JP6633099B2 - パルス光ビームのスペクトル特徴制御 - Google Patents

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関連出願の相互参照
本出願は、２０１５年６月２６日出願の「Ｐｕｌｓｅｄ Ｌｉｇｈｔ Ｂｅａｍ Ｓｐｅｃｔｒａｌ Ｆｅａｔｕｒｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ」と題する米国仮出願第６２／１８５，４５２号及び２０１５年７月８日出願の「Ｐｕｌｓｅｄ Ｌｉｇｈｔ Ｂｅａｍ Ｓｐｅｃｔｒａｌ Ｆｅａｔｕｒｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ」と題する米国出願第１４／７９５，５０８号の利益を主張するものであり、その全体が参照として本明細書に組み込まれる。

本開示の主題は、光源により生成されるパルス光ビームのスペクトル特徴を制御することに関連する。

多くの科学的及び産業的用途において、レーザなどの光源から出力される光ビームのスペクトル特徴又は特性（例えば、帯域幅）を正確に把握することが重要である。例えば、光源の帯域幅を正確に把握することによって、深紫外線（ＤＵＶ）光学リソグラフィにおける最小フィーチャサイズすなわちクリティカルディメンジョン（ＣＤ）を制御することができるようになる。クリティカルディメンジョンとは、半導体基板（ウェーハとも称する）上にプリントされるフィーチャサイズであるため、ＣＤは、精密なサイズ制御を必要とし得る。光学リソグラフィにおいて、基板は、光源によって生成される光ビームで照射される。多くの場合、光源はレーザ源であり、光ビームはレーザビームである。

いくつかの一般的な態様において、システムは光源により生成されるパルス光ビームのスペクトル特徴を制御する。システムは、光源の第１の駆動可能装置に結合され、第１の駆動可能装置をある値の範囲内で変更することによってパルス光ビームのスペクトル特徴を調整する第１の駆動モジュールと、光源の第２の駆動可能装置に結合され、第２の駆動可能装置を変更することによってパルス光ビームのスペクトル特徴を調整する第２の駆動モジュールと、第１の駆動モジュール及び第２の駆動モジュールに接続された制御システムとを備える。制御システムは、第１の駆動可能装置の動作状態に関する表示を受信し、第２の駆動モジュールに信号を送信し、パルス光ビームのスペクトル特徴を調整して、受信した第１の駆動可能装置の動作状態の表示に基づいて、第１の駆動可能装置が飽和するのを防ぐ、又は受信した第１の駆動可能装置の動作状態の表示が飽和されていることを示す場合に第１の駆動可能装置を不飽和にするように構成されている。

実装形態は次の特徴の１つ以上を含んでよい。例えば、光源は、放電の際に電流パルスで励起されるときに、パルス光ビームを生成する利得媒体を収容するチャンバを有するガス放電システムを備えることができる。

制御システムは、光源から出力されるパルス光ビームのスペクトル特徴の測定値を受信し、第１の駆動モジュール及び第２の駆動モジュールの１つ以上に信号を送信して、受信したパルス光ビームのスペクトル特徴の測定値に基づいてパルス光ビームのスペクトル特徴を新しい値に調整するように構成することができる。

光源は、多段ガス放電システムであってよく、第１の段はパルスシード光ビームを出力する発振器装置であり、第２の段はパルスシード光ビームを受け取り、パルス光ビームを出力する光増幅装置であり、いずれの段もガス放電サブシステムを含む。第１の駆動モジュールは、第１の段及び第２の段に接続され、第１の段に送信される第１のトリガ信号及び第２の段に送信される第２のトリガ信号の間の相対的なタイミングを制御するタイミングモジュールであってよい。

第２の駆動モジュールは、パルス光ビームと相互作用するスペクトル選択モジュールであってよい。スペクトル選択モジュールは、パルス光ビームの光学倍率を調整するように構成された光学系を含むことができる。光学系は、光源の第１の段に結合することができる。パルス光ビームのスペクトル特徴は、パルス光ビームの幅であってよい。

システムは、光源の第３の駆動可能装置に結合された第３の駆動モジュールを備えてもよく、第３の駆動可能装置は第３の駆動モジュールにより変更されることによってパルス光ビームの別のスペクトル特徴を変更する。

システムは、第１の駆動モジュールに接続され、第１の駆動可能装置の動作状態に関する表示を出力するように構成された監視システムを含むメトロロジシステムを備えてよい。メトロロジシステムは、光源から出力されるパルス光ビームのスペクトル特徴を測定するように構成されたスペクトル特徴ユニットを含んでよく、制御システムは、パルス光ビームのスペクトル特徴の測定値を受信するように構成されてよい。メトロロジシステムは、第１の駆動モジュール及び制御システムから分離していてよい。メトロロジシステムは、パルス光ビームの特性を受信するように構成されてよい。

他の一般的な態様において、光源を制御するための方法は、光源の第１の駆動可能装置の動作点の表示を受信することであって、第１の駆動可能装置の動作点は、下限及び上限の間で変更可能であることによって、光源が生成するパルス光ビームのスペクトル特徴を調整し、第１の駆動可能装置は、動作点が下限又は上限にある場合は飽和状態にあり、上限及び下限の間にある場合は不飽和状態にあることを示す表示を受信することを含む。方法は、光源の第１の駆動可能装置の動作点の表示に基づいて、上限及び下限の間における第１の駆動可能装置の動作点の位置を決定することと、決定された位置に基づいて、第１の駆動可能装置が飽和状態にあるかどうかを判定することと、第１の駆動可能装置が飽和状態にあると判定される場合に、光源の第２の異なる駆動可能装置を変更して、第１の駆動可能装置を不飽和状態に変化させ、パルス光ビームのスペクトル特徴を調整することと、を含む。

実装形態は次の特徴の１つ以上を含んでよい。例えば、下限及び上限の間における第１の駆動可能装置の動作点の位置を決定することは、上限及び下限の間にある起動上限及び起動下限の１つ以上に対する動作点の位置を決定することを含んでよい。決定された位置に基づいて、第１の駆動可能装置が飽和状態にあるかどうかを判定することは、動作点が、起動上限及び上限の間にあるかどうか、又は起動下限及び下限の間にあるかどうかを判定することを含んでよい。第１の駆動可能装置の不飽和状態は、起動上限及び起動下限の間にあってよい。第１の駆動可能装置が飽和状態にある場合は、方法は、第１の駆動可能装置の動作点が、起動上限及び起動下限の間にある停止上限及び停止下限の間になるまで第２の異なる装置を変更し続けることを含んでよい。第１の駆動可能装置は、停止上限及び停止下限の間にある目標動作点に関連付けられてよい。

