤式系統或乾式系統。掃描器裝置280包括投影光學系統281及感測器系統或度量衡系統270，曝光束211在到達晶圓282之前穿過該投影光學系統281。晶圓282固持或收納於晶圓固持器283上。亦參看圖2B，投影光學系統281包括狹縫284、遮罩 285及投影接物鏡，該投影接物鏡包括透鏡系統286。透鏡系統286包括一或多個光學元件。曝光束211進入掃描器裝置280且照射於狹縫284上，且束211中之至少一些穿過狹縫284以形成經塑形曝光束211'。在圖2A及2B之實例中，狹縫284為矩形的且將曝光束211塑形為細長的矩形經塑形光束，該經塑形光束為經塑形曝光束211'。遮罩285包括判定經塑形光束中之哪些部分藉由遮罩285透射且哪些部分藉由遮罩285阻擋的圖案。藉由用曝光束211'使輻射敏感性光阻材料層曝露於晶圓282上來在晶圓282上形成微電子特徵。藉由所要之具體微電子電路特徵來判定遮罩上之圖案的設計。
度量衡系統270包括感測器271。感測器271可經組態以量測經塑形曝光束211'之屬性，諸如(例如)頻寬、能量、脈衝持續時間及/或波長。感測器271可為例如能夠捕捉晶圓282處之經塑形曝光束211'之影像的攝影機或其他器件，或能夠捕捉在x-y平面中描述晶圓282處之光能的量之資料的能量偵測器。
度量衡系統270亦包括電子處理模組272及電子儲存器273。電子處理模組272類似於電子處理模組151，且電子儲存器273類似於電子儲存器152(圖1)。電子儲存器273可儲存例如使電子處理模組272產生經由資料連接254提供至控制系統150之命令信號或觸發信號的資訊。如相對於圖4所論述，觸發信號使控制系統150在光振盪器212-1至212-N中之一或多者中發起校準動作。由度量衡系統270產生之命令信號可基於例如基於時間之規則及/或事件的發生。舉例而言，度量衡系統270可產生命令信號且在週期性的基礎上或每當經過某一時間量時將該命令信號提供至控制系統150。可基於事件來產生命令信號。舉例而言，若基於 來自感測器271之資料判定的劑量超出當前應用之規格，則可產生命令信號。在此實例中，命令信號包括使控制系統150執行校準動作之資訊，該校準動作校正光束216-1至216-N中之一或多者的脈衝能量。
掃描器裝置280亦可包括例如溫度控制器件(諸如空氣調節器件及/或加熱器件)及/或各種電組件之電源供應器。
參看圖3，展示光學源系統310。光學源系統310為光學源系統110之實施的另一實例。光學源系統310包括光振盪器312-1至312-N，其中N為大於一之整數。每一光振盪器312-1至312-N包括放電腔室315-1至315-N且產生各別光束316-1至316-N。
光學源系統310包括在光振盪器312-1至312-N與束組合器318之間的束控制裝置317。束控制裝置317包括N個遮光片319-1至319-N。在圖3之實例中，每一遮光片319-1至319-N在各別放電腔室315-1至315-N內。然而，在其他實施中，每一遮光片319-1至319-N在各別放電腔室315-1至315-N外部。
每一遮光片319-1至319-N具有至少兩種穩定狀態，包括遮光片319-1至319-N透射各別光束316-1至316-N之第一狀態及遮光片319-1至319-N阻擋各別光束316-1至316-N之第二狀態。每一遮光片319-1至319-N耦接至控制系統150。束控制裝置317及/或遮光片319-1至319-N可將資訊發送至控制系統150且可自控制系統150接收資訊。舉例而言，束控制裝置317可將關於遮光片之狀態的資訊發送至控制系統150，且遮光片319-1至319-N可回應於自控制系統150接收到命令信號而改變狀態。
束控制裝置317可為機械的或電光的。在束控制裝置317為機械的實施中，每一遮光片319-1至319-N由對各別光振盪器312-1至312- N所產生之光的波長不透明的材料製成。機械遮光片經組態以移入及移出各別光束316-1至316-N之路徑。當機械遮光片319-1至319-N在各別光束316-1至316-N之路徑中時，彼光束經阻擋。當機械遮光片319-1至319-N不在各別光束316-1至316-N之路徑中時，彼光束不經阻擋且入射於束組合器318上。束控制裝置317亦包括用於操作機械遮光片319-1至319-N之各種相關聯組件。舉例而言，束控制裝置317可包括機械致動器，該等機械致動器耦接至控制系統150且經組態以基於來自控制系統150之命令來移動機械遮光片319-1至319-N。
在束控制裝置317為光學的實施中，每一遮光片319-1至319-N可為例如勃克爾盒(Pockels cell)，該勃克爾盒僅在施加大於臨限電壓之電壓時允許各別光束316-1至316-N射出放電腔室315-1至315-N。在此等實施中，束控制裝置317亦包括用於操作遮光片319-1至319-N之各種相關聯組件。舉例而言，束控制裝置317可包括耦接至控制系統150且經組態以改變光學遮光片319-1至319-N之狀態的一或多個電壓供應器及相關聯電子件。
