CN112444319A - 调节光束的相干量 - Google Patents

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Abstract

用于控制光学系统的技术包括访问从光学系统发射的脉冲光束的特定脉冲的属性的测量值，该属性与光束的相干量有关；将光束的属性的测量值与属性的目标值进行比较；基于比较确定是否生成控制信号；并且如果基于比较生成控制信号，则通过基于控制信号修改光学系统的方面来调节光束中的相干量，以减少特定脉冲之后的脉冲的相干量。

Description

调节光束的相干量
本案是国际申请PCT/US2017/047449于2019年2月27日进入中国国家阶段的中国申请的分案申请，该中国申请的申请号为201780053060.1。
相关申请的交叉引用
本申请要求于2016年9月2日提交的美国申请No.15/256,196的优先权，该申请通过引用整体并入本文。
技术领域
本公开涉及调节光束的相干量。例如，下面讨论的技术可以用于减少或抑制脉冲光束中的相干。
背景技术
光刻是在诸如硅晶片的衬底上图案化半导体电路的过程。光刻光学源提供用于曝光晶片上的光致抗蚀剂的深紫外(DUV)光。用于光刻的DUV光由准分子光学源生成。通常，光学源是激光源，并且脉冲光束是脉冲激光束。光束穿过光束传输单元、掩模版或掩模，并且然后投射到准备好的硅晶片上。以这种方式，将芯片设计图案化到光致抗蚀剂上，然后对光致抗蚀剂进行蚀刻和清洁，并且然后重复该过程。
发明内容
在一个总体方面，一种控制光学系统的方法包括：访问从光学系统发射的脉冲光束的特定脉冲的属性的测量值，该属性与光束的相干量有关；将光束的属性的测量值与属性的目标值进行比较；基于比较确定是否生成控制信号；并且如果基于比较生成控制信号，则通过基于控制信号修改光学系统的方面来调节光束中的相干量，以减少特定脉冲之后的脉冲的相干量。
实现可以包括以下特征中的一个或多个。光束的属性可以包括光束的发散性。光束的发散性可以在光学系统外部测量。
特定脉冲之后的脉冲可以是紧跟在特定脉冲之后的脉冲。
通过基于控制信号修改光束的属性的值来调节光束中的相干量可以包括：将控制信号施加到光学系统的光学元件，该光学元件包括光学表面，该光学表面与光学系统中的光束交互，以至少部分地确定从光学系统发射的光束的属性的值，控制信号的施加足以移动光学表面。控制信号的施加足以移动光学表面可以包括：控制信号的施加足以改变光学表面的形状，改变光学表面的位置，改变光学表面相对于脉冲光束的传播方向的角度，或者改变光学表面的曲率。光学表面可以包括多个部分，并且控制信号的施加足以相对于其他部分中的至少一个来移动光学表面的多个部分中的至少一个。
在一些实现中，确定光学系统的操作条件，操作条件与一个或多个操作参数相关联，并且如果基于比较没有生成控制信号，则光束的属性的测量值可以被声明为针对所确定的运行条件的属性的期望值。将光束的属性的测量值声明为针对所确定的操作条件的属性的期望值可以包括与操作条件的操作参数相关联地存储测量值。操作参数可以包括以下中的一个或多个：光学系统的增益介质的压力、光学系统的增益介质的温度、从光学系统发射的光束的重复率以及施加到光学元件的力的量，该光学元件包括光学表面，该光学表面与光学系统中的光束交互，以至少部分地确定从光学系统发射的光束的属性的值。可以接收光学系统的操作条件到当前操作条件的改变的指示，可以从所存储的数据确定针对当前操作条件的属性的期望值；并且可以将目标值设置为所确定的期望值。光学系统的操作条件的改变的指示可以包括从光学系统发射的光束的重复率到新的重复率的改变的指示，并且重复率的改变的指示可以从接收来自光学系统的光束的光刻曝光设备接收。
在一些实现中，访问光束的属性的测量值包括在第一时间和第二时间测量光束的属性的值，第二时间在第一时间之后并且在调节光束中的相干量之后。可以将在第二时间的光束的属性的值与目标值进行比较，并且可以基于比较来确定是否生成第二控制信号。
在另一总体方面，一种控制光学系统的方法包括：在多个操作条件下获取从光学系统发射的光束的属性的值，所获取的属性的值与光束中的相干量相关联，并且操作条件中的每个操作条件与一个或多个操作参数和与光学元件有关的状态信息相关联，该光学元件包括光学表面，该光学表面与光束交互，以至少部分地确定光束的所获取的属性的值；针对每个操作条件，存储所获取的属性的值和与光学元件有关的状态信息；在当前操作条件下操作光学系统，当前操作条件与一个或多个操作参数的当前值和与光学元件有关的当前状态信息相关联；接收光学系统的当前操作条件的改变的指示，改变的指示包括一个或多个操作参数的新的值；从所存储的数据确定与新的值相关联的与光学元件有关的状态信息；将基于所确定的状态信息的命令信号施加到光学元件。
实现可以包括以下特征中的一个或多个。针对多个操作条件中的每个操作条件，光束的所获取的属性的值可以与光束中可接受的相干量相关联，并且可以通过在将所确定的状态信息施加到光学元件之后测量光束的属性的值来获取光束的属性的另一值；可以将另一值和与一个或多个操作参数的新的值相关联的所获取的属性的值进行比较；并且可以基于比较来确定属性的另一值是否可接受。
状态信息和所确定的状态信息可以包括施加到光学元件的力的量，并且如果属性的另一值是不可接受的，则可以基于新的力和预定常数来确定第三量的力。
与光学元件有关的状态信息可以包括光学元件的表面的位置。
与光学元件有关的状态信息可以包括施加到光学元件的力的量，该力足以确定光学元件的表面的位置。
在另一总体方面，一种用于光源的系统包括：光学耦合器；包括第一光学元件的第一光学系统；包括第二光学元件的第二光学系统；在第一光学系统与第二光学系统之间的增益介质，其中第一光学元件、第二光学元件和光学耦合器限定闭合路径，闭合路径的至少一部分穿过增益介质，并且第一光学元件和第二光学元件中的一个或多个包括被定位成与在闭合路径上传播的光束交互的光学反射表面，该表面包括多个部分，部分中的至少一个部分具有与其他段的表面轮廓不同的表面轮廓。
实现可以包括以下特征中的一个或多个。第一光学元件可以包括具有多个部分的表面，部分中的至少一个部分可以是反射镜，并且部分中的至少一个部分可以是光栅。部分可以彼此相邻，并且柔性构件可以在任何两个相邻部分之间，使得至少一个部分相对于相邻部分能够移动。在一些实现中，任何部分相对于相邻部分能够移动。部分的表面轮廓可以由该部分的曲率的半径和表面特性中的一个或多个确定。
在另一总体方面，一种用于光源的系统包括：光学耦合器；包括第一反射光学元件的第一光学系统；包括第二反射光学元件的第二光学系统；在第一光学系统与第二光学系统之间的增益介质，其中第一反射光学元件、第二反射光学元件和光学耦合器限定闭合路径，闭合路径的至少一部分穿过增益介质，第二反射光学元件包括多个不同的反射表面，不同的反射表面中的第一反射表面被定位成从增益介质接收光束并且将光束反射到不同的反射表面中的第二反射表面，第二反射表面被定位成从第一反射表面接收光束并且将光束反射到增益介质中，并且不同的反射表面中的至少一个反射表面是与其他反射表面物理地分开并且相对于其他反射表面能够移动的一个或多个反射表面。
第二光学元件的不同的反射表面中的至少一个可以相对于其他反射表面能够移动，并且第二光学系统还可以包括耦合到至少一个能够移动的反射表面的致动器，致动器被配置为引起能够移动的反射表面响应于命令信号而移动。
在另一总体方面，一种系统包括光学系统，该光学系统被配置为放大脉冲光束，该脉冲光束具有重复率，该光学系统包括：光学耦合器；第一光学元件；增益介质；第二光学元件，增益介质在第一光学元件与第二光学元件之间，并且第一光学元件、第二光学元件和光学耦合器限定穿过增益介质的闭合路径；被配置为接收经放大的脉冲光束的光刻曝光设备；耦合到光学系统和光刻曝光设备的控制系统，控制系统被配置为：接收将脉冲光束的重复率从第一重复率改变为第二重复率的请求，以第二重复率确定脉冲光束的属性的值，确定属性的值是否可接受，并且如果属性的值是不可接受的，则基于所确定的属性的值生成命令信号，并且将命令信号提供给光学系统，命令信号足以物理地修改与在光学系统的闭合路径上传播的光交互的可控光学元件。
实现可以包括以下特征中的一个或多个。脉冲光束的属性的值可以是脉冲光束的一个或多个脉冲的相干的量度。
控制系统还可以被配置为在将命令信号提供给光学系统之后确定属性的值是否可接受。
以第二重复率确定脉冲光束的属性的值可以包括：访问施加到可控光学元件的力的量的值，并且将命令信号提供给可控光学元件可以包括：向可控光学元件施加不同量的力。
