JP6886525B2 - パルス光ビームのスペクトル特徴制御 - Google Patents

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関連出願の相互参照
[0001] 本願は、２０１７年３月２４日に提出された米国出願第１５／４６８，４０２号の優先権を主張するものであり、同出願は参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
[0002] 開示される主題は、光源によって生成されるパルス光ビームのスペクトル特徴を制御することに関する。
[0003] 半導体リソグラフィ（又はフォトリソグラフィ）において、集積回路（ＩＣ）の製造は、半導体（例えばシリコン）基板（ウェーハとも称される）に対して種々の物理的及び化学的プロセスを実施することを含む。フォトリソグラフィ露光装置又はスキャナは、基板のターゲット部分に所望のパターンを適用する機械である。ウェーハは、軸方向に沿って伸びる光ビームによって照射されるとともに、軸方向に略垂直な短手平面に沿って全体が伸びるように、ステージに固定される。光ビームは、深紫外（ＤＵＶ）領域、例えば約１０ナノメートル（ｎｍ）乃至から約４００ｎｍまでの波長を有する。光ビームは、（ウェーハが伸びる短手平面に垂直な）軸方向に沿って進む。
[0004] スペクトル分析モジュールを用いて光ビームのスペクトル特徴が測定され、そのような測定されたスペクトル特徴を用いて光ビームの態様が制御される。光ビームを制御することによって、様々なリソグラフィ特性が制御され得る。例えば、ウェーハにおける最小フィーチャ寸法又はクリティカルディメンジョン（ＣＤ）を制御することができ、あるいは、オーバーレイ、表面ラフネス、及び近接補正などのパターン特性を制御することができる。
[0005] いくつかの一般的な態様において、光源によって生成されるパルス光ビームのスペクトル特徴は、ある方法を用いて調整される。この方法は、パルス光ビームのスペクトル特徴を第１の目標範囲の値から第２の目標範囲の値へと変更する命令を受け取ることと、光源の第１の動作特性を調節することと、光源の第２の作動可能な装置に対する調整を決定することと、決定された調整に基づく量で第２の作動可能な装置を調整することと、を含む。第１の動作特性は、光源の第１の作動可能な装置を、第１の動作特性が許容可能な値の範囲内にあると判定されるまで調整することによって、調節される。第２の作動可能な装置に対する調整は、少なくとも部分的には、第１の作動可能な装置の調整と光ビームのスペクトル特徴との間の関係に基づいて、及び、第２の目標範囲に基づいて、決定される。
[0006] 実装形態は以下の特徴のうち１つ以上を含み得る。例えば、光源の第１の動作特性は、第１の作動可能な装置が調整された後で光源の第１の動作特性を観察することと、観察される第１の動作特性が許容可能な値の範囲内にあるかどうかを判定することと、観察される第１の動作特性が許容可能な値の範囲外にあると判定される場合には、光源の第１の作動可能な装置を調整することと、を含むフィードバックループとして調節を実施することによって調節され得る。
[0007] 第２の作動可能な装置に対する調整を決定することのうち少なくともいくつか及び第２の作動可能な装置を調整することのうち少なくともいくつかは、第１の動作特性が許容可能な値の範囲内にあると判定される前に起こってもよい。
[0008] 第２の作動可能な装置に対する調整は、第１の作動可能な装置の調整によって引き起こされる光ビームのスペクトル特徴のオフセットによって決定されてもよい。このオフセットは、第１の動作特性の目標値は許容可能な値の範囲内にあるところ、第１の動作特性の初期値と第１の動作特性の目標値との差と、第１の動作特性と第１の作動可能な装置の状態との間の関係を定義する校正値と、光ビームの測定されたスペクトル特徴対第１の作動可能な装置の状態のタイミング曲線の勾配と、に基づいて推定され得る。第２の作動可能な装置に対する調整は、第１の作動可能な装置の調整によって引き起こされる光ビームのスペクトル特徴の推定されるオフセットを補償する第２の作動可能な装置に対するオフセット調整を計算することによって決定されてもよい。第２の作動可能な装置に対するオフセット調整は、推定されるオフセットを、光ビームの測定されるスペクトル特徴と第２の作動可能な装置の状態との間の関係の勾配で乗算することによって計算されてもよい。光源の第２の作動可能な装置に対する調整は、第２の目標範囲に対応する第２の作動可能な装置に対する主調整を計算することによって決定されてもよい。光源の第２の作動可能な装置に対する調整は、オフセット調整と主調整とを足し合わせて調整を決定することによって決定されてもよい。
[0009] 方法は、第２の作動可能な装置が調整を完了した後で、光ビームのスペクトル特徴を測定しつつ第２の作動可能な装置を現在の状態で維持することと、光ビームの測定されるスペクトル特徴が第２の目標範囲内になるまで第２の作動可能な装置を調整することと、を含んでいてもよい。光ビームのスペクトル特徴は、Ｎ個のパルスで一組の光ビームの各パルスについて光ビームのスペクトル特徴を測定することによって測定されてもよい。ただし、Ｎは３０未満の数である。
[00010] 光源の第１の動作特性は、第１の作動可能な装置の状態と第１の作動可能な装置の目標状態との相対値を含んでいてもよく、第１の作動可能な装置は、光源がいつ光ビームのパルスを出力するかに関するタイミングであってもよい。光源がいつ光ビームのパルスを出力するかに関するタイミングは、光源の第１段に送信される第１のトリガ信号と光源の第２段に送信される第２のトリガ信号との相対的なタイミングであってもよい。
[00011] 第２の作動可能な装置は、パルス光ビームと相互作用するように構成された光学系を含んでいてもよく、第２の作動可能な装置を調整することは、光学系を調整し、それによってパルス光ビームの光学倍率を調整することを含んでいてもよい。
[00012] パルス光ビームの光学倍率に対する調整は、光ビームのスペクトル特徴を変更し得る。
[00013] 光ビームのスペクトル特徴は、光ビームの帯域幅であってもよい。
[00014] 光源の第１の作動可能な装置に対する調整は、光ビームのスペクトル特徴を、値の第１の範囲内且つ第１の速度で変化させてもよく、光源の第２の作動可能な装置に対する調整は、光ビームのスペクトル特徴を、値の第２の範囲内且つ第２の速度で変化させてもよく、値の第２の範囲は値の第１の範囲よりも大きくてもよく、第２の速度は第１の速度よりも遅くてもよい。
[00015] 第１の動作特性の値の許容可能な範囲は、第１の動作特性の動作範囲に集中していてもよく、ここで、第１の動作特性の動作範囲は、第１の動作特性の値を制限することによって定義されてもよい。
[00016] 他の一般的な態様においては、システムが、光源によって生成されるパルス光ビームのスペクトル特徴を調整する。このシステムは、光源の第１の作動可能な装置に結合された第１の作動モジュールであって、第１の作動可能な装置は、第１の作動モジュールによって調整され、それによってパルス光ビームのスペクトル特徴を値の第１の範囲内で調整するように構成されている、第１の作動モジュールと、光源の第２の作動可能な装置に結合された第２の作動モジュールであって、第２の作動可能な装置は、第１の作動モジュールによって調整され、それによってパルス光ビームのスペクトル特徴を値の第２の範囲内で調整するように構成されている、第２の作動モジュールと、第１の作動モジュール及び第２の作動モジュールに接続された制御システムと、を含む。制御システムは、パルス光ビームのスペクトル特徴を第１の目標範囲の値から第２の目標範囲の値へと変更する命令を受け取り、第１の動作特性を調節することは第１の動作特性が許容可能な値の範囲内にあると判定されるまで第１の作動可能な装置を調整することを含むところ、光源の第１の動作特性を調節し、第２の作動可能な装置に対する調整を、少なくとも部分的には第１の作動可能な装置の調整と光ビームのスペクトル特徴との間の関係に基づいて、及び第２の目標範囲に基づいて、決定し、決定された調整に基づく量で第２の作動可能な装置を調整するように構成されている。
[00017] 実装形態は以下の特徴のうち１つ以上を含み得る。例えば、光源の第１の動作特性は、第１の作動可能な装置の状態と第１の作動可能な装置の目標状態との相対値を含んでいてもよく、第１の作動可能な装置は、光源がいつ光ビームのパルスを出力するかに関するタイミングであってもよい。光源は、第１段及び第２段を含む多段ガス放電システムであってもよい。光源がいつ光ビームのパルスを出力するかに関するタイミングは、光源の第１段に送信される第１のトリガ信号と光源の第２段に送信されるトリガ信号との相対的なタイミングであってもよい。第１段はパルスシード光ビームを出力する発振器装置を含んでいてもよく、第２段はパルスシード光ビームを受け取ってパルス光ビームを出力する光増幅装置を含んでいてもよい。
[00018] 第２の作動可能な装置は、パルス光ビームと相互作用してパルス光ビームの光学倍率を調整するように構成された光学系を含んでいてもよい。パルス光ビームの光学倍率に対する調整は、それによって、光ビームのスペクトル特徴を変更し得る。光学系は、パルス光ビームが通過して進む１つ以上のプリズムと、パルス光ビームが反射する格子とを含んでいてもよい。パルス光ビームの光学倍率はプリズムのうち１つ以上を回転させることによって調整されてもよい。
[00019] システムは、第１の動作特性を測定するように構成された観察システムを含むメトロロジ装置も備え得る。制御システムは、観察システムから第１の動作特性の測定を受け取るように構成されていてもよい。メトロロジ装置は、パルス光ビームのスペクトル特徴を測定するように構成されたスペクトル特徴ユニットを含んでいてもよい。制御システムは、スペクトル特徴ユニットからスペクトル特徴の測定を受け取るように構成されていてもよい。
[00020] 他の一般的な態様においては、システムが、光源によって生成されるパルス光ビームのスペクトル特徴を調整する。このシステムは、パルス光ビームのスペクトル特徴を値の第１の範囲内で調整する第１の作動可能な手段と、第１の作動可能な手段を制御する第１の作動手段と、パルス光ビームのスペクトル特徴を値の第２の範囲内で調整する第２の作動可能な手段と、第２の作動可能な手段を制御する第２の作動手段と、第１の作動手段及び第２の作動手段に接続された制御手段と、を含む。制御手段は、パルス光ビームのスペクトル特徴を第１の目標範囲の値から第２の目標範囲の値へと変更する命令を受け取り、光源の第１の動作特性を調節し、第２の作動可能な手段に対する調整を決定し、決定された調整に基づく量で第２の作動可能な手段を調整するように、第２の作動手段に信号を送信する。第１の動作特性は、第１の動作特性が許容可能な値の範囲内にあると判定されるまで第１の作動可能な手段を調整するように、第１の作動手段に信号を送信することによって、調節される。第２の作動可能な手段に対する調整は、少なくとも部分的には、第１の作動可能な手段の調整と光ビームのスペクトル特徴との関係に基づいて、及び第２の目標範囲に基づいて、決定される。