此外，在一些實施中，每一遮光片319-1至319-N可包括或可為光學感測器。在此等實施中，每一遮光片319-1至319-N能夠感測在各別光振盪器312-1至312-N中傳播的光。在此等實施中，遮光片319-1至319-N將與所感測光(例如表示能量及/或功率之量測的資料)相關之資訊提供至控制系統350。
圖4為程序400之流程圖。程序400為用於在光學微影系統中執行生產中校準動作之實例程序。生產中校準為在光學微影系統曝光晶圓時執行之校準動作。程序400可由控制系統150執行。舉例而言，程序 400可經實施為指令之集合(例如電腦程式或電腦軟體)，該等指令儲存於電子儲存器152上且藉由電子處理模組151中之一或多個電子處理器執行。相對於圖2之光學微影系統200及圖3之光學源系統310來論述程序400。然而，可運用其他光學微影系統來執行程序400。
針對條件之發生或存在監測光學微影系統200(410)。條件可為基於時間之條件。舉例而言，校準動作之排程可儲存於查找表或資料庫中之電子儲存器152上。查找表或資料庫儲存與一或多個校準動作相關聯之時間段。舉例而言，查找表或資料庫可儲存再填充操作之排程，該排程指示每一增益介質214-1至214-N必須一個月替換至少一次。在此實例中，控制系統150監測自每一光振盪器212-1至212-N之最新再填充操作以來所過去的時間量，且在自彼光振盪器之最新再填充操作以來的時間量等於由排程指定之時間時宣告條件在光振盪器212-1至212-N中之特定光振盪器中存在。
在另一實例中，控制系統150藉由監測事件之發生來監測光學微影系統200。事件之實例為自掃描器裝置280之度量衡系統270接收到命令信號。命令信號指示事件已發生或不久將發生於掃描器裝置280中。舉例而言，命令信號可指示掃描器裝置280不久將切換至不同操作模式，諸如需要更多光學能量或更大劑量之操作模式或經塑形曝光束211'包括不同波長之光束的多焦點成像(MFI)操作模式。在其他實例中，命令信號指示掃描器裝置280不久將切換至需要曝光束211之不同重複速率的應用。若來自度量衡系統270之命令信號與尚未發生的事件相關，則該命令信號包括對直至事件發生為止之時間量的指示。
控制系統150判定一或多個條件是否存在(420)。依據基於 事件之條件存在(例如自掃描器裝置280之度量衡系統270接收到命令信號)或基於時間之條件存在(例如藉由判定已過去預定時間量)來判定條件存在。若條件存在，則控制系統150判定光振盪器212-1至212-N中之任一者是否處於等待狀態(430)。當由光振盪器產生之光束不顯著對曝光束211作出貢獻時，光振盪器處於等待狀態。舉例而言，當由光振盪器產生之光束不入射於束組合器218上時，光振盪器處於等待狀態。舉例而言，當束控制裝置217阻止由彼光振盪器產生之光束到達束組合器時，光振盪器處於等待狀態。舉例而言，且亦參看圖3，當遮光片319-1處於第二狀態時，光振盪器312-1處於等待狀態。另一方面，當遮光片319-1處於第一狀態時，光振盪器312-1處於就緒狀態，且光振盪器312-1將光束316-1提供至束組合器318。在另一實例中，當光振盪器脫機或完全不產生光束時，光振盪器處於等待狀態。在又一實例中，當來自光振盪器之痕量或極少量的光到達束組合器218時，光振盪器處於等待狀態。舉例而言，痕量或極少量的光可小於1%或小於0.1%的光振盪器通常將提供之光量，且痕量或極少量的光不顯著地對經提供至晶圓282之劑量作出貢獻。
控制系統150可藉由判定束控制裝置217之狀態或組態來判定光振盪器212-1至212-N中之特定光振盪器是否處於等待狀態。舉例而言，控制系統150可判定與光振盪器212-1至212-N中之每一者相關聯之遮光片的狀態。在圖4之實例中，若光振盪器212-1至212-N中無一者處於等待狀態，則程序400返回至(410)以繼續監測光學微影系統200。其他實施為可能的。舉例而言，若光振盪器212-1至212-N中無一者處於等待狀態，則程序400可結束。在一些實施中，若光振盪器212-1至212-N中無一者處於等待狀態，則控制系統150藉由控制束控制裝置217之組態來將光 振盪器212-1至212-N中之至少一者置於等待狀態。
若光振盪器212-1至212-N之子集處於等待狀態且一或多個條件存在，則控制系統150使一或多個校準動作在光振盪器之子集中發生(440)。子集包括N-1個或更少光振盪器212-1至212-N，且子集僅包括處於等待狀態之彼等光振盪器。子集可包括例如一個光振盪器。因為子集包括N-1個或更少光振盪器，所以曝光束211繼續經提供至掃描器裝置280。因此，校準動作為生產中校準。
校準動作為校準或另外增強光振盪器之子集的效能之任何類型的動作。舉例而言，若條件歸因於控制系統150接收到指示掃描器裝置180將在數分鐘內切換至MFI模式之命令信號而存在，則控制系統150執行校準動作，該校準動作包括：設定子集中之光振盪器的一或多個束參數。束參數可包括例如束品質、能量、頻寬及/或中心波長。
為提供更具體的實例，光振盪器212-1為子集之部分且處於等待狀態。控制系統150命令光振盪器212-1開始形成脈衝(同時仍處於等待狀態)，且控制系統150自光振盪器212-1接收資料並基於資料來判定光束216-1之屬性。可自例如線中心分析模組298-1接收資料。在切換至MFI模式之前且在由命令信號指定之時段期間，控制系統150繼續監測光束216-1的屬性。
