JP5868396B2 - ウェハ検査ツールにおける深ｕｖレーザの寿命の延長 - Google Patents

Description

［関連出願に対する相互参照］
本開示は、２０１０年６月２５日に出願された米国仮出願第６１／３５８，８７３号、また同様に、２０１０年９月２１日に出願された米国仮出願第６１／３８４，７９５号に関しており、上述した仮出願の両方に対して優先権を主張する。

本発明は、集積回路処理の分野におけるものであり、特に、ウェハ検査システムの分野におけるものである。

ウェハ検査システム、特にＫＬＡ−Ｔｅｎｃｏｒによって製造されたＳｕｒｆｓｃａｎツールなどの、パターンなしウェハ検査システムは、ビームがウェハに向けられるレーザ光源を利用する。図１ａは、ウェハ検査システム１００の一部分を示し、光源からの光がウェハに衝突することを含む。レーザ源１０５から出るビーム１０２は、ウェハ１２０に到達する前に、ビーム形成光学部品１１０および合焦要素１１５を通って移動する。入射光は、スポットサイズ１２６でウェハ１２０に衝突する。ウェハ１２０は、ステージ１２４上のウェハチャック１２２上に配置される。

ウェハ検査システムはまた、散乱光収集光学部品（ＳＬＣＯ）１２８、光検出器（光センサとも呼ばれる）１３５、およびデジタイザ１３７を含むことができる。これらは、ウェハおよびウェハ上の局所点欠陥からの散乱光を収集し、散乱光をデジタル電気信号に変換するように機能し、デジタル電気信号は、その後、画像／データ処理コンピュータ１４０（以降でＩＭＣと呼ばれることになる）に転送されうる。

散乱光１３０は、ＳＬＣＯによって収集され、デジタイザ１３７に結合された、光検出器１３５とすることができる１つまたは複数のセンサ１３５によってデジタル電気信号に変換される。ステージ１２４および光学部品１１０用のコントローラ１４２を含むことができるＩＭＣ１４０は、センサ１３５からの信号を解析する。

ウェハ検査システムは、種々のタイプのウェハスキャニングを利用しうる。スキャン速度およびスポットサイズは、スキャンタイプに応じて必要とされるサンプリング時間に関連する。
１．ＸＹラスタースキャンは、固定入射ビームを利用し、一方、ウェハは、ウェハのラスタースキャンを生成するためにｘおよびｙ方向に並進する。ラスタースキャン中に、散乱光のサンプルが、デジタイザによって収集され、解析のためにＩＭＣに転送される。ＸおよびＹ方向における必要とされるサンプリング時間間隔は、少なくとも２Ｘスポットサイズ／Ｘビーム速度および少なくとも２Ｙスポットサイズ／２Ｙビーム速度である。ラスタリング方向におけるスキャンのピッチ（Ｙ方向として指定されることになる）は、少なくともＹスポットサイズの半分であるべきである。本開示のために、スポットサイズは、全ての点の光パワー密度が最大スポットパワー密度の１／ｅ２より大きいウェハの照射部分のサイズとして規定される。
２．Ｒシータスパイラルスキャンは、固定入射ビームを利用し、一方、ウェハは、ウェハのスパイラルスキャンを生成するために、Ｒにおいて並進しシータ方向に回転する。スパイラルスキャン中、散乱光のサンプルが、デジタイザによって収集され、解析のためにＩＭＣに転送される。Ｒおよびシータ方向における必要とされるサンプリング時間間隔は、少なくとも２Ｘスポットサイズ／シータビーム速度および少なくとも２Ｙスポットサイズ／２Ｒビーム速度である。スパイラルスキャンのＲピッチは、Ｙスポットサイズの少なくとも１／２であるべきである。
３．ウェハおよびビームが共に移動する、より複雑なウェハスキャンもまた可能である。本発明の原理はまた、複雑なウェハスキャンについて使用されうる。

