TWI814147B - 具有增加之波長分離之多焦點成像 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種波長選擇設備，其包括：一中心波長選擇光學器件，其經組態以根據一脈衝光束在該中心波長選擇光學器件上之一入射角選擇該脈衝光束之每一脈衝的至少一個中心波長；一調諧機構，其沿著該脈衝光束至該中心波長選擇光學器件之一路徑配置；及一繞射光學元件，其係被動及透射的且沿著該脈衝光束之該路徑配置於該脈衝光束經完全放大或至少大部分放大的一位置處。該繞射光學元件經組態以自該脈衝光束產生複數個脈衝光子光束，每一脈衝光子光束與該中心波長選擇光學器件上之一相異入射角相關聯，使得每一脈衝光子光束與一相異波長相關聯。

Description

具有增加之波長分離之多焦點成像
所揭示主題係關於一種波長選擇設備，其用於選擇單一脈衝光束之多個波長以在單一微影曝光遍數中形成多個空中影像。
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。微影光學源提供用以曝光晶圓上之光阻的深紫外線(DUV)光(DUV光束)。用於微影之DUV光束係由準分子光源產生。通常，光源為雷射源且雷射源之輸出為脈衝雷射光束。DUV光束穿過光束遞送單元、倍縮光罩或光罩，且接著投影至已製備之矽晶圓上。以此方式，晶片設計經圖案化至光阻上，該光阻接著經顯影、蝕刻及清潔，且接著重複該程序。
通常，準分子雷射器使用一或多種惰性氣體與反應氣體之組合，惰性氣體可包括氬氣、氪氣或氙氣，反應氣體可包括氟氣或氯氣。準分子雷射器可在電模擬(所供應能量)及(氣體混合物之)高壓之適當條件下產生準分子，即偽分子，該準分子僅以激勵狀態存在。處於激勵狀態之準分子產生在DUV範圍中之放大光。準分子光源可使用單一氣體放電腔室或複數個氣體放電腔室。DUV光束可具有在DUV範圍中之波長，其包括例如自約100奈米(nm)至約400 nm之波長。
在一些一般態樣中，一種波長選擇設備相對於產生一脈衝光束之一脈衝光學源而配置。該波長選擇設備包括：一中心波長選擇光學器件，其經組態以根據該脈衝光束在該中心波長選擇光學器件上之一入射角選擇該脈衝光束之每一脈衝的至少一個中心波長；一調諧機構，其沿著該脈衝光束至該中心波長選擇光學器件之一路徑配置，該調諧機構經組態以與該脈衝光束以光學方式相互作用及選擇該脈衝光束在該中心波長選擇光學器件上之該入射角；及一繞射光學元件，其係被動及透射的且沿著該脈衝光束之該路徑配置於該脈衝光束經完全放大或至少大部分放大的一位置處。該繞射光學元件經組態以與該脈衝光束相互作用及自該脈衝光束產生複數個脈衝光子光束，每一脈衝光子光束與該中心波長選擇光學器件上之一相異入射角相關聯，使得每一脈衝光子光束與一相異波長相關聯且該脈衝光束之光學光譜包括每一相異波長下的一峰值。
實施可包括以下特徵中之一或多者。舉例而言，該繞射光學元件可為一繞射光束分光器、一繞射光柵、一相位光柵、一二元相位光柵或一閃耀相位光柵。
該調諧機構可包括四個折射光學元件。每一折射光學元件可為一直角稜鏡。該調諧機構可包括四個直角稜鏡，且該脈衝光束經至少大部分放大的該位置係在最接近該中心波長選擇光學器件的該直角稜鏡與第二接近該中心波長選擇光學器件的該直角稜鏡之間的光程中。該調諧機構可包括沿著該脈衝光束至該繞射光學元件之該路徑配置的四個直角稜鏡，且該脈衝光束在該等四個直角稜鏡與該中心波長選擇光學器件之間經完全放大。
該複數個脈衝光子光束之該等相異波長之間的一波長分離可大於約10皮米(pm)、約30 pm或約45 pm。該脈衝光束之每一脈衝的該中心波長可為約248奈米(nm)或約193 nm。該複數個脈衝光子光束之該等相異波長之間的該波長分離可取決於該繞射光學元件之一週期性形狀。
該波長選擇設備亦可包括一致動器，該致動器經組態以調整該繞射光學元件相對於該脈衝光束之該路徑的一方位，使得該繞射光學元件在一些時刻沿著該脈衝光束之該路徑定位且在其他時刻並不沿著該脈衝光束之該路徑定位，該繞射光學元件僅在該繞射光學元件沿著該脈衝光束之該路徑定位時才與該脈衝光束相互作用。該致動器可經進一步組態以調整該繞射光學元件相對於該脈衝光束在該繞射光學元件處之一路徑之一方向的一角度，使得調整每一所產生脈衝光子光束在該中心波長選擇光學器件上之該相異入射角。
該複數個脈衝光子光束可包括三個或多於三個脈衝光子光束。
該調諧機構及該中心波長選擇光學器件可經配置以依一利特羅(Littrow)組態與該脈衝光束相互作用。該中心波長選擇光學器件可為一反射光學元件。
可針對該脈衝光束之每一相異波長形成一空中影像。
該波長選擇設備亦可包括一控制系統及與該調諧機構相關聯之一或多個致動器。該控制系統可經組態以調整去至該一或多個致動器之一信號，以藉此調整該脈衝光束在該中心波長選擇光學器件上之該入射角。
該繞射光學元件可垂直於該脈衝光束沿著該路徑之一傳播方向而配置。該繞射光學元件可經組態以重組來自該中心波長選擇光學器件之該複數個脈衝光子光束以形成該脈衝光束。
在其他一般態樣中，一種光學系統包括：一光源，其經組態以產生沿著朝向一微影曝光設備之一路徑引導的一脈衝光束；一微影曝光設備，其經組態以與該脈衝光束相互作用；及一波長選擇設備，其相對於該光源而配置。該波長選擇設備包括：一中心波長選擇光學器件，其經組態以根據該脈衝光束在該中心波長選擇光學器件上之一入射角選擇該脈衝光束之每一脈衝的至少一個中心波長；一調諧機構，其沿著該脈衝光束至該中心波長選擇光學器件之該路徑配置，該調諧機構經組態以與該脈衝光束以光學方式相互作用及選擇該脈衝光束在該中心波長選擇光學器件上之該入射角；及一繞射光學元件，其係被動及透射的且沿著該脈衝光束之該路徑配置於該脈衝光束經完全放大或至少大部分放大的一位置處。該繞射光學元件經組態以與該脈衝光束相互作用及自該脈衝光束產生在空間上分離且在時間上不分離之複數個脈衝光子光束。每一脈衝光子光束與該中心波長選擇光學器件上之一相異入射角相關聯，使得每一脈衝光子光束與一相異波長相關聯且該脈衝光束之光學光譜包括每一相異波長下的一峰值。
實施可包括以下特徵中之一或多者。舉例而言，該繞射光學元件可為一繞射光束分光器、一繞射光柵、一相位光柵、一二元相位光柵或一閃耀相位光柵。
該調諧機構可包括四個折射光學元件。每一折射光學元件可為一直角稜鏡。
該複數個脈衝光子光束之該等相異波長之間的一波長分離可大於約10皮米(pm)、約30 pm或約45 pm。該脈衝光束之每一脈衝的該中心波長可為約248奈米(nm)或193 nm。
該波長選擇設備可包括一致動器，該致動器經組態以調整該繞射光學元件相對於該脈衝光束之該路徑的一方位，使得該繞射光學元件在一些時刻沿著該脈衝光束之該路徑定位且在其他時刻並不沿著該脈衝光束之該路徑定位，該繞射光學元件僅在該繞射光學元件沿著該脈衝光束之該路徑定位時才與該脈衝光束相互作用。該光學系統亦可包括一控制系統，該控制系統經組態以控制該波長選擇設備調整該繞射光學元件相對於該脈衝光束之該路徑的該方位。
該微影曝光設備可包括經定位以與來自該光源之該脈衝光束相互作用的一光罩及經組態以固持一晶圓的一晶圓固持器。複數個相異空中影像可形成於該晶圓固持器處之該晶圓上，每一相異空中影像係基於沿著一傳播方向穿過該光罩之相關聯脈衝光子光束之該相異波長。
該光學系統可包括一控制系統及與該調諧機構相關聯之一或多個致動器。該控制系統可經組態以調整去至該一或多個致動器之一信號，以藉此調整該脈衝光束在該中心波長選擇光學器件上之該入射角。
在其他一般態樣中，進行一種用於藉由一單一脈衝光束形成複數個空中影像之方法。該方法包括：沿著朝向一晶圓之一路徑產生該脈衝光束；藉由使該脈衝光束與沿著該脈衝光束至一中心波長選擇光學器件之該路徑配置的一調諧機構以光學方式相互作用，選擇該脈衝光束在該中心波長選擇光學器件上之一入射角以選擇該脈衝光束之每一脈衝的至少一個中心波長；自該脈衝光束產生在空間上分離且在時間上不分離的複數個脈衝光子光束，包括藉由使該脈衝光束與沿著該脈衝光束之該路徑配置的一繞射圖案相互作用而將該脈衝光束分裂成該複數個脈衝光子光束，每一脈衝光子光束與該中心波長選擇光學器件上之一相異入射角相關聯，使得每一脈衝光子光束與分離至少10皮米(pm)之該等相異波長中之一各別者相關聯；及在該晶圓上之該單一脈衝光束中形成該複數個空中影像，其中每一空中影像基於一相異波長而形成。
實施可包括以下特徵中之一或多者。舉例而言，可藉由使該脈衝光束透射穿過一繞射光學元件而使該脈衝光束與該繞射圖案相互作用。
可藉由該繞射圖案之一週期性形狀判定與每一脈衝光子光束相關聯的至該中心波長選擇光學器件上之每一相異入射角。
可藉由調整該調諧機構內之折射光學元件之一或多個角度來選擇該脈衝光束在該中心波長選擇光學器件上之該入射角。
可藉由調整該繞射圖案相對於該脈衝光束之該路徑的一方位而自該脈衝光束產生該複數個脈衝光子光束。調整該繞射圖案之該方位可包括藉由移動包括該繞射圖案之一繞射光學元件來控制。
可藉由在該晶圓處使該脈衝光束之強度輪廓平坦化而在該晶圓上形成該複數個空中影像。
該方法亦可包括藉由使該等脈衝光子光束與沿著該脈衝光束之該路徑配置之該繞射圖案相互作用而重組離開該中心波長選擇光學器件之該複數個脈衝光子光束，使得當該脈衝光束與沿著至該中心波長選擇光學器件之該路徑行進的該繞射圖案相互作用時產生該複數個脈衝光子光束，且當該等脈衝光子光束與沿著遠離該中心波長選擇光學器件之該路徑行進的該繞射圖案相互作用時重組該複數個脈衝光子光束以形成該脈衝光束。
