CN110521071A - 脉冲光束光谱特征控制 - Google Patents

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Abstract

通过接收指令调节光源所产生的脉冲光束的光谱特征以将该脉冲光束的光谱特征从第一目标范围中的数值改变为第二目标范围中的数值；调整该光源的第一操作特性；确定针对该光源的第二可致动装置的调节；并且以基于所确定的调节的量调节该第二可致动装置。通过调节该光源的第一可致动装置调整该第一操作特性，直至确定该第一操作特性处于可接受数值范围之内。针对该第二可致动装置的调节至少部分基于以下来确定：第一可致动装置的调节与该光束的光谱特征之间的关系，以及该第二目标范围。

Description

脉冲光束光谱特征控制
相关申请的交叉引用
本申请要求于2017年03月24日提交的美国申请15/468,402的优先权，该申请通过引用全文结合于此。
技术领域
所公开的主题涉及对光源所产生的脉冲光束的光谱特征的控制。
背景技术
在半导体平版印刷术(或光刻术)中，集成电路(IC)的制造包括半导体(例如，硅)衬底(其也被称作晶片)上的各种物理和化学处理。光刻曝光装置或扫描仪是将所期望的图案应用到衬底的目标部分上的机器。晶片被沿轴向方向延伸的光束所照射，并且该晶片被固定到台面而使得该晶片总体上沿着与该轴向方向基本上正交的横向平面延伸。该光束具有深紫外(DUV)范围内的波长，例如从大约10纳米(nm)至大约400nm。该光束沿(与沿晶片所延伸的横向平面正交的)轴向方向行进。
光谱分析模块被用来测量光束的光谱特征，并且这样测量的光谱特征被用来控制光束的多个方面。通过控制光束，可以控制各种光刻属性。例如，可以控制晶片处的最小特征大小或关键尺寸，或者可以控制诸如叠加、表面粗糙度和接近度校正之类的图案属性。
发明内容
在一些总体方面，使用一种方法对光源所产生的脉冲光束的光谱特征进行调节。该方法包括：接收指令以将该脉冲光束的光谱特征从第一目标范围中的数值改变为第二目标范围中的数值；调整该光源的第一操作特性；确定针对该光源的第二可致动装置的调节；并且以基于所确定的调节的量调节该第二可致动装置。通过调节该光源的第一可致动装置调整该第一操作特性，直至确定该第一操作特性处于可接受数值范围之内。针对该第二可致动装置的调节至少部分基于以下来确定：第一可致动装置的调节与该光束的光谱特征之间的关系，以及该第二目标范围。
实施方式可以包括以下特征中的一个或多个。例如，该光源的第一操作特性能够通过执行作为反馈回路的调整而被调整，所述反馈回路包括：在该第一可致动装置被调节之后观察该光源的第一操作特性；确定所观察的第一操作特性是否处于可接受数值范围之内；并且在确定所观察的第一操作特性处于可接受数值范围之外的情况下调节该光源的第一可致动装置。
至少一些针对该第二可致动装置的调节的确定以及至少一些对该第二可致动装置的调节可以在确定该第一操作特性处于可接受数值范围之内之前进行。
针对该第二可致动装置的调节可以由该第一可致动装置的调节所导致的该光束的光谱特征的偏移所确定。该偏移可以基于以下来估计：该第一操作特性的初始数值和该第一操作特性的目标数值之间的差值，其中该第一操作特性的目标数值处于可接受数值范围之内；定义该第一操作特性与该第一可致动装置的状态之间的关系的校准数值；以及该光束的所测量光谱特征比对该第一可致动装置的状态的时序曲线的斜率。针对该第二可致动装置的调节可以通过计算针对该第二可致动装置的偏移调节来确定，所述偏移调节补偿该第一可致动装置的调节所导致的该光束的光谱特征的估计偏移。针对该第二可致动装置的偏移调节可以通过将该估计偏移乘以该光束的所测量光谱特征与该第二可致动装置的状态之间的关系的斜率来计算。针对该光源的第二可致动装置的调节可以通过计算针对该第二可致动装置的、对应于该第二目标范围的主调节来确定。针对该光源的第二可致动装置的调节可以通过将该偏移调节和该主调节相加在一起以确定该调节来确定。
在该第二可致动装置已经完成其调节之后，该方法可以包括：在测量该光束的光谱特征的同时，将该第二可致动装置维持在其当前状态；并且调节该第二可致动装置直至该光束的所测量光谱特征处于该第二目标范围之内。该光束的光谱特征可以通过针对N个脉冲的集合中的该光束的每个脉冲测量该光束的光谱特征来进行测量，其中N是小于30的数字。
该光源的第一操作特性包括该第一可致动装置的状态和该第一可致动装置的目标状态之间的相对值；并且该第一可致动装置可以是与该光源何时输出该光束的脉冲相关的时序。与该光源何时输出该光束的脉冲相关的时序可以是被发送至该光源的第一级的第一触发信号和被发送至该光源的第二级的第二触发信号之间的相对时序。
该第二可致动装置可以包括被配置为与该脉冲光束进行交互的光学系统；并且调节该第二可致动装置可以包括调节该光学系统以由此调节该脉冲光束的光学扩大。
针对该脉冲光束的光学扩大的调节可以改变该光束的光谱特征。
该光束的光谱特征可以是该光束的带宽。
针对该光源的第一可致动装置的调节可以使得该光束的光谱特征在第一数值范围内并且以第一速度变化；针对该光源的第二可致动装置的调节可以使得该光束的光谱特征在第二数值范围内并且以第二速度变化；该第二数值范围可以大于该第一数值范围；并且该第二速度可以慢于该第一速度。
该第一操作特性的可接受数值范围可以处于该第一操作特性的操作范围的中心，其中该第一操作特性的操作范围可以通过限制该第一操作特性的数值来定义。
在其它总体方面中，一种系统调节光源所产生的脉冲光束的光谱特征。该系统包括：第一致动模块，其耦合至该光源的第一可致动装置，该第一可致动装置被配置为被第一致动模块调节以由此在第一数值范围内调节该脉冲光束的光谱特征；第二致动模块，其耦合至该光源的第二可致动装置，该第二可致动装置被配置为被该第一致动模块调节以由此在第二数值范围内调节该脉冲光束的光谱特征；和连接至该第一致动模块和第二致动模块的控制系统。该控制系统被配置为：接收指令以将该脉冲光束的光谱特征从第一目标范围中的数值改变为第二目标范围中的数值；调整该光源的第一操作特性，其中调整该第一操作特性包括调节该第一可致动装置直至确定该第一操作特性处于可接受数值范围之内；至少部分基于第一可致动装置的调节与该光束的光谱特征之间的关系以及该第二目标范围来确定针对该第二可致动装置的调节；并且以基于所确定的调节的量调节该第二可致动装置。
实施方式可以包括以下特征中的一个或多个。例如，该光源的第一操作特性可以包括该第一可致动装置的状态和该第一可致动装置的目标状态之间的相对值；并且该第一可致动装置可以是与该光源何时输出该光束的脉冲相关的时序。该光源可以是包括第一级和第二级的多级气体放电系统。与该光源何时输出该光束的脉冲相关的时序可以是被发送至该光源的第一级的第一触发信号和被发送至该光源的第二级的第二触发信号之间的相对时序。该第一级可以包括输出脉冲种子光束的振荡器装置，并且该第二级可以包括接收该脉冲种子光束并且输出脉冲光束的光学放大装置。
该第二可致动装置可以包括光学系统，其与该脉冲光束进行交互并且被配置为调节该脉冲光束的光学扩大。针对该脉冲光束的光学扩大的调节因此可以改变该光束的光谱特征。该光学系统可以包括该脉冲光束通过其行进的一个或多个棱镜，以及该脉冲光束在其上反射的光栅。该脉冲光束的光学扩大可以通过旋转一个或多个棱镜而被调节。
该系统还可以包括计量装置，其包括被配置为测量该第一操作特性的观察系统。该控制系统可以被配置为从该观察系统接收该第一操作特性的测量。该计量装置可以包括被配置为测量该脉冲光束的光谱特征的光谱特征单元。该控制系统可以被配置为从该光谱特征单元接收光谱特征的测量。
在其它的总体方面，一种系统对光源所产生的脉冲光束的光谱特征进行调节。该系统包括：第一可致动器件，用于在第一数值范围内调节该脉冲光束的光谱特征；第一致动器件，用于控制该第一可致动器件；第二可致动器件，用于在第二数值范围内调节该脉冲光束的光谱特征；第二致动器件，用于控制该第二可致动器件；和连接至该第一致动器件和第二致动器件的控制器件。该控制器件用于：接收指令以将该脉冲光束的光谱特征从第一目标范围中的数值改变为第二目标范围中的数值；调整该光源的第一操作特性；确定针对该光源的第二可致动器件的调节；并且向该第二致动器件发送信号以基于所确定的调节的量调节该第二可致动器件。通过向该第一致动器件发送信号以调节该第一可致动器件来调整该第一操作特性，直至确定该第一操作特性处于可接受数值范围之内。针对该第二可致动器件的调节至少部分基于以下第一可致动器件的调节与该光束的光谱特征之间的关系以及该第二目标范围来确定。
附图说明
图1是包括用于控制被引导向输出装置的脉冲光束的致动系统的光刻系统的框图，所述致动系统具有第一可致动装置和第二可致动装置；
