JP2013102206A - Ｄｕｖ光源の能動スペクトル制御 - Google Patents

Abstract

【課題】フォトリソグラフィにおける集積回路製造のためのレーザ光源として線狭帯域化用途に使用されるＤＵＶガス放電レーザシステムにおける帯域幅の能動制御の技術を提供する。
【解決手段】光源により生成されたレーザ出力光パルスビームパルスの帯域幅を測定して帯域幅測定値を供給する帯域幅測定モジュールと、帯域幅測定値及び帯域幅設定値を受信して帯域幅誤差信号を供給する帯域幅誤差信号発生器と、帯域幅誤差に応答して細かい帯域幅補正アクチュエータ信号及び粗い帯域幅補正アクチュエータ信号を供給する能動帯域幅コントローラとを含むことができる、線狭帯域化高平均パワー高パルス繰返し数レーザマイクロフォトリソグラフィ光源帯域幅制御方法及び装置を開示する。
【選択図】図７

Description

開示する主題は、例えば、フォトリソグラフィにおける集積回路製造のためのレーザ光源として、例えば、線狭帯域化用途において使用される、例えば、ＤＵＶガス放電レーザシステム、例えば、エキシマ又は分子フッ素レーザシステムにおける帯域幅の能動制御に関する。
関連出願への相互参照
本出願は、２００６年８月２５日出願の「ＤＵＶ光源能動スペクトル制御」という名称の米国特許出願出願番号第１１／５１０、０３７号に対する優先権を請求するものであり、かつ２００６年２月１７日出願の「ＯＰＥ最小化のためのＤＵＶ光源能動スペクトル制御」という名称の米国特許仮出願出願番号第６０／７７４、７７０号に対する優先権を請求するものであり、かつ２００６年６月６日公開の公開番号ＵＳ２００６０１１４９５８である、２００５年１０月２０日出願の「ガス放電レーザ帯域幅及び中心波長制御の方法及び装置」という名称の現在特許出願中の米国特許出願出願番号第１１／２５４、２８２号に関連するものであり、かつ代理人整理番号第２００５−００４２−０１号である、２００５年１２月２９日出願の「放電タイミングによる多重チャンバガス放電レーザ帯域幅制御」という名称の米国特許出願出願番号第１１／３２３、６０４号に関連するものであり、かつ代理人整理番号第２００５−０００１−０１号である、２００５年６月３０日出願の「調整レーザのための能動帯域幅制御」という名称の米国特許出願出願番号第１１／１７３、９８８号に関連するものであり、かつ代理人整理番号第２００４−０１１５−０１号である、２００５年６月２７日出願の「高繰返し数ガス放電レーザのためのスペクトル測定」という名称の米国特許出願出願番号第１１／１６９、２０２号、及び代理人整理番号第２００３−００５３−０２号である、２００５年１月１３日出願の「ガス放電ＭＯＰＡレーザシステムの出力を制御する方法及び装置」という名称の米国特許出願出願番号第１１／０３５、９３８号に関連するものであり、かつ代理人整理番号第２００４−００８１−０１号である、２００４年１１月３０日出願の「高パワー高パルス繰返し数ガス放電レーザシステム帯域幅管理」という名称の米国特許出願出願番号第１１／０００、５７１号に関連するものであり、かつ代理人整理番号第２００４−００８３−０１号である、２００４年９月２９日出願の「多重チャンバエキシマ又は分子フッ素ガス放電レーザフッ素射出制御」という名称の２００５年５月５日出願の米国特許出願出願番号第１０／９５３、１００号に関連するものであり、各々の開示内容は、本明細書において引用により組み込まれている。

ある一定のフォトリソグラフィパラメータ、例えば、スキャナ撮像システムにおいて、例えば、別名「光学近接効果（ＯＰＥ）」ということもあるピッチ付きで印字される限界寸法（ＣＤ）の変化は、撮像条件及び処理条件に特徴的でそれらの条件の変動に敏感である挙動を示す。安定した処理条件を維持すると、マスク「光学近接補正（ＯＰＣ）」の有効性を改善することができる。ＯＰＥに影響を及ぼす要素の１つは、光源のスペクトル幅である。今日まで、受動的帯域幅安定化技術は、ＯＰＥ制御要件を満足する際に有効なものであった。しかし、今後、ＯＰＥ仕様が厳格化されれば、高度な帯域幅制御技術が必要になる。開示内容の実施形態の態様に従って、本出願人は、例えば、本出願人の譲渡人の「Ｃｙｍｅｒ ７ＸＸＸ」レーザシステム、例えば、７０１０のような単一チャンバレーザシステムにおける、及び／又は例えば２重チャンバレーザシステム、例えば、「Ｃｙｍｅｒ ＸＬＡ ＩＸＸ」、２ＸＸ、又は３ＸＸレーザシステムのような主発振器パワー増幅器（ＭＯＰＡ）又は主発振パワー発振器（ＭＯＰＯ）レーザシステムのような主発振器及び増幅器利得媒体レーザシステムにおける帯域幅の能動安定化の開発を提案する。

Ｈｕｇｇｉｎｓ他著「最新リソグラフィツールにおけるＯＰＥに及ぼすレーザ帯域幅の影響」、光マイクロリソグラフィ、ＸＶＩＩＩ巻（２００６年）による最近の研究は、レーザ光のスペクトル特性、特にＥ₉₅帯域幅の制御が、いかに焦点シフト、線量シフト、及び部分干渉シフトのような他の制御パラメータからのスペクトル特性と類似のマグニチュードの効果を有するかが説明されている。帯域幅の測定基準Ｅ₉₅は、積分スペクトル強度の９５％を含むスペクトルの幅（一般的にピコメートル）と定められている。一般的に使用されている第２の帯域幅測定基準は、「半値全幅（ＦＷＨＭ）」であり、これは、Ｅ₉₅より測定し易いが、それほど有意にＯＰＥに影響を及ぼすものではない。

今日まで、上述のように、受動的な帯域幅安定化技術は、ＯＰＥ制御要件を満足する際に有効なものであった。しかし、本出願人は、今後、ＯＰＥ仕様が厳格化されれば、Ｅ₉₅帯域幅の安定性を改善するだけでなく、望ましい設定値に（すなわち、選択された非常に狭い範囲で）Ｅ₉₅帯域幅に調整するためにも能動制御技術が要求されることになると考えている。図６は、一例として、安定性及び設定値調整の概念を受動的制御及び能動的制御の概念と関連付けるものである。一番左のプロット（名目上）は、システム基準線としてＥ₉₅変動と時間を示している。中央のプロット（受動）は、受動的改善により、例えば、Ｅ₉₅安定性を改善し、Ｅ₉₅変動を低減し、かつ通常はＥ₉₅設定値を下げることを目指すことができることを例示している。一番右のプロット（能動）は、一例として、能動制御法の目的が、Ｅ₉₅安定性及び変動を更に精緻化し、かつＥ₉₅設定値の動的選択を可能にすることであることを示している。
「Ｌａｍｂｄａ Ｐｈｙｓｉｋ ＡＧ」特許である米国特許第６、４９０、３０８号は、ガス長寿命化のための様々な手段を説明している。

米国特許出願出願番号第１１／５１０、０３７号 米国特許仮出願出願番号第６０／７７４、７７０号 公開番号ＵＳ２００６０１１４９５８ 米国特許出願出願番号第１１／２５４、２８２号 米国特許出願出願番号第１１／３２３、６０４号 米国特許出願出願番号第１１／１７３、９８８号 米国特許出願出願番号第１１／１６９、２０２号 米国特許出願出願番号第１１／０３５、９３８号 米国特許出願出願番号第１１／０００、５７１号 米国特許出願出願番号第１０／９５３、１００号 米国特許第６、４９０、３０８号

Ｈｕｇｇｉｎｓ他著「最新リソグラフィツールにおけるＯＰＥに及ぼすレーザ帯域幅の影響」、光マイクロリソグラフィ、ＸＶＩＩＩ巻（２００６年） Ｒａｆａｃ著「ＤＵＶエキシマ光源のスペクトル測定に使用されるエタロン分光計の制限事項の克服」、光マイクロリソグラフィＸＶＩＩ、編集者Ｂｒｕｃｅ Ｗ．Ｓｍｉｔｈ、ＳＰＩＥ講演論文集、第５３７７巻（２００４年）、８４６ページから８５８ページ イシハラ・トシヒコ、Ｒａｆａｃ他著「ＸＬＡ−２００：液浸リソグラフィのための第３世代ＡｒＦのＭＯＰＡ光源」、光マイクロリソグラフィＸＶＩＩＩ、編集者Ｂｒｕｃｅ Ｗ．Ｓｍｉｔｈ、ＳＰＩＥ講演論文集、第５７２４巻（２００５年）、７７３ページから７７９ページ