図１ｂは、システムのレーザ源部分を備えることができる深ＵＶレーザ源の実施形態の拡大図である。深ＵＶ（ＤＵＶ）レーザ１４２は、１次レーザビームを生成するグリーンレーザ１４５であって、グリーン波長は、グリーンレーザを生成するために使用される方法および材料に応じて、５１４ｎｍと５７０ｎｍとの間に入ることができる、グリーンレーザ１４５と、ＤＵＶレーザビーム１５２を生じるために、周波数２倍器として働く非線形結晶１５０とを含むことができる。したがって、ＵＶ波長は、グリーンレーザの波長の半分であり、波長は２５７ｎｍと２８５ｎｍとの間の範囲にある。非線形結晶のタイプの例は、ベータホウ酸バリウム（ＢＢＯ）およびホウ酸セシウムリチウム（ＣＬＢＯ）を含むが、それに限定されない。結晶１５０の位置を調整するスポットチェンジャステージ１５５が含まれることができる。

合焦要素は、ビームウェスト１２５まで狭めるようにビームを形作る。図１ｃは、ビームウェストの拡大図を示し、ビームウェストプロファイルを特徴付ける焦点深度および角度発散などのパラメータを示す。ビームウェストは、ビーム幅のＸＹ断面が最小になるＺ位置に配置される（本発明のために、Ｚ軸は、本図に示すように規定されることに留意されたい）。ビームウェストのこのＺ位置は、Ｘ軸に沿って測定されるビーム最小半径が、Ｙ軸に沿って測定される最小半径と異なるＺにおいて起こる場合、異なるＺ値において起こる場合がある。ビームウェストがウェハ表面１２０に配置される場合、最適焦点が達成される。再現性がありかつ感度が高い測定を得るために、ビーム１０２は、ウェハ１２０上に合焦される必要がある。前部ウェハ表面が、ＸとＹの両方の次元において入射ビームの焦点に位置すること、すなわち、ＸおよびＹのビームウェストが、前部ウェハ表面の平面と同じ平面にあることが重要である。Ｘおよび／またはＹのビームウェストが、前部ウェハ表面の平面と同じ平面にない場合があるいくつかの考えられる理由が存在する。
・１．ウェハが初期システムアライメント状態からＺにおいて移動したため、または、ＸおよびＹのビームウェストが初期システムアライメントに対してその位置を均等に変えたため、ＸおよびＹのビームウェスト位置は、初期システムアライメント状態から均等に変位する。これらの場合、レーザビームは非点収差がない。
・２．ＸおよびＹのビームウェスト位置は、互いに対して変位する。これは、周波数２倍非線形結晶の経年変化による場合がある。この場合、非点収差が、レーザビームに存在する。非点収差は、図１ｄに絵で示される。
新しく構築され位置合わせされた較正済みシステム内のある程度の初期非点収差であって、初期非点収差を考慮するシステム性能マージンに従って許容されうる、ある程度の初期非点収差が一般に存在することに留意されたい。非点収差増加に寄与する重要な因子は、以降で述べられるように、非線形結晶の経年変化である。この因子は、スポットサイズの少なくとも一方（ＸまたはＹ）が、意図されるものよりずっと大きい点まで非点収差を誘起しうる。

ウェハ検査ツールで使用される約２００〜２８５ｎｍより短い波長を有するＤＵＶレーザの場合、周波数２倍器として使用されるレーザ非線形結晶は、制限された寿命を持つことは、知られている問題である（本明細書で述べるレーザおよびレーザ結晶のタイプは一例であるが、これは、結晶ベースレーザについて一般的な現象であり、その詳細は、パワー密度、波長、および結晶のタイプに依存することに留意されたい）。ＤＵＶレーザ事例における結晶の劣化は、これらの波長における高い光子エネルギーによってもたらされると考えられる。