图2是脉冲光束的光谱的图形；
图3是图1的输出装置的实施方式的框图；
图4是能够在图1的光刻系统中使用的计量装置的实施方式的框图；
图5是能够在图1的光刻系统中使用的光源的实施方式的框图；
图6是能够在图1的致动系统中使用的第二可致动装置的实施方式的框图；
图7是图1的光刻系统中的控制系统的实施方式的框图；
图8是能够由图1的光刻系统执行的针对变化状态操作的过程的流程图；
图9是用于调整第一操作特性的过程的流程图，其包括调节第一可致动装置；
图10是用于确定针对第二可致动装置的调节的过程的流程图；
图11是光束的所测量光谱特征(SF)比对第一可致动装置的状态的时序曲线的图形；和
图12是能够在图8的过程完成之后执行的使用闭环控制来调节第二可致动装置的过程的流程图。
具体实施方式
参考图1，光刻系统100包括光源105，其产生指向输出装置145(诸如在晶片上形成微电子特征图案的光刻曝光装置，如图3所示)的脉冲光束110。输出装置145使用脉冲光束110来执行一种或多种功能(诸如对晶片进行图案化)。所执行功能的效率和质量取决于光束110的光谱的各种特性。
参考图2，光源105所产生的脉冲光束110的光谱200(或发射光谱)包含有关光束100的光学能量、强度或功率如何在不同波长(或频率)上分布的信息。光束110的光谱200以示图方式被描绘，其中光谱强度被绘制为波长或光学频率的函数。光谱200可以被称作光束110的光谱形状或强度光谱。光束110的光谱特征包括强度光谱的任意方面或表示。例如，特定强度数值下的波长是一种光谱特征。作为另一个示例，光谱200的形状的宽度是一种光谱特征。该宽度可以被称作带宽并且其数值可以关于波束100的波长或频率给出。
在光源的操作期间，各种干扰107(诸如温度梯度、压力梯度、光学失真、操作条件变化等)作用于光源105和光束110上从而修改光谱200并且因此修改了光束100的光谱特征。由于干扰107，输出装置145处的光束110的实际光谱200以及因此的实际光谱特征(诸如带宽或波长)可能并不与输出装置145处所期望的光谱或光谱特征相对应或相匹配。因此，使用计量装置150在操作期间对光束110的一个或多个实际光谱特征进行测量或估计。控制系统140分析所测量或估计的光谱特征，并且确定如何对光源105的一个或多个属性实施改变以由此调节光谱220并且还调节光束110的感兴趣的光谱特征。控制系统130向致动系统115发送信号以针对光源105的一种或多种属性实施改变。
致动系统115包括与控制系统140通信的两个或更多致动模块(诸如第一致动模块120和第二致动模块125)。第一和第二致动模块120、125均包括固件和软件的任意组合形式的电子器件。第一和第二致动模块120和125耦合至光源105的相应的第一和第二可致动装置130、135。第一可致动装置130由第一致动模块120(在控制系统140的控制下)所改变从而针对光源105的一种或多种属性实施改变，以由此调节脉冲光束110的光谱特征。第二可致动装置135由第二致动模块125(在控制系统140的控制下)所改变从而针对光源105的一种或多种属性实施改变，以由此调节脉冲光束110的光谱特征。被第二可致动装置135所改变的一种或多种属性可以不同于被第一可致动装置130所改变的一种或多种属性。以这种方式，这些干扰对于光束110的影响能够得到校正。
可能且有时有必要配置光学系统100而使得第一可致动装置130能够比第二可致动装置135动作更快和/或处于更精细的调谐范围内以对光束110的光谱特征实施调节。特别地，在一些实施方式中，调节第一可致动装置130使得光束110的光谱特征在第一数值范围内并且以第一速度或速率变化，而同时调节第二可致动装置135使得光束110的光谱特征在第二数值范围内并且以第二速度或速率变化。第二数值范围可以大于该第一数值范围；因此，第二可致动装置135的调谐范围比第一可致动装置130的调谐范围更加粗糙。第二速度可以低于第一速度；因此，第二可致动装置135改变光谱特征的动作比第一可致动装置130更慢。例如，第一可致动装置130以6kHz的速率改变光谱特征，并且因此可以在0.2毫秒(ms)以内将光束110的光谱特征从第一目标范围中的数值改变为第二目标范围中的数值。因此，在该示例中，第二可致动装置135至少需要20ms来将光束110的光谱特征从第一目标范围中的数值改变为第二目标范围中的数值。因此，在该示例中，第一可致动装置13在实施光束110的光谱特征的改变方面是第二可致动装置135的100倍快。
致动系统115在两种模式下操作，但是在致动系统115的其它实施方式中，可能有其它附加的模式。一种模式是稳定状态操作模式，其中输出装置145要求光束110的光谱特征被保持恒定。另一种模式是变化状态操作模式，其中输出装置145要求光束的光谱特征有所变化(例如，从第一目标范围中的数值变为第二目标范围中的数值)。在稳定状态操作下，第二可致动装置135可以被保持在当前状态(在第二致动模块125的控制下)，并且因为其相对动作更快，第一可致动装置130可以被调节(在第一致动模块120的控制下)以应对干扰107所导致的针对光谱特征的微小或小幅变化。在变化状态操作下，第二可致动装置135被调节(在第二致动模块125的控制下)并且第一可致动装置130被保持在变化状态(在第一致动模块120的控制下)。
控制系统140被配置为减少其用来执行变化状态操作的时间，例如减少25-75％。通过减少其用来执行变化状态操作的时间，光源110可以更快地改变光束110的光谱特征。输出装置145因此可以实施光束110的光谱特征的更快变化，而并不降低输出装置145的吞吐量或产量。输出装置145通常需要调节光束110的一种或多种光谱特征以便执行所期望的功能，诸如对晶片形成图案。
控制系统140和致动系统115被配置并设计为通过以一定量调节第二可致动装置135来减少其用来执行变化状态操作的时间，所述一定量至少部分地基于第一可致动装置130的调节和光束110的光谱特征的关系以及还有第二目标范围的数量。此外，第二可致动装置135可以在第一可致动装置130从先前状态移动至变化状态的时间期间被调节，而不是等待直至第一可致动装置130已经达到该变化状态。以这种方式，第二可致动装置135可以被较早调节而并不是必须等待计量装置150收集光束110的光谱特征的测量。
接下来在讨论变化状态操作之前，提供有关光刻系统100的细节。
同样参考图1，虽然未被示出，但是光束110也可以被引导通过置于光源105和输出装置145之间的光束制备系统。该光束制备系统可以包括修改光束110的多个方面的光学元件。例如，该光束制备系统可以包括反射或折射光学元件、光学脉冲扩展器和光学孔径(包括自动快门)。
参考图3，在一些实施方式中，输出装置145是用于对晶片260形成图案的光刻曝光装置345。光刻曝光装置345包括光学装置，其包括例如具有一个或多个聚光透镜、掩膜和物镜装置的照射器系统361。该掩膜能够沿一个或多个方向移动，诸如沿光束110的光轴OA移动或者沿垂直于光轴OA的平面移动。该物镜装置包括投射透镜并且使得能够进行从掩膜向晶片360上的光刻胶的图像传输。照射器系统361调节光束110撞击在掩膜上的角度范围。照射器系统361还使得光束110跨掩膜的强度分布均匀化(使得其均一)。光刻曝光装置345尤其地可以包括光刻控制器362、空调设备，以及用于各种电气组件的电源。光刻控制器362控制分层如何被印制在晶片360上。光刻控制器362被连接至控制系统140。
晶片360被光束110所照射。处理程序或配方确定了晶片360上的曝光长度、所使用的掩膜，以及影响曝光的其它因素。在光刻期间，光束110的多个脉冲照射晶片360的相同区域以形成照射剂量。照射晶片360的相同区域的光束110的脉冲数量N可以被称作曝光窗口或狭缝，并且该狭缝的大小可以由置于掩膜之前的曝光狭缝来控制。在一些实施方式中，N的数值为数十个，例如从10到100个脉冲。在其它实施方式中，N的数值大于100个脉冲，例如从100到500个脉冲。该掩膜、物镜装置和晶片360中的一个或多个可以在曝光期间相对于彼此进行移动从而跨曝光场来扫描曝光窗口。该曝光场是晶片360中的在曝光狭缝或窗口的一次扫描中暴露的区域。
为了对晶片360形成图案，光束110具有深紫外(DUV)范围内的波长，其处于10nm和400nm之间。在其中光源105使用填充以包括氟化氩(ArF)的增益介质的气体放电设计的实施方式中，则光束110具有大约193nm的波长。在其中光源105使用填充以包括氟化氪(KrF)的增益介质的气体放电设计的实施方式中，则光束110具有大约248nm的波长。光束110的光谱特征具有对晶片360处的成像质量的直接影响。特别地，在晶片360上形成图案的微电子特征的大小和形状取决于光束110的光谱200。通常，光束110的波长越小，所能够形成图案的特征就越小。