[00021] 出力装置に向けられるパルス光ビームを制御する第１の作動可能な装置と第２の作動可能な装置とを有する作動システムを含む、フォトリソグラフィシステムのブロック図である。 [00022] パルス光ビームの光スペクトルのグラフである。 [00023] 図１の出力装置の一実装形態のブロック図である。 [00024] 図１のフォトリソグラフィシステムにおいて使用可能なメトロロジ装置の一実装形態のブロック図である。 [00025] 図１のフォトリソグラフィシステムにおいて使用可能な光源の一実装形態のブロック図である。 [00026] 図１の作動システムにおいて使用可能な第２の作動可能な装置の一実装形態のブロック図である。 [00027] 図１のフォトリソグラフィシステムの制御システムの一実装形態のブロック図である。 [00028] 変化状態動作に関して図１のフォトリソグラフィシステムによって実施可能な手順のフローチャートである。 [00029] 第１の作動可能な装置を調整することを含む第１の動作特性を調節する手順のフローチャートである。 [00030] 第２の作動可能な装置に対する調整を決定する手順のフローチャートである。 [00031] 光ビームの測定されたスペクトル特徴（ＳＦ）対第１の作動可能な装置の状態のタイミング曲線のグラフである。 [00032] 図８の手順の完了後に実施可能な閉ループ制御を用いた第２の作動可能な装置を調整する手順のフローチャートである。
[00033] 図１を参照すると、フォトリソグラフィシステム１００は、出力装置１４５（図３に示されるような、ウェーハ上にマイクロ電子フィーチャをパターニングするフォトリソグラフィ露光装置など）に向けられるパルス光ビーム１１０を生成する光源１０５を含む。出力装置１４５は、パルス光ビーム１１０を用いて１つ以上の機能（ウェーハのパターニングなど）を実施する。実施される機能の効率及び品質は、光ビーム１１０の光スペクトルの様々な特徴に依存する。
[00034] 図２を参照すると、光源１０５によって生成されるパルス光ビーム１１０の光スペクトル２００（又は発光スペクトル）は、光ビーム１００の光エネルギ、強度、又はパワーが異なる波長（又は周波数）にわたってどのように分布するかについての情報を含んでいる。光ビーム１１０の光スペクトル２００は、スペクトル強度が波長又は光周波数の関数として描画された図式の形で示されている。光スペクトル２００は、光ビーム１１０のスペクトル形状又は強度スペクトルとして参照されてもよい。光ビーム１１０のスペクトル特徴は、強度スペクトルの任意の態様又は表現を含む。例えば、強度のある特定の値における波長はスペクトル特徴である。別の一例として、光スペクトル２００の形状の幅はスペクトル特徴である。この幅は帯域幅として参照されてもよく、その値は、光ビーム１１０の波長又は周波数で与えられてもよい。
[00035] 光源の動作中には、様々な擾乱１０７（例えば温度勾配、圧力勾配、光学ひずみ、動作条件の変化など）が光源１０５及び光ビーム１１０に作用して、光スペクトル２００と、ひいては光ビーム１１０のスペクトル特徴と、を修正する。擾乱１０７のために、出力装置１４５における光ビーム１１０の実際の光スペクトル２００及びひいては実際のスペクトル特徴（帯域幅又は波長など）は、出力装置１４５において所望される光スペクトル又はスペクトル特徴には対応又は一致しないであろう。したがって、光ビーム１１０の実際のスペクトル特徴は、動作時に、メトロロジ装置１５０を用いて測定又は推定される。制御システム１４０がその測定又は推定されたスペクトル特徴を分析して、光源１０５の１つ以上の特性をどのように変更するのかを決定し、それによって光スペクトル２００を調整するとともに、光ビーム１１０の対象のスペクトル特徴も調整する。制御システム１４０は、作動システム１１５に信号を送信して、光源１０５の１つ以上の特性を変更する。
[00036] 作動システム１１５は、制御システム１４０と通信する２つ以上の作動モジュール（第１の作動モジュール１２０及び第２の作動モジュール１２５など）を含む。第１及び第２の作動モジュール１２０，１２５はそれぞれファームウェアとソフトウェアとの任意の組み合わせの形をとる電子機器を含む。第１及び第２の作動モジュール１２０，１２５はそれぞれ光源１０５の第１及び第２の作動可能な装置１３０，１３５に結合されている。第１の作動可能な装置１３０は、第１の作動モジュール１２０によって（制御システム１４０の制御下で）、光源１０５の１つ以上の特性を変更し、それによってパルス光ビーム１１０のスペクトル特徴を調整するように、変更される。第２の作動可能な装置１３５は、第２の作動モジュール１２５によって（制御システム１４０の制御下で）、光源１０５の１つ以上の特性を変更し、それによってパルス光ビーム１１０のスペクトル特徴を調整するように、変更される。第２の作動可能な装置１３５によって変更される１つ以上の特性は、第１の作動可能な装置１３０によって変更される１つ以上の特性とは異なっていてもよい。このようにすれば、これらの擾乱１０７の光ビーム１１０に対する効果を補正することができる。
[00037] 光学系１００は、光ビーム１１０のスペクトル特徴を調整するために、第１の作動可能な装置１３０が第２の作動可能な装置１３５よりも迅速に及び／又は微細な調整範囲内で作用することができるように構成されることが可能であるとともに、時には必要である。特に、いくつかの実装形態においては、第１の作動可能な装置１３０を調整することは、光ビーム１１０のスペクトル特徴を、値の第１の範囲内且つ第１の速度又は率で変化させ、その一方で、第２の作動可能な装置１３５を調整することは、光ビーム１１０のスペクトル特徴を、値の第２の範囲内且つ第２の速度又は率で変化させる。値の第２の範囲は値の第１の範囲よりも大きくてもよい。したがって、第２の作動可能な装置１３５の調整範囲は、第１の作動可能な装置１３０の調整範囲よりも粗い。第２の速度は第１の速度よりも遅くてもよい。したがって、第２の作動可能な装置１３５は、第１の作動可能な装置１３０よりもゆっくりとスペクトル特徴を変更するように作用する。例えば、第１の作動可能な装置１３０は６ｋＨｚの率でスペクトル特徴を変更するので、光ビーム１１０のスペクトル特徴を、０．２ミリ秒（ｍｓ）足らずのうちに、第１の目標範囲内の値から第２の目標範囲内の値へと変更することができる。その一方で、この例において、第２の作動可能な装置１３５は、光ビーム１１０のスペクトル特徴を第１の目標範囲内の値から第２の目標範囲内の値へと変更するのに、少なくとも２０ｍｓを必要とする。したがって、この例において、第１の作動可能な装置は、光ビーム１１０のスペクトル特徴の変更において、第２の作動可能な装置１３５の１００倍速い。
[00038] 作動システム１１５は２つのモード下で動作する。もっとも、作動システム１１５の他の実装形態においては、更なるモードが可能である。１つのモードは定常状態動作モードであり、このモードでは、出力装置１４５は、光ビーム１１０のスペクトル特徴が一定に保たれることを必要とする。別のモードは変化状態動作モードであり、このモードでは、出力装置１４５は、光ビーム１１０のスペクトル特徴の（例えば第１の目標範囲内の値から第２の目標範囲内の値への）変化を必要とする。定常状態動作時には、第２の作動可能な装置１３５は（第２の作動モジュール１２５の制御下で）現在の状態に保たれてもよい。第１の作動可能な装置１３０は、相対的により迅速に作用しているので、擾乱１０７によって引き起こされるスペクトル特徴への軽微な又は小さな変更を説明するように（第１の作動モジュール１２０の制御下で）調整されてもよい。変化状態動作時には、第２の作動可能な装置１３５は（第２の作動モジュール１２５の制御下で）調整され、第１の作動可能な装置１３０は（第１の作動モジュール１２０の制御下で）変化状態に保たれる。
[00039] 制御システム１４０は、変化状態動作を実施するのにかかる時間を、例えば２５〜７５％削減するように構成されている。変化状態動作を実施するのにかかる時間を削減することによって、光源１１０は光ビーム１１０のスペクトル特徴をより迅速に変更できる。したがって、出力装置１４５は、出力装置１４５のスループット又は生産を減少させずに、光ビーム１１０のスペクトル特徴のより速い変更を行うことができる。出力装置１４５は一般に、ウェーハのパターニング等の必要な機能を実施するために、光ビーム１１０のスペクトル特徴を調整することを必要とする。
[00040] 制御システム１４０及び作動システム１１５は、第２の作動可能な装置１３５を、少なくとも部分的には第１の作動可能な装置１３０の調整と光ビーム１１０のスペクトル特徴との関係に基づいた、そして第２の目標範囲にも基づいた量で調整することによって、変化状態動作を実施するのにかかる時間を削減するように構成され設計されている。また、第２の作動可能な装置１３５は、第１の作動可能な装置１３０が変化状態に到達するまで待機する代わりに、第１の作動可能な装置１３０が前の状態から変化状態へと移動している時間の間に調整されてもよい。このようにすれば、第２の作動可能な装置１３５は、より早くに、且つメトロロジ装置１５０が光ビーム１１０のスペクトル特徴の測定を収集するのを待つことを要さずに、調整され得る。
[00041] 次に、変化状態動作について述べる前に、フォトリソグラフィシステム１００に関する詳細を記載する。
[00042] 再び図１を参照すると、図示されてはいないが、光ビーム１１０は、光源１０５と出力装置１４５との間に設置されたビーム準備システムも通るように導かれ得る。ビーム準備システムは、光ビーム１１０の態様を修正する光学要素を含み得る。例えば、ビーム準備システムは、反射又は屈折光学要素、光パルス拡張器、及び（自動シャッタを含む）光学的開口を含んでいてもよい。
[00043] 図３を参照すると、いくつかの実装形態においては、出力装置１４５は、ウェーハ３６０をパターニングするためのフォトリソグラフィ露光装置３４５である。フォトリソグラフィ露光装置３４５は、例えば１つ以上の集光レンズ、マスク、及び対物レンズ配置を有するイルミネータシステム３６１を含む光学配置を備える。マスクは、光ビーム１１０の光軸ＯＡに沿って、又は光軸ＯＡに垂直な平面内でなど、１つ以上の方向に沿って移動可能である。対物レンズ配置は、投影レンズを含み、マスクからウェーハ３６０上のフォトレジストへの画像転写が起こることを可能にする。イルミネータシステム３６１は、光ビーム１１０がマスクに入射する角度の範囲を調整する。また、イルミネータシステム３６１は、マスク全体の光ビーム１１０の強度分布を均質化する（均一にする）。フォトリソグラフィ露光装置３４５は、数ある特徴の中でも、リソグラフィコントローラ３６２、空調デバイス、及び様々な電気部品のための電源を含み得る。リソグラフィコントローラ３６２は、ウェーハ３６０上に層がどのように印刷されるのかを制御する。リソグラフィコントローラ３６２は制御システム１４０に接続されている。
[00044] ウェーハ３６０は光ビーム１１０によって照射される。処理プログラム又はレシピが、ウェーハ３６０の露光の長さ、使用されるマスク、ならびに露光に影響を及ぼす他の要因を決定する。リソグラフィの際には、光ビーム１１０の複数のパルスがウェーハ３６０の同じ領域を照らして照射量を形成する。ウェーハ３６０の同じ領域を照らす光ビーム１１０のパルスの数Ｎは、露光窓又はスリットとも称され、このスリットの寸法は、マスクの前に設置される露光スリットによって制御され得る。いくつかの実装形態においては、Ｎの値は、数十、例えば１０〜１００パルスである。他の実装形態においては、Ｎの値は、１００パルスよりも大きく、例えば１００〜５００パルスである。マスク、対物レンズ配置、及びウェーハ３６０のうち１つ以上は、露光フィールド全体で露光窓をスキャンするために、露光の間、相対的に移動可能である。露光フィールドとは、ウェーハ３６０のうち露光スリット又は露光窓の１回のスキャンで露光される領域である。
[00045] ウェーハ３６０をパターニングするために、光ビーム１１０は、深紫外（ＤＵＶ）領域の波長を有する。これは１０ｎｍ乃至４００ｎｍである。光源１０５がフッ化アルゴン（ＡｒＦ）を含む利得媒質で満たされたガス放電設計を用いる一実装形態では、光ビーム１１０は約１９３ｎｍの波長を有する。光源１０５がフッ化クリプトン（ＫｒＦ）を含む利得媒質で満たされたガス放電設計を用いる一実装形態では、光ビーム１１０は約２４８ｎｍの波長を有する。光ビーム１１０のスペクトル特徴は、ウェーハ３６０での結像の品質に直接的な影響を有する。具体的には、ウェーハ３６０上にパターニングされるマイクロ電子フィーチャの寸法及び形状は、光ビーム１１０の光スペクトル２００に依存する。一般に、光ビーム１１０の波長が小さいほど、パターニング可能なフィーチャも小さくなる。