在其他一般態樣中，一種波長選擇設備與產生一脈衝光束之一脈衝光學源相關聯。該波長選擇設備包括：一中心波長選擇光學器件，其經組態以根據該脈衝光束在該中心波長選擇光學器件上之一入射角選擇該脈衝光束之每一脈衝的至少一個中心波長；一調諧機構，其沿著該脈衝光束至該中心波長選擇光學器件之一路徑配置，該調諧機構經組態以與該脈衝光束以光學方式相互作用及選擇該脈衝光束在該中心波長選擇光學器件上之該入射角，該調諧機構包括四個折射光學元件；及一被動及透射繞射光學元件，其沿著該脈衝光束之該路徑配置於該調諧機構與該中心波長選擇光學器件之間的一位置處。該繞射光學元件經組態以與該脈衝光束相互作用及自該脈衝光束產生在空間上分離且在時間上不分離之複數個脈衝光子光束。每一脈衝光子光束與該中心波長選擇光學器件上之一相異入射角相關聯，使得每一脈衝光子光束與一相異波長相關聯且該脈衝光束之光學光譜包括每一相異波長下的一峰值。
參考圖1，光學系統100包括：光源105，其係經組態以產生光束102之脈衝光學源；微影曝光設備107，其經組態以與脈衝光束102相互作用；及波長選擇設備110，其相對於光源105配置。光束102係沿著路徑104朝向微影曝光設備107引導。光束102為包括在時間上彼此分離之光脈衝的脈衝光束。光束102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。脈衝光束102用以在收納於微影曝光設備107中之基板或晶圓上圖案化微電子特徵。經圖案化於晶圓上之微電子特徵之大小取決於脈衝光束102之波長，其中較低波長產生較小最小特徵大小或臨界尺寸。舉例而言，當脈衝光束102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。
波長選擇設備110經置放於光源105之第一末端處以與由光105源產生之光束102相互作用。光束102為在光源105內之諧振器之一個末端處產生的光束。舉例而言，光束102可為由主控振盪器產生之種子光束。波長選擇設備110經組態以精細地調諧或調整脈衝光束102之光譜屬性，包括脈衝光束102之波長。
特定而言，亦參考圖2A，波長選擇設備110包括調諧機構112及中心波長選擇光學器件116。光束102經由孔徑211進入及離開波長選擇設備110。中心波長選擇光學器件116經組態以根據沿著路徑104引導之脈衝光束102與中心波長選擇光學器件116相互作用的入射角選擇脈衝光束102之每一脈衝的至少一個中心波長。中心波長選擇光學器件116可為例如諸如反射光柵之反射光學元件。調諧機構112沿著脈衝光束102至中心波長選擇光學器件116之路徑104配置。調諧機構112經組態以與脈衝光束102以光學方式相互作用及選擇脈衝光束102之中心射線在中心波長選擇光學器件116上的入射角。
波長選擇設備110經設計以產生可在微影曝光設備107中之晶圓處形成複數個空中影像的脈衝光束102，其中每一空中影像係在沿著晶圓中之z軸的空間上相異的位置處，如下文更詳細地論述。空中影像沿著此晶圓z軸之位置至少部分地取決於光束102之波長。因此，藉由變化或以其他方式控制光束102之波長，可控制空中影像或晶圓中之影像的方位。此外，藉由在單一曝光遍數期間提供光的具有不同波長之脈衝，可在不沿著晶圓z軸將微影曝光設備107之組件及晶圓相對於彼此移動的情況下，在單一曝光遍數中形成各自處於沿著晶圓z軸的不同位置的複數個空中影像。
可使用調諧機構112來調整脈衝光束102之波長，該調諧機構112可包括光學組件，諸如包括反射稜鏡及直角稜鏡反射光學組件，該等光學組件經組態以按重複率旋轉以便交替或顫動脈衝光束102之波長與每一脈衝或每整數數目個脈衝。舉例而言，旋轉調諧機構112內之直角稜鏡可達成15皮米(pm)之最大波長分離。然而，取決於所要或所需微電子特徵，可需要或要求大於此最大波長分離之波長分離。此外，需要在一個時刻在脈衝光束102中產生複數個不同波長，以便同時在晶圓中產生複數個空中影像。為此目的，波長選擇設備110亦包括繞射光學元件114。繞射光學元件114經組態以與脈衝光束102相互作用及自脈衝光束102產生複數個脈衝光子光束221、223、225。每一脈衝光子光束221、223、225與各別相異中心波長w1、w2、w3 (圖2C)相關聯。在繞射光學元件114沿著光束102之路徑配置於波長選擇設備110中之情況下，複數個脈衝光子光束221、223、225之相異中心波長w1、w2、w3之間的波長分離220s可大於約10皮米(pm)。舉例而言，波長分離220s可為約30 pm或約45 pm。波長分離220s之大小取決於繞射光學元件114之屬性。
繞射光學元件114沿著脈衝光束102之路徑104配置於脈衝光束102經完全放大或至少大部分放大的位置處。此配置之優勢包括脈衝光束102之光學峰值功率在沿著路徑104之光束經完全放大的方位處更少或更小(相比於沿著路徑104之其他方位)。在一些實施中，諸如圖2A中所示，繞射光學元件114沿著路徑104配置於調諧機構112與中心波長選擇光學器件116之間。在圖2A之實例中，繞射光學元件114垂直於脈衝光束102沿著路徑104之傳播方向而配置。亦即，繞射光學元件114之表面法線平行於路徑104。在其他實例中，繞射光學元件114可經配置成使得繞射光學元件114不垂直於脈衝光束102之傳播方向。特定而言，繞射光學元件114可經配置成例如使得其表面法線在脈衝光束102之傳播方向的10度內。
繞射光學元件114為被動的，且因此以被動方式對光束102進行操作，此意謂繞射光學元件114無需額外能量來進行操作。繞射光學元件114藉由將脈衝光束102分離成沿著相異角度引導之子光束221、223、225而對脈衝光束102進行操作。繞射光學元件114亦可透射脈衝光束102，且脈衝光束102藉由穿過繞射光學元件114而與繞射光學元件114相互作用。在圖2A之實例中，繞射光學元件114產生三個脈衝光子光束221、223、225，其各自沿著相異方向及角度引導。在其他實例中，繞射光學元件114可產生兩個脈衝光子光束或多於三個脈衝光子光束。此外，在圖2A之實例中，繞射光學元件114經進一步組態以將自中心波長選擇光學器件116返回之複數個脈衝光子光束221、223、225重組以形成沿著路徑104朝向微影曝光設備107引導之脈衝光束102。
每一脈衝光子光束221、223、225沿著各別路徑222、224、226行進至中心波長選擇光學器件116。每一脈衝光子光束221、223、225與中心波長選擇光學器件116上之相異入射角222A、224A、226A (以雙側彎曲箭頭展示)相關聯，使得每一脈衝光子光束221、223、225與相異中心波長w1、w2、w3相關聯。複數個脈衝光子光束221、223、225之相異中心波長w1、w2、w3之間的波長分離220s (圖2C)至少部分地取決於繞射光學元件114之週期性特徵之間的週期性間隔114s。脈衝光子光束221、223、225中之每一者在其沿著其路徑行進時保持其角偏移。此外，若脈衝光束102成角度地移動或平移，則所有子光束藉此同時成角度地移動或平移，而不改變每一脈衝光子光束221、223、225之間的角分離，且亦不改變每一相異中心波長之間的波長分離。然而，在此情形下，中心波長w1、w2、w3將移位藉由脈衝光束102移動或平移多少而判定的量。
在圖2B中所示之實例中，繞射光學元件114為在週期性表面凸紋214g之間具有週期性間隔214s之相位光柵214，諸如二元相位光柵或閃耀相位光柵。透射穿過相位光柵之光獲得方位相依相位改變，其亦可由表面凸紋或替代地由全像(干涉式)圖案產生。閃耀相位光柵具有100%效率至一個階(m = -1)中之優勢。此外，閃耀相位光柵可經組態以具有兩個不同閃耀角(每一側上一個)且基本上將光束102分裂成兩個子脈衝(各自具有50%能量)；意謂對於較高階模式不存在能量貢獻。另外，閃耀相位光柵214可水平地滑動(例如，在如圖5A中所示之XY平面中)以將更多光束102相對於另一階移位至一個階。控制或移位空中影像之間的光功率(因此，自一個空中影像至另一空中影像)之此能力適用於最佳化或改良晶圓處之多焦點成像。相位光柵藉由介質中之折射率之改變，亦即，藉由折射率之調變而起作用。相位光柵經設計以藉由調整介質之厚度及指標調變而在不同波長下工作。二元相位光柵之實例為來自以色列的Ness Ziona之HOLO/OR的二元相位光柵。
在其他實施中，繞射光學元件114可為具有凹槽以與脈衝光束102相互作用之繞射光束分光器或繞射光柵。一維繞射光束分光器之實例為以色列的Ness Ziona之HOLO/OR的1D光束分光器。
脈衝光束102之光學光譜220 (圖2C)包括每一相異中心波長w1、w2、w3處之峰值。光學光譜220含有關於光束102之光學能量或功率在不同波長(或頻率)上如何分佈的資訊。繞射光學元件114 (包括繞射光束分光器/光柵及相位光柵214兩者)係由實體特徵之週期性改變控管。舉例而言，繞射光束分光器及光柵包括凹槽，而相位光柵可包括週期性表面凸紋(諸如圖2B中所示)或干涉式圖案。在兩種情況下，此等特徵之間的間隔114s、214s判定此等相異中心波長w1、w2、w3之間的間隔。舉例而言，任何兩個鄰近中心波長之間的差Δλ(pk2pk)係與中心波長選擇光學器件116處之子光束之入射角相對於脈衝光束102 (在不存在繞射光學元件114之情況下)之入射角的改變(ΔαL)成正比。此外，子光束之入射角的改變(ΔαL)取決於此特徵間隔以及子光束之階。最後，差(Δλ(pk2pk))亦與dλ/dαL成比例，dλ/dαL為脈衝光束102 (在不存在繞射光學元件114之情況下)之波長相對於脈衝光束102 (在不存在繞射光學元件114之情況下)在中心波長選擇光學器件116上之入射角的變化。因此，繞射光學元件114之設計判定每一子光束在中心波長選擇光學器件116上之入射角的改變的量值。