第２の異なる駆動可能装置は、光源から射出されるパルス光ビームと相互作用するように構成された光学素子を含んでよい。第２の異なる駆動可能装置は、光学素子がパルス光ビームと相互作用していないときにのみ変更されてよい。第２の異なる駆動可能装置は、光学素子をパルス光ビームの経路に対して動かすことによって変更されてよい。

第１の駆動可能装置は、上限及び下限の間にある目標動作点に関連付けられてよく、第１の駆動可能装置の動作点の位置は、動作点の表示を目標動作点と比較することによって決定されてよい。第２の異なる駆動可能装置は、第１の駆動可能装置の動作点を調整して目標動作点に近づくようにすることによって、第１の駆動可能装置を不飽和状態に変化させるように変更されてよい。第２の異なる駆動可能装置は、第１の駆動可能装置の動作点を調整して目標動作点と上限及び下限の１つとの間にある停止限界と、目標動作点との間になるようにすることによって、第１の駆動可能装置を不飽和状態に変化させるように変更されてよい。第２の異なる駆動可能装置は、第１の駆動可能装置の動作点を調整して目標動作点に等しくなるようにすることによって、第１の駆動可能装置を不飽和状態に変化させるように変更されてよい。

第１の駆動可能装置の上限及び下限は、第１の駆動可能装置の目標動作点から等距離であってよい。

第１の駆動可能装置の上限及び下限は、第１の駆動可能装置の目標動作点から等距離でなくてよい。

第２の異なる駆動可能装置は、第１の駆動可能装置の動作点が目標動作点と上限及び下限の１つとの間にある停止点に調整されるように変更されてよい。

スペクトル特徴はパルス光ビームのスペクトル帯域幅であってよい。

第１の駆動可能装置が飽和状態にある場合は、方法は、光源の第３の異なる駆動可能装置を変更して、スペクトル特徴とは異なるパルス光ビームの第２のスペクトル特徴を調整することを含んでよい。スペクトル特徴はスペクトル帯域幅を含んでよく、第２のスペクトル特徴は波長を含んでよい。第２の駆動可能装置を変更することによってもたらされるスペクトル帯域幅の調整は、パルス光ビームの波長を変化させてよく、第３の駆動可能装置の変更は、波長の変化を補償してよい。

第１の駆動可能装置の上限及び第１の駆動可能装置の下限の１つ以上は、ある範囲の数値を含んでよい。

目標動作点は光学系の使用中に調整可能であってよい。

方法は、光源が生成するパルス光ビームのスペクトル特徴の推定値を受信することと、スペクトル特徴の推定値がスペクトル特徴の目標値の範囲外にあるかどうかを判定することと、スペクトル特徴の推定値がスペクトル特徴の目標値の範囲外にある場合に、第１の駆動可能装置を変更してパルス光ビームのスペクトル特徴を調整することと、を含んでよい。

他の一般的な態様において、光源により生成されるパルス光ビームのスペクトル特徴を制御するためのシステムは、第１の駆動モジュールと、第２の駆動モジュールと、メトロロジシステムと、制御システムとを備える。第１の駆動モジュールは、光源の第１の駆動可能装置に結合され、第１の駆動可能装置を目標値近くのある値の範囲内で変更することによって、パルス光ビームのスペクトル特徴を変更する。第２の駆動モジュールは、光源の第２の異なる駆動可能装置に結合され、第２の駆動可能装置を変更することによってパルス光ビームのスペクトル特徴を変更する。メトロロジシステムは、少なくとも第１の駆動モジュールに接続され、第１の駆動可能装置が動作している実際値と目標値との偏差を示すメトリックを出力するように構成された監視システムを備える。制御システムは、第１の駆動モジュール、第２の駆動モジュール、及びメトロロジシステムに接続され、偏差が許容偏差よりも大きいかどうかを判定し、偏差が許容偏差外である場合に、第２の駆動モジュールに信号を送信し、パルス光ビームのスペクトル特徴を調整することによって、第１の駆動可能装置が動作している実際値を調整して目標値に近づくようにするように構成される。

実装形態は次の特徴の１つ以上を含んでよい。例えば、光源は、放電の際に電流パルスで励起されるときに、パルス光ビームを生成する利得媒体を収容する少なくとも１つのチャンバを有するガス放電システムを備えてよい。

メトロロジシステムは、光源から出力されるパルス光ビームのスペクトル特徴を測定するように構成されたスペクトル特徴ユニットを備えてよく、制御システムは、パルス光ビームのスペクトル特徴の測定値を受信するように構成される。制御システムは、第１の駆動モジュール及び第２の駆動モジュールの１つ以上に信号を送信して、スペクトル特徴ユニットから受信したスペクトル特徴の測定値に基づいてパルス光ビームのスペクトル特徴を新しい値に調整するように構成されてよい。

制御システムは、偏差が第１の駆動モジュールがパルス光ビームのスペクトル特徴を新しい値に変更できないほど大きいかどうかを判定することによって、偏差が許容偏差よりも大きいかどうかを判定してよい。

光源は、多段ガス放電システムであってよく、第１の段はパルスシード光ビームを出力する発振器装置であり、第２の段はパルスシード光ビームを受け取り、パルス光ビームを出力する光増幅装置であり、いずれの段もガス放電サブシステムを含む。第１の駆動モジュールは、第１の段及び第２の段に接続され、第１の段に送信される第１のトリガ信号及び第２の段に送信される第２のトリガ信号の間の相対的なタイミングを制御するタイミングモジュールであってよい。

第２の駆動モジュールは、パルス光ビームと相互作用するスペクトル選択モジュールであってよい。スペクトル選択モジュールは、パルス光ビームの光学倍率を調整するように構成された光学系を備えてよい。光学系は、光源の第１の段に結合されてよい。パルス光ビームのスペクトル特徴は、パルス光ビームの幅であってよい。

