CN102834988A - 用于控制光带宽的方法和设备 - Google Patents

Abstract

一种设备包括：产生光束的光源、带宽测量系统、多个带宽致动系统，以及控制系统。每一个带宽致动系统都包括一个或多个带宽致动器，每一个带宽致动系统都连接到以光学方式耦合到所产生的光束的光学特征，并可操作以修改所连接的光学特征以选择所产生的光束的带宽范围内的一带宽。控制系统被连接到带宽测量系统以及多个带宽致动系统。控制系统被配置成基于所提供的带宽测量值和所选的目标带宽，在激活并操作第一带宽致动系统与激活并操作第二带宽致动系统之间切换，激活并操作第二带宽致动系统和激活并操作第一带宽致动系统是独立的且分开的。

Description

用于控制光带宽的方法和设备

技术领域

所公开的主题涉及用于控制激光带宽的方法。

背景技术

对诸如激光器之类的光源的带宽的准确了解在许多科学和工业应用中是重要的，诸如，例如，对于深紫外光（DUV）半导体光刻中的临界尺寸控制，其中，当衬底或晶片沿着光束的光轴轴向地移动时，通过由光源所产生的光束照射衬底或晶片。

激光的带宽是从激光器输出的激光的强度谱的宽度，此宽度可以以激光的波长或频率给出。可以使用涉及光源谱的细节的任何合适的尺度或数学结构来估计激光的带宽。例如，可以使用在最大峰值强度的分数（X）时的光谱全宽（被称为FWXM）来估计激光带宽。作为另一个示例，可以使用包含集成光谱强度的分数（Y）的光谱宽度（被称为EY）来估计激光带宽。

发明内容

在一个一般性的方面，一种方法包括产生光束；在第一带宽范围内启用对所产生的光束的带宽的控制，包括启用对第一带宽致动系统的激活和控制，所述第一带宽致动系统连接到第一光学特征，所述第一光学特征以光学方式耦合到所产生的光束；以及，在第二带宽范围内启用对所产生的光束的带宽的控制，包括启用对第二带宽致动系统的激活和控制，所述第二带宽致动系统连接到第二光学特征，所述第二光学特征以光学方式耦合到所产生的光束。第二带宽范围不同于第一带宽范围。

各实现可包括下列特征中的一个或多个。例如，该方法也可以包括接收将所产生的光束的带宽从第一带宽范围改变为第二带宽范围的请求。该方法可包括响应于切换命令，在第一范围内的带宽控制和第二范围内的带宽控制之间进行切换。

该方法可包括在第一范围内的带宽控制和第二范围内的带宽控制之间进行切换。该切换包括选择第二目标带宽信息；将所述第一带宽致动系统设置为第一固定状态；将带宽测量系统从第一配置切换到第二配置；当在所述第二配置中进行操作时，从所述带宽测量系统接收测量到的带宽信息；确定所述测量到的带宽信息是否匹配于所述第二目标带宽信息；以及，激活所述第二带宽致动系统，以使所述第二光学特征修改所产生的光束的带宽，直到确定所述测量到的带宽信息匹配于所述第二目标带宽信息为止。该方法可包括在将所述第一带宽致动系统设置为所述第一固定状态之前，存储有关所述第一带宽致动系统的一个或多个组件的状态的信息。

第一固定状态可以是当接收到将所产生的光束的带宽从第一带宽范围改变为第二带宽范围的请求时所述第一带宽致动系统的状态。第一固定状态可以是根据当接收到将所产生的光束的带宽从第一带宽范围改变为第二带宽范围的请求时所述第一带宽致动系统的状态的函数而确定的。

该方法可包括控制所述第二带宽致动系统，以降低所述测量到的带宽信息和所述第二目标带宽信息之间的绝对误差，直到接收到将所产生的光束的带宽从所述第二带宽范围改变为所述第一带宽范围的请求为止。

该方法可包括在将所述带宽测量系统从所述第一配置切换到所述第二配置之后，以重置模式来控制所述第二带宽致动系统。

该方法可包括在接收到将所产生的光束的带宽从所述第二带宽范围改变为所述第一带宽范围时，在所述第二范围内的带宽控制与所述第一范围内的带宽控制之间切换。切换包括选择第一目标带宽信息；将所述第二带宽致动系统设置为第二固定状态；将所述带宽测量系统从所述第二配置切换到所述第一配置；当在所述第一配置中进行操作时，从所述带宽测量系统接收测量到的带宽信息；确定所述测量到的带宽信息是否匹配于所述第一目标带宽信息；以及激活所述第一带宽致动系统，以使所述第一光学特征修改所产生的光束的所述带宽，直到确定所述测量到的带宽信息匹配于所述第一目标带宽信息为止。

第二固定状态可以是当接收到将所产生的光束的带宽从所述第二带宽范围改变为所述第一带宽范围的请求时所述第二带宽致动系统的所述状态。第二固定状态可以是在校准期间预先确定的状态。

该方法也可以包括控制所述第一带宽致动系统，以降低所述测量到的带宽信息和所述第一目标带宽信息之间的绝对误差，直到接收到将所产生的光束的带宽从所述第一带宽范围改变为所述第二带宽范围的请求为止。该方法也可以包括向所述带宽致动系统发送信号以返回到在将所述第一带宽致动系统设置为所述第一固定状态之前所存储的状态。该方法也可以包括在将所述带宽测量系统从所述第二配置切换到所述第一配置之后，以重置模式来控制所述第一带宽致动系统。

该方法可包括在第一范围内的带宽控制和第二范围内的带宽控制之间进行切换。在第一范围内的带宽控制和第二范围内的带宽控制之间进行切换可包括将带宽测量系统从第一配置切换到第二配置。