以第二重复率确定脉冲光束的属性的值可以包括：当光学系统以第二重复率操作时，测量脉冲光束的发散性。
以第二重复率确定脉冲光束的属性的值可以包括：访问存储在电子存储器中的脉冲光束的属性的值。存储在电子存储器中的脉冲光束的属性的值可以是先前在光学系统以第二重复率操作时测量的值。
用于改变重复率的请求可以从光刻曝光设备接收。
控制系统还可以包括操作员界面，操作员界面被配置为允许操作员与光刻曝光设备交互，并且用于改变重复率的请求可以从操作员界面接收。
光学系统还可以包括被配置为激发增益介质的电极，并且脉冲光束的重复率可以通过控制电极的点火模式来控制，点火模式指定电极何时处于足以激发增益介质的活动状态。
可控光学元件可以是第一光学元件和第二光学元件中的一个或多个。
上文和此处描述的任何技术的实现可以包括过程、设备、控制系统、存储在非暂态机器可读计算机介质上的指令和/或方法。在附图和以下描述中阐述了一个或多个实现的细节。根据说明书和附图以及权利要求，其他特征将很清楚。
附图说明
图1A是光刻系统的示例的框图。
图1B是在图1A的光刻系统中使用的掩模的示例的框图。
图2是另一示例性光刻系统的框图。
图3A、图3B和图3C是用于控制作为光刻系统的一部分的光学源的信号的示例的曲线图。
图4和图5A是光刻系统的另一示例的框图。
图5B是图4和图5A的系统的谐振器腔在xy平面中的侧视图。
图5C是图5B的谐振器腔在yz平面中的侧视图。
图6-图9是示例性反射光学元件的侧视图。
图10-图13是示例性光束转向光学系统的侧视图。
图14和图15是用于控制光学系统的示例性过程的流程图。
具体实施方式
参考图1A，光刻系统100包括向处理晶片120的光刻曝光设备115提供光束160的光学(或光)源105。光束160是包括在时间上彼此分开的光脉冲的脉冲光束。光刻曝光设备115包括光束160在到达晶片120之前穿过的投射光学系统125、以及检测器122。检测器122可以是例如能够捕获晶片120或在晶片120处的光束160的图像的相机或其他设备，或者能够捕获描述光束160的特性(诸如xy平面中在晶片120处的光束160的强度)的数据的光学检测器。光刻曝光设备115可以是液浸系统或干式系统。光刻系统100还可以包括用于控制光源105的控制系统150。在包括控制系统150的实现中，控制系统150耦合到光源105并且还可以耦合到光刻曝光设备115。
通过例如利用光束160曝光晶片120上的辐射敏感光致抗蚀剂材料层，在晶片120上形成微电子特征。还参考图1B，投射光学系统125包括狭缝126、掩模124和投射透镜127。在到达投射光学系统125之后，光束160穿过狭缝126。在图1A和1B的示例中，狭缝126是矩形的并且将光束160成形为细长的矩形的经成形的光束。然后，该经成形的光束穿过掩模124。在掩模124上形成图案，并且图案确定经成形的光束的哪些部分由掩模124透射并且哪些部分被掩模124阻挡。图案的设计由要在晶片120上形成的特定微电子电路设计来确定。由掩模124透射的经成形的光束的部分穿过投射透镜127(并且可以被投射透镜127聚焦)并且曝光晶片120。
作为由系统100可以在晶片120上印刷的最小特征尺寸的临界尺寸(CD)取决于光束160的波长。光学源105产生具有名义上为中心波长的波长的光。为了维持印刷在晶片120上和由系统100曝光的其他晶片上的微电子特征的均匀CD，光束160的中心波长应当保持在预期或目标中心波长或者在目标波长周围的波长范围内。因此，除了将中心波长维持在目标中心波长，还期望使光束160的带宽(光束160中的波长范围)变小或变窄。可以使用各种技术来减小光束160的带宽。例如，光束160可以通过与诸如光栅的色散光学元件的交互而变窄，该色散光学元件从光束160移除一些波长，同时保留其他波长。然而，这种带宽减小技术可能增加光束160的相干。增加相干可能导致散斑，散斑的存在可能导致CD的不希望的变化。
光束160是电磁场并且可以表现出空间和/或时间相干。当不同位置处的电磁场的相位相同时，光束160具有空间相干。当在单个位置处的电磁场的相位在不同时间相同时，光束160具有时间相干。当光束160具有空间和/或时间相干时，光束160中的波前可以彼此随机地干涉以产生散斑。散斑在光束160中导致空间和/或时间噪声，并且散斑可以导致在光学系统125和/或晶片120处在xy平面中具有非均匀强度分布的散斑图案。
因此，当光束160高度相干时，光束160中存在散斑，并且传送到投射光学系统125和/或晶片120的光包括噪声。例如，由光束160传送的晶片120处的光可能在xy平面中具有不均匀的强度，并且这种不均匀性可能导致光致抗蚀剂的不均匀曝光和CD的变化。例如，散斑可以导致构成微电子特征的光致抗蚀剂的曝光区域的尺寸变化，导致特征被不正确地形成并且有缺陷。
下面讨论的技术降低了光束160的相干，从而减少了散斑量，而没有增加光束160的带宽。如下面更详细地讨论的，通过改变光束160的模态内容来减少光束160的相干。模态内容可以通过修改光学源105的谐振器腔来改变，例如，通过操纵或重定位限定谐振器腔的一个或多个光学元件。以下参考图2、图4、图5A、图5B和图5C讨论谐振器腔的示例。图6-图13示出了光学元件，这些光学元件包括可以以允许改变光束160的相干的方式进行调节的一个或多个光学元件。对谐振器腔的修改可以在制造时进行，由操作员在现场执行，或者在光源105操作并且产生光的同时利用控制系统150以闭环方式控制。在一些实现中(诸如相对于图5、图14和图15讨论的示例)，可以响应于来自光刻曝光设备115的命令而改变光束160的相干。
在一些实现中，测量涉及光束160的相干的特性(诸如例如，光束160的发散性)以确定是否应当调节光束160中的相干量。电磁束(诸如光束160)的发散性是当光束在平行于传播方向的平面中远离孔径传播时光束尺寸的增加的角度量度。因此，光束160的发散性可以基于在垂直于传播方向的平面中的光束160的直径的增加。例如，在光束160在垂直于传播方向的平面中具有圆形横截面的实现中，光束160的发散性可以基于光束160的半径的增加。在一些实现中，光束160可以具有矩形横截面，并且光束的发散性可以基于竖直和水平方向中的任一个或两个方向上的增加。随着波的相干降低，电磁波(诸如光束160)的发散性增加。参考图5、图14和图15讨论其中可以测量光束160的属性以确定是否应当减小光束160的相干的实现的示例。
在讨论用于降低光束160的相干的技术的细节之前，参考图2和图3A-图3C讨论光源105的示例实现。
还参考图2，示出了示例性光刻系统200的框图。在光刻系统200中，示例性光学源205用作光学源105(图1)。光学源205产生被提供给光刻曝光设备115的脉冲光束260。光学源205可以是例如输出脉冲光束260(其可以是激光束)的准分子光学源。当脉冲光束260进入光刻曝光设备115时，它被引导通过投射光学系统125并且投射到晶片120上。以这种方式，一个或多个微电子特征被图案化到晶片120上的光致抗蚀剂上，光致抗蚀剂然后在后续工艺步骤之前被显影和清除，并且该过程重复。光刻系统200还包括控制系统150，在图2的示例中，控制系统150连接到光学源205的组件并且连接到光刻曝光设备115以控制系统200的各种操作。
在图2所示的示例中，光学源205是两级激光系统，其包括向功率放大器(PA)230提供种子光束224的主振荡器(MO)212。可以认为MO 212和PA 230是光学源205的子系统或作为光学源205的部分的系统。功率放大器230从主振荡器212接收种子光束224并且放大种子光束224以生成用于光刻曝光设备115的光束260。例如，主振荡器212可以发射脉冲种子光束，其中种子脉冲能量为每脉冲约1毫焦耳(mJ)，并且这些种子脉冲可以由功率放大器230放大到约10到15mJ。
主振荡器212包括具有两个细长电极217的放电室240、作为气体混合物的增益介质219、以及用于使气体在电极217之间循环的风扇。在放电室240的一侧的线路缩窄模块216与在放电室240的第二侧的输出耦合器218之间形成有谐振器。线路缩窄模块216可以包括精细地调谐放电室240的光谱输出的衍射光学器件，诸如光栅。主振荡器212还包括从输出耦合器218接收输出光束的线路中心分析模块220和根据需要修改输出光束的尺寸或形状以形成种子光束224的光束耦合光学系统222。线路中心分析模块220是可以用于测量或监测种子光束224的波长的测量系统。线路中心分析模块220可以放置在光学源205中的其他位置，或者可以放置在光学源205的输出处。