参考图4，在一些实施方式中，计量装置150被设计为包括观察系统405的计量装置450，所述观察系统被配置为观察与第一致动模块120相关联的一种或多种操作特性。如下文更详细讨论的，观察系统405可以被配置为观察与光刻系统100的一个或多个其它组件(诸如光源105和输出装置145)相关联的特性。
观察系统405被配置为将这些特性输出至控制系统140，所述控制系统140可以计算或估计指示第一可致动装置130的操作点的量度。第一可致动装置130的操作点表征了第一可致动装置130当前在可能设置、数值或条件的范围之内的何处进行操作。在一些实施方式中，如下文关于图5所讨论的，第一可致动装置130是连接至示例性光源505的第一级(主振荡器500)和第二级(功率放大器510)的时序模块，用于控制被发送至主振荡器500的第一触发信号和被发送至功率放大器510的第二触发信号之间的相对时序。该相对时序可以被称作差分时序。在这些实施方式中，第一可致动装置130的操作点的量度可以量化实际相对时序距峰值效率差分时序(Tpeak)的位移。该峰值效率差分时序是光源105或105在应用于光源105或505的特定输入能量下产生具有最大能量的光束110时的相对时序的数值(例如，输入能量可以基于应用于光源105或505的一个或多个气体放电腔室的电极的电压)。
第一可致动装置130的操作点量度(MPOP)可以由控制系统140基于差分时序、光束110的输出能量E(110)、以及向光源105或505内的气体放电电极所提供的电压或能量来计算或估计。例如，MPOP可以通过以下来估计：
其中dVoltage/dMOPAtiming是(在去往第一级或第二级的触发信号中所提供的)输出电压针对差分时序变化的敏感度的估计。dVoltage/dMOPAtiming的数值可以由控制系统140通过利用针对输出电压而提供至第一致动模块120的数据以及实际差分时序(这种特性由观察系统405所观察或检测)实时地进行估计。虽然要进行MPOP的准确估计需要提供足够的数据，但是针对MPOP的估计以逐个脉冲(pulse-to-pulse)为基础被更新。
在光源105的操作期间，期望在关于设置点调整第一可致动装置130的操作点(并且因此调整操作点的量度)的同时产生光束110，所述设置点是距峰值效率差分时序的偏移。光源105的其它属性(例如，光束110的波长和能量)可以围绕该已知操作点来调节(例如，线性化)。
观察系统405可以检测或感应光源105或505的多个方面，诸如针对光源105或505的输入能量、光束110的能量以及实际相对时序。因此，观察系统405可以是检测光束110的能量的能量检测器。观察系统405可以是电压计，该电压计连接至被发送至光源505的气体放电腔室的电极的电信号。观察系统405可以是检测相应触发信号何时被发送至相应的主振荡器和功率放大器的电极的电流计或电压计。
如图4所示，计量装置450还包括光谱特征单元410，其被配置为测量从光源105所输出的脉冲光束110的光谱特征。在一些实施方式中，光谱特征单元410包括被置于光束110的路径之中以去除光束110的一部分(例如，大约1-2％)并且将该一部分引导向分光仪的光束分离器，诸如分束器。该分光仪包括光谱色散设备以及对于光束110的波长敏感的检测器。
该光谱色散设备将光束分离为不同分布的光谱特征，并且该检测器具有多个空间区域，其中每个空间区域接收光谱特征的不同分布。在一些实施方式中，该光谱色散设备是基于光学干涉的设备，其中通过产生光学上相互干涉的多个光束而将光束分离为不同分布的光谱特征。一种示例性的基于光学干涉的设备是校准器或光栅。这样的设备可以结合透镜一起使用，所述透镜被配置为将不同分布投射到检测器的不同空间区域上。该透镜可以被置于校准器的输出处从而其使得其将光成像到与检测器的空间区域相重合的焦平面上。在其它实施方式中，该光谱色散设备是基于光学色散的设备，其中使用折射的光学现象将光束分离为光谱特征的不同分布。一种示例性的基于光学双色散的设备是棱镜，其中光束的不同波长通过该棱镜被不同角度地折射，这是因为棱镜材料的折射率随着光束的波长而变化。
该检测器在每个空间区域检测所投射光束的特性(诸如强度)。例如，该检测器能够检测或感应由每个相应的光谱特征分布在每个空间区域处所沉积的能量。空间区域是空间特征分布的光子在其上撞击和交互的任意表面或区域，并且空间区域能够将光子的能量转换为电流以便由控制系统140进一步处理。在一些实施方式中，该检测器包括具有光电二极管阵列的光电二极管检测器，其中每个光电二极管充当不同的空间区域。检测器的每个空间区域可以是由该检测器的一个或多个成像元素(例如光电二极管)所组成的表面。
可以通过估计来自光谱的量度(例如，其能够从检测器的输出所发现或估计)的值来测量光谱特征。可以使用与光谱200的细节相关的任意适当数学结构(也就是量度)来估计表征光束带宽的值。例如，可以使用在光谱形状的最大峰值强度的比例(X)的光谱全宽度(称作FWXM)来表征光束带宽。作为另一个示例，包含积分光谱强度(称作EY)的比例(Y)的光谱宽度可以被用来表征光束带宽。
计量装置450可以包括一个或多个其它测量单元415，其可以被用来测量光源105、光束110或输出装置145的其它方面。
参考图5，在一些实施方式中，光源105是产生脉冲激光束作为光束110的脉冲激光光源505。如图5的示例中所示，光源505是多级(例如，二级)激光系统，其包括向功率放大器(PA)510提供种子光束511的主振荡器(MO)500。主振荡器500通常包括其中发生放大的增益介质以及诸如光学谐振器的光学反馈机制。功率放大器510通常包括其中在被馈送以来自主振荡器500的种子激光束511时发生放大的增益介质。如果功率放大器510被设计为再生环谐振器，则它被描述为功率环放大器(PRA)，并且在这种情况下，能够从环形设计提供足够的光学反馈。主振荡器500使得能够以相对低的输出脉冲能量(与功率放大器510的输出相比时)对诸如中心波长和带宽之类的光谱参数进行精细调谐。功率放大器510从主振荡器500接收种子光束511并且放大该种子光束511以获得用于输出的必要功率以便在输出装置145中使用(例如，用于光刻)。
主振荡器500包括放电腔室，其具有两个细长电极，充当增益介质的激光气体，用于使得该气体在电极间循环的风扇。激光谐振器形成在该放电腔室一侧的第二可致动装置135(其充当光谱特征选择系统)和该放电腔室第二侧上的输出耦合器515之间。光源505还可以包括线中心分析模块(LAM)520，其接收来自输出耦合器515的输出。LAM 520可以提供如图4所示的计量装置450的其它测量单元415之一。LAM 520是能够被用来测量种子光束511或脉冲光束110的波长(例如，中心波长)的一种类型的测量单元315的示例。光源505还可以包括一个或多个光束修改光学系统525，其按照需要修改种子光束511或脉冲光束110的大小和/或形状。
在放电腔室中使用的激光气体可以是用于产生大约所需波长和带宽的激光束的任意适当气体，例如，该激光气体可以是氟化氩(ArF)，其以大约193nm的波长发射光，或者是氟化氪(KrF)，其以大约248nm的波长发射光。
功率放大器510包括功率放大器放电腔室，并且如果它是再生环放大器，则该功率放大器还包括将光束返回(例如，经由反射)到放电腔室中以形成循环和环路路径(其中进入环形放大器的输入与来自环形放大器输出的输出相交)的光束返回器(诸如反射器)530。该功率放大器放电腔室包括一对细长电极，充当增益介质的激光气体，以及用于使得气体在电极之间循环的风扇。种子光束511通过反复经过功率放大器510而被放大。光束修改光学系统525提供了一种使得种子光束511耦入至功率放大器510并且将一部分的放大辐射从功率放大器510耦出以形成输出光束110的方式(例如，部分反射镜面)。
线中心分析模块520监视主振荡器500的输出的波长。该线中心分析模块520可以被置于光源105内的其它位置，或者其可以被置于光源105的输出处。
种子光束511(以及因此输出光束110)的光谱特征由主振荡器500的配置所确定，并且这些光谱特征可以通过调节在主振荡器500内产生的光束512来调节。第二可致动装置135(其充当光谱特征选择系统)从光源500的主振荡器500接收光束512，并且基于来自控制系统140的输入，通过精细调谐光束512的光谱特征而对光源505所产生的光束110的光谱输出进行精细调谐。