将带宽测量系统从第一配置切换到第二配置可包括从第一组校准变量切换到第二组校准变量。所述第一组校准变量可以是预先确定的，并被配置成提供一度量，所述度量被调节以估计所述第一带宽范围上的带宽；以及，所述第二组校准变量是预先确定的，并被配置成提供一度量，所述度量被调节以估计所述第二带宽范围上的带宽。

光束可以通过产生激光束而产生。

在另一一般性的方面，一种设备包括产生光束的光源；被配置成接收从所述光源输出的光束的一部分并被配置成测量所述光束部分的带宽并提供带宽测量值的带宽测量系统；多个带宽致动系统，每一个带宽致动系统都包括一个或多个带宽致动器，并且每一个带宽致动系统都连接到以光学方式耦合到所产生的光束的光学特征，并且每一个带宽致动系统都可操作以修改所连接的光学特征以选择所产生的光束的带宽范围内的一带宽；以及，连接到所述带宽测量系统以及所述多个带宽致动系统的控制系统。控制系统被配置成基于所提供的带宽测量值和选定的目标带宽，在激活并操作第一带宽致动系统与激活并操作第二带宽致动系统之间切换，激活并操作第二带宽致动系统是与激活并操作第一带宽致动系统独立地且分开地进行的。

各实现可包括下列特征中的一个或多个。例如，该设备也可以包括目标带宽选择开关，该目标带宽选择开关被配置成设置在目标带宽，所述目标带宽位于从多个不同的目标带宽范围中选择的目标带宽范围之内。该设备可包括接收所产生的光束的光刻设备。

光源可包括激光源，光束可以是激光束。

光学特征中的至少一个可包括色散元件。光学特征中的至少一个可包括光束扩展器。

在另一一般的方面，控制脉冲激光光束的带宽的方法包括产生脉冲激光光束；从带宽测量系统接收所产生的激光束的测量到的带宽信息；以及，基于所述接收到的测量到的带宽信息，将所产生的激光束的带宽控制在多个带宽范围内，包括激活和控制多个带宽致动系统，每一个带宽致动系统都连接到以光学方式耦合到所产生的激光束的光学特征。多个范围中的每一个带宽范围都不同于所述多个范围中的每一个其他带宽范围。

这样的带宽控制设备和方法可以被用来允许对较窄的带宽（例如，在低于0.5微微米（pm）的范围内）和较宽的带宽（例如，在0.5和1.7pm之间的范围内）的激光带宽进行控制。

附图说明

图1是向诸如光刻机之类的设备提供输入的光照系统的框图；

图2是图1的光照系统的带宽选择系统的框图；

图3是可以被用于图1的光照系统中的示例性光源的框图；

图4是图1的光照系统的控制系统所使用的控制方案的框图；

图5是图1的光照系统中所使用的控制系统的框图；

图6是用于在图1的光照系统中选择带宽的过程的流程图；

图7是用于操作图1的光照系统的第一带宽致动系统的过程的流程图；

图8是用于从图1的光照系统的第一带宽致动系统的主动控制切换到第二带宽致动系统的过程的流程图；

图9是用于操作图1的光照系统的第二带宽致动系统的过程的流程图；

图10是用于从图1的光照系统的第二带宽致动系统的主动控制切换到第一带宽致动系统的过程的流程图；以及

图11是在闭环过渡模式下第一带宽致动系统的操作的过程的流程图。

具体实施方式

参考图1，光照系统100包括光源102，光源102产生被输送到设备106的光束104。设备106可包括光刻机，该光刻机包括扫描仪，该扫描仪需要若干个以相应的所选波长为中心并具有相应带宽的波长。为此，光照系统100还包括从光源102接收光束140并精细调节光源102的光谱输出的带宽选择系统（也被称为线收窄模块）108，测量输送到设备106的光束104的一个或多个属性（包括带宽信息）的光束分析模块110、以及连接到线收窄模块108、光源102、光束分析模块110、以及设备106的控制系统112。带宽信息包括可以被用来确定带宽的任何信息。因此，带宽信息可以是实际带宽，或者也可以是从中计算带宽的另一属性的测量值。

除了其他目的之外，如下面所讨论的，控制系统112提供在多个不同的带宽范围上的光源102的操作和控制，并使光源102能在合理的时间量内（例如，小于5秒）在各带宽范围之间自动地切换，而无需人工干预来执行切换。在一些实现中，带宽范围被定义为带宽的上限值和带宽的下限值以及上限值和下限值之间的所有带宽。带宽范围也可以或者可另选地仅被定义为带宽的上限值或下限值以及低于（高于）上限（下限）值的所有带宽。如果每一范围的上限值不相等和/或如果每一范围的下限值不相等，则一带宽范围不同于另一带宽范围。尽管上限值和下限值不相等，带宽范围可以是不同的但仍可是重叠的。例如，第一带宽范围可以是低于0.5pm（上界）的所有带宽值，而第二带宽范围可以是0.5和1.7pm之间的值。

控制系统112能够实现切换，以便一旦完成切换，就不会存在对光源102正常操作的可识别干扰。控制系统112还被配置成控制光源102的某些其他属性（例如，能量输出、触发时间、定时、以及用量）。控制系统112接收来自光束分析模块110、设备106、以及光源102的诸个组件的输入以执行这些操作。另外，控制系统112还可以连接到诸如监视器、光照或音频设备之类的输出设备116，以向用户提供直接反馈。