在放电室240中使用的气体混合物可以是适于产生针对应用所需要的波长和带宽的光束的任何气体。对于准分子源，气体混合物可以含有诸如例如氩气或氪气的惰性气体(稀有气体)、卤素(诸如例如氟或氯)、以及除了氦气和/或氖气之外的痕量氙气，作为缓冲气体。气体混合物的具体示例包括发射波长为约193nm的光的氟化氩(ArF)、发射波长为约248nm的光的氟化氪(KrF)、或发射波长约为351nm的光的氯化氙(XeCl)。通过向细长电极217施加电压，在高压电放电中以短(例如，纳秒)电流脉冲泵送准分子增益介质(气体混合物)。
功率放大器230包括光束耦合光学系统232，光束耦合光学系统232从主振荡器212接收种子光束224并且将光束引导通过放电室240，并且引导到光束转向光学元件252，光束转向光学元件252修改或改变种子光束224的方向使得其被发送回放电室240。
放电室240包括一对细长电极241、作为气体混合物的增益介质219、以及用于使气体混合物在电极241之间循环的风扇。
输出光束260被引导通过带宽分析模块262，在带宽分析模块262中，可以测量光束260的各种参数(诸如带宽或波长)。输出光束260也可以被引导通过脉冲展宽器，在脉冲展宽器中，输出光束260的每个脉冲在时间上被展宽，例如，在光学延迟单元中，以调节撞击光刻曝光设备115的光束的性能属性。
控制系统150可以连接到光学源205的各种组件。例如，控制系统150可以通过向光学源205发送一个或多个信号来控制光学源205何时发出光脉冲或者包括一个或多个光脉冲的光脉冲突发。光束260可以包括在时间上彼此分开的一个或多个突发。每个突发可以包括一个或多个光脉冲。在一些实现中，突发包括数百个脉冲，例如，100-400个脉冲。
光束260(和光束160)是脉冲光束。下面讨论的相干减少技术可以逐脉冲地应用。换言之，可以针对每个独立的脉冲来控制相干量(并且因此控制散斑量)。附加地，可以基于来自光刻曝光设备115的命令信号来控制每个脉冲中的散斑量。在讨论相干降低技术之前，图3A-图3C提供了光学源205中的脉冲产生的概述。图3A示出了作为时间的函数的晶片曝光信号300的幅度，图3B示出了作为时间的函数的选通信号315的幅度，并且图3C示出了作为时间的函数的触发信号的幅度。
控制系统150可以被配置为向光学源205发送晶片曝光信号300以控制光学源205来产生光束260。在图3A所示的示例中，晶片曝光信号300针对时间段307具有高值305(例如，1)，在时间段307期间，光学源205产生光的脉冲突发。否则，当晶片120未被曝光时，晶片曝光信号300具有低值310(例如，0)。
参考图3B，光束260是脉冲光束，并且光束260包括脉冲突发。控制系统150还通过向光源205发送选通信号315来控制脉冲突发的持续时间和频率。选通信号315在脉冲突发期间具有高值320(例如，1)，并且在连续突发之间的时间期间具有低值325(例如，0)。在所示的示例中，选通信号315具有高值的持续时间也是突发316的持续时间。突发在时间上以突发间时间间隔分开。在突发间时间间隔期间，光刻扫描设备115可以在晶片120上定位下一管芯以用于曝光。
参考图3C，控制系统150还利用触发信号330控制每个突发内的脉冲的重复率。触发信号330包括触发340，其中一个触发340被提供给光学源205以引起光学源205产生光脉冲。每次要产生脉冲时，控制系统150可以向源205发送触发340。因此，可以通过触发信号330设置由光学源205产生的脉冲的重复率(两个连续脉冲之间的时间)。
如上所述，当通过向电极217施加电压来泵送增益介质219时，增益介质219发射光。当电压以脉冲施加到电极217时，从介质219发射的光也是脉冲的。因此，脉冲光束260的重复率由电压施加到电极217的速率确定，其中每个施加电压产生光脉冲。光脉冲传播通过增益介质219，并且通过输出耦合器218离开室214。因此，通过向电极217周期性地重复施加电压来产生一系列脉冲。触发信号330例如可以用于控制对电极217的电压施加和脉冲的重复率，对于大多数应用，重复率可以在约500到6,000Hz之间的范围内。在一些实现中，重复率可以大于6,000Hz，并且可以是例如12,000Hz或更大。
来自控制系统150的信号还可以用于分别控制主振荡器212和功率放大器230内的电极217、241，以用于控制主振荡器212和功率放大器230的相应脉冲能量并且，并且因此控制光束260的能量。在提供给电极217的信号与提供给电极241的信号之间可以存在延迟。延迟量可以影响脉冲光束260中的相干量。例如，种子光束224的脉冲的相干可以随时间改变，其中前沿(脉冲的在时间上首先出现的部分)具有最小的相干，并且脉冲的后来出现的部分具有最大的相干。在提供给电极217的信号与提供给电极241的信号之间的延迟确定了脉冲的哪个部分被放大。因此，较大的延迟导致具有较大相干的脉冲，并且较短的延迟导致具有较小相干的脉冲。
脉冲光束260可以具有在几十瓦范围内的平均输出功率，例如，从约50W到约130W。光束260在输出处的辐照度(即，每单位面积的平均功率)的范围可以是60W/cm2至80W/cm2。
参考图4，示出了示例光学光刻系统400的框图。光学光刻系统400包括向光刻曝光设备115提供光束460的光学系统405。光学系统405可以类似于相对于图2所讨论的功率放大器(PA)230。光学系统405在光束耦合光学系统432处接收输入光束424。输入光束424可以由类似于图2的主振荡器(MO)212的激光器或源产生。在一些实现中，光学光刻系统400中包括类似于MO 212的主振荡器。
在图4所示的实现中，光束耦合光学系统432包括光学耦合器433和反射光学元件434。光学耦合器433由透射输入光束424中的至少一些波长的材料制成，并且可以透射输入光束424中的所有波长。输入光束424穿过光学耦合器433并且从反射光学元件434反射。反射光学元件434可以是能够反射光束424的任何类型的光学元件。例如，反射光学元件434可以是反射镜。图6-图9示出了可以用作光学元件434的光学元件的示例。
光学耦合器433和反射光学元件434相对于彼此和输入光束424的传播方向布置，使得输入光束424穿过光学耦合器433并且从光学元件434反射到放电室440中，放电室440包括增益介质419。放电室440和增益介质419可以分别类似于上面参考图2所讨论的放电室240和增益介质219。
在图4的示例中，光学耦合器433和反射光学元件434彼此物理接触并且成角度，使得反射光学元件434将输入光束424引导到放电室440中。然而，在其他实现中，光学耦合器433和反射光学元件434可以相对于彼此成角度而不进行物理接触。
在从反射光学元件434反射之后，输入光束424在放电室440和增益介质419中传播到光束转向光学系统452。光束转向光学系统452包括至少一个光学元件，该光学元件定位成对光束424转向，使得光束424改变传播方向并且再次穿过增益介质419。在由光束转向光学系统452转向之后，光束424可以沿着与在光束424朝向光束转向光学系统452行进时光束424的路径不一致的路径穿过增益介质419。以这种方式，光束424沿闭合环路443(虚线)通过放电室440。例如，光束转向光学系统452可以包括反射镜、角隅棱镜反射器(corner-cubereflector)、部分反射光学元件和/或这样的元件的组合。图10-图13示出了可以用作光束转向光学系统452的元件的示例。
在由光束转向光学系统452转向之后，输入光束424在增益介质419中朝向光束耦合光学系统432传播并且被放大。输入光束424撞击在光学耦合器433上，光学耦合器433至少部分透射输入光束424中的波长，并且输入光束424的一部分穿过光学耦合器433作为输出光束460。输出光束460被提供给光刻曝光设备115。输入光束424的未透射通过光学耦合器433的部分从光学耦合器433被反射，并且再次绕闭合路径443行进。
光学耦合器433、反射光学元件434和光束转向光学系统452限定了谐振器腔457。腔457限定闭合路径443，光束424在闭合路径443上传播。在图4和图5A中，闭合路径443用虚线表示。闭合路径443的至少一部分穿过增益介质419。路径443是闭合的，因为进入路径443的光在沿着路径443的一个或多个点处与自身相交和重叠。在图4的示例中，相交发生在光学耦合器433处。闭合路径443可以是环形、圆形或椭圆形环、多边形环或者至少具有不反射回自身上的部分的任何其他环状闭合路径。在一些实现中，诸如图4的示例，闭合路径443的一部分可以与腔457中的闭合路径443的另一部分相交。