还参考图6，示出了示例性的第二可致动装置635，其耦合至来自光源505的光束512。在一些实施方式中，第二可致动装置635接收来自主振荡器500的光束512而使得能够对主振荡器500内诸如波长和带宽之类的光谱特征进行精细调谐，从而调节种子光束511的这些光谱特征。第二可致动装置635连接至与控制系统140通信的第二致动模块125。
第二可致动装置635包括光学特征或组件600、605、610、615、620的集合，它们被布置为与来自主振荡器500的脉冲光束512进行光学交互。光学组件600、605、610、615、620可以被配置为提供粗糙光谱特征调节系统；并且如果这样的组件的调节足够快，则其可以被配置为提供精细光谱特征调节系统。虽然并未在图6中示出，但是第二可致动装置635可能包括其它光学特征或其它非光学特征以便提供精细光谱特征控制。
第二致动模块125连接至物理耦合至相应光学组件600、605、610、615、620的一个或多个致动系统600A、605A、610A、615A、620A。光学组件600可以是诸如光栅的色散光学元件600，并且光学组件605、610、615、620可以是共同形成光束扩展器601的折射光学元件。光栅600可以是反射光栅，其被设计为对光束512进行色散并反射；因此，光栅600由适于与具有DUV范围内的波长的脉冲光束512交互的材料所制成。棱镜605、610、615、620中的每一个是用来在光束512通过棱镜主体时对其进行色散和重新定向的透射棱镜。每个棱镜可以由允许光束512的波长透射的材料(作为示例，诸如氟化钙)所制成。虽然示出了四个折射光学元件605、610、615、620，但是在光束扩展器601中可能使用比四个更少或更多的折射光学元件。
在入射到光栅600的衍射表面602上之前，脉冲光束512以棱镜620、棱镜610和棱镜605的顺序行进通过它们。随着光束512每一次通过连续棱镜620、615、610、605，光束512在光学上被扩大且朝向下一个光学组件被重新定向(以一个角度发生折射)。在离开装置635之前，光束512从光栅600衍射并反射回来以棱镜605、棱镜610、棱镜615、棱镜620的顺序通过它们。随着从光栅600每一次通过连续棱镜605、610、615、620，光束512在其行进返回主振荡器500时在光学上被压缩。
光束扩展器601中的一个棱镜(其可以是棱镜605、610、615、620中的任一个)的旋转改变光束512入射在该被旋转棱镜的进入表面的入射角度。此外，通过该被旋转棱镜的光束512的两个局部光学质量——即光学扩大(magnification)和光束折射角度——是入射在被旋转棱镜的进入表面上的光束512的入射角度的函数。通过棱镜的光束512的光学扩大是离开该棱镜的光束512的横向宽度与进入该棱镜的光束512的横向宽度的比率。
光束512在光束扩展器601内的一个或多个棱镜处的局部光学扩大的变化导致通过光束扩展器601的光束512的光学扩大OM 665的整体变化。通过光束扩展器601的光束512的光学扩大OM 665是离开光束扩展器601的光束512的横向宽度Wo与进入光束扩展器601的光束512的横向宽度Wi的比率。此外，通过光束扩展器601内的一个或多个棱镜的局部光束折射角度的变化导致光束512在光栅600的表面602处的入射角度662的整体变化。
可以通过改变光束512入射在光栅600的衍射表面602上的入射角度662来调节光束512的波长。特别地，这可以通过旋转棱镜605、610、615、620以及光栅600中的一个或多个以由此调节光束512的入射角度662来实现。可以通过改变光束512的光学扩大OM 665来调节光束512的带宽。因此，能够通过旋转棱镜605、610、615、620中的一个或多个来调节光束512的带宽，这使得光束512的光学扩大发生变化。由于特定棱镜的旋转导致该棱镜处的局部光束折射角度和局部光学扩大的变化，所以波长和带宽的控制在该设计中是耦合的。
此外，光束512的带宽对于棱镜620的旋转相对敏感，而对于棱镜605的旋转相对不敏感。这是因为光束512由于棱镜620的旋转所导致的任何局部光学扩大变化都被乘以其它棱镜615、610和605中的光学扩大变化的乘积，原因在于那些棱镜处于被旋转棱镜620和光栅600之间，并且光束512必须在经过棱镜620之后行进通过这些其它棱镜615、610、605。另一方面，光束512的波长对于棱镜605的旋转相对敏感，而对于棱镜620的旋转相对不敏感。例如，为了在不改变波长的情况下改变带宽，光学扩大665应当在不改变入射角662的情况下有所改变，并且这可以通过将棱镜620大量旋转并且将棱镜605少量旋转来实现。
虽然针对每个光学组件600、605、610、615、620示出了致动系统600A、605A、610A、615A、620A，但是一些光学组件可能被保持静止或者并不物理耦合至致动系统。例如，在一些实施方式中，光栅600可以被保持静止并且棱镜615可以被保持静止而并不物理耦合至致动系统。致动系统600A、605A、610A、615A、620A中的一个或多个包括连接至其各自光学组件的一个或多个致动器。光学组件的调节导致光束512的特定光谱特征(波长和/或带宽)的调节。第二致动模块125从控制系统140接收控制信号。该控制信号包括用于操作或控制一个或多个致动系统的具体命令。致动系统可以被选择并设计为协同工作。
致动系统600A、605A、610A、615A、620A的每个致动器是用于移动或控制各自光学组件的机械设备。该致动器从第二致动模块125接收能量，并且将该能量转换为施加于各自光学组件的某种运动。例如，该致动系统可以是用于旋转光束扩展器中的一个或多个棱镜的旋转级和外力设备中的任何一个。该致动系统例如可以包括诸如步进式电机的电机、阀门、压控设备、压电设备、线性电机、液压致动器、语音线圈等。
光栅600可以是高闪耀角的阶梯光栅(Echelle grating)，并且以满足光栅等式的任何入射角度662入射在光栅600上的光束512都将被反射(衍射)。该光栅等式提供了光栅600的光谱级、衍射波长(衍射光束的波长)、光束512在光栅600上的入射角度662、衍射离开光栅600的光束512的出射角度、入射到光栅600上的光束512的垂直发散度以及光栅600的衍射表面的槽距之间的关系。此外，如果使用了光栅600而使得光束512到光栅600上的入射角度662等于光束512从光栅60的出射角度，则光栅600和光束扩展器(棱镜605、610、615、620)被配置成利特罗配置(Littrow configuration)，并且从光栅600反射的光束512的波长是Littrow波长。可以假设入射到光栅600上的光束512的垂直发散度接近于零。为了反射标称波长，光栅600关于入射到光栅600上的光束512被对准，从而标称波长通过光束扩展器(棱镜605、610、615、620)被反射回来以便在光源105中被放大。因此，通过改变光束512在光栅600上的入射角度662，能够在光源105内的谐振器的整个增益带宽上调谐Littrow波长。
每个棱镜在从主振荡器500去往光栅600的路径上光学地扩大光束512，并且因此，从棱镜620到棱镜605的每个棱镜的尺寸依次变大。因此，棱镜605大于棱镜610，棱镜610大于棱镜615，并且棱镜620是最小的棱镜。波长可以通过旋转棱镜605而被粗糙改变，并且棱镜620可以(以粗糙方式)旋转。光束512的入射角度662由于棱镜605的旋转发生变化，并且棱镜620的旋转抵消棱镜605的旋转所导致的扩大变化。棱镜620可以用于粗糙、较大范围、和缓慢的带宽控制。作为对比，通过控制棱镜610，带宽可以在精细且狭窄的范围中并且甚至更快速地被控制。
在图5的示例中，第一可致动装置130是连接至第一级(主振荡器500)和第二级(功率放大器510)的时序模块，以便控制发送至主振荡器500的第一触发信号和发送至功率放大器510的第二触发信号之间的相对时序。示例性时序模块在美国专利No.7,830,934和7,203,216中示出和有所描述，这两件专利通过引用全文结合于此。通过调节两个触发信号之间的相对时序，光束110的光谱特征(诸如带宽)能够得到控制。特别地，来自主振荡器500的种子光束511应当在粒子数在功率放大器510内的激光气体中被反转的时间期间经过功率放大器510的放电区域，从而能够在功率放大器510内发生该种子光束511的放大。因此，有可能是：通过延迟种子光束511的脉冲，从功率放大器510所输出的光束110的带宽被减小，取决于此，粒子数在功率放大器510的激光气体中被反转。总体上，种子光束511的脉冲在主振荡器511中保留得越久，功率放大器510所输出的光束110的带宽就将会越窄。因此，去往主振荡器500的触发信号和去往功率放大器510的触发信号之间的相对时序致动可以被用来控制光束110的带宽。