[00046] 図４を参照すると、いくつかの実装形態においては、メトロロジ装置１５０は、第１の作動モジュール１２０に関連した１つ以上の動作特性を観察するように構成された観察システム４０５を含むメトロロジ装置４５０として設計されている。観察システム４０５は、以下で詳述するように、光源１０５及び出力装置１４５など、フォトリソグラフィシステム１００の１つ以上の他の構成要素に関連した特性を観察するように構成されていてもよい。
[00047] 観察システム４０５はこれらの特性を制御システム１４０に出力するように構成されており、制御システムは第１の作動可能な装置１３０の動作点を示すメトリックを計算又は推定し得る。第１の作動可能な装置１３０の動作点は、可能な設定、値、又は条件の範囲内のどこで第１の作動可能な装置１３０が現在動作しているのかを特徴付ける。いくつかの実装形態においては、図５に関して以下で述べるように、第１の作動可能な装置１３０はタイミングモジュールであり、例示的な光源５０５の第１段（マスタ発振器５００）及び第２段（パワー増幅器５１０）に接続されて、マスタ発振器５００に送信される第１のトリガ信号とパワー増幅器５１０に送信される第２のトリガ信号との間の相対的なタイミングを制御する。この相対的なタイミングは、差動タイミングとも称され得る。こうした実装形態において、第１の作動可能な装置１３０の動作点のメトリックは、ピーク効率差動タイミング（Ｔｐｅａｋ）からの実際の相対的なタイミングの変位を定量化することができる。ピーク効率差動タイミングは、光源１０５又は５０５に特定の入力エネルギが印加されて（例えば、この入力エネルギは、光源１０５又は５０５の１つ以上のガス放電チャンバの電極に印加される電圧に基づいていてもよい）、光源１０５又は５０５が最大エネルギを有する光ビーム１１０を生成するときの、相対的なタイミングの値である。
[00048] 第１の作動可能な装置１３０の動作点のメトリック（ＭＰＯＰ）は、光源１０５又は５０５内のガス放電電極に供給される電圧又はエネルギ、光ビーム１１０の出力エネルギＥ（１１０）、及び差動タイミングに基づき、制御システム１４０によって計算又は推定され得る。例えば、ＭＰＯＰは次式によって推定することができる。
[00049]
Figure 0006886525
 [00050] ただし、ｄＶｏｌｔａｇｅ／ｄＭＯＰＡｔｉｍｉｎｇは、差動タイミングの変化に対する（第１段又は第２段へのトリガ信号で供給される）出力電圧の感度の推定である。ｄＶｏｌｔａｇｅ／ｄＭＯＰＡｔｉｍｉｎｇの値は、出力電圧及び実際の差動タイミング（そのような特性は観察システム４０５によって観察又は検出される）について第１の作動モジュール１２０に提供されるデータを利用して、制御システム１４０によって実時間で推定され得る。ＭＰＯＰの推定はパルス毎に更新されるが、ＭＰＯＰの正確な推定を行うためには十分なデータが提供される必要がある。
[00051] 光源１０５の動作時には、ピーク効率差動タイミングからオフセットされた設定点のあたりで第１の作動可能な装置１３０の動作点（及びひいては動作点のメトリック）を調節しつつ、光ビーム１１０を生成するのが望ましい。光源１０５の他の特性（例えば光ビーム１１０の波長及びエネルギ）は、この既知の動作点の周辺で調整（例えば線形化）されてもよい。
[00052] 観察システム４０５は、光源１０５又は５０５への入力エネルギ、光ビーム１１０のエネルギ、及び実際の相対的なタイミングなどの光源１０５又は５０５の態様を検出又は検知することができる。したがって、観察システム４０５は、光ビーム１１０のエネルギを検出するエネルギ検出器であってもよい。観察システム４０５は、光源５０５のガス放電チャンバの電極に送信される電気信号に接続された電圧計であってもよい。観察システム４０５は、各トリガ信号がマスタ発振器及びパワー増幅器のそれぞれの電極にいつ送信されるのかを検出する電流又は電圧計であってもよい。
[00053] 図４に示されるように、メトロロジ装置４５０は、光源１０５から出力されたパルス光ビーム１１０のスペクトル特徴を測定するように構成されたスペクトル特徴ユニット４１０も含む。いくつかの実装形態においては、スペクトル特徴ユニット４１０はビームスプリッタなどのビーム分離器を含み、このビーム分離器は、光ビーム１１０の一部（例えば約１〜２％）を除去してスペクトロメータへと導くように、光ビーム１１０の経路内に設置される。スペクトロメータは、スペクトル分散デバイスと、光ビーム１１０の波長に感度を有する検出器と、を含む。
[00054] スペクトル分散デバイスは光ビームを異なる分布のスペクトル特徴に分ける。検出器は複数の空間領域を有し、各空間領域が異なる分布のスペクトル特徴を受ける。いくつかの実装形態においては、スペクトル分散デバイスは光干渉ベースのデバイスであり、このデバイスにおいては、光ビームは、互いに光学的に干渉する複数の光ビームを生成することによって、異なる分布のスペクトル特徴に分けられる。例示的な光干渉ベースのデバイスは、エタロン又は格子である。そのようなデバイスは、検出器の別個の空間領域に異なる分布を投影するように構成されたレンズと組み合わせて使用され得る。レンズは、検出器の空間領域に一致する焦点面に光を結像するように、エタロンの出力に設置されてもよい。他の実装形態においては、スペクトル分散デバイスは光分散ベースのデバイスであり、このデバイスにおいては、光ビームは、屈折という光学現象を用いて異なる分布のスペクトル特徴に分けられる。例示的な光分散ベースのデバイスはプリズムであり、光ビームの異なる波長はプリズムで、異なる角度で屈折される。これは、プリズムの材料の屈折率は光ビームの波長によって変化するからである。
[00055] 検出器は、各空間領域において投影される光ビームの特徴（強度など）を検出する。例えば、検出器は、各スペクトル特徴分布によって、それぞれの空間領域に堆積されるエネルギを検出又は検知してもよい。空間領域は、スペクトル特徴分布の光子が入射し相互作用する任意の面又は区域である。空間領域は、制御システム１４０による更なる処理のために、光子のエネルギを電流に変換することができる。いくつかの実装形態においては、検出器はフォトダイオードのアレイを有するフォトダイオード検出器を含み、各フォトダイオードが別個の空間領域として作用する。検出器の各空間領域は、検出器の１つ以上の結像素子（例えばフォトダイオード）からなる面であってもよい。
[00056] スペクトル特徴は、（検出器の出力から回復又は推定可能な）光スペクトルからメトリックの値を推定することによって測定され得る。光スペクトル２００の詳細に関係する任意の適当な数学的構造（すなわちメトリック）を用いて、光ビーム帯域幅を特徴付ける値を推定することができる。例えば、スペクトル形状の最大ピーク強度の一部（Ｘ）のスペクトルの全幅（ＦＷＸＭと称される）を用いて光ビーム帯域幅を特徴付けることができる。別の一例としては、積分スペクトル強度の一部（Ｙ）を含むスペクトルの幅（ＥＹと称される）を用いて光ビームの帯域幅特徴付けることができる。
[00057] メトロロジ装置４５０は、光源１０５、光ビーム１１０、又は出力装置１４５の他の態様を測定するために用いることのできる１つ以上の他の測定ユニット４１５を含んでいてもよい。
[00058] 図５を参照すると、いくつかの実装形態においては、光源１０５は、光ビーム１１０としてパルスレーザビームを生成するパルスレーザ光源５０５である。図５の例に示されるように、光源５０５は多段（例えば２段）レーザシステムであり、シード光ビーム５１１をパワー増幅器（ＰＡ）５１０に提供するマスタ発振器（ＭＯ）５００を含む。マスタ発振器５００は、典型的には、内部で増幅が発生する利得媒質と、光共振器などの光フィードバック機構と、を含む。マスタ発振器５１０は、典型的には、マスタ発振器５００からのシードレーザビーム５１１でシードされると内部で増幅が発生する利得媒質を含む。パワー増幅器５１０は、再生リング共振器として設計されている場合にはパワーリング増幅器（ＰＲＡ）として記述され、この場合、十分な光フィードバックがリング設計から提供され得る。マスタ発振器５００は、（パワー増幅器５１０の出力と比較して）相対的に低い出力パルスエネルギでの中心波長及び帯域幅などのスペクトルパラメータの微調整を可能にする。パワー増幅器５１０は、マスタ発振器５００からシード光ビーム５１１を受けてそのシード光ビーム５１１を増幅し、（例えばフォトリソグラフィのために）出力装置１４５で使用する出力に必要なパワーに到達する。
[00059] マスタ発振器５００は、２つの細長い電極と、利得媒質の役割を果たすレーザガスと、電極間でガスを循環させるための送風機と、を有する放電チャンバを含む。放電チャンバの一方の側の（スペクトル特徴選択システムとして作用する）第２の作動可能な装置１３５と、放電チャンバの他方の側の出力カプラ５１５と、の間にはレーザ共振器が形成される。光源５０５は、出力カプラ５１５からの出力を受け取る線中心分析モジュール（ＬＡＭ）５２０も含み得る。ＬＡＭ５２０は、図４に示されるメトロロジ装置４５０の他の測定ユニット４１５のうち１つを提供してもよい。ＬＡＭ５２０は、シード光ビーム５１１又はパルス光ビーム１１０の波長（例えば中心波長）を測定するのに用いられ得る、ある種の測定ユニット３１５の一例である。光源５０５は、必要に応じてシード光ビーム５１１又はパルス光ビーム１１０の寸法及び／又は形状を修正する、１つ以上のビーム修正光学系５２５も含み得る。
[00060] 放電チャンバにおいて使用されるレーザガスは、必要とされる波長及び帯域幅周辺のレーザビームを生成するのに適した任意のガスであってもよく、例えば、レーザガスは、約１９３ｎｍの波長の光を放出するフッ化アルゴン（ＡｒＦ）、又は約２４８ｎｍの波長の光を放出するフッ化クリプトン（ＫｒＦ）であり得る。
[00061] パワー増幅器５１０はパワー増幅器放電チャンバを含み、再生リングアンプである場合には、（リフレクタなどの）ビームリターン５３０も含む。ビームリターンは、（例えば反射を介して）光ビームを放電チャンバ内に戻して、（リング増幅器への入力がリング増幅器からの出力と交差する）循環ループ経路を形成する。パワー増幅器放電チャンバは、一対の細長い電極と、利得媒質の役割を果たすレーザガスと、電極間でガスを循環させるための送風機と、を含む。シード光ビーム５１１は、パワー増幅器５１０を繰り返し通過することによって増幅される。ビーム修正光学系５２５は、シード光ビーム５１１をパワー増幅器５１０にインカップルし増幅された放射の一部をパワー増幅器５１０からアウトカップルして出力光ビーム１１０を形成するための手法（例えば部分反射ミラー）を提供する。
[00062] 線中心分析モジュール５２０は、マスタ発振器５００の出力の波長を監視する。線中心分析モジュール５２０は、光源１０５内の他の場所に設置されてもよいし、又は光源１０５の出力に設置されてもよい。
[00063] シード光ビーム５１１（及びひいては出力光ビーム１１０）のスペクトル特徴はマスタ発振器５００の構成によって決定され、これらのスペクトル特徴は、マスタ発振器５００内で生成される光ビーム５１２を調整することによって調整可能である。（スペクトル特徴選択システムとして作用する）第２の作動可能な装置１３５は、光源５０５のマスタ発振器５００から光ビーム５１２を受け、制御システム１４０からの入力に基づいて光ビーム５１２のスペクトル特徴を微調整することにより、光源５０５によって生成される光ビーム１１０のスペクトル出力を微調整する。
[00064] 図６も参照すると、光源５０５からの光ビーム５１２に結合する例示的な第２の作動可能な装置６３５が示されている。いくつかの実装形態においては、第２の作動可能な装置６３５は、マスタ発振器５００から光ビーム５１２を受けて、マスタ発振器５００内の波長及び帯域幅などのスペクトル特徴の微調整を可能にし、シード光ビーム５１１のこれらのスペクトル特徴を調整する。リソグラフィコントローラ６３５は、制御システム１４０と通信する第２の作動モジュール１２５に接続されている。
