TWI807378B - 預測校準排程設備及方法 - Google Patents

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TWI807378B
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*** 塔吉 莫比
史班瑟 萊恩 威廉斯
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Abstract

本發明係關於一種經執行以用於排程與一光源中之一光學裝置相關之一校準的方法。該方法可由包括一校準設備及一預測控制器之一校準系統執行。該方法包括：在該光學裝置經校準時接收與該光學裝置相關聯之一屬性；至少基於該光學裝置屬性計算一當前降級度量值，該降級度量值將該光學裝置之行為模型化；基於該當前降級度量值估計該光學裝置之一降級何時將超出一臨限值；以及至少部分地基於對光學裝置降級之該估計排程對該光學裝置之一校準。

Description

預測校準排程設備及方法
所揭示主題係關於一種用於預測何時執行對光源中之光學裝置之校準的設備。
在光微影中所使用之一種類型的氣體放電光源被稱為準分子光源或雷射器。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仿真(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紫外線範圍中之放大光。準分子光源可使用單個氣體放電腔或複數個氣體放電腔。當準分子光源正執行時，準分子光源產生深紫外線(DUV)光束。DUV光可包括例如約100奈米(nm)至約400nm之波長。
DUV光束可經導引至光微影曝光設備或掃描器，該光微影曝光設備或掃描器係將所要圖案施加至基板(諸如矽晶圓)之目標部分上的機器。DUV光束與投影光學系統相互作用，該投影光學系統將DUV光束通過遮罩投影至晶圓上之光阻上。以此方式，將一或多層晶片設計圖案化至光阻上，且隨後蝕刻及清潔晶圓。
在一些一般態樣中，一種經執行以用於排程與光源中之光學裝置相關之校準的方法。該方法包括：在光學裝置經校準時接收與光學裝置相關聯之屬性；至少基於光學裝置屬性計算當前降級度量值，該降級度量值將光學裝置之行為模型化；基於當前降級度量值估計光學裝置之降級何時將超出臨限值；以及至少部分地基於對光學裝置降級之估計排程對光學裝置之校準。
實施方式可包括以下特徵中之一或多者。舉例而言，可藉由判定何時執行對光學裝置之校準來排程對光學裝置之校準。
可基於校準屬性計算當前降級度量值。
該光學裝置可經組態以量測由光源產生之光束之光譜特徵。該光束之所量測光譜特徵可為光束之波長。
可藉由在光學裝置經校準時接收與由光源產生之光束之光譜特徵相關聯的一誤差量測值來接收光學裝置屬性。該誤差量測值可為光束之所量測光譜特徵與參考光譜特徵之間的差。
可藉由估計光學裝置屬性相對於光學裝置之使用量之變化的變化程度來計算當前降級度量值。該估計光學裝置屬性相對於光學裝置之使用量之變化的變化程度可包括估計基於與光學裝置屬性之先前值及先前降級度量值相關之資料的一誤差。
可藉由假定光學裝置屬性相對於光學裝置之使用量之變化以線性方式變化來計算當前降級度量值。可藉由基於線性函數估計光學裝置屬性中之誤差來計算當前降級度量值，其中先前降級度量值係線性函數之斜率，該線性函數包括光學裝置之使用量的先前值及光學裝置屬性中之 誤差的累積總和。可藉由估計光學裝置屬性中之誤差來計算當前降級度量值。可藉由分析光學裝置屬性之變化趨勢來計算當前降級度量值。
降級度量值可將光學裝置之趨勢行為模型化。
可藉由探測光學裝置屬性相對於光學裝置之使用量是否以非線性方式變化來排程對光學裝置之校準。探測光學裝置屬性相對於光學裝置之使用量是否以非線性方式變化可包括分析當前降級度量值之可信度。
該估計光學裝置之降級何時將超出臨限值可包括估計與光學裝置相關聯之光學裝置屬性中之誤差何時將超出臨限值。基於估計排程對光學裝置之校準可包括在需要校準之前估計將可接受的光學裝置之額外使用量。
該方法可包括在排程對光學裝置之校準之後，在執行經排程之下一校準時更新與光學裝置相關聯之光學裝置屬性並將當前降級度量值指定至先前降級度量值。
該降級度量值可對應於光學裝置屬性之斜率的局部線性近似。
該光學裝置可經組態以估計由光源產生之光束的能量。可藉由接收與光學裝置相關聯的量測標度在光學裝置經校準時接收光學裝置屬性，量測標度執行自直接量測值至間接值之轉換，直接量測值與在光學裝置經校準時由光源產生之光束相關。當光學裝置屬性中之漂移超出漂移臨限值時，估計可估計光學裝置之降級超出臨限值。可藉由基於與間接值相關聯之誤差臨限值計算漂移臨限值來估計光學裝置屬性中之漂移超出漂移臨限值。
在其他一般態樣中，一種校準系統包括：校準設備，其經組態以校準光學裝置，該光學裝置經組態以量測與由光源產生之光束相關的態樣；以及預測控制器，其與校準設備通信。該預測控制器包括：輸入模組、適應性模組及輸出模組。該輸入模組經組態以在光學裝置經校準時自光學裝置接收與光束之所量測態樣相關聯的所量測屬性。該適應性模組經組態以：自輸入模組接收所量測屬性；至少基於所量測屬性計算當前降級度量值，該降級度量值將光學裝置之行為模型化；以及基於當前降級度量值估計光學裝置之降級何時將超出臨限值。該輸出模組經組態以基於來自適應性模組之估計排程對光學裝置之校準；且基於排程指示校準設備校準光學裝置。
實施方式可包括以下特徵中之一或多者。舉例而言，與光學裝置相關聯之所量測屬性可包括由光源產生之光束之光譜特徵的量測值。
該校準設備可包括具有光學躍遷量變曲線之校準材料，該光學躍遷量變曲線具有已知能量躍遷。該光學裝置可包括光譜分析模組，該光譜分析模組經組態以感測由光源產生之光束的光譜量變曲線，且校準設備可經組態以使用校準材料校準光譜分析模組。該光學裝置之降級的估計可為光譜分析模組之校準中之漂移的指示。該校準設備經組態以校準光學裝置可包括調整光譜分析模組之一或多個操作參數。
該降級度量值可對應於所量測屬性之趨勢之斜率的局部線性近似。
在其他一般態樣中，一種與校準設備通信之預測設備，該校準設備經組態以校準光學裝置，該光學裝置經組態以量測與由光源產生 之光束相關的態樣。該預測設備包括：輸入模組，其經組態以在光學裝置經校準時自光學裝置接收與光束之所量測態樣相關聯的所量測屬性；適應性模組，其經組態以：自輸入模組接收所量測屬性；至少基於所量測屬性計算當前降級度量值，該降級度量值將光學裝置之行為模型化；以及基於當前降級度量值估計光學裝置之降級何時將超出臨限值；以及輸出模組，其經組態以基於來自適應性模組之估計排程對光學裝置之校準；且基於排程指示校準設備校準光學裝置。
在其他一般態樣中，一種校準系統包括：校準設備，其經組態以校準光學裝置，該光學裝置經組態以量測與由光源產生之光束相關的態樣；以及預測控制器，其與校準設備通信。該預測控制器包括：輸入模組，其經組態以在光學裝置經校準時自光學裝置接收與光學裝置相關聯的屬性；適應性模組，其經組態以：自輸入模組接收光學裝置屬性；至少基於光學裝置屬性計算當前降級度量值，該降級度量值將光學裝置之行為模型化；以及基於當前降級度量值估計光學裝置之降級何時將超出臨限值；以及輸出模組，其經組態以基於來自適應性模組之估計排程對光學裝置之校準；且基於排程指示校準設備校準光學裝置。
實施方式包括以下特徵中之一或多者。舉例而言，光學裝置可經組態以基於量測標度提供對光束之能量的估計。該光學裝置屬性可包括量測標度。量測標度可實現自光束之特性之直接量測值至光束之能量之間接值的轉換。
該校準設備可包括：功率計，其接收經導引至光學裝置之光束之至少一部分，該功率計輸出所量測功率；以及處理器。該處理器經組態以：基於光源之脈衝重複頻率及自功率計輸出之所量測功率準確地計 算光束脈衝中的能量；及比較經準確計算之能量與來自光學裝置之光束的經估計能量。該處理器可經組態以基於比較結果估計光學裝置之量測標度中之漂移。該校準設備經組態以校準光學裝置可包括基於比較結果調整光學裝置之量測標度。光學裝置之降級可由光學裝置之量測標度中之漂移的估計指示。該降級度量值可對應於光學裝置之量測標度之趨勢之斜率的局部線性近似。
在其他一般態樣中，一種與校準設備通信之預測設備，該校準設備經組態以校準光學裝置，該光學裝置經組態以量測與由光源產生之光束相關的態樣。該預測設備包括：輸入模組，其經組態以在光學裝置經校準時自光學裝置接收與光學裝置相關聯的屬性；適應性模組，其經組態以：自輸入模組接收光學裝置屬性；至少基於光學裝置屬性計算當前降級度量值，該降級度量值將光學裝置之行為模型化；以及基於當前降級度量值估計光學裝置之降級何時將超出臨限值；以及輸出模組，其經組態以基於來自適應性模組之估計排程對光學裝置之校準；且基於排程指示校準設備校準光學裝置。
100,1200:校準系統
101:光束/主光束
102,802_1,802_2:光源
103,803_1,803_2:診斷光束/光束
104:輸出裝置
105:光學裝置
110:校準設備
130:預測控制器
232:輸入模組
234:適應性模組
236:輸出模組
238:記憶體
303i:光譜強度
303w,λ305:波長
305,805_1,805_2:光譜分析模組
306:空間分量/輸出空間分量
307:條紋圖案
308:光譜量變曲線
309:中心波長
341,441,541c,541o,641:孔隙
342,442:光學分離設備
344,444:感測器
350:控制模組
405:光譜分析模組/實施方式
461:輸入透鏡
462:標準具
462A,462B:部分反射玻璃或光學平板/平板/成對平板
463:輸出透鏡
500:實施方式/校準系統
510,610,1210:校準設備/實施方式
512,612:校準材料/材料
514,614:偵測器
515:躍遷量變曲線
516,1216:校準控制模組
541c,541o:孔隙
552:資料連接件
611:壁
611i:輸入窗口
611o:輸出窗口
618:單元格
770,1071,1370,1571:程序
772,774,776,778,1073,1077,1372,1374,1376,1378,1573,1577:步驟
801_1,801_2:光束
850_1,850_2,856_1,856_2:曲線
855p,955p:累積和
855u,955u,1445u:使用量
950w,1450w:局部窗口
1101:光束/脈衝光束
1102:照射系統
1104:光微影曝光設備或掃描器/曝光設備
1180:光微影系統
1181:光譜特徵選擇系統
1182:光束分光器
1183:光束製備系統
1184:光學源
1184PA:功率放大器
1184MO:主控振盪器
1185:投影光學系統
1186:晶圓
1187:控制器
1188:控制系統
1205:能量分析模組/光學裝置
1205A:光偵測器
1205B:轉換模組
1206:能量控制組件