システムは、光源の第３の駆動可能装置に結合された第３の駆動モジュールを備えてよく、第３の駆動可能装置は、第３の駆動モジュールにより変更されることによってパルス光ビームの別のスペクトル特徴を変更する。

他の一般的な態様において、システムは、パルス出力光ビームを出射するように構成された光源と、駆動可能装置と、制御システムとを備える。光源は、ビーム経路上に配置された、第２のチャンバにパルスシード光ビームを供給する第１のチャンバ、及びパルスシード光ビームを受け取り、パルス出力光ビームを出射するように構成された第２のチャンバと、ビーム経路上に配置された少なくとも１つの駆動可能光学素子を備えたスペクトル選択モジュールと、を備える。駆動可能装置は、光源の第１のチャンバ及び光源の第２のチャンバに結合される。駆動可能装置は、調整可能な動作点を有し、目標動作点と関連付けられ、調整可能な動作点が上限又は下限にあるときは飽和状態にあり、調整可能な動作点が上限及び下限の間にあるときは不飽和状態にある。制御システムは、光源及び駆動可能装置に結合される。制御システムは、駆動可能装置の調整可能な動作点の値の表示にアクセスし、アクセスした調整可能な動作点の値の表示を、上限及び下限と比較し、駆動可能装置が飽和状態にあるかどうかを比較に基づいて判定し、駆動可能装置が飽和状態にある場合に、スペクトル選択モジュールの少なくとも１つの光学素子の少なくとも１つを駆動して、駆動可能装置を不飽和状態に変化させるように構成される。

出力装置に誘導されるパルス光ビームを制御するための駆動システムを含む光学系のブロック図である。 パルス光ビームの例示的な光学スペクトルのグラフである。 図１の光学系で使用可能な例示的なメトロロジシステムのブロック図である。 図１の光学系で使用可能な例示的な光源のブロック図である。 図１のスペクトル特徴選択システムで使用可能な例示的なライン狭隘化モジュールのブロック図である。 図１の光学系の例示的な制御システムのブロック図である。 フォトリソグラフィシステムである例示的な出力装置のブロック図である。 図１の駆動システムの第１の駆動可能装置を非飽和にするための例示的な手順のフローチャートである。 図１の駆動システムの第１の駆動可能装置により実行される例示的な閉ループ制御手順のフローチャートである。 図８の手順を補完する例示的なプロセス制御システムのブロック図である。 図１のシステムの駆動可能装置の動作を特徴付ける例示的なグラフである。 駆動可能装置が飽和状態にあるかどうかを判定するための例示的な管理図である。 図１０のプロセス制御システムで使用される関係を示すグラフである。

図１を参照すると、光学系１００は、出力装置１４５（図７に示されるような、マイクロ電子フィーチャをウェーハ上にパターン形成するリソグラフィ露光装置など）へ誘導されるパルス光ビーム１１０を生成する光源１０５を備える。図示されていないが、光ビーム１１０は、光源と出力装置１４５との間に配置されるビーム生成システムを介して誘導されてもよく、ビーム生成システムは光ビーム１１０の態様を変化させる光学素子を備えてもよい。例えば、ビーム生成システムは、反射光学素子又は屈折光学素子、光学パルス伸長器、及び光学的開口（自動シャッタを含む）を含んでもよい。

出力装置がフォトリソグラフィシステムである場合は、例えば２４８ナノメートル（ｎｍ）又は１９３ｎｍの波長を有する、深紫外線（ＤＵＶ）領域の波長を有する光ビーム１１０を使用する。ウェーハ上にパターン形成されるマイクロ電子フィーチャのサイズは光ビーム１１０の波長に依存し、波長が低ければ低いほど最小サイズを小さくすることができる。光ビーム１１０の波長が２４８ｎｍ又は１９３ｎｍの場合、マイクロ電子フィーチャの最小サイズは、例えば５０ｎｍ以下であり得る。

図２を参照すると、光源１０５により生成されるパルス光ビーム１１０の光学スペクトル２００（又は発光スペクトル）は、光学エネルギ又はパワーが異なる波長にいかに分布しているかということに関する情報を含む。光ビーム１１０の光学スペクトル２００は図式的に描かれており、スペクトル強度（必ずしも絶対較正を伴わない）が波長又は光周波数の関数としてプロットされている。光学スペクトル２００は、光ビーム１１０のスペクトル形状又は強度スペクトルと称することができる。光ビーム１１０のスペクトル特性又はスペクトル特徴には、強度スペクトルのいずれかの態様又は表現が含まれる。例えば、帯域幅及び波長は光ビーム１１０のスペクトル特徴である。光ビーム１１０の帯域幅は、このスペクトル形状の幅の測度であり、この幅は、レーザ光の波長又は周波数によって与えることができる。光ビームの帯域幅を特徴付ける値の推定には、光学スペクトル２００の詳細に関連する任意の好適な数学的構成（すなわち、メトリック）を使用することができる。例えば、光ビームの帯域幅を特徴付けるのに、スペクトル形状の最大ピーク強度のフラクション（Ｘ）におけるスペクトルの全幅（ＦＷＸＭと称する）を使用することができる。他の例として、光ビームの帯域幅を特徴付けるのに、積分スペクトル強度のフラクション（Ｙ）を含むスペクトルの幅（ＥＹと称する）を使用することができる。

光源の動作中、種々の外乱１０７（温度勾配、圧力勾配、光学的歪み、動作条件の変化など）が光源１０５及び光ビーム１１０に作用して、光ビーム１１０のスペクトル特徴を変化させる。外乱１０７のために、出力装置における光ビーム１１０の実際のスペクトル特徴（帯域幅又は波長など）は、出力装置１４５において望ましいスペクトル特徴に対応又は合致しないこともある。従って、光ビーム１１０の実際のスペクトル特徴（特徴的な帯域幅など）は、動作中に光学スペクトルからメトリック値を推定することによって測定又は推定される。オペレータ又は自動システム（例えば、フィードバックコントローラ）が、測定又は推定された帯域幅を使用して、光源１０５の特性を調整し、駆動システム１１５を用いて光ビーム１１０の光学スペクトルを調整することができる。