[00065] 第２の作動可能な装置６３５は、マスタ発振器５００からのパルス光ビーム５１２と光学的に相互作用するように配列された一組の光学フィーチャ又はコンポーネント６００，６０５，６１０，６１５，６２０を含む。光学コンポーネント６００，６０５，６１０，６１５，６２０は、粗いスペクトル特徴調整システムを提供するように構成されていてもよい。そして、そのようなコンポーネントの調整が十分に迅速な場合には、細密なスペクトル特徴調整システムを提供するように構成されていてもよい。図６には示されていないが、第２の作動可能な装置６３５は、細密なスペクトル特徴制御を提供するために、他の光学フィーチャ又は他の非光学フィーチャを含むことが可能である。
[00066] 第２の作動モジュール１２５は、各光学コンポーネント６００，６０５，６１０，６１５，６２０に物理的に結合された１つ以上の作動システム６００Ａ，６０５Ａ，６１０Ａ，６１５Ａ，６２０Ａに接続されている。光学コンポーネント６００は格子などの分散光学要素６００であってもよく、光学コンポーネント６０５，６１０，６１５，６２０は集合的にビームエキスパンダ６０１を形成する屈折光学要素であってもよい。格子６００は、光ビーム５１２を分散させ反射するように設計された反射格子であってもよい。したがって、格子６００は、ＤＵＶ範囲の波長を有するパルス光ビーム５１２と相互作用するのに適した材料で作成される。プリズム６０５，６１０，６１５，６２０の各々は透過性プリズムであり、光ビーム５１２がプリズムの本体を通過する際に、この光ビームを分散させ方向転換するように作用する。プリズムの各々は、光ビーム５１２の波長の透過を許す材料（例えばフッ化カルシウムなど）で作成され得る。４つの屈折光学要素６０５，６１０，６１５，６２０が図示されているが、ビームエキスパンダ６０１においては４つよりも少ない又は４つよりも多い屈折光学要素を使用することが可能である。
[00067] パルス光ビーム５１２は、プリズム６２０、プリズム６１０、及びプリズム６０５をこの順序で通って進んだ後、格子６００の回折面６０２に入射する。ビーム５１２が連続したプリズム６２０，６１５，６１０，６０５をそれぞれ通過する度に、光ビーム５１２は光学的に拡大され、次の光学コンポーネントの方に方向転換（ある角度で屈折）される。光ビーム５１２は、格子６００によって回折及び反射され、プリズム６０５、プリズム６１０、プリズム６１５、及びプリズム６２０をこの順序で通って戻った後、装置６３５を出ていく。格子６００から連続したプリズム６０５，６１０，６１５，６２０をそれぞれ通過する度に、光ビーム５１２は、マスタ発振器５００の方に戻るように進むにつれて、光学的に圧縮される。
[00068] ビームエキスパンダ６０１のプリズム（プリズム６０５，６１０，６１５，６２０のうちいずれか１つであってもよい）の回転は、光ビーム５１２がその回転されたプリズムの入光面に入射する入射角を変化させる。また、その回転されたプリズムを通る光ビーム５１２の２つの局所的な光学品質、すなわち光学倍率及びビーム屈折角は、その回転されたプリズムの入光面に入射する光ビーム５１２の入射角の関数である。プリズムを通る光ビーム５１２の光学倍率は、そのプリズムを出射する光ビーム５１２の横幅の、そのプリズムに進入する光ビーム５１２の横幅に対する比である。
[00069] ビームエキスパンダ６０１内のプリズムのうち１つ以上における光ビーム５１２の局所的な光学倍率の変化は、ビームエキスパンダ６０１を通る光ビーム５１２の光学倍率ＯＭ６６５の全体的な変化を引き起こす。ビームエキスパンダ６０１を通る光ビーム５１２の光学倍率ＯＭ６６５は、ビームエキスパンダ６０１を出射する光ビーム５１２の横幅Ｗｏの、ビームエキスパンダ６０１に進入する光ビーム５１２の横幅Ｗｉに対する比である。そして、ビームエキスパンダ６０１内のプリズムのうち１つ以上による局所的なビーム屈折角の変化は、格子６００の面６０２における光ビーム５１２の入射角６６２の全体的な変化を引き起こす。
[00070] 光ビーム５１２の波長は、光ビーム５１２が格子６００の回折面６０２に入射する入射角６６２を変更することによって調整され得る。具体的には、これは、プリズム６０５，６１０，６１５，６２０及び格子６００のうち１つ以上を回転させ、それによって光ビーム５１２の入射角６６２を調整することにより、行うことができる。光ビーム５１２の帯域幅は、光ビーム５１２の光学倍率ＯＭ６６５を変更することによって調整され得る。したがって、光ビーム５１２の帯域幅は、プリズム６０５，６１０，６１５，６２０のうち１つ以上を回転させることによって調整することができ、これは光ビーム５１２の光学倍率６６５を変化させる。特定のプリズムの回転がそのプリズムにおける局所的なビーム屈折角及び局所的な光学倍率の両方を変化させるので、この設計においては、波長及び帯域幅の制御が結合されている。
[00071] また、光ビーム５１２の帯域幅は、プリズム６２０の回転には比較的敏感であり、プリズム６０５の回転には比較的鈍感である。これは、プリズム６２０の回転による光ビーム５１２の局所的な光学倍率の任意の変化は、他のプリズム６１５，６１０，及び６０５における光学倍率の変化の積で乗算されるためである。なぜなら、それらのプリズムは回転されるプリズム６２０と格子６００との間にあり、光ビーム５１２は、プリズム６２０を通過した後、これらの他のプリズム６１５，６１０，６０５を通って進まなければならないからである。一方、光ビーム５１２の波長は、プリズム６０５の回転には比較的敏感であり、プリズム６２０の回転には比較的鈍感である。例えば、波長を変更することなく帯域幅を変更するためには、入射角６６２を変更せずに光学倍率６６５が変更されなければならず、これはプリズム６２０を多く回転させるとともにプリズム６０５を少なく回転させることによって達成され得る。
[00072] 光学コンポーネント６００，６０５，６１０，６１５，６２０の各々について作動システム６００Ａ，６０５Ａ，６１０Ａ，６１５Ａ，６２０Ａが図示されているが、光学コンポーネントのうちいくつかは、静止状態で保持されること、又は作動システムに物理的に結合されないことが可能である。例えば、いくつかの実装形態においては、格子６００は静止状態で保持されてもよく、プリズム６１５は静止状態で保持されるとともに作動システムに物理的に結合されなくてもよい。作動システム６００Ａ，６０５Ａ，６１０Ａ，６１５Ａ，６２０Ａのうち１つ以上は、その各光学コンポーネントに接続された１つ以上のアクチュエータを備える。光学コンポーネントの調整は、光ビーム５１２の特定のスペクトル特徴（波長及び／又は帯域幅）の調整を引き起こす。第２の作動モジュール１２５は制御システム１４０から制御信号を受信し、制御信号は作動システムのうち１つ以上を動作させ又は制御するための特定のコマンドを含む。作動システムは協働するように選択及び設計されてもよい。
[00073] 作動システム６００Ａ，６０５Ａ，６１０Ａ，６１５Ａ，６２０Ａのアクチュエータの各々は、各光学コンポーネントを移動又は制御するための機械デバイスである。これらのアクチュエータは、第２の作動モジュール１２５からエネルギを受け取り、そのエネルギを各光学コンポーネントに与えられる何らかの運動に変換する。例えば、作動システムは、フォースデバイスとビームエキスパンダのプリズムのうち１つ以上を回転させる回転ステージとのうちいずれか１つであってもよい。作動システムは、例えば、ステッパモータなどのモータ、バルブ、圧力制御デバイス、圧電デバイス、リニアモータ、液圧アクチュエータ、ボイスコイル等を含み得る。
[00074] 格子６００は高ブレーズ角エシェル格子であってもよく、格子の方程式を満足する任意の入射角６６２で格子６００に入射する光ビーム５１２は反射（回折）されるであろう。格子の方程式は、格子６００のスペクトル次数と、回折された波長（回折されたビームの波長）と、光ビーム５１２の格子６００への入射角６６２と、格子６００で回折された光ビーム５１２の出射角と、格子６００に入射する光ビーム５１２の垂直発散と、格子６００の回折面の溝間隔と、の間の関係を提供する。また、光ビーム５１２の格子６００への入射角６６２が光ビーム５１２の格子６００からの出射角と等しくなるように格子６００が用いられる場合には、格子６００とビームエキスパンダ（プリズム６０５，６１０，６１５，６２０）とはリトロー構造で配置され、格子６００から反射される光ビーム５１２の波長はリトロー波長である。格子６００に入射する光ビーム５１２の垂直発散はゼロに近いと考えられる。公称波長を反射するために、格子６００は、格子６００に入射する光ビーム５１２に対して位置合わせされるので、公称波長は反射されてビームエキスパンダ（プリズム６０５，６１０，６１５，６２０）を通って戻り、光源１０５で増幅される。その後、リトロー波長は、光ビーム５１２の格子６００への入射角６６２を変更することによって、光源１０５内の共振器の利得帯域幅全体にわたって調整され得る。
[00075] 各プリズムは、マスタ発振器５００から格子６００に向かう経路上で光ビーム５１２を光学的に拡大する。したがって、各プリズムは、プリズム６２０からプリズム６０５まで、寸法が連続的に大きくなっている。よって、プリズム６０５はプリズム６１０よりも大きく、プリズム６１０はプリズム６１５よりも大きく、プリズム６２０が最小のプリズムである。波長は、プリズム６０５を回転させることによって粗く変更されてもよいし、プリズム６２０が（粗く）回転されてもよい。光ビーム５１２の入射角６６２はプリズム６０５の回転によって変更され、プリズム６２０の回転はプリズム６０５の回転によって引き起こされる倍率の変化を打ち消す。プリズム６２０は、粗い、広範囲の、及び遅い帯域幅の制御に用いられ得る。一方、プリズム６１０を制御することにより、帯域幅は、微細な且つ狭い範囲で、しかも更に迅速に制御可能である。
[00076] 図５の例において、第１の作動可能な装置１３０は、第１段（マスタ発振器５００）及び第２段（パワー増幅器５１０）に接続されてマスタ発振器５００に送信される第１のトリガ信号とパワー増幅器５１０に送信される第２のトリガ信号との間の相対的なタイミングを制御するタイミングモジュールである。米国特許第７，８３０，９３４号及び第７，２０３，２１６号明細書には例示的なタイミングモジュールが図示され説明されている。両文献は参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。２つのトリガ信号の間の相対的なタイミングを調整することによって、光ビーム１１０のスペクトル特徴（帯域幅など）を制御することができる。特に、マスタ発振器５００からのシード光ビーム５１１は、シード光ビーム５１１の増幅がパワー増幅器５１０内で発生し得るように、パワー増幅器５１０の放電領域を、パワー増幅器５１０内のレーザガスにおいて分布が反転される間に通過しなければならない。したがって、シード光ビーム５１１のパルスを遅延させることによって、パワー増幅器５１０から出力される光ビーム１１０の帯域幅は低減され、それに応じてパワー増幅器５１０内のレーザガスにおける分布は反転されるであろう。一般に、シード光ビーム５１１のパルスがマスタ発振器５００に長く留まるほど、パワー増幅器５１０によって出力される光ビーム１１０の帯域幅は狭くなる。よって、マスタ発振器５００へのトリガ信号とパワー増幅器５１０へのトリガ信号との間の相対的なタイミング作動を用いて光ビーム１１０の帯域幅を制御することができる。
[00077] これらのトリガ信号の間の相対的なタイミングはレーザ光パルス毎に変更され得るので、そのような制御は、光ビーム５１２の経路上の光学フィーチャが物理的にいかに速く移動可能であるかによって制約を受ける第２の作動モジュール１２５に提供されるよりも更に微調整され且つ更に迅速なスペクトル特徴の制御方法を提供する。