開示内容の実施形態の態様により、光源により生成されたレーザ出力光パルスビームパルスの帯域幅を測定して帯域幅測定値を供給する帯域幅測定モジュールと、帯域幅測定値及び帯域幅設定値を受信して帯域幅誤差信号を供給する帯域幅誤差信号発生器と、帯域幅誤差に応答して細かい帯域幅補正アクチュエータ信号及び粗い帯域幅補正アクチュエータ信号を供給する能動帯域幅コントローラとを含むことができる、線狭帯域化高平均パワー高パルス繰返し数レーザマイクロフォトリソグラフィ光源帯域幅制御方法及び装置を開示する。細かい帯域幅補正アクチュエータ及び粗い帯域幅補正アクチュエータは、各々、帯域幅誤差を低減する光源挙動のそれぞれの修正を誘導することができる。粗い及び細かい帯域幅補正アクチュエータは、各々、複数の帯域幅補正アクチュエータを含むことができる。粗い帯域幅補正アクチュエータは、低周波数で発生する大振幅外乱をターゲットにし、細かい帯域幅補正アクチュエータは、高周波数で発生する小振幅外乱をターゲットにする。大振幅外乱は、大きいＥ₉₅設定値変化、ガス経年変化効果、及び負荷サイクル設定値変化の長い時間スケール成分の群の１つ又はそれよりも多くを含み、かつ小振幅外乱は、レーザシステム出力パルスエネルギ設定値及び負荷サイクル設定値変化の高速成分を含む群の１つ又はそれよりも多くを含む。装置及び方法は、最小値又は最大値に向う細かいアクチュエータ制御出力の傾向の使用を含むことができ、粗いアクチュエータ制御は、細かいアクチュエータを中心値に向けて戻すように移動させるような是正アクションを適用する。中心値は、制御権限が正方向及び負方向の両方で均衡が保たれる名目上の５０％を含むことができる。開示内容の実施形態の態様により、光源により生成されたレーザ出力光パルスビームパルスのレーザ作動パラメータを測定して、作動パラメータ測定値を供給するレーザ作動パラメータ測定モジュールと、作動パラメータ測定値及びレーザ作動パラメータ設定値を受信して、レーザ作動パラメータ誤差信号を供給するレーザ作動パラメータ誤差信号発生器と、リアルタイム推定フィルタを含み、別のレーザ作動パラメータに対するレーザ作動パラメータの感度に従ってレーザ作動パラメータ誤差信号を修正するレーザ作動パラメータ誤差信号修正器とを含むことができる、線狭帯域化高平均パワー高パルス繰返し数レーザマイクロフォトリソグラフィ光源帯域幅制御方法及び装置を開示する。レーザ作動パラメータ誤差信号修正器は、複数の他のレーザ作動パラメータの各々に対するレーザ作動パラメータの感度に従ってレーザ作動パラメータ誤差信号を修正することができる。レーザ作動パラメータは、帯域幅（Ｅ_xx）、帯域幅（ＦＷＸＭ）、シードレーザからのエネルギ（Ｅ_MO）、シードレーザと増幅器利得媒体（ｄｔＭＯＰＡ）間の差動発射時間、及び電圧（Ｖ）を含む群から選択することができる。他のレーザ作動パラメータは、負荷サイクル（ＤＣ）、レーザシステム出力エネルギ（Ｅ_sht）、及び電圧（Ｖ）を含む群から選択することができる。誤差信号修正器は、再帰型フィルタ、例えば、ＲＬＳフィルタを含むことができ、これはまた、以下を実行することができる。

ここで、ｄ［ｎ］は、レーザパラメータ誤差信号の現在値であり、ｗ［ｎ］は、他のレーザ作動パラメータに対する誤差信号の感度の推定値であり、ｕ［ｎ］及びＰ［ｎ］は、併せて他のレーザ作動パラメータの逆分散の推定値を形成し、λは、０．０から１．０までの忘却因子であり、ｎは、サンプル指数である。開示内容の実施形態の態様により、線狭帯域化高平均パワー高パルス繰返し数レーザマイクロフォトリソグラフィ光源フッ素注入制御方法及び装置は、光源のレーザ作動パラメータを測定するレーザ作動パラメータ測定機構と、経時的にレーザ作動パラメータの値の表示を供給するレーザ作動パラメータ追跡機構と、第１の比較的一定の定常状態傾向値と限界値の間のレーザ作動パラメータの値の傾向に基づいてガス充填のための時間を予測するレーザシステムガス補充予測機構とを含むことができる。レーザ作動パラメータは、電圧（Ｖ）及び差動発射時間（ｄｔＭＯＰＡ）を含む群から選択することができる。

帯域幅制御装置Ｅ₉₅感度曲線を示す図である。 開示内容の実施形態の態様による理想的帯域幅制御装置曲線上のレーザシステム作動のモデルを示す図である。 開示内容の実施形態の態様によりＢＣＤ位置が例えば経時的に変化した時の例示的なＥ₉₅応答プロットを示す図である。 開示内容の実施形態の態様により例えばＢＣＤを制御アクチュエータとして使用したＥ₉₅設定値の変化の例示的なＥ₉₅応答プロットを示す図である。 開示内容の実施形態の態様によりＢＣＤ位置（例えば、前方軌跡及び後方軌跡）のレーザシステム作動曲線を一例として例示する図である。 開示内容の実施形態の態様により帯域幅制御なし、受動制御あり、及び更には能動制御ありでの帯域幅変動を一例として例示する図である。 開示内容の実施形態の態様による能動帯域幅制御回路の概略ブロック図である。 開示内容の実施形態の態様による外乱タイプ及び時間スケール及びマグニチュードを例示する図である。 開示内容の実施形態の態様によるレーザチャンバ内のフッ素ガス含有量に伴うＥ₉₅帯域幅の変化の例示的なプロットを例示する図である。 開示内容の実施形態の態様による帯域幅制御の例示的なプロットを例示する図である。 開示内容の実施形態の態様によるシード発振器／増幅器利得媒体レーザシステムにおける２重チャンバ間での差動発射時間の変化に伴うＥ₉₅帯域幅の変化の例示的なプロットを例示する図である。 開示内容の実施形態の態様により、ガス補充間の開示内容の実施形態の態様による能動帯域幅制御の有無でのＥ₉₅帯域幅の例示的な応答を例示する図である。 開示内容の実施形態の態様による別のレーザパラメータ変化の影響に合わせて１つのレーザパラメータ誤差信号を正規化する制御システム誤差信号変形回路を例示する図である。 開示内容の実施形態の態様によるリアルタイムでレーザシステムパラメータ誤差信号を正規化する回路の概略ブロック図である。 開示内容の実施形態の態様により、開示内容の実施形態の態様による生データの正規化の例示的なプロットを例示する図である。 開示内容の実施形態の態様による経時的なｄΔｔＭＯＰＡ／ｄＦ₂の変化の例示的な傾向曲線を例示する図である。 開示内容の実施形態の態様による経時的なｄＶ／ｄＦ₂の変化の例示的な傾向曲線を例示する図である。 開示内容の実施形態の態様による経時的なｄＥ_MO／ｄＦ₂の変化の例示的な傾向曲線を例示する図である。

先に参照した現在特許出願中の米国特許出願の１つ又はそれよりも多くに説明されているように、正確にＥ₉₅帯域幅を測定するのに使用される最新技術を結集した搭載測定法により、新規に一連の能動制御解決法を展開することが可能になっている。他の重要な性能仕様を維持しながらリソグラフィ光源の帯域幅を安定かつ調整するのに使用することができるように、開示内容の実施形態の態様により、最新式の制御アルゴリズムを含む高度なスペクトルエンジニアリング技術を開示する。

開示内容の実施形態の態様により、いくつかのアルゴリズム、例えば、Ｅ₉₅フィードバックアルゴリズム、レーザ出力光フィードフォワードアルゴリズム、ディザ制御アルゴリズム、及びＢＣＤ曲線追跡アルゴリズムを考慮している。本出願人は、例えば、図１で一例として例示するように、ＢＣＤ作動曲線の特定の側、例えば、ＢＣＤ曲線の右側に留まることに対して測定Ｅ₉₅信号を使用してＢＣＤ位置への調整を判断することを提案する。一例として、アルゴリズムは、例えば、勾配を判断するためにディザと組み合わせて使用することができ、かつ勾配から、アルゴリズムは、例えば、レーザシステムが作動しているのが、極値、例えば、最小値のどちら側かを判断することができる。負の勾配側であるならば、アルゴリズムは、例えば、正の勾配側に移動しようとして、次に、正の勾配側に留まるように、常に作動曲線上で右に移動するように設定することができる。Ｅ₉₅フィードフォワードアルゴリズムにおいては、例えば、レーザの測定有効パワーは、例えば、２００６年６月６日公開の公開番号ＵＳ２００６０１１４９５８である、２００５年１０月２０日出願の「ガス放電レーザ帯域幅及び中心波長制御の方法及び装置」という名称の先に参照した現在特許出願中の米国特許出願出願番号第１１／２５４、２８２号において説明するようなもののような例えば前に特定された較正定数を使用して、フィードフォワード方法でＢＣＤを調節するために、例えば、何らかの時間間隔での、例えば、単一チャンバガス放電レーザシステムでのレーザシステムガス放電回数（発射ショット回数）、及びレーザのパワーレーザ光線パルスの平均エネルギを用いて判断することができる。Ｅ₉₅ディザアルゴリズムは、例えば、正と負の摂動段階を現在のＢＣＤ位置に適用して帯域幅、例えば、Ｅ₉₅を測定していずれの勾配でレーザが現在作動しているのかを判断し、次に、適切な方向に移動して、例えば、勾配を最小にし、及び／又は勾配記号を変えるか、又は勾配を別の選択された勾配に変えるように利用することができる。