従って、光学系１００は、光源１０５のそれぞれ２つ以上の駆動可能装置（それぞれ第１及び第２の駆動可能装置１３０、１３５など）に結合され、制御システム１４０により制御される２つ以上の駆動モジュール（第１及び第２の駆動モジュール１２０、１２５など）を含む駆動システム１１５を含む。第１の駆動可能装置１３０は、（制御システム１４０の制御下で）第１の駆動モジュール１２０により変更されてパルス光ビーム１１０のスペクトル特徴を調整し、第２の駆動可能装置１３５は、（制御システム１４０の制御下で）第２の駆動モジュール１２５により変更されてパルス光ビーム１１０のスペクトル特徴を調整する。このようにして、このような外乱１０７が光ビーム１１０に与える影響を補正することができる。

第１の駆動可能装置１３０が第２の駆動可能装置１３５よりも迅速に及び／又はより広い微調整範囲内で動作して光ビーム１１０のスペクトル特徴の調整に影響を及ぼすことができるように光学系１００を設定することが可能であり、また必要な場合がある。

第１の駆動可能装置１３０が飽和状態になる、すなわち第１の駆動モジュール１２０の制御下で変更されていても光ビーム１１０のスペクトル特徴を調整できない場合は、外乱１０７の影響は完全又は十分には補正されず、出力装置におけるスペクトル特徴は十分に補正又は調整されない。光学系１００は、光学系１００の特性を監視又は測定するための１つ以上のサブシステムを含むことができるメトロロジシステム１５０を含む。制御システム１４０及びメトロロジシステム１５０は協働し、とりわけ第１の駆動可能装置１３０が飽和状態にあるかどうかを判定し、第１の駆動可能装置１３０が飽和状態にある場合、光学系１００の動作中に（例えば光学系１００が出力装置１４５に誘導される光ビーム１１０を生成している間、又は光源１０５の動作中の光ビーム１１０のバースト若しくはパルスの間に）第１の駆動可能装置１３０を非飽和にする。第１の駆動可能装置１３０は、非飽和にされた後、光ビーム１１０のスペクトル特徴を調整することができる。第１の駆動可能装置１３０は、飽和されている、すなわち上記のように光ビーム１１０のスペクトル特徴を調整できない場合、又は第１の駆動可能装置１３０が飽和に近い場合に飽和状態にあるとされる。第１の駆動可能装置１３０が飽和状態にあるかどうかを判定する例は、例えば図８及び９に関連して以下に記載される。

代替的に又は付加的に、制御システム１４０及びメトロロジシステム１５０は協働し、とりわけ第１の駆動可能装置１３０が飽和状態にあるかどうかを連続的に判定し、第１の駆動可能装置１３０が飽和状態にある場合、光源１０５の一要素（第１の駆動モジュール１２０など）を調整し、飽和状態にならないように（例えば第１の駆動可能装置１３０の動作状態又は動作点を調整することにより）第１の駆動可能装置１３０を連続的に再配置又は再設定することができる。

図３も参照すると、メトロロジシステム１５０は、第１の駆動モジュール１２０と関連する特性を監視するように構成された監視システム３０５を含む。監視システム３０５は、以下により詳細に記載されるように、光源１０５及び出力装置１４５などの光学系１００の１つ以上の他の構成要素と関連する特性を監視するように構成可能である。監視システム３０５は、第１の駆動可能装置１３０が動作している実際値と目標値との偏差を示す（制御システム１４０が受け取る）メトリックを出力するように構成される。このメトリックは、第１の駆動可能装置１３０が目標値に近い値の範囲内で変更可能かどうかを示す。一般に、第１の駆動可能装置１３０は、目標値に近い値の範囲内で第１の駆動モジュール１２０により変更することができる。この目標値は、その範囲の近くで調整されて、光ビーム１１０のスペクトル特徴を調整できる位置に第１の駆動可能装置１３０がとどまることができるように選択される。

図３に示されるように、メトロロジシステム１５０はまた、光源１０５から出力されるパルス光ビーム１１０のスペクトル特徴を測定するように構成されたスペクトル特徴ユニット３１０を含む。

制御システム１４０は、第１の駆動モジュール１２０、第２の駆動モジュール１２５、及びメトロロジシステム１５０に接続される。制御システム１４０と特定の構成要素（メトロロジシステム１５０など）との接続は有線接続であっても、無線及び非接触接続であってもよい。

制御システム１４０は、監視システム３０５により決定されるメトリックが示す偏差が許容偏差よりも大きいかどうかを判定するように構成される。偏差が許容偏差外にある場合は、制御システム１４０は、第２の駆動モジュール１２５に信号を送信して、パルス光ビーム１１０のスペクトル特徴を調整する。第２の駆動モジュール１２５によるパルス光ビーム１１０のスペクトル特徴の調整によって、第１の駆動可能装置１３０が動作している実際の値を目標値に近づける調整が行われる。

また、制御システム１４０は、スペクトル特徴ユニット３１０からのスペクトル特徴の測度がスペクトル特徴の所望の値、すなわち基準値に十分近いかどうかを判定するように構成される。測定されたスペクトル特徴が基準値に十分に近くない場合は、制御システム１４０は、第１の駆動モジュール１２０及び第２の駆動モジュール１２５の１つ以上に信号を送信して、基準値により近い新しい値にスペクトル特徴を調整することができる。いくつかの実装形態において、制御システム１４０は信号を第１の駆動モジュール１２０に送信して、スペクトル特徴の調整又は変更をもたらす。このように、スペクトル特徴（例えば帯域幅）は、第１の駆動モジュール１２０を用いた閉ループ制御下にある。

上記のように、第２の駆動モジュール１２５を用いたパルス光ビーム１１０のスペクトル特徴の調整によって、第１の駆動可能装置１３０が動作している実際の値を目標値に近づける調整が行われる。これはスペクトル特徴が第２の駆動モジュール１２５によって調整されるために起こり、関連するスペクトル特徴の調整は、スペクトル特徴ユニット３１０において測定されるスペクトル特徴の値に影響を与える。次に、これによって制御システム１４０は第１の駆動モジュール１２０に信号を送信してスペクトル特徴を調整し、その際、第１の駆動可能装置１３０が動作している実際の値は目標値により近づく。別の言い方をすれば、第１の駆動可能装置１３０及び第２の駆動可能装置１３５の両方が互いに直列である、すなわち一方の値又は設定が変化すれば、もう一方の値又は設定が変化し、両方がスペクトル特徴を変化させるように動作する。従って、（以上及び以下に記載されように）一方の範囲又は値を、もう一方の調整を用いて制御することができる。