[00078] ２つの作動可能な装置１３０，１３５の間のそのような連携及び協力は、制御システム１４０によって合わせて用いられ、たとえ光源１０５が種々の擾乱１０７に曝され得るとしても、１つ以上のスペクトル特徴（波長又は帯域幅など）を所望の設定点に又は少なくとも設定点の周辺の所望の範囲内に保持する。
[00079] 制御システム１４０は、第１の作動モジュール１２０と、第２の作動モジュール１２５と、メトロロジ装置１５０とに接続されている。制御システム１４０と特定のコンポーネント（メトロロジ装置１５０など）との間の接続は、有線接続であってもよいし、又は無線及び非接触接続であってもよい。
[00080] 図７を参照すると、制御システム１４０の一例が制御システム７４０として図示されている。本明細書に記載されたシステム及び方法の態様に関係する制御システム７４０について詳述する。制御システム７４０は、図７に図示されていない他のフィーチャを含んでいてもよい。制御システム７４０は、デジタル電子回路、コンピュータハードウェア、ファームウェア、及びソフトウェアのうち１つ以上を含む。
[00081] 制御システム７４０はメモリ７００を含み、このメモリは読み出し専用メモリ及び／又はランダムアクセスメモリであってもよい。コンピュータプログラム命令及びデータを有形に体現するのに適した記憶デバイスは、例えば、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、及びフラッシュメモリデバイスなどの半導体メモリデバイスや、内部ハードディスク及びリムーバブルディスクなどの磁気ディスクや、光磁気ディスクや、ＣＤ−ＲＯＭディスクを含む、あらゆる形の不揮発性メモリを含む。制御システム７４０は、１つ以上の入力デバイス７０５（例えばキーボード、タッチスクリーン、マイクロフォン、マウス、ハンドヘルド入力デバイスのうち１つ以上など）及び１つ以上の出力デバイス７１０（例えばスピーカ又はモニタなど）も含み得る。
[00082] 制御システム７４０は、１つ以上のプログラム可能プロセッサ７１５と、（プロセッサ７１５のような）プログラム可能プロセッサによる実行のために機械読み取り可能な記憶デバイスにおいて有形に体現された１つ以上のコンピュータプログラム製品７２０とを含む。１つ以上のプログラム可能プロセッサ７１５は、入力データ上で動作すること及び適切な出力を生成することによって所望の機能を実施するために、各々が命令のプログラムを実行し得る。一般に、プロセッサ７１５はメモリ７００から命令及びデータを受信する。前述のもののいずれかは、特別設計のＡＳＩＣ（特定用途向け集積回路）によって補われるか、又はこれに組み込まれてもよい。
[00083] 制御システム７４０は、例えば、メトロロジ処理モジュール７２５、決定処理モジュール７３５、作動処理モジュール７５５（作動モジュール１２０，１２５とそれぞれインターフェイスするサブモジュール７５５Ａ，７５５Ｂを含み得る）、及び出力装置モジュール７６０を含む。これらの処理モジュールの各々は、プロセッサ７１５のような１つ以上のプロセッサによって実行される一組のコンピュータプログラム製品であってもよい。
[00084] 出力装置モジュール７６０は、出力装置１４５、例えば露光装置３４５のリソグラフィコントローラ３６２とインターフェイスする。これにより、出力装置モジュール７６０は、リソグラフィコントローラ３６２から、フォトリソグラフィシステム１００の動作のモードに関するコマンド又は命令を受け取る。例えば、出力装置モジュール７６０は、リソグラフィコントローラ３６２から、光ビーム１１０のスペクトル特徴の目標値に関するコマンドを受け取る。出力装置モジュール７６０は、リソグラフィコントローラ３６２から、光ビーム１１０のスペクトル特徴を第１の目標値範囲の値から第２の目標値範囲の値へと変更するコマンドを受け取ってもよい。出力装置モジュール７６０は、メトロロジ処理モジュール７２５ともインターフェイスして、作動システム１１５を動作のモードのうちの１つ、例えば定常状態動作モード又は変化状態動作モードで動作させる。
[00085] メトロロジ処理モジュール７２５は、観察システム４０５と、スペクトル特徴ユニット４１０と、メトロロジ装置４５０の他の測定ユニット４１５との各々から出力を受け取る。決定処理モジュール７３５は、メトロロジ処理モジュール７２５から出力を受け取り、どの作動サブモジュール７５５Ａ，７５５Ｂが作動又は制御される必要があるのかを判定する。メトロロジ処理モジュール７２５は、出力装置モジュール７６０からコマンドを受け取り、これらのコマンドに基づいて計算を実施する。例えば、出力装置モジュール７６０がメトロロジ処理モジュール７２５に、光ビーム１１０のスペクトル特徴を第１の目標値範囲の値から第２の目標値範囲の値へと変更するように命令する場合、メトロロジ処理モジュール７２５は、変化状態動作を実施及び完了するのに必要な計算の実施を開始してもよい。また、メトロロジ処理モジュール７２５は、これらの計算に基づいて命令を決定処理モジュール７３５に送信し、それによって作動システム１１５を変化状態動作で動作させてもよい。以下では、変化状態動作について詳述する。
[00086] 作動処理モジュール７５５は、作動システム１１５の他の作動モジュールとインターフェイスする１つ以上の追加的なサブモジュール７５５Ｃを含み得る。また、図７にはごく少数の処理システムしか図示されていないが、制御システム１４０は他の処理システムを含むことが可能である。更に、制御システム１４０は、コンポーネントのすべてが内部に共同設置されているように見えるボックスとして表されているが、制御システム１４０は、物理的に互いに離隔したコンポーネントで構成されることが可能である。
[00087] 一般に、メトロロジ処理モジュール７２５は、少なくとも光ビーム１１０及び光源１０５についてのいくらかの情報をメトロロジ装置１５０から受け取るとともに、露光装置３４５についての情報をリソグラフィコントローラ３６２から受け取る。
メトロロジ処理モジュール７２５は、その情報について分析を実施して、出力装置１４５に供給される光ビーム１１０の１つ以上のスペクトル特徴（例えば帯域幅）をどのように調整するかを決定する。メトロロジ処理モジュール７２５によるこの決定に基づいて、決定処理モジュール７３５は作動処理モジュール７５５に信号を送信し、サブモジュール７５５Ａ及び７５５Ｂによって光源１０５の動作を制御する。
[00088] 第１及び第２の作動モジュール１２０，１２５は、作動処理モジュール７５５ならびに第１及び第２の作動可能な装置１３０，１３５と通信するために、必要に応じてファームウェアとソフトウェアとの任意の組み合わせの形をとる電子機器を含む。
[00089] 図８を参照すると、変化状態動作を実行するための手順８００が実施される。この手順において、光源１０５によって生成されるパルス光ビーム１１０のスペクトル特徴が調整される。手順８００は、制御システム１４０の制御下で、フォトリソグラフィシステム１００によって実施される。手順８００は、パルス光ビーム１１０のスペクトル特徴を第１の目標範囲の値から第２の目標範囲の値へと変更する命令を受け取ることを含む（８０５）。例えば、制御システム７４０の出力装置モジュール７６０が、出力装置１４５から、光ビーム１１０のスペクトル特徴を変更する命令を受け取ってもよく、この命令が、メトロロジ処理モジュール７２５に伝達されてもよい。
[00090] 手順８００は、光源１０５の第１の動作特性を調節することを含む（８１０）。光源１０５の第１の動作特性は、光源１０５の第１の作動可能な装置１３０を、第１の動作特性が許容可能な値の範囲内にあると判定されるまで調整することによって、調節される（８１０）。この第１の作動可能な装置１３０の調整は、決定処理モジュール７３５の制御下で、且つメトロロジ処理モジュール７２５及び／又は出力装置モジュール７６０からの出力に基づいて、作動処理モジュール７５５のサブモジュール７５５Ａによって開始及び制御される。
[00091] 第１の動作特性の値の許容可能な範囲は、第１の動作特性の動作範囲に集中していてもよい。例えば、動作範囲は、第１の動作特性の値を制限することによって定義される。具体的には、第１の動作特性は、これらの制限値を超える値までは押し込まれ得ない。このように、調節（８１０）は、第１の動作特性を、変化状態動作の間、動作範囲の中心に集中させようとする。
[00092] 第１の動作特性は、第１の作動可能な装置１３０の現在の状態と第１の作動可能な装置１３０の目標状態との相対値であってもよい。第１の作動可能な装置１３０は、光源１０５がいつ光ビーム１１０のパルスを出力するかに関するタイミングであってもよい。また、この、光源１０５がいつ光ビーム１１０のパルスを出力するかに関するタイミングは、制御システム１４０から光源の第１段（光源５０５のマスタ発振器５００など）に送信される第１のトリガ信号と制御システム１４０から光源の第２の状態（光源５０５のパワー増幅器５１０など）に送信される第２のトリガ信号との相対的なタイミングであってもよい。
[00093] 第１の作動可能な装置１３０への変更又は調整は第１の動作特性の変化を引き起こし、この変化は光ビーム１１０のスペクトル特徴に望ましくないオフセットをもたらす。例えば、第１の動作特性が手順８００の始めに−０．３（任意の単位）という値を有しており、調節８１０の始めにおよそ−０．４（任意の単位）の値の範囲にあるように命令される場合、第１の動作特性のこの変化は、約２５フェムトメートル（ｆｍ）の帯域幅の変動を引き起こし得る。
[00094] 制御システム１４０は、第１の動作特性の変化によって引き起こされるスペクトル特徴の変動を打ち消す、光源１０５の第２の作動可能な装置１３５に対する調整を決定する（８１５）。制御システム１４０は、少なくとも部分的には、第１の作動可能な装置１３０の調整と光ビーム１１０のスペクトル特徴との間の関係に基づいて、そして第２の目標範囲にも基づいて、調整を決定する（８１５）。例えば、メトロロジ処理モジュール７２５は、例えばメモリ７００に記憶された情報、出力装置モジュール７６０からの命令、及び／又はメトロロジ装置１５０からの情報に基づいて調整を決定する（８１５）ように計算を実施してもよい。
[00095] 手順８００は、決定された調整に基づく量で第２の作動可能な装置１３５を調整することを含む（８２０）。具体的には、一旦メトロロジ処理モジュール７２５によって調整量が決定されると（８１５）、決定処理モジュール７３５に信号が送信され、決定処理モジュールが、第２の作動モジュール１２５と通信するサブモジュール７５５Ｂに送信する制御信号を決定し、それによって第２の作動可能な装置１３５が調整される。例えば、第２の作動可能な装置１３５が第２の作動可能な装置６３５である場合には、第２の作動可能な装置６３５に対する調整は光学要素６０５Ａ，６１０Ａ，６１５Ａ，６２０Ａのうち１つ以上を調整し、それによって光ビーム５１２の光学倍率ＯＭが調整される。光ビーム５１２の光学倍率ＯＭに対するこの調整によって、光ビーム５１２のスペクトル特徴（帯域幅など）が変更され、ひいては出力装置１４５に向けられる光ビーム１１０のスペクトル特徴が変更される。
[00096] また、制御システム１４０は、第１の動作特性が許容可能な値の範囲内にあるという初期決定の前に、決定（８１５）を始めてもよく、調整（８２０）を始めてもよい。したがって、決定（８１５）及び調整（８２０）は、第１の動作特性の調節（８１５）の開始と平行して始まってもよい。決定（８１５）及び調整（８２０）は、手順８００におけるフィードフォワード制御と考えられ得る。なぜなら、第２の作動可能な装置１３５に対する変更は、第２の作動可能な装置１３５の状態又は負荷の誤差に基づいていないからである。むしろ、決定（８１５）及び調整（８２０）は、後述するように、第２の作動可能な装置１３５の状態又は負荷の誤差（error in the state or load）以外の要因に基づいている。