此外，可在子集中之單獨光振盪器中執行不同校準動作。舉例而言，光振盪器212-1及212-2(未展示，但為光學源系統210之N個光振盪器中的一者)可包括於子集中。控制系統350可引發使由光振盪器212-1產生之光束216-1之波長在目標波長帶內的校準動作。同時或幾乎同時，控制系統350可引發使由光振盪器212-2產生之光束216-2(未展示)之脈衝 能量在目標能帶內的校準動作。
在另一實例中，條件歸因於自度量衡系統270接收到指示掃描器裝置280將在幾分鐘內切換至較高劑量應用之命令信號而存在。處於停用或等待模式之任何光振盪器212-1至212-N經啟動，且執行諸如升溫工序之校準動作以使得由經啟動振盪器產生之光束的屬性在規格內。藉由啟動一或多個額外振盪器，控制系統150使更多能量及因此更高劑量經傳遞至晶圓282。在對曝光束211作出貢獻之前，執行升溫工序確保經新啟動之光振盪器在規格內執行
當在延長時段的未啟動性之後啟動光振盪器時，光振盪器有可能在再啟動時(例如在電壓在不施加電壓的延長時段之後經施加至電極時)具有異常低的能量效率。因此，即使將多於典型量之電壓施加至電極，由經新啟動之光振盪器產生之初始光脈衝亦可具有例如少於典型量之能量。此等較低能量脈衝可不利地影響自動控制演算法及/或曝光束211。藉由在光振盪器處於等待狀態時執行升溫工序，控制系統150確保自經新啟動之雷射發射的光束不對曝光束211作出貢獻，直至所發射光束在規格內為止。因此，升溫工序提高掃描器裝置280之效能。
在一些實施中，電子儲存器152儲存針對與在基於事件之條件存在時執行的一或多個校準動作相關聯之複數個可能的基於事件之條件的指令。每一校準動作為指令之集合(例如電腦程式或電腦軟體)，該等指令在由電子處理模組151執行時使光學源系統110及/或掃描器裝置280中之組件執行具體動作。舉例而言，該等指令可使電子處理模組151產生用於線窄化模組295-1至295-N中之一或多者、氣體供應系統290及/或光振盪器212-1至212-N中之一或多者的命令。
在另一實例中，條件為歸因於預定時間量過去而存在的基於時間之條件。舉例而言，因為自最新再填充工序以來已經過臨限時間量，所以控制系統150可判定針對光振盪器212-1之經排程再填充到期。在此實例中，控制系統150將命令信號發佈至光振盪器212-1以進入電極213-1a及213-1b未被給予能量的停用狀態。控制系統150亦命令光振盪器212-1排出氣態增益介質214-1。在已自放電腔室215-1排出或另外移除氣體介質214-1之後，控制系統150命令氣體供應系統290用來自腔室291之氣體填充放電腔室215-1。當再填充工序發生時，其他N-1個光振盪器繼續產生入射於束組合器218上之光束。以此方式，移除且替換放電腔室215-1中之增益介質214-1，同時繼續產生曝光束211。
評鑑校準動作之成功(450)。舉例而言，若校準動作成功，則由執行校準動作之光振盪器產生之光束的屬性在掃描器裝置280之操作模式的規格內。因此，在一些實施中，比較光束之所量測屬性與規格以判定校準動作是否成功。可根據藉由線中心分析模組298-1獲得之量測來判定光束之屬性。在另一實例中，校準動作為升溫工序。在此等實施中，當光振盪器處於等待狀態時或在升溫工序結束之後，控制系統150監測施加至電極之電壓量及/或所產生光束之能量以判定升溫工序是否成功。
在一些實施中，若校準動作成功，則程序400返回至(410)，且繼續監測光學微影系統200。在一些實施中，若校準動作不成功，則程序400返回至(440)，且再次執行校準動作。舉例而言，在掃描器裝置280轉變至MFI模式且校準動作發生於光振盪器210-1中之實例中，若在命令信號中指定的時間段之前，光束216-1之屬性(諸如束品質、波長及/或脈衝能量)不在規格內，則控制系統150將命令信號發送至掃描器裝置 280之度量衡系統270以延遲向MFI模式的轉變，從而留出更多時間使光束216-1之屬性達到規格。在放電腔室215-1之再填充操作的實例中，若未成功地完成再填充，則控制系統150可將命令信號發送至掃描器裝置280之度量衡系統，以使得掃描器裝置280不進入需要光束216-1之模式中。
在一些實施中，即使校準動作不成功，程序400亦結束或返回至(410)。舉例而言，設備故障或不可恢復性誤差導致校準動作不成功，控制系統150替代在停用狀態下執行校準動作之光振盪器，且告知掃描器裝置280執行校準動作之光振盪器不可用。
即使校準動作不成功，執行校準動作之光振盪器亦可產生可接受光束。在一些實施中，控制系統150中之時鐘或定時器在發起校準動作時起動，且若成功校準動作之判據或準則未在預定義時間段內達成，則校準動作結束。舉例而言，在此等實施中，電子儲存器152儲存與校準動作中之至少一些相關聯的時間段。若不滿足成功判據或準則，則每一時間段為將在結束之前執行校準動作的預定義時間段。即使校準動作在不滿足成功判據或準則之情況下結束，曝光束211亦可為使用可接受的。舉例而言，校準動作可與曝光束211之非關鍵屬性相關，使曝光束211為使用可接受的不需要該非關鍵屬性。