由于这些触发信号之间的相对时序可以在每个激光脉冲上改变，所以与利用第二致动模块125所提供的(其受到在光束512的路径上的光学特征可以多快地被物理移动的约束)相比，这样的控制提供了更加精细调谐且更加快速的控制光谱特征的方法。
共同地，两个可致动装置130、135之间这样的协调和合作能够被控制系统140用来将一个或多个光谱特征(诸如波长或带宽)保持或维持在所期望的设置点或者至少保持或维持在设置点周围的所期望范围之内，即便光源105可能受到各种干扰107的影响，。
控制系统140连接至第一致动模块120、第二致动模块125和计量装置150。控制系统140和具体组件(诸如计量组件150)之间的连接可以是有线连接或者可以是无线和非接触连接。
参考图7，控制系统140的示例作为控制系统740而被示出。提供了有关控制系统740的细节，其涉及到本文所描述的系统和方法的多个方面。控制系统740可以包括图7中未示出的其它特征。控制系统740包括数字电子电路、计算机硬件、固件和软件中的一个或多个。
控制系统740包括存储器700，其可以是只读存储器和/或随机访问存储器。适用于以有形方式体现计算机程序指令和数据的存储设备包括所有形式的非易失性存储器，作为示例，所述非易失性存储器包括半导体存储器设备，诸如EPROM、EEPROM和闪存设备；磁盘，诸如内部硬盘和可移除盘；磁光盘；和CD-ROM盘。控制系统740还可以包括一个或多个输入设备705(作为示例，诸如键盘、触摸屏、麦克风、鼠标、手持输入设备中的一个或多个)和一个或多个输出设备710(作为示例，诸如扬声器或监视器)。
控制系统740包括一个或多个可编程处理器715，以及以有形方式体现在机器可读存储设备中以便由可编程处理器(诸如处理器715)执行的一个或多个计算机程序产品720。一个或多个可编程处理器715均可以执行指令的程序以通过对输入数据进行操作并生成适当输出来执行所期望的功能。通常，处理器715从存储器700接收指令和数据。任何上述内容都可以被专门设计的ASIC(专用集成电路)来补充或被整合于所述ASIC中。
控制系统740例如包括计量处理模块725、决策处理模块735、致动处理模块755(其可以包括用于与相应致动模块120、125接口连接的子模块755A、755B)，以及输出装置模块760。这些处理模块中的每一个可以是由诸如处理器715的一个或多个处理器所执行的计算机程序产品的集合。
输出装置模块760与输出装置145接口连接，例如与曝光装置345的光刻控制器362接口连接。以这种方式，输出装置模块760从光刻控制器362接收有关光刻系统100的操作模式的命令或指令。例如，输出装置模块760从光刻控制器362接收有关光束110的光谱特征的目标数值的命令。输出装置模块760可以从光刻控制器362接收用于将光束110的光谱特征从第一目标数值范围中的数值变为第二目标数值范围中的数值的命令。输出装置模块760还与计量处理模块725接口连接，从而以操作模式之一(例如，稳定状态操作模式或变化状态操作模式)来操作致动系统115。
计量处理模块725从计量装置450中的观察系统405、光谱特征单元410和其它测量单元415中的每一个接收输出。决策处理模块735从计量处理模块725接收输出并且确定哪些致动子模块755A、755B需要被激励或控制。计量处理模块725从输出装置模块760接收命令并且基于这些命令执行计算。例如，如果输出装置模块760指令计量处理模块725将光束110的光谱特征从第一目标数值范围中的数值变为第二目标数值范围中的数值，则计量处理模块725可以开始执行为了执行并完成变化状态操作所必需的计算。计量处理模块725还可以基于这些计算向决策处理模块735发送指令，从而以变化状态操作来操作致动系统115。下文提供有关变化状态操作的细节。
致动处理模块755可以包括与致动系统115的其它致动模块接口连接的一个或多个附加子模块755C。此外，虽然图7中仅示出了几个处理系统，但是控制系统140可能包括其它处理系统。另外，虽然控制系统140被表示为其中所有组件看上去同在一处的框，但是控制系统140可能由在物理上彼此远离的组件组成。
通常，计量处理模块725从计量装置150接收与光束110和光源105相关的至少一些信息，以及从光刻控制器362接收与曝光装置345相关的信息。计量处理模块725对该信息执行一种或多种分析以确定如何调节提供至输出装置145的光束110的一种或多种光谱特征(例如，带宽)。基于计量处理模块725所作出的该确定，决策处理模块735向致动处理模块755发送信号以利用子模块755A和755B控制光源105的操作。
第一和第二致动模块120、125按照需要而包括固件和软件的任意组合形式的电子器件，以便与致动处理模块755以及相应的第一和第二致动器装置130、135进行通信。
参考图8。过程800被实行以执行对光源105所产生的脉冲光束110的光谱特征进行调节的变化状态操作。过程800由光刻系统100在控制系统140的控制下执行。过程800包括接收指令以将脉冲光束110的光谱特征从第一目标范围中的数值变为第二目标范围中的数值(805)。例如，控制系统740的输出装置模块760可以从输出装置145接收用于改变光束110的光谱特征的指令，并且该指令可以被送至计量处理模块725。
过程800包括调整光源105的第一操作特性(810)。光源105的第一操作特性通过调节光源105的第一可致动装置130而被调整(810)，直至确定第一操作特性处于可接受数值范围之内。第一可致动装置130的该调节由致动处理模块755的子模块755A在决策处理模块735的控制之下并且基于来自计量处理模块725和/或输出装置模块760的输入而被发起和控制。
该第一操作特性的可接受数值范围可以是处于第一操作特性的操作范围中心的数值范围。例如，该操作范围通过第一操作特性的限制数值而定义。特别地，第一操作特性不能被推至该限制数值之外的数值。因此，调整(810)在变化状态操作期间寻求使得第一操作特性处于其操作范围的中心。
第一操作特性可以是第一可致动装置130的当前状态与第一可致动装置140的目标状态之间的相对值。第一可致动装置130可以是与光源105何时输出光束110的脉冲相关的时序。此外，与光源105何时输出光束110的脉冲相关的该时序可以是从控制系统140发送至光源的第一级(诸如光源505的主振荡器500)的第一触发信号与控制系统140发送至光源的第二级(诸如光源505的功率放大器510)的第二触发信号之间的相对时序。
针对第一可致动装置130的变化或调节导致第一操作者特性的变化，并且该变化引入了光束110的光谱特征中不希望看到的偏移。例如，如果第一操作特性在过程800开始时具有数值-0.3(任意单位)，并且其在调整810开始时被命令处于大约数值-0.4(任意单位)的范围中，则第一操作特性的这一变化会导致大约25毫微微米(fm)的带宽偏移。
控制系统140确定针对光源105的第二可致动装置135的调节(815)，其抵消第一操作特性的变化所导致的光谱特征的偏移。控制系统140至少部分基于第一可致动装置130的调节与光束110的光谱特征之间的关系并且还基于第二目标范围来确定该调节(815)。例如，计量处理模块725可以执行计算而例如基于存储器700中的信息、来自输出装置模块760的指令和/或来自计量装置150的信息来确定该调节(815)。
过程800包括以基于所确定的调节的量对第二可致动装置135进行调节(820)。特别地，一旦计量处理模块725确定了调节量(815)，就向决策处理模块735发送信号，决策处理模块735随后确定要发送至与第二致动模块125通信的子模块755B的控制信号以由此调节第二可致动装置135。例如，如果第二可致动装置135是第二可致动装置635，则针对第二可致动装置635的调节对光学元件605A、610A、615A、620A中的一个或多个进行调节，以由此调节光束512的光学扩大OM。针对光束512的光学扩大OM的调节由此改变了光束512的光谱特征(诸如带宽)，并且因此改变了指向输出装置145的光束110的光谱特征。
此外，控制系统140可以在最初确定第一操作特性处于可接受数值范围之内之前开始上述确定(815)并且开始上述调节(820)。因此，该确定(815)和调节(820)可以与第一操作特性的调整(815)的起始并行地开始。该确定(815)和调节(820)可以被认为是过程800之内的前馈控制，因为针对第二可致动装置135的改变并不是基于第二可致动装置135的状态或负载的误差。相反，如下文所讨论的，该确定(815)和调节(820)是基于与第二可致动装置135的状态或负载的误差不同的因素。