还参考图2，线收窄模块108可包括带宽控制模块120，带宽控制模块120包括以固件和软件的任何组合的形式的电子器件。模块120连接到两个或更多个带宽致动系统122、124、126。致动系统122、124、126中的每一个都可包括连接到光学系统138的相应光学特征132、134、136的一个或多个致动器。带宽控制模块120从控制系统112接收信号114，信号114包括用于操作或控制带宽致动系统122、124、126中的一个或多个的专用命令。

每一光学特征132、134、136都以光学方式耦合到由光源102所产生的光束140。包括光学特征132、134、136的光学系统138可包括诸如反射光栅之类的色散光学元件以及诸如可旋转棱镜之类的折射光学元件。在2009年10月23日所提出的标题为“System Method and Apparatus forSelecting and Controlling Light Source Bandwidth(用于选择并控制光源带宽的系统方法和设备)”的美国申请No.12/605,306（’306申请）中可以找到包括由致动系统所控制的光学特征的光学系统的示例，该申请以引用的方式并入本文中。在'306申请中，描述了包括光束扩展器（包括一个或多个棱镜）和诸如光栅之类的色散元件的光学系统。

致动系统122、124、126的致动器中的每一个都是用于移动或控制光学系统138的相应的光学特征132、134、136的机械装置。致动器从模块120接收能量，并将能量转换为被给予光学系统138的光学特征132、134、136的某种运动。例如，在'306申请中，致动系统被描述为诸如施力装置（向光栅的区域施加力）以及用于旋转光束扩展器的棱镜中的一个或多个的旋转台。致动系统122、124、126可包括，例如，诸如步进马达之类的马达、阀门、压力控制的装置、压电装置、线性马达、液压传动器、音圈、等等。

基于来自光束分析模块110和设备106的输入，线收窄模块108产生一被收窄到目标带宽内的光束150（图2所示出的），该目标带宽被提供給控制系统112。

光束分析模块110包括带宽测量系统（也被称为带宽计量器）111，该带宽测量系统包括至少一个测量光束104的带宽信息的传感器。带宽测量系统111使用干涉测量仪器或色散仪器（诸如分光计）。例如，带宽测量系统111可包括具有不同脉冲响应函数的一个或多个分光计，诸如在2005年10月4日授权的标题为“Method and Apparatus for Measuring Bandwidthof a Laser Output（用于测量激光器输出的带宽的方法和设备）”的美国专利No.6,952,267（'267专利）中所描述的，该专利以引用的方式并入本文中。每一个分光计都提供一表示涉及或包含与光束104的带宽有关的信息的测得参数的输出。带宽测量系统111还包括使用分光计输出作为方程组的一部分的计算设备。这些方程使用分光计特定的预先确定的校准变量，并被用来根据一个或多个度量来计算光束104的带宽估计。这样的度量可以是所获得的最大值的某个百分比或比率（X）处的光谱全宽度（FWXM），或者也可以是包含总能量的某个百分比或比率（Y）的部分的宽度（EY）。

带宽测量系统111包括多组预先确定的校准变量。多个组中的每一组都被配置成提供一被准确地调节以估计特定波长范围内并在特定中心波长的带宽的度量。例如，第一组预先确定的校准变量可以与对当操作带宽致动系统122以主动地控制光学特征132时所预期的第一带宽范围内的带宽的估计相关联。作为另一个示例，第二组预先确定的校准变量可以与对当操作带宽致动系统124以主动地控制光学特征134时所预期的第二带宽范围内的带宽的估计相关联。

在一些实现中，光源102可以是，例如，产生脉冲激光光束以用作光束104的脉冲激光光源。还参考图3，作为此实现的示例，光源102包括向功率放大器（PA）310提供种子激光束305的主振荡器（MO）300。控制系统112通过连接335而耦合到主振荡器300，并通过连接340而耦合到功率放大器310。功率放大器310可以是，例如，如2009年3月27日所提出的标题为“Regenerative Ring Resonator（再生式环形谐振器）”的美国申请No.12/413,341所描述的再生式环形谐振器，该申请以引用的方式并入本文中。主振荡器300实现了对诸如中心波长以及相对较低的输出脉冲能量处的带宽之类的参数的精细调节。功率放大器310从主振荡器300接收种子激光束305，并放大此输出，以在光束104（在此实现中，是激光束）中获得必要的功率，以供输出在设备106中使用。

主振荡器300包括具有两个长形电极的放电室、激光气体、以及用于在电极之间循环气体的风扇，在放电室的一侧的线收窄模块108和放电室的第二侧的输出耦合器315之间形成激光谐振器。主振荡器300还可以包括接收来自输出耦合器315的输出的线中心分析模块320以及根据需要修改激光束的尺寸和/或形状的一个或多个光束修改光学系统325。放电室中所使用的激光气体可以是用于产生所需的波长和带宽的激光束的任何合适的气体，例如，激光气体可以发出大约193纳米的波长的光的氟化氩（ArF），或发出大约248纳米的波长的光的氟化氪（KrF）。

功率放大器310包括功率放大器放电室，如果它是再生式环形放大器，则功率放大器310还包括将激光束反射回到放电室中以形成循环通道的光束反射器330。功率放大器放电室包括一对长形的电极、激光气体，以及用于在电极之间循环气体的风扇。种子激光束305通过反复地穿过功率放大器310而被放大。光束修改光学系统325提供了内耦合种子激光束305并外耦合来自功率放大器310的已放大的辐射的一部分以形成输出激光束104的方式（例如，部分反射镜）。