圖5為程序500之流程圖。程序500為用於在冷起動時段期間在光學微影系統中產生曝光束之實例程序。可由控制系統150執行程序500。舉例而言，程序500可經實施為指令之集合(例如電腦程式或電腦軟體)，該等指令儲存於電子儲存器152上且藉由電子處理模組151中之一或多個電子處理器執行。相對於圖2之光學微影系統200及圖3之光學源系統310來論述程序500。然而，可運用其他光學微影系統來執行程序500。
若光振盪器212-1至212-N中之任一者在延長且連續的時間量內尚未被啟動或從未被啟動，則將彼光振盪器視為處於冷起動條件。藉由將電壓施加至激勵振盪器212-1至212-N中之每一者中之各別增益介質的電極來啟動光振盪器212-1至212-N。當啟動處於冷起動條件之光振盪器時，光振盪器在冷起動時段期間具有異常低的能量效率。低能量效率導致產生各別光束216-1至216-N之預期屬性需要較大量的能量(或電壓)。因此，在冷起動時段期間，光束216-1至216-N可具有比預期更低的脈衝能量且/或可呈現暫時性影響，諸如脈衝能量之異常時間變化。此等影響一般為暫時性的且在光振盪器212-1至212-N達到穩態操作時解決。在閒置時間之後的初始啟動與穩態操作之間的時間為冷起動時段。冷起動時段之持續時間視與光振盪器212-1至212-N相關的一或多個條件而定。一或多個條件包括例如振盪器212-1至212-N已閒置之時間量及/或光振盪器212-1至212-N的使用年限。程序500允許在冷起動時段期間產生可接受曝光束211。
光學源系統210接收針對曝光光束211之請求(510)。該請求可為例如來自掃描器裝置280之度量衡系統270的命令信號。在另一實例中，該請求可為基於在I/O介面273處接收到之操作者輸入而產生的命令信號。針對曝光光束211之請求包括對所請求劑量之指示。由光學源系統210提供之劑量部分地視N個光振盪器212-1至212-N中有多少光振盪器對曝光光束211作出貢獻而定。
判定冷起動條件是否存在(520)。若在穩態及典型條件下操作(因此不處於冷起動條件)之光振盪器的數目(m)小於產生所請求劑量所需要之光振盪器的標稱數目(M)，則冷起動條件存在於光學源系統210 中，其中m為小於M之整數，且M為小於N之整數。M個光振盪器為在一般穩態條件下經啟動以產生具有特定劑量之曝光束的標稱數目個光振盪器。查找表或資料庫可儲存與複數個可能劑量中之每一者相關聯的標稱數目個光振盪器(M)。
若N個光振盪器212-1至212-N中之所有在延長時間段內一直為未啟動的，則冷起動條件存在於光學源系統210中。此外，若N個光振盪器212-1至212-N不包括不處於冷起動條件之M個光振盪器212-1至212-N的群組，則冷起動條件存在於光學源系統210中。亦即，若m小於M(不處於冷起動條件之光振盪器的數目小於產生所請求劑量所需要之光振盪器的標稱數目)，則冷起動條件存在於光學源系統210中。
可藉由評鑑m是否小於M來判定冷起動條件是否存在於光學源系統210中。為判定光振盪器212-1至212-N中之哪些(若存在)處於冷起動條件，控制系統150可判定電壓源297是否將電壓信號施加至各個光振盪器212-1至212-N之電極。若電壓源297不將電壓信號施加至光振盪器212-1至212-N中之特定光振盪器的電極，則判定自電壓源297將電壓信號施加至電極以來之時間量以判定光振盪器已閒置了多久。自最新啟動以來已過去之時間量稱為閒置時間。比較閒置時間與儲存於電子儲存器152上之冷起動臨限值。冷起動臨限值可隨腔室使用年限及/或腔室類型而變化。冷起動臨限值可儲存於使各種冷起動臨限時間與各種條件相關聯之查找表或資料庫中。若閒置時間的量超過冷起動臨限值，則冷起動條件存在於光振盪器中。可評鑑光振盪器212-1至212-N中之每一者以判定冷起動條件是否存在於光振盪器中。
在一些實施中，微影系統200之操作者將對冷起動條件之 指示鍵入至I/O介面153中，且基於該指示來判定冷起動條件在光振盪器212-1至212-N中之一或多者中的存在。
在程序500之實例中，在一般穩態操作條件下，藉由組合光束216-1至216-N中之M者來達成所請求劑量，其中M為小於N之整數。換言之，所請求劑量使得在一般穩態操作條件下需要少於所有N個光束216-1至216-N。若冷起動條件不存在於光學源系統210中，則啟動光振盪器212-1至212-N中之M者(540)。
然而，若冷起動條件存在(m小於M)，則控制系統150啟動具有冷起動條件之光振盪器212-1至212-N中的P者(530)。P、M、N及m之間的關係由方程式1提供：
Figure 109116977-A0305-02-0030-1
論述兩個實例以提供使用具有冷起動條件之P個光振盪器來在冷起動時段期間提供曝光束211中之部分或所有的其他細節。