1214:功率計
1230:實施方式/預測控制器
1455p,S:量測標度
E:能量值
L105:態樣
M:數位值
PL:光程長度
PL_IP:拐點
圖1係光學裝置、產生光束之光源及包括校準設備及預測控制器之校準系統的方塊圖。
圖2係圖1之包括校準設備之校準系統的實施方式及包括輸入模組、適應性模組及輸出模組之預測控制器的實施方式之方塊圖。
圖3係圖1之光學裝置之實施方式的方塊圖，該光學裝置係包括光學分離設備且經組態以感測由圖1之光源產生之光束的光譜特徵之光譜分析模組。
圖4係圖3之光譜分析模組之實施方式的方塊圖，其包括圖3之光學分離設備之實施方式。
圖5係圖1之光學裝置、光源及校準系統之實施方式的方塊圖，該校準系統之實施方式包括預測控制器及圖1之校準設備之實施方式。
圖6係圖5之校準設備的實施方式，該校準設備包括偵測器及固定校準材料之單元格。
圖7係用於排程與圖1之光學裝置相關之校準的程序之流程圖，該程序係由圖1之校準系統或圖5之校準系統之實施方式執行。
圖8A係展示與第一光源相關聯之第一光譜分析模組之光程長度相對於第一光譜分析模組之使用量之行為的第一圖，及展示獨立且不同於第一光譜分析模組且與獨立且不同於第一光源之第二光源相關聯之第二光譜分析模組之光程長度相對於第二光譜分析模組之使用量之行為的第二圖。
圖8B係展示圖8A之第一光譜分析模組之所量測屬性的累積和相對於圖8A之第一光譜分析模組之同一使用量之行為的第一圖，及展示圖8A之第二光譜分析模組之所量測屬性的累積和相對於圖8A之第二光譜分析模組之同一使用量之行為的第二圖。
圖9係以圖3之光譜分析模組之累積和的值之形式展示圖7之程序之操作相對於光譜分析模組用於使用之局部窗口的使用量之圖。
圖10係在使用圖7之程序排程與光學裝置相關之校準之後執行的程序之流程圖。
圖11係包括照射系統之光微影系統、圖1之光學裝置及圖1 之校準系統，照射系統產生經導引至光微影曝光設備之光束。
圖12係圖1之光學裝置及校準系統之實施方式的方塊圖。
圖13係用於使用圖12之光學裝置及校準系統且視情況使用圖1或圖5之光學裝置及校準系統排程校準之程序的流程圖。
圖14係展示圖13之程序之操作且特定言之圖12之光學裝置之量測標度的值相對於圖12之光學裝置用於使用之局部窗口的使用量之圖。
圖15係在使用圖13之程序排程與圖12之光學裝置相關之校準之後執行的程序之流程圖。
參考圖1，校準系統100係相對於光學裝置105而配置。光學裝置105經組態以量測或感測與由光源102產生之光束101相關的態樣L105，光束101經提供至輸出裝置104且由該輸出裝置使用。與光束101相關的所量測或所感測之態樣L105可提供至光源102、輸出裝置104，或提供至與光源102及輸出裝置104中之一或多者相關的控制設備。光學裝置105接收診斷光束103，該診斷光束可為光束101或已自光束101***之光束101的一部分。
在操作期間，由於各種不合需要之效應，由光學裝置105執行之量測之準確度可隨著光學裝置105正使用而降低。舉例而言，光學裝置105可依賴於光學裝置105內之診斷光束103所經歷的光程長度，以便量測光束101之光譜的光譜特徵(諸如中心波長)。所量測態樣L105可對應於此所量測光譜特徵。光程長度不僅與由通過光學裝置105之診斷光束103遵循之路徑的幾何長度相關，亦與診斷光束103通過其傳播之一或多 個介質之折射率相關。在使用情況下，光學裝置105內之光程長度可改變，且此等改變可歸因於折射率及幾何路徑長度中之任何一或多者之改變。診斷光束103經歷之光程長度之改變造成由光學裝置105執行之診斷光束103之光譜特徵之量測的誤差。此又使得難以控制輸出裝置104可能需要的光束101之光譜特徵及光譜。
為維持由光學裝置105執行之量測之準確度，必須正確地校準光學裝置105。為此目的，校準系統100包括經組態以校準光學裝置105之校準設備110。在校準期間，光學裝置105之一或多個操作參數經調整以補償光學裝置105歸因於使用之此劣化。光學裝置105之校準可花費若干秒或超過一分鐘。舉例而言，校準可花費一分鐘、兩分鐘或甚至五分鐘。此外，在校準期間，光束101不可供輸出裝置104使用。因此，輸出裝置104之操作時間中止以便執行校準。
以往，校準設備110僅基於光學裝置105之使用量的預設值起始對光學裝置105之校準。舉例而言，若光源102係產生光束101之脈衝的脈衝光源，則光學裝置105之使用量可由光束101之脈衝總數且因此由光學裝置105感測之診斷光束103的脈衝總數判定。因此，在先前校準系統中，校準設備110可每X個光束101之脈衝執行一次校準。在一些情況下，X之值可為約數億。舉例而言，對於一些光源102，校準設備將每3億個光束101之脈衝執行一次對光學裝置105之校準。
僅基於光學裝置105之使用量的預定組態或預定值起始校準可在不需要執行校準時對光學裝置105執行校準或在需要執行校準時未能對光學裝置105執行校準。對光學裝置105執行不必要校準意謂輸出裝置104之過量及不合需要之停機時間。另一方面，當需要執行校準時未能 對光學裝置105執行校準意謂光束101的操作可能超出輸出裝置104所需之規格。
因此，校準系統100包括與校準設備110及光學裝置105通信之預測控制器130。預測控制器130經組態以在需要校準時排程對光學裝置105之校準，且在不需要校準時不排程對該光學裝置之校準。此外，預測控制器130判定在光學裝置105之操作期間的校準排程，而非僅基於光學裝置105之使用量的預設值。預測控制器130基於光學裝置105之先前或歷史性能作出關於是否及何時校準之判定。預測控制器130判定何時在光學裝置105之校準之間及在光源102之操作期間即時地排程對光學裝置105之後續或下一校準。
在圖式中，連接兩個元件的實線指示資料(例如，資訊及/或命令信號)可經由其流動的資料路徑。資料可經由無線或有線連接流動。因此，在預測控制器130、校準設備110及光學裝置105之間流動的資料或在此等組件中之每一者內流動的資料可經由無線或有線連接。此外，虛線指示光可沿著其傳播之光程。
為此目的，另外參考圖2，預測控制器130包括輸入模組232、適應性模組234及輸出模組236。在其他實施方式中，預測控制器130可包括或可存取記憶體238。記憶體238可經組態以每次在輸入模組232處接收到所量測屬性時儲存所量測屬性之值。記憶體238可經組態以藉由來自輸出模組236之校準排程、來自光學裝置105之其他資訊或甚至來自適應性模組234之降級度量值儲存輸出指令，此類資訊可供預測控制器130在操作期間多方面的使用。記憶體238可為唯讀記憶體及/或隨機存取記憶體，且可提供適合於有形地體現電腦程式指令及資料的儲存裝置。
輸入模組232與光學裝置105通信以接收與光學裝置105之先前或歷史性能相關的資訊。一般而言，且如下文更詳細地論述，輸入模組232經組態以自光學裝置105接收與診斷光束103之所量測態樣相關聯的所量測屬性。適應性模組234經組態以自輸入模組232接收所量測屬性且基於所量測屬性估計光學裝置105之降級何時將超出臨限值。另外，適應性模組234可不僅基於當前所量測屬性而且基於先前所量測屬性估計光學裝置105之降級何時將超出臨限值。舉例而言，適應性模組234可基於當前所量測屬性與所有或一些先前所量測屬性之累積和，諸如儲存於記憶體238中之累積和估計光學裝置105之降級何時將超出臨限值。輸出模組236經組態以基於來自適應性模組234之估計排程對光學裝置105之校準。
預測控制器130可包括或存取一或多個可程式處理器，且可各自執行指令程式以執行所要功能，該功能包括自光學裝置105接收所量測屬性及將包括校準排程之輸出指令產生至校準設備110。預測控制器130(及模組232、234、236中之任一者)可實施於數位電子電路、電腦硬體、韌體或軟體中之任一者中。校準設備110亦可包括一或多個輸入裝置及一或多個輸出裝置。
參考圖3，在一些實施方式中，光學裝置105係光譜分析模組305。光譜分析模組305包括光學分離設備342及感測器344。在其他實施方式中，光譜分析模組305包括未展示之其他組件，諸如漫射器、窗口及反射或折射光學組件中之一或多者。下文參考圖4描述光學分離設備342之實施方式。
在圖3之實例中，與光譜分析模組305相關聯之所量測屬性包括由光源102產生之診斷光束103之光譜特徵的量測值。光譜分析模組 305經組態以藉由感測及分析診斷光束103之光譜量變曲線308來感測診斷光束103之光譜特徵。亦被稱作光譜之光譜量變曲線308係隨診斷光束103之波長(或頻率)而變化的診斷光束103(及光束101)之光譜形狀或強度光譜。因此，光譜量變曲線308含有關於光束101或103之光能或功率遍及不同波長(或頻率)而分佈之情況的資訊。
診斷光束103經導引穿過光譜分析模組305之孔隙341而到達光學分離設備342。診斷光束103沿著由光學分離設備342內之光程長度界定之光程行進。光學分離設備342與診斷光束103相互作用且輸出對應於診斷光束103之光譜分量的複數個空間分量306。光譜分量處於光束103之光譜量變曲線308中。在操作中，光譜分析模組305可藉由改變光束103之波長及在某一波長範圍內進行掃描來產生光譜量變曲線308。
光譜分量對應於光束103之展示為光譜強度303i的光能或功率之值遍及不同波長303w而分佈之情況。空間分量306對應於映射至二維空間中之光譜強度303i之值。以此方式，光學分離設備342將光束103之諸如波長的光譜資訊變換成可由感測器344感測或偵測之空間資訊。變換將光譜資訊映射至空間中之不同位置，使得可藉由感測器344觀測到光譜資訊。光學分離設備342之傳輸展示於產生光譜量變曲線308之條紋圖案307中。
感測器344接收及感測輸出空間分量306。感測器可由大體上指示其感測區的作用區域之平面界定。感測區之平面可垂直於空間分量306之傳播方向。感測器344可為接收及感測輸出空間分量306之偵測器。舉例而言，可用以沿著一個維度進行量測的一種類型之合適偵測器係線性光電二極體陣列。線性光電二極體陣列由大小相同、在一個封裝中以相等 間距之線性配置形成之多個元件組成。光電二極體陣列對光束103之波長敏感，且若光束103具有在深紫外線範圍中之波長，則光電二極體陣列對具有在深紫外線範圍中之波長的光敏感。作為另一實例，感測器344可為二維感測器，諸如二維電荷耦合裝置(CCD)或二維互補金屬氧化物半導體(CMOS)感測器。感測器344能夠以足夠快速之速率，例如以約6kHz之頻率讀出資料。
感測器344之輸出端連接至量測空間分量306之屬性且分析所量測屬性以計算光束103之光譜特徵之估計值的控制模組350。如上文所論述，診斷光束103及光束101之光譜特徵估計值經提供至光源102、輸出裝置104，或提供至與光源102及輸出裝置104中之一或多者相關聯的控制設備。控制模組350可藉由資料連接件連接至感測器344且亦可與光源102及/或輸出裝置104通信。控制模組350可針對光束103之每一脈衝或針對光束之一組脈衝執行量測、分析及計算。控制模組350亦可連接至校準系統100之校準設備110及預測控制器130(圖1及圖2)。控制模組350可藉由資料連接件將光束103之所量測屬性之資料(包括對所量測屬性之分析)發送至校準設備110及預測控制器130。