[00097] 図９を参照すると、光源１０５の第１の動作特性を調節するための手順８１０が実施される。手順８１０は、図８には一度しか示されていないが、変化状態動作の全体を通じて実施される。光源１０５の第１の動作特性は、メトロロジ装置１５０によって観察される（９００）。例えば、第１の動作特性は第１の作動可能な装置１３０の動作点であってもよく、この場合、観察システム４０５が動作点を観察する。（制御システム１４０の）メトロロジ処理モジュール７２５は、観察システム４０５から動作点の値を受け取る。
[00098] 次に、制御システム１４０は、観察される第１の動作特性が許容可能な値の範囲内にあるかどうかを判定する（９０５）。例えば、最小値と最大値とが許容可能な値の範囲を定義するところ、メトロロジ処理モジュール７２５は、観察される第１の動作特性が最小値よりも大きく且つ最大値よりも小さいかどうかを判定する。
[00099] 観察される第１の動作特性が許容可能な値の範囲内にある場合（９０５）、メトロロジ装置１５０は光源１０５の第１の動作特性の観察を継続し（９００）、第１の作動可能な装置１３０に対する調整は不要である。観察される第１の動作特性が許容可能な値の範囲内にない場合（９０５）、第１の作動可能な装置１３０は調整される（９１０）。例えば、メトロロジ処理モジュール７２５は、観察された第１の動作特性が許容可能な値の範囲の外にあると判定する場合には（９０５）、決定処理モジュール７３５に信号を送信し、決定処理モジュールが第１の作動可能な装置１３０が調整されるべきであることを決定する。決定処理モジュール７３５は適切な信号を作動処理モジュール７５５に、具体的にはサブモジュール７５５Ａに送信する。このサブモジュールは第１の作動モジュール１２０に信号を送信し、それによって第１の作動可能な装置１３０が調整される。
[000100] 図１０を参照すると、光源１０５の第２の作動可能な装置１３５の調整を決定するための手順８１５が実施される。第１の作動可能な装置１３０の調整によってもたらされる光ビーム１１０のスペクトル特徴のオフセットが推定される（１０００）。例えば、メトロロジ処理モジュール７２５は、第１の作動可能な装置１３０に対する調整によって光ビーム１１０のスペクトル特徴がどの程度変更されるかを計算してもよい。
[000101] メトロロジ処理モジュール７２５は、スペクトル特徴に対する第１の動作特性の感度に基づいてスペクトル特徴オフセットＳＦｏｆｆを推定してもよい（１０００）。この感度は、スペクトル特徴を第１の作動可能な装置１３０の状態と関係づけるモデルによって計算され得る。例えば、オフセット（ＳＦｏｆｆ）は、以下のように計算することができる。
[000102]
Figure 0006886525
 [000103] ただし、Δｏｐ１は第１の動作特性の初期値と第１の動作特性の目標値との差、ＣＶは第１の動作特性と第１の作動可能な装置１３０の状態との関係を定義する構成可能値（configurable value）、ｄＳＦ／ｄＡｃｔ１は光ビーム１１０の測定されるスペクトル特徴（ＳＦ）対第１の作動可能な装置１３０の状態のタイミング曲線の勾配である。図１１には、第２の作動可能な装置１３５の別個の状態（例えばプリズム６２０の別個の角度）について、一組の例示的なタイミング曲線が図示されている。第１の動作特性の目標値は許容可能な値の範囲内にあり、第１の動作特性の初期値は手順８００の開始前の値であり得る。構成可能値ＣＶは、第１の作動可能な装置１３０の状態と第１の動作特性との間のＤＣ利得を定義し、手順８００の開始前に設定される。
[000104] 一旦スペクトル特徴オフセットＳＦｏｆｆが推定されると（１０００）、制御システム１４０は、第１の作動可能な装置１３０の調整によってもたらされる光ビーム１１０の推定されるスペクトル特徴オフセットＳＦｏｆｆを補償する第２の作動可能な装置１３５に対するオフセット調整を計算する（１００５）。決定処理モジュール７３５は、メトロロジ処理モジュール７２５によって提供される推定オフセットに基づいて、このオフセット調整を計算してもよい。第２の作動可能な装置１３５に対するオフセット調整は、以下のように、推定されるスペクトル特徴オフセット（例えばＳＦｏｆｆ）を、光ビーム１１０の測定されるスペクトル特徴と第２の作動可能な装置１３５の状態との間の関係の勾配で乗算することによって計算されてもよい。
[000105]
Figure 0006886525
 [000106] ただし、Ａｃｔ２ｏｆｆは計算される第２の作動可能な装置１３５に対するオフセット調整であり、Ａｃｔ２ｓｔａｔｅ／ＳＦｍｅａｓは、光ビーム１１０の測定されるスペクトル特徴（ＳＦｍｅａｓ）と第２の作動可能な装置１３５の状態（Ａｃｔ１ｓｔａｔｅ）との間の関係の勾配である。
[000107] 例えば、第２の作動可能な装置１３５が図６に図示される第２の作動可能な装置６３５のように設計されている場合には、決定処理モジュール７３５は、推定されるスペクトル特徴オフセット（１０００）を補償するために、作動システム６０５Ａ，６１０Ａ，６１５Ａ，６２０Ａのうち１つ以上に対する調整を計算する（１００５）。例えば、作動システム６２０Ａがステッパモータであり、関連する光学コンポーネント６２０がプリズムであり、調整中のスペクトル特徴が光ビーム１１０の帯域幅である場合には、決定処理モジュール７３５が多数の工程を計算し、それらの工程を通じてステッパモータ６２０Ａが移動され、それによってプリズム６２０が回転されるとともに帯域幅が調整されてもよい。また、決定処理モジュール７３５は、他の光学コンポーネント（他のプリズム６０５，６１０，又は６１５のうち１つ以上など）が調整される必要があることも計算し得る。
[000108] 上述したように、制御システム１４０は、少なくとも部分的に第２の目標範囲に基づいて、光源１０５の第２の作動可能な装置１３５に対する調整も決定する（８１５）。この調整は、光ビーム１１０のスペクトル特徴を変更する命令に基づく第２の作動可能な装置１３５に対する主調整であり、そのような変更が第１の作動可能な装置１３０に影響されるかどうか又は影響するかどうかとは無関係である。そのため、手順８１５は、第２の目標範囲に対応する第２の作動可能な装置１３５に対する主調整（Ａｃｔ２ｍａｉｎ）を計算することも含む（１０１０）。上述の例においては、決定処理モジュール７３５は、光ビーム１１０の帯域幅を第１の目標範囲にある現在の値から第２の目標範囲の値へと調整するために、プリズム６２０がどの程度調整される必要があるのかを決定するであろう。
[000109] 第２の作動可能な装置１３５に対する、（１０１０で）計算される調整Ａｃｔ２ｍａｉｎと、（１００５で）計算されるＡｃｔ２ｏｆｆとは、両方が必要である。主調整Ａｃｔ２ｍａｉｎは、（例えば出力装置モジュール７６０を介して出力装置１４５によってコマンドされるような）光ビーム１１０の帯域幅のコマンドされる変更を実施するのに必要である。オフセット調整Ａｃｔ２ｏｆｆは、（８１０で）第１の作動可能な装置１３０を動作状態に移すための第１の作動可能な装置１３０の初期調整によって引き起こされる帯域幅に対する望ましくない調整を補償するのに必要である。したがって、手順８１５は、オフセット調整Ａｃｔ２ｏｆｆと主調整Ａｃｔ２ｍａｉｎとを足し合わせることによって光源１０５の第２の作動可能な装置１３５に対する全体的な調整Ａｃｔ２ｏｖｅｒａｌｌを決定することを含む（１０１５）。
[000110] 図１２を参照すると、いくつかの実装形態においては、決定された調整に基づいて第２の作動可能な装置１３５が調整された（８２０）後で、手順１２００が実施される。初めに、制御システム１４０は、第２の作動可能な装置１３５が８２０での調整を完了したかどうかを判定する（１２０５）。例えば、制御システム１４０は、メトロロジ装置１５０から、第２の作動可能な装置１３５の状態を示す信号を受信し得る。第２の作動可能な装置１３５は、調整を完了すると（１２０５）、現在の状態で維持される（１２１０）。例えば、図６に図示される例示的な第２の作動可能な装置６３５を参照すると、第２の作動モジュール１２５は、作動システム６２０Ａに信号を送信して、プリズム６２０を静止させ現在の状態に維持し得る。
[000111] また、第２の作動可能な装置１３５は、出力装置１４５に向けられる光ビーム１１０の設定されたパルス数（例えばＮ、ただしＮは正の整数である）の間、現在の状態に維持されてもよい（１２１０）。第２の作動可能な装置１３５が現在の状態に維持される（１２１０）間のパルスの数は、数十（例えば４０未満、３０未満、又は２０未満）程度であり得る。
[000112] 第２の作動可能な装置１３５が現在の状態に維持される間（１２１０）、パルス光ビーム１１０のスペクトル特徴が測定される（１２１５）。具体的には、メトロロジ装置４５０のスペクトル特徴ユニット４１０が、光ビーム１１０についての測定を実施する（１２１５）。上述のように、スペクトル特徴ユニット４１０は光ビーム１１０の光スペクトルを測定し、その光スペクトルから光ビーム１１０のスペクトル特徴が決定される。メトロロジ処理モジュール７２５が光スペクトルから光ビーム１１０のスペクトル特徴を決定してもよい。また、第２の作動可能な装置１３５が現在の状態に維持される間（１２１０）、出力装置１４５に向けられる光ビーム１１０の各パルスについてスペクトル特徴が測定されてもよい（１２１５）。したがって、上記の例においては、Ｎが１５であれば、スペクトル特徴は１５個のパルスについて測定され得る（１２１５）。
[000113] 次に、制御システム１４０は、測定されたスペクトル特徴（１２１５）が第２の目標範囲にあるかどうかを判定する（１２２０）。例えば、メトロロジ処理モジュール７２５は、測定されたスペクトル特徴が第２の目標範囲の上限値よりも小さく第２の目標範囲の下限値よりも大きいかどうかを判定する。測定されたスペクトル特徴（１２１５）が第２の目標範囲にない場合には（１２２０）、第２の作動可能な装置１３５は、測定されたスペクトル特徴が第２の目標範囲からどれだけ離れているかに基づいて調整される（１２２５）。例えば、決定処理モジュール７３５がサブモジュール７５５Ｂに信号を送信し、このサブモジュールが第２の作動モジュール１２５に、第２の作動可能な装置１３５に対する調整を行ってスペクトル特徴を第２の目標範囲に近いか又は第２の目標範囲内の新しい値に調整するように命令する。
[000114] 第２の作動可能な装置１３５の調整（１２２５）の後、手順１２００は、第２の作動可能な装置１３５を現在の状態で維持し続け（１２１０）、その一方で光ビーム１１０のスペクトル特徴を測定する（１２１５）。
[000115] 図１２には図示されていないが、第２の作動可能な装置１３５が現在の状態で維持される（１２１０）間、複数のスペクトル特徴が測定される（１２１５）場合には、測定された各スペクトル特徴はメモリ（例えばメモリ７００）内に記憶される。この場合、メトロロジ処理モジュール７２５が測定されたスペクトル特徴の平均値を計算してもよく、その平均値が、ステップ１２２０において、測定されたスペクトル特徴として用いられ、第２の目標範囲と比較されてもよい。
[000116] 制御システム１４０が、測定されたスペクトル特徴（１２１５）が第２の目標範囲内にあると判定する（１２２０）場合には、変化状態動作は完了され、作動システム１１５は定常状態動作下で動作し得る。定常状態動作においては、出力装置１４５は、光ビーム１１０のスペクトル特徴が一定に保たれることを必要とする。