在第一實例中，N為十(10)，且光學源系統210包括光振盪器212-1至212-10；m為三(3)，此意謂N個光振盪器212-1至212-10中之三者不處於冷起動條件且N個光振盪器212-1至212-10中之七者(7)處於冷起動條件；且所請求劑量與標稱數目(M)五(5)相關聯，此意謂所請求劑量在標稱上需要來自十個光振盪器212-1至212-10中之五者的光束。因此，在此實例中，光學源系統210包括不處於冷起動條件之少於M=5個光振盪器。比較可用光振盪器之數目(m)與光振盪器之標稱數目(M)。因為m=3小於M=5，所以在光學源系統210中宣告冷起動條件。在此實例中，需要2(二)個額外穩態光振盪器之等效光學輸出以使曝光束211之劑量達到所請求劑量。藉由M-m來判定穩態光學輸出之不足。在此實例中，M-m為二 (2)，因此，兩個穩態光振盪器之等效輸出將補償冷起動條件。
控制系統150啟動具有冷起動條件之P個振盪器。因為P個振盪器具有冷起動條件，所以其在冷起動時段期間亦具有較低效率。因此，由控制系統150選擇之P值可大於(M-m)，而非僅等於(M-m)。P值視由冷起動條件導致之低效率的量而定。舉例而言，光振盪器212-1至212-N之效率在冷起動時段期間下降50%可為已知的。在效率在冷起動時段期間下降50%且需要提供兩個光振盪器之光學輸出的等效物之此實例中，P為四(4)，其為可用光振盪器(m)與光振盪器之標稱數目(M)之間的差之兩倍。在此實例中，因為已知效率在冷起動時段期間下降50%，所以P為2*(M-m)。其他實例在冷起動時段期間可具有更多或更少的效率下降。無論如何，藉由啟動在冷起動時段期間具有冷起動條件之P個光振盪器(除不具有冷起動條件之m個光振盪器以外)，控制系統150確保曝光束211在冷起動時段期間提供所請求劑量。
在另一實例中，N為二(2)，且光學源系統210包括光振盪器212-1及212-2。在此實例中，光振盪器212-1及212-2兩者均處於冷起動條件。因此，在此實例中，m為零(0)。所請求劑量為光振盪器212-1或212-2中之一者能夠在典型穩態操作條件期間提供的劑量。因此，在此實例中，M為一(1)。M大於m，且因此，冷起動條件存在於光學源系統210中。為補償冷起動條件之暫時性影響，控制系統150命令電壓源297將電壓脈衝串施加至光振盪器212-1及212-2中的電極，且束控制裝置217經設定為使得所得光束216-1及216-2兩者均到達束組合器218且對曝光束211作出貢獻。換言之，控制系統150藉由在冷起動時段期間使用光束216-1及216-2兩者來補償冷起動條件之暫時性影響。在此實例中，來自掃描器裝 置280之度量衡系統270的命令信號觸發控制系統150以使光振盪器212-1及212-2兩者在冷起動時段期間產生光束。
判定冷起動時段是否已結束(550)。在由P個經啟動光振盪器中之每一者產生之光束的屬性在穩態規格內之後及/或在藉由電壓源297施加之電壓量在穩態規格內時，冷起動時段可經判定為已結束。穩態規格可儲存於電子儲存器152上。在一些實施中，冷起動時段經預定義且儲存於電子儲存器152上。在此等實施中，當已經過多於預定的時間量時，冷起動時段經判定為已結束。若冷起動時段尚未結束，則控制系統150繼續啟動m+P個光振盪器(530)。
在冷起動時段結束之後，程序500返回至(540)且繼續在一般穩態條件下產生曝光束211。可能不再需要P個光振盪器中之一些且因此可將其撤銷啟動，以使得由M個光振盪器產生曝光束211。
在以下編號條項中闡明本發明之其他態樣。
1.一種深紫外線(DUV)光學系統，其包含：光學源系統，其包含：複數個光振盪器；束組合器；及束控制裝置，其在光振盪器與束組合器之間，其中束組合器經組態以接收自光振盪器中之任一者發射的光且將光引朝向掃描器裝置作為曝光光束，且束控制裝置經組態以判定束組合器是否接收來自複數個光振盪器中之特定光振盪器之光；及控制系統，其耦接至光學源系統，該控制系統經組態以：判定條件是否存在於DUV光學系統中；且 基於條件存在之判定，在光振盪器之子集中執行校準動作。
2.如條項1之DUV光學系統，其中校準動作包含：使由光振盪器中之至少一者產生的光之波長在目標範圍內。
3.如條項1之DUV光學系統，其中校準動作包含：使由光振盪器中之至少一者產生的光之頻寬在目標範圍內。
4.如條項1之DUV光學系統，其中校準動作包含：使由光振盪器中之至少一者產生的光之脈衝能量在目標範圍內。
5.如條項1之DUV光學系統，其中條件為基於時間之條件或基於事件之條件。
6.如條項5之DUV光學系統，其中條件為基於事件之條件，控制系統耦接至光源系統及掃描器裝置，控制系統經組態以自DUV光學系統接收狀態信號，且控制系統基於來自掃描器裝置的狀態信號來判定基於事件之條件是否存在。
7.如條項6之DUV光學系統，其中狀態信號包含與掃描器裝置中之即將進行的事件相關的資訊，且控制系統基於與即將進行的事件相關之資訊來執行校準動作。
8.如條項7之DUV光學系統，其中與即將進行的事件相關之資訊包含直至即將進行的事件發生為止的時間量及識別即將進行的事件之指示，且控制系統在即將進行的事件發生之前執行校準動作。
9.如條項8之DUV光學系統，其中即將進行的事件包含掃描器裝置之操作條件的變化，操作條件之變化包含曝光束之重複速率的變化、曝光束之功率的變化或掃描器裝置之操作模式的變化。
10.如條項8之DUV光學系統，其中所執行之校準動作為複數個可 用校準動作中的一者，且根據複數個可用校準動作基於識別即將進行的事件之指示來判定所執行之校準動作。