亦參考圖3A至圖3C，在一些實施中，微影曝光設備107包括投影光學系統327及經組態以固持晶圓328之晶圓固持器329。投影光學系統327包括經定位以與來自光源105之脈衝光束102相互作用的光罩336b。微影曝光設備107可為液體浸沒系統或乾式系統。脈衝光束102經由孔徑311沿著路徑104進入微影曝光設備107以與投影光學系統327中之光罩336b及晶圓328相互作用。微電子特徵藉由例如用脈衝光束102曝光晶圓328上之輻射敏感光阻材料層來形成於晶圓328上。
如圖3B中所示，投影光學系統327包括狹縫336a、光罩336b及包括透鏡336c之投影物鏡。脈衝光束102進入投影光學系統327且照射於狹縫336a上，且脈衝光束102中之至少一些穿過狹縫336a。在圖3A至圖3C之實例中，狹縫336a為矩形的，且使脈衝光束102成形為細長矩形形狀光束。圖案形成於光罩336b上，且該圖案判定成形光束之哪些部分由光罩336b透射且哪些部分由光罩336b阻擋。圖案之設計藉由待形成於晶圓328上之特定微電子電路設計來判定。
成形光束與光罩336b相互作用。成形光束之藉由光罩336b透射的部分穿過投影透鏡336c (且可藉由投影透鏡336c聚焦)且曝光晶圓328。成形光束之藉由光罩336b透射的部分在晶圓328之x-y平面中形成空中影像。空中影像為由在與光罩336b相互作用之後到達晶圓328之光形成的強度圖案。空中影像在晶圓328處，且大體上在x-y平面中延伸。
包括波長選擇設備110之光學系統100能夠在單一曝光遍數期間形成複數個空中影像，其中空中影像中之每一者係在沿著晶圓328中之z軸的空間上相異的位置處。在此實例中，投影光學系統327在單一曝光遍數中在沿著晶圓328之z軸的不同平面處形成三個空中影像331、333、335。空中影像331、333、335中之每一者係由中心波長不同於空中影像331、333、335中之其他者之中心波長的光形成。特定而言，空中影像331、333、335中之每一者係由脈衝光子光束221、223、225中之各別者形成，脈衝光子光束221、223、225中之每一者具有各別相異中心波長w1、w2、w3。因而，針對脈衝光束102之每一相異中心波長w1、w2、w3形成一個空中影像331、333、335。
如上文所描述，空中影像331、333、335沿著z軸之位置取決於投影光學系統327 (包括投影透鏡336c及光罩336b)之特性及脈衝光束102之波長。大體而言，穿過光罩336b之單一中心波長之光藉由投影透鏡336c聚焦至焦平面。投影透鏡336c之焦平面在投影透鏡336c與晶圓固持器329之間，其中焦平面沿著晶圓328之z軸之方位取決於投影光學系統327之屬性及脈衝光束102之中心波長。因此，變化或以其他方式控制脈衝光束102之中心波長允許控制空中影像331、333、335之方位。空中影像331、333、335係由具有不同中心波長w1、w2、w3之脈衝光束102形成。以此方式，空中影像331、333、335係在晶圓328中之不同位置處。空中影像331、333沿著晶圓328之z軸以分離距離330a彼此分離，且空中影像333、335沿著z軸以分離距離330b彼此分離。分離距離330a取決於形成空中影像331之脈衝光束102的中心波長w1與形成空中影像333之脈衝光束102的中心波長w2之間的差。分離距離330b取決於形成空中影像333之脈衝光束102的中心波長w2與形成空中影像335之脈衝光束102的中心波長w3之間的差。
晶圓固持器329及光罩336b (或投影光學系統327之其他部件)在掃描期間大體上在x、y及z方向上相對於彼此移動，以用於工藝路線效能校正及操作，例如運動可用於實現基本調平、補償透鏡變形，及用於補償載物台定位誤差。此相對運動稱為附帶操作運動。然而，在圖3A之系統中，並不依賴於晶圓固持器329及投影光學系統327之相對運動以形成分離距離330a、330b。實情為，分離距離330a、330b係歸因於控制脈衝光束102之在曝光遍數期間穿過光罩336b之脈衝中的初級中心波長w1、w2、w3的能力而形成。因此，不同於一些先前系統，分離距離330a、330b並不僅藉由使投影光學系統327及晶圓328沿著z方向相對於彼此移動而產生。此外，空中影像331、333、335在同一曝光遍數期間皆存在於晶圓328處。換言之，光學系統100無需在第一曝光遍數中形成空中影像331及在後續曝光遍數中形成空中影像333、335。
第一空中影像331中之光在平面331a處與晶圓相互作用，第二空中影像333中之光在平面333a處與晶圓相互作用，且第三空中影像335中之光在平面335a處與晶圓相互作用。在一些實施例中，晶圓將已在一或多個先前層級下經圖案化且將包括晶圓上之不同形貌位置處，亦即在沿著z軸之不同平面(諸如但不限於平面331a、331b及331c)處之特徵。前述相互作用可在晶圓328上形成電子特徵或其他物理特性，諸如開口或孔。由於空中影像331、333、335在沿著z軸之不同平面處，故空中影像331、333、335可用於在晶圓328上形成三維特徵，或其可用於在晶圓之不同形貌層級下形成特徵。舉例而言，空中影像331可用於形成周邊區，空中影像333可用於形成在沿著z軸與周邊區不同之位置處的通道，且空中影像335可用於形成在沿著z軸與周邊區及通道不同之位置處的凹部。以此方式，複數個相異空中影像331、333、335形成於晶圓328上，每一相異空中影像331、333、335係基於沿著傳播方向(其沿著路徑104)穿過光罩336b之相關聯脈衝光子光束221、223、225之相異中心波長w1、w2、w3。以此方式，不同波長下之光可用於在晶圓形貌之不同層級下形成圖案。因此，本文中所論述之技術可用於形成三維半導體組件，諸如三維NAND快閃記憶體組件。
參考圖4A，波長選擇設備110之實施410包括調諧機構112之實施412、繞射光學元件114之實施414，及中心波長選擇光學器件116 (圖1)之實施416。調諧機構412包括經配置以與沿著路徑104之脈衝光束102以光學方式相互作用的光學特徵或組件440a至440d之集合。光學組件440a至440d中之每一者可為諸如直角稜鏡的折射光學元件。在圖4A之實例中，調諧機構412包括四個直角稜鏡440a至440d。在其他實例中，調諧機構412可包括少於四個或多於四個光學組件。直角稜鏡440a至440d中之每一者沿著脈衝光束102至繞射光學元件114之路徑104配置。稜鏡440a至440d中之每一者為透射稜鏡，其用以在脈衝光束102穿過稜鏡440a至440d之主體時分散及重新引導該脈衝光束102。稜鏡440a至440d中之每一者可由准許透射脈衝光束102之波長的材料(諸如(例如)氟化鈣)製成。在圖4A之實例中，中心波長選擇光學器件416為經設計以分散及反射脈衝光束102之反射光柵；因此，中心波長選擇光學器件416由適合於與波長在DUV範圍中之脈衝光束102相互作用的材料製成。
如圖5A中所示，稜鏡440a、440b、440c、440d、中心波長選擇光學器件416及繞射光學元件414沿著XY平面配置，使得光束102之路徑大體上沿著XY平面行進。自圖5A之視圖，可見稜鏡440a定位為距中心波長選擇光學器件416最遠，而稜鏡440d定位為最接近中心波長選擇光學器件416。脈衝光束102經由孔徑411進入波長選擇設備410，且接著在照射於中心波長選擇光學器件416之繞射表面416s上之前按次序行進穿過稜鏡440a、稜鏡440b、稜鏡440c及稜鏡440d。隨著脈衝光束102每一次穿過連續稜鏡440a至440d，光束102經光學放大且朝向下一光學組件重新引導(以一角度折射)。因此，在圖4A之實例中，脈衝光束102在四個直角稜鏡440a至440d與中心波長選擇光學器件416之間經完全放大。且繞射光學元件414置放於此位置中。由於脈衝光束102在繞射光學元件414處經完全放大，故脈衝光束102之能量或功率在繞射光學元件414之表面區域上更均勻地分佈。
參考圖5B，在波長選擇設備410之一個實施510中，脈衝光束102經至少大部分放大的位置可在最接近中心波長選擇光學器件416的直角稜鏡440d與第二接近中心波長選擇光學器件416的直角稜鏡440c之間的光程104中。因此，在此等實施中，繞射光學元件414在脈衝光束102經至少大部分放大之位置處配置於稜鏡440d與稜鏡440c之間。
再次參考圖4A，繞射光學元件414與脈衝光束102相互作用且產生複數個脈衝光子光束221、223、225 (圖2A中所示)，其各自沿著各別路徑222、224、226引導至中心波長選擇光學器件416且各自與中心波長選擇光學器件416上之相異入射角相關聯。因此，脈衝光子光束221、223、225中之每一者與相異中心波長w1、w2、w3相關聯，且脈衝光束102之光學光譜220 (圖2C)包括每一相異中心波長w1、w2、w3下的峰值。繞射光學元件414並不修改所產生脈衝光子光束440a至440d中之每一者之光學放大率。