このように、第１の駆動可能装置１３０の飽和は、第１の駆動可能装置１３０が動作している実際の値が目標値に近づくように連続的に調整すること、及び／又は第１の駆動可能装置１３０が動作するように構成される考えられる値の範囲が飽和域から遠ざかるように調整することで、飽和イベントの可能性を減らすことにより回避される。第１の駆動可能装置１３０の飽和は、光学系１００の通常使用時に起こり得る。第１の駆動可能装置１３０の飽和が起こる場合は、光学系１００は、光ビーム１１０のスペクトル特徴を十分迅速に又は細かく制御することができず、これによってスペクトル特徴が不安定になり、出力装置の性能が低下する。

スペクトル特徴（帯域幅など）を制御することに加え、例えば第２の駆動モジュール１２５による閉ループ制御によって、別のスペクトル特徴（波長など）を制御することができる。

図４を参照すると、例示的な光源１０５は、光ビーム１１０としてパルス光ビームを生成するパルスレーザ源である。図４の例に示されるように、光源１０５は、シード光ビーム４０５を電力増幅器（ＰＡ）４１０に供給する主発振器（ＭＯ）４００を含む多段（例えば２段）レーザシステムである。主発振器４００は、典型的には増幅が行われる利得媒体と、光共振器などの光フィードバック機構とを含む。電力増幅器４１０は、典型的には主発振器４００からのシードレーザビームでシードされた時に増幅が行われる利得媒体を含む。電力増幅器４１０は、再生リング共振器として設計されている場合は、パワーリング増幅器（ＰＲＡ）として記載され、その場合、リング設計から十分な光フィードバックが提供され得る。主発振器４００は、（電力増幅器４１０の出力と比較して）比較的低い出力パルスエネルギでの中心波長及び帯域幅などのスペクトルパラメータの精密な調整を可能にする。電力増幅器４１０は主発振器４００からの出力（シード光ビーム４０５）を受信し、この出力を増幅して、（例えばフォトリソグラフィにおいて）出力装置１４５で用いる出力に必要な電力を得る。

主発振器４００は、２つの細長の電極と、利得媒体の働きをするレーザガスと、電極間でガスを循環させるためのファンとを有する放電チャンバを含む。放電チャンバの一方の側の（スペクトル特徴選択システムとしての機能を果たす）第２の駆動可能装置１３５と放電チャンバの第２の側の出力カプラ４１５との間にレーザ共振器が形成される。光源１０５はまた、出力カプラ４１５からの出力を受信し、図１及び３に示されるメトロロジシステム１５０の他の測定ユニット３１５の１つを提供する線中心分析モジュール（ＬＡＭ）４２０を含むことができる。光源１０５はまた、必要に応じてシード光ビーム４０５又はパルス光ビーム１１０のサイズ及び／又は形状を変更する１つ以上のビーム変更光学系４２５を含むことができる。

線中心分析モジュール４２０は、シード光ビーム４０５又はパルス光ビーム１１０の波長（例えば中心波長）を測定するのに使用可能な測定ユニット３１５の１つのタイプの例である。

放電チャンバにおいて用いられるレーザガスは、必要な波長及び帯域幅を中心とするレーザビームを発生するのに適した任意のガスであってもよい。例えば、レーザガスは、約１９３ｎｍの波長で光を放出するフッ化アルゴン（ＡｒＦ）であってもよいし、あるいは約２４８ｎｍの波長で光を放出するフッ化クリプトン（ＫｒＦ）であってもよい。

電力増幅器４１０は、電力増幅器放電チャンバを含むとともに、再生リング増幅器である場合には、光ビームを（例えば反射により）放電チャンバへと戻し、（リング増幅器への入力がリング増幅器からの出力と交差する）循環及びループ路を形成するビーム戻し器（リフレクタなど）４３０も含む。電力増幅器放電チャンバは、一対の細長の電極と、利得媒体の働きをするレーザガスと、電極間でガスを循環させるためのファンとを含む。シード光ビーム４０５は電力増幅器４１０を繰り返し通過することにより増幅される。シード光ビーム４０５のスペクトル特徴は、主発振器４００の構成により決定され、これらのスペクトル特徴は、主発振器４００内に生成される光ビーム５１０を調整することにより調整することができる。ビーム変更光学系４２５は、シード光ビーム４０５をインカップル（ｉｎ−ｃｏｕｐｌｅ）し、電力増幅器４１０からの増幅された放射線の一部をアウトカップル（ｏｕｔ−ｃｏｕｐｌｅ）して出力光ビーム１１０を形成する手段（例えば部分反射ミラー）を提供する。

線中心分析モジュール４２０は主発振器４００の出力の波長をモニタする。線中心分析モジュール４２０は、光源１０５内の他の場所に配置することができる、又は光源１０５の出力に配置することができる。

（スペクトル特徴選択システムとしての機能を果たす）第２の駆動可能装置１３５は、光源１０５の主発振器４００から光ビーム５１０を受け、制御システム１４０からの入力に基づいて光ビーム５１０のスペクトル特徴を微調整することにより、光源１０５が生成する光ビーム１１０のスペクトル出力を微調整する。図５も参照すると、光源１０５からの光に連結する例示的な第２の駆動可能装置１３５が示されている。いくつかの実装形態において、第２の駆動可能装置１３５は、主発振器４００から光ビーム５１０を受けて、主発振器４００内における波長及び帯域幅などのスペクトル特徴の微調整を可能にし、これらのシード光ビーム４０５のスペクトル特徴を調整する。

図５の実装形態において、第２の駆動可能装置１３５は光学系の１つ以上の光学特徴部を含む。光学系は、この例において次の光学特徴部を含む。反射格子５８０、及び１つ以上が回転可能なプリズム５８２、５８４、５８６、５８８などの屈折光学素子。光学特徴部（例えばプリズム５８２）の少なくとも１つは、生成された光ビーム１１０の特定の特性を調整するように構成され、これによって主発振器４００内で光ビーム５１０の光学特徴部を調整することで光ビーム１１０のスペクトル特徴を調整する。各光学特徴部は、主発振器４００の光ビーム５１０に結合されることで光源１０５が生成する光ビーム１１０と光学的に結合される。