谐振器腔457还可以包括图4中未示出的附加元件。例如，谐振器腔457可以包括在光束耦合光学系统432与增益介质419之间的色散光学系统。色散光学系统从反射元件434接收光束424并且缩小光，从而产生穿过增益介质419的空间上窄的光束。在光束424从光束转向系统452返回并且穿过增益介质419之后，色散光学系统在光束424到达光学耦合器433之前放大光束424。光学系统可以包括色散光学元件集合，诸如棱镜和/或光栅。色散光学系统可以是光束耦合光学系统432的一部分。
参考图5A，示出了包括光学系统505的另一示例性光刻系统500的框图。光学光刻系统500与光学光刻系统400(图4)相同，除了光学光刻系统500包括控制系统550。控制系统550向光学系统505提供命令信号以在光学系统505的使用期间调节腔457，命令信号可以是命令信号555和557中的任一个或两个。
光学光刻系统500可以包括向控制系统550提供光束460的一部分551的光束监测光学系统562。在包括光束监测光学系统562的实现中，控制系统550和光束监测光学系统562实现用于在光学系统505操作的同时调节光束460中的相干量的闭环反馈系统。用于从光束监测光学系统562接收部分551的替代或补充，控制系统可以从光刻曝光设备115接收命令信号553。命令信号553可以包括来自检测器122的、指示光束460中的相干量的数据。
无论光束监测光学系统562或控制信号553是否向控制系统550提供数据，控制系统550都实现闭环反馈系统，该闭环反馈系统基于测量数据来确定光束460的属性的值，并且当该值指示光束460的相干超过可接受的量时调节腔457。可接受的相干量可以是范围或单个值。该范围可以由阈值定义，高于该阈值，相干是不可接受的。闭环反馈系统可以用于逐脉冲地控制光束460的相干。
可以通过控制光束460的模态内容来调节光束460的相干(和发散性)。光束460包括模式，这些模式是至少部分由腔457的几何形状确定的离散谐振条件。光束460仅包括与腔457能够支持的模式相匹配的那些电磁波。因此，由腔457支持的模式共同构成光束460的模态内容。还参考分别是腔457在xy和yz平面中的侧剖视图的图5B和图5C，谐振器腔457支持纵向或轴向模式(在xy平面中并且沿着腔的纵向轴线413)以及元件横向(lateral)或横向(transverse)模式(在yz平面中，其垂直于纵向轴线413)。
纵向模式可以被认为是由腔457中的电磁波形成的驻波模式，其中驻波的频率对应于光束460中包括的离散频率。由腔457支持的驻波至少部分由腔457在xy平面中的横截面几何形状确定。横向模式至少部分由腔457在yz平面中的几何形状管理。横向模式可以具有水平(y方向)和竖直分量(z方向)，并且横向模式确定光束460在yz平面中的强度分布。因此，通过例如由改变与腔457中的光交互的光学元件的形状来改变腔457的几何形状，可以改变光束460的模态内容。例如，被包括在反射光学元件434和/或光束转向系统452中的元件可以通过如相对于图6-图13所讨论的那样进行调节来改变形状。
光束460的模态内容也可能受到操作条件的影响，诸如腔457中的温度、腔457中的压力、光束460的重复率和光束460的占空比。增益介质419通过腔457中的放电电极来激励，并且光束460的重复率和占空比通过放电的频率和持续时间来确定。当电极放电时，在介质419中形成声波。声波引起扰动介质419的折射率的压力变化。折射率的扰动是局部的，因此，声波可能引起介质419的折射率在放电室440中在空间上变化。折射率的变化可以改变在室440中传播的光束424的方向，并且介质419可以被认为用作具有未知和/或变化的传送功能的腔457中的孔径。因为介质419用作腔457中的孔径，所以介质419还部分地确定能够在腔457中传播的模式。介质419的折射率的扰动因此也影响从腔457发射的光束的模态内容，从而影响光束460的相干和发散性。扰动的特性(诸如例如，幅度、位置和扰动量)可以随腔457中的条件而变化。这样，改变光束460的重复率或任何其他操作条件可以以不可预测的方式改变光束460的相干。因此，可能需要监测光束460以确定是否应当在系统500操作和产生光束460的同时调节腔457以减小光束460的相干。
控制系统550允许监测光束460，并且允许在系统500的操作期间通过调节反射光学元件434和/或光束转向光学系统452来控制光束460的相干。
控制系统550可以通过输入/输出(I/O)接口567接收命令。命令可以源自光刻曝光设备115和/或直接来自操作员或自动化过程。控制系统550还可以从检测器122接收命令信号553，命令信号553可以包括与光束460有关的数据。在一些实现中，控制系统550从计量模块568接收与光束460有关的数据。控制系统550分别向光束转向系统452和光束耦合光学系统432中的任一个或两个提供命令信号555、557。
控制系统550包括电子处理器564、电子存储器566、输入/输出(I/O)接口567和计量模块568。计量模块568从光束监测光学系统562接收光束460的部分551，并且基于部分551确定光束460的属性。计量模块568可以包括测量光束460的一个或多个属性的任何光学元件、光学元件集合和/或仪器。例如。计量模块568可以包括对由光束监测光学系统562提供的光束460的一部分进行成像的相机。来自相机的图像可以用于确定光束460的属性，诸如光束发散性和强度。计量模块568可以包括能够评估光束460的属性的其他元件。例如，计量模块568可以包括可变孔径、针孔和可以用于测量光束发散性的其他空间滤波器。计量模块568还可以包括接收和引导来自光束监测光学系统562的光的其他光学元件，诸如反射镜和透镜。
光束监测光学系统562可以包括能够将光束460的一部分引导到计量模块568的任何装置。例如，光束监测光学系统562可以是将一些光束460引向控件的分束器。在图5A所示的示例中，光束监测光学系统562获取已经穿过光束耦合光学系统432的光束460的样本。然而，光束监测光学系统562可以放置在其他位置。例如，光束监测光学系统562可以在光刻曝光设备115内部。在一些实现中，光学光刻系统500包括在光束耦合光学系统432与光刻曝光设备115之间的带宽分析模块(BAM)。BAM可以类似于图2的带宽分析模块262，并且BAM测量光束560的各种参数，诸如例如带宽和/或波长。在这些实现中，光束监测光学系统562可以放置在BAM与光刻曝光设备115之间。
控制系统550还包括电子处理器564、电子存储器566和I/O接口567。电子处理器564包括适合于执行计算机程序的一个或多个处理器，诸如通用或专用微处理器以及任何类型的数字计算机的任何一个或多个处理器。通常，电子处理器从只读存储器、随机存取存储器或两者接收指令和数据。电子处理器564可以是任何类型的电子处理器。
电子存储器566可以是易失性存储器，诸如RAM、或非易失性存储器。在一些实现中，电子存储器566包括非易失性和易失性部分或组件。电子存储器566可以存储在控制系统550和/或控制系统550的组件的操作中使用的数据和信息。该信息可以存储在例如查找表或数据库中。例如，电子存储器566可以存储指示在不同操作条件和性能场景下光束460的各种属性的值的数据。例如，电子存储器566可以存储与光学系统505在不同重复率和腔457温度下的最佳性能相对应的光束发散值。附加地或备选地，电子存储器566可以存储与光束转向系统452和光束耦合光学系统432中的任一个或两个有关的设置。
电子存储器566还可以存储指令，可能作为计算机程序，当这些指令在被执行时引起处理器564与控制系统550、光学系统505和/或光刻曝光设备115中的组件通信。例如。指令可以是引起电子处理器564基于来自计量模块568的信息来确定光束460的发散量的指令。在一些实现中，指令是引起控制系统550生成并且向光束转向系统452或光束耦合光学系统432的一个或多个组件提供命令信号以移动组件来修改谐振器腔457并且减小光束460的相干的指令。移动组件可以包括组件或组件的一部分(诸如，与光交互的组件的表面)的任何类型的运动。例如，移动可以包括以下中的一个或多个：平移、旋转、转向、组件的全部或一部分的横向运动、任何类型的形状改变(包括变形或曲率量改变)和相对于入射光的角度改变。