参考图9，执行用于调整光源105的第一操作特性的过程810。即使其仅在图8中被示出了一次，但是过程810贯穿变化状态操作来执行。光源105的第一操作特性被计量装置150所观察(900)。例如，第一操作特性可以是第一可致动装置130的操作点，并且在这种情况下，观察系统405观察该操作点。(控制系统140的)计量装置725从观察系统405接收该操作点的数值。
接下来，控制系统140确定所观察到的第一操作特性是否处于可接受数值范围内(905)。例如，计量装置725确定所观察到的第一操作特性是否大于最小值且小于最大值，其中该最小值和最大值定义了该可接受数据范围。
如果所观察到的第一操作特性处于可接受数值范围内(905)，则计量装置150继续观察光源105的第一操作特性(900)而不需要对第一可致动装置130进行调节。如果所观察到的第一操作特性并不处于可接受数值范围内(905)，则第一可致动装置130被调节(910)。例如，如果计量装置725确定所观察的第一操作特性处于可接受数值范围之外(905)，则其向决策处理模块735发送信号，决策处理模块735确定应当对第一可致动装置130进行调节。决策处理模块735向致动处理模块755，并且尤其是子模块755A发送适当信号，所述子模块755A向第一致动模块120发送信号以由此调节第一可致动装置130。
参考图10，执行用于确定针对光源105的第二可致动装置135的调节的过程815。估计第一可致动装置130的调节所导致的光束110的光谱特征的偏移(1000)。例如，计量处理模块725可以计算光束110的光谱特征将由于对第一可致动装置130的调节而被改变多少。
计量处理模块725可以基于第一操作特性对光谱特征的敏感度来估计光谱特征的偏移SFoff(1000)。该敏感度可以由将光谱特征与第一可致动装置130的状态相关的模型来计算。例如，偏移(SFoff)可以被如下计算：
其中Δοp1是第一操作特性的初始值和第一操作特性的目标值之间的差值，CV是定义第一操作特性和第一可致动装置130的状态之间的关系的可配置数值，dSF/dActl是光束110的所测量光谱特征(SF)比对第一可致动装置130的状态的时序曲线的斜率。图11针对第二可致动装置135的不同状态(例如，针对棱镜620的不同角度)示出了示例性时序曲线的集合。第一操作特性的目标值处于可接受数值范围之内，并且第一操作特性的初始值可以是过程800开始之前的数值。可配置数值CV定义了第一可致动装置130的状态与第一操作特性之间的DC增益，并且在过程800开始之前被设定。
一旦估计了光谱特征偏移SFoff(1000)，控制系统140计算针对第二可致动装置135的偏移调节，其对第一可致动装置130的调节所导致的光束110的估计光谱特征的偏移SFoff作出补偿(1005)。决策处理模块735能够基于计量处理模块725所提供的估计偏移来计算该偏移调节。针对第二可致动装置135的偏移调节可以通过将估计光谱特征偏移(例如SFoff)乘以光束100的测量光谱特征和第二可致动装置135的状态之间的关系的斜率来计算，如下所示：
其中Act2off是针对第二可致动装置135所计算的偏移调节，并且Act2state/SFmeas是光束110的测量光谱特征(SFmeas)和第二可致动装置135的状态(Act1state)之间的关系的斜率。
例如，如果第二可致动装置135如图6所示的第二可致动装置635那样设计，则决策处理模块735计算针对致动系统605A、610A、615A、620A中的一个或多个致动系统的调节(1005)以补偿所估计的频谱特征偏移(1000)。例如，如果致动系统620A是步进式电机，相关联的光学组件620是棱镜，并且被调节的光谱特征是光束110的带宽，则决策处理模块735可以计算步进式电机620A应当通过其而移动以由此旋转棱镜620并调节带宽的步数。决策处理模块735还可以计算其它光学组件(诸如其它棱镜605、610或615中的一个或多个)需要被调节。
如上文讨论的，控制系统140还至少部分基于第二目标范围来确定针对光源105的第二可致动装置135的调节(815)。该调节是基于用于改变光束110的光谱特征的指令而针对第二可致动装置135的主调节，并且独立于这样的变化是否影响第一可致动装置130或者被其所影响。为此，过程815还包括计算与第二目标范围相对应的针对第二可致动装置135的主调节(Act2main)(1010)。在上文讨论的示例中，决策处理模块735将确定要将光束110的带宽从第一目标范围中的当前数值调节为第二目标范围中的数值需要将棱镜620调节多少。
需要针对第二可致动装置135的所计算的两个调节Act2main(在1010)和Act2off(在1005)两者。主调节Act2main被需要以执行所命令的光束110的带宽变化(例如，如输出装置145经由输出装置模块760所命令的)。偏移调节Act2off被需要用于补偿为了将第一可致动装置130移动至操作状态的第一可致动装置130的初始调节(在810)所导致的对带宽的不希望调节。因此，过程815因此包括通过将偏移调节Act2off和主调节Act2main相加在一起而确定针对光源105的第二可致动装置135的整体调节Act2overall(1015)。
参考图12，在一些实施方式中，在基于所确定的调节对第二可致动装置135进行调节之后执行过程1200。最初，控制系统140确定第二可致动装置135是否已经在820完成其调节(1205)。例如，控制系统140可以从计量装置150接收指示第二可致动装置135的状态的信号。一旦它已经完成了其调节(1205)，则第二可致动装置135就被保持在当前状态(1210)。例如，参考图6所示的示例性的第二可致动装置635，第二致动模块125可以向致动系统620A发送信号以保持棱镜620静止并且处于其当前状态。
此外，第二可致动装置135可以针对引导向输出装置145的光束110的所设置数量的脉冲(例如，N，其中N是正整数)，而被维持在其当前状态(1210)。第二可致动装置135在其间被维持在其当前状态(1210)的脉冲数量可以为数十个的量级(例如，小于40、30或20个)。
在第二可致动装置135被维持在其当前状态(1210)的同时，测量脉冲光束110的光谱特征(1215)。特别地，计量装置450的光谱特征单元410执行对光束110的测量(1215)。如上文讨论的，光谱特征单元410测量光束110的光谱，并且从该光谱确定光束110的光谱特征。计量处理模块725可以从该光谱确定光束110的光谱特征。此外，可以在第二可致动装置135被维持在其当前状态(1210)的同时，针对被引导向输出装置145的光束110的每个脉冲测量光谱特征(1215)。因此，在以上示例中，如果N为15，则能够针对15个脉冲测量光谱特征(1215)。
接下来，控制系统140确定所测量的光谱特征(1215)是否处于第二目标范围内(1220)。例如，计量处理模块725确定所测量的光谱特征是否小于第二目标范围的上限值并且大于第二目标范围的下限值。如果所测量的光谱特征(1215)并不处于第二目标范围内(1220)，则基于所测量光谱特征距第二目标范围有多远来调节第二可致动装置135(1225)。例如，决策处理模块735向子模块755B发送信号，其命令第二致动模块125对第二可致动装置135实施该调节从而将光谱特征调节为更接近于第二目标范围或处于其中的新数值。
在第二可致动装置135的调节(1225)之后，过程1200继续将第二可致动装置135维持在其当前状态(1210)，同时测量光束110的光谱特征(1215)。
虽然并未在图12中示出，但是如果在第二可致动装置135被维持在其当前状态(1210)的同时测量多个光谱特征(1215)，则每个所测量的光谱特征都被存储在存储器(例如，存储器700)之内。在这种情况下，计量处理模块725可以计算所测量光谱特征的平均值，并且该平均值能够在步骤1220被用作与第二目标范围比较的所测量光谱特征。
如果控制系统140确定所测量光谱特征(1215)处于第二目标范围之内(1220)，则完成变化状态操作并且致动系统115能够在稳定状态操作下进行操作，其中输出装置145要求光束110的光谱特征被保持恒定。