11.如條項5之DUV光學系統，其中條件為基於時間之條件，控制系統經組態以監測DUV光學系統的狀態，且控制系統經組態以基於光學源系統之所監測狀態來判定DUV光學系統之條件。
12.如條項11之DUV光學系統，其中經組態以監測DUV光學系統之狀態的控制系統包含經組態以監測自開始時間以來已經過的時間量之控制系統，且控制系統基於自開始時間以來已經過的時間量來判定DUV光學系統之條件。
13.如條項12之DUV光學系統，其中開始時間包含緊接在前的校準事件發生之時間。
14.如條項13之DUV光學系統，其中，為判定DUV光學系統之條件，控制系統進一步經組態以比較已經過的時間量與規格，且控制系統經組態以在已經過之時間量符合規格的情況下執行校準動作。
15.如條項1之DUV光學系統，其中每一光振盪器包含增益介質，增益介質包含氣態增益介質，校準動作包含再填充操作，且再填充操作包含：在光振盪器之子集中交換氣態增益介質。
16.如條項1之DUV光學系統，其中束控制裝置包含用於複數個光振盪器中之每一者的束阻擋器件，且束阻擋器件中之每一者耦接至控制系統；且控制系統進一步經組態以控制束阻擋器件以判定束組合器是否接收來自光振盪器中之特定光振盪器之光。
17.如條項16之DUV光學系統，其中每一束阻擋器件為遮光片，遮 光片包含透射DUV光之第一狀態及阻擋DUV光之第二狀態，且每一遮光片經組態以置放在光振盪器中之一者的輸出端處，以使得每一遮光片在處於第二狀態時防止光振盪器中之各別光振盪器朝向束組合器發射光，且在處於第一狀態時允許光振盪器中之各別光振盪器朝向束組合器發射光。
18.如條項1之DUV光學系統，其中光振盪器之子集不包括正在產生作為曝光束的部分之光束之複數個光振盪器中的任一者。
19.如條項1之DUV光學系統，其中校準動作僅在束組合器不接收來自光振盪器之子集之光的情況下執行。
20.如條項1之DUV光學系統，其中DUV光學系統經組態以用於DUV光學微影系統中。
21.如條項20之DUV光學系統，其進一步包含掃描器裝置，掃描器裝置經組態以自束組合器接收曝光束。
22.一種在深紫外線(DUV)光學系統中控制複數個光振盪器的方法，方法包含：監測DUV光學系統以判定條件是否存在；若條件存在，則判定複數個光振盪器中之任一者是否處於等待狀態；且在處於等待狀態之複數個光振盪器的子集中執行校準動作，其中當執行校準動作時，不處於等待狀態之光振盪器中之一或多者繼續產生曝光束。
23.如條項22之方法，其進一步包含：判定校準動作是否成功。
24.如條項22之方法，其中DUV光學系統經組態以供與DUV光學微影系統一起使用，且監測DUV光學系統包含：自掃描器裝置接收命令 信號及基於命令信號來判定條件是否存在。
25.如條項22之方法，其中，若條件存在且複數個光振盪器中無一者處於等待狀態，則將至少一個光振盪器置於等待狀態。
26.一種光學微影系統，其包含：深紫外線(DUV)光學微影系統，其包含：光學源系統，其包含：複數個光振盪器，其各自包含增益介質；束組合器；及束控制裝置，其在增益介質與束組合器之間，其中束組合器經組態以接收自光振盪器中之任一者發射的光且將光導引朝向掃描器裝置作為曝光光束，且束控制裝置經組態以判定束組合器是否接收來自光振盪器中之特定光振盪器之光；掃描器裝置；及控制系統，其耦接至光學源系統及掃描器裝置，控制系統經組態以：判定條件是否存在於光學微影系統中，且若條件經判定為存在，則在光振盪器之子集中執行校準動作。
27.如條項26之光學微影系統，其進一步包含氣體供應系統，氣體供應系統流體耦接至複數個光振盪器。
28.一種在深紫外線(DUV)光學微影系統中控制複數個光振盪器的方法，方法包含：接收針對曝光束之請求，請求經組態以將DUV光之所請求劑量提供至晶圓； 判定冷起動條件是否存在；且若冷起動條件存在，則：啟動多於標稱數目個光振盪器，該標稱數目個光振盪器為能夠在穩態條件下提供所請求劑量之多個光振盪器；且將光束自經啟動光振盪器中之每一者導引朝向掃描器裝置以在冷起動時段期間提供曝光束。
29.如條項28之方法，其中，若冷起動條件存在，則方法進一步包含：判定冷起動時段是否已結束；且若冷起動時段已結束，則撤銷啟動經啟動光振盪器中之至少一者。
30.一種控制系統，其包含：介面，其經組態以與DUV光學系統通信，且其中控制系統經組態以藉由以下操作來控制DUV光學系統：判定條件是否存在於DUV光學系統中，且基於條件存在之判定，當不處於DUV光學系統中的光振盪器之子集中的至少一個光振盪器產生曝光束時，在光振盪器的子集中執行校準動作。
31.如條項30之控制系統，其進一步包含：一或多個電子處理器；及電腦可讀電子儲存器，其耦接至一或多個電子處理器，電腦可讀電子儲存器包含可執行指令，該等可執行指令在經執行時使控制系統經由介面與DUV光學系統通信。
32.一種光學源系統，其包含： N個光振盪器，其中N為大於或等於二之整數；束組合器，其經組態以由自N個光振盪器中之一或多者接收到的一或多個光束產生曝光束；及控制系統，其經組態以控制複數個光振盪器以判定複數個光振盪器中之哪M者針對曝光束產生光，其中M為大於或等於一且小於或等於N之整數。