I/O接口567是允许控制系统550与操作员、光学系统505、光束转向系统452、光束耦合光学系统432、光刻曝光设备115和/或在另一电子设备上运行的自动化过程接收和/或提供数据和信号的任何类型的电子接口。例如，I/O接口567可以包括视觉显示器、键盘和通信接口中的一个或多个。
图6-图13示出了反射光学元件434和光束转向光学系统452的各种实现。图6-图9所示的任何反射光学元件可以用作反射光学元件434，并且图10-图13所示的任何光束转向光学系统可以用作光束转向光学系统452。光学系统可以包括图6-图9中示出为反射光学元件434的任何反射光学元件和/或图10-图13中示出为光束转向光学系统452的任何光束转向光学系统。换言之，图6-图9所示的任何反射光学元件可以与图10-图13所示的任何光束转向光学系统一起使用。
图6-图9分别是反射光学元件634、734、834、934的侧视图。反射光学元件634、734、834、934中的每个具有被定向为接收光束424的反射表面，并且该表面具有确定表面如何反射入射光的表面轮廓。表面轮廓可以由表面的曲率的半径、表面的材料和/或表面的物理特性(例如，表面可以包括闪耀光栅)确定。因为反射光学元件434形成谐振器腔457的一部分，所以光学元件434的表面轮廓确定谐振器腔457中的光的模态内容。
图6是光学元件634在xy平面中的侧视图。光学元件634沿着轴线679在z轴方向上(进入和/或离开页面)延伸。光学元件634包括本体672，本体672具有光学反射表面674。光学反射表面674可以是反射光束424中的波长的任何类型的材料。例如，光学反射表面674可以是被设计成反射光束424中的波长的反射镜或多层电介质叠层。
表面674限定表面法线671。反射表面674沿着表面法线671反射入射光(包括光束424)。反射表面674在xy平面中弯曲，因此，表面法线671在xy平面中在多于一个方向上延伸。反射表面674可以是例如环形反射表面(诸如圆柱形反射表面)或其他类型的非球面反射表面。在图6所示的示例中，反射表面674具有导致表面674在xy平面中相对于光束424凸出的曲率，并且表面法线671从表面674径向向外延伸。
光学元件634还包括一个或多个刚性紧固件675。本体672能够响应于施加的力676而变形。施加的力676可以是例如由压电(PZT)致动器提供的机械力和/或施加给气动缸的气动压力。施加的力676可以是任何类型的力，包括扭矩。当施加力676时，刚性紧固件675将本体672的一部分保持在固定位置。通过在施加力676的同时将本体672的一部分保持在固定位置，刚性紧固件675允许未被刚性紧固件675保持的本体672的另一部分响应于力676的施加而变形(例如，改变形状)。
刚性紧固件675可以是通过与本体672的一部分物理接触来将该部分保持在固定位置的刚性柱。在图6的示例中，刚性紧固件675包括两个柱。其中一个柱在端部677a处附接到本体672，而另一个柱在端部677b处附接到本体672。
在图6所示的示例中，力676施加到本体672的侧面678。侧面678与表面674相对。力676沿着导致表面674的曲率改变的方向施加。在所示的示例中，力676在本体672的中心处、并且在与表面法线671平行的、从表面674的中心延伸的方向上施加。通过在侧面678处施加力676，表面674变形。例如，响应于施加力676，表面674的曲率的半径可以改变1-10微米(μm)。变形量由在侧面678处施加的力的大小确定。因此，通过在侧面678处施加适当的力，可以改变表面674的曲率。
光学元件634可以用作光学光刻系统400或光学光刻系统500中的反射光学元件434。在光学系统400中，光学元件434不从控制系统接收命令信号。当在光学光刻系统400中使用时，光学元件634的反射表面674变形以具有特定曲率，例如，当组装光学光刻系统400时，或者在维护期间，并且变形在系统400的操作期间不会有目的地进行调节。
当在光学光刻系统500中使用时，光学元件434可以从控制系统550接收命令信号557。光学元件434通过移动或调节来响应于命令信号557的实例。例如，命令信号557可以包括确定将多少力施加到本体672的信息，并且命令信号557可以用于在侧面678处施加特定量的力。控制系统550在系统505操作的同时提供命令信号557，并且每当系统505产生光脉冲时可以提供命令信号557的实例。因此，当光学元件634用在光学系统505中时，对于输出光束460中的每个光脉冲，表面674可以变形，并且可以以不同的方式变形。
图7示出了反射光学元件734在xy平面中的侧视图。反射光学元件734在z方向上(进入和/或离开页面)延伸。反射光学元件734包括本体772。本体772包括多个段781，每个段具有反射表面774。每个反射表面774可以具有不同的表面轮廓。例如，段781中的一个或多个可以具有反射表面，该反射表面的曲率不同于与其他段相关联的反射表面的曲率。虽然本体772包括段781，并且每个段781包括反射表面774，但是本体772和表面774物理地连结或接触，使得反射表面774不会有意地包括不反射两个相邻段781之间的光的任何中断或区域。
在所示的示例中，本体772包括三个段781a、781b、781c。段781a、781b、781c具有对应的反射表面774a、774b、774c。反射表面774a、774b、774c中的至少一个具有与另一段不同的曲率量。在一些实现中，反射表面774a、774b、774c中的每个具有不同的曲率。
图8是反射光学元件834在xy平面中的侧视图。光学反射元件834包括本体872。本体872包括多个段，每个段具有反射表面874。这些段连结，使得反射表面形成没有不反射光的区域的连续反射表面。在图8的示例中，本体872包括段881a、881b、881c。段881a、881c包括相应的基部882a、882c和反射表面874a、874c。反射表面874a和874c是光栅。光栅874a和874c可以相同或不同。段881b是具有反射表面874b的反射镜。反射镜可以是在z方向上(进入和/或离开页面)延伸的圆柱形反射镜881b。反射表面874b是弯曲的。在图8的示例中，反射表面874b在xy平面中相对于光束424凸出。反射表面874(其是反射表面874a、874b、874c的集合)在xy平面中也相对于光束424凸出。
反射光学元件834可以用作系统400中的反射光学元件434。
图9是包括反射表面974的反射光学元件934在xy平面中的侧视图。反射光学元件934类似于反射光学元件834(图8)，除了可以在使用反射光学元件934的同时改变反射表面974的表面轮廓。
反射光学元件934包括具有反射表面974的本体972。本体972包括具有相应的基部982a、982b、982c和反射表面974a、974b、974c的段981a、981b、981c。段981a、981b、981c连接，使得反射表面974(其由反射表面974a、974b、974c构成)是不包括不是光学反射的任何区域的连续反射表面。
反射光学元件934包括柔性连接器983。连接器983中的一个在段981a和981b之间，并且另一柔性连接器983在段981b和981c之间。柔性连接器983中的一个连接段981a和981b，并且另一柔性连接器983连接段981b和981c。柔性连接器983连接侧面978上的各种段，使得柔性连接器983不影响反射表面974的表面轮廓。柔性连接器983保持段981a-981c以允许段981a-981c响应于施加给特定段的力而独立于彼此移动。然而，柔性连接器983具有足够的强度和刚度，使得当没有施加力时，段981a-981c不会相对于彼此移动。柔性连接器983可以是例如形成在这些部分之间的凹槽。在xy平面中，凹槽朝向侧面978开口。凹槽可以是朝向侧面978开口并且在xy平面中朝向反射表面974逐渐变细成点的v形凹槽(如图9所示)。在一些实现中，凹槽可以是朝向侧面978开口并且朝向反射表面974变圆的圆形凹槽。圆形凹槽可以比其他类型的柔性连接器更有效地分布机械压力，并且可以导致当力施加到一个或多个段时不易于破裂的反射光学元件934。
在图9的示例中，段981b通过在侧面978处附接到段981b的柱975固定就位。独立的力976a、976c可以分别施加到段981a、981c。力976a、976c可以使用例如PZT换能器来施加。力976a、976c在xy平面中从侧面978施加。在图9所示的示例中，力976a、976c在朝向相应表面974a、974c的方向上。然而，力976a、976b可以在xy平面中的其他方向上施加。