使用第二致动模块125对脉冲光束110的光谱特征进行的调节可以导致第一可致动装置130正在操作的实际数值被调节，反之亦然。这之所以会发生是因为第一可致动装置130和第二可致动装置135相互串行，这意味着当一个致动装置的数值或设置发生变化时，第二个致动装置的数值或设置也发生变化，并且二者都用来改变光谱特征。因此，可能预测或估计针对第一可致动装置130的变化或调节(810)如何影响光谱特征，并且该信息被用来确定针对第二可致动装置的调节(815)。
除了控制一种光谱特征(诸如带宽)之外，通过利用第二致动模块125的闭环控制，例如可以对另一种光谱特征(诸如波长)进行控制。
本文所描述的过程和装置的一些实施方式相对于一些已知技术将用于变化状态操作的总时间减少了大约30-65％，这是因为过程800是在第一操作特性被确定处于其可接受数值范围之内之前就开始调节第二可致动装置135(815)。例如，在一些已知技术中，变化状态操作耗费大约1秒来完成；而在本文所描述的过程中，变化状态操作耗费大约半秒来完成。以这种方式，输出装置145例如能够更快地处理晶片360，并且来自输出装置145的总产出有所增加。其它实施方式处于以下权利要求的范围之内。本发明的其它方面在以下编号条款中给出。
1.一种用于调节光源所产生的脉冲光束的光谱特征的方法，所述方法包括：
接收指令以将所述脉冲光束的光谱特征从第一目标范围中的数值改变为第二目标范围中的数值；
调整所述光源的第一操作特性，其中调整所述第一操作特性包括调节所述光源的第一可致动装置直至确定所述第一操作特性处于可接受数值范围之内；
至少部分基于以下各项确定针对所述光源的第二可致动装置的调节：
所述第一可致动装置的调节与所述光束的光谱特征之间的关系，和
所述第二目标范围；以及
以基于所确定的调节的量调节所述第二可致动装置。
2.根据条款1所述的方法，其中调整所述光源的所述第一操作特性作为反馈回路来执行，所述反馈回路包括：
在所述第一可致动装置被调节之后观察所述光源的所述第一操作特性；
确定所观察的第一操作特性是否处于所述可接受数值范围之内；以及
在确定所观察的第一操作特性处于所述可接受数值范围之外的情况下调节所述光源的第一可致动装置。
3.根据条款1所述的方法，其中至少一些针对所述第二可致动装置的调节的确定以及至少一些针对所述第二可致动装置的调节在确定所述第一操作特性处于所述可接受数值范围之内之前进行。
4.根据条款1所述的方法，其中基于所述第一可致动装置的所述调节与所述光束的所述光谱特征之间的关系确定针对所述第二可致动装置的调节包括：估计所述第一可致动装置的调节所导致的所述光束的光谱特征的偏移。
5.根据条款4所述的方法，其中所述偏移基于以下来估计：
所述第一操作特性的初始数值和所述第一操作特性的目标数值之间的差值，其中所述第一操作特性的目标数值处于所述可接受数值范围之内；
定义所述第一操作特性与所述第一可致动装置的状态之间的关系的校准数值；和
所述光束的所测量光谱特征比对所述第一可致动装置的状态的时序曲线的斜率。
6.根据条款4所述的方法，其中基于所述第一可致动装置的调节与所述光束的光谱特征之间的关系确定针对所述第二可致动装置的调节包括：计算针对所述第二可致动装置的、补偿所述第一可致动装置的调节所导致的所述光束的光谱特征的估计偏移的偏移调节。
7.根据条款6所述的方法，其中计算针对所述第二可致动装置的、补偿所述第一可致动装置的调节所导致的所述光束的光谱特征的估计偏移的所述偏移调节包括：将所述估计偏移乘以所述光束的所测量光谱特征与所述第二可致动装置的状态之间的关系的斜率。
8.根据条款6所述的方法，其中基于所述第二目标范围确定针对所述光源的所述第二可致动装置的调节包括：计算针对所述第二可致动装置的对应于所述第二目标范围的主调节，其中确定针对所述光源的所述第二可致动装置的调节包括：将所述偏移调节和所述主调节相加在一起以确定所述调节。
9.根据条款1所述的方法，进一步包括，在所述第二可致动装置已经完成其调节之后：
在测量所述光束的所述光谱特征的同时，将所述第二可致动装置维持在其当前状态；以及
调节所述第二可致动装置直至所述光束的所测量光谱特征处于所述第二目标范围之内。
10.根据条款9所述的方法，其中测量所述光束的所述光谱特征包括：针对N个脉冲的集合中的所述光束的每个脉冲测量所述光束的所述光谱特征，其中N是小于30的数字。
11.根据条款1所述的方法，其中：
所述光源的第一操作特性包括所述第一可致动装置的状态和所述第一可致动装置的目标状态之间的相对值；并且
所述第一可致动装置是与所述光源何时输出所述光束的脉冲相关的时序。
12.根据条款11所述的方法，其中与所述光源何时输出所述光束的脉冲相关的时序是被发送至所述光源的第一级的第一触发信号和被发送至所述光源的第二级的第二触发信号之间的相对时序。
13.根据条款1所述的方法，其中：
所述第二可致动装置包括被配置为与所述脉冲光束进行交互的光学系统；并且
调节所述第二可致动装置包括：调节所述光学系统以由此调节所述脉冲光束的光学扩大以及改变所述光束的所述光谱特征。
14.根据条款1所述的方法，其中所述光束的所述光谱特征是所述光束的带宽。
15.根据条款1所述的方法，其中：
调节所述光源的所述第一可致动装置使得所述光束的所述光谱特征在第一数值范围内并且以第一速度变化；
调节所述光源的所述第二可致动装置使得所述光束的所述光谱特征在第二数值范围内并且以第二速度变化；
所述第二数值范围大于所述第一数值范围；并且
所述第二速度慢于所述第一速度。
16.根据条款1所述的方法，其中所述第一操作特性的所述可接受数值范围处于所述第一操作特性的操作范围的中心，其中所述第一操作特性的所述操作范围通过限制所述第一操作特性的数值来定义。
17.一种用于调节光源所产生的脉冲光束的光谱特征的系统，所述系统包括：
第一致动模块，其耦合至所述光源的第一可致动装置，所述第一可致动装置被配置为通过所述第一致动模块来被调节以由此在第一数值范围内调节所述脉冲光束的所述光谱特征；
第二致动模块，其耦合至所述光源的第二可致动装置，所述第二可致动装置被配置为通过所述第一致动模块来被调节以由此在第二数值范围内调节所述脉冲光束的所述光谱特征；以及
控制系统，其连接至所述第一致动模块和所述第二致动模块，所述控制系统被配置为：
接收指令以将所述脉冲光束的所述光谱特征从第一目标范围中的数值改变为第二目标范围中的数值；
调整所述光源的第一操作特性，其中调整所述第一操作特性包括调节所述第一可致动装置直至确定所述第一操作特性处于可接受数值范围之内；
至少部分基于所述第一可致动装置的调节与所述光束的所述光谱特征之间的关系以及所述第二目标范围来确定针对所述第二可致动装置的调节；并且
以基于所确定的调节的量调节所述第二可致动装置。
18.根据条款17所述的系统，其中所述光源的所述第一操作特性包括所述第一可致动装置的状态和所述第一可致动装置的目标状态之间的相对值；并且所述第一可致动装置是与所述光源何时输出所述光束的脉冲相关的时序。
19.根据条款18所述的系统，其中：
所述光源是包括第一级和第二级的多级气体放电系统；并且
与所述光源何时输出所述光束的脉冲相关的时序是被发送至所述光源的所述第一级的第一触发信号和被发送至所述光源的第二级的第二触发信号之间的相对时序。
20.根据条款19所述的系统，其中所述第一级包括输出脉冲种子光束的振荡器装置，并且所述第二级包括接收所述脉冲种子光束并且输出脉冲光束的光学放大装置。
21.根据条款17所述的系统，其中所述第二可致动装置包括光学系统，其与所述脉冲光束进行交互并且被配置为调节所述脉冲光束的光学扩大，其中调节所述脉冲光束的光学扩大由此改变所述光束的所述光谱特征。
22.根据条款21所述的系统，其中所述光学系统包括所述脉冲光束通过其行进的一个或多个棱镜、以及所述脉冲光束在其上反射的光栅，其中所述脉冲光束的光学扩大通过旋转一个或多个所述棱镜而被调节。
23.根据条款17所述的系统，进一步包括计量装置，其包括被配置为测量所述第一操作特性的观察系统，其中所述控制系统被配置为从所述观察系统接收所述第一操作特性的测量。
24.根据条款23所述的系统，其中所述计量装置包括被配置为测量所述脉冲光束的所述光谱特征的光谱特征单元，其中所述控制系统被配置为从所述光谱特征单元接收所述光谱特征的所述测量。
25.一种用于调节光源所产生的脉冲光束的光谱特征的系统，所述系统包括：
第一可致动器件，用于在第一数值范围内调节所述脉冲光束的所述光谱特征；
第一致动器件，用于控制所述第一可致动器件；
第二可致动器件，用于在第二数值范围内调节所述脉冲光束的所述光谱特征；
第二致动器件，用于控制所述第二可致动器件；和
控制器件，其连接至所述第一致动器件和第二致动器件，所述控制器件用于：
接收指令以将所述脉冲光束的所述光谱特征从第一目标范围中的数值改变为第二目标范围中的数值；