開示内容の実施形態の態様による最適化は、例えば、ＢＣＤ位置にデルタを移動させてＥ₉₅の変化を測定する段階を伴うことができる。この変化は、次に、例えば、ＢＣＤ曲線勾配を判断するのに使用することができる。勾配が、例えば、何らかの閾値を超える場合、勾配を最小にし、すなわち、例えば、図２で一例として例示するように勾配をゼロにするようにＢＣＤ位置を移動させることができる。一例として、地点Ａで始まって、アルゴリズムは、例えば、Ｅ₉₅を測定し、次に、例えば、ＢＣＤ及び時計回り又は反時計回りのＸ回の回転を使用して回折格子の曲率を変えることによって地点Ｂに移動し、かつ例えば段階変更後の例えばＢＣＤ位置への定着を可能にするために、かつＢＣＤ自体が経時的にｎ個のサンプルにわたって曲げ位置変化の応力及びＥ₉₅平均化から弛緩することを可能にするために、例えば、定着時間を通じて、例えば、ある程度のフィルタリング処理を行ってＥ₉₅を再度測定することができる。次に、計算勾配ＤＥＩ／ＤＰＩは、例えば、時間及び／又は負荷サイクルのような変化と共に移動することができる、例えば、ＢＣＤ曲線の最小値を追跡し続けるために、例えば、上述の操作をその後に繰り返すことができる地点点Ｃに移動して、例えば、ＢＣＤ位置が再び増大されるように使用することができる。

ここでもまた、一例として図３に例示するように、プロットは、帯域幅が約０．８５ｐｍ、例えば、±１．５ｆｍで安定化され、次に、手動で、つまり能動的に、例えば、ディザが有効化されている間に約６回反時計回りにＢＣＤが調節されたことを示している。最小ＢＣＤ位置への戻りは、例えば、最小値へのＢＣＤ曲線の漸進的減少で明らかである。ｘ軸は、合計で７０秒に対して０．１秒刻みとなっている。ＢＣＤ位置への段階変化の別の例においては、アルゴリズムは、例えば、一例として図４で例示するように、例えば、より低い負荷サイクルで、例えば、ＢＣＤを最小値にディザ処理することができる。ＢＣＤ追跡で、アルゴリズムは、一例として図５で例示するように、平均化でＢＣＤ曲線、例えば、Ｅ₉₅及びＢＣＤ位置を自動的に追跡することができ、図５は、Ｅ₉₅が、例えば、特定の負荷サイクルによりＢＣＤ位置でどのように変るかを例示しており、これは、例えば、特定の作動モードに対してＢＣＤ位置を最適化する際に有用とすることができる。

Ｅ₉₅帯域幅を安定させることは、ここ暫くは、ＤＵＶレーザ設計の中心であり、帯域幅安定性の受動的な改善に、すなわち、測定信号を感知してフィードバック又はフィードフォワード起動を実行することのような能動制御方法を使用せずに、かなりの労力が投じられている。ＤＵＶ技術の受動的改善の一部により、それに伴って、例えば、放電領域において音響撹乱を減衰する基本的システム修正及び光学的パワー負荷に対するシステム感度を低減する基本的システム修正が得られている。開示内容の実施形態の態様により、本出願人は、進行中に望ましい設定値にＥ₉₅に調整する機能を導入することを提案する。このＥ₉₅設定値は、ＯＰＥを最小にするか、又はツール間の適合又はマイクロフォトリソグラフィに関する他の有用な結果が得られるように選択することができる。Ｅ₉₅帯域幅を正確に測定するのに使用される最先端技術による搭載測定法により、他の重要な性能仕様を維持しながら光源の帯域幅を安定化及び調整するように新しい一連の能動制御の解決法を開発することが可能になっている。開示内容の実施形態の態様により、本出願人は、例えば、マイクロフォトリソグラフィ光源としての、かつ他の高平均パワー、高パルス繰返し数線狭帯域化レーザ光源、例えば、ＸｅＣｌレーザ光源、ＸｅＦレーザ光源、ＡｒＦレーザ光源、ＫｒＦレーザ光源、及びＦ₂レーザ光源を含む、上述のタイプの線狭帯域化ＤＵＶレーザシステムで利用することができる帯域幅の能動安定化の開発を提案する。

能動スペクトル制御（ＡＳＣ）を行うに際して、本出願人は、開示内容の実施形態の態様により、例えば、測定Ｅ₉₅の統計的精度（測定計器及びその固有のスリット関数の誤差に対する公差を考慮して試行中の被測定物との干渉があると結果的に実際のＥ₉₅を測定することはできないことを認識してＥ₉₅モニタにより実際に感知されている）と、同じくＥ₉₅に対する変更（起動）を達成する方法とを利用することを提案する。

ここで図７を参照すると、開示内容の実施形態の態様による能動帯域幅制御システム４０が概略的にかつブロック図で例示されており、例えば、レーザチャンバ及び光学要素（ブロック４２で示す）は、例えば、外乱５０を受ける場合がある名目出力４６を生成し、従って、例えば、Ｅ₉₅測定モジュール４４への入力であるスペクトルを有する実際のレーザ光源パワーレーザ光パルスビーム５２を生成し、Ｅ₉₅測定モジュール４４は、測定帯域幅、例えば、Ｅ₉₅を示す出力５４を生成することができる。測定モジュール４４内のセンサの出力５４は、例えば、測定Ｅ₉₅帯域幅とすることができる。先に参照した現在特許出願中の特許出願の１つ又はそれよりも多くに説明されており、かつＲａｆａｃ著「ＤＵＶエキシマ光源のスペクトル測定に使用されるエタロン分光計の制限事項の克服」、光マイクロリソグラフィＸＶＩＩ、編集者Ｂｒｕｃｅ Ｗ．Ｓｍｉｔｈ、ＳＰＩＥ講演論文集、第５３７７巻（２００４年）、８４６ページから８５８ページでも説明されているような搭載エタロン分光計技術の近年の前進により、例えば、最先端技術による高分解能エシェル回折格子分光計に比する精度でのＥ₉₅帯域幅の計算が可能になっている。

例えば、外部処理モニタリングに使用することができる表示レーザ診断値であると共に、この測定値５４は、加算器６４内で望ましいＥ₉₅帯域幅設定値と比較された後にＡＳＣ制御装置６０にフィードバックされる。ＡＳＣ制御装置６０は、次に、例えば、ターゲットエネルギ補正及び負荷サイクル補正に関連する他のレーザ信号からの情報と組み合わせて、例えば、この帯域幅誤差信号６６を使用して、例えば、２つのアクチュエータ、すなわち、低周波大振幅アクチュエータ７２、及び高周波小振幅アクチュエータ７４を含むことができるアクチュエータ装置７０への入力信号を計算することができる。アクチュエータ７２、７４は、次に、Ｅ₉₅設定値に向けて測定Ｅ₉₅を移動させるために是正アクションをレーザ挙動に誘導することができ、従って、フィードバックループが閉鎖される。

例えば、マイクロフォトリソグラフィ、例えば、単一チャンバ又は多重チャンバを問わず、ＤＵＶレーザシステムのための高平均パワー高パルス繰返し数線狭帯域化レーザ光源は、「多重入力多重出力（ＭＩＭＯ）」、時変、非線形システムであり、開示内容の実施形態の態様によれば、アクチュエータの方法の選択は、各々が、単に帯域幅誤差の望ましい低減以外の効果をレーザ性能に引き起こす可能性があり、かつ実際に引き起こすことが多いために慎重に選択することができる。これらの効果は、望ましいものである可能性もあれば、特定のレーザ性能仕様に反するものである可能性もある。開示内容の実施形態の態様により、本出願人は、レーザシステム４２に課せられる場合がある広範囲の外乱を減衰する優れた機能を発揮することが見出されているある一定の多段、例えば、２段アクチュエータ設計を提案する。図７は、一例として、例えば、異なる制御信号により駆動されると共に、別々の入力を通じてレーザシステム４０の挙動に影響を与える２段アクチュエータシステムを例示している。これらのアクチュエータは、例えば、協調して作動するように協働するように選択かつ設計することができるが、また、各々を例えば特定のクラスの外乱に応答するように最適化することができる。同時に、開示内容の実施形態の態様によれば、このような協調及び協働は、例えば、レーザが広範囲の外乱を受ける場合があるとしても、例えば、帯域幅、例えば、Ｅ₉₅帯域幅を望ましい設定値に、又は少なくとも設定値辺りの望ましい±範囲に保持するように使用することができる。

一部のレーザシステム外乱は、他の搭載した制御システムを改良する、例えば、チャンバ熱変動及び圧力変動を最小にすることにより、最小にするか、又は少なくとも低減することができる。しかし、レーザ出力エネルギ及び負荷サイクルの変化のような他の外乱は、レーザがどのように作動状態であるかの特性を示すものであり、従って、上述の外乱ほど最小にされるものではない。構成要素の経年変化及びアラインメント変化のような他の長期的な外乱要素は、これらの多少の不可逆変化を直接的に低減する非常に有効な機構がなく、Ｅ₉₅に影響を与える可能性もあり、すなわち、構成要素の経年変化は、交換がなければ変えることができず、かつミスアラインメントによるドリフトは、光学要素を整列し直すためには保守がなければ変えることができない。