将力976a施加到段981a引起段981a和反射表面974a相对于段981b移动。将力976c施加到段981c引起段981c和反射表面974c相对于段981c移动。通过移动反射表面974a、974c中的任一个或两个，从表面974a、974c反射的光可以被引导到增益介质419中并且朝向光束转向系统252。
反射光学元件934可以用作系统500中的反射光学元件434，并且反射光学元件934的反射表面1374的表面轮廓可以在系统500操作的同时改变。例如，可以针对光束424的每个脉冲来改变反射表面974的表面轮廓。
图10-图13是光束转向系统1052、1152、1252、1352的侧视图，所有这些都是光束转向系统452的实现的示例。在谐振器腔457中传播的光束424可以由光线表示。在图10-图13的示例中，标记为424a的光线是表示当光束的模态内容未被改变以减少光束460的相干时光束424的传播的光线。例如，光线424a可能当反射光学元件434是不可调节的圆柱形反射镜并且光束转向光学系统452是在xy平面中不可调节并且不足够大以容纳光线424b的角隅棱镜反射器时出现。
射线424b是以与射线424a相比增加横向模式的方式传播通过谐振器腔457的射线。射线424b可以源自于使用图6-图9的反射光学元件中的一个作为反射光学元件434。图10示出了示例光束转向系统1052，其不可调节但具有足够膨胀的反射表面以容纳光线424b。如下所述，图11-图13的光束转向系统可调节以容纳诸如光线424b的光线。以这种方式，使用图11-图13的光束转向系统中的一个作为光束转向系统452可以允许增加光束424的模态内容，从而降低光束424的相干并且减少散斑的存在。
参考图10，示出了光束转向系统1052的侧视图。图10从顶侧示出了xy平面中的光束转向系统1052。光束转向系统1052包括本体1092和反射表面1094。本体1092包括从顶点1093延伸的两个部分1091a、1091b。部分1091a、1091b相对于彼此成角度。在图10的示例中，部分1091a、1091b在顶点1093处形成直角。然而，部分1091a、1091b可以在顶点1093处形成其他角度。本体1092可以是单个完整组件，或者部分1091a、1091b可以由物理连接的两个独立部分制成。
两个部分1091a、1091b包括相应的反射表面1094a、1094b。光线424b在介质419中传播并且在反射表面1094b上入射，反射表面1094b将光线424b朝向反射表面1094a反射。光线424b由表面1094a反射并且被引导回介质419中。光线424b在介质中朝向光学耦合器433传播(图4和图5)。
参考图11A，示出了光束转向系统1152的侧视图。光束转向系统1152类似于光束转向系统1052(图10)，除了光束转向系统1152包括可以相对于部分1191a、1192b定位或移动的辅助部分1191c。在所示的示例中，部分1191a、1191b从顶点1193以直角延伸。部分1191c物理连接到部分1191b，但是相对于部分1191b能够移动。例如，部分1191b和1191c可以通过柔性部分1183连接，柔性部分1183可以类似于上面相对于图9所讨论的柔性部分983。
部分1191a、1191b、1191c中的每个包括相应的反射表面1194a、1194b、1194c。反射表面1194a、1194b、1194c共同形成光束转向系统1152的反射表面1194。反射表面1194是连续反射表面。来自介质419的光在反射表面1194b或1194c上入射，并且这些表面将入射光反射到反射表面1194a。反射表面1194a将光引导回介质419并且朝向光学耦合器433。
还参考图11B，辅助部分1191c可以通过沿着弧A在xy平面中移动辅助部分1191c而相对于部分1191b定位，而部分1191b、1191c通过柔性部分1183连接。以这种方式，可以改变反射表面1194b、1194c之间的角度。该角度在图11中示出为角度B。通过改变角度B，可以增强谐振器腔457中的横向模式生长。例如，减小角度B可以导致光束转向系统1152能够反射从附加横向模式产生的更多光线(诸如光线424b)。
光束转向系统1152可以用作系统400或系统500中的光束转向系统452。在一些实现中，诸如例如，当在系统400中使用光束转向系统1152时，当组装谐振器腔457时或者在维护期间，辅助部分1191c相对于部分1191b定位，并且在系统400的操作期间，角度B不会有意地改变。
在一些实现中，辅助部分1191c可以在包括光束转向系统1152的光学系统的操作期间相对于部分1191b移动。例如，光束转向系统1152可以用作系统500中的光束转向系统452。在这些实现中，光束转向系统1152包括引起部分1191响应于接收到命令信号555而移动的致动器。致动器可以是例如向部分1191c施加力以引起部分1191在光学系统的操作期间沿着弧A移动的PZT致动器。在这些实现中，部分1191c可以沿着弧A移动到不同的位置，例如，每次产生光脉冲时。对光脉冲的校正基于来自先前脉冲的信息。先前脉冲可以是在时间上在光脉冲之前的任何脉冲。例如，先前脉冲可以是在时间上紧接在光脉冲之前的脉冲、和/或在紧接在前的脉冲之前发生的脉冲。
参考图12，示出了光束转向系统1252的侧视图。光束转向系统包括相对于第一翼体1292b和第二翼体1292c定位的基体1292a。第一翼体1292b和第二翼体1292c没有物理上连接到基体1292a。第一翼体1292b在x和y方向上从基体1292a移位。第二翼体1292c在x和y方向上从基体1292a移位。光束转向系统1252可以关于平行于x方向的轴线1213具有镜像对称。基体1292a、第一翼体1292b和第二翼体1292c分别包括反射表面1294a、1294b、1294c。反射表面1294a、1294b、1294c一起形成反射表面1294。反射表面1294具有间隙1295，其中这些部分是分开的。因此，与反射表面1194不同，例如，反射表面1294不是连续的。
第一翼体1292c的反射表面1294c从增益介质419接收射线424b，并且将射线424b引导向第二翼体1292b的反射表面1294b。光线424b从反射表面1294b反射回增益介质419中并且朝向光学耦合器433。反射表面1294b、1294c定位成分别接收和反射光线424b。以这种方式，与不包括第一翼体1292b和第二翼体1292c的设计相比，第一翼体1292b和第二翼体1292c使得附加的横向模式能够在谐振器腔457中传播。光束转向系统1252可以用作系统400中的光束转向系统452。
参考图13，示出了光束转向系统1352的侧视图。光束转向系统1352与光束转向系统1252(图12)相同，除了力1376b、1376c可以分别施加到第一翼体1292b和第二翼体1292c，而光束转向系统1352是在使用中并且与光束424(包括光线424a和424b)交互。力1376b和力1376c可以利用例如PZT致动器来施加。
光束转向系统1352可以用作系统500中的光束转向系统452。控制信号555(图5)可以用于控制第一翼体1392b和/或第二翼体1392c的位置。
参考图14，示出了示例性过程1400的流程图。过程1400可以用于控制光学系统。例如，过程1400可以用于控制作为光学源(诸如图1的源105)的一部分的光学系统。过程1400可以与任何光学系统一起使用，诸如例如光学系统405或505。过程1400可以与包括一个或多个光学系统的光学源(诸如例如，光学源105或205)一起使用。例如，过程1400可以用于控制光学源205和/或光学源205的PA 230。过程1400可以在诸如系统500(图5)的闭环控制系统中实现。首先相对于图5的包括光学系统505的系统500来讨论过程1400。在系统505产生光束460时，过程1400可以由控制系统550的一个或多个电子处理器564执行。过程1400可以逐脉冲地执行，使得对特定脉冲和紧接在后的脉冲或者对脉冲子集内的所有脉冲执行过程1400。脉冲子集是光束460中的任何脉冲集，并且可以由非连续脉冲组成。
访问光束460的特定脉冲的属性的测量值(1410)。特定脉冲可以是光束460中的任何脉冲。属性与特定脉冲中的相干量有关。例如，属性可以是沿着传播方向的特定脉冲的发散性，或者是垂直于脉冲传播方向的平面中的脉冲的强度分布。属性的测量值可以从计量模块568或光刻曝光设备中的检测器122获取，计量模块568从光束监测光学系统562接收光束460的一部分551。在一些实现中，特定脉冲的属性的测量值可以从电子存储器566访问。