米国特許出願公開第２００９／０２１８４８８号明細書 米国特許出願公開第２００７／００７２０９９号明細書

レーザ結晶が経年変化し劣化するにつれて、ビームウェスト位置がドリフトする可能性があり、また、ｘおよびｙのビームウェスト位置が異なるレートでドリフトする可能性があり、非点収差のドリフトをもたらし、同様にウェハ上の照射スポットサイズを増加させる。これは、測定精度および感度に悪い影響を及ぼすことになる。応答、すなわち、関心の欠陥からの散乱信号は、変化することになり（不安定性）、また、減少することになる（感度の喪失）。合焦ズレが一定の限界に達するときのこの不安定性の補正は、頻繁でかつ費用がかかる、ツールの整備、較正、再アライメント、スポットサイズ変更、レーザ光が結晶（結晶は、一般に、レーザ結晶より著しく大きい）に衝突する周波数２倍器レーザスポットの切換え、すなわち結晶の回転またはその他の方法での移動、あるいはレーザの早期交換を必要とする。

本明細書で開示されるのは、通常のツール運転中に取得されるウェハ検査データを使用した、リアルタイムでのレーザビームウェスト位置ドリフトの自動補正のための方法および装置である。

同様に本明細書で開示されるのは、レーザに対して内部または外部で使用するための改良型レーザ非点収差補正器である。

ウェハ検査システム１００の一部分を示す図であり、光源からの光がウェハに衝突することを含む。 深ＵＶレーザ源の実施形態の拡大図である。 ビームウェストの拡大図である。 非点収差を絵で示す図である。 ビームウェストおよび非点収差ドリフト補正方法の実施形態を述べる高レベルフロー図である。 例示的なアルゴリズムによるコンピュータコントローラの制御ループ決定の実施形態をより詳細に述べるフローチャートである。 図３ａのフローチャートの続きである。 上述したプロセスフローで使用されうる本発明のレーザ非点収差補正器レイアウトの第１の例示的な実施形態を示す図である。 上述したプロセスフローで使用されうるレーザ非点収差補正器ライアウトの第２の例示的な実施形態を示す図である。 本発明の非点収差補正器実施形態の拡大図を示す図である。

ビームウェスト位置ドリフトおよび非点収差ドリフトの補正のための現行の慣行は、ビームウェスト位置がＸとＹにおいて同じ量だけ変化する場合に（すなわち、非点収差なしの状態で）ツールを再較正することである。非点収差は、一般に、周波数２倍器結晶上の各スポットについての一定寿命であって、特定のスポットの実際の寿命より一般に短い、一定寿命を仮定することによって取り扱われる。新しいスポットを露光するために周波数２倍器結晶を移動させる定期的な保守が、通常処方される。この方法は問題がある。スポットが変更されるたびに、ツール性能の検証およびツールの再較正が必要とされる。同様に、定期的保守が、実際のスポット寿命より短い間隔でスケジュールされなければならないため、また、結晶上の利用可能なスポットの数が制限されるため、この方法は、非常に高価なレーザ結晶の早期変更をもたらす。顧客ツールのダウンタイムは、高いコストを付加する。

上述したビームウェスト位置ドリフトおよび非点収差ドリフトの補正のための標準的な方法は、時間がかかり高価であり、ウェハ検査ツールの所有のコストを著しく増加させる。本明細書で開示されるのは、通常のツール運転中に取得される測定値を利用する、すなわちウェハ検査データを利用する自動の非点収差およびウェスト位置補正のための装置および方法である。この情報は、非点収差およびビームウェストドリフトの補正用のフィードバックとして使用される。緩徐サーボ制御ループを用いて測定されたドリフトを補償するメカニズムが使用される。ビームウェストドリフトおよび非点収差ドリフトが比較的緩徐なプロセスであるため、サーボ制御ループは速くある必要はない。したがって、ビームウェストおよび非点収差補正は、ウェハスキャン間で小さなインクリメントで起こりうる。したがって、補正は、ツールのスループットを減少させず、また、測定のさらなる不安定性を全く導入しない。