在脈衝光束102離開波長選擇設備410時穿過孔徑411之前，脈衝光束102自中心波長選擇光學器件416按次序經由繞射光學元件414、稜鏡440d、稜鏡440c、稜鏡440b及稜鏡440a繞射及反射回。繞射光學元件414重組自中心波長選擇光學器件416行進之三個脈衝光子光束221、223、225，以在與調諧機構412相互作用之前重新形成脈衝光束102。隨著每一脈衝光束102自中心波長選擇光學器件416穿過調諧機構412之連續稜鏡440a至440d，該脈衝光束102在其朝向孔徑411行進時以光學方式壓縮。
在圖4A之實例中，稜鏡440a至440d中之每一者沿著脈衝光束102之橫向方向足夠寬，使得光束102含於其穿過之表面內。每一稜鏡440a至440d以光學方式放大自孔徑411朝向中心波長選擇光學器件416之路徑上的光束102，且因此每一稜鏡440a至440d之大小自稜鏡440a至稜鏡440d依次更大。因此，稜鏡440d大於稜鏡440c (其大於稜鏡440b)，且稜鏡440a為最小稜鏡。
參考圖4B，調諧機構412之稜鏡P (其可為稜鏡440a至440d中之任一者)之旋轉改變脈衝光束102照射於彼旋轉稜鏡P之入射表面H(P)上的入射角。此外，穿過彼旋轉稜鏡P之光束102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))隨照射與彼旋轉稜鏡P之入射表面H(P)上的光束102之入射角而改變。穿過稜鏡P之光束102之光學放大率OM(P)為離開彼稜鏡P之光束102的橫向寬度Wo(P)與進入彼稜鏡P之光束102的橫向寬度Wi(P)的比率。
調諧機構412內之稜鏡P中之一或多者處的脈衝光束102之區域光學放大率OM(P)的改變引起穿過調諧機構412之脈衝光束102之光學放大率OM 438的總體改變。穿過調諧機構412之光束102的光學放大率OM 438為離開調諧機構412之光束102的橫向寬度Wo與進入調諧機構412之光束102的橫向寬度Wi的比率。
另外，穿過調諧機構內之稜鏡P中之一或多者的區域光束折射角δ(P)的改變引起脈衝光束102在中心波長選擇光學器件416之表面416s處的入射角的總體改變。因此，脈衝光子光束221、223、225中之每一者在表面416s處之入射角亦藉由此等稜鏡中之一者之旋轉而改變。以此方式，亦可藉由改變脈衝光束102照射於中心波長選擇光學器件416之繞射表面416s上的入射角來調整脈衝光束102之中心波長。
在一些實施中，中心波長選擇光學器件416為高閃耀角中階梯光柵，且以滿足光柵方程之任何入射角入射於中心波長選擇光學器件416上的脈衝光束102將經反射(繞射)。此外，若中心波長選擇光學器件416經使用以使得光束102至中心波長選擇光學器件416上之入射角等於光束102自中心波長選擇光學器件416之射出角，則中心波長選擇光學器件416及調諧機構412 (稜鏡440a至440d)經配置以依利特羅組態與脈衝光束102相互作用，且自中心波長選擇光學器件416反射之光束102之波長為利特羅波長。可假定入射至中心波長選擇光學器件416上之光束102的豎直發散度接近零。為了反射標稱波長，使中心波長選擇光學器件416相對於入射至中心波長選擇光學器件416上之光束102對準，使得標稱波長經由調諧機構412 (稜鏡440a至440d)反射回以在光學系統100中經放大(當調諧機構412用於光學系統100中時)。利特羅波長可接著藉由使脈衝光束102至中心波長選擇光學器件416上之入射角變化而在光學系統100內之諧振器的整體增益頻寬上調諧。
在一些實施中，波長選擇設備410經由資料連接452而與控制系統450通信。控制系統450包括呈韌體與軟體之任何組合形式之電子器件。此外，中心波長選擇光學器件416、繞射光學元件414及調諧機構412之稜鏡440a至440d中之任何一或多者可耦接至包括與調諧機構412相關聯且連接至控制模組450之致動器的各別致動系統。在圖4A之實例中，控制模組450連接至包括分別實體耦接至繞射光學元件414及稜鏡440d之致動器的致動系統414A、441A。在其他實例中，稜鏡440a至440d中之多於一者可耦接至連接至控制模組450之各別致動系統。
控制系統450包括電子處理器、電子儲存器及輸入/輸出(I/O)介面。電子處理器為適合於執行電腦程式之一或多個處理器，諸如一般或特殊用途微處理器，及具有任何種類數位電腦之任何一或多個處理器。大體而言，處理器自唯讀記憶體或隨機存取記憶體或兩者接收指令及資料。電子處理器可為任何類型之電子處理器。電子儲存器可為諸如RAM之揮發性記憶體，或非揮發性記憶體。在一些實施中，電子儲存器可包括非揮發性及揮發性部分或組件兩者。電子儲存器儲存可能作為電腦程式之指令，該等指令在經執行時使得處理器與控制系統450中之其他組件或波長選擇設備410之其他組件通信。I/O介面為允許控制系統450接收資料及信號及/或將資料及信號提供至波長選擇設備410之其他組件、操作員及/或在另一電子裝置上運行之自動化程序的任何種類之電子介面。舉例而言，I/O介面可包括觸控螢幕或通信介面中之一或多者。
致動系統414A、441A之致動器中之每一者為用於移動或控制各別光學組件之機械裝置。致動器自控制系統450接收能量，且將彼能量轉換成賦予至各別光學組件之某種運動。舉例而言，致動器可為用於使調諧機構之稜鏡中之一或多者旋轉的力裝置及旋轉載物台中之任一者。致動器可包括例如馬達，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。
參考圖6A及圖6B，致動系統414A (圖4A)之一或多個致動器614A可經組態以調整繞射光學元件414相對於脈衝光束102之路徑104的方位。特定而言，藉由致動器614A沿著Z軸調整繞射光學元件414之方位，Z軸垂直於光束102行進所沿之路徑(其在XY平面中)。致動器614A可移動繞射光學元件414，使得繞射光學元件414在一些時刻沿著脈衝光束102之路徑104定位(圖6A)，且在其他時刻並不沿著脈衝光束102之路徑104定位(圖6B)。舉例而言，致動器614A可包括線性馬達，諸如線性步進馬達。控制系統450可基於例如預程式化配方或使用者輸入來控制致動器614A。
繞射光學元件414僅在繞射光學元件414沿著脈衝光束102之路徑104定位時才與脈衝光束102相互作用(圖6A)。因此，當繞射光學元件414沿著脈衝光束102之路徑104定位時，複數個脈衝光子光束221、223、225藉由繞射光學元件414產生，使得脈衝光束102具有相關聯中心波長w1、w2、w3以在晶圓處形成複數個空中影像331、333、335。當繞射光學元件414並不沿著脈衝光束102之路徑104定位時(圖6B)，繞射光學元件414不與光束102相互作用，且脈衝光束102僅含有光之初級中心波長以在晶圓328處形成單一空中影像。
參考圖7A及圖7B，致動系統414A (圖4A)之一或多個致動器714A可經組態以調整繞射光學元件414圍繞Z軸之角度，使得繞射光學元件414之表面法線相對於脈衝光束102之路徑104的方向旋轉。當調整繞射光學元件414相對於路徑104之方向的角度時，亦調整每一所產生脈衝光子光束221、223、225在中心波長選擇光學器件416上之相異入射角。
在一個實例中，致動器714A可經組態以在繞射光學元件414變得與脈衝光束102之路徑104之方向極其未對準(例如，大於10°)時，校正繞射光學元件414相對於路徑104之方向之角度。舉例而言，波長選擇設備410內之振動或其他機械干擾可導致繞射光學元件414變得未對準，且致動器714A可藉由調整繞射光學元件414相對於脈衝光束102之路徑104的方向之角度而校正此等未對準。作為一實例，若繞射光學元件414與脈衝光束102之路徑104的方向之間的角度不等於90度或不在約90度之臨限範圍內，則可將繞射光學元件414視為未對準。
此外，致動系統441A (圖4A)之與調諧機構412相關聯之一或多個致動器741A可經組態以調整去至一或多個致動器741A之信號，以藉此調整脈衝光束102在中心波長選擇光學器件416上之入射角。特定而言，在此實例中，稜鏡440d實體耦接至使稜鏡440d圍繞z軸旋轉之致動器741A。當調整脈衝光束102在中心波長選擇光學器件416上之入射角時，亦調整每一所產生脈衝光子光束221、223、225在中心波長選擇光學器件416上的相異入射角。在圖7A及圖7B之實例中，控制系統450可基於例如預程式化配方或使用者輸入來控制致動器741A及致動器714A。致動器714A、741A中之每一者可為例如旋轉馬達，諸如旋轉步進馬達。
參考圖8，進行過程860以用於藉由單一脈衝光束(諸如脈衝光束102)形成複數個空中影像。過程860可相對於包括波長選擇設備110 (圖2A至圖2C)、光源105及包括晶圓328 (圖3A至圖3C)之微影曝光設備107之光學系統100 (圖1)進行。過程860亦可相對於波長選擇設備410 (圖4A及圖5A)及波長選擇設備510 (圖5B)中之任一者進行。在下文中，相對於光學系統100描述過程860。