特定脉冲的测量值可以在沿着特定脉冲的传播路径的任何点处测量。例如，测量值可以是腔457外部的属性的值(例如，在光束监测光学系统562处)，或者测量值可以是腔457内部的属性的值。在一些实现中，测量值从由在光刻曝光设备115中的检测器122收集的数据获取或导出。使用来自检测器122的数据可以当曝光在晶片120(图1)的边缘上的微电子特征时提供附加的灵活性和准确性。另外，使用来自检测器122的数据可以消除对光束监测光学系统562的需要。
将所访问的属性的测量值与属性的目标值进行比较(1420)。属性的目标值可以是与光学系统505的最佳、适当和/或可接受的操作相关联的属性的值。目标值可以存储在电子存储器566上。例如，可以通过将测量值和目标值相减以确定针对特定脉冲的误差值来比较测量值和目标值。
可以基于比较生成控制信号(1430)。当表示目标值与测量值之间的幅度差的误差值或其他量度超过阈值时，可以生成控制信号。阈值可以包含针对关于目标值的属性的值范围。因此，取决于阈值，接近但小于目标值或大于但不同于目标值的测量值可能不会导致生成控制信号。如果测量值和目标值相同，则不生成控制信号。测量值可以从测量针对每个脉冲的属性的值(诸如发散性或强度)并且对这些值求平均来确定。例如，可以针对脉冲突发中的每个脉冲测量属性的值，并且在整个突发上对这些值求平均。在一些实现中，可以针对不是突发中的所有脉冲的多个脉冲(例如，一组脉冲)测量该值。例如，可以针对突发中的每隔一个脉冲或者针对突发中的连续脉冲子集(例如，脉冲窗口)测量该值。在另一示例中，可以针对第一脉冲突发中的所有脉冲并且针对下一脉冲突发中的所有脉冲测量该值。
如果生成控制信号，则通过基于控制信号修改光学系统405来调节光束460中的相干量，以减少特定脉冲之后的脉冲中的相干量(1440)。生成的控制信号可以是提供给反射光学元件434的控制信号557和/或提供给光束转向光学系统452的控制信号555。可以通过基于生成的控制信号移动或定位反射光学元件434和光束转向光学系统452中的任一个或两个的全部或一部分来修改光学系统405。
例如，反射光学元件634(图6)可以用作元件434，并且光束转向系统1352(图13)可以用作光束转向系统452。在该示例中，光束460的属性由计量模块基于从光束监测光学系统562接收的部分551来确定。确定光束460的属性的值与属性的目标值之间的差值的幅度超过阈值。生成命令信号，并且在该示例中，命令信号包括提供给光束转向系统1352的命令信号555和提供给反射光学元件634的命令信号557。
命令信号557包括足以引起力676(图6)施加到反射光学元件634的侧面678的信息。要施加的力676的量可以基于属性的测量值与目标值之间的差值的量。当力676施加到反射光学元件634时，表面674移动。因为表面674的部分由紧固件675保持，所以移动表面674改变了表面674的曲率。通过调节表面674的曲率，腔457被修改，使得附加的横向模式能够在表面674中传播。这导致光束460具有更大的发散性和更小的相干。
类似地，提供给光束转向系统1352的命令信号555包括足以引起力1376b、1376c(图13)中的任一个或两个分别施加到第一翼体1392b和第二翼体1392c的信息。施加的力导致第一翼体1392b和/或第二翼体1392c相对于基体1392a移动。通过移动第一翼体1392b和/或第二翼体1392c，可以进一步修改腔457以适应附加的横向模式，并且光束460的相干被减小。
另外，当生成控制信号时，可以在基于控制信号修改光学系统505之后再次测量属性的值以获取属性的新的值。将属性的新的值与目标值进行比较。如果属性的新的值与目标值之间的差值的幅度仍然超过阈值，则生成第二命令信号并且进一步修改光学系统505。可以重复在将生成的控制信号施加到光学系统505之后测量属性的值的过程。在一些实现中，可以重复在施加生成的控制信号之后测量属性的过程，直到目标值与测量值之间的差值的幅度低于阈值，这表明光束460的相干小于可接受的量。在一些实现中，可以测量属性的值，并且可以针对光束460中的每个脉冲生成控制信号并且将其提供给光学系统505。
如果未生成控制信号，则属性的测量值接近或等于目标值。当属性的测量值接近或等于目标值时，光学系统505可以按预期、最佳或可接受地操作，并且光束460可以具有散斑形式的相对低的噪声量。因此，当不生成控制信号时，属性的值可以是可以在光学系统505的特定操作条件下用作目标值的值。操作条件可以包括例如腔457中的温度、腔457中的压力、重复率、占空比、针对腔457的寿命累积脉冲计数、针对自最近的气体注入以来腔457的累积脉冲计数、以及总操作小时数。当未生成命令信号时的属性的值可以与指示操作条件的一个或多个参数相关联地存储在电子存储器中。操作参数可以包括温度、重复率、占空比、反射光学元件434和/或光束转向光学系统452的定位、以及施加到反射光学元件434和/或光束转向光学系统452的力的量中的一个或多个。在相同条件下在操作光学系统505的未来实例中，所存储的值可以用作目标值。
以这种方式，除了能够调节光束460的相干之外，过程1400还可以通过允许光学系统505快速调节以在宽范围的操作条件下最佳地执行来改善光学系统505的性能。例如，通过以不同的重复率存储与属性的测量值有关的参数，光学系统505可以依赖于这些存储的值以在从光刻曝光设备115接收到命令信号553之后或者通过I/O接口567从操作员接收到用于改变光束460的重复率的命令之后快速适应于产生低相干脉冲。
参考图15，示出了用于控制光学系统的过程1500的示例的流程图。过程1500可以用于实现光学系统的闭环控制，以监测由光学系统产生的光束(或由包括光学系统的光学源产生的光束)的相干，以确保相干不会以散斑的形式向光束添加过多的噪声。过程1500修改光学系统的方面以当相干量超过预定量时减小相干。例如，过程1500可以修改光学系统中的光学元件的物理属性。
过程1500可以与诸如例如光学源105或205的任何光学源一起使用。过程1400可以与包括一个或多个光学系统的光学源(诸如例如，光学源105或205)一起使用。例如，过程1400可以用于控制光学源205和/或光学源205的PA 230。过程1400可以与光学系统405或505一起使用。过程1500相对于图5的系统500来讨论。在系统500产生光束460时，过程1500可以由控制系统550的一个或多个电子处理器564执行。过程1500可以逐脉冲地执行，使得对特定脉冲和紧接在后的脉冲或者对脉冲子集内的所有脉冲执行过程1500，其中脉冲子集是光束460中的任何脉冲集。
获取光束460的属性的值(1510)。光束460是由光学系统505产生的脉冲光束。属性可以是与光束460中的相干量有关的任何属性，或者是可以从其导出或确定光束460的相干量的任何属性。例如，属性可以是光束460的发散性或表征在垂直于光束460的传播方向的平面中的光束460的强度分布的值。在一些实现中，获取的值是当光学系统505至少按预期执行并且可能以理想或最佳方式执行时获取的。因此，在这些实现中，获取的值可以是与光束460中存在的可接受的相干量相对应的值。
属性的值在光学系统505的多于一个操作条件下获取。系统505的操作条件由一个或多个参数限定，诸如腔457中的温度和/或压力、光束460的重复率、光束460的占空比、以及与包括与腔中的光束424交互的光学表面的光学元件有关的状态信息。例如，光学元件可以是反射光学元件634-934(图6-图9)或光束转向光学系统1052-1352(图10-图13)中的任何一个。
与光学元件有关的状态信息可以是指示光学元件的光学表面如何与在腔457中传播的光交互的任何信息。例如，状态信息可以指示光学表面相对于光束424、相对于光学元件的其他部分和/或相对于腔中的其他光学元件的位置。状态信息可以是光学表面相对于在腔457中传播的光的取向的指示。例如，状态信息可以包括光学表面相对于腔的纵向轴线413(图5B)或闭合路径443的一部分的角度。对于包括响应于施加力而移动的光学表面的光学元件，诸如光学元件634(图6)、光学元件934(图9)、光束转向光学系统1152(图11)和光束转向光学系统1352(图13)，状态信息可以包括施加到光学元件的力的量。
对于每个操作条件，将获取的属性的值和状态信息存储在电子存储器566中(1520)。获取的属性的值和施加的力的量与定义操作条件的参数相关联地存储。获取的属性的值和施加的力的量可以存储在由操作条件参数索引的查找表中。在一些实现中，获取的属性的值和施加的力的量存储在由操作条件参数索引的数据库中。