本発明の装置の実施形態は、ウェハチャック１２２にＺステージを付加し、またさらに、レーザ源１０５の内部かまたはレーザ源１０５に近いが外部の非点収差補償デバイスまたは非点収差補正器、および、ＸおよびＹのビーム方向におけるスポット合焦ズレを測定するための手段を含む。合焦ズレは、以降で述べるように、スポットサイズを基準スポットサイズと比較することによって判定される。

図２は、ビームウェストおよび非点収差ドリフト補正方法の実施形態を述べる高レベルフロー図を示す。この補正アルゴリズムは、例示的であり制限的でないことに留意されたい。

ステップ２００にて、ビームスキャンデータを使用して、ｘおよびｙ方向のスポットサイズを、目下較正済みのレーザから得られ、かつ、ツールの適切な運転について許容可能なスポットサイズ範囲に従って規定されることができる基準スポットサイズと比較する。

ステップ２０５にて、測定されたスポットサイズが基準スポットサイズより大きい場合、ステージ上のｚ調整を使用して、測定されたスポットサイズが、以下で規定されるｘ方向の基準スポットサイズに減少するまで、ステージを上下に移動させる。この例証のために、ｘ方向が、より安定したビームウェスト位置を有する軸に位置合わせされ、したがって、ｚステージによって調整されると、本発明者等は定義することになる。上と下の両方のｚ調整後に、スポットサイズが基準スポットサイズより大きいままである場合、レーザ結晶の再アライメント、再較正、または置換が必要とされる。

ステップ２１０にて、基準スポットサイズが（先に規定されたように）ｘ方向において達成されるが、測定されたスポットサイズがｙ方向の基準より大きい、すなわち焦点ズレである場合、これは、非点収差のせいであると思われる。

ステップ２１５にて、ｙ方向のウェスト位置を、基準値に対する最も近い近似に達するまで、移動させるように非点収差補正器を関与させる。

ここでステップ２００を参照して：
ウェハスキャン中に、散乱光が、ウェハ表面上の欠陥から検出される。一般に、これらの欠陥は、レーザビームの直径に比べて直径が著しく小さく、サンプリング距離がスポットサイズより小さい。スパイラルまたはラスタースキャンタイプのスキャニングスキームは、光検出器（または他のセンサ）信号によって提供されるｘ次元とｙ次元の両方のレーザビーム強度の測定値をもたらす。これらの入って来る強度信号は、コンピュータ１４０によって解析され、コンピュータ１４０は、ｘおよびｙのガウス強度分布を計算し、ｘ方向およびｙ方向のスポットサイズを計算する。コンピュータには、システム較正中に得られ、記憶されたであろうｘ方向およびｙ方向の基準スポットサイズが記憶される。

図３ａは、先のステップ２０５〜２１５で概説されるアルゴリズム実施形態における、コンピュータコントローラの決定をより詳細に述べるフローチャートの始まり部分である。このアルゴリズムは、例示的であり制限的でないことに留意されたい。フローチャートは、図３ｂに続く。

ステップ３００、３０５、３１０、３１５、３２０は、ウェハスキャンデータを使用して、ｘおよびｙのスポット直径を測定することを含む。ビームウェストは、最小スポット直径位置で起こるため、スポット直径の測定はビームウェスト位置に結び付けられることに留意されたい。ステップ３２５〜３３４は、目下のスポット直径と前のまたは基準のスポット直径との間のデルタを確定することを含む。ステップ３４０、３４５は、ｘ方向への粗い補正のためにビームウェスト位置を移動させるために、ステージを上または下に移動させる（それに続いて、ｚ移動が、スポットサイズを基準サイズに向かって移動させることであるか、合焦されたサイズに向かって移動させることであるかを判定するために、スポット直径の再測定が行われる）ことを含む。ステップ３５０は、ｙ方向への微小補正のためにビームウェスト位置を移動させるために、非点収差補正器を関与させることを含む。ステップ３５５は、ｚステージ移動が、ｘ方向へのより微妙なビームウェストドリフトを補正できない場合、結晶を変更する、ツールを再位置決めする、またはツールを再較正することを含む。