再次参考图1，来自光源102的输出激光束104可以另外地被引导通过光束修改系统160，光束修改系统160可包括脉冲展宽器、自动活门、以及光束输送单元。在脉冲展宽器处，输出激光束104的每一个脉冲都可以（例如，在光延迟单元中）被伸展，以调节性能属性，诸如照射到设备106的激光束的剂量或曝光度。然后，从脉冲展宽器出射的激光束104可以在进入光束输送单元之前被引导通过自动活门，光束输送单元将激光束104引导到设备106。

参考图4以及5，控制系统112使用从目标带宽信息410与测量到的带宽信息415之间的差405的绝对值中获取的误差信号400来进行操作。测量到的带宽信息415可以直接从带宽测量系统111的输出425中确定，或者也可以通过从带宽测量系统111的输出425中去除噪声420而确定。来自控制系统112的输出114被发给线收窄模块108（具体而言，被发给带宽控制模块120，带宽控制模块120向致动系统122、124、126输出信号），该线收窄模块108连接到光源102，以使光源102的操作发生变化，由此改变从光源102输出的带宽435。带宽测量系统111接收一部分光束104，以便对带宽进行分析，该光束部分具有带宽430，该带宽430是带宽致动系统122、124、126中的一个或多个所控制的带宽435与对带宽435的干扰440的组合，干扰440是由在光源内变化的属性所引起的，这些属性是，诸如，例如，腔中的气体内的热效应、或光源102内的光学组件的热效应、光源102的输出能量的变化、组件在光源102内的校准或定位的变化、以及声学效果（通过光束104的脉冲的重复率的变化效应所观察到的）。

控制系统112包括诸个子系统（例如，子程序），诸如目标带宽选择开关500（图5），目标带宽选择开关500可以基于从用户或从设备106所提供的目标带宽信息410来从多个目标范围中选择目标带宽范围。控制系统112的其他子系统包括与目标范围中的每一个相关联的一组操作模式。控制系统112在每一种模式下使用比例、积分、以及微分控制值中的一个或多个。对于第一目标带宽范围505，控制系统112在完成第一范围切换模式535之后在第一范围正常模式510下进行操作，第一范围切换模式535被认为是允许过渡到第一范围正常模式510的临时模式，第一范围正常模式510被认为是稳态模式。例如，第一范围正常模式510可以是使用比例、积分、以及微分控制值中的一个或多个的闭环控制模式。在第一范围正常模式510下，第一带宽致动系统122操作。第一范围切换模式535可以是开环控制模式或闭环控制模式。

控制系统112在第一范围正常模式510下的操作可以类似于2002年5月21日授权的标题为“Wavelength Selector for Laser with AdjustableAngular Dispersion（用于具有可调节角色散的激光器的波长选择器）”的美国专利No.6,393,037（'037专利）中所描述的操作以及2008年4月9日所提出的标题为“Laser Lithography System with Improved BandwidthControl（具有增强型带宽控制的激光光刻系统）”的美国专利公开No.2008/0253413（'413公开）中所描述的操作，以上两者以引用的方式并入本文中。在这些参考文献中，在入射到色散元件之前，光束的放大率被改变，并且随着放大率的改变，从色散元件所反射的光的带宽也改变。可以通过在光束扩展器（一组棱镜的一个或多个棱镜）的朝向（例如，角度）中主动地引入变化来改变光束的放大率。如此，在第一范围正常模式510下，控制系统112可以被配置成控制带宽致动系统122以修改光学特征（光束扩展器）132的朝向（例如，角度）。来改变由光学系统138中的色散元件（光栅）所提供的角色散的幅度，以选择第一带宽范围中的一带宽。

对于第二目标带宽范围515，控制系统112在完成第二范围切换模式520之后在第二范围正常模式（被认为是稳态模式）525下进行操作，第二范围切换模式520被认为是允许过渡到第二范围正常模式525的临时模式。例如，第二范围正常模式525可以是使用带有低增益的积分控制的闭环控制模式，而第二范围切换模式520可以是使用带有高增益的比例-积分控制的闭环控制模式。“低”增益一般是产生非常强健的稳定性（所谓的“过阻尼”）、但在某种程度上缓慢的（相对于致动器速度）闭环性能的增益。“高”增益是产生弱阻尼（振荡）性能、但相对于致动器速度比低增益更快的增益。下面将参考图6-10来比较详细地描述这些模式中的每一种模式。

为简明起见，图5所示出的以及下面所描述的控制系统112包括两个目标带宽范围，并在这两个目标范围之间操作。然而，控制系统112可包括三个或更多目标范围，并且由控制系统112所执行的过程可以被修改为延伸到三个或更多目标范围。对于三个或更多范围，目标带宽选择开关500在这三个或更多目标范围之间切换，并且控制系统112包括根据需要的、与其他目标范围中的操作和在其他目标范围之间切换相对应的其他模式。

还参考图6，控制系统112执行用于操作并控制光源102的过程600，包括控制输出到设备106的光束104的带宽。

控制系统112执行并行处理，图6中示出了并行处理中的两个。在第一处理中（在附图的左侧作为一般化处理所示出的），控制系统112打开光源102（步骤602），并将产生光束的命令输出到光源102（步骤604）。例如，如果光源102是图3所示出的包括主振荡器300和功率放大器310的激光源，那么，控制系统112（通过连接335和340）控制从激光源以预先确定的脉冲重复率的脉冲能量和累积剂量能量输出。在此情况下，控制系统112还提供带有对脉冲和剂量能量的反馈和前馈控制的对主振荡器的腔中放电和功率放大器的腔中放电的触发，以上两者彼此相关。控制系统112确定是否接收到关闭光源102的请求（例如，从设备106）（步骤606），如果是，则控制系统112关闭光源102（步骤608）。