第２の駆動モジュール１２５は、光学系の光学特徴部（プリズム５８２など）を移動又は制御し、光ビーム５１０のスペクトル特徴を変化させる（シード光ビーム４０５のスペクトル特徴を変化させ、光源１０５から出力される光ビーム１１０のスペクトル特徴を変化させる）ための機械デバイスであってよい。第２の駆動モジュール１２５は制御システム１４０から信号を受け取り、その信号を光学系の光学特徴部（例えばプリズム５８２）に伝えられる何らかの運動に変換する。例えば、第２の駆動モジュール１２５は、（格子などの光学特徴部の領域に力を印加する）１つ以上の力デバイスと、１つ以上のプリズム（プリズム５８２など）を回転させるための回転台とを含むことができる。第２の駆動モジュール１２５は、例えば、ステッパモータのようなモータ、弁、圧力制御デバイス、圧電デバイス、リニアモータ、液圧アクチュエータ、音声コイルなどを含むことができる。この例では、第２の駆動可能装置１３５はプリズム５８２であり、プリズム５８２の回転が格子５８０に衝突する光ビーム５１０の光学倍率を調整する。そして、これによって光ビーム５１０の帯域幅の変化がもたらされる。

図４の例において、第１の駆動可能装置１３０は、第１の段（主発振器４００）及び第２の段（電力増幅器４１０）に接続され、主発振器４００に送信される第１のトリガ信号と電力増幅器４１０に送信される第２のトリガ信号との相対的タイミングを制御するタイミングモジュールである。例示的なタイミングモジュールは、いずれもその全体が引用により本明細書に組み込まれる米国特許第７，８３０，９３４号及び第７，２０３，２１６号に示され、説明されている。２つのトリガ信号間の相対的タイミングを調整することにより、光ビーム１１０のスペクトル特徴（帯域幅など）を制御することができる。特に、主発振器４００からのシード光ビーム４０５は、シード光ビーム４０５の増幅が電力増幅器４１０内で行われるように、電力増幅器４１０内のレーザガスの分布が反転している間に電力増幅器４１０の放電領域を通過する必要がある。従って、シード光ビーム４０５のパルスを遅延させることにより、電力増幅器４１０から出力される光ビーム１１０の帯域幅が減少し、これに応じて電力増幅器４１０のレーザガスの分布が反転する。一般に、シード光ビーム４０５のパルスが主発振器４００にとどまる時間が長ければ長いほど、電力増幅器４１０が出力する光ビーム１１０の帯域幅が狭くなる。従って、主発振器４００へのトリガ信号及び電力増幅器４１０へのトリガ信号間の相対的タイミングによる駆動を使用して光ビーム１１０の帯域幅を制御することができる。

これらのトリガ信号間の相対的タイミングはレーザ光パルス毎に変更できるため、このような制御は、光ビーム５１０の経路上の光学特徴部をどれだけ速く物理的に動かせるかによって制約される第２の駆動モジュール１２５が提供するよりもきめ細かく迅速なスペクトル特徴の制御方法を提供する。

制御システム１４０がこのような２つの駆動可能装置１３０、１３５間の調整及び協働を合わせて用いることにより、光源１０５が多様な外乱１０７にさらされたとしても、１つ以上のスペクトル特徴（波長又は帯域幅など）を、所望の設定点又は少なくとも１つの設定点近くの所望の範囲内に保持又は維持することができる。

図６を参照すると、本明細書に記載のシステム及び方法の態様に関連する、制御システム１４０についての詳細が明らかにされている。制御システム１４０は図６に示されていない他の特徴部を含むことができる。一般に、制御システム１４０は、デジタル電子回路、コンピュータハードウェア、ファームウェア、及びソフトウェアの１つ以上を含む。

制御システム１４０は、メモリ６００を含み、これは読み出し専用メモリ及び／又はランダムアクセスメモリであってよい。コンピュータプログラム命令及びデータを有形に具現化するのに適した記憶デバイスは、例えば、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、及びフラッシュメモリデバイスなどの半導体メモリデバイス；内部ハードディスク及びリムーバブルディスクなどの磁気ディスク；光磁気ディスク；及びＣＤ−ＲＯＭディスクといった、あらゆる形態の不揮発性メモリを含む。制御システム１４０はまた、１つ以上の入力デバイス６０５（キーボード、タッチスクリーン、マイクロフォン、マウス、手持ち式入力デバイスなど）、及び１つ以上の出力デバイス６１０（スピーカ又はモニタなど）を含むことができる。

制御システム１４０は、１つ以上のプログラム可能プロセッサ６１５と、プログラム可能プロセッサ（プロセッサ６１５など）による実行のために機械可読記憶デバイスにおいて有形に具現化される１つ以上のコンピュータプログラム製品６２０とを含む。１つ以上のプログラム可能プロセッサ６１５は、入力データに作用し適切な出力を生成することによって所望の機能を実行するよう、各々が命令のプログラムを実行することができる。一般的に、プロセッサ６１５はメモリ６００から命令及びデータを受信する。前述のものはいずれも、特別に設計されたＡＳＩＣ（特定用途向け集積回路）により補完され又はこれらに組み込まれてよい。

制御システム１４０は、例えばメトロロジ処理システム６２５、決定処理システム６３５、及び（各駆動モジュール１２０、１２５とインターフェースするためのサブシステムを含むことができる）駆動処理システム６５５を含む。これらの処理システムは各々、プロセッサ６１５などの１つ以上のプロセッサが実行する一組のコンピュータプログラム製品であってよい。

メトロロジ処理システム６２５は、メトロロジシステム１５０の監視システム３０５、スペクトル特徴ユニット３１０、及び他の測定ユニット３１５の各々からの出力を受信する。決定処理システム６３５は、メトロロジ処理システム６２５からの出力を受信し、どの駆動サブシステムを起動させる必要があるかを決定する。

図６にはごく少数の処理システムしか示されていないが、制御システム１４０は他の処理システムを含むことができる。また、制御システム１４０は、全ての構成要素が同一の場所に配置されているように見える１つのボックスで表されているが、物理的に互いに遠く離れた構成要素で構成することができる。