過程860包括沿著朝向晶圓之路徑產生脈衝光束102 (861)。舉例而言，脈衝光束102可由光源105產生且沿著朝向微影曝光設備107中之晶圓328的路徑104引導。在圖1之實例中，脈衝光束102 (在光束102由光源105產生之後)自光源105引導以與波長選擇設備110相互作用。脈衝光束102接著自波長選擇設備110引導至包括其中可形成空中影像之晶圓328的微影曝光設備107。
選擇脈衝光束在中心波長選擇光學器件(諸如116)上之入射角以藉此選擇脈衝光束之每一脈衝的至少一個中心波長(863)。為選擇每一脈衝的至少一個中心波長，脈衝光束102與沿著脈衝光束至中心波長選擇光學器件之路徑配置的調諧機構以光學方式相互作用(863)。舉例而言，可藉由使脈衝光束102與波長選擇設備110之調諧機構112相互作用來選擇脈衝光束102在中心波長選擇光學器件116上之入射角，該調諧機構沿著脈衝光束102至中心波長選擇光學器件116之路徑104配置。在圖1之光學系統100 (其可為DUV系統)中，脈衝光束102之每一脈衝的中心波長可經選擇為約248奈米(nm)或193 nm。
在一些實施中，調諧機構112可為包括光學元件440a至440d (其係折射直角稜鏡)之調諧機構412 (圖4A)，且可藉由改變或調整調諧機構412之光學元件440a至440d中之至少一者相對於脈衝光束102之路徑104的配置來選擇(及改變)脈衝光束102在中心波長選擇光學器件416上之入射角。換言之，藉由調整調諧機構412內之折射光學元件440a至440d之一或多個角度來選擇脈衝光束102在中心波長選擇光學器件416上之入射角。以此方式，藉由調整調諧機構112 (或圖4A之調諧機構412)及使脈衝光束102與調諧機構112相互作用來選擇脈衝光束102之中心波長。
產生來自脈衝光束之在空間上分離且在時間上不分離的複數個脈衝光子光束，包括藉由經由使脈衝光束與沿著脈衝光束之路徑配置之繞射圖案相互作用而將脈衝光束分裂成複數個脈衝光子光束(865)。每一脈衝光子光束與中心波長選擇光學器件上之相異入射角相關聯，使得每一脈衝光子光束具有一不同波長，亦即，每一脈衝光子光束與分離至少10皮米(pm)之相異波長中之各別者相關聯(865)。舉例而言，可藉由將脈衝光束102分裂成複數個脈衝光子光束221、223、225來產生在空間上分離且在時間上不分離之複數個脈衝光子光束221、223、225。為分裂脈衝光束102，脈衝光束102可與沿著脈衝光束102之路徑104配置的繞射光學元件114之繞射圖案相互作用。換言之，藉由使脈衝光束102透射穿過繞射光學元件114，脈衝光束102可與繞射光學元件114之繞射圖案相互作用。
此外，可藉由調整繞射圖案相對於脈衝光束102之路徑104的方位而自脈衝光束102產生複數個脈衝光子光束221、223、225。舉例而言，可藉由經由控制例如致動器614A、714A (圖6A至圖7B)而平移及/或旋轉繞射光學元件114來調整繞射光學元件114之方位，使得亦調整繞射光學元件114之繞射圖案相對於脈衝光束102之路徑104的方位。換言之，繞射圖案之方位可藉由控制包括繞射圖案之繞射光學元件114的移動來調整。
所產生脈衝光子光束221、223、225中之每一者分別與中心波長選擇光學器件116上之相異入射角222A、224A、226A相關聯，使得每一脈衝光子光束221、223、225與分離至少10 pm的相異中心波長w1、w2、w3中之各別者相關聯。特定而言，複數個脈衝光子光束221、223、225之相異中心波長w1、w2、w3之間的波長分離可大於約10皮米(pm)，或約30 pm，或約45 pm。此外，藉由繞射圖案(其包括於繞射光學元件114內)之凹槽間隔114s判定分別與每一脈衝光子光束221、223、225相關聯之中心波長選擇光學器件116上的每一相異入射角222A、224A、226A。
在圖1之實例中，藉由使脈衝光子光束221、223、225與沿著脈衝光束102之路徑配置之繞射圖案相互作用而重組離開中心波長選擇光學器件116之複數個脈衝光子光束221、223、225。以此方式，複數個脈衝光子光束221、223、225在脈衝光束102與沿著路徑104行進至中心波長選擇光學器件116之繞射圖案相互作用時產生，且在脈衝光子光束221、223、225與沿著路徑104遠離中心波長選擇光學器件116行進之繞射圖案相互作用時經重組以形成脈衝光束102。在圖1之實例中，繞射光學元件114在脈衝光子光束221、223、225與中心波長選擇光學器件116相互作用之後重組複數個脈衝光子光束221、223、225，以形成沿著朝向晶圓328之路徑104引導的經重組脈衝光束102。因而，包括複數個相異中心波長w1、w2、w3之經重組脈衝光束102可接著經引導以與微影曝光設備107相互作用，以在晶圓328上形成複數個空中影像331、333、335。
複數個空中影像形成於晶圓上之單一脈衝光束中，使得每一空中影像係基於相異中心波長而形成(867)。舉例而言，複數個空中影像331、333、335形成於晶圓328上之單一脈衝光束102中，使得空中影像331、333、335形成於晶圓之z軸上的不同位置處，且每一空中影像331、333、335係基於相異中心波長w1、w2、w3中之一者。由於單一脈衝光束102與繞射圖案相互作用以選擇經重組脈衝光束102之複數個中心波長w1、w2、w3，故複數個空中影像331、333、335中之每一者在單一曝光遍數中形成於單一光束102中。在微影曝光設備107中之晶圓328處使脈衝光束102之強度輪廓平坦化。在晶圓328處由於增加數目個子脈衝而使強度平坦化，該等子脈衝中之每一者具有相同光功率。子脈衝(各自具有相異中心波長)愈多，經由晶圓328處的焦點之功率分佈將愈平坦。
因此，藉由使脈衝光束102與繞射圖案(或繞射光學元件114)相互作用，分別與相異中心波長w1、w2、w3相關聯的複數個空中影像331、333、335在單一脈衝光束102中且在單一微影曝光遍數中形成於晶圓328上。
參考圖9，展示光學系統100之實施900之實例的方塊圖。光學系統100為包括光學源905作為光源105之微影系統900。光學源905產生經提供至微影曝光設備107之脈衝光束102。光學源905可為例如輸出脈衝光束102 (其可為雷射光束)之準分子光學源。當脈衝光束102進入微影曝光設備107時，該脈衝光束102經引導穿過投影光學系統327且投影至晶圓328上，如上文參考圖3A至圖3C所論述。以此方式，一或多個微電子特徵經圖案化至晶圓328上之光阻上，該光阻接著在後續程序步驟之前顯影及清潔，且重複該程序。微影系統900亦包括控制系統450 (圖4A)，該控制系統450在圖9之實例中連接至光學源905 (包括波長選擇設備410)之組件以及微影曝光設備107以控制系統900之各種操作。
在展示於圖9中的實施中，光學源905為包括將種子光束902s提供至功率放大器(PA) 972的主控振盪器(MO) 970之二級雷射系統。MO 970及PA 972可視為光學源905之子系統，或作為光學源905之部分的系統。功率放大器972自主控振盪器970接收種子光束902s，且放大種子光束902s以產生脈衝光束102以用於微影曝光設備107中。舉例而言，主控振盪器970可發射脈衝種子光束，該脈衝種子光束每脈衝具有大致1毫焦耳(mJ)之種子脈衝能量，且此等種子脈衝可藉由功率放大器972放大至約10至15 mJ。
主控振盪器970包括具有兩個細長電極974之放電腔室971、作為限制於放電腔室971內之氣體混合物的增益介質976，及用於使電極974之間的氣體混合物循環之風扇。諧振器形成於放電腔室971之一側上的波長選擇設備410 (圖4A)與放電腔室971之第二側上的光學輸出耦合器978之間。波長選擇設備410藉由調諧或調整種子光束902s而精細地調諧或調整脈衝光束102之光譜屬性，包括脈衝光束102之波長及頻寬。
主控振盪器970亦可包括自輸出耦合器978接收輸出光束之線中心分析模組979，及視需要修改輸出光束之大小或形狀以形成種子光束902s的光束耦合光學系統980。線中心分析模組979為可用於量測或監視種子光束902s之波長及/或頻寬的量測系統。線中心分析模組979可置放於光學源905內之其他位置處，或其可置放於光學源905之輸出端處。
用於放電腔室971中之氣體混合物可為適合於在應用所需之波長及頻寬下產生光束的任何氣體。對於準分子源，除作為緩衝氣體之氦氣及/或氖氣之外，氣體混合物可含有諸如(例如)氬氣或氪氣之惰性氣體(稀有氣體)、諸如(例如)氟或氯之鹵素及微量的氙。氣體混合物之特定實例包括在約193 nm之波長下發光的氬氟化物(ArF)、在約248 nm之波長下發光的氟化氪(KrF)或在約351 nm之波長下發光的氯化氙(XeCl)。藉由將電壓施加至細長電極974，在高電壓放電中用短(例如，奈秒)電流脈衝泵浦準分子增益介質(氣體混合物)。
功率放大器972包括光束耦合光學系統982，該光束耦合光學系統982自主控振盪器970接收種子光束902s且將光束902s引導穿過放電腔室973且引導至光束轉向光學元件981，該光束轉向光學元件981修改或改變種子光束902s之方向，使得該種子光束902s經發送回至放電腔室973中且穿過光束耦合光學系統982。放電腔室973包括一對細長電極975、作為氣體混合物之增益介質977，及用於使電極975之間的氣體混合物循環之風扇。