在圖3之實例中，光譜屬性之所計算估計值係光束103之波長λ305。所估計波長λ305可對應於或基於光束103之光譜量變曲線308的中心波長309。在操作期間，光譜分析模組305之光學分離設備342感測或量測包括中心波長309之光譜量變曲線308的態樣。光束103之所估計波長λ305的值可基於此所量測中心波長309，且中心波長309取決於與由感測器344感測之空間分量306相關的量測以及光學分離設備342之光程長度的經校準模型。舉例而言，中心波長309取決於在空間分量306中可見之環 的直徑及光學分離設備342之光程長度。在使用情況下，亦即，在光譜分析模組305之操作期間，光學分離設備342內之光程長度可歸因於折射率及幾何路徑長度中之任何一或多者的改變而改變。且因為診斷光束103之光譜特徵之量測取決於光學分離設備342之光程長度之準確模型，所以診斷光束103經歷之經改變光程長度可造成由光譜分析模組305執行的診斷光束103之光譜特徵之量測的誤差，包括光譜量變曲線308之中心波長309中的誤差。
亦參考圖2，校準系統100可在操作期間與光譜分析模組305通信以校準光譜分析模組305，藉此補償歸因於使用之光譜分析模組305之劣化。具體而言，校準設備110藉由調整光譜分析模組305之一或多個操作參數來校準光譜分析模組305(亦即，圖3之實例中的光學裝置)。舉例而言，校準設備110可調整光譜分析模組305之軟體參數、控制參數及物理參數中之任何一或多者。在一些實施方式中，校準設備110藉由校正或更新光程長度之模型來校準光譜分析模組305，該模型供光譜分析模組305內之控制模組350使用以估計診斷光束103之波長λ305。
預測控制器130排程對光譜分析模組305之校準。因此，預測控制器130(藉助於輸出模組236)將關於是否及何時執行對光譜分析模組305之下一或後續校準的指令發送至校準設備110。預測控制器130判定何時需要校準，且亦判定何時不需要校準。
參考圖4，光譜分析模組305之實施方式405包括光學分離設備442及感測器444。光學分離設備442係光學分離設備342(圖3)之實施方式，且感測器444係感測器344(圖3)之實施方式。在所說明實施方式中，光學分離設備442包括輸入透鏡461、為標準具462之光學頻率分離設 備及輸出透鏡463。其他配置用於其他實施方式中。光譜分析模組405之孔隙441提供用於輸入診斷光束103之機構。孔隙441可置放於輸入透鏡461之焦點平面處。藉由將光譜分析模組440之孔隙441定位於輸入透鏡461之焦點平面處，來自焦點平面之每一點充當點源，且因此輸入透鏡461用以在診斷光束103進入標準具462之前對其進行準直。將輸出透鏡463定位於標準具462之出口處，使得輸出透鏡463之焦點平面與感測器444之作用區域重疊。
標準具462包括一對可間隔較短距離(例如，數毫米至數公分)之部分反射玻璃或光學平板462A、462B，其中反射表面面向彼此。在其他實施方式中，標準具462包括具有兩個平行反射表面之單個板。可以楔形形狀製作平板462A、462B以防止後表面產生干涉條紋。後表面亦可具有抗反射塗層。隨著光束103穿過成對平板462A、462B，光束103被多次反射且產生複數個透射射線，該等射線由輸出透鏡463收集且被引入至感測器444之作用區域。光譜分析模組405亦可包括輸出透鏡463與感測器444之間的光學中繼器，以確保感測器444處於輸出透鏡463之焦點平面。
標準具462與光束103相互作用且輸出對應於光束103之光譜分量的複數個空間分量(諸如，圖3之空間分量306)。標準具462將包括光束103之波長的光譜資訊變換成由感測器444感測或偵測之空間資訊。由標準具462產生之空間分量為呈現為一組同心環之干涉圖案(諸如，空間分量306)。當光束103在孔隙441上之強度分佈更均勻時，干涉圖案包括更均勻的強度分佈。具體而言，環之清晰度取決於標準具462之平板462A、462B的反射率。因此，當平板462A、462B之反射率高且光束103為單色光束時，標準具462相對於暗背景產生一組窄亮環。標準具462隨 波長而變化的透射率為產生光束103之光譜量變曲線(諸如圖3之光譜量變曲線308)的條紋圖案(諸如，圖3之條紋圖案307)。
感測器444接收及感測輸出空間分量。控制模組350自感測器444接收所感測空間分量，並量測及/或分析所接收資料。控制模組350將所量測及/或分析之資料(諸如所估計之波長λ305)發送至校準系統100(圖1)。校準系統100在經排程時間校準光譜分析模組405，且至少部分基於此所量測及/或分析之資料預測對光譜分析模組405之下一或後續校準。校準系統可藉由調整一或多個操作參數校準光譜分析模組405，該參數諸如光譜分析模組305之軟體參數、控制參數及物理參數。作為實例，可調整標準具462之光程長度之模型。作為另一實例，標準具462之平板462A、462B中之每一者的位置可經調整以調整標準具462內之光束103的光程長度。以此方式，校準系統100校正診斷光束103在光譜分析模組405中所經歷之光程長度。此外，因為校準系統100亦預測下一或後續校準(藉此減少相比於以往方法而執行之校準量)，所以延長光譜分析模組405可操作之持續時間，此係因為對光譜分析模組405執行較少校準。
參考圖5，校準系統100之實施方式500包括預測控制器130(圖1)及校準設備110(圖1)之實施方式510。光學裝置105(圖1)相對於校準系統500而配置且包括孔隙541o，光學裝置105經由該孔隙自光源102接收診斷光束103。校準設備510包括孔隙541c、校準材料512、至少一個偵測器514及校準控制模組516。校準材料512係具有光學躍遷量變曲線之校準材料，該光學躍遷量變曲線具有已知能量躍遷。在其他實施方式中，校準設備510可包括比圖5中所展示之組件更多的組件。校準控制模組516藉由一或多個資料連接件552與偵測器514、光學裝置105及預測控制器130通 信，該等資料連接件中之每一者可為有線或無線的。
校準設備510經由孔隙541c自光源102接收診斷光束103。診斷光束103與校準材料512相互作用以產生材料512之能量躍遷之躍遷(例如，吸收)量變曲線515，且偵測器514偵測此躍遷量變曲線515。躍遷量變曲線515展示與診斷光束103與材料512之間的相互作用相關聯之特性與診斷光束103之波長之間的關係。因此，躍遷量變曲線515顯示為特性(由偵測器514量測)相對於診斷光束103之波長的曲線圖。為偵測躍遷量變曲線515，跨越能量躍遷掃描診斷光束103之波長。
校準材料512可由具有與診斷光束103(及亦光束101)之波長範圍重合之已知能量躍遷的任何材料製成。因此，若光束103具有在深紫外線範圍(DUV)範圍中之波長，則選擇材料512且選擇在同一DUV範圍中之已知能量躍遷。在光束101及診斷光束103具有在DUV範圍中之波長的一些實施方式中，材料512係具有已知躍遷之鉑，該已知躍遷具有193.4奈米(nm)之峰值吸收值λref。材料512內所監測之已知能量躍遷可為電子躍遷、振動躍遷或旋轉躍遷。此等能量躍遷係歸因於材料512內之粒子(諸如原子或分子)呈現稱為能階之某些離散能量值的事實。術語「能階」用於受原子核之電場束縛的原子、離子或分子中之電子的能階。替代地，術語「能階」可指原子核中之能階或分子中之振動或旋轉能階。
材料512可在原子氣室或罩殼內部。在一些實施方式中，材料512產生為放電電漿且為雷射檢流計之一部分，該雷射檢流計為利用材料512之放電電漿與光束103之間的共振現象之光電流感測器。隨後參考圖6更詳細地論述此情形。
參考圖6，校準設備510之實施方式610包括孔隙641、固定 校準材料612之單元格618及偵測器614。光束103係經由孔隙641導引至校準設備510中。單元格618係由壁611界定，該壁由剛性及化學惰性物質製成且閉合以藉此界定校準材料612容納及留存於其中之空腔。壁611之材料並不與材料612或光束103相互作用。此外，單元格618至少包括輸入窗口611i及診斷光束103可穿過之輸出窗口611o。單元格618與外部環境隔離(歸因於壁611之設計)，以便在由壁611界定之空腔內含有材料612。偵測器614經組態以在診斷光束103經導引通過材料612時且診斷光束103之波長跨越已知能量躍遷經掃描時偵測與材料612與診斷光束103之間的相互作用相關聯之特性。
在一些實施方式中，校準設備610使用光譜學之原理操作。在此等實施方式中，偵測器614為量測已穿過材料612之診斷光束103之強度的光學偵測器，諸如光電二極體偵測器或光電倍增管。此量測對應於躍遷量變曲線515(圖5)。
在其他實施方式中，校準設備610可充當檢流計，其中材料612為氣體或電漿放電(自電極產生)，該氣體或電漿放電由材料612製成且置放於單元格618內。在一些實施方式中，可使用光電流光譜學。在光電流光譜學中，當光束103經調諧穿過氣體放電中之激發原子或分子之所允許躍遷之頻率時，由偵測器614監測穿過氣體放電(其為材料612)之電流。當光束103以共振方式將原子或分子自低能狀態激發至較高激發狀態，例如原子或分子經激發至較低束縛態時，藉此增加原子或分子將藉由放電碰撞電離且促成放電電流增加的可能性。可藉由偵測器614以極大靈敏度偵測放電電流之細微改變。相比於可用以偵測與光束103與材料612之間的相互作用相關聯之特性的其他光譜法，光電流光譜學不需要光學偵 測器(諸如光電倍增管或光電二極體偵測器)獲得原子躍遷光譜，此係因為氣體放電充當共振光偵測器。
再次參考圖5，校準設備510使用校準材料512校準光學裝置510。具體言之，為校準光學裝置105，光源102跨越校準材料512之能量躍遷掃描光束101(且因此掃描由光束101形成之診斷光束103)之波長，且偵測器514偵測躍遷量變曲線515。當掃描光束101之波長時，光學裝置105(其可為圖3之光譜分析模組305)量測診斷光束103之波長。作為實例，光譜分析模組305量測光束103之光譜量變曲線308之中心波長309，如圖3中所展示。另外，當藉由光源102掃描光束101之波長時，光譜分析模組305(基於中心波長309)將診斷光束103之所估計波長λ305輸出至校準控制模組516。如上文所論述，光譜分析模組305基於與由感測器344感測之空間分量306相關的量測值以及光學分離設備342之光程長度之經校準模型估計光束101之波長λ305。此外，當藉由光源102掃描光束101之波長時，偵測器514將診斷光束103之所量測特性輸出至校準控制模組516。特定言之，偵測器514將躍遷量變曲線515輸出至校準控制模組516。