[000117] 第２の作動モジュール１２５を用いたパルス光ビーム１１０のスペクトル特徴の調整は、第１の作動可能な装置１３０が動作している実際の値の調整を引き起こしてもよく、逆もまた同様である。これは、第１の作動可能な装置１３０と第２の作動可能な装置１３５とが互いに直列であるために起こり得る。すなわち、一方の値又は設定が変更されると、他方の値又は設定が変更され、両者がスペクトル特徴を変更するように作用する。したがって、第１の作動可能な装置１３０に対する変更又は調整（８１０）がスペクトル特徴にどのように影響を及ぼすかを予測又は推定することが可能であり、この情報は、第２の作動可能な装置に対する調整を決定するために用いられる（８１５）。
[000118] スペクトル特徴（帯域幅など）を制御することに加え、別のスペクトル特徴（波長など）が、例えば第２の作動モジュール１２５による閉ループ制御によって制御されてもよい。
[000119] 本明細書に記載された手順及び装置のいくつかの実装形態は、いくつかの既知の技術に比べ、変化状態動作の合計時間を約３０〜６５％短縮する。なぜなら、第１の動作特性が許容可能な値の範囲内にあると判定される前に、手順８００が第２の作動可能な装置１３５の調整（８１５）を始めるからである。例えば、いくつかの既知の技術においては、変化状態動作が完了するのには１秒かかる。これに対し、本明細書に記載された手順においては、変化状態動作が完了するのにかかるのは２分の１秒である。このようにして、出力装置１４５は、例えばウェーハ３６０をより迅速に処理することができ、出力装置１４５による全体的な生産量が増加する。他の実装形態は以下の特許請求の範囲内にある。本発明の他の態様は、以下の番号を付した条項に記載する。
条項１
光源によって生成されるパルス光ビームのスペクトル特徴を調整する方法であって、
パルス光ビームのスペクトル特徴を第１の目標範囲の値から第２の目標範囲の値へと変更する命令を受け取ることと、
第１の動作特性を調節することは光源の第１の作動可能な装置を第１の動作特性が許容可能な値の範囲内にあると判定されるまで調整することを含むところ、光源の第１の動作特性を調節することと、
光源の第２の作動可能な装置に対する調整を、少なくとも部分的には、
第１の作動可能な装置の調整と光ビームのスペクトル特徴との間の関係に基づいて、及び
第２目標範囲に基づいて、決定することと、
決定された調整に基づく量で第２の作動可能な装置を調整することと、
を備える、方法。
条項２
光源の第１の動作特性を調節することは、
第１の作動可能な装置が調整された後で光源の第１の動作特性を観察することと、
観察される第１の動作特性が許容可能な値の範囲内にあるかどうかを判定することと、
観察される第１の動作特性が許容可能な値の範囲外にあると判定される場合には、光源の第１の作動可能な装置を調整することと、
を備えるフィードバックループとして実施される、条項１の方法。
条項３
第２の作動可能な装置に対する調整を決定することのうち少なくともいくらか及び第２の作動可能な装置を調整することのうち少なくともいくらかは、第１の動作特性が許容可能な値の範囲内にあると判定される前に起こる、条項１の方法。
条項４
第１の作動可能な装置の調整と光ビームのスペクトル特徴との間の関係に基づいて第２の作動可能な装置に対する調整を決定することとは、第１の作動可能な装置の調整によって引き起こされる光ビームのスペクトル特徴のオフセットを推定することを備える、条項１の方法。
条項５
オフセットは、
第１の動作特性の目標値は許容可能な値の範囲内にあるところ、第１の動作特性の初期値と第１の動作特性の目標値との差と、
第１の動作特性と第１の作動可能な装置の状態との間の関係を定義する校正値と、
光ビームの測定されるスペクトル特徴対第１の作動可能な装置の状態のタイミング曲線の勾配と、
に基づいて推定される、条項４の方法。
条項６
第１の作動可能な装置の調整と光ビームのスペクトル特徴との間の関係に基づいて第２の作動可能な装置に対する調整を決定することは、第１の作動可能な装置の調整によって引き起こされる光ビームのスペクトル特徴の推定されるオフセットを補償する第２の作動可能な装置に対するオフセット調整を計算することを備える、条項４の方法。
条項７
第１の作動可能な装置の調整によって引き起こされる光ビームのスペクトル特徴の推定されるオフセットを補償する第２の作動可能な装置に対するオフセット調整を計算することは、推定されるオフセットを、光ビームの測定されるスペクトル特徴と第２の作動可能な装置の状態との間の関係の勾配で乗算することを備える、条項６の方法。
条項８
第２の目標範囲に基づいて光源の第２の作動可能な装置に対する調整を決定することは、第２の目標範囲に対応する第２の作動可能な装置に対する主調整を計算することを備え、光源の第２の作動可能な装置に対する調整を決定することは、調整を決定するためにオフセット調整と主調整とを足し合わせることを備える、条項６の方法。
条項９
第２の作動可能な装置が調整を完了した後で、
光ビームのスペクトル特徴を測定しつつ第２の作動可能な装置を現在の状態で維持することと、
光ビームの測定されるスペクトル特徴が第２の目標範囲内になるまで第２の作動可能な装置を調整することと、
を更に備える、条項１の方法。
条項１０
光ビームのスペクトル特徴を測定することは、Ｎ個のパルスで一組の光ビームの各パルスについて光ビームのスペクトル特徴を測定することを含む、条項９の方法。ただし、Ｎは３０未満の数である。
条項１１
光源の第１の動作特性は、第１の作動可能な装置の状態と第１の作動可能な装置の目標状態との相対値を備え、
第１の作動可能な装置は、光源がいつ光ビームのパルスを出力するかに関するタイミングである、条項１の方法。
条項１２
光源がいつ光ビームのパルスを出力するかに関するタイミングは、光源の第１段に送信される第１のトリガ信号と光源の第２段に送信される第２のトリガ信号との相対的なタイミングである、条項１１の方法。
条項１３
第２の作動可能な装置は、パルス光ビームと相互作用するように構成された光学系を備えており、
第２の作動可能な装置を調整することは、光学系を調整し、それによってパルス光ビームの光学倍率を調整するとともに光ビームのスペクトル特徴を変更することを備える、条項１の方法。
条項１４
光ビームのスペクトル特徴は光ビームの帯域幅である、条項１の方法。
条項１５
光源の第１の作動可能な装置を調整することは、光ビームのスペクトル特徴を、値の第１の範囲内且つ第１の速度で変化させ、
光源の第２の作動可能な装置を調整することは、光ビームのスペクトル特徴を、値の第２の範囲内且つ第２の速度で変化させ、
値の第２の範囲は値の第１の範囲よりも大きく、
第２の速度は第１の速度よりも遅い、条項１の方法。
条項１６
第１の動作特性の値の許容可能な範囲は第１の動作特性の動作範囲に集中しており、第１の動作特性の動作範囲は第１の動作特性の制限値によって定義される、条項１の方法。
条項１７
光源によって生成されるパルス光ビームのスペクトル特徴を調整するシステムであって、
光源の第１の作動可能な装置に結合された第１の作動モジュールであって、第１の作動可能な装置は、第１の作動モジュールによって調整され、それによってパルス光ビームのスペクトル特徴を値の第１の範囲内で調整するように構成されている、第１の作動モジュールと、
光源の第２の作動可能な装置に結合された第２の作動モジュールであって、第２の作動可能な装置は、第２の作動モジュールによって調整され、それによってパルス光ビームのスペクトル特徴を値の第２の範囲内で調整するように構成されている、第２の作動モジュールと、
第１の作動モジュール及び第２の作動モジュールに接続された制御システムと、
を備えており、制御システムは、
パルス光ビームのスペクトル特徴を第１の目標範囲の値から第２の目標範囲の値へと変更する命令を受け取り、
第１の動作特性を調節することは第１の動作特性が許容可能な値の範囲内にあると判定されるまで第１の作動可能な装置を調整することを含むところ、光源の第１の動作特性を調節し、
第２の作動可能な装置に対する調整を、少なくとも部分的には、第１の作動可能な装置の調整と光ビームのスペクトル特徴との間の関係に基づいて、及び第２の目標範囲に基づいて、決定し、
決定された調整に基づく量で第２の作動可能な装置を調整するように構成されている、システム。
条項１８
光源の第１の動作特性は、第１の作動可能な装置の状態と第１の作動可能な装置の目標状態との相対値を備え、第１の作動可能な装置は、光源がいつ光ビームのパルスを出力するかに関するタイミングである、条項１７のシステム。
条項１９
光源は、第１段及び第２段を含む多段ガス放電システムであり、
光源がいつ光ビームのパルスを出力するかに関するタイミングは、光源の第１段に送信される第１のトリガ信号と光源の第２段に送信されるトリガ信号との相対的なタイミングである、条項１８のシステム。
条項２０
第１段はパルスシード光ビームを出力する発振器装置を含み、第２段はパルスシード光ビームを受け取ってパルス光ビームを出力する光増幅装置を含む、条項１９のシステム。
条項２１
第２の作動可能な装置は、パルス光ビームと相互作用してパルス光ビームの光学倍率を調整するように構成された光学系を含み、パルス光ビームの光学倍率を調整することは、それによって光ビームのスペクトル特徴を変更する、条項１７のシステム。
条項２２
光学系は、パルス光ビームが通過して進む１つ以上のプリズムと、パルス光ビームが反射する格子とを含み、パルス光ビームの光学倍率は、プリズムのうち１つ以上を回転させることによって調整される、条項２１のシステム。
条項２３
第１の動作特性を測定するように構成された観察システムを含むメトロロジ装置を更に備え、制御システムは観察システムから第１の動作特性の測定を受け取るように構成されている、条項１７のシステム。
条項２４
メトロロジ装置は、パルス光ビームのスペクトル特徴を測定するように構成されたスペクトル特徴ユニットを含み、制御システムは、スペクトル特徴ユニットからスペクトル特徴の測定を受け取るように構成されている、条項２３のシステム。
条項２５
光源によって生成されるパルス光ビームのスペクトル特徴を調整するシステムであって、
パルス光ビームのスペクトル特徴を値の第１の範囲内で調整する第１の作動可能な手段と、
第１の作動可能な手段を制御する第１の作動手段と、
パルス光ビームのスペクトル特徴を値の第２の範囲内で調整する第２の作動可能な手段と、
第２の作動可能な手段を制御する第２の作動手段と、
第１の作動手段及び第２の作動手段に接続された制御手段と、
を備え、
制御手段は、
パルス光ビームのスペクトル特徴を第１の目標範囲の値から第２の目標範囲の値へと変更する命令を受け取り、
第１の動作特性を調節することは第１の動作手段に信号を送信して第１の作動可能な手段を第１の動作特性が許容可能な値の範囲内にあると判定されるまで調整することを含むところ、光源の第１の動作特性を調節し、
第２の作動可能な手段に対する調整を、少なくとも部分的には、第１の作動可能な手段の調整と光ビームのスペクトル特徴との間の関係に基づいて、及び第２の目標範囲に基づいて、決定し、
決定された調整に基づく量で第２の作動可能な手段を調整するように、第２の作動手段に信号を送信する、システム。

Claims (23)

  1. 光源によって生成されるパルス光ビームのスペクトル特徴を調整する方法であって、
    前記パルス光ビームのスペクトル特徴を第１の目標範囲の値から第２の目標範囲の値へと変更する命令を受け取ることと、
    第１の動作特性を調節することは前記光源の第１の作動可能な装置を前記第１の動作特性が許容可能な値の範囲内にあると判定されるまで調整することを含むところ、前記光源の前記第１の動作特性を調節することと、
    前記光源の第２の作動可能な装置に対する調整を、少なくとも部分的には、前記第１の作動可能な装置の前記調整と前記光ビームのスペクトル特徴との間の関係に基づいて、及び、前記第２目標範囲に基づいて、決定することと、
    前記決定された調整に基づく量で前記第２の作動可能な装置を調整することと、を備え、
    前記第１の作動可能な装置の前記調整と前記光ビームの前記スペクトル特徴との間の前記関係に基づいて前記第２の作動可能な装置に対する前記調整を決定することは、前記第１の作動可能な装置の調整によって引き起こされる前記光ビームの前記スペクトル特徴のオフセットを推定することを含み、