開示内容の実施形態の態様により、本出願人は、図８の外乱影響図に一例として例示するように、外乱は、例えば、時間スケール及び／又はＥ₉₅帯域幅に影響を与えるマグニチュードにより分類することができることに着目している。レーザ作動パラメータ、例えば、出力パルスエネルギ９０の設定値変化は、例えば、非常に速い時間スケール、一般的にミリ秒から秒で、すなわち、細かい範囲８２内で、例えば、Ｅ₉₅に影響を与える可能性がある例えばマグニチュードの低い外乱を成す可能性がある。他の変化、例えば、負荷サイクル９２及びガス経年変化９４（例えば、フッ素ガス消費量）は、例えば、秒（例えば、負荷サイクル設定値変化の周波数が高い方の面に対して）から時間（例えば、負荷サイクル設定値の変化の周波数の低い方の面に対して）の時間的尺度において、マグニチュードのより大きい影響を伴ってＥ₉₅帯域幅に影響を与える可能性がある。例えば、光学構成要素経年変化など９６の影響のための他の長期的なパラメータ変化は、例えば、日単位から週単位又は恐らくはより長い時間スケールで発生する恐れがあり、かつ例えばマグニチュードが最も大きい外乱になる可能性もある。後者の２つは、粗い範囲８４内であると考えられる。

開示内容の実施形態の態様によれば、多段アクチュエータ、例えば、２段アクチュエータのフレームワーク内では、制御アクションは、例えば、粗い及び細かいものに分けることができる。粗いアクチュエータは、例えば、単独に又は別のアクチュエータと組み合わせて、例えば、低い周波数で発生するマグニチュードの大きい変化に望ましいであろう。上述したもののようなレーザ光源においては、これは、大きなＥ₉₅設定値変化、ガス経年変化効果、及び負荷サイクル変化の長い時間的尺度成分（例えば、遅い熱負荷変動、レーザ構成要素の経年変化の増加などから生じる）を含むことができる。細かいアクチュエータは、例えば、単独で又は別のアクチュエータと組み合わせて、レーザシステム出力パルスエネルギのようなマグニチュードは小さいが周波数は高い外乱、及び負荷サイクル変化の高速成分（例えば、高速の熱負荷遷移などから生じる）に望ましいであろう。粗いアクチュエータは、例えば、細かいアクチュエータを制御範囲で脱飽和又は再センターリングする役目をすることができる。すなわち、細かいアクチュエータの制御出力は、例えば、最小値又は最大値に向う傾向がある可能性があるので、次に、例えば、粗いアクチュエータは、制御権限が正の方向及び負の方向の両方においては均衡が保たれている場合には、中心にある値、例えば、名目上５０％に向けて細かいアクチュエータを回復するように是正アクションを適用することができる。

粗いアクチュエータに関する１つの実行可能な選択事項は、Ｆ₂ガス注入とすることができ、Ｆ₂ガス注入では、例えば、先に参照した現在特許出願中の特許出願において説明されている方法で、例えば、レーザチャンバのＦ₂濃度を調整することができる。２重チャンバシステムに対しては、細かいアクチュエータに関する利用可能な選択事項の１つは、例えば、「主発振器（ＭＯ）」及び「パワー増幅器（ＰＡ）」又は「パワー発振器（ＰＯ）」パルス電源（図示せず）の整流間のΔｔ_MOPAとして示す相対時間遅延の制御とすることができる。単一チャンバシステムに対しては、代替的に、「線幅狭化モジュール（ＬＮＭ）」回折格子表面の曲率の操作を含むことができる。

開示内容の実施形態の態様によれば、レーザチャンバ内のフッ素（Ｆ₂）ガス濃度を調整することは、有効なＥ₉₅帯域幅粗調整手段になる。チャンバは、全反射「線狭帯域化モジュール（ＬＮＭ）」と部分反射「出力カプラ（ＯＣ）」との間の利得媒体、すなわち、レーザ共振発振共振器を形成することを含む。ＬＮＭは、ＯＣまでの毎回の往復後に入射光のスペクトルを漸進的に狭化する。共振器を通る毎回の往復により、光放出の促進が速められ、従って、光出力エネルギが増大する。最終的には、放出が促進するので発振器の利得媒体内に蓄積されたエネルギの全てが涸渇して、レーザパルスが終了する。チャンバＦ₂濃度を増大すると、例えば、利得が増大し、共振器内のエネルギの蓄積が速められる。蓄積されたエネルギは、次に、更に放出が促進されるので、レーザは、少ない時間で発振閾値を超えるために、より急激に涸渇する可能性がある。光の有限の速度のために、これは、往復回数の低減と同一視することができ、往復回数の低減により、光の線狭帯域化が低減される可能性があり、従って、Ｅ₉₅帯域幅は、増大する可能性がある。チャンバＦ₂濃度を低減することは、反対の効果を有する可能性があり、すなわち、Ｅ₉₅帯域幅が低減される可能性がある。

しかし、Ｆ₂濃度の変化の影響は、多くの側面を有する可能性がある。例えば、このような変化は、例えば、電圧及びエネルギ安定性を含む他の性能パラメータに影響を与える可能性もある。従って、Ｆ₂濃度の調整は、複合的な入力最適制御上の問題を含む可能性がある。図９は、一例として、Ｆ₂濃度が一般的なＭＯＰＡ構成、例えば、Ｃｙｍｅｒ製ＥＬ−７０１０レーザシステムプラットホームからの単一チャンバレーザシステム応答とも類似するものである、例えば、Ｃｙｍｅｒ製「ＸＬＡ ＩＸＸ」、２ＸＸ、又は３ＸＸ多重チャンバレーザシステムプラットホーム（「ＭＯＰＡ」システム）上でＭＯチャンバ内で調節される時にレーザシステムを出る光のＥ９５帯域幅がどのように変る可能性があるかを例示している。図９は、例えば、Ｆ₂濃度を使用するＥ９５帯域幅制御権限を例示している。

開示内容の実施形態の態様によれば、Ｅ₉₅帯域幅を制御するために粗いアクチュエータとしてＦ₂濃度を用いることは、例えば、（１）レーザガスへのＦ２の追加又はレーザ作動時の自然な涸渇は、他のチャンバ性能パラメータに影響を与えるのが十分にゆっくり（例えば、分単位又はそれよりも長い）であることがあるので、他の高速制御装置（エネルギ、波長、タイミングなど）を例えば有効に分離させることができ、かつ例えば別々の周波数の高い制御アクチュエータの制御下で、誤差なく追跡することができる点、及び（２）有効な作動範囲は、望ましい帯域幅振れ発生源、例えば、長期的負荷サイクル変動、ガス経年変化、及び構成要素経年変化などを減衰させるのに十分に大きなものである点を含むいくつかの利点がある。緩やかな変化の方が、ダイナミックレンジが大きい傾向があり、従って、よりゆっくりであるが補正することができ、迅速な応答を必要とする形式の外乱に対してより迅速にターゲットにすることができる外乱に対しては、その逆が当てはまる。

図１０は、例えば、単一チャンバＣｙｍｅｒ製ＥＬＳ−７０１０プラットホームでＥ₉₅帯域幅に関する粗いとして使用される上述のＦ₂注入技術の効果を例示している。図表に表示するデータは、例えば、１０時間試験にわたって、例えば、３０秒毎に、すなわち、約５億回のショットで採取したＥ₉₅帯域幅測定結果を示している。例示的なレーザは、７５％負荷サイクルで発射され、出力エネルギは、１０ｍＪであった。制御装置６０は、Ｅ₉₅を０．８４ｐｍ設定値に調整することができ、「全包含範囲（ＴＩＲ）」は、４５０Ｍ回のショットに対して５０ｆｍ未満であった。図１２は、一例として、例えば、イシハラ・トシヒコ、Ｒａｆａｃ他著「ＸＬＡ−２００：液浸リソグラフィのための第３世代ＡｒＦのＭＯＰＡ光源」、光マイクロリソグラフィＸＶＩＩＩ、編集者Ｂｒｕｃｅ Ｗ．Ｓｍｉｔｈ、ＳＰＩＥ講演論文集、第５７２４巻（２００５年）、７７３ページから７７９ページに説明されているような、例えば、２重チャンバＣｙｍｅｒ製ＸＬＡ２００プラットホーム上でＥ₉₅帯域幅上の粗い起動として用いられる上述のＦ₂注入技術の効果を例示している。図表に表示するデータは、例えば、１０時間試験にわたって３０秒毎に、すなわち、約１．１億回のショットで採取したＥ₉₅帯域幅測定値を示している。例示的なレーザは、７５％負荷サイクルで発射され、出力エネルギは、１０ｍＪであった。制御装置６０は、Ｅ₉₅を約０．２７５ｐｍ設定値に調整することができ、「全包含範囲（ＴＩＲ）」は、１５ｆｍ未満であった。これらの実験の両方は、Ｆ₂注入で達成可能な極めて厳しい管理を例示するものである。