校準控制模組516判定躍遷量變曲線515處於峰值(或處於已知能量躍遷)λref之時刻。校準控制模組516比較自光譜分析模組305輸出之光束103在其判定躍遷量變曲線515處於峰值λref時的波長λ305p。換言之，波長λ305p為藉由光譜分析模組305內之控制模組350(圖3)在校準控制模組516判定躍遷量變曲線515處於峰值λref時計算及自其輸出之波長。校準控制模組516調整光譜分析模組305之一或多個操作參數直至其判定波長λ305p等於峰值λref。一旦這兩個值(λ305p及λref)相等，則校準光譜分析模組305。
一般而言，若這兩個值，亦即λref及λ305p彼此相等或在彼此可接受之範圍內，則光譜分析模組305輸出診斷光束103之波長λ305之準確量測值。然而，若這兩個值，亦即λref及λ305p不相等且不在彼此可接受之範圍內，則此意謂光譜分析模組305之準確度係不可接受的。應在光譜分析模組305鍵入兩個值(λref及λ305p)並不在彼此可接受之範圍內的狀態之前執行校準。另一方面，若兩個值λref及λ305p之值相等或相當接近，則將無需校準。
可接受範圍將絕對波長誤差量化且可由λref與λ305p之間的絕對差△λ界定。特定言之，可接受範圍可為在操作期間將容許的絕對波長誤差△λ之上限或最大值。換言之，若兩個值，亦即λref及λ305p之間的絕對差△λ例如小於0.2pm、小於0.3pm或小於0.4pm，則兩個值，亦即λref及λ305p在彼此可接受之範圍內。因此，在過去，即便絕對波長差△λ實質上小於0.2pm，校準設備510亦可執行校準。舉例而言，在過去，即便在絕對波長差△λ小於0.007pm之情形下，校準設備510亦可執行不必要校準。但校準設備510將無需在此類情形下執行校準。因此，在現有情形下，吾等具有增加系統之停機時間且減少系統可用性的許多不必要校準。另一方面，若這兩個值，亦即λref及λ305p之間的絕對差△λ接近但不大於限值(0.2pm、0.3pm或0.4pm)，則校準設備510應對光譜分析模組305執行校準。
由校準設備510對光譜分析模組305執行之校準可花費若干分鐘來執行及完成。舉例而言，校準可花費一(1)至五(5)分鐘來執行及完成。在光譜分析模組305之校準期間，輸出裝置104並未接收到在所需規格內之光束101，且因此輸出裝置104並未操作。歸因於校準，輸出裝置 104之操作中的此停機時間減少了輸出裝置104之輸出及產生。出於此原因，如接下來所論述，校準系統100及預測控制器130執行程序以在需要校準時排程對光學裝置105及光譜分析模組305之校準且不需要校準時不排程對該等光學裝置及光譜分析模組之校準。預測控制器130查看來自最後若干(例如，三個、四個、五個或更多)校準之資料，且預測兩個值(λref及λ305p)未來何時將處於彼此可接受之範圍外，且因此預測何時應進行下一校準以確保光譜分析模組305以可接受準確度操作且避免絕對差△λ超出可接受範圍之情形。參考圖7，執行程序770以用於排程與光學裝置104相關之校準。程序770由校準系統100(圖1及圖2)或校準系統500(圖5)執行。
程序770包括在光學裝置105經校準時接收與光學裝置105相關聯之所量測屬性(772)。與光學裝置105相關聯之所量測屬性可由預測控制器130之輸入模組232(圖2)接收。在一些實施方式中，校準控制模組516將所量測屬性提供至預測控制器130之輸入模組232。在一個實例中，校準控制模組516提供誤差量測值或波長誤差，亦即絕對差△λ，該絕對差為診斷光束103之所量測波長λ305p與參考中心波長λref之間的差，該參考中心波長與校準設備510中之材料512的已知能量躍遷相關聯。誤差量測值由等式1給出：△λ=λ305p-λref等式(1)
其中λref為校準材料512之已知能量躍遷的參考波長，且λ305p為在光源102輸出具有參考波長λref之光束101時自光譜分析模組305輸出的診斷光束103之波長的估計值。波長誤差△λ量化光譜分析模組305在光譜分析模組305內之一或多個參數歸因於使用而改變時準確度的漂移程度。校 準控制模組516可在光譜分析模組305經校準且預測控制器130之輸入模組232自校準控制模組516接收波長誤差△λ時計算波長誤差△λ。
接下來，且返回參考圖7，至少基於所量測屬性計算當前降級度量值α(774)。舉例而言，預測控制器130之適應性模組234自輸入模組232接收所量測屬性，且適應性模組234至少基於所量測屬性(其在此實例中為波長誤差△λ)計算當前降級度量值α。降級度量值α將光學裝置105之行為模型化。具體言之，適應性模組234可估計所量測屬性相對於光學裝置105之使用量的變化的變化程度。換言之，當光學裝置105在光源102之操作期間隨時間推移而使用時，所量測屬性之值可改變。在一個實例中且參看圖3及圖4，光譜分析模組305內之光束103的光程長度可歸因於在校準系統500之操作期間發生的折射率及幾何路徑長度中之任何一或多者之改變而改變，藉此造成由光譜分析模組305量測波長λ305之誤差。以波長誤差△λ形式展示之此量測誤差造成所量測屬性之值的改變，該所量測屬性之值可藉由適應性模組234模型化為降級度量值。
降級度量值α可基於當前波長誤差△λ加上自控制模組516輸出的一或多個波長誤差△λp之累積和Σ。當前降級度量值α可對應於所量測屬性之趨勢的斜率之局部線性近似。舉例而言，趨勢可為線性趨勢或非線性趨勢，且當斜率為正或負時，斜率之局部線性近似可分別為正或負。以此方式，假定所量測屬性相對於光學裝置105之使用量的變化以線性方式變化。詳言之，當前波長誤差△λ與自控制模組516輸出的一或多個波長誤差△λp之累積和Σ提供關於波長誤差△λ之趨勢的資訊。
接下來，預測控制器130基於當前降級度量值α(i)估計光學裝置105之降級何時將超出預定臨限值MaxErr(776)，其中i對應於對光譜 分析模組305執行之最近(及當前)校準事件。因此，i-1係對光譜分析模組305執行的校準事件，校準事件i緊接在該校準事件之後，且i+1係將由預測控制器130排程的下一校準事件。預測控制器130之適應性模組234基於所計算之當前降級度量值α(來自774)執行分析且估計光學裝置105之準確度何時將變得不可接受。預測控制器130至少部分地基於對光學裝置105之降級的估計排程對光學裝置105之校準(778)。舉例而言，適應性模組234可基於降級估計(來自776)排程校準且將此經排程事件提供至輸出模組236。適應性模組234估計在光學裝置105之降級超出臨限值MaxErr之前可產生多少光束101之脈衝UsePredict(i+1)。此估計可寫成等式：
Figure 110128474-A0305-02-0025-6
如所提及，在步驟774處，適應性模組計算將光學裝置105之行為模型化的降級度量值α。此估計依賴於當前降級度量值α對應於所量測屬性之趨勢的斜率之局部線性近似的假定。若所量測屬性之趨勢的局部行為並非線性的，則所計算之降級度量值α可能不充分地捕捉所量測屬性之趨勢的局部行為。在此情況下，適應性模組234可調整其排程對光學裝置105之校準的方式以使得其考慮光學裝置105之行為之模型的可靠性。接下來參考實例論述關於程序770之步驟的細節。
參考圖8A，曲線856_1、856_2展示與各別光源802_1、802_2相關聯之各別及相異光譜分析模組805_1、805_2相對於彼光譜分析模組805_1、805_2之使用量855u的光程長度PL之行為。曲線856_1、856_2中之每一資料點對應於校準事件，在校準事件進行期間，校準設備110校準光譜分析模組805_1或805_2。最近及當前校準事件經標記為i，上一最近校準事件為i-1，且未來或計劃下一校準事件為i+1。光譜分析模 組805_1、805_2之使用量855u可對應於由光源802_1、802_2產生之光束801_1、801_2之脈衝的數目，且亦對應於由各別光譜分析模組805_1、805_2分析之診斷光束803_1、803_2之脈衝的數目。如自此等曲線856_1、856_2顯而易見，光譜分析模組805_1、805_2之光程長度PL隨使用量漂移。此外，光程長度PL傾向於以連續且平滑之方式漂移。在此等實例中，此漂移緩慢且跨越大量光束801_1、801_2之脈衝發生。特定言之，曲線856_1、856_2中所展示之使用量之標度△u為約數百萬或數十億個光束801_1、801_2之脈衝。
光譜分析模組805_1之光程長度PL的行為傾向於隨著使用量855u下降及趨於平衡，且其缺乏曲線856_1中所展示之使用時段的拐點。此意謂光譜分析模組805_1之光程長度PL趨向於在一個方向上改變。另一方面，光譜分析模組805_2之光程長度PL之行為最初下降，接著經過拐點PL_IP，之後其在曲線856_2中所展示之使用時段期間上升。此意謂光譜分析模組805_2之光程長度PL在使用量855u之不同時刻處在兩個方向上改變。
歸因於各別光譜分析模組805_1、805_2之屬性的改變，可出現非線性形狀之曲線856_1及856_2。舉例而言，光譜分析模組405可經受有機材料之氧化，且此可改變模組405內之折射率，此可影響標準具內之光程長度。對於光譜分析模組805_2，在曲線856_2具有拐點PL_IP之情況下，向下PL軌跡可反映「吸氣階段(getter phase)」，在此期間氧氣氧化模組805_2中之有機材料且氣體指數減小。並且，一旦氧氣藉由持續的甲醇除氣耗盡，有機物則開始沈積於標準具之空腔上，此使PL軌跡逆轉且其開始上升。
參考圖8B，曲線850_1、850_2展示各別光譜分析模組805_1、805_2之所量測屬性的各別累積和Σ 855p相對於使用量855u及在產生曲線856_1、856_2之相同使用量855u的行為。如上，曲線850_1、850_2中之每一資料點對應於校準事件，在校準事件進行期間，校準設備110校準光譜分析模組805_1或805_2。最近及當前校準事件經標記為i，上一最近校準事件為i-1，且未來或計劃下一校準事件為i+1。如同曲線856_1、856_2，曲線850_1、850_2以連續且平滑之方式漂移。此外，漂移緩慢且跨越大量光束801_1、801_2之脈衝發生。曲線850_1之趨勢在形狀上類似於曲線856_1之趨勢但關於其反轉；且曲線850_2之趨勢在形狀上類似於曲線856_2之趨勢但關於其反轉。
由於曲線850_1/850_2中展示之行為係關於各別曲線856_1/856_2中展示之行為，因此所量測屬性之累積和Σ 855p之形狀及趨勢可用以理解光程長度PL之漂移。且因為光程長度PL之漂移與光譜分析模組805_1、805_2之降級直接相關，所以有可能基於所量測屬性之累積和Σ 855p預測光譜分析模組805_1、805_2之降級。此係有用的，此係因為為產生光譜分析模組305之降級模型(諸如在程序770之步驟774處)，所量測屬性之累積和Σ 855p無需單位換算，且其亦提供對光譜分析模組305之性能的更直觀理解。詳言之，若校準並未在彼等兩個點之間執行，則所量測屬性之累積和Σ 855p中的每兩個資料點之間的差指示可經歷多少波長誤差。