輸出脈衝光束102經引導穿過頻寬分析模組983，可於該頻寬分析模組983中量測光束102之各種參數(諸如頻寬或波長)。輸出光束102亦可經引導穿過光束製備系統984。光束製備系統984可包括例如脈衝拉伸器，其中輸出光束102之脈衝中之每一者在時間上(例如，在光學延遲單元中)拉伸，以調整照射微影曝光設備107之光束的效能屬性。光束製備系統984亦可包括能夠作用於光束102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)、濾光器及光學孔徑(包括自動化遮光片)。
微影系統900亦包括控制系統450。在展示於圖9中之實施中，控制系統450連接至光學源905之各種組件。舉例而言，控制系統450可藉由將一或多個信號發送至光學源905來控制光學源905何時發射光脈衝或包括一或多個光脈衝之光脈衝突發。控制系統450亦連接至微影曝光設備107。因此，控制系統450亦可自微影曝光設備107接收指令及/或資料。微影曝光設備107可包括專用控制器(其可與控制系統450通信)，該專用控制器可控制晶圓328之曝光且因此可用於控制如何將電子特徵列印於晶圓328上。在一些實施中，微影控制器可藉由控制狹縫336a在x-y平面中之運動來控制晶圓328之掃描(圖3B)。微影曝光設備107亦可包括例如溫度控制裝置(諸如空氣調節裝置及/或加熱裝置)，及/或用於藉由微影控制器控制之各種電組件的電源供應器。在一些實施中，微影控制器為控制系統450之一部分，且控制系統450可包括多於一個子控制系統。
此外，控制系統450可控制波長選擇設備410之各種組件。舉例而言，控制系統450可控制稜鏡440a至440d中之每一者之方位、繞射光學元件414之方位及中心波長選擇光學器件416之方位。
亦參考圖10A至圖10C，展示繞射光學元件114之實施1014。在此實施1014中，繞射光學元件114為置放於稜鏡440d與中心波長選擇光學器件416之間的閃耀光柵。週期性結構或特徵沿著Z軸線性地配置，使得週期性結構圍繞平行於Z軸之中心線1014c線性地對稱。如上文所論述，若閃耀光柵1014沿著垂直於光束102之行進方向的方向Ds (且亦在XY平面中)移位，則可調整相對於其他子光束進入一個子光束且因此照射於選擇光學器件416上的光之量。以此方式，可相對於另一空中影像改變晶圓處之一個空中影像中之光功率的量。可控制晶圓處之多焦點成像。
可使用以下條項進一步描述實施例： 1.一種用於產生一脈衝光束之一脈衝光學源的波長選擇設備，該波長選擇設備包含： 一中心波長選擇光學器件，其經組態以根據該脈衝光束在該中心波長選擇光學器件上之一入射角選擇該脈衝光束之每一脈衝的至少一個中心波長； 一調諧機構，其沿著該脈衝光束至該中心波長選擇光學器件之一路徑配置，該調諧機構經組態以與該脈衝光束以光學方式相互作用及選擇該脈衝光束在該中心波長選擇光學器件上之該入射角；及 一繞射光學元件，其係被動及透射的且沿著該脈衝光束之該路徑配置於該脈衝光束經至少大部分放大的一位置處，該繞射光學元件經組態以與該脈衝光束相互作用及自該脈衝光束產生複數個脈衝光子光束，每一脈衝光子光束與該中心波長選擇光學器件上之一相異入射角相關聯，使得每一脈衝光子光束與一相異波長相關聯且該脈衝光束之光學光譜包括每一相異波長下的一峰值。 2.如條項1之波長選擇設備，其中該繞射光學元件為一繞射光束分光器、一繞射光柵、一相位光柵、一二元相位光柵或一閃耀相位光柵。 3.如條項1之波長選擇設備，其中該調諧機構包含四個折射光學元件。 4.如條項3之波長選擇設備，其中每一折射光學元件為一直角稜鏡。 5.如條項1之波長選擇設備，其中該複數個脈衝光子光束之該等相異波長之間的一波長分離大於約10皮米(pm)、約30 pm或約45 pm。 6.如條項1之波長選擇設備，其中該脈衝光束之每一脈衝的該中心波長為約248奈米(nm)或約193 nm。 7.如條項1之波長選擇設備，其中該複數個脈衝光子光束之該等相異波長之間的該波長分離取決於該繞射光學元件之一週期性形狀。 8.如條項1之波長選擇設備，其中該調諧機構包含沿著該脈衝光束至該繞射光學元件之該路徑配置的四個直角稜鏡，且該脈衝光束在該等四個直角稜鏡與該中心波長選擇光學器件之間經完全放大。 9.如條項1之波長選擇設備，其進一步包含一致動器，該致動器經組態以調整該繞射光學元件相對於該脈衝光束之該路徑的一方位，使得該繞射光學元件在一些時刻沿著該脈衝光束之該路徑定位且在其他時刻並不沿著該脈衝光束之該路徑定位，該繞射光學元件僅在該繞射光學元件沿著該脈衝光束之該路徑定位時才與該脈衝光束相互作用。 10.如條項9之波長選擇設備，其中該致動器經進一步組態以調整該繞射光學元件相對於該脈衝光束在該繞射光學元件處之一路徑之一方向的一角度，使得調整每一所產生脈衝光子光束在該中心波長選擇光學器件上之該相異入射角。 11.如條項1之波長選擇設備，其中該複數個脈衝光子光束包含三個或多於三個脈衝光子光束。 12.如條項1之波長分離設備，其中該調諧機構及該中心波長選擇光學器件經配置以依一利特羅組態與該脈衝光束相互作用。 13.如條項1之波長分離設備，其中該中心波長選擇光學器件為一反射光學元件。 14.如條項1之波長分離設備，其中針對該脈衝光束之每一相異波長形成一空中影像。 15.如條項1之波長選擇設備，其進一步包含一控制系統及與該調諧機構相關聯之一或多個致動器，其中該控制系統經組態以調整去至該一或多個致動器之一信號，以藉此調整該脈衝光束在該中心波長選擇光學器件上之該入射角。 16.如條項1之波長選擇設備，其中該繞射光學元件垂直於該脈衝光束沿著該路徑之一傳播方向而配置。 17.如條項1之波長選擇設備，其中該繞射光學元件經進一步組態以重組來自該中心波長選擇光學器件之該複數個脈衝光子光束以形成該脈衝光束。 18.如條項1之波長選擇設備，其中該調諧機構包含四個直角稜鏡，且該脈衝光束經至少大部分放大的該位置係在最接近該中心波長選擇光學器件的該直角稜鏡與第二接近該中心波長選擇光學器件的該直角稜鏡之間的光程中。 19.一種光學系統，其包含： 一光源，其經組態以產生沿著朝向一微影曝光設備之一路徑引導的一脈衝光束； 一微影曝光設備，其經組態以與該脈衝光束相互作用；及 一波長選擇設備，其相對於該光源而配置，該波長選擇設備包含： 一中心波長選擇光學器件，其經組態以根據該脈衝光束在該中心波長選擇光學器件上之一入射角選擇該脈衝光束之每一脈衝的至少一個中心波長； 一調諧機構，其沿著該脈衝光束至該中心波長選擇光學器件之該路徑配置，該調諧機構經組態以與該脈衝光束以光學方式相互作用及選擇該脈衝光束在該中心波長選擇光學器件上之該入射角；及 一繞射光學元件，其係被動及透射的且沿著該脈衝光束之該路徑配置於該脈衝光束經完全放大或至少大部分放大的一位置處，該繞射光學元件經組態以與該脈衝光束相互作用及自該脈衝光束產生在空間上分離且在時間上不分離之複數個脈衝光子光束，每一脈衝光子光束與該中心波長選擇光學器件上之一相異入射角相關聯，使得每一脈衝光子光束與一相異波長相關聯且該脈衝光束之光學光譜包括每一相異波長下的一峰值。 20.如條項19之光學系統，其中該繞射光學元件為一繞射光束分光器、一繞射光柵、一相位光柵、一二元相位光柵或一閃耀相位光柵。 21.如條項19之光學系統，其中該調諧機構包含四個折射光學元件。 22.如條項21之光學系統，其中每一折射光學元件為一直角稜鏡。 23.如條項19之光學系統，其中該複數個脈衝光子光束之該等相異波長之間的一波長分離大於約10皮米(pm)、約30 pm或約45 pm。 24.如條項19之光學系統，其中該脈衝光束之每一脈衝的該中心波長為約248奈米(nm)或193 nm。 25.如條項19之光學系統，其中該波長選擇設備進一步包含一致動器，該致動器經組態以調整該繞射光學元件相對於該脈衝光束之該路徑的一方位，使得該繞射光學元件在一些時刻沿著該脈衝光束之該路徑定位且在其他時刻並不沿著該脈衝光束之該路徑定位，該繞射光學元件僅在該繞射光學元件沿著該脈衝光束之該路徑定位時才與該脈衝光束相互作用。 26.如條項25之光學系統，其進一步包含一控制系統，該控制系統經組態以控制該波長選擇設備調整該繞射光學元件相對於該脈衝光束之該路徑的該方位。 27.如條項19之光學系統，其中該微影曝光設備包含經定位以與來自該光源之該脈衝光束相互作用的一光罩及經組態以固持一晶圓的一晶圓固持器。 28.如條項27之光學系統，其中複數個相異空中影像形成於該晶圓固持器處之該晶圓上，每一相異空中影像係基於沿著一傳播方向穿過該光罩之相關聯脈衝光子光束之該相異波長。 29.如條項19之光學系統，其進一步包含一控制系統及與該調諧機構相關聯之一或多個致動器，其中該控制系統經組態以調整去至該一或多個致動器之一信號，以藉此調整該脈衝光束在該中心波長選擇光學器件上之該入射角。 30.一種用於藉由一單一脈衝光束形成複數個空中影像之方法，該方法包含： 沿著朝向一晶圓之一路徑產生該脈衝光束； 藉由使該脈衝光束與沿著該脈衝光束至一中心波長選擇光學器件之該路徑配置的一調諧機構以光學方式相互作用，選擇該脈衝光束在該中心波長選擇光學器件上之一入射角以選擇該脈衝光束之每一脈衝的至少一個中心波長； 自該脈衝光束產生在空間上分離且在時間上不分離的複數個脈衝光子光束，包括藉由使該脈衝光束與沿著該脈衝光束之該路徑配置的一繞射圖案相互作用而將該脈衝光束分裂成該複數個脈衝光子光束，每一脈衝光子光束與該中心波長選擇光學器件上之一相異入射角相關聯，使得每一脈衝光子光束與分離至少10皮米(pm)之該等相異波長中之一各別者相關聯；及 在該晶圓上之該單一脈衝光束中形成該複數個空中影像，其中每一空中影像基於一相異波長而形成。 