図４ａは、上述したプロセスフローで使用されうるレーザ非点収差補正器レイアウトの第１の例示的な実施形態を示す。この実施形態は、例示的であり制限的でないことに留意されたい。この実施形態では、非点収差補正器４００は、システム照射経路４１０内でレーザ４０５の外部に配置される。あるいは、図４ｂに示すように、非点収差補正器は、レーザ組立体の一体部分としてレーザの内部に実装されうる。多くのタイプの非点収差補正器が、このレイアウトで使用されうることが同様に留意されるべきである。レーザ非点収差補正の既知の方法は、円筒ミラーを使用する。この方法は、「Ｕｓｅ ｏｆ ｌａｓｅｒ ｄｉｏｄｅ ｉｎ ｊｏｉｎｔ ｔｒａｎｓｆｏｒｍ ｃｏｒｒｅｌａｔｏｒ」Ｏｐｔ．Ｅｎｇ．４３，１７５１（２００４）；ｄｏｉ：１０．１１１７／１．１７６３５９０に記載される。既知のレーザ非点収差補正器に加えて、本発明の非点収差補正器が、本明細書で開示される。レーザ非点収差補正器４００は、レーザ伝播方向を横切る直交方向に異なる屈折率を有する複屈折結晶内に光子束を合焦させる高調波生成レーザに関連する軸方向非点収差を減少させるように設計される。このタイプのレーザは、静的と動的の両方の非点収差を有する可能性があり、後者は、レーザ予防保守サイクルの頻度に比較してドリフトレートが速いときに、特に扱うのが難しい。したがって、調整可能非点収差補正器が提案され、その補正器は、従来の円筒レンズの補正方法に対していくつかの利点を有する。

図５は、調整可能非点収差補正器の実施形態を示す。調整可能非点収差補正器は、０．５°、１°、または２°などの小さなウェッジ角度を有する２つのウェッジ付きプレート５００、５０５からなる。ウェッジは、調整可能傾斜角度を有する。ウェッジは、ｘｚ平面またはｙｚ平面内に配向されたレーザ５０７からのビーム５０６の経路内に搭載されて、２つの平面間の非対称性を補正する。ウェッジプレートを平面の一方に対して傾斜させることによって、その平面内でのビーム発散が、非点収差を補償するように調整されうる。プレートは、元のビーム品質を劣化させないように、ガラスなどの非常に高品質の透明材料で作られることができる。両方のウェッジは、同一とすることができ、また、一方を他方に対して傾斜調節(tilt-tune)する必要を回避するために同じ大きさのガラスシートから製造されうる。２つのウェッジは、反対方向を指して設置される、すなわち、いずれか一方は上を指し、他方は下を指す、または、一方はビームの左側を指し、他方はビームの右側に向く。ウェッジ方向のこの反対配置は、一旦ウェッジが位置合わせされるときの任意のビーム指示誤差をなくす。各ウェッジは、同じ平面内で、かつ、その肉厚の端部から同じ方向に傾斜し、２つのウェッジは、互いに対して光学軸５２０の周りに１８０°だけ回転し、したがって、両方の平面によって個々に生成されることになるビームオフセットをなくす。ウェッジプレート５００、５０５は、非点収差補正器部分組立体５２５になるように構成されることができる。円筒レンズ補正器に対する本発明の非点収差補正器の利点は、以下を含む。
１．十分に高品質の円筒レンズは、製造するのが難しく、また、それらのレンズは、ほんの軽微な非点収差補正を適用するために、非常に長い焦点距離を必要とする。対照的に、本明細書で開示される反対傾斜式／反対回転式ウェッジは、大幅に調整可能であり、また、他の波面品質問題をレーザビームにもたらさない非常に平坦な表面によって作られうる。
２．この傾斜式波長板設計は、従来のビームエキスパンダ、たとえばケプラー式望遠鏡（部分組立体５２５として図に示す）の内部に配置されうる。これは、非常に薄いウェッジおよび小さな傾斜角度（一般に＋／−０〜２°）を可能にすることになり、組立体をコンパクトでかつ安定性と精度の改善のために所定の屈曲を使用して設計されることを可能にする。ウェッジ中心厚は、１〜５ｍｍの範囲にあるとすることができ、また、ウェッジ直径および狭角に応じて、上部から下部への厚さ変動は、５０μｍ〜１ｍｍの範囲にあるとすることができる。
３．球形態と円筒形態の両方の合焦要素を通常含む多要素ウェストリレータイプ非点収差補正器は、各合焦要素、すなわちレンズの間隔および場所を確定するために、固定基準平面に対する正確なｘおよびｙのウェスト場所の知識を必要とする。本発明の傾斜式波長板非点収差補正器は、迅速なフィードバックを可能にするｘウェストとｙウェストとの間の相対的距離の知識を必要とするだけである。