類似於光譜分析模組805_1之光程長度PL的行為，光譜分析模組805_1之所量測屬性的累積和Σ 855p傾向於上升且隨後與使用量855u齊平，且其缺乏曲線850_1中所展示之使用時段的拐點。此意謂光譜 分析模組805_1之所量測屬性的累積和Σ 855p傾向於在使用期間在一個方向上改變。當在較小使用窗口中觀測時，諸如自一個校準事件至鄰近校準事件，光譜分析模組805_1之所量測屬性的累積和Σ 855p的行為在使用期間可始終線性地近似。
另一方面，光譜分析模組805_2之所量測屬性的累積和Σ 855p最初上升，隨後經過拐點Σ_IP，之後其下降。此意謂光譜分析模組805_2之所量測屬性的累積和Σ 855p在使用量855u之不同時刻處在兩個方向上改變。當在不接近拐點Σ_IP之某一小使用窗口中觀測時，光譜分析模組805_2之所量測屬性的累積和Σ 855p之行為可線性地近似，小使用窗口包括一個校準事件至鄰近校準事件。當在接近於拐點Σ_IP或與拐點Σ_IP重疊之某一小使用窗口中觀測時，光譜分析模組805_2之所量測屬性的累積和Σ 855p可需要非線性地近似，小使用窗口包括一個校準事件至鄰近校準事件。
參考圖9，為展示程序770之操作，展示相對於使用之局部窗口950W之使用量955u的光譜分析模組305之累積和Σ之值。在此描述中，當前及最近校準事件為i且發生在使用量Ui處。此外，i-1係對光譜分析模組305執行的校準事件，校準事件i緊接在該校準事件之後，且i+1係將由預測控制器130排程的下一校準事件。當前降級度量值α(i)提供由使用量Ui處發生之當前及最近校準事件定界的小使用窗口中之累積和Σ的斜率之估計。當前降級度量值α(i)形成直角三角形之斜邊，該斜邊假定累積和Σ在此小使用窗口中自值Σ(i)以線性方式改變。以曲線形式描述，藉由使來自最後校準事件之累積和Σ 955p之值的斜邊沿著由對應於預定臨限值MaxErr之使用量所計算的斜率α(i)延伸來估計使用量UsePredict(i+1)，以 形成直角三角形。
接下來，描述用於基於所量測屬性計算當前降級度量值α(i)(步驟774)之適應性方案。在以下論述中，所量測屬性為先前波長誤差△λ(i-1)，其對應於診斷光束103之所量測波長λ305p(i-1)(在先前校準事件i-1處自光譜分析模組305輸出)與參考中心波長λref之間的差，該參考中心波長與校準設備510中之材料512的已知能量躍遷相關聯。累積和Σ之最後值由對應於直至並包括波長誤差△λ(i-1)的先前波長誤差之總和的Σ(i-1)給出。
在適應性方案之初始化處，諸如當光譜分析模組305初次起始且第一校準對應於i=1時，以下值經設定為：α(1)=0；EstErr(1)=0；Σ(1)=△λ(1)；EstΣ(1)=Σ(1)；且MaxErr=0.1pm。MaxErr可設定成諸如來自消費者之所要要求之值的二分之一，因此允許所要要求之值的二分之一之安全餘裕。EstErr係正針對當前校準事件i執行的適應性方案之可靠性的指示。EstΣ係當前校準事件i之累積波長誤差的估計值。在每一迭代時，且對於當前及最近校準事件i，所估計之累積波長誤差EstΣ(i)由等式3給出：EstΣ(i)=Σ(i-1)+α(i-1)*U(i) 等式(3)
接下來，當前及最近校準事件i的可靠性估計值EstErr(i)之值由等式4給出：EstErr(i)=Σ(i)-EstΣ(i) 等式(4)
其中Σ(i)對應於直至並包括當前波長誤差△λ(i)之先前波長誤差的總和。可靠性估計值EstErr(i)提供關於局部線性近似之可靠程度的指示，且因此此可靠性估計值EstErr(i)可提供關於累積和Σ之局部趨勢是否可線性 地近似或累積和Σ之線性近似是否不充分(諸如，靠近拐點Σ_IP(圖8B))的指示。基於此可靠性估計值將當前降級度量值α(i)(774)計算為：α(i)=α(i-1)+ηEstErr(i)，等式(5)
其中η為充當低通濾波器之增益的常數。常數η可經選擇以使得0<η<1且可為可組態參數。
如上文所論述，適應性模組234藉由例如首先估計可產生多少光束101之脈衝來基於此降級度量值α(i)排程校準(778)。根據上文所提及之等式的UsePredict1(i+1)(776)接下來作為等式6再現：
Figure 110128474-A0305-02-0030-7
一旦估計UsePredict1(i+1)之值(776)，則其可用以排程下一校準(778)，如接下來所論述。
在一些實施方式中，基於UsePredict1(i+1)之實際值排程下一校準(778)；亦即，下一校準經排程以在UsePredict1(i+1)中判定之脈衝的數目處發生。
在其他實施方式中，下一校準之排程(778)不僅考慮UsePredict1(i+1)之值，而且考慮可靠性估計值EstErr(i)。舉例而言，可藉由比較可靠性估計值EstErr(i)與以距離(波長)為單位給出的一或多個臨限值Thr(諸如Thr1、Thr2、Thr3、Thr4)來判定UsePredict2(i+1)之第二值。臨限值Thr之值係可組態的，且可經修改。在一個實例中，Thr1=0.4pm，Thr2=0.2pm，Thr3=0.01，且Thr4=0.005。若EstErr(i)之絕對值>Thr1，則UsePredict2(i+1)=UseValue1，其可為3億個光束101之脈衝。若Thr2<EstErr(i)之絕對值<Thr1，則UsePredict2(i+1)=UseValue2，其可為6億個光束101之脈衝。若Thr3<EstErr(i)之絕對值<Thr2，則 UsePredict2(i+1)=UseValue3，其可為12億個光束101之脈衝。大體而言，若Thr(n-1)<EstErr(i)之絕對值<Thr(n)，其中n可為1、2、3、4或更大，則UsePredict2(i+1)=UseValue(n)，其可為300×2n。藉由判定UsePredict1(i+1)與UsePredict2(i+1)之間的最小值來排程下一校準。
以此方式，輸出模組236判定何時執行對光譜分析模組305之下一或後續校準。輸出模組236可發指令給校準設備510以基於此排程校準光譜分析模組305。因而，預測控制器130判定何時應有利地排程對光譜分析模組305之後續校準，且與校準設備510通信以在需要校準時校準光譜分析模組305。此外，當光譜分析模組305無需校準時，光譜分析模組305未經校準，藉此減少光譜分析模組305不可操作之時間量(在校準期間)。
亦參考圖10，在程序770之步驟778處排程對光學裝置105(其可為光譜分析模組305)之校準之後執行程序1071。在光譜分析模組305之下一校準經排程(778)之後，預測控制器130之輸出模組236發送關於何時執行下一校準(1073)之指令至校準設備510。此外，將當前降級度量值α(i)指定至先前降級度量值α(i-1)(1077)，且亦可更新上文所論述之適應性方案中的其他變數。與此下一校準相關聯之當前降級度量值α(i)可接著例如使用程序770計算為經更新度量值。
參考圖11，光微影系統1180包括產生光束1101之照射系統1102，該光束具有標稱地處於中心波長之波長且藉助於可包括光束導引及光束修改光學器件之光束製備系統1183導引至光微影曝光設備或掃描器1104。照射系統1102為光源102之實施方式且曝光設備1104為光學裝置104(圖1)之實施方式。光微影系統1180亦包括光學裝置105及相對於光學 裝置105配置之校準系統100。光學裝置105接收診斷光束103，該診斷光束係已藉由光束分光器1182自光束101***之光束101的一部分。
光束1101係由光學源1184產生且經導引至曝光設備1104中之晶圓1186，以藉此對晶圓1186上之微電子特徵進行圖案化。光束1101具有在深紫外線(DUV)範圍內之波長，例如約248奈米(nm)或約193nm。晶圓1186上經圖案化之微電子特徵之大小取決於光束1101之波長，其中較短波長導致最小大小較小。當光束1101之波長為248nm或193nm時，微電子特徵之最小大小可為例如50nm或更小。
各種干擾(諸如溫度梯度、壓力梯度、光學失真)作用於光學源1184及光束1101，以修改光束1101之光譜屬性或特性(諸如頻寬及波長)。因此，光微影系統1180包括其他組件，諸如光譜特徵選擇系統1181、經組態以量測與光束1101相關之態樣(諸如波長)的光學裝置105及控制系統1188，該控制系統組合使用以判定干擾對光束1101之影響且校正此類干擾對光束1101之影響。
在一些實施方式中，光學源1184係輸出脈衝光束1101(其可為雷射光束)之準分子光學源。當脈衝光束1101進入光微影曝光設備1104時，其經導引穿過投影光學系統1185並投影至晶圓1186上以在晶圓1186上之光阻上形成一或多個微電子特徵。光微影曝光設備1104亦可包括可與照射系統1102之控制系統1188通信之控制器1187。
在所展示之實施方式中，光學源1184為兩級系統，其包括將種子光束提供至功率放大器(PA)1184PA之主控振盪器(MO)1184MO。MO 1184MO及PA 1184PA可被視為光學源1184之子系統或為光學源1184之部分的系統。功率放大器1184PA自主控振盪器1184MO接收種子光束且 放大種子光束以產生光束1101，以供用於光微影曝光設備1104中。舉例而言，主控振盪器1184MO可發射脈衝式種子光束，該脈衝式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1184PA放大至約10mJ至15mJ。
主控振盪器1184MO包括具有兩個細長電極(其構成激磁機構)之MO放電腔、為氣體混合物之增益介質及用於使氣體在電極之間循環之風扇。共振器形成於在主控振盪器1184MO之放電腔的一側上之光譜特徵選擇系統1181與在放電腔主控振盪器1184MO之第二側上之輸出耦合器之間。功率放大器1184PA包括光束耦合光學系統，該光束耦合光學系統自主控振盪器1184MO接收種子光束且將種子光束導引通過PA放電腔，且導引至光束轉向光學元件，該光束轉向光學元件修改或改變種子光束之方向使得種子光束經發送回至PA放電腔中。PA放電腔包括一對細長電極、為氣體混合物之增益介質及用於使氣體混合物在電極之間循環的風扇。
用於各別放電腔中之增益介質的氣體混合物可為適合於在輸出裝置(光微影曝光設備1104)處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氬氣或氪氣之惰性氣體(稀有氣體)、諸如氟或氯之鹵素及微量的氙。氣體混合物之特定實例包括發射約193nm之波長之光的氟化氬(ArF)、發射約248nm之波長之光的氟化氪(KrF)或發射約351nm之波長之光的氯化氙(XeCl)。藉由將電壓(激勵信號)施加至各別伸長電極，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)。