一般に制御システム１４０は、メトロロジシステム１５０から光ビーム１１０に関する少なくとも何らかの情報を受け取り、メトロロジ処理システム６２５は、その情報についての分析を行って、出力装置１４５に供給される光ビーム１１０の１つ以上のスペクトル特徴（例えば帯域幅）をどのように調整するかを決定する。制御システム１４０は、この決定に基づいて駆動処理システム６５５に信号を送信して光源１０５の動作を制御する。

第１及び第２の駆動モジュール１２０、１２５は、ファームウェア及びソフトウェアの任意の組み合わせの形態を取る電子装置を含む。

図７を参照すると、リソグラフィ露光装置１４５は、例えば１つ以上の集光レンズ、マスク、及び対物構成を有するイルミネータシステムを含む光学構成を含む。マスクは、光ビーム１１０の光軸に沿うような１つ以上の方向に沿って、又は光軸に対して垂直な平面において移動可能である。対物構成は投影レンズを含み、画像転写がマスクからウェーハ上のフォトレジストに行われることを可能にする。イルミネータシステムは、光ビーム１１０がマスクに衝突する角度の範囲を調整する。イルミネータシステムはまた、マスクにわたって光ビーム１１０の強度分布を均質化する（均等にする）。リソグラフィ露光装置１４５は、いくつかある特徴部の中で特に、リソグラフィコントローラ、空調デバイス、及び種々の電気的構成要素の電源を備えることができる。リソグラフィコントローラは、ウェーハ上に層がいかにプリントされるかを制御する。

ウェーハは、光ビーム１１０で照射される。プロセスプログラム又は製法により、ウェーハの露光の長さ、使用されるマスク、及び露光に影響を及ぼすその他の因子が決定される。リソグラフィ中、光ビーム１１０の複数のパルスにより、ウェーハの同じ領域を照明し、照明量を形成する。同じ領域を照明する光ビーム１１０のパルス数Ｎは、露光ウィンドウ又はスリットと称することができ、このスリットのサイズは、マスクの前に配置される露光スリットにより制御することができる。いくつかの実装形態において、Ｎの値は数十であり、例えば、１０〜１００パルスである。その他の実装形態において、Ｎの値は１００パルスを上回り、例えば、１００〜５００パルスである。マスク、対物構成、及びウェーハのうちの１つ以上は、露光中、互いに対して移動することができ、露光フィールドにわたって露光ウィンドウをスキャンする。露光フィールドは、露光スリット又はウィンドウの１スキャンにおいて露光されるウェーハの領域である。

図８及び９を参照すると、プロセス制御手順８００（図８）が光学系１００により実行されて第１の駆動可能装置１３０を非飽和にする一方、スペクトル特徴（この例では帯域幅）は、第１の駆動可能装置１３０を用いた閉ループ制御手順９００（図９）下にある。手順８００、９００を説明しながら図１０のプロセス制御図を参照する。

光学系１００の動作中、閉ループ制御手順９００が実行され、一般に光源１０５から出力されるパルス光ビーム１１０の帯域幅が制御される。手順９００は、光源１０５が生成するパルス光ビーム１１０の帯域幅の推定値を受け取ること（９０５）、及び推定された帯域幅がスペクトル特徴の基準値の範囲外にあるかどうかを判定すること（９１０）を含む。帯域幅推定がスペクトル特徴の基準値の範囲外にある（９１０）場合は、第１の駆動可能装置１３０を変更し、パルス光ビーム１１０の帯域幅を調整する（９１５）。帯域幅の基準値の範囲は複数の基準値の実範囲であってよい、又は単一の基準値であってよい。

上記のように、閉ループ制御手順９００の間（つまり通常使用時）に、第１の駆動可能装置１３０は飽和状態になる、又は範囲の制限を受ける可能性がある。これは、第１の駆動可能装置１３０は、たとえ第１の駆動モジュール１２０の制御下で変更されているとしても光ビーム１１０の帯域幅を調整できないことを意味する。このため、外乱１０７は完全又は十分には補正されず、出力装置１４５における光ビーム１１０の帯域幅は十分に補正又は調整されない。

第１の駆動可能装置１３０をその全範囲に保持するために、すなわち第１の駆動可能装置１３０が光ビーム１１０の帯域幅を所望の帯域幅範囲内で変更できるように、手順８００は実行される。手順８００は、第１の駆動可能装置１３０と直列な第２の駆動可能装置１３５を用い、それによって、第２の駆動可能装置１３５を用いた帯域幅の調整は第１の駆動可能装置１３０を調整できる範囲に影響を及ぼす。

光学系１００は、第１の駆動可能装置１３０の動作点の表示を受け取る（８０５）。例えば制御システム１４０は、メトロロジシステム１５０の監視システム３０５から第１の駆動可能装置１３０の動作点の表示を受け取ることができる。いくつかの実装形態において、制御システム１４０は、メトロロジシステム１５０から受け取ったデータに基づいて動作点の表示を計算、すなわち決定することができる。第１の駆動可能装置１３０の動作点は、可能性がある設定、値、又は条件の範囲内で、第１の駆動可能装置１３０が現在どこで動作しているかを特徴付ける。光学系１００は、受け取った第１の駆動可能装置１３０の動作点の表示に基づいて、第１の駆動可能装置１３０の動作点の位置を決定する（８１０）。

図１１も参照すると、第１の駆動可能装置１３０を特徴付ける例示的なグラフ１１００及び１１５０が示されている。グラフ１１００は、第１の駆動可能装置１３０がどのように動作しているかを示す（監視システム３０５が提供する）光学系１００の監視される特性１１２０（縦軸）の、第１の駆動可能装置１３０を制御する、従って光ビーム１１０の帯域幅を制御するために第１の駆動モジュール１２０に提供される駆動信号１１２５（横軸）に対する関係を示す。

グラフ１１００はまた、第１の駆動可能装置１３０の動作点１１０５を示す。動作点１１０５は、特定の時点における第１の駆動可能装置１３０の動作点である。従って、動作点１１０５は、第１の駆動可能装置１３０の実際の、決定された、又は測定された動作点であると考えられる。動作点１１０５は、第１の駆動可能装置１３０の監視された特性１１２０を、モジュール１２０に提供される駆動信号１１２５に関連付ける特性曲線１１１６に沿って下限１１１０及び上限１１１５の間で変更可能である（変化させる又は調整することができる）。図１２についてより詳しく後述されるように、下限１１１０及び上限１１１５は第１の駆動可能装置１３０の全動作範囲であってよい、又は下限１１１０及び／又は上限１１１５は装置１３０の全動作範囲内の限界であってよい。