表１は、等しくかつ反対の非点収差補正を提供するために、異なるウェッジ角度についての非点収差および必要な傾斜角度の数値を示す。ＩＳＦ（改善スケールファクタ(Improved Scale Factor)）は、所与の範囲のウェッジ傾斜角度について補正可能である最大非点収差の一部である。各プレートの公称ウェッジにより、また、この実施形態が、ビームがコリメートされないビームエキスパンダの内部にウェッジを設置することによって、レーザが、たとえゼロ非点収差で開始しても、ウェッジは、非ゼロ傾斜を必要とすることに留意されたい。ＲＲ（レイリー範囲）は、レーザスポットサイズを√２だけ増加させるか、または、ビームエリアを２倍だけ増加させるためのｚ距離（レーザ焦点深度または共焦点として知られるものの半分である）である。Ｐ−Ｖは、ピーク−谷であり、波またはＯＰＤ（光学経路差(Optical Path Difference)）で測定される、振幅の２倍である。値は、７μｍスポットサイズについて例示的であることに留意されたい。この値は例示的であり、スポットサイズはこの値に限定されない。

本明細書で述べる実施形態またはその所定部分は、コンピュータ実装式とすることができる。コンピュータシステムは、バスを介して互いに通信する、プロセッサ（たとえば、プロセッサコア、マイクロプロセッサ、コンピューティングデバイスなど）、主メモリ、およびスタティックメモリを含むことができる。機械は、さらに。ディスプレイユニットを含むことができ、ディスプレイユニットは、タッチスクリーンか、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）か、発光ダイオード（ＬＥＤ）か、または陰極線管（ＣＲＴ）を備えることができる。コンピュータシステムはまた、人入力／出力（Ｉ／Ｏ）デバイス（たとえば、キーボード、英数字キーパッドなど）、指示デバイス（たとえば、マウス、タッチスクリーンなど）、ドライブユニット（たとえば、ディスクドライブユニット、ＣＤ／ＤＶＤドライブ、有形コンピュータ可読取外し可能媒体ドライブ、ＳＳＤストレージデバイスなど）、信号生成デバイス（たとえば、スピーカ、オーディオ出力など）、およびネットワークインタフェースデバイス（たとえば、イーサネットインタフェース、有線ネットワークインタフェース、無線ネットワークインタフェース、伝播信号インタフェースなど）を含むことができる。

ドライブユニットは、上述した方法の任意の１つまたは全てを具現化する命令のセット（たとえば、ソフトウェア、ファームウェア、ミドルウェアなど）がそこに記憶される機械可読媒体を含むことができる。命令のセットはまた、主メモリ内および／またはプロセッサ内に完全にまたは少なくとも部分的に存在することを示される。命令のセットは、さらに、ネットワークバスを通じてネットワークインタフェースデバイスを介して送受信されることができる。