光束1101係脈衝光束，且可包括在時間上彼此隔開的一或 多個脈衝串。每一脈衝串可包括一或多個光脈衝。在一些實施方式中，脈衝串包括數百個脈衝，例如100至400個脈衝。
如上文所論述，當MO及PA內之增益介質係藉由施加電壓至電極而泵浦時，MO或PA中之增益介質發射光。當電壓以脈衝形式施加至電極時，自增益介質發出之光亦為脈衝式。因此，脈衝光束1101之重複頻率係藉由電壓施加至電極之頻率予以判定，其中每次施加電壓都會產生光脈衝。光脈衝傳播通過增益介質且經由輸出耦合器射出腔室。因此，藉由將電壓週期性地重複施加至電極來產生脈衝列。脈衝之重複頻率可在約500Hz與6,000Hz之間的範圍內。在一些實施方式中，重複頻率大於6,000Hz，且可為例如12,000Hz或更大。脈衝光束1101可具有在數十瓦特範圍內，例如約50W至約130W之平均輸出功率。輸出端處之光束1101之輻照度(亦即，每單位面積之平均功率)可在60W/cm2至80W/cm2之範圍內。
參考圖12，在一些實施方式中，光學裝置105為能量分析模組1205，且校準系統100經組態為用於與能量分析模組1205介接之校準系統1200。能量分析模組1205經組態以自光源102接收診斷光束103，其中診斷光束103自主光束101***。能量分析模組1205包括光偵測器1205A及與光偵測器1205A通信之轉換模組1205B。將來自轉換模組1205B之輸出提供至與光源102相關聯或在其內的能量控制組件1206以用於控制光束101之能量。
光偵測器1205A可包括輸出轉換成數位值M的電流或電壓值之光電二極體。數位值M與光束101之能量成比例，此係因為診斷光束103係自光束101劃分之部分。將數位值M輸出至轉換模組1205B。轉換模 組1205B將此數位值M轉換成能量值E，該能量值E為主光束101之能量的估計值，且由能量控制組件1206用於控制光束101之能量。
校準系統1200包括校準設備110之實施方式1210及預測控制器130之實施方式1230。預測控制器1230可設計為如同圖2之預測控制器130。校準設備1210包括諸如功率計1214之量測裝置及與功率計1214通信之校準控制模組1216。校準設備1210與預測控制器1230以及光學裝置1205通信。雖然校準控制模組1216展示為與功率計1214同位，但替代地，校準控制模組1216有可能與光學裝置1205同位或整合於該光學裝置內。
功率計1214為經定位以直接量測主光束101之功率(每單位時間之傳遞能量)的裝置或器械。在一些實施方式中，功率計1214包括量測主光束101之脈衝列的平均功率(知曉脈衝重複頻率)之經校準感測器。功率計1214包括感測器頭，該感測器頭含有可移進或移出主光束101之路徑的功率感測器。功率感測器可為具有涵蓋主光束101之波長的波長範圍之光電二極體或其他適合之光偵測器。此外，功率計1214亦可包括用於將類比信號轉換成估計或量測主光束101之功率Pm的數位信號的額外電子元件。所量測功率Pm經提供至校準控制模組1216。校準控制模組1216與功率計1214及光學裝置1205通信以執行對光學裝置1205之校準，如下文更詳細地論述。
如上文所論述，轉換模組1205B將數位值M(其係基於藉由光偵測器1205A進行之診斷光束103之直接量測值)轉換為能量值E，該能量值E為主光束101之能量之間接估計值。此轉換可根據以下等式執行：E=MS+O等式(7)
其中S為量測標度且O為偏移量。量測標度S為用於多個目的之標度。首先，量測標度S用以將自光偵測器1205A輸出之數位值M轉換成能量值。其次，量測標度S用以將來自與診斷光束103相關聯之值的能量值按比例增大至與主光束101相關聯之估計值。此係必需的，因為如上文所論述，由於診斷光束103為主光束101之光學能量的一部分或小部分，所以診斷光束103之能量比主光束101之能量低。
量測標度S可隨時間推移而漂移。因此，光學裝置1205需要週期性地校準以考慮或補償感測器標度S中之此漂移。在校準期間，功率計1214置放於主光束101之路徑中以藉此量測主光束101之功率Pm。此所量測功率Pm經提供至校準控制模組1216，該校準控制模組藉由除以主光束101之重複頻率而將此值轉換成能量值Em。校準控制模組1216比較來自功率計1214之所量測能量值Em與來自光學裝置1205之所估計能量值E，以判定如何調整或修改量測標度S以使得兩個值相等。校準控制模組1216可在量測標度S已經調整之後進一步執行最終驗證步驟以確認調整正確。
由校準設備1200執行之光學裝置1205的校準可花費幾分鐘來執行及完成。此外，在光學裝置1205之校準期間，輸出裝置104並未接收在所需規格內之光束101，且因此輸出裝置104並未在操作中。歸因於校準，輸出裝置104之操作中的此停機時間減少了輸出裝置104之輸出及產生。出於此原因，如接下來所論述，校準系統1200及預測控制器1230執行程序以在需要校準時排程對光學裝置1205之校準且不需要校準時不排程對該光學裝置之校準。預測控制器1230考慮來自最後若干校準(例如，三個、四個、五個或更多個校準)之資料，且預測量測標度S未來何時 將超出可接受漂移範圍，且因此預測光學裝置1205之下一校準應何時發生以確保光學裝置1205以可接受準確度操作且避免量測標度S之吃水超出可接受漂移範圍的情形。量測標度S中之最大允許漂移係由MaxErr(S)給出。可根據能量量測值MaxErr(E)(其為主光束101之能量的量測值)中之最大允許誤差計算量測標度S MaxErr(S)中之最大允許漂移，如下：
Figure 110128474-A0305-02-0037-1
其中ET係可自標稱能量值獲得之能量目標且O係光偵測器1205A之量測偏移量。
參考圖13，執行程序1370以用於排程對光學裝置1205之校準。程序1370類似於程序770，原因在於程序770係用以執行程序1370之一種方式。程序1370係藉由校準系統1200執行。雖然未論述，但程序1370可藉由校準系統100(圖1及圖2)或校準系統500(圖5)執行。
程序1370包括在光學裝置1205經校準時接收與光學裝置1205相關聯之屬性(1372)。光學裝置屬性可由預測控制器1230之輸入模組232(圖2及圖12)接收。在一些實施方式中，校準控制模組1216將光學裝置屬性提供至預測控制器1230之輸入模組232。在其他實施方式中，預測控制器1230直接自光學裝置1205存取光學裝置屬性。在一個實例中，一旦預測控制器1230偵測到校準已發生，則其請求與來自光學裝置1205之校準相關聯的資料[資料(cal)]。光學裝置1205將資料(cal)提供至預測控制器1230。資料(cal)包括量測標度S(i)之當前值、量測偏移O之值及自光學裝置1205之最後校準以來產生的光束101之脈衝數目[UsePredict(i)]。
接下來，至少基於光學裝置屬性計算當前降級度量值α(i)(1374)。舉例而言，預測控制器1230之適應性模組234自輸入模組232接 收光學裝置屬性(其包括量測標度S(i))，且適應性模組234至少基於光學裝置屬性計算當前降級度量值α(i)。降級度量值α將光學裝置1205之行為模型化。具體言之，適應性模組234可估計光學裝置屬性(量測標度S)相對於光學裝置1205之使用量的變化的變化程度。換言之，由於光學裝置1205在光源102之操作期間隨時間推移而使用，因此光學裝置屬性S之值可改變(或漂移)。S之此漂移造成所估計能量E之值的改變，且此漂移可藉由適應性模組234模型化為降級度量值。
降級度量值α可對應於量測標度S之趨勢之斜率的局部線性近似。舉例而言，趨勢可為線性趨勢或非線性趨勢，且當斜率為正或負時，斜率之局部線性近似可分別為正或負。以此方式，假定光學裝置屬性相對於光學裝置1205之使用量的變化以線性方式變化。
接下來，預測控制器1230基於當前降級度量值α(i)估計光學裝置1205之降級何時將超出預定臨限值MaxErr(S)(1376)，其中i對應於對光學裝置1205執行之最近(及當前)校準事件。因此，i-1係對光學裝置1205執行的校準事件，校準事件i緊接在該校準事件之後，且i+1係將由預測控制器1230排程的下一校準事件。預測控制器1230之適應性模組234基於所計算之當前降級度量值α(來自1374)執行分析且估計光學裝置1205之準確度何時將變得不可接受。預測控制器1230至少部分地基於光學裝置1205之降級的估計排程對光學裝置1205之校準(1378)。舉例而言，適應性模組234可基於降級估計(來自1376)排程校準且將此經排程事件提供至輸出模組236。適應性模組234估計在光學裝置1205之降級超出臨限值MaxErr(S)之前可產生多少光束101之脈衝UsePredict(i+1)。此估計可寫成等式：
Figure 110128474-A0305-02-0039-3
如所提及，在步驟1374處，適應性模組計算將光學裝置1205之行為模型化的降級度量值α。此估計依賴於當前降級度量值α對應於量測標度S之趨勢的斜率之局部線性近似的假定。若量測標度S之趨勢之局部行為並非線性的，則所計算之降級度量值α可能不充分地捕捉量測標度S之趨勢之局部行為。在此情況下，適應性模組234可調整其排程對光學裝置1205之校準的方式以使得其考慮光學裝置1205之行為之模型的可靠性。
參考圖14，為展示程序1370之操作，相對於使用之局部窗口1450W之使用量1455u展示光學裝置1205之量測標度S之值。在此描述中，當前及最近校準事件為i且發生在使用量Ui處。此外，i-1係對光學裝置1205執行的校準事件，校準事件i緊接在該校準事件之後，且i+1係將由預測控制器1230排程的下一校準事件。當前降級度量值α(i)提供由使用量Ui處發生之當前及最近校準事件定界的小使用窗口中之量測標度S的斜率之估計。當前降級度量值α(i)形成直角三角形之斜邊，該斜邊假定量測標度S在此小使用窗口中自值S(i)以線性方式改變。以曲線形式描述，藉由使來自最後校準事件之量測標度S 1455p之值的斜邊沿著由對應於預定臨限值MaxErr(S)之使用量所計算的斜率α(i)延伸來估計使用量UsePredict(i+1)，以形成直角三角形。
接下來，描述用於基於光學裝置屬性計算當前降級度量值α(i)(步驟1374)之適應性方案。在以下論述中，光學裝置屬性為量測標度S。量測標度S之最後值係由S(i-1)給出。
在適應性方案之初始化處，諸如在光譜分析模組305初次 起始且第一校準對應於i=1時，降級度量值經設定如下：
Figure 110128474-A0305-02-0040-8