２重チャンバレーザ、例えば、ＭＯＰＡ構成においては、Ｅ９５帯域幅は、ＭＯとＰＡのパルスパワーの整流間のΔｔＭＯＰＡと示す相対時間遅延に感応することが分る。ＭＯパルスは、上述のような持続時間にわたってより線狭帯域化される。この点の影響は、ＰＡチャンバがＭＯチャンバに対して後で発射されるためにＰＡチャンバの方がＭＯパルスの多くの線狭帯域化部分を選択するのでレーザの有効なＥ９５帯域幅が減少する点であることが分る。図１１は、例えば、一般的なＭＯＰＡ構成２重チャンバレーザシステムで差動発射時間が調節される時に、どのようにＥ９５帯域幅が変化する可能性があるかを示している。図１１は、例えば、Δｔ_MOPAを使用したＥ₉₅帯域幅制御権限を例示している。Ｅ₉₅帯域幅を制御するための細かいアクチュエータとしての差動発射時間の使用には、いくつかの利点があり、例えば、（１）Ｅ₉₅の測定及びΔ_MOPAの変化は、いずれも、例えば、ほぼ数十パルス又はそれよりも短い時間的尺度で例えばパルス間で例えば周波数が非常に高い外乱の拒否に対して発生する可能性があり、すなわち、外乱は、非常に迅速に抑制することができ、及び（２）有効作動範囲は、望ましい帯域幅偏差発生源、すなわち、レーザエネルギ及び負荷サイクル変動の周波数の高い影響を例えば減衰／抑制するのに十分に大きいことがある。図１２は、例えば、２段制御装置６０におけるΔｔ_MOPAの細かいアクチュエータ及びＦ₂注入の粗いアクチュエータの効果を例示している。図表に表示するデータは、例えば、７時間試験中に３０秒毎に取得した最大及び最小Ｅ₉₅帯域幅測定値、例えば、２段制御なしのＥ₉₅最小値曲線１００及び２段制御なしの最大値Ｅ₉₅曲線１０２、及び２段制御１０４ありの最小値ｅ₉₅曲線及び類似の最大値Ｅ₉₅曲線１０６を示している。レーザは、７５％負荷サイクル及び名目上１０ｍＪの出力エネルギで、すなわち、曲線１０４及び１０６内のスパイク及び曲線１００及び１０２内の階段状変化により示される３０分毎に９ｍＪと１１ｍＪの間で切り換えられて反射されたものである。下部の組の曲線１０２、１０４は、例えば、１つのアクチュエータのみ、例えば、１つの粗いアクチュエータ、例えば、Ｆ₂注入制御が適用された時の種類の挙動を例示し、上部の曲線１０４、１０６は、例えば、Ｆ₂注入制御と共にＥ₉₅帯域幅を確立するために、かつ０．３５ｐｍの設定値まで移動させるために、例えば、細かいアクチュエータ、例えば、差動整流制御も用いた時の効果を例示している。データは、例えば、タイミング制御によりＥ₉₅測定の限界値の十分な範囲にＥ₉₅帯域幅が安定化された動的改良策を例示している。

例えば、回折格子表面の形状を変えること（又は他の方法で光学縦列内の他の位置で回折格子表面に入射する波面形状を修正すること）により、光学波面を修正すること及び／又はレーザの線狭帯域化モジュール内での波面と、例えば、線狭帯域化モジュール回折格子との相互作用を修正することは、比較的速い時間的尺度で、例えば約秒単位で、例えば微細な解像度でＥ₉₅帯域幅を調整する有効な光学的な方法とすることができる。図１は、Ｅ₉₅と、本質的には大雑把に２次であると分る正規化された回折格子曲率との関係を例示している。Ｅ₉₅帯域幅を制御するために細かいアクチュエータとして回折格子曲率を用いることには、いくつかの利点があり、例えば、（１）回折格子曲率は、迅速に変えることができ、従って、高速の光学波面曲率補正により、外乱を低減し、かつＥ₉₅帯域幅設定値の変化を助けることができ、かつ（２）有効作動範囲は、負荷サイクル変動のようなターゲット帯域幅振れの発生源を減衰／抑制するのに十分に大きなものである。図４は、例えば、回折格子波面曲率の変化を用いて２つのＥ₉₅帯域幅設定値、例えば、約０．８７５ｐｍと約０．７１０ｐｍとの間での遷移を明らかにする、例えば、Ｃｙｍｅｒ製ＥＬＳ−７０１０プラットホームでのＥ₉₅設定値調整を例示している。

ＯＰＥ要件が今後厳しくなる時に、Ｅ₉₅帯域幅を制御するために有効な帯域幅制御技術が必要とされ、現在の受動的方法を補足するより能動的な制御方法が必要になることが予想される。従って、開示内容の実施形態の態様により、本出願人は、この必要性を満足するために一連の粗いアクチュエータ及び細かいアクチュエータ及び２段制御技術を開発している。開示内容の実施形態の態様によりＥ₉₅帯域幅測定の最新の測定でこれらの制御方法を補完することにより、様々な作動外乱の影響を受けている間でさえも高性能Ｅ₉₅安定化及び調整が可能になっている。達成可能なアクチュエータ設計の例としては、例えば、粗いアクチュエータとしてのＦ₂注入制御装置と、細かいアクチュエータとしてのΔｔＭＯＰＡ制御装置又は線狭帯域化モジュール回折格子曲線制御装置の組合せがある。本出願人は、これらの方法が、例えば、業界により必要とされる厳しいＥ₉₅安定性限界及び幅広いＥ₉₅設定値調整を作り出すために、例えば、ＤＵＶ光レーザ光源製品内に組み込むのに適する可能性があることを明らかにしている。

Ｆ₂注入制御は、例えば、先に参照した現在特許出願中の特許出願のうちの１つ又はそれよりも多くにおいて説明されているＪＡＦＦＡ又はＡＦＩのような１つ又はそれよりも多くのアルゴリズムに従って行うことができ、ＢＣＤ制御は、例えば、先に参照した現在特許出願中の特許出願の１つ又はそれよりも多くにおいて詳細が説明されている空圧ＢＣＤ曲げ加工機構でＢＷ誤差フィードバックに基づいて能動ＢＣＤ変形で行うことができ、ｄｔＭＯＰＡは、例えば、帯域幅誤差フィードバックに基づいてΔｔＭＯＰＡを制御するために本出願人の譲渡人の既存の「ＸＬＡ ＸＸＸ」モデルレーザシステムで販売され、かつ上述の特許又は現在特許出願中の出願のうちの１つ又はそれよりも多くにおいて説明されているような例えばタイミング及びエネルギ制御モデルを使用して選択かつ修正することができる。

先に参照した現在特許出願中の特許出願のうちの１つ又はそれよりも多くにおいて説明されているように、帯域幅制御システム、例えば、Ｆ₂注入制御システムは、例えば、パラメータ、例えば、Ｅ₉₅で測定された帯域幅、ＦＷＨＭで測定された帯域幅、ｄｔＭＯＰＡ、ＭＯからのエネルギ出力（Ｅ_mo）、電圧、ＭＯ作動点のような測定値を他のパラメータ、例えば、エネルギターゲット（Ｅ）及び負荷サイクル（ＤＣ）に感応しないようにすることにより、フィードバック制御パラメータの測定誤差信号に及ぼす他のレーザ作動パラメータの影響に感応しないようにすることができる。図１３は、このようなシステムを概略的かつブロック図の形態で例示するものである。図１３は、それぞれのレーザシステム作動パラメータの特定の変化に関する例えば測定数量の信頼性（例えば、測定値におけるＳＮ比による）、及び／又は例えばＦ₂濃度（すなわち、Ｆ₂消費量）の変化のそれぞれの経験的に判断される関係の安定性／予測可能性を反映する「信用」係数にも基づいて、例えば、レーザシステムチャンバ内で（又は１つ又はそれよりも多くのそれぞれのレーザシステムチャンバ内で）消費されたＦ₂量を判断するためにいわゆる「正規化」及び適用された例えばＥ₉₅、電圧、ＭＯＰＡタイミング（ｄｔＭＯＰＡ）、及びＭＯからのエネルギ（Ｅ_MO）（例えば、Ｅ₉₅）として測定される例えば帯域幅を示している。

それぞれのレーザシステム作動パラメータ、例えば、Ｅ₉₅、Ｖ、ｄｔＭＯＰａ、及びＥ_MO測定誤差（選択設定値からの変化）は、一例として図１３に例示するように、何らかの方法、例えば、ローパスフィルタで、例えば、選択した数の測定値、すなわち、それぞれのフィルタ内のＥ₉₅の測定値１１２、１１２’、１１２’’、及び１１２’’’を平均化することによりフィルタ処理することができる。それぞれのフィルタ処理誤差信号は、次に、現在のエネルギターゲット、例えば、レーザシステム全体出力で、例えば、シャッターで測定されたエネルギに対して調整することができる。フィルタ処理パラメータ、例えば、Ｅ₉₅は、次に、例えば、現在のエネルギターゲットに基づく値、例えば、経験的に判断された関係、例えば、それぞれのパラメータＥ₉₅、Ｖ、ΔｔＭＯＰａ、及びＥ_MO、又は他の同様の値、例えば、ｄＶ／ｄＥ、ＤＥ９５／ｄＥ、ｄＦＷＨＭ／ｄＥなどに対して、それぞれのＥ_tgt補正ボックス１１４、１１４’、１１４’’、及び１１４’’’内での推定フッ素消費量