本発明の実施形態は、ある形態の処理コア（コンピュータのＣＰＵなど）上で実行される、あるいはそうでなければ、機械またはコンピュータ可読媒体上でまたはその中で実装または実現される命令のセットとして、または、命令のセットをサポートするために使用されることができることが理解される。機械可読媒体は、機械（たとえば、コンピュータ）によって可読である形態で情報を記憶または送信するための任意のメカニズムを含む。たとえば、機械可読媒体は、読出し専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、磁気ディスク記憶媒体、光記憶媒体、フラッシュメモリデバイス、電気、光、音響、または他の形態の伝播信号（たとえば、搬送波、赤外線信号、デジタル信号など）、あるいは、情報を記憶または送信するのに適した任意の他のタイプの媒体を含む。

本明細書の装置および方法の実施形態は、レーザビームウェスト位置ドリフト（粗い補正）および非点収差（微小補正）の自動補正を可能にする。図３のフローチャートは、非点収差補正器の考えられる使用を含む、決定プロセスを述べる。本発明の非点収差補正器が開示される。可変非点収差補正システムについての非常に柔軟性のある設計が提供され、システムは、非常に高い品質の容易に入手可能な干渉計伝送フラットから作られうる。本発明の設計は、ｘおよびｙの非点収差ウェストを位置特定するために固定基準を有することを必要とせず、本発明の設計は、両方のウェスト間の相対的距離測定を有することを必要とするだけであり、ウェハ検査システムの自身の組込み式測定能力を使用して「ライブで(live)」調整されうる。本明細書で開示される装置および方法の実施形態は、結晶が経年変化しても、レーザビーム非点収差が、ビーム品質を維持するために補正されうる閉ループフィードバック配置構成を提供する。開示される本発明の補正器の場合と同様とすることができる、または、入手可能な補正器とすることができる非点収差補正器は、電動化され、フィードバックおよび制御システムによって自動化される。システムは、ウェハ表面における非点収差の測定を可能にし、次に、非点収差を補正するためにその測定値をフィードバックループで使用する。結果として、レーザビームスポットが、長期期間にわたってその特性を変えず、したがって、レーザ寿命のかなりの延長を可能にする。

本明細書で開示される装置および方法の実施形態は、頻繁でかつ費用がかかる、ツールの整備、較正、再アライメント、スポットサイズ変更、レーザ光が結晶（結晶は、一般に、レーザ結晶より著しく大きい）に衝突するスポットの切換え、すなわち結晶の回転またはその他の方法での移動、あるいはレーザの早期交換を最小にするために利用されうる。

本発明は、ここで開示された実施形態に限定されると解釈されてはならない。当業者であれば、本発明の技術思想の範囲内で変更あるいは改変が可能であると認識するであろう。実施形態でいえば、システムは２つの非点収差補正器を含むことができ、１つはｘｚ平面用に、もう一つはｙｚ平面用である。この場合、ｚステージはビームウェスト位置補正に必要ではない。

添付特許請求の範囲を考慮して解釈されることができる。

Claims (11)