其中U(1)為使用量之初始值。EstErr係正針對當前校準事件i執行的適應性方案之可靠性的指示。EstS係針對當前校準事件i之量測標度S的估計值。在每一迭代時，且對於當前及最近校準事件i，所估計之量測標度EstS(i)由等式11給出：EstS(i)=S(i-1)+α(i-1)*U(i)等式(11)
接下來，當前及最近校準事件i的可靠性估計值EstErr(i)之值由等式12給出：EstErr(i)=S(i)-EstS(i)等式(12)
其中S(i)對應於當前量測標度S。可靠性估計值EstErr(i)提供關於局部線性近似之可靠程度的指示，且因此此可靠性估計值EstErr(i)可提供關於量測標度S之局部趨勢是否可線性地近似或量測標度S之線性近似是否不充分(諸如，靠近拐點)的指示。基於此可靠性估計值將當前降級度量值α(i)(1374)計算為：α(i)=α(i-1)+ηEstErr(i)，等式(13)
其中η為充當低通濾波器之增益的常數。常數η可經選擇為任何真實值且可為可組態參數。
如上文所論述，適應性模組234藉由例如首先根據上文所提及之等式估計可產生多少光束101之脈衝、UsePredict1(i+1)(1376)來基於此降級度量值α(i)排程校準(1378)，且接下來再現為等式14：
Figure 110128474-A0305-02-0040-5
一旦估計UsePredict1(i+1)之值(1376)，則其可用以排程下一校準 (1378)，如接下來所論述。
在一些實施方式中，基於UsePredict1(i+1)之實際值排程下一校準(1378)；亦即，下一校準經排程以在UsePredict1(i+1)中判定之脈衝的數目處發生。
在其他實施方式中，下一校準之排程(1378)不僅考慮UsePredict1(i+1)之值，而且考慮可靠性估計值EstErr(i)。舉例而言，可藉由比較可靠性估計值EstErr(i)與以絕對能量誤差(百分比)為單位給出的一或多個臨限值Thr(諸如Thr1、Thr2、Thr3、Thr4)來判定UsePredict2(i+1)之第二值。臨限值Thr之值係可組態的，且可經修改。在一個實例中，Thr1=2.1%，Thr2=1.4%，Thr3=0.93%且Thr4=0.6%。
UsePredict2(i+1)之第二值為基於EstErr(i)之值的遞減函數。在一個特定實施方式中，若EstErr(i)之絕對值>Thr1，則UsePredict2(i+1)=UseValue1，其可為5億個光束101之脈衝。若Thr2<EstErr(i)之絕對值<Thr1，則UsePredict2(i+1)=UseValue2，其可為10億個光束101之脈衝。若Thr(3)<EstErr(i)之絕對值<Thr(2)，則UsePredict3(i+1)=UseValue3，其可為20億個光束脈衝。若Thr(4)<EstErr(i)之絕對值<Thr(3)，則UsePredict4(i+1)=UseValue4，其可為40億個光束脈衝。若Thr(5)<EstErr(i)之絕對值<Thr(4)，則UsePredict5(i+1)=UseValue5，其可為60億個光束脈衝。藉由判定UsePredict1(i+1)與UsePredict2(i+1)之間的最小值來排程下一校準。
以此方式，輸出模組236判定何時執行對光學裝置1205之下一或後續校準。輸出模組236可發指令給校準設備1210以基於此排程校準光學裝置1205。因而，預測控制器1230判定何時應有利地排程對光學 裝置1205之後續校準，且與校準設備1210通信以在需要校準時校準光學裝置1205。此外，當光學裝置1205無需校準時，不校準光學裝置1205，藉此減少光學裝置1205不可操作(校準期間)之時間量。
亦參看圖15，在程序1370之步驟1378處，在排程對光學裝置1205之校準之後執行程序1571。在光學裝置1205之下一校準經排程(1378)之後，預測控制器1230之輸出模組236將關於何時執行下一校準(1573)之指令發送至校準設備1210。此外，將當前降級度量值α(i)指定至先前降級度量值α(i-1)(1577)，且亦可更新上文所論述之適應性方案中的其他變數。與此下一校準相關聯之當前降級度量值α(i)可接著例如使用程序1370計算為經更新度量值。
在其他實施方式中，校準系統1200內之一些組件可與上文所論述之其他校準系統之一些組件整合。舉例而言，一些組件專用於與能量分析模組1205一起使用，而其他組件專用於與諸如光譜分析模組305之其他光學裝置一起使用。
在其他實施方式中，校準設備1210可包括光學能量計而非功率計1214，光學能量計量測光束101之脈衝的實際能量。
可使用以下條項進一步描述實施方式及/或實施例：
1.一種用於排程與光源中之光學裝置相關之校準的方法，該方法包含：在光學裝置經校準時接收與光學裝置相關聯之屬性；至少基於光學裝置屬性計算當前降級度量值，該降級度量值將光學裝置之行為模型化；基於當前降級度量值估計光學裝置之降級何時將超出臨限值；以及 至少部分地基於對光學裝置降級之估計排程對光學裝置之校準。
2.如條項1之方法，其中基於估計排程對光學裝置之校準包含判定何時執行對光學裝置之校準。
3.如條項1之方法，其中計算當前降級度量值係基於校準屬性。
4.如條項1之方法，其中光學裝置經組態以量測由光源產生之光束之光譜特徵。
5.如條項4之方法，其中光束之所量測光譜特徵係光束之波長。
6.如條項1之方法，其中在光學裝置經校準時接收光學裝置屬性包含在光學裝置經校準時接收與由光源產生之光束之光譜特徵相關聯的誤差量測值。
7.如條項6之方法，其中誤差量測值係光束之所量測光譜特徵與參考光譜特徵之間的差。
8.如條項1之方法，其中該至少基於光學裝置屬性計算當前降級度量值包含估計光學裝置屬性相對於光學裝置之使用量之變化的變化程度。
9.如條項8之方法，其中估計光學裝置屬性相對於光學裝置之使用量的該變化的變化程度包含估計基於與光學裝置屬性之先前值及先前降級度量值相關之資料的誤差。
10.如條項1之方法，其中至少基於光學裝置屬性計算當前降級度量值包含假定光學裝置屬性相對於光學裝置之使用量之變化以線性方式變化。
11.如條項1之方法，其中基於光學裝置屬性計算當前降級度量值包含基於線性函數估計光學裝置屬性中之誤差，其中先前降級度量值為線性函數之斜率，該線性函數包括光學裝置之使用量之先前值及光學裝置屬性 中之誤差的累積和。
12.如條項11之方法，其中基於光學裝置屬性計算當前降級度量值包含估計光學裝置屬性中之誤差。
13.如條項1之方法，其中至少基於光學裝置屬性計算當前降級度量值包含分析光學裝置屬性變化趨勢。
14.如條項1之方法，其中降級度量值將光學裝置之趨勢行為模型化。
15.如條項1之方法，其中基於估計排程對光學裝置之校準包含探測光學裝置屬性相對於光學裝置之使用量是否以非線性方式變化。
16.如條項15之方法，其中探測光學裝置屬性相對於光學裝置之使用量是否以非線性方式變化包含分析當前降級度量值之可信度。
17.如條項1之方法，其中估計光學裝置之降級何時將超出臨限值包含估計光學裝置屬性中之誤差何時超出臨限值。
18.如條項1之方法，其中基於估計排程對光學裝置之校準包含在需要校準之前估計將可接受的光學裝置之額外使用量。
19.如條項1之方法，其進一步包含在排程對光學裝置之校準之後，在執行經排程之下一校準時更新光學裝置屬性並將當前降級度量值指定至先前降級度量值。
20.如條項1之方法，其中降級度量值對應於光學裝置屬性之斜率的局部線性近似。
21.如條項1之方法，其中光學裝置經組態以估計由光源產生之光束之能量。
22.如條項1之方法，其中在光學裝置經校準時接收光學裝置屬性包 含接收與光學裝置相關聯的量測標度，該量測標度執行自直接量測值至間接值之轉換，該直接量測值與在光學裝置經校準時由光源產生之光束相關。
23.如條項22之方法，其中估計光學裝置之降級何時將超出臨限值包含估計光學裝置屬性中之漂移何時將超出漂移臨限值。
24.如條項23之方法，其中估計光學裝置屬性中之漂移何時將超出漂移臨限值包含基於與間接值相關聯之誤差臨限值計算漂移臨限值。
25.一種校準系統，其包含：校準設備，其經組態以校準光學裝置，該光學裝置經組態以量測與由光源產生之光束相關的態樣；以及預測控制器，其與校準設備通信，該預測控制器包含：輸入模組，其經組態以在光學裝置經校準時自光學裝置接收與光束之所量測態樣相關聯的所量測屬性；適應性模組，其經組態以：自輸入模組接收所量測屬性；至少基於所量測屬性計算當前降級度量值，該降級度量值將光學裝置之行為模型化；以及基於當前降級度量值估計光學裝置之降級何時將超出臨限值；以及輸出模組，其經組態以基於來自適應性模組之估計排程對光學裝置之校準；且基於排程指示校準設備校準光學裝置。
26.如條項25之校準系統，其中與光學裝置相關聯之所量測屬性包含由光源產生之光束之光譜特徵的量測值。
27.如條項25之校準系統，其中校準設備包含具有光學躍遷量變曲線的校準材料，該光學躍遷量變曲線具有已知能量躍遷。
28.如條項27之校準系統，其中光學裝置包含光譜分析模組，該光譜分析模組經組態以感測由光源產生之光束的光譜量變曲線，且校準設備經組態以使用校準材料校準光譜分析模組。
29.如條項28之校準系統，其中對光學裝置之降級的估計係光譜分析模組之校準中之漂移的指示。
30.如條項28之校準系統，其中校準設備經組態以校準光學裝置包含調整光譜分析模組之一或多個操作參數。
31.如條項25之校準系統，其中降級度量值對應於所量測屬性之趨勢之斜率的局部線性近似。
32.一種與校準設備通信之預測設備，該校準設備經組態以校準光學裝置，該光學裝置經組態以量測與由光源產生之光束相關的態樣，預測設備包含：輸入模組，其經組態以在光學裝置經校準時自光學裝置接收與光束之所量測態樣相關聯的所量測屬性；適應性模組，其經組態以：自輸入模組接收所量測屬性；至少基於所量測屬性計算當前降級度量值，該降級度量值將光學裝置之行為模型化；以及基於當前降級度量值估計光學裝置之降級何時將超出臨限值；以及輸出模組，其經組態以基於來自適應性模組之估計排程對光學裝置之校準；且基於排程指示校準設備校準光學裝置。
33.一種校準系統，其包含：校準設備，其經組態以校準光學裝置，該光學裝置經組態以量測與由光源產生之光束相關的態樣；以及 預測控制器，其與校準設備通信，該預測控制器包含：輸入模組，其經組態以在光學裝置經校準時自光學裝置接收與光學裝置相關聯之屬性；適應性模組，其經組態以：自輸入模組接收光學裝置屬性；至少基於光學裝置屬性計算當前降級度量值，該降級度量值將光學裝置之行為模型化；以及基於當前降級度量值估計光學裝置之降級何時將超出臨限值；以及輸出模組，其經組態以基於來自適應性模組之估計排程對光學裝置之校準；且基於排程指示校準設備校準光學裝置。
34.如條項33之校準系統，其中光學裝置經組態以基於量測標度提供對光束之能量的估計。
35.如條項34之校準系統，其中光學裝置屬性包含量測標度。
36.如條項34之校準系統，其中量測標度實現自光束之特性之直接量測值至光束之能量之間接值的轉換。