の変化とエネルギターゲットδＥ_tgtの変化との経験的に判断された関係、例えば、

に基づいて、例えば、現在のエネルギターゲットに基づく値、例えば、１０ｍＪをフィルタ処理パラメータから差し引くことにより、エネルギターゲットＥ_tgtに従って修正することができる。次に、それぞれのＤＣ補正ボックス１１６、１１６’、１１６’’、及び１１６’’’において、レーザ作動パラメータ、例えば、Ｅ₉₅誤差は、負荷サイクル、又は他の同様の値、例えば、ｄＶ／ｄＥ、ＤＥ９５／ｄＥ、ｄＦＷＨＭ／ｄＥなどに対する例えばＥ₉₅の感度により負荷サイクルの変化をスケーリングするために、例えば、負荷サイクルから値

が差し引かれ、例えば、負荷サイクルに対して正規化することができる。
例えば、有力可変レーザ性能パラメータ、例えば、負荷サイクル及びシャッターエネルギに対する例えばＥ₉₅、Ｖ、ｄｔＭＯＰＡ、又はＥ_MO感度の推定値は、エネルギ又は負荷サイクルを変えて、例えば、Ｅ₉₅、Ｖ、ｄｔＭＯＰＡ、又はＥ_MOの変化を測定する例えば較正試験を実行することにより推定することができる。

続いて、例えば、方程式（Ｅ_95REF−Ｅ_95N）ｘ（ｄＦ₂／ｄＥ₉₅）に従って、特定の正規化した誤差信号に対してそれぞれのブロック１１８、１１８’、１１８’’、及び１１８’’’において、それぞれの推定フッ素消費量

を計算することができ、ここで、（Ｅ_95REF−Ｅ_95N）は、例えば、２つのそれぞれのパラメータ補正ボックス１１４、１１６の組合せの出力であり、（ｄＦ₂／ｄＥ₉₅）は、

、すなわち、ｄＥ₉₅のような特定のレーザシステム作動パラメータ変化に関する推定フッ素消費量の経験的に判断された感度である。図１３に一例として例示するように、作動パラメータ、例えば、Ｅ₉₅、Ｖ、ｄｔＭＯＰＡ、及びＥ_MOの集合的な変化を補正するそれぞれの推定注入量には、ｎ個のレーザシステム作動パラメータ誤差の各々に対してそれぞれの

を取得するために、それぞれの信用係数、例えば、それぞれのボックス１２０、１２０’、１２０’’、及び１２０’’’内のＣ₁、Ｃ₁、．．．Ｃ_n-1、Ｃ_nを掛けることができ、ｎ個のレーザシステム作動パラメータ誤差は、フッ素消費量の最終推定値を取得するために加算器１２２において合計することができ、フッ素消費量の最終推定値は、次に、例えば、制御アルゴリズムにより注入量と判断されるように、又は時には又は注入量を判断するために、Ｆ₂注入制御アルゴリズムにより使用することができる。例えば、Ｆ₂注入制御アルゴリズムは、

の現在値を注入量_minと比較して、例えば、最終注入

からの総フッ素消費量の現在推定値が注入量_minよりも小さい場合には、例えば注入を停止することができる。

開示内容の実施形態の態様によれば、図１４は、例えば、Ｅ_tgt及び／又はＤＣなどに対して正規化されるフッ素消費量の推定値を判断する修正かつ改善されたアルゴリズム１３０を概略的にブロック図の形式で例示する。例えば、リアルタイムで負荷サイクル感度及びシャッターエネルギ感度を推定するために、ＬＰＦ１１２の後に帰納的最小２乗（ＲＬＳ）フィルタを使用して、例えば、ボックス１１４及び１１６を自動的に特定することができる。ＲＬＳフィルタは、例えば、以下のアルゴリズムを実行することができる。

ここで、ｄ［ｎ］は、例えば、図１４ＭＯエネルギ誤差で示すように、誤差測定の現在値であり、ｗ［ｎ］は、ベクトル内の入力データに対する測定値の感度の推定値であり、ｕ［ｎ］及びＰ［ｎ］は、併せて入力データベクトル内のパラメータ推定値の逆共分散の推定値を形成する。値λは、例えば、λを１に設定すると全てのデータに等しい重みが付けられ、１より小さい値に設定すると、重みが小さいほど古いデータに適用されるような忘却因子である。ｎという用語は、サンプル指数である。入力データ（例えば、電圧データ）のベクトルは、例えば、アルゴリズム１３０の性能を改善するためにそれぞれの誤差測定値（例えば、負荷サイクルデータ）及び（恐らく）他のデータ（例えば、エネルギデータ）を感応しないようにしたいデータを含むことができる。Ｋ、ｅ、ｗ［ｎ］、及びＰ［ｎ］の値を利用すると、例えば、ＤＣ又はエネルギターゲットに基づいて、例えば、信号を修正するために、このような値を使用して誤差信号、例えば、Ｅ_MOを修正することができる。その出力は、例えば、それぞれのボックス１１８、１１８’、１１８’’、及び１１８’’’において、注入推定値サイズ計算を適用する前に、例えば、アナログ加算器１３２及び１３４で負に合計することができる。実際には、データベクトルは、負荷サイクル変化１１６’’’、シャッターエネルギ変化１１４’’’及びオフセットを例えば以下のように含む

本出願人は、このアルゴリズムが実際に非常に良好に機能することができることを明らかにしている。図１５は、例えば、半時間毎に、例えば、ガス補充の後でエネルギターゲットを変更した試験中の例えば電圧へのこのアルゴリズムの適用を示している。曲線１４０は、生電圧測定値データであり、曲線１４２は、調節済み電圧測定値である。開示内容の実施形態の態様によれば、かつ図１５に示すように、正に第１のエネルギターゲット変化時のこのようなＲＬＳ測定値補正アルゴリズム、及びその後の正しくＲＬＳフィルタ１３６を使用するアルゴリズム１３０は、影響を与えるレーザ作動パラメータの変化、例えば、エネルギターゲットの変化の影響を正しく特定し、測定電圧の変化に影響を与える時に補正する。開示内容の実施形態の態様によれば、このアルゴリズムを利用すると、例えば、Ｅ₉₅、Ｖ、ｄｔＭＯＰＡ、又はＥＭＯに関連するそれぞれの調節済み誤差信号によるガス消費量及び注入の影響以外の例えばガス消費量推定値とは無関係なレーザ作動パラメータの影響を除去することができる。

開示内容の実施形態の態様により、本出願人は、例えば、別のパラメータが仕様外れになる恐れがあり、例えば、電圧が上限まで上昇し、その時点で例えば出力エネルギが設定値よりも降下する恐れもあり、かつレーザが運転停止する場合がある場合に、安定した状態に保たれるように、望ましい出力パラメータ、例えば、出力エネルギ設定値を確実に維持することができるようにするために、例えば、フッ素含有量に関して、例えば、電圧に対する十分な制御権限がもはやないレーザ作動の地点として、例えば、本出願の運用上簡単に定めることができるガス寿命終点の終止の範囲の事前予測の方法及び装置を提案する。

開示内容の実施形態の態様によれば、レーザ可変的なガス寿命の長さに合わせて作動することを可能にすることができ、そのガス寿命の長さは、特定の状況の下では、一例として、単に、例えば、レーザ補充から一定の時期又は一定のショット回数などで多少経験的に判断される値の組とすることができる現在の指定のガス寿命期間よりも遙かに長いものになると考えられる。開示内容の実施形態の態様によれば、補充を行うイベント時期は、例えば、ｄＥ９５／ｄＦ₂、ｄ（ΔｔＭＯＰＡ）／ｄＦ₂、ｄｄＶ／ｄＥ、ｄＥ９５／ｄＥ、ｄＦＷＨＭ／ｄＥなど、ｄＶ／ｄＦ₂などのような特定のガス制御アルゴリズム内部状態変数の分析に適用される論理を使用して予測することができる。

そのような装置及び方法は、例えば、Ｆ₂注入アルゴリズムの推定器感度、例えば、ｄＥ９５／ｄＦ₂、ｄ（Δｔ_MOPA）／ｄＦ₂、ｄＶ／ｄＦ₂、ｄＦＷＨＭ／ｄＦ₂、ｄＥｍｏ／ｄＦ₂などを見ること、及び例えば推定器感度が特定の値、例えば極値、例えば極小値又は極小値に対するその近傍に向かう傾向の速度を評価することに用いることができる。図１６から図１８は、一例として、本出願人の譲渡人の「ＸＬＡ ＸＸＸ」レーザのような例えばＸＬＡシステムで得られる実数データを例示している。図１６のプロットは、例えば、他の方法でｄΔｔＭＯＰＡ／ｄＦ２として表すフッ素濃度の変化に対して、例えば、レーザ作動パラメータ、例えば差動発射時間の変化ｄｔＭＯＰＡの感度に関するものである。図で分るように、経時的な値は、例えば、決定可能な期間にわたって、例えば、初めの約１０ｘ１０⁷回のショット（１００Ｍショット）に対して、特定の多少安定した状態値、例えば、〜−２００に収束し、次に、別の値に向う傾向がある例えば決定可能な時間量、例えば１８０Ｍショット、例えば最小感度の境界、すなわち、−５０に着実に向う傾向がある可能性がある。