调整所述光源的第一操作特性，其中调整所述第一操作特性包括向所述第一致动器件发送信号以调节所述第一可致动器件直至确定所述第一操作特性处于可接受数值范围之内；
至少部分基于所述第一可致动器件的调节与所述光束的所述光谱特征之间的关系以及所述第二目标范围来确定针对所述第二可致动器件的调节；并且
向所述第二致动器件发送信号以基于所确定的调节的量调节所述第二可致动器件。

Claims (25)

1.一种用于调节光源所产生的脉冲光束的光谱特征的方法，所述方法包括：
接收指令以将所述脉冲光束的光谱特征从第一目标范围中的数值改变为第二目标范围中的数值；
调整所述光源的第一操作特性，其中调整所述第一操作特性包括调节所述光源的第一可致动装置直至确定所述第一操作特性处于可接受数值范围之内；
至少部分基于以下各项确定针对所述光源的第二可致动装置的调节：
所述第一可致动装置的调节与所述光束的光谱特征之间的关系，和
所述第二目标范围；以及
以基于所确定的调节的量调节所述第二可致动装置。
2.根据权利要求1所述的方法，其中调整所述光源的所述第一操作特性作为反馈回路来执行，所述反馈回路包括：
在所述第一可致动装置被调节之后观察所述光源的所述第一操作特性；
确定所观察的第一操作特性是否处于所述可接受数值范围之内；以及
在确定所观察的第一操作特性处于所述可接受数值范围之外的情况下调节所述光源的第一可致动装置。
3.根据权利要求1所述的方法，其中至少一些针对所述第二可致动装置的调节的确定以及至少一些针对所述第二可致动装置的调节在确定所述第一操作特性处于所述可接受数值范围之内之前进行。
4.根据权利要求1所述的方法，其中基于所述第一可致动装置的所述调节与所述光束的所述光谱特征之间的关系确定针对所述第二可致动装置的调节包括：估计所述第一可致动装置的调节所导致的所述光束的光谱特征的偏移。
5.根据权利要求4所述的方法，其中所述偏移基于以下来估计：
所述第一操作特性的初始数值和所述第一操作特性的目标数值之间的差值，其中所述第一操作特性的目标数值处于所述可接受数值范围之内；
定义所述第一操作特性与所述第一可致动装置的状态之间的关系的校准数值；和
所述光束的所测量光谱特征比对所述第一可致动装置的状态的时序曲线的斜率。
6.根据权利要求4所述的方法，其中基于所述第一可致动装置的调节与所述光束的光谱特征之间的关系确定针对所述第二可致动装置的调节包括：计算针对所述第二可致动装置的、补偿所述第一可致动装置的调节所导致的所述光束的光谱特征的估计偏移的偏移调节。
7.根据权利要求6所述的方法，其中计算针对所述第二可致动装置的、补偿所述第一可致动装置的调节所导致的所述光束的光谱特征的估计偏移的所述偏移调节包括：将所述估计偏移乘以所述光束的所测量光谱特征与所述第二可致动装置的状态之间的关系的斜率。
8.根据权利要求6所述的方法，其中基于所述第二目标范围确定针对所述光源的所述第二可致动装置的调节包括：计算针对所述第二可致动装置的对应于所述第二目标范围的主调节，其中确定针对所述光源的所述第二可致动装置的调节包括：将所述偏移调节和所述主调节相加在一起以确定所述调节。
9.根据权利要求1所述的方法，进一步包括，在所述第二可致动装置已经完成其调节之后：
在测量所述光束的所述光谱特征的同时，将所述第二可致动装置维持在其当前状态；以及
调节所述第二可致动装置直至所述光束的所测量光谱特征处于所述第二目标范围之内。
10.根据权利要求9所述的方法，其中测量所述光束的所述光谱特征包括：针对N个脉冲的集合中的所述光束的每个脉冲测量所述光束的所述光谱特征，其中N是小于30的数字。
11.根据权利要求1所述的方法，其中：
所述光源的第一操作特性包括所述第一可致动装置的状态和所述第一可致动装置的目标状态之间的相对值；并且
所述第一可致动装置是与所述光源何时输出所述光束的脉冲相关的时序。
12.根据权利要求11所述的方法，其中与所述光源何时输出所述光束的脉冲相关的时序是被发送至所述光源的第一级的第一触发信号和被发送至所述光源的第二级的第二触发信号之间的相对时序。
13.根据权利要求1所述的方法，其中：
所述第二可致动装置包括被配置为与所述脉冲光束进行交互的光学系统；并且
调节所述第二可致动装置包括：调节所述光学系统以由此调节所述脉冲光束的光学扩大以及改变所述光束的所述光谱特征。
14.根据权利要求1所述的方法，其中所述光束的所述光谱特征是所述光束的带宽。
15.根据权利要求1所述的方法，其中：
调节所述光源的所述第一可致动装置使得所述光束的所述光谱特征在第一数值范围内并且以第一速度变化；
调节所述光源的所述第二可致动装置使得所述光束的所述光谱特征在第二数值范围内并且以第二速度变化；
所述第二数值范围大于所述第一数值范围；并且
所述第二速度慢于所述第一速度。
16.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一操作特性的所述可接受数值范围处于所述第一操作特性的操作范围的中心，其中所述第一操作特性的所述操作范围通过限制所述第一操作特性的数值来定义。
17.一种用于调节光源所产生的脉冲光束的光谱特征的系统，所述系统包括：
第一致动模块，其耦合至所述光源的第一可致动装置，所述第一可致动装置被配置为通过所述第一致动模块来被调节以由此在第一数值范围内调节所述脉冲光束的所述光谱特征；
第二致动模块，其耦合至所述光源的第二可致动装置，所述第二可致动装置被配置为通过所述第一致动模块来被调节以由此在第二数值范围内调节所述脉冲光束的所述光谱特征；以及
控制系统，其连接至所述第一致动模块和所述第二致动模块，所述控制系统被配置为：
接收指令以将所述脉冲光束的所述光谱特征从第一目标范围中的数值改变为第二目标范围中的数值；
调整所述光源的第一操作特性，其中调整所述第一操作特性包括调节所述第一可致动装置直至确定所述第一操作特性处于可接受数值范围之内；
至少部分基于所述第一可致动装置的调节与所述光束的所述光谱特征之间的关系以及所述第二目标范围来确定针对所述第二可致动装置的调节；并且
以基于所确定的调节的量调节所述第二可致动装置。
18.根据权利要求17所述的系统，其中所述光源的所述第一操作特性包括所述第一可致动装置的状态和所述第一可致动装置的目标状态之间的相对值；并且所述第一可致动装置是与所述光源何时输出所述光束的脉冲相关的时序。
19.根据权利要求18所述的系统，其中：
所述光源是包括第一级和第二级的多级气体放电系统；并且
与所述光源何时输出所述光束的脉冲相关的时序是被发送至所述光源的所述第一级的第一触发信号和被发送至所述光源的第二级的第二触发信号之间的相对时序。
20.根据权利要求19所述的系统，其中所述第一级包括输出脉冲种子光束的振荡器装置，并且所述第二级包括接收所述脉冲种子光束并且输出脉冲光束的光学放大装置。
21.根据权利要求17所述的系统，其中所述第二可致动装置包括光学系统，其与所述脉冲光束进行交互并且被配置为调节所述脉冲光束的光学扩大，其中调节所述脉冲光束的光学扩大由此改变所述光束的所述光谱特征。
22.根据权利要求21所述的系统，其中所述光学系统包括所述脉冲光束通过其行进的一个或多个棱镜、以及所述脉冲光束在其上反射的光栅，其中所述脉冲光束的光学扩大通过旋转一个或多个所述棱镜而被调节。
23.根据权利要求17所述的系统，进一步包括计量装置，其包括被配置为测量所述第一操作特性的观察系统，其中所述控制系统被配置为从所述观察系统接收所述第一操作特性的测量。
24.根据权利要求23所述的系统，其中所述计量装置包括被配置为测量所述脉冲光束的所述光谱特征的光谱特征单元，其中所述控制系统被配置为从所述光谱特征单元接收所述光谱特征的所述测量。
25.一种用于调节光源所产生的脉冲光束的光谱特征的系统，所述系统包括：
第一可致动器件，用于在第一数值范围内调节所述脉冲光束的所述光谱特征；
第一致动器件，用于控制所述第一可致动器件；
第二可致动器件，用于在第二数值范围内调节所述脉冲光束的所述光谱特征；
第二致动器件，用于控制所述第二可致动器件；和
控制器件，其连接至所述第一致动器件和第二致动器件，所述控制器件用于：
接收指令以将所述脉冲光束的所述光谱特征从第一目标范围中的数值改变为第二目标范围中的数值；
调整所述光源的第一操作特性，其中调整所述第一操作特性包括向所述第一致动器件发送信号以调节所述第一可致动器件直至确定所述第一操作特性处于可接受数值范围之内；
至少部分基于所述第一可致动器件的调节与所述光束的所述光谱特征之间的关系以及所述第二目标范围来确定针对所述第二可致动器件的调节；并且
向所述第二致动器件发送信号以基于所确定的调节的量调节所述第二可致动器件。
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