33.如條項32之光學源系統，其中控制系統進一步經組態以：判定條件是否存在於光學源系統中，且若條件存在，則在複數個光振盪器中之一或多者中執行校準動作，且其中校準動作調整由複數個光振盪器中的一者發射之光束的屬性，且屬性包含中心波長、能量或光譜頻寬。
34.如條項33之光學源系統，其中校準動作僅在條件存在的光振盪器中之一或多者不產生光時執行。
35.如條項34之光學源系統，其中複數個光振盪器中之每一者包含準分子雷射。
36.如條項32之光學源系統，其中束組合器在複數個光振盪器與經組態以曝光半導體晶圓的掃描器之間。
37.如條項32之光學源系統，其中光振盪器產生具有不同中心波長之光束。
其他實施在申請專利範圍之範疇內。
100:光學微影系統
110:光學源系統
111:曝光束
112-1,......,112-N:光振盪器
114-1,......,114-N:氣態增益介質
116-1,......,116-N:光束
117:束控制裝置
118:束組合器
150:控制系統
151:電子處理模組
152:電子儲存器
153:I/O介面
154:資料連接
179:束路徑
180:掃描器裝置
182:晶圓

Claims (36)

  1. 一種深紫外線(DUV)光學系統，其包含：一光學源系統，其包含：複數個光振盪器；一束組合器；及一束控制裝置，其在該等光振盪器與該束組合器之間，其中該束組合器經組態以接收自該等光振盪器中之任一者發射的光且將該光導引朝向一掃描器裝置作為一曝光光束，且該束控制裝置經組態以判定該束組合器是否接收來自該複數個光振盪器中之一特定光振盪器之光；及一控制系統，其耦接至該光學源系統，該控制系統經組態以：判定一條件是否存在於該DUV光學系統中；且基於該條件存在之一判定，在該等光振盪器之一子集中執行一校準動作。
  2. 如請求項1之DUV光學系統，其中該校準動作包含：使由該等光振盪器中之至少一者產生的光之一波長在一目標範圍內。
  3. 如請求項1之DUV光學系統，其中該校準動作包含：使由該等光振盪器中之至少一者產生的光之一頻寬在一目標範圍內。
  4. 如請求項1之DUV光學系統，其中該校準動作包含：使由該等光振盪 器中之至少一者產生的光之一脈衝能量在一目標範圍內。
  5. 如請求項1之DUV光學系統，其中該條件為一基於時間之條件或一基於事件之條件。
  6. 如請求項5之DUV光學系統，其中該條件為一基於事件之條件，該控制系統耦接至光源系統及該掃描器裝置，該控制系統經組態以自該DUV光學系統接收一狀態信號，且該控制系統基於來自該掃描器裝置的該狀態信號來判定該基於事件之條件是否存在。
  7. 如請求項6之DUV光學系統，其中該狀態信號包含與該掃描器裝置中之一即將進行的事件相關的資訊，且該控制系統基於與該即將進行的事件相關之該資訊來執行該校準動作。
  8. 如請求項7之DUV光學系統，其中與該即將進行的事件相關之該資訊包含直至該即將進行的事件發生為止的一時間量及識別該即將進行的事件之一指示，且該控制系統在該即將進行的事件發生之前執行該校準動作。
  9. 如請求項8之DUV光學系統，其中該即將進行的事件包含該掃描器裝置之一操作條件的一變化，該操作條件之該變化包含該曝光束之一重複速率的一變化、該曝光束之一功率的一變化或該掃描器裝置之操作模式的一變化。
  10. 如請求項8之DUV光學系統，其中所執行之該校準動作為複數個可用校準動作中的一者，且根據該複數個可用校準動作基於識別該即將進行的事件之該指示來判定所執行之該校準動作。
  11. 如請求項5之DUV光學系統，其中該條件為一基於時間之條件，該控制系統經組態以監測該DUV光學系統的一狀態，且該控制系統經組態以基於該光學源系統之所監測狀態來判定該DUV光學系統之該條件。
  12. 如請求項11之DUV光學系統，其中經組態以監測該DUV光學系統之該狀態的該控制系統包含經組態以監測自一開始時間以來已經過的一時間量之該控制系統，且該控制系統基於自該開始時間以來已經過的該時間量來判定該DUV光學系統之該條件。
  13. 如請求項12之DUV光學系統，其中該開始時間包含一緊接在前的校準事件發生之一時間。
  14. 如請求項13之DUV光學系統，其中，為判定該DUV光學系統之該條件，該控制系統進一步經組態以比較已經過的該時間量與一規格，且該控制系統經組態以在已經過之該時間量符合該規格的情況下執行該校準動作。
  15. 如請求項1之DUV光學系統，其中每一光振盪器包含一增益介質，該增益介質包含一氣態增益介質，該校準動作包含一再填充操作，且該再填 充操作包含：在該等光振盪器之一子集中交換該氣態增益介質。
  16. 如請求項1之DUV光學系統，其中該束控制裝置包含用於該複數個光振盪器中之每一者的一束阻擋器件，且該等束阻擋器件中之每一者耦接至該控制系統；且該控制系統進一步經組態以控制該等束阻擋器件以判定該束組合器是否接收來自該等光振盪器中之一特定光振盪器之光。
  17. 如請求項16之DUV光學系統，其中每一束阻擋器件為一遮光片，該遮光片包含透射DUV光之一第一狀態及阻擋DUV光的一第二狀態，且每一遮光片經組態以置放在該等光振盪器中之一者的輸出端處，以使得每一遮光片在處於該第二狀態時防止該等光振盪器中之一各別光振盪器朝向該束組合器發射光，且在處於該第一狀態時允許該等光振盪器中之該各別光振盪器朝向該束組合器發射光。