37.如條項34之校準系統，其中校準設備包含：功率計，其接收經導引至光學裝置之光束之至少一部分，該功率計輸出所量測功率；處理器，其經組態以：基於光源之脈衝重複頻率及自功率計輸出之所量測功率計算光束脈衝中的能量；以及比較經準確計算之能量與來自光學裝置之光束的經估計能量。
38.如條項37之校準系統，其中處理器經組態以基於比較結果估計光學裝置之量測標度中之漂移。
39.如條項38之校準系統，其中校準設備經組態以校準光學裝置包含基於比較結果調整光學裝置之量測標度。
40.如條項38之校準系統，其中光學裝置之降級係由對光學裝置之量測標度中之漂移的估計指示。
41.如條項34之校準系統，其中降級度量值對應於光學裝置之量測標度之趨勢之斜率的局部線性近似。
42.一種與校準設備通信之預測設備，該校準設備經組態以校準光學裝置，該光學裝置經組態以量測與由光源產生之光束相關的態樣，預測設備包含：輸入模組，其經組態以在光學裝置經校準時自光學裝置接收與光學裝置相關聯之屬性；適應性模組，其經組態以：自輸入模組接收光學裝置屬性；至少基於光學裝置屬性計算當前降級度量值，該降級度量值將光學裝置之行為模型化；以及基於當前降級度量值估計光學裝置之降級何時將超出臨限值；以及輸出模組，其經組態以基於來自適應性模組之估計排程對光學裝置之校準；且基於排程指示校準設備校準光學裝置。
102:光源
103:診斷光束/光束
105:光學裝置
130:預測控制器
500:實施方式/校準系統
510:校準設備/實施方式
512:校準材料/材料
514:偵測器
515:躍遷量變曲線
516:校準控制模組
541c,541o:孔隙
552:資料連接件

Claims (42)

  1. 一種用於排程(scheduling)與一光源中之一光學裝置相關之一校準的方法，該方法包含：在該光學裝置經校準時接收與該光學裝置相關聯之一屬性(property)；至少基於該光學裝置屬性計算一當前降級度量值(current degradation metric)，該降級度量值將該光學裝置之行為模型化；基於該當前降級度量值估計該光學裝置之一降級何時將超出一臨限值；以及至少部分地基於對光學裝置降級之該估計排程對該光學裝置之一校準。
  2. 如請求項1之方法，其中該基於該估計排程對該光學裝置之該校準包含：判定何時執行對該光學裝置之一校準。
  3. 如請求項1之方法，其中該計算該當前降級度量值係基於一校準屬性。
  4. 如請求項1之方法，其中該光學裝置經組態以量測由該光源產生之一光束之一光譜特徵。
  5. 如請求項4之方法，其中該光束之該所量測光譜特徵係該光束之一波 長。
  6. 如請求項1之方法，其中該在該光學裝置經校準時接收該光學裝置屬性包含：在該光學裝置經校準時接收與由該光源產生之該光束之一光譜特徵相關聯的一誤差量測值。
  7. 如請求項6之方法，其中該誤差量測值係該光束之一所量測光譜特徵與一參考光譜特徵之間的一差。
  8. 如請求項1之方法，其中該至少基於該光學裝置屬性計算該當前降級度量值包含：估計該光學裝置屬性相對於該光學裝置之使用量之一變化的變化程度。
  9. 如請求項8之方法，其中該估計該光學裝置屬性相對於該光學裝置之使用量之該變化的變化程度包含：估計基於與該光學裝置屬性之一先前值及一先前降級度量值相關之資料的一誤差。
  10. 如請求項1之方法，其中該至少基於該光學裝置屬性計算該當前降級度量值包含：假定該光學裝置屬性相對於該光學裝置之使用量之一變化以一線性方式變化。
  11. 如請求項1之方法，其中該基於該光學裝置屬性計算該當前降級度量值包含：基於一線性函數估計該光學裝置屬性中之一誤差，其中一先前降 級度量值為該線性函數之一斜率，該線性函數包括該光學裝置之該使用量之一先前值及該光學裝置屬性中之該誤差的一累積和。
  12. 如請求項11之方法，其中該基於該光學裝置屬性計算該當前降級度量值包含：估計該光學裝置屬性中之一誤差。
  13. 如請求項1之方法，其中該至少基於該光學裝置屬性計算該當前降級度量值包含：分析該光學裝置屬性之變化趨勢。
  14. 如請求項1之方法，其中該降級度量值將該光學裝置之趨勢行為模型化。
  15. 如請求項1之方法，其中該基於該估計排程對該光學裝置之該校準包含：探測該光學裝置屬性相對於該光學裝置之一使用量是否以一非線性方式變化。
  16. 如請求項15之方法，其中該探測該光學裝置屬性相對於該光學裝置之該使用量是否以一非線性方式變化包含：分析該當前降級度量值之一可信度。
  17. 如請求項1之方法，其中該估計該光學裝置之該降級何時將超出一臨限值包含：估計該光學裝置屬性中之一誤差何時超出一臨限值。
  18. 如請求項1之方法，其中該基於該估計排程對該光學裝置之該校準包含：在需要該校準之前估計將可接受的該光學裝置之一額外使用量。
  19. 如請求項1之方法，其進一步包含在該排程對該光學裝置之該校準之後，在執行經排程之下一校準時更新該光學裝置屬性並將該當前降級度量值指定至一先前降級度量值。
  20. 如請求項1之方法，其中該降級度量值對應於該光學裝置屬性之該斜率的一局部線性近似。
  21. 如請求項1之方法，其中光學裝置經組態以估計由該光源產生之一光束之一能量。
  22. 如請求項1之方法，其中該在該光學裝置經校準時接收該光學裝置屬性包含：接收與該光學裝置相關聯的一量測標度，該量測標度執行自一直接量測值至一間接值之一轉換，該直接量測值與在該光學裝置經校準時由該光源產生之該光束相關。
  23. 如請求項22之方法，其中估計該光學裝置之該降級何時將超出該臨限值包含：估計該光學裝置屬性中之一漂移何時將超出一漂移臨限值。
  24. 如請求項23之方法，其中估計該光學裝置屬性中之該漂移何時將超出該漂移臨限值包含：基於與間接值相關聯之一誤差臨限值計算該漂移臨 限值。
  25. 一種校準系統，其包含：一校準設備，其經組態以校準一光學裝置，該光學裝置經組態以量測與由一光源產生之一光束相關的一態樣；以及一預測控制器，其與該校準設備通信，該預測控制器包含：一輸入模組，其經組態以在該光學裝置經校準時自該光學裝置接收與該光束之該所量測態樣相關聯的一所量測屬性；一適應性模組，其經組態以：自該輸入模組接收該所量測屬性；至少基於該所量測屬性計算一當前降級度量值，該降級度量值將該光學裝置之行為模型化；以及基於該當前降級度量值估計該光學裝置之一降級何時將超出一臨限值；以及一輸出模組，其經組態以基於來自該適應性模組之該估計排程對該光學裝置之一校準；且基於該排程指示該校準設備校準該光學裝置。
  26. 如請求項25之校準系統，其中與該光學裝置相關聯之該所量測屬性包含：由該光源產生之一光束之一光譜特徵的一量測值。
  27. 如請求項25之校準系統，其中該校準設備包含具有一光學躍遷量變曲線的一校準材料，該光學躍遷量變曲線具有一已知能量躍遷。
  28. 如請求項27之校準系統，其中該光學裝置包含一光譜分析模組，該 光譜分析模組經組態以感測由一光源產生之一光束的一光譜量變曲線，且該校準設備經組態以使用該校準材料校準該光譜分析模組。
  29. 如請求項28之校準系統，其中對該光學裝置之該降級之該估計係該光譜分析模組之該校準中之一漂移的一指示。
  30. 如請求項28之校準系統，其中該校準設備經組態以校準該光學裝置包含：調整該光譜分析模組之一或多個操作參數。
  31. 如請求項25之校準系統，其中該降級度量值對應於該所量測屬性之一趨勢之斜率的一局部線性近似。
  32. 一種與一校準設備通信之預測設備，該校準設備經組態以校準一光學裝置，該光學裝置經組態以量測與由一光源產生之一光束相關的一態樣，該預測設備包含：一輸入模組，其經組態以在該光學裝置經校準時自該光學裝置接收與該光束之該所量測態樣相關聯的一所量測屬性；一適應性模組，其經組態以：自該輸入模組接收該所量測屬性；至少基於該所量測屬性計算一當前降級度量值，該降級度量值將該光學裝置之行為模型化；以及基於該當前降級度量值估計該光學裝置之一降級何時將超出一臨限值；以及一輸出模組，其經組態以基於來自該適應性模組之該估計排程對該光學裝置之一校準；且基於該排程指示該校準設備校準該光學裝置。
  33. 一種校準系統，其包含：一校準設備，其經組態以校準一光學裝置，該光學裝置經組態以量測與由一光源產生之一光束相關的一態樣；以及一預測控制器，其與該校準設備通信，該預測控制器包含：一輸入模組，其經組態以在該光學裝置經校準時自該光學裝置接收與該光學裝置相關聯之一屬性；一適應性模組，其經組態以：自該輸入模組接收該光學裝置屬性；至少基於該光學裝置屬性計算一當前降級度量值，該降級度量值將該光學裝置之行為模型化；以及基於該當前降級度量值估計該光學裝置之一降級何時將超出一臨限值；以及一輸出模組，其經組態以：基於來自該適應性模組之該估計排程對該光學裝置之一校準；及基於該排程指示該校準設備校準該光學裝置。
  34. 如請求項33之校準系統，其中該光學裝置經組態以基於一量測標度提供對該光束之一能量的一估計。
  35. 如請求項34之校準系統，其中該光學裝置屬性包含該量測標度。
  36. 如請求項34之校準系統，其中該量測標度實現自該光束之特性之一直接量測值至該光束之該能量之一間接值的一轉換。
  37. 如請求項34之校準系統，其中該校準設備包含：一功率計，其接收經導引至該光學裝置之該光束之至少一部分，該功率計輸出一所量測功率；一處理器，其經組態以：基於該光源之一脈衝重複頻率及自該功率計輸出之該所量測功率計算該光束之一脈衝中的一能量；以及比較該經準確計算之能量與來自該光學裝置之該光束的該經估計能量。
  38. 如請求項37之校準系統，其中該處理器經組態以基於比較結果估計該光學裝置之該量測標度中之一漂移。
  39. 如請求項38之校準系統，其中該校準設備經組態以校準該光學裝置包含：基於該比較結果調整該光學裝置之該量測標度。
  40. 如請求項38之校準系統，其中該光學裝置之該降級係由對該光學裝置之該量測標度中之該漂移的該估計指示。
  41. 如請求項34之校準系統，其中該降級度量值對應於該光學裝置之該量測標度之一趨勢之斜率的一局部線性近似。
  42. 一種與一校準設備通信之預測設備，該校準設備經組態以校準一光學裝置，該光學裝置經組態以量測與由一光源產生之一光束相關的一態 樣，該預測設備包含：一輸入模組，其經組態以在該光學裝置經校準時自該光學裝置接收與該光學裝置相關聯之一屬性；一適應性模組，其經組態以：自該輸入模組接收該光學裝置屬性；至少基於該光學裝置屬性計算一當前降級度量值，該降級度量值將該光學裝置之行為模型化；以及基於該當前降級度量值估計該光學裝置之一降級何時將超出一臨限值；以及一輸出模組，其經組態以基於來自該適應性模組之該估計排程對該光學裝置之一校準；且基於該排程指示該校準設備校準該光學裝置。
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