31.如條項30之方法，其中使該脈衝光束與該繞射圖案相互作用包含使該脈衝光束透射穿過一繞射光學元件。 32.如條項30之方法，其中藉由該繞射圖案之一週期性形狀判定與每一脈衝光子光束相關聯的至該中心波長選擇光學器件上之每一相異入射角。 33.如條項30之方法，其中選擇該脈衝光束在該中心波長選擇光學器件上之該入射角包含調整該調諧機構內之折射光學元件之一或多個角度。 34.如條項30之方法，其中自該脈衝光束產生該複數個脈衝光子光束包含調整該繞射圖案相對於該脈衝光束之該路徑的一方位。 35.如條項34之方法，其中調整該繞射圖案之該方位包含藉由移動包括該繞射圖案之一繞射光學元件來控制。 36.如條項30之方法，其中在該晶圓上形成該複數個空中影像包含在該晶圓處使該脈衝光束之強度輪廓平坦化。 37.如條項30之方法，其進一步包含藉由使該等脈衝光子光束與沿著該脈衝光束之該路徑配置之該繞射圖案相互作用而重組離開該中心波長選擇光學器件之該複數個脈衝光子光束，使得當該脈衝光束與沿著至該中心波長選擇光學器件之該路徑行進的該繞射圖案相互作用時產生該複數個脈衝光子光束，且當該等脈衝光子光束與沿著遠離該中心波長選擇光學器件之該路徑行進的該繞射圖案相互作用時重組該複數個脈衝光子光束以形成該脈衝光束。 38.一種用於產生一脈衝光束之一脈衝光學源的波長選擇設備，該波長選擇設備包含： 一中心波長選擇光學器件，其經組態以根據該脈衝光束在該中心波長選擇光學器件上之一入射角選擇該脈衝光束之每一脈衝的至少一個中心波長； 一調諧機構，其沿著該脈衝光束至該中心波長選擇光學器件之一路徑配置，該調諧機構經組態以與該脈衝光束以光學方式相互作用及選擇該脈衝光束在該中心波長選擇光學器件上之該入射角，該調諧機構包括四個折射光學元件；及 一被動及透射繞射光學元件，其沿著該脈衝光束之該路徑配置於該調諧機構與該中心波長選擇光學器件之間的一位置處，該繞射光學元件經組態以與該脈衝光束相互作用及自該脈衝光束產生在空間上分離且在時間上不分離的複數個脈衝光子光束，每一脈衝光子光束與該中心波長選擇光學器件上之一相異入射角相關聯，使得每一脈衝光子光束與一相異波長相關聯且該脈衝光束之光學光譜包括每一相異波長下的一峰值。 39.如條項38之波長選擇設備，其中該繞射光學元件為一繞射光束分光器、一繞射光柵、一相位光柵、一二元相位光柵或一閃耀相位光柵。 40.如條項38之波長選擇設備，其中該調諧機構包含四個折射光學元件。 41.如條項38之波長選擇設備，其中該複數個脈衝光子光束之該等相異波長之間的一波長分離大於約10皮米(pm)、約30 pm或約45 pm。
其他實施係在申請專利範圍之範疇內。
100:光學系統 102:脈衝光束 104:路徑 105:光源 107:微影曝光設備 110:波長選擇設備 112:調諧機構 114:繞射光學元件 114s:週期性間隔 116:中心波長選擇光學器件 211:孔徑 214:相位光柵 214g:週期性表面凸紋 214s:週期性間隔 220:光學光譜 220s:波長分離 221:脈衝光子光束 222:路徑 222A:入射角 223:脈衝光子光束 224:路徑 224A:入射角 225:脈衝光子光束 226:路徑 226A:入射角 311:孔徑 327:投影光學系統 328:晶圓 329:晶圓固持器 330a:分離距離 330b:分離距離 331:第一空中影像 331a:平面 333:第二空中影像 333a:平面 335:第三空中影像 335a:平面 336a:狹縫 336b:光罩 336c:投影透鏡 410:波長選擇設備 411:孔徑 412:調諧機構 414:繞射光學元件 414A:致動系統 416:中心波長選擇光學器件 416s:繞射表面 438:光學放大率OM 440a:直角稜鏡 440b:直角稜鏡 440c:直角稜鏡 440d:直角稜鏡 441A:致動系統 450:控制系統 452:資料連接 510:波長選擇設備 614A:致動器 714A:致動器 860:過程 861:步驟 863:步驟 865:步驟 867:步驟 900:微影系統 902s:種子光束 905:光學源 970:主控振盪器 971:放電腔室 972:功率放大器 973:放電腔室 974:電極 975:電極 976:增益介質 977:增益介質 978:光學輸出耦合器 979:線中心分析模組 980:光束耦合光學系統 981:光束轉向光學元件 982:光束耦合光學系統 983:頻寬分析模組 984:光束製備系統 1014:繞射光學元件 1014c:中心線 Ds:方向 H(P):入射表面 OM(P):光學放大率 P:稜鏡 w1:中心波長 w2:中心波長 w3:中心波長 Wi:橫向寬度 Wi(P):橫向寬度 Wo:橫向寬度 Wo(P):橫向寬度 X:軸 Y:軸 Z:軸 δ(P):光束折射角
圖1為包括經組態以產生脈衝光束之光源、經組態以與脈衝光束相互作用之微影曝光設備及經組態以選擇脈衝光束中之複數個相異中心波長之波長選擇設備的光學系統之方塊圖。
圖2A為包括中心波長選擇光學器件、調諧機構及繞射光學元件之圖1之波長選擇設備的實施之方塊圖。
圖2B為圖2A之中心波長選擇光學器件之方塊圖及作為相位光柵的圖2A之繞射光學元件之實施。
圖2C為包括脈衝光束中之每一相異中心波長下的峰值之圖1之脈衝光束的光學光譜之實例的曲線圖。
圖3A為包括經組態以與來自圖1之光源的脈衝光束相互作用之投影光學系統、經定位以與脈衝光束相互作用之光罩及經組態以固持晶圓之晶圓固持器的圖1之微影曝光設備的實施之方塊圖。
圖3B為包括狹縫、圖3A之光罩及包括透鏡之投影物鏡的圖3A之投影光學系統的實施之方塊圖。
圖3C為包括在沿著晶圓之z軸的不同平面處之複數個空中影像的圖3A之晶圓的示意圖，該等空中影像中之每一者在單一曝光遍數中藉由圖3B之投影光學系統形成。
圖4A為包括包括經配置以與脈衝光束以光學方式相互作用之光學組件集合的調諧機構之實施、繞射光學元件之實施及中心波長選擇光學器件之實施的圖2A之波長選擇設備的實施之方塊圖。
圖4B為展示經由圖4A之波長選擇設備的光學組件中之一者的光束放大率及光束折射角之方塊圖。
圖5A為沿著圖4A之波長選擇設備之Z軸的俯視圖之方塊圖，其中Z方向垂直於光束之行進路徑。
圖5B為沿著圖2A之波長選擇設備的另一實施之Z軸的俯視圖之方塊圖。
圖6A為沿著包括經組態以調整繞射光學元件相對於脈衝光束之路徑的方位之致動器的圖4A之波長選擇設備之Y軸的側視圖之方塊圖，該繞射光學元件係沿著脈衝光束之路徑。
圖6B為沿著包括圖6A之致動器的圖4A之波長選擇設備之Y軸的側視圖之方塊圖，該繞射光學元件在脈衝光束之路徑外部。
圖7A為沿著包括經組態以調整繞射光學元件相對於脈衝光束在繞射光學元件處之路徑之方向的角度之致動器及經組態以調整調諧機構中之光學組件中之一者之角度以藉此調整脈衝光束在中心波長選擇光學器件上的入射角之另一致動器的圖4A之波長選擇設備之Z軸的側視圖之方塊圖。
圖7B為沿著包括圖7A之致動器的圖4A之波長選擇設備之Z軸的側視圖之方塊圖，該等致動器中之每一者配置於經調整方位中。
圖8為用於藉由圖1之單一脈衝光束形成圖3C之複數個空中影像的過程之流程圖。
圖9為包括圖2A之波長選擇設備的圖1之光學系統之實施的實例之方塊圖。
圖10A為沿著包括作為閃耀光柵之繞射光學元件之實施的圖4A之波長選擇設備之Z軸的俯視圖之方塊圖。
圖10B為作為閃耀光柵之圖10A之繞射光學元件的方塊圖。
圖10C為圖10A及10B之繞射光學元件之側視圖，其中Z軸為沿著頁面上下。
102:脈衝光束
104:路徑
105:光源
110:波長選擇設備
112:調諧機構
114:繞射光學元件
114s:週期性間隔
116:中心波長選擇光學器件
211:孔徑
221:脈衝光子光束
222:路徑
223:脈衝光子光束
224:路徑
225:脈衝光子光束
226:路徑

Claims (41)

  1. 一種用於產生一脈衝光束之一脈衝光學源的波長選擇設備(wavelength selection apparatus)，該波長選擇設備包含：一中心波長選擇光學器件，其經組態以根據該脈衝光束在該中心波長選擇光學器件上之一入射角選擇該脈衝光束之每一脈衝的至少一個中心波長；一調諧機構(tuning mechanism)，其沿著該脈衝光束至該中心波長選擇光學器件之一路徑配置，該調諧機構經組態以與該脈衝光束以光學方式相互作用及選擇該脈衝光束在該中心波長選擇光學器件上之該入射角；及一繞射光學元件，其係被動及透射的且沿著該脈衝光束之該路徑配置於該脈衝光束經至少大部分放大的一位置處，該繞射光學元件經組態以與該脈衝光束相互作用及自該脈衝光束產生複數個脈衝光子光束，每一脈衝光子光束與該中心波長選擇光學器件上之一相異(distinct)入射角相關聯，使得每一脈衝光子光束與一相異波長相關聯且該脈衝光束之光學光譜包括每一相異波長下的一峰值。
  2. 如請求項1之波長選擇設備，其中該繞射光學元件為一繞射光束分光器、一繞射光柵、一相位光柵、一二元相位光柵或一閃耀(blazed)相位光柵。