  18. 如請求項1之DUV光學系統，其中該等光振盪器之該子集不包括正在產生作為該曝光束的部分之一光束的該複數個光振盪器中之任一者。
  19. 如請求項1之DUV光學系統，其中該校準動作僅在該束組合器不接收來自該等光振盪器之該子集之光的情況下執行。
  20. 如請求項1之DUV光學系統，其中該DUV光學系統經組態以用於一DUV光學微影系統中。
  21. 如請求項20之DUV光學系統，其進一步包含一掃描器裝置，該掃描器裝置經組態以自該束組合器接收一曝光束。
  22. 一種在一深紫外線(DUV)光學系統中控制複數個光振盪器的方法，該方法包含：監測該DUV光學系統以判定一條件是否存在；若一條件存在，則判定該複數個光振盪器中之任一者是否處於一等待狀態；且在處於該等待狀態之該複數個光振盪器的一子集中執行一校準動作，其中當執行該校準動作時，不處於該等待狀態之該等光振盪器中之一或多者繼續產生一曝光束。
  23. 如請求項22之方法，其進一步包含：判定該校準動作是否成功。
  24. 如請求項22之方法，其中該DUV光學系統經組態以供與一DUV光學微影系統一起使用，且監測該DUV光學系統包含：自一掃描器裝置接收一命令信號及基於該命令信號來判定該條件是否存在。
  25. 如請求項22之方法，其中，若該條件存在且該複數個光振盪器中無一者處於該等待狀態，則將至少一個光振盪器置於該等待狀態。
  26. 一種光學微影系統，其包含： 一深紫外線(DUV)光學微影系統，其包含：一光學源系統，其包含：複數個光振盪器，其各自包含一增益介質(gain medium)；一束組合器；及一束控制裝置，其在該等增益介質與該束組合器之間，其中該束組合器經組態以接收自該等光振盪器中之任一者發射的光且將該光導引朝向一掃描器裝置作為一曝光光束，且該束控制裝置經組態以判定該束組合器是否接收來自該等光振盪器中之一特定光振盪器之光；一掃描器裝置；及一控制系統，其耦接至該光學源系統及該掃描器裝置，該控制系統經組態以：判定一條件是否存在於該光學微影系統中，且若一條件經判定為存在，則在該等光振盪器之一子集中執行一校準動作。
  27. 如請求項26之光學微影系統，其進一步包含一氣體供應系統，該氣體供應系統流體耦接至該複數個光振盪器。
  28. 一種在一深紫外線(DUV)光學微影系統中控制複數個光振盪器的方法，該方法包含：接收針對一曝光束之一請求，該曝光束經組態以將DUV光之一所請求劑量(requested dose)提供至一晶圓； 判定一冷起動條件(cold start condition)是否存在；且若該冷起動條件存在，則：啟動多於標稱數目個(nominal number)光振盪器，該標稱數目個光振盪器為能夠在穩態(steady-state)條件下提供該所請求劑量之多個光振盪器；且將一光束自經啟動光振盪器中之每一者導引朝向一掃描器裝置以在一冷起動時段期間提供該曝光束。
  29. 如請求項28之方法，其中，若該冷起動條件存在，則該方法進一步包含：判定該冷起動時段是否已結束；且若該冷起動時段已結束，則撤銷啟動該等經啟動光振盪器中之至少一者。
  30. 一種控制系統，其包含：一介面，其經組態以與一DUV光學系統通信，且其中該控制系統經組態以藉由以下操作來控制該DUV光學系統：判定一條件是否存在於該DUV光學系統中，且基於該條件存在的一判定，當不處於該DUV光學系統中的光振盪器之一子集中的至少一個光振盪器產生一曝光束時，在光振盪器的該子集中執行一校準動作。
  31. 如請求項30之控制系統，其進一步包含： 一或多個電子處理器；及一電腦可讀電子儲存器，其耦接至該一或多個電子處理器，該電腦可讀電子儲存器包含可執行指令，該等可執行指令在經執行時使該控制系統經由該介面與該DUV光學系統通信。
  32. 一種光學源系統，其包含：N個光振盪器，其中N為大於或等於二之整數；一束組合器，其經組態以由自該N個光振盪器中之一或多者接收到的一或多個光束產生一曝光束；及一控制系統，其經組態以控制該複數個光振盪器以判定該複數個光振盪器中之哪M者針對該曝光束產生光，其中M為大於或等於一且小於或等於N之整數，其中該控制系統進一步經組態以判定一條件是否存在於該光學源系統中，且若該條件存在，則在該複數個光振盪器中之一或多者中執行一校準動作，且其中該校準動作僅在該條件存在之該等光振盪器中的一或多者不產生光時執行。
  33. 如請求項32之光學源系統，其中該校準動作調整由該複數個光振盪器中的一者發射之一光束的一屬性，且該屬性包含一中心波長、一能量或一光譜頻寬。
  34. 如請求項32之光學源系統，其中該複數個光振盪器中之每一者包含 一準分子雷射。
  35. 如請求項32之光學源系統，其中該束組合器在該複數個光振盪器與經組態以曝光一半導體晶圓的一掃描器之間。
  36. 如請求項32之光學源系統，其中該光振盪器產生具有不同中心波長之光束。
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