控制系统112还执行用于控制光束104的带宽的第二处理（在附图的右侧所示出的），同时控制系统112向光源102输出命令（步骤604）。在此第二处理中，控制系统112在第一范围正常模式510下操作第一带宽致动系统（诸如，例如，带宽致动系统122）（步骤610）。控制系统112确定是否已经接收到将光束104的带宽从第一带宽范围改变为不同于第一带宽范围的第二带宽范围的请求，例如，来自设备106的或来自用户的请求（步骤615）。如果没有接收到请求（步骤615），那么，控制系统112继续在第一范围正常模式510下操作第一带宽致动系统122（步骤610）。另一方面，如果已经接收到请求（步骤615），那么，控制系统112在第二范围切换模式520下从第一带宽致动系统的主动控制切换到第二带宽致动系统（诸如，例如，带宽致动系统124）的主动控制（步骤620）。

在切换完成之后（步骤620），控制系统112在第二范围正常模式525下操作第二带宽致动系统（步骤625）。控制系统112确定是否已经接收到将光束104的带宽从第二带宽范围改变为第一带宽范围的请求，例如，来自设备106的或来自用户的请求（步骤630）。如果控制系统112确定还没有接收到请求（步骤630），那么，控制系统112继续在第二范围正常模式525下操作第二带宽致动系统（步骤625）。如果控制系统112确定已经接收到请求（步骤630），那么，控制系统112在第一范围切换模式535模式下从第二带宽致动系统的主动控制切换到第一带宽致动系统的主动控制（步骤635）。在完成切换之后，控制系统112返回到在第一范围正常模式510下操作第一带宽致动系统（步骤610）。

参考图7，控制系统112执行用于在第一范围正常模式510下操作第一带宽致动系统（诸如，例如，带宽致动系统122）的示例性过程610。在过程610期间，控制系统112从带宽测量系统111接收测量到的带宽信息415（步骤700）。在此情况下，由于控制系统112在第一范围正常模式510下进行操作，因此，带宽测量系统111正在使用第一组预先确定的校准变量来估计光束104的一部分的带宽信息。例如，带宽测量系统111可以使用诸如EY度量（包含总能量的某个百分比或比率“Y”（例如，95%）的一部分的宽度）之类的度量来估计光束104的带宽。控制系统112确定测量到的带宽信息415是否匹配于目标带宽信息410（步骤705）。

测量到的带宽信息415可以使用任何合适的测试来匹配于目标带宽信息410，因为有多种不同的方式确定这样的匹配。例如，匹配确定可以将（与目标的）带宽误差的最后N个读数的加权总和与阈值进行比较。带宽误差是是测量到的带宽和目标带宽之间的绝对差。作为另一个示例，匹配确定可以简单地检测（可能经滤波的）测量到的带宽和目标带宽之间的算术差的符号何时变化。

在被称为“最佳估计”的技术中，控制系统112可以基于当前致动器命令，通过将（有噪声的）测量值（来自测量到的带宽信息415）与（使用数学模型）的预测相组合来估计带宽。在此情况下，控制系统112通过确定该最佳估计是否不同于目标带宽来确定测量到的带宽信息415是否匹配于目标带宽信息410。

在另一示例中，匹配确定可包括确定带宽误差在一定量的连续时间内是否在阈值内。在再一个示例中，匹配确定可包括确定带宽误差的变化速率是否改变符号至少达N次（这可以被视为带有N次振荡的误差信号振荡）。此外，这些匹配确定中大多数都是独立的，以致于各种可能的独立的匹配确定中的一个或多个可以被组合，以确定测量到的带宽信息415是否匹配于目标带宽信息410（步骤705）。

在一些实现中，如果测量到的带宽信息415和目标带宽信息410之间的差400的绝对值低于预定阈值，则测量到的带宽信息415匹配于目标带宽信息410。如果测量到的带宽信息415匹配于目标带宽信息410，那么，控制系统112将第一带宽致动系统122保持在其当前状态中（步骤710）。如果测量到的带宽信息415不匹配于目标带宽信息410，那么，控制系统112以导致光学特征132移动到新位置的方向来调节第一带宽致动系统122以选择更靠近目标带宽信息（例如，目标带宽）的新带宽信息（诸如新带宽）（步骤715）。

在一些实现中，在第一范围正常模式510下，控制系统112使用对入射到线收窄模块108中的色散元件上的光束的放大率的调节来将测量到的带宽信息415保持在目标带宽信息410的附近。

参考图8，控制系统112执行过程620，以在第二范围切换模式520下从第一带宽致动系统（诸如，例如，带宽致动系统122）的主动控制切换到第二带宽致动系统（诸如，例如，带宽致动系统124）的主动控制。控制系统112存储与第一带宽致动系统122的当前状态有关的信息（步骤800）。例如，控制系统112存储与光学系统138内的光学特征132有关的信息（例如，光束扩展器的角度或色散元件的角色散的幅度）。控制系统112还通过将它处于第二范围切换模式520的通知作为信号输出到输出设备116来提供该通知（步骤805）。

然后，控制系统112将第一带宽致动系统122设置为预先校准的且固定的状态（步骤810）。例如，第一带宽致动系统122内的致动器中的每一个都被设置为相应的固定状态。固定状态可以是使用合适的测量方法预先确定的。例如，固定状态可以是当接收到将所产生的光束的带宽从第一带宽范围改变为第二带宽范围的请求时第一带宽致动系统的状态。作为另一个示例，固定状态可以是基于当接收到将所产生的光束的带宽从第一带宽范围改变为第二带宽范围的请求时第一带宽致动系统的状态的函数而确定的。