例えば、ゼロへのそのような収束は、例えば、先に定めたようなガス寿命の終止と相関付けることができる。開示内容の実施形態の態様により、本出願人は、感度の見地からまだ十分に「健康である」というデータの考慮に基づいてガスを判断することができる場合に、限界に到達するか又は境界の何らかの選択された百分率の範囲の値、例えば、限界の９０％に到達することなく、例えば、ガス寿命仕様（例えば、Ｉ００Ｍショット）を過ぎて連続的なレーザ発射を可能にするように、何回のショット又は何時間レーザが作動することができるかを予測することができる装置及び方法を提案する。このような挙動は、例えば、本出願人の譲渡人である「Ｃｙｍｅｒ、Ｉｎｃ．」のＸＬＡ、同様にＫｒＦ（例えば、７ＸＸＸ）製品の両方で、１００ＭショットからＩＢショット以上の範囲であるガス寿命に対して観察された。これは、開示内容の実施形態の態様によれば、何時がシステムがガス寿命の終止に近いか、すなわち、限界の値の何らかの選択可能な境界の値の一部の選べる百分率の範囲及び／又はこのような限界に到達する時期又はショット回数の何らかの選択可能な百分率の範囲かを判断するために、ガス寿命強化が、例えばレーザ制御システムが限界に達したか又は境界の何らかの警報限界値の範囲内であると見るために運転停止の不必要な警報の発生をもたらさないことを保証する何らかの公差係数を選択することができるように、例えば、様々な感度及びレーザ信号を使用する測定基準として実行することができる。

開示内容の実施形態の態様により、光源により生成されたレーザ出力光パルスビームパルスの帯域幅を測定して帯域幅測定値を供給する帯域幅測定モジュールと、帯域幅測定値及び帯域幅設定値を受信して帯域幅誤差信号を供給する帯域幅誤差信号発生器と、帯域幅誤差に応答して細かい帯域幅補正アクチュエータ信号及び粗い帯域幅補正アクチュエータ信号を供給する能動帯域幅コントローラとを含むことができる、線狭帯域化高平均パワー高パルス繰返し数レーザマイクロフォトリソグラフィ光源帯域幅制御方法及び装置を開示することが当業者によって理解されるであろう。細かい帯域幅補正アクチュエータ及び粗い帯域幅補正アクチュエータは、各々、帯域幅誤差を低減する光源挙動のそれぞれの修正を誘導することができる。粗い及び細かい帯域幅補正アクチュエータは、各々、複数の帯域幅補正アクチュエータを含むことができる。粗い帯域幅補正アクチュエータは、低周波数、例えば、分単位から月単位の程度で発生する大振幅外乱をターゲットにすることができ、細かい帯域幅補正アクチュエータは、高周波数、例えば、ミリ秒単位から分単位の程度で発生する小振幅外乱をターゲットにすることができる。大振幅外乱は、製品間で変動する可能性がある大きいＥ₉₅設定値変化、ガス経年変化効果、及び例えば１分にわたる負荷サイクル設定値変化の長い時間スケール成分（例えば、分単位又はそれよりも長い）の群の１つ又はそれよりも多くを含み、かつ小振幅外乱は、例えばｍＪ設定値の１％を超えるレーザシステム出力パルスエネルギ設定値変化及び例えば＜１分の負荷サイクル設定値変化の高速成分（分単位又はそれ未満）を含む群の１つ又はそれよりも多くを含む。装置及び方法は、最小値又は最大値に向う細かいアクチュエータ制御出力の傾向を含むことができ、粗いアクチュエータ制御は、細かいアクチュエータを中心値に向けて戻すように移動させるような是正アクションを適用する。中心値は、制御権限が正方向及び負方向の両方で均衡が保たれる名目上の５０％を含むことができる。開示内容の実施形態の態様により、光源により生成されたレーザ出力光パルスビームパルスのレーザ作動パラメータを測定して、作動パラメータ測定値を供給するレーザ作動パラメータ測定モジュールと、作動パラメータ測定値及びレーザ作動パラメータ設定値を受信して、レーザ作動パラメータ誤差信号を供給するレーザ作動パラメータ誤差信号発生器と、リアルタイム推定フィルタを含み、別のレーザ作動パラメータに対するレーザ作動パラメータの感度に従ってレーザ作動パラメータ誤差信号を修正するレーザ作動パラメータ誤差信号修正器とを含むことができる、線狭帯域化高平均パワー高パルス繰返し数レーザマイクロフォトリソグラフィ光源帯域幅制御方法及び装置を開示する。レーザ作動パラメータ誤差信号修正器は、複数の他のレーザ作動パラメータの各々に対するレーザ作動パラメータの感度に従ってレーザ作動パラメータ誤差信号を修正することができる。レーザ作動パラメータは、帯域幅（Ｅ_XX、すなわち、スペクトルも総エネルギの何らかの部分ＸＸ％の積分）、帯域幅（ＦＷＸＭ、すなわち、最大値の何らかの部分Ｘ％での全幅、例えば、ＦＷＨ（ａｌｆ）Ｍ、ＦＷ（２５％）Ｍ、ＦＷ（７５％）Ｍ、その他）、シードレーザからのエネルギ（Ｅ_MO）、シードレーザと増幅器利得媒体（ｄｔＭＯＰＡ）間の差動発射時間、及び電圧（Ｖ）を含む群から選択することができる。他のレーザ作動パラメータは、負荷サイクル（ＤＣ）、及び例えば出力シャッターでのレーザシステム出力エネルギ（Ｅ_sht）、及び電圧（Ｖ）を含む群から選択することができる。誤差信号修正器は、再帰型フィルタ、例えば、ＲＬＳフィルタを含むことができ、これはまた、以下を実行することができる。

ここで、ｄ［ｎ］は、レーザパラメータ誤差信号の現在値であり、ｗ［ｎ］は、他のレーザ作動パラメータに対する誤差信号の感度の推定値であり、ｕ［ｎ］及びＰ［ｎ］は、併せて他のレーザ作動パラメータの逆分散の推定値を形成し、λは、０．０から１．０までの忘却因子であり、ｎは、サンプル指数である。開示内容の実施形態の態様により、線狭帯域化高平均パワー高パルス繰返し数レーザマイクロフォトリソグラフィ光源フッ素注入制御方法及び装置は、光源のレーザ作動パラメータを測定するレーザ作動パラメータ測定機構と、経時的にレーザ作動パラメータの値の表示を供給するレーザ作動パラメータ追跡機構と、第１の比較的一定の定常状態傾向値と限界値の間のレーザ作動パラメータの値の傾向に基づいてガス充填のための時間を予測するレーザシステムガス補充予測機構とを含むことができる。レーザ作動パラメータは、電圧（Ｖ）及び差動発射時間（ｄｔＭＯＰＡ）、エネルギ百分率積分、すなわち、Ｅ_95%、Ｅ_xx%などでの帯域幅、主発振器からのエネルギＥ_MO、増幅利得媒体、例えば、ＰＡ又はＰＯ、又は他の形式の増幅利得ステージからのエネルギ（例えば、２重チャンバレーザ出力エネルギ）Ｅ_pA、Ｅ_po、又はあらゆる他の増幅利得ステージ、例えば、リングパワー増幅ステージからのＥ、又は例えばシャッターでのレーザシステムからのエネルギＥ_shtなどを含む群から選択することができる。

先に開示した内容の実施形態の態様は、各特許請求の範囲の内容の少なくとも１つの権能付与的な実施形態を開示する要件を満たし、１つ又はそれよりも多くのそのような例示的な実施形態であることのみであり、いかなる点においても、特に特定の開示する実施形態だけに特許請求の範囲のいずれかの範囲も限定しないことを意図することが当業者によって理解されるであろう。特に、均等物の原則の目的に対する特許請求の範囲の解釈に関して、当業者によって理解及び認識されると思われる開示した内容の実施形態の開示した態様に対して、多くの変更及び修正を行うことができる。特許請求の範囲は、範囲及び意味において、本発明の実施形態の開示した態様だけでなく、当業者に明らかであると思われるそのような均等物及び他の修正及び変更を包含するように想定されている。上述の内容の実施形態の開示しかつ請求した態様に対する変更及び修正に加えて、他のものを実施することもできるであろう。

「３５Ｕ．Ｓ．Ｃ．§１１２」を満足するために必要とされる詳細において本特許出願において説明しかつ例示した「表題」の実施形態の特定の態様は、上述の実施形態の態様のあらゆる上述の目的、及び上述の実施形態の態様により又はその目的のあらゆる他の理由で又はその目的にために解決すべき問題を完全に達成することができるが、請求した内容の上述の実施形態のここで説明した態様は、請求した内容によって広く考察された内容を単に例示しかつ代表することは、当業者によって理解されるものとする。実施形態のここで説明しかつ主張する態様の範囲は、本明細書の教示内容に基づいて当業者に現在明らかであると考えられるか又は明らかになると考えられる他の実施形態を漏れなく包含するものである。本発明の「表題」の範囲は、単独にかつ完全に特許請求の範囲によってのみ限定され、いかなるものも特許請求の範囲の詳細説明を超えるものではない。単数形でのこのような請求項における要素への言及は、解釈において、明示的に説明していない限り、このような要素が「１つ及び１つのみ」であることを意味するように意図しておらず、かつ意味しないものとし、「１つ又はそれよりも多い」を意味する意図とし、かつ意味するものとする。当業者に公知か又は後で公知になる実施形態の上述の態様の要素のいずれかに対する全ての構造的及び機能的均等物は、引用により本明細書に明示的に組み込まれると共に、特許請求の範囲によって包含されるように意図されている。本明細書及び／又は本出願の請求項に使用され、かつ本明細書及び／又は本出願の請求項に明示的に意味を与えられたあらゆる用語は、このような用語に関するあらゆる辞書上の意味又は他の一般的に使用される意味によらず、その意味を有するものとする。実施形態のいずれかの態様として本明細書で説明した装置又は方法は、それが特許請求の範囲によって包含されるように本出願において開示する実施形態の態様によって解決するように求められる各及び全て問題に対処することを意図しておらず、また必要でもない。本発明の開示内容におけるいかなる要素、構成要素、又は方法段階も、その要素、構成要素、又は方法段階が特許請求の範囲において明示的に詳細に説明されているか否かに関係なく、一般大衆に捧げられることを意図したものではない。特許請求の範囲におけるいかなる請求項の要素も、その要素が「〜のための手段」という語句を使用して明示的に列挙されるか又は方法の請求項の場合にはその要素が「作用」ではなく「段階」として列挙されていない限り、「３５Ｕ．Ｓ．Ｃ．§１１２」第６項の規定に基づいて解釈されないものとする。