光学系统505在当前操作条件下操作(1530)。可以认为光学系统505在产生光束460时正在操作。当前操作条件由光学系统的操作参数(诸如光束460的重复率和增益介质419的温度)和在产生光束460时光学元件的状态信息来限定。当前操作条件可以是作为针对光束460中任何数目脉冲的操作条件的条件。例如，针对多个突发或针对单个脉冲，操作条件可以施加到脉冲突发中的所有脉冲。例如，光束460的重复率可以限定光学系统505的操作条件。
接收当前操作条件的改变的指示(1540)。改变的指示包括光学系统505的一个或多个操作参数的新的值。例如，改变的指示可以包括针对光束460的新的重复率。因此，在该示例中，新的值是新的重复率。改变的指示可以经由命令信号553从光刻曝光设备115接收。因此，光刻曝光设备115可以命令光学系统505改变一个或多个参数，使得光学系统505具有新的操作条件。当前操作条件的改变的指示可以从系统500的操作员接收。例如，操作员可以将与新的操作条件相关联的参数直接输入到I/O接口567中。
确定与光学元件有关并且与一个或多个操作参数的新的值相关联的状态信息(1550)。与新的值相关联的状态信息可以从在(1520)中存储的数据来确定。例如，新的值可以是新的重复率，并且与新的重复率相关联的与光学元件有关的状态信息可以从存储的数据中检索。如果存储的数据不包括针对新的值的状态信息，则可以使用和与新的值最相似的参数的值相关联的状态信息来估计新的值的状态信息。例如，如果对于大于和小于新的重复率的若干重复率而已知与光学元件有关的状态信息，则可以从可用的状态信息来估计与光学元件有关的状态信息。例如，状态信息可以是以几种不同的重复率描述光学表面的位置的尖端倾斜信息。倾斜是由光学表面提供的传播方向中的偏差量，并且尖端是与倾斜正交的方向。尖端倾斜信息可以被平均或拟合成多项式以估计针对新重复率的尖端倾斜值。
向光学元件施加基于所确定的状态信息的命令信号(1560)。例如，命令信号可以是例如提供给光束转向光学系统452的命令信号555和/或提供给反射光学元件434的命令信号557。向光学元件施加命令信号可以引起光学元件434的光学表面根据命令信号移动。例如，命令信号可以足以驱动PZT致动器，该PZT致动器引起光学表面相对于腔457中的其他元件移动或者具有不同的曲率。
在一些实现中，在将命令信号提供给光学元件之后获取光束460的属性的另一值，以确定是否由于向光学元件施加命令信号而已经减少了光束460的相干。可以将所获取的其他值与已知为与可接受的相干量相关联的属性的值进行比较。如果所获取的其他值不指示可接受的相干量，则可以应用附加的命令信号并且测量该值，直到属性的值指示可接受的相干量。例如，附加命令信号可以具有引起光学元件关于初始位置抖动的效果，直到光学表面被定位成使得属性的值指示光束460中的可接受的相干量。
当属性的值指示光束460中的可接受的相干量时，与光学元件有关的状态信息可以存储在电子存储器566中。例如，状态信息可以替换或更新先前与操作条件相关联地存储在查找表或数据库中的状态信息。以这种方式，过程1500允许适应在给定操作条件下可能影响光学系统505的性能的改变的情况。例如，诸如反射光学元件434、光束转向光学系统452和/或介质419的组件可能随着时间而劣化，使得先前确定的针对给定操作条件的状态信息变得不准确。
在过程1500中，可以使用系统505而不是(1530-1560)在不同时间执行(1510)和(1520)。换言之，可以预先创建将光学元件的状态信息与操作条件相关联的所存储的数据，并且在稍后的时间使用其来操作系统505。可以重复使用所存储的数据。附加地，如上所述，可以更新所存储的数据以考虑针对系统505的改变的情况。
其他实现在权利要求的范围内。

Claims (17)

1.一种用于光源的系统，所述系统包括：
光学耦合器；
第一光学系统，包括第一光学元件；
第二光学系统，包括第二光学元件；以及
增益介质，在所述第一光学系统与所述第二光学系统之间，其中
所述第一光学元件、所述第二光学元件和所述光学耦合器限定闭合路径，所述闭合路径的至少一部分穿过所述增益介质，以及
所述第一光学元件和所述第二光学元件中的一个或两个光学元件包括：被定位成与在所述闭合路径上传播的脉冲光束交互的光学反射表面，所述光学反射表面包括多个部分，所述多个部分中的至少一个部分具有与其他部分的表面轮廓不同的表面轮廓。
2.根据权利要求1所述的系统，其中所述第一光学元件包括所述光学反射表面，所述光学反射表面包含多个部分，所述多个部分中的至少一个部分包括反射镜，并且所述多个部分中的至少一个部分包括光栅。
3.根据权利要求1所述的系统，其中所述多个部分彼此相邻，并且柔性构件在任何两个相邻部分之间，使得至少一个部分相对于相邻部分能够移动。
4.根据权利要求3所述的系统，其中任何部分相对于相邻部分能够移动。
5.根据权利要求3所述的系统，其中部分的所述表面轮廓由所述部分的曲率的半径和表面特性中的一个或多个确定。
6.根据权利要求1所述的系统，其中所述第一光学系统和所述第二光学系统形成谐振器腔。
7.根据权利要求6所述的系统，其中所述谐振器腔的至少一方面能够调节，以便调节所述脉冲光束中的相干量。
8.根据权利要求7所述的系统，还包括控制器，所述控制器适于基于所述脉冲光束的特定脉冲的性质和所述性质的目标值的对比而生成控制信号，并且其中所述谐振器腔的所述方面能够基于用以减小所述脉冲光束的所述特定脉冲之后的脉冲的相干量的所述控制信号而调节。
9.一种用于光源的系统，所述系统包括：
光学耦合器；
第一光学系统，包括第一反射光学元件；
第二光学系统，包括第二反射光学元件；以及
增益介质，在所述第一光学系统与所述第二光学系统之间，其中
所述第一反射光学元件、所述第二反射光学元件和所述光学耦合器限定闭合路径，所述闭合路径的至少一部分穿过所述增益介质，
所述第二反射光学元件包括多个不同的反射表面，所述不同的反射表面中的第一反射表面被定位成从所述增益介质接收光束，并且将所述光束反射到所述不同的反射表面中的第二反射表面，所述不同的反射表面中的所述第二反射表面被定位成从所述第一反射表面接收所述光束，并且将所述光束反射到所述增益介质中，以及
所述不同的反射表面中的至少一个反射表面是与其他反射表面物理地分开、并且相对于其他反射表面能够移动的。
10.根据权利要求9所述的系统，其中所述第二光学系统还包括被耦合到能够移动的所述至少一个反射表面的致动器，所述致动器被配置为引起能够移动的所述至少一个反射表面响应于命令信号而移动。
11.根据权利要求9所述的系统，其中所述第一光学系统和所述第二光学系统形成谐振器腔。
12.根据权利要求11所述的系统，其中所述谐振器腔的至少一方面能够调节，以便调节所述光束中的相干量。
13.根据权利要求10所述的系统，其中所述致动器配置成引起能够移动的所述至少一个反射表面响应于所述命令信号移动，以便调节所述光束中的相干量。
14.一种系统，包括：
光学系统，被配置为放大脉冲光束，所述脉冲光束具有重复率，所述光学系统包括：
光学耦合器；
第一光学元件；
增益介质；以及
第二光学元件，所述增益介质在所述第一光学元件与所述第二光学元件之间，并且所述第一光学元件、所述第二光学元件和所述光学耦合器限定穿过所述增益介质的闭合路径；
光刻曝光设备，被配置为接收经放大的所述脉冲光束；以及
控制系统，被耦合到所述光学系统和所述光刻曝光设备，所述控制系统被配置为：
接收将所述脉冲光束的所述重复率从第一重复率改变为第二重复率的请求，
以所述第二重复率来确定所述脉冲光束的属性的值，
确定所述属性的所述值是否是可接受的，并且
如果所述属性的所述值是不可接受的，则基于所确定的所述属性的所述值生成命令信号，并且将所述命令信号提供给所述光学系统，所述命令信号足以物理地修改与在所述光学系统的所述闭合路径上传播的光交互的可控光学元件。
15.根据权利要求14所述的系统，其中所述脉冲光束的所述属性的所述值是所述脉冲光束的一个或多个脉冲的相干的量度。
16.根据权利要求15所述的系统，其中以所述第二重复率来确定所述脉冲光束的所述属性的值包括：当所述光学系统以所述第二重复率操作时，测量所述脉冲光束的发散性。
17.根据权利要求14所述的系统，其中所述可控光学元件是所述第一光学元件和所述第二光学元件中的一个或多个。
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