尽管第一带宽致动系统122处于固定状态，但是，第一带宽致动系统122可能影响光束104的带宽。因此，两个或更多个带宽致动系统可以在任何一个时刻影响光束104的带宽，但是，在任何一个时刻只有一个带宽致动系统被主动地控制。光束104的实际带宽始终是所有致动器状态的函数，尽管在任何一个特定时刻只有一个带宽致动系统被用来将其带宽控制在特定带宽范围内。例如，控制系统112在步骤625中主动地控制第二带宽致动系统，但是，在此时间内，控制系统112还将第一带宽致动系统保持在固定状态，则光束104的带宽取决于这两个带宽致动系统的状态。例如，第二带宽致动系统可以被用于控制和选择“粗略的”带宽范围，而第一带宽致动系统可以被用于以“精确”方式控制和选择带宽。

控制系统112还向带宽测量系统111发送信号以从使用第一组预先确定的校准变量（更被调节以完成第一带宽范围内的测量）的第一配置切换到使用第二组预先确定的校准变量（更被调节以完成第二带宽范围内的测量）的第二配置（步骤815）。

控制系统112在过渡模式下操作第二带宽致动系统124（步骤820）。在此模式下，控制系统112从带宽测量系统111接收测量到的带宽信息415（例如，测量到的带宽）（步骤821），并确定测量到的带宽信息415是否匹配于目标带宽信息410（步骤822）。如上文参考步骤705所讨论的，控制系统112可以使用任何合适的方法来确定匹配。在一些实现中，如上文在图4中所描述的，控制系统112使用噪声过滤和阈值逻辑的组合来进行匹配确定。如此，例如，在由控制系统112接收之前，从测量到的带宽信息415中过滤掉噪声420。此外，控制系统112可以在进行此确定时使用基本阈值逻辑。如此，控制系统112可以确定误差信号400（即，测量到的带宽信息415和目标带宽信息410之间的绝对差）是否低于预定阈值。

如果控制系统112确定没有匹配（步骤822），那么，控制系统112以导致光学特征134移动到新位置的方向来调节第二带宽致动系统124，以选择更靠近目标带宽信息410（例如，目标带宽）的新带宽信息（诸如，新带宽）（步骤830）。在此步骤期间，第一带宽致动系统122（以及除了带宽致动系统124之外的其他带宽致动系统）处于固定状态。此外，在过渡模式期间向控制系统112所提供的反馈的增益非常高（步骤820），以能够更快速地完成到在第二范围正常模式525下操作第二带宽致动系统124的过渡。

如果控制系统112确定有匹配（步骤822），那么，控制系统112在相对简短的重置模式下进行操作，其中，它启动一系列重置功能以使它学习并将其他系统状态设置为新操作条件（步骤825）。包括了重置模式，因为对带宽致动器的调节可以使其他激光参数（例如，能量、激光增益等等）进行足够的改变，以便它们的控制系统不会在可接受水平上运转。重置模式基本上给这些其他控制系统“学习”并适应新的激光参数提供了时间。一般而言，在从任何带宽范围到任何其他带宽范围的任何切换中都需要重置。此外，每一种类型的过渡都可以具有其自身的唯一重置功能。在控制系统112确定重置模式完成之后（步骤830），控制系统112在第二范围正常模式525下操作第二带宽致动系统（步骤625）。

参考图9，控制系统112执行用于在第二范围正常模式525下操作第二带宽致动系统（诸如，例如，带宽致动系统124）的示例性过程625。在过程625期间，控制系统112从带宽测量系统111接收测量到的带宽信息415（步骤900）。在此情况下，由于控制系统112在第二范围正常模式525下进行操作，带宽测量系统111正在使用第二组预先确定的校准变量来估计光束104的一部分的带宽信息。例如，带宽测量系统111可以使用诸如EX度量（包含总能量的某个百分比或比率“Y”（例如，95%）的一部分的宽度）之类的度量来估计光束104的带宽。控制系统112确定测量到的带宽信息415是否匹配于目标带宽信息410（步骤905）。如上文参考步骤705所讨论的，控制系统112可以使用任何合适的方法来确定匹配。在一些实现中，如果测量到的带宽信息415和目标带宽信息410之间的差400的绝对值低于预定阈值，则测量到的带宽信息415匹配于目标带宽信息410。如果测量到的带宽信息415匹配于目标带宽信息410（步骤905），那么，控制系统112将第二带宽致动系统124保持在其当前状态（步骤910）。如果测量到的带宽信息415不匹配于目标带宽信息410，那么，控制系统112以导致光学特征134移动到新位置的方向来调节第二带宽致动系统124,以选择更靠近目标带宽信息（例如，目标带宽）的新带宽信息（诸如新带宽）（步骤915）。

在一些实现中，光学特征134是色散光学主体，诸如光栅，并且在第二范围正常模式525下，控制系统112调节被施加給线收窄模块108中的光栅的一个或多个力，以将测量到的带宽信息415保持在目标带宽信息410附近。在上文所讨论的'306申请中描述了这样的第二范围正常模式525。另外，在第二范围正常模式525下，第一光学特征132被保持在固定状态，因为第一带宽致动系统122被保持在其固定状态（步骤810）。

在一些实现中，控制系统112可以只在光源102的某些操作条件下执行对第二带宽致动系统124的主动控制（步骤905-915），例如，如果光源102的重复率被保持在预先确定的合适的范围内。如此，如果光源102在预先确定的合适的范围之外启动，那么，控制系统112将第二带宽致动系统124保持在其当前状态，有效地在开环模式下进行操作。