1. リアルタイムでのレーザビームウェスト位置ドリフトの自動補正のための装置であって、
   ウェハチャック上に保持されたウェハの表面上のスポットを照射するためのＤＵＶレーザ照射源であって、ビーム形成光学部品を横切る照射レーザビームを提供し、少なくとも１つのビームウェストＺ位置を有し、前記ウェハ上の前記スポットはあるスポットサイズを有する、ＤＵＶレーザ照射源と、
   前記ウェハチャック上で前記ウェハをＺ方向に並進させるためのｚステージと、
   前記照射レーザビームの非点収差を補正する少なくとも１つの非点収差補正器と、
   ＸおよびＹビーム方向におけるスポット合焦ズレを測定するための手段と、
   前記ｚステージおよび前記ビーム形成光学部品を制御するためのコントローラを含む画像／データ処理コンピュータと、
   を備え、
   前記画像／データ処理コンピュータは、
   ｘ方向にビームウェストにおけるｘスポットサイズを測定し、ｙ方向にビームウェストにおけるｙスポットサイズを測定するステップと、
   ビームスキャンデータを使用し、前記ｘスポットサイズを基準ｘスポットサイズと比較し、前記ｙスポットサイズを基準ｙスポットサイズと比較するステップと、
   ｘ方向における測定されたスポットサイズが、前記基準ｘスポットサイズより大きい場合、前記測定されたスポットサイズが前記基準ｘスポットサイズに減少するまで、前記ｚステージを移動させるステップと、
   前記測定されたｘスポットサイズが、ｚ調整後に、前記基準ｘスポットサイズより大きい場合、前記ビーム形成光学部品を調整または置換するステップと、
   前記測定されたｘスポットサイズが、前記基準ｘスポットサイズと同程度の大きさであり、かつ、前記測定されたｙスポットサイズが、前記基準ｙスポットサイズより大きい場合、非点収差補正器によって前記測定されたスポットサイズをｙ方向に調整するステップと、
   を実行する装置。
2. 前記ＤＵＶレーザ照射源は、非線形結晶周波数２倍器を含む請求項１に記載の装置。
3. ウェハスキャニングシステムにおいて、ＸおよびＹビーム方向におけるスポット合焦ズレを測定するための前記手段は、通常のウェハスキャンツール運転中に取得されるウェハスキャンデータを利用する請求項１に記載の装置。
4. 前記非点収差補正器は、前記レーザ照射源の外に配置され、かつ、システム照射経路内にある請求項１に記載の装置。
5. 前記非点収差補正器は、レーザ組立体の一体部分として前記レーザ照射源の内部に配置される請求項１に記載の装置。
6. 前記少なくとも１つの非点収差補正器は、高品質透明材料で作られ、システム照射経路内に搭載された、小さなウェッジ角度の２つのウェッジ付きプレートを備え、前記ウェッジは反対方向を指し、前記ウェッジは調整可能な傾斜角度を有し、
   前記ウェッジは、前記照射レーザビームの非点収差を補償するために調整可能な構成で搭載される請求項１に記載の装置。
7. 前記少なくとも１つの非点収差補正器は、直交面において前記ビームウェストＺ位置を補正するように構成された２つの非点収差補正器を備える請求項１に記載の装置。
8. レーザ結晶を使用して照射レーザビームの非点収差を補正し、ｚ調整ステージ上に搭載されているウェハを照射するための方法であって、
   ｘ方向にビームウェストにおけるｘスポットサイズを測定し、ｙ方向にビームウェストにおけるｙスポットサイズを測定するステップと、
   ビームスキャンデータを使用し、前記ｘスポットサイズを基準ｘスポットサイズと比較し、前記ｙスポットサイズを基準ｙスポットサイズと比較するステップと、
   ｘ方向における測定されたスポットサイズが、前記基準ｘスポットサイズより大きい場合、前記測定されたスポットサイズが前記基準ｘスポットサイズに減少するまで、前記ｚ調整ステージを移動させるステップと、
   前記測定されたｘスポットサイズが、ｚ調整後に、前記基準ｘスポットサイズより大きい場合、前記レーザ結晶を調整または置換するステップと、
   前記測定されたｘスポットサイズが、前記基準ｘスポットサイズと同程度の大きさであり、かつ、前記測定されたｙスポットサイズが、前記基準ｙスポットサイズより大きい場合、非点収差補正器によって前記測定されたスポットサイズをｙ方向に調整するステップと、
   を含む方法。
9. 前記基準ｘおよびｙスポットサイズは、目下較正済みレーザから得られる請求項８に記載の方法。
10. 前記非点収差補正器は、電動化され、フィードバック制御システムによって自動化される請求項８に記載の方法。
11. 前記非点収差補正器は、
    高品質透明材料で作られ、システム照射経路内に搭載された、小さなウェッジ角度の２つのウェッジ付きプレートを備え、前記ウェッジは反対方向を指し、前記ウェッジは調整可能な傾斜角度を有し、
    前記ウェッジは、前記照射レーザビームの非点収差を補償するために調整可能な構成で搭載される請求項１０に記載の方法。