米国の特許法の準拠において、本出願人は、本出願の明細書に添付されたあらゆるそれぞれの請求項、一部の場合には１つの請求項だけにおいて説明した各発明の少なくとも１つの権能付与的かつ作用する実施形態を開示したことが当業者によって理解されるであろう。本出願人は、開示内容の実施形態の態様／特徴／要素、開示内容の実施形態の作用、又は開示内容の実施形態の機能を定義し、及び／又は開示内容の実施形態の態様／特徴／要素のあらゆる他の定義を説明する際に、随時又は本出願を通して、定義的な動詞（例えば、「ｉｓ」、「ａｒｅ」、「ｄｏｅｓ」、「ｈａｓ」、又は「ｉｎｃｌｕｄｅ」など）、及び／又は他の定義的な動詞（例えば、「生成する」、「引き起こす」、「サンプリングする」、「読み取る」、又は「知らせる」など）、及び／又は動名詞（例えば、「生成すること」、「使用すること」、「取ること」、「保つこと」、「製造すること」、「判断すること」、「測定すること」、又は「計算すること」など）を使用した。あらゆるこのような定義的語又は語句などが、本明細書で開示する１つ又はそれよりも多くの実施形態のいずれかの態様／特徴／要素、すなわち、あらゆる特徴、要素、システム、サブシステム、処理、又はアルゴリズムの段階、特定の材料などを説明するのに使用されている場合は、常に、本出願人が発明しかつ請求したものに関する本発明の範囲を解釈するために、以下の制限的語句、すなわち、「例示的に」、「例えば、」、「一例として」、「例示的に単に」、「例示的にのみ」などの１つ又はそれよりも多く又は全てが先行し、及び／又は語句「することができる」、「する可能性がある」、「かもしれない」、及び「することができるであろう」などのいずれか１つ又はそれよりも多く又は全てを含むと読むべきである。全てのこのような特徴、要素、段階、及び材料などは、たとえ特許法の要件の準拠において本出願人が特許請求した内容の実施形態又はいずれかの実施形態のあらゆるそのような態様／特徴／要素の単一の権能付与的な実施例だけを開示したとしても、１つ又はそれよりも多くの開示した実施形態の単に可能な態様として説明されており、いずれかの実施形態のいずれか１つ又はそれよりも多くの態様／特徴／要素の唯一の可能な実施、及び／又は特許請求した内容の唯一の可能な実施形態としで説明していないと考えるべきである。本出願又は本出願の実施において、特許請求の範囲のあらゆる開示する実施形態又はあらゆる特定の本発明の開示する実施形態の特定的な態様／特徴／要素が、特許請求の範囲の内容又はあらゆるそのような特許請求の範囲に説明されるあらゆる態様／特徴／要素を実行する１つ及び唯一の方法になると本出願人が考えていることを明示的かつ具体的に特に示さない限り、本出願人は、本特許出願の特許請求の範囲の内容のあらゆる開示する実施形態のあらゆる開示した態様／特徴／要素又は実施形態全体のあらゆる説明が、特許請求の範囲の内容又はそのあらゆる態様／特徴／要素を実行するそのような１つ及び唯一の方法であり、従って、特許請求の範囲の内容の他の可能な実施例と共にあらゆるそのように開示した実施例を包含するのに十分に広範囲にわたるものであるあらゆる特許請求の範囲をこのような開示した実施形態のそのような態様／特徴／要素又はそのような開示した実施形態に限定するように解釈されることを意図していない。本出願人は、１つ又は複数の親請求項に説明した特許請求の範囲の内容又は直接又は間接的に従属する請求項のあらゆる態様／特徴／要素、段階のようなあらゆる詳細と共にいずれかの請求項に従属する従属請求項を有するあらゆる請求項は、親請求項の説明事項が、他の実施例と共に従属請求項内に更なる詳細を包含するのに十分に広範囲にわたるものであること、及び更なる詳細が、あらゆるこのような親請求項で請求する態様／特徴／要素を実行し、従って従属請求項の更なる詳細を親請求項に取り込むことによって含むあらゆるこのような親請求項のより幅広い態様／特徴／要素の範囲をいかなる点においても制限するいずれかの従属請求項に説明されるいずれかのこのような態様／特徴／要素の更なる詳細に限られる唯一の方法ではないことを意味するように解釈されるべきであることを具体的、、明示的、かつ明解に意図するものである。

４２ レーザチャンバ及び光学要素
４４ 測定モジュール
５０ 外乱
５２ レーザ光源パワーレーザ光パルスビーム

Claims (9)

1. 線狭帯域化高平均パワー高パルス繰返し数レーザマイクロフォトリソグラフィ光源帯域幅制御システムであって、
   光源によって生成されたレーザ出力光パルスビームパルスのレーザ作動パラメータを測定して、レーザ作動パラメータ測定値を供給するレーザ作動パラメータ測定モジュールと、
   前記レーザ作動パラメータ測定値及びレーザ作動パラメータ設定値を受信して、レーザ作動パラメータ誤差信号を供給するレーザ作動パラメータ誤差信号発生器と、
   リアルタイム推定フィルタを含み、別のレーザ作動パラメータに対する前記レーザ作動パラメータの感度に従って前記レーザ作動パラメータ誤差信号を修正するレーザ作動パラメータ誤差信号修正器と、
   を含むことを特徴とするシステム。
2. 前記レーザ作動パラメータ誤差信号修正器は、複数の他のレーザ作動パラメータの各々に対する前記レーザ作動システムパラメータの感度に従って前記レーザ作動パラメータ誤差信号を修正する、
   ことを更に含むことを特徴とする請求項１に記載の装置。
3. 前記レーザ作動パラメータは、帯域幅（Ｅ_xx）、帯域幅（ＦＷＸＭ）、シードレーザからのエネルギ（Ｅ_MO）、該シードレーザと増幅器利得媒体の間の差動発射時間（ｄｔＭＯＰＡ）、及び電圧（Ｖ）を含む群から選択される、
   ことを更に含むことを特徴とする請求項１に記載の装置。
4. 前記他のレーザ作動パラメータは、負荷サイクル（ＤＣ）、レーザシステム出力エネルギ（Ｅ_sht）、及び電圧（Ｖ）を含む群から選択される、
   ことを更に含むことを特徴とする請求項１に記載の装置。
5. 前記誤差信号修正器は、再帰型フィルタを含む、
   ことを更に含むことを特徴とする請求項４に記載の装置。
6. 前記誤差信号修正器は、ＲＬＳフィルタを含む、
   ことを更に含むことを特徴とする請求項１に記載の装置。
7. 前記誤差信号修正器は、
   

   

   を実施し、ここで、ｄ［ｎ］は、前記レーザパラメータ誤差信号の現在値であり、ｗ［ｎ］は、前記他のレーザ作動パラメータに対する前記誤差信号の感度の推定値であり、ｕ［ｎ］及びＰ［ｎ］は、併せて該他のレーザ作動パラメータの逆分散の推定値を形成し、λは、０．０から１．０の忘却因子であり、ｎは、サンプル指数である、
   ことを更に含むことを特徴とする請求項１に記載の装置。
8. 線狭帯域化高平均パワー高パルス繰返し数レーザマイクロフォトリソグラフィ光源フッ素注入制御システムであって、
   光源のレーザ作動パラメータを測定するレーザ作動パラメータ測定機構と、
   経時的に前記レーザ作動パラメータの値の表示を供給するレーザ作動パラメータ追跡機構と、
   第１の比較的一定の定常状態傾向値と限界値の間での前記レーザ作動パラメータの前記値の傾向に基づいてガス充填のための時間を予測するレーザシステムガス補充予測機構と、
   を含むことを特徴とするシステム。
9. 前記レーザ作動パラメータは、電圧（Ｖ）、差動発射時間（ｄｔＭＯＰＡ）、エネルギ百分率積分、すなわち、Ｅ_XX%での帯域幅、主発振器からのエネルギ（Ｅ_MO）、増幅利得媒体からのエネルギ、又はシャッターでのレーザシステムのエネルギ出力Ｅ_shtを含む群から選択される、
   ことを更に含むことを特徴とする請求項８に記載の装置。

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