参考图10，控制系统112执行过程635，以在第一范围切换模式535下从第二带宽致动系统（诸如，例如，带宽致动系统124）的主动控制切换到第一带宽致动系统（诸如，例如，带宽致动系统122）的主动控制。控制系统112在过渡模式下操作第一带宽致动系统122（步骤1000）。在一些实现中，在过渡模式下（步骤1000），第一带宽致动系统122被命令进入在步骤800中存储的状态。

然后，控制系统112将第二带宽致动系统124设置为固定的状态（步骤1005）。例如，第二带宽致动系统124内的致动器中的每一个都被设置为相应的固定状态。在一些实现中，固定状态可以是当接收到将所产生的光束的带宽从第二带宽范围改变为第一带宽范围的请求时第二带宽致动系统的状态。在其他实现中，固定状态是在校准期间确定的预先确定的状态。

控制系统112还向带宽测量系统111发送信号，以从使用第二组预先确定的校准变量（更被调节以完成第二带宽范围内的测量）的第二配置切换到使用第一组预先确定的校准变量（更被调节以完成第一带宽范围内的测量）的第一配置（步骤1010）。控制系统112还通过将它处于第一范围切换模式535的通知作为信号输出到输出设备116来提供该通知（步骤1015）。

接下来，控制系统112在相对简短的重置模式下进行操作，其中，它启动一系列重置功能，以使它学习并将其他系统状态设置为新操作条件（步骤1020）。在控制系统112确定重置模式完成之后（步骤1025），控制系统112在第一范围正常模式510下操作第一带宽致动系统（步骤610）。

还参考图11，在一些实现中，步骤1000中的过渡模式可以是闭环控制模式，其中，控制系统112从带宽测量系统111接收测量到的带宽信息415（例如，测量到的带宽）（步骤1021），并确定测量到的带宽信息415是否匹配于目标带宽信息410（步骤1022）。如上文参考步骤705所讨论的，控制系统112可以使用任何合适的方法来确定匹配。例如，如上文在图4中所描述的，控制系统112使用噪声过滤和阈值逻辑的组合来进行匹配确定。如果控制系统112确定没有匹配（步骤1022），那么，控制系统112以导致光学特征132移动到新位置的方向来调节第一带宽致动系统122，以选择更靠近目标带宽信息410（例如，目标带宽）的新带宽信息（诸如新带宽）（步骤1023）。在此步骤期间，第二带宽致动系统124（以及除了第一带宽致动系统122之外的任何带宽致动系统）被维持在其相应的固定状态。如果控制系统112确定有匹配（步骤1022），那么，控制系统112在简短的重置模式下进行操作（步骤1025）。

如上文所讨论的，光照系统100可以是在光刻机106上操作的激光系统。在此情况下，激光系统100能够在两个或更多个不同的带宽下操作和控制激光源102。例如，在此实现中，第一不同的带宽范围可以是较窄的带宽范围，例如，小于大约0.5pm，而第二不同的带宽范围可以是较宽的带宽范围，例如，在大约0.5和大约1.7pm之间。这样的较宽的带宽范围可以在诸如焦点穿孔之类的应用中是有用的，这使得某些光刻技术（诸如创建接触孔）能更为有效且适当地执行。

在一些实现中，可以被用来测量光束104带宽的度量可以是在2009年8月25日提出的标题为“Active Spectral Control of Laser Light Source（激光器光源的主动频谱控制）”的美国申请No.61/236,848中所描述的平均绝对散焦（MAD）。

控制系统112可包括数字电子电路、计算机硬件、固件，以及软件中的一项或多项。控制系统112还可以包括适当的输入和输出设备、计算机处理器、以及有形地具现在机器可读的存储设备中的用于供可编程处理器执行的计算机程序产品。实施上文所讨论的技术的过程可以由执行指令程序的可编程处理器来执行，以通过对输入数据进行操作并生成适当的输出来执行所希望的功能。一般而言，处理器从只读存储器和/或随机存取存储器接收指令和数据。适合于有形地具现计算机程序指令和数据的存储设备包括：非易失性存储器的所有形式，作为示例包括半导体存储器设备，如EPROM、EEPROM，以及FLASH存储器设备；诸如内部硬盘和可移动磁盘之类的磁盘；磁光盘；以及CD-ROM光盘。前述的各项中的任何一种都可以通过专门设计的ASIC（专用集成电路）来补充，或集成在ASIC（专用集成电路）中。

其他实现也在下面的权利要求的范围内。

Claims (27)

1.一种方法，包括：

产生光束；

在第一带宽范围内启用对所产生的光束的带宽的控制，包括启用对第一带宽致动系统的激活和控制，所述第一带宽致动系统连接到以光学方式耦合到所产生的光束的第一光学特征；以及

在第二带宽范围内启用对所产生的光束的带宽的控制，包括启用对第二带宽致动系统的激活和控制，所述第二带宽致动系统连接到以光学方式耦合到所产生的光束的第二光学特征；以及

其中，所述第二带宽范围不同于所述第一带宽范围。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括接收将所产生的光束的带宽从所述第一带宽范围改变为所述第二带宽范围的请求。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括响应于切换命令，在所述第一范围内的带宽控制和所述第二范围内的带宽控制之间进行切换。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括在所述第一范围内的带宽控制和所述第二范围内的带宽控制之间进行切换，其中，所述切换包括：

选择第二目标带宽信息；

将所述第一带宽致动系统设置为第一固定状态；

将带宽测量系统从第一配置切换到第二配置；

从所述带宽测量系统接收测量到的带宽信息；

确定所述测量到的带宽信息是否匹配于所述第二目标带宽信息；以及

激活所述第二带宽致动系统，以使所述第二光学特征修改所产生的光束的带宽，直到确定所述测量到的带宽信息匹配于所述第二目标带宽信息为止。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，从所述带宽测量系统接收测量到的带宽信息包括：当在所述第二配置中进行操作时接收所述测量到的带宽信息。