  3. 如請求項1之波長選擇設備，其中該調諧機構包含四個折射光學元件。
  4. 如請求項3之波長選擇設備，其中每一折射光學元件為一直角稜鏡(right-angled prism)。
  5. 如請求項1之波長選擇設備，其中該複數個脈衝光子光束之該等相異波長之間的一波長分離大於約10皮米(pm)、約30pm或約45pm。
  6. 如請求項1之波長選擇設備，其中該脈衝光束之每一脈衝的該中心波長為約248奈米(nm)或約193nm。
  7. 如請求項5之波長選擇設備，其中該複數個脈衝光子光束之該等相異波長之間的該波長分離取決於該繞射光學元件之一週期性形狀(periodic shape)。
  8. 如請求項1之波長選擇設備，其中該調諧機構包含沿著該脈衝光束至該繞射光學元件之該路徑配置的四個直角稜鏡，且該脈衝光束在該等四個直角稜鏡與該中心波長選擇光學器件之間經完全放大。
  9. 如請求項1之波長選擇設備，其進一步包含一致動器，該致動器經組態以調整該繞射光學元件相對於該脈衝光束之該路徑的一方位，使得該繞射光學元件在一些時刻沿著該脈衝光束之該路徑定位且在其他時刻並不沿著該脈衝光束之該路徑定位，該繞射光學元件僅在該繞射光學元件沿著該脈衝光束之該路徑定位時才與該脈衝光束相互作用。
  10. 如請求項9之波長選擇設備，其中該致動器經進一步組態以調整該繞射光學元件相對於該脈衝光束在該繞射光學元件處之一路徑之一方向的一角度，使得調整每一所產生脈衝光子光束在該中心波長選擇光學器件上之該相異入射角。
  11. 如請求項1之波長選擇設備，其中該複數個脈衝光子光束包含三個或多於三個脈衝光子光束。
  12. 如請求項1之波長選擇設備，其中該調諧機構及該中心波長選擇光學器件經配置以依一利特羅(Littrow)組態與該脈衝光束相互作用。
  13. 如請求項1之波長選擇設備，其中該中心波長選擇光學器件為一反射光學元件。
  14. 如請求項1之波長選擇設備，其中針對該脈衝光束之每一相異波長形成一空中影像(aerial image)。
  15. 如請求項1之波長選擇設備，其進一步包含一控制系統及與該調諧機構相關聯之一或多個致動器，其中該控制系統經組態以調整去至該一或多個致動器之一信號，以藉此調整該脈衝光束在該中心波長選擇光學器件上之該入射角。
  16. 如請求項1之波長選擇設備，其中該繞射光學元件垂直於該脈衝光束沿著該路徑之一傳播方向而配置。
  17. 如請求項1之波長選擇設備，其中該繞射光學元件經進一步組態以重組來自該中心波長選擇光學器件之該複數個脈衝光子光束以形成該脈衝光束。
  18. 如請求項1之波長選擇設備，其中該調諧機構包含四個直角稜鏡，且該脈衝光束經至少大部分放大的該位置係在最接近該中心波長選擇光學器件的該直角稜鏡與第二接近該中心波長選擇光學器件的該直角稜鏡之間的光程中。
  19. 一種光學系統，其包含：一光源，其經組態以產生沿著朝向一微影曝光設備之一路徑引導的一脈衝光束；一微影曝光設備，其經組態以與該脈衝光束相互作用；及一波長選擇設備，其相對於該光源而配置，該波長選擇設備包含：一中心波長選擇光學器件，其經組態以根據該脈衝光束在該中心波長選擇光學器件上之一入射角選擇該脈衝光束之每一脈衝的至少一個中心波長；一調諧機構，其沿著該脈衝光束至該中心波長選擇光學器件之該路徑配置，該調諧機構經組態以與該脈衝光束以光學方式相互作用及選擇該脈衝光束在該中心波長選擇光學器件上之該入射角；及 一繞射光學元件，其係被動及透射的且沿著該脈衝光束之該路徑配置於該脈衝光束經完全放大或至少大部分放大的一位置處，該繞射光學元件經組態以與該脈衝光束相互作用及自該脈衝光束產生在空間上分離且在時間上不分離之複數個脈衝光子光束，每一脈衝光子光束與該中心波長選擇光學器件上之一相異入射角相關聯，使得每一脈衝光子光束與一相異波長相關聯且該脈衝光束之光學光譜包括每一相異波長下的一峰值。
  20. 如請求項19之光學系統，其中該繞射光學元件為一繞射光束分光器、一繞射光柵、一相位光柵、一二元相位光柵或一閃耀相位光柵。
  21. 如請求項19之光學系統，其中該調諧機構包含四個折射光學元件。
  22. 如請求項21之光學系統，其中每一折射光學元件為一直角稜鏡。
  23. 如請求項19之光學系統，其中該複數個脈衝光子光束之該等相異波長之間的一波長分離大於約10皮米(pm)、約30pm或約45pm。
  24. 如請求項19之光學系統，其中該脈衝光束之每一脈衝的該中心波長為約248奈米(nm)或193nm。
  25. 如請求項19之光學系統，其中該波長選擇設備進一步包含一致動器，該致動器經組態以調整該繞射光學元件相對於該脈衝光束之該路徑的 一方位，使得該繞射光學元件在一些時刻沿著該脈衝光束之該路徑定位且在其他時刻並不沿著該脈衝光束之該路徑定位，該繞射光學元件僅在該繞射光學元件沿著該脈衝光束之該路徑定位時才與該脈衝光束相互作用。
  26. 如請求項25之光學系統，其進一步包含一控制系統，該控制系統經組態以控制該波長選擇設備調整該繞射光學元件相對於該脈衝光束之該路徑的該方位。
  27. 如請求項19之光學系統，其中該微影曝光設備包含經定位以與來自該光源之該脈衝光束相互作用的一光罩及經組態以固持一晶圓的一晶圓固持器。
  28. 如請求項27之光學系統，其中複數個相異空中影像形成於該晶圓固持器處之該晶圓上，每一相異空中影像係基於沿著一傳播方向穿過該光罩之相關聯脈衝光子光束之該相異波長。
  29. 如請求項19之光學系統，其進一步包含一控制系統及與該調諧機構相關聯之一或多個致動器，其中該控制系統經組態以調整去至該一或多個致動器之一信號，以藉此調整該脈衝光束在該中心波長選擇光學器件上之該入射角。
  30. 一種用於藉由一單一脈衝光束形成複數個空中影像之方法，該方法包含： 沿著朝向一晶圓之一路徑產生該脈衝光束；藉由使該脈衝光束與沿著該脈衝光束至一中心波長選擇光學器件之該路徑配置的一調諧機構以光學方式相互作用，選擇該脈衝光束在該中心波長選擇光學器件上之一入射角以選擇該脈衝光束之每一脈衝的至少一個中心波長；自該脈衝光束產生在空間上分離且在時間上不分離的複數個脈衝光子光束，包括藉由使該脈衝光束與沿著該脈衝光束之該路徑配置的一繞射圖案相互作用而將該脈衝光束分裂成該複數個脈衝光子光束，每一脈衝光子光束與該中心波長選擇光學器件上之一相異入射角相關聯，使得每一脈衝光子光束與分離至少10皮米(pm)之該等相異波長中之一各別者相關聯；及在該晶圓上之該單一脈衝光束中形成該複數個空中影像，其中每一空中影像基於一相異波長而形成。
  31. 如請求項30之方法，其中使該脈衝光束與該繞射圖案相互作用包含：使該脈衝光束透射穿過一繞射光學元件。
  32. 如請求項30之方法，其中藉由該繞射圖案之一週期性形狀判定與每一脈衝光子光束相關聯的至該中心波長選擇光學器件上之每一相異入射角。
  33. 如請求項30之方法，其中選擇該脈衝光束在該中心波長選擇光學器件上之該入射角包含：調整該調諧機構內之折射光學元件之一或多個角 度。
  34. 如請求項30之方法，其中自該脈衝光束產生該複數個脈衝光子光束包含：調整該繞射圖案相對於該脈衝光束之該路徑的一方位。
  35. 如請求項34之方法，其中調整該繞射圖案之該方位包含：藉由移動包括該繞射圖案之一繞射光學元件來控制。
  36. 如請求項30之方法，其中在該晶圓上形成該複數個空中影像包含：在該晶圓處使該脈衝光束之強度輪廓平坦化。
  37. 如請求項30之方法，其進一步包含藉由使該等脈衝光子光束與沿著該脈衝光束之該路徑配置之該繞射圖案相互作用而重組離開該中心波長選擇光學器件之該複數個脈衝光子光束，使得當該脈衝光束與沿著至該中心波長選擇光學器件之該路徑行進的該繞射圖案相互作用時產生該複數個脈衝光子光束，且當該等脈衝光子光束與沿著遠離該中心波長選擇光學器件之該路徑行進的該繞射圖案相互作用時重組該複數個脈衝光子光束以形成該脈衝光束。
  38. 一種用於產生一脈衝光束之一脈衝光學源的波長選擇設備，該波長選擇設備包含：一中心波長選擇光學器件，其經組態以根據該脈衝光束在該中心波長選擇光學器件上之一入射角選擇該脈衝光束之每一脈衝的至少一個中心 波長；一調諧機構，其沿著該脈衝光束至該中心波長選擇光學器件之一路徑配置，該調諧機構經組態以與該脈衝光束以光學方式相互作用及選擇該脈衝光束在該中心波長選擇光學器件上之該入射角；及一被動及透射繞射光學元件，其沿著該脈衝光束之該路徑配置於該調諧機構與該中心波長選擇光學器件之間的一位置處，該繞射光學元件經組態以與該脈衝光束相互作用及自該脈衝光束產生在空間上分離且在時間上不分離的複數個脈衝光子光束，每一脈衝光子光束與該中心波長選擇光學器件上之一相異入射角相關聯，使得每一脈衝光子光束與一相異波長相關聯且該脈衝光束之光學光譜包括每一相異波長下的一峰值。
  39. 如請求項38之波長選擇設備，其中該繞射光學元件為一繞射光束分光器、一繞射光柵、一相位光柵、一二元相位光柵或一閃耀相位光柵。
  40. 如請求項38之波長選擇設備，其中該調諧機構包含四個折射光學元件。
  41. 如請求項38之波長選擇設備，其中該複數個脈衝光子光束之該等相異波長之間的一波長分離大於約10皮米(pm)、約30pm或約45pm。
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