    前記オフセットは、
    前記第１の動作特性の目標値は前記許容可能な値の範囲内にあるところ、前記第１の動作特性の初期値と前記第１の動作特性の前記目標値との差と、
    前記第１の動作特性と前記第１の作動可能な装置の状態との間の関係を定義する校正値と、
    前記光ビームの測定されるスペクトル特徴対前記第１の作動可能な装置の前記状態のタイミング曲線の勾配と、
    に基づいて推定される、方法。
  2. 前記光源の前記第１の動作特性を調節することは、
    前記第１の作動可能な装置が調整された後で前記光源の前記第１の動作特性を観察することと、
    前記観察される第１の動作特性が前記許容可能な値の範囲内にあるかどうかを判定することと、
    前記観察される第１の動作特性が前記許容可能な値の範囲外にあると判定される場合には、前記光源の第１の作動可能な装置を調整することと、
    を備えるフィードバックループとして実施される、請求項１の方法。
  3. 前記第２の作動可能な装置に対する前記調整を決定することのうち少なくともいくつか及び前記第２の作動可能な装置を調整することのうち少なくともいくつかは、前記第１の動作特性が前記許容可能な値の範囲内にあると判定される前に起こる、請求項１の方法。
  4. 前記第１の作動可能な装置の前記調整と前記光ビームの前記スペクトル特徴との間の前記関係に基づいて前記第２の作動可能な装置に対する前記調整を決定することは、前記第１の作動可能な装置の前記調整によって引き起こされる前記光ビームの前記スペクトル特徴の前記推定されるオフセットを補償する前記第２の作動可能な装置に対するオフセット調整を計算することを備える、請求項１の方法。
  5. 前記第１の作動可能な装置の前記調整によって引き起こされる前記光ビームの前記スペクトル特徴の前記推定されるオフセットを補償する前記第２の作動可能な装置に対する前記オフセット調整を計算することは、前記推定されるオフセットを、前記光ビームの測定されるスペクトル特徴と前記第２の作動可能な装置の状態との間の関係の勾配で乗算することを備える、請求項４の方法。
  6. 前記第２の目標範囲に基づいて前記光源の前記第２の作動可能な装置に対する前記調整を決定することは、前記第２の目標範囲に対応する前記第２の作動可能な装置に対する主調整を計算することを備え、
    前記光源の前記第２の作動可能な装置に対する前記調整を決定することは、前記調整を決定するために前記オフセット調整と前記主調整とを足し合わせることを備える、請求項４の方法。
  7. 前記第２の作動可能な装置が調整を完了した後で、
    前記光ビームの前記スペクトル特徴を測定しつつ前記第２の作動可能な装置を現在の状態で維持することと、
    前記光ビームの前記測定されるスペクトル特徴が前記第２の目標範囲内になるまで前記第２の作動可能な装置を調整することと、
    を更に備える、請求項１の方法。
  8. 前記光ビームの前記スペクトル特徴を測定することは、Ｎ個のパルスで一組の前記光ビームの各パルスについて前記光ビームの前記スペクトル特徴を測定することを含み、Ｎは３０未満の数である、請求項７の方法。
  9. 前記光源の前記第１の動作特性は、前記第１の作動可能な装置の状態と前記第１の作動可能な装置の目標状態との相対値を備え、
    前記第１の作動可能な装置は、前記光源がいつ前記光ビームのパルスを出力するかに関するタイミングである、請求項１の方法。
  10. 前記光源がいつ前記光ビームのパルスを出力するかに関する前記タイミングは、前記光源の第１段に送信される第１のトリガ信号と前記光源の第２段に送信される第２のトリガ信号との相対的なタイミングである、請求項９の方法。
  11. 前記第２の作動可能な装置は、前記パルス光ビームと相互作用するように構成された光学系を備えており、
    前記第２の作動可能な装置を調整することは、前記光学系を調整し、それによって前記パルス光ビームの光学倍率を調整するとともに前記光ビームの前記スペクトル特徴を変更することを備える、請求項１の方法。
  12. 前記光ビームの前記スペクトル特徴は、前記光ビームの帯域幅である、請求項１の方法。
  13. 前記光源の前記第１の作動可能な装置を調整することは、前記光ビームの前記スペクトル特徴を、値の第１の範囲内且つ第１の速度で変化させ、
    前記光源の前記第２の作動可能な装置を調整することは、前記光ビームの前記スペクトル特徴を、値の第２の範囲内且つ第２の速度で変化させ、
    前記値の第２の範囲は、前記値の第１の範囲よりも大きく、
    前記第２の速度は、前記第１の速度よりも遅い、請求項１の方法。
  14. 前記第１の動作特性の値の前記許容可能な範囲は、前記第１の動作特性の動作範囲に集中しており、
    前記第１の動作特性の前記動作範囲は、前記第１の動作特性の制限値によって定義される、請求項１の方法。
  15. 光源によって生成されるパルス光ビームのスペクトル特徴を調整するシステムであって、
    前記光源の第１の作動可能な装置に結合された第１の作動モジュールであって、前記第１の作動可能な装置は、前記第１の作動モジュールによって調整され、それによって前記パルス光ビームの前記スペクトル特徴を値の第１の範囲内で調整するように構成されている、第１の作動モジュールと、
    前記光源の第２の作動可能な装置に結合された第２の作動モジュールであって、前記第２の作動可能な装置は、前記第２の作動モジュールによって調整され、それによって前記パルス光ビームの前記スペクトル特徴を値の第２の範囲内で調整するように構成されている、第２の作動モジュールと、
    前記第１の作動モジュール及び前記第２の作動モジュールに接続された制御システムと、を備えており、
    前記制御システムは、
    前記パルス光ビームの前記スペクトル特徴を第１の目標範囲の値から第２の目標範囲の値へと変更する命令を受け取り、
    第１の動作特性を調節することは前記第１の動作特性が許容可能な値の範囲内にあると判定されるまで前記第１の作動可能な装置を調整することを含むところ、前記光源の前記第１の動作特性を調節し、
    前記第２の作動可能な装置に対する調整を、少なくとも部分的には、前記第１の作動可能な装置の前記調整と前記光ビームの前記スペクトル特徴との間の関係に基づいて、及び前記第２の目標範囲に基づいて、決定し、
    前記決定された調整に基づく量で前記第２の作動可能な装置を調整する
    ように構成されており、
    前記第１の作動可能な装置の前記調整と前記光ビームの前記スペクトル特徴との間の前記関係に基づいて前記第２の作動可能な装置に対する前記調整を決定することは、前記第１の作動可能な装置の調整によって引き起こされる前記光ビームの前記スペクトル特徴のオフセットを推定することを含み、
    前記オフセットは、
    前記第１の動作特性の目標値は前記許容可能な値の範囲内にあるところ、前記第１の動作特性の初期値と前記第１の動作特性の前記目標値との差と、
    前記第１の動作特性と前記第１の作動可能な装置の状態との間の関係を定義する校正値と、
    前記光ビームの測定されるスペクトル特徴対前記第１の作動可能な装置の前記状態のタイミング曲線の勾配と、
    に基づいて推定される、システム。
  16. 前記光源の前記第１の動作特性は、前記第１の作動可能な装置の状態と前記第１の作動可能な装置の目標状態との相対値を備え、
    前記第１の作動可能な装置は、前記光源がいつ前記光ビームのパルスを出力するかに関するタイミングである、請求項１５のシステム。
  17. 前記光源は、第１段及び第２段を含む多段ガス放電システムであり、
    前記光源がいつ前記光ビームのパルスを出力するかに関する前記タイミングは、前記光源の前記第１段に送信される第１のトリガ信号と前記光源の第２段に送信されるトリガ信号との相対的なタイミングである、請求項１６のシステム。
  18. 前記第１段は、パルスシード光ビームを出力する発振器装置を含み、
    前記第２段は、前記パルスシード光ビームを受け取って前記パルス光ビームを出力する光増幅装置を含む、請求項１７のシステム。
  19. 前記第２の作動可能な装置は、前記パルス光ビームと相互作用して前記パルス光ビームの光学倍率を調整するように構成された光学系を含み、
    前記パルス光ビームの前記光学倍率を調整することは、それによって前記光ビームの前記スペクトル特徴を変更する、請求項１５のシステム。
  20. 前記光学系は、前記パルス光ビームが通過して進む１つ以上のプリズムと、前記パルス光ビームが反射する格子と、を含み、
    前記パルス光ビームの前記光学倍率は、前記プリズムのうち１つ以上を回転させることによって調整される、請求項１９のシステム。
  21. 前記第１の動作特性を測定するように構成された観察システムを含むメトロロジ装置を更に備え、
    前記制御システムは、前記観察システムから前記第１の動作特性の前記測定を受け取るように構成されている、請求項１５のシステム。
  22. 前記メトロロジ装置は、前記パルス光ビームの前記スペクトル特徴を測定するように構成されたスペクトル特徴ユニットを含み、
    前記制御システムは、前記スペクトル特徴ユニットから前記スペクトル特徴の前記測定を受け取るように構成されている、請求項２１のシステム。
  23. 光源によって生成されるパルス光ビームのスペクトル特徴を調整するシステムであって、
    前記パルス光ビームの前記スペクトル特徴を値の第１の範囲内で調整する第１の作動可能な手段と、
    前記第１の作動可能な手段を制御する第１の作動手段と、
    前記パルス光ビームの前記スペクトル特徴を値の第２の範囲内で調整する第２の作動可能な手段と、
    前記第２の作動可能な手段を制御する第２の作動手段と、
    前記第１の作動手段及び前記第２の作動手段に接続された制御手段と、を備え、
    前記制御手段は、
    前記パルス光ビームの前記スペクトル特徴を第１の目標範囲の値から第２の目標範囲の値へと変更する命令を受け取り、
    第１の動作特性を調節することは前記第１の作動手段に信号を送信して前記第１の作動可能な手段を前記第１の動作特性が許容可能な値の範囲内にあると判定されるまで調整することを含むところ、前記光源の前記第１の動作特性を調節し、
    前記第２の作動可能な手段に対する調整を、少なくとも部分的には、前記第１の作動可能な手段の前記調整と前記光ビームの前記スペクトル特徴との間の関係に基づいて、及び前記第２の目標範囲に基づいて、決定し、
    前記決定された調整に基づく量で前記第２の作動可能な手段を調整するように、前記第２の作動手段に信号を送信し、
    前記第１の作動可能な手段の前記調整と前記光ビームの前記スペクトル特徴との間の前記関係に基づいて前記第２の作動可能な手段に対する前記調整を決定することは、前記第１の作動可能な手段の調整によって引き起こされる前記光ビームの前記スペクトル特徴のオフセットを推定することを含み、
    前記オフセットは、
    前記第１の動作特性の目標値は前記許容可能な値の範囲内にあるところ、前記第１の動作特性の初期値と前記第１の動作特性の前記目標値との差と、
    前記第１の動作特性と前記第１の作動可能な手段の状態との間の関係を定義する校正値と、
    前記光ビームの測定されるスペクトル特徴対前記第１の作動可能な手段の前記状態のタイミング曲線の勾配と、
    に基づいて推定される、システム。
JP2019547969A 2017-03-24 2018-03-20 パルス光ビームのスペクトル特徴制御 Active JP6886525B2 (ja)

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