6.如权利要求4所述的方法，其特征在于，还包括在将所述第一带宽致动系统设置为所述第一固定状态之前，存储与所述第一带宽致动系统的一个或多个组件的所述状态有关的信息。

7.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述第一固定状态是当接收到将所产生的光束的带宽从所述第一带宽范围改变为所述第二带宽范围的请求时所述第一带宽致动系统的状态。

8.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述第一固定状态是根据当接收到将所产生的光束的带宽从所述第一带宽范围改变为所述第二带宽范围的请求时所述第一带宽致动系统的状态的函数而确定的。

9.如权利要求4所述的方法，其特征在于，还包括控制所述第二带宽致动系统，以降低测量到的带宽信息和所述第二目标带宽信息之间的绝对误差，直到接收到将所产生的光束的带宽从所述第二带宽范围改变为所述第一带宽范围的请求为止。

10.如权利要求4所述的方法，其特征在于，还包括在将所述带宽测量系统从所述第一配置切换到所述第二配置之后，以重置模式控制所述第二带宽致动系统。

11.如权利要求4所述的方法，其特征在于，还包括在接收到将所产生的光束的带宽从所述第二带宽范围改变为所述第一带宽范围的请求时在所述第二范围的带宽控制与所述第一范围内的带宽控制之间切换，切换包括：

选择第一目标带宽信息；

将所述第二带宽致动系统设置为第二固定状态；

将所述带宽测量系统从所述第二配置切换到所述第一配置；

当在所述第一配置中进行操作时，从所述带宽测量系统接收测量到的带宽信息；

确定所述测量到的带宽信息是否匹配于所述第一目标带宽信息；以及

激活所述第一带宽致动系统，以使所述第一光学特征修改所产生的光束的所述带宽，直到确定测量到的带宽信息匹配于所述第一目标带宽信息为止。

12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述第二固定状态是当接收到将所产生的光束的带宽从所述第二带宽范围改变为所述第一带宽范围的请求时所述第二带宽致动系统的状态。

13.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述第二固定状态是在校准期间确定的预先确定的状态，

14.如权利要求11所述的方法，其特征在于，还包括控制所述第一带宽致动系统，以降低测量到的带宽信息和所述第一目标带宽信息之间的绝对误差，直到接收到将所产生的光束的带宽从所述第一带宽范围改变为所述第二带宽范围的请求为止。

15.如权利要求11所述的方法，其特征在于，还包括向所述带宽致动系统发送一信号以返回到在将所述第一带宽致动系统设置为所述第一固定状态之前所存储的状态。

16.如权利要求11所述的方法，其特征在于，还包括在将所述带宽测量系统从所述第二配置切换到所述第一配置之后，以重置模式控制所述第一带宽致动系统。

17.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括在所述第一范围内的带宽控制和所述第二范围内的带宽控制之间进行切换，其中，在所述第一范围内的带宽控制和所述第二范围内的带宽控制之间进行切换包括：将带宽测量系统从第一配置切换到第二配置。

18.如权利要求17所述的方法，其特征在于，将所述带宽测量系统从所述第一配置切换到所述第二配置包括：从第一组校准变量切换到第二组校准变量。

19.如权利要求18所述的方法，其特征在于：

所述第一组校准变量是预先确定的，并被配置成提供被调节以估计所述第一带宽范围内的带宽的度量；以及

所述第二组校准变量是预先确定的，并被配置成提供被调节以估计所述第二带宽范围内的带宽的度量。

20.如权利要求1所述的方法，其特征在于，产生所述光束包括：产生激光束。

21.一种设备，包括：

光源，产生光束；

带宽测量系统，被配置成接收从所述光源输出的光束的一部分，并被配置成测量所述光束部分的带宽并提供带宽测量值；

多个带宽致动系统，每一个带宽致动系统都包括一个或多个带宽致动器，每一个带宽致动系统都被连接到以光学方式耦合到所产生的光束的光学特征，并可操作以修改所连接的光学特征以选择所产生的光束的带宽范围内的一带宽；以及

控制系统，连接到所述带宽测量系统以及所述多个带宽致动系统，所述控制系统被配置成基于所提供的带宽测量值和所选的目标带宽，在激活并操作第一带宽致动系统与激活并操作第二带宽致动系统之间切换，激活并操作所述第二带宽致动系统与激活并操作所述第一带宽致动系统是独立的且分开的。

22.如权利要求21所述的设备，其特征在于，还包括：目标带宽选择开关，被配置成设置在目标带宽上，所述目标带宽是位于从多个不同的目标带宽范围中选择的目标带宽范围内。

23.如权利要求21所述的设备，其特征在于，所述光源包括激光源，所述光束是激光束。

24.如权利要求21所述的设备，其特征在于，还包括：光刻设备，接收所产生的光束。

25.如权利要求21所述的设备，其特征在于，所述光学特征中的至少一个包括色散元件。

26.如权利要求21所述的设备，其特征在于，所述光学特征中的至少一个包括光束扩展器。

27.一种用于控制脉冲激光光束的带宽的方法，包括：

产生脉冲激光光束；

从带宽测量系统接收所产生的激光束的测量到的带宽信息；以及

基于接收到的测量到的带宽信息，将所产生的激光束的带宽控制在多个带宽范围内，包括激活和控制多个带宽致动系统，每一个带宽致动系统都连接到以光学方式耦合到所产生的激光束的光学特征；

其中，所述多个范围中的每一个带宽范围都不同于所述多个范围中的每一个其他带宽范围。

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