グラフ１１００に示される例では、特性曲線１１１６は、上限１１１５及び下限１１１０間において直線である。つまり、上限１１１５及び下限１１１０間において、監視される特性１１２０と駆動信号１１２５との間には直線関係がある。しかし、他の例では、特性曲線１１１６は直線形状より複雑であってよい。図１１の例では、駆動信号１１２５は（上記の）差動タイミング信号である。監視される特性１１２０は以下でより詳しく述べられる。

図１１のグラフ１１５０は、手順９００において第１の駆動可能装置１３０を制御するために、スペクトル特徴（図１１の例における帯域幅１１５５）が第１の駆動モジュール１２０に供給される駆動信号１１２５（横軸）に対してどのように変化するかを示す。示されている例では、スペクトル特徴（帯域幅１１５５）は、駆動信号１１２５の値の範囲１１２８に対応する帯域幅範囲１１２７内で変化する。第１の駆動可能装置１３０の動作点１１０５を特性曲線１１１６に沿って調整することにより、パルス光ビーム１１０のスペクトル特徴（図１１の例における帯域幅）は調整される。

第１の駆動可能装置１３０は、飽和されると光ビーム１１０の帯域幅を調整することができない。第１の駆動可能装置１３０は、飽和状態にある場合、帯域幅を調整できない可能性がある（つまり、装置１３０は飽和されている可能性がある）、又は光ビーム１１０の帯域幅を限定的にしか調整できない可能性がある（つまり、装置１３０は飽和に近づいている）。第１の駆動可能装置１３０が飽和状態にあると判定された場合、手順８００は、光ビーム１１０のスペクトル特徴を調整し続けることができるように、第１の駆動可能装置１３０を不飽和にする、又は不飽和状態に変化させる。第１の駆動可能装置１３０は、不飽和状態にある場合、帯域幅を帯域幅範囲１１２７内の任意の値に調整することができる。また、手順８００は、光源１０５の動作中に、光源１０５を停止する、又は光源１０５のどの部分も分解する必要なく、第１の駆動可能装置１３０を不飽和にすることができる。

光学系１００は、８１０において決定された位置に基づいて、第１の駆動可能装置１３０が飽和状態にあるかどうかを判定する（８１５）。第１の駆動可能装置１３０が飽和状態にある場合（８１５）は、光学系１００は、第２の異なる駆動可能装置１３５を変更して第１の駆動可能装置１３０を不飽和状態に変化させ、パルス光ビーム１１０のスペクトル特徴を調整する（８２０）。

上述したように、飽和状態にある場合、第１の駆動可能装置１３０は帯域幅を調整することができないか、又は限定的にしか調整することができない。第１の駆動可能装置１３０は、例えば動作点１１０５が上限１１１５以上にあるか、又は下限１１１０以下にある場合に飽和状態にあると判定することができる。この例では、動作点１１０５が上限１１１５と下限１１１０との間に位置するように第２の駆動可能構成要素１３５を変更することにより、第１の駆動可能装置１３０を不飽和状態に変化させることができる。不飽和状態は、上限１１１５と下限１１１０との間の可能性がある動作点のいずれであってもよく、上限１１１５と下限１１１０との間の可能性がある全て又は全てより少ない数の動作点を含むことができる。

例示的な実装形態において、図８、図１１、及び図１２を参照すると、（８１０）において、制御システム１４０（例えばメトロロジ処理システム６２５）は、起動上限１１２４及び起動下限１１３０の１つ以上に対する動作点１１０５の位置を決定することができる。起動上限及び下限１１２４、１１３０は、動作点１１０５の位置を決定する、及び／又は第１の駆動可能装置１３０が飽和状態にあるかどうかを判定するのに使用可能な例示的な限界又は閾値を含む管理図である図１２にも示されている。例示的な限界及び閾値は、第１の駆動可能装置１３０が実際は飽和されておらず、まだスペクトル特徴を調整できる場合にも飽和状態にあると見なされ得ることから、上限１１１５と下限１１１０との間にある様々な限界及び閾値を含む。上限１１１５及び下限１１１０内にある限界及び閾値を含むことにより、第１の駆動可能装置１３０が飽和に達する前に調整され、その結果、決して飽和状態にならないことが保証されてよい。

図１２に示される例において、起動上限１１２４及び起動下限１１３０は、上限１１１５及び下限１１１０の間にある。制御システム１４０（例えばメトロロジ処理システム６２５）は、動作点１１０５が起動上限１１２４と起動下限１１３０との間にあるかどうかに基づいて、第１の駆動可能装置１３０が飽和状態にあるかどうかを判定する（８１５）。動作点１１０５が起動上限１１２５以上又は起動下限１１３０以下にある場合は、第１の駆動可能装置１３０は飽和状態にあると見なされる。動作点１１０５が起動上限１１２４と起動下限１１３０との間にある場合は、第１の駆動可能装置１３０は不飽和状態にあると見なされる。第１の駆動可能装置１３０が飽和状態にある場合は、第２の駆動可能装置１３５は変更され、第１の駆動可能装置１３０を不飽和状態に変化させる。

起動上限１１２４及び起動下限１１３０が上限１１１５及び下限１１１０の間にあることから、起動上限及び起動下限１１２４、１１３０を用いて、例えば、第１の駆動可能装置１３０がスペクトル特徴を全く調整することできないほどの飽和状態になる前であって、まだスペクトル特徴の調整を限定的に実行できる場合に、第１の駆動可能装置１３０を不飽和にすることができる。

また、いくつかの実装形態において、第１の駆動可能装置１３０が飽和状態にあると判定された場合、第２の駆動可能装置１３５は、第１の駆動可能装置１３０の動作点１１０５が停止上限１１２６及び停止下限１１２９の間になるまで変更することができる。停止上限１１２６及び停止下限１１２９は、（上限１１１５と下限１１１０との間にある）起動上限１１２４と起動下限１１３０との間にある。起動上限１１２４及び起動下限１１３０はこの例では飽和状態を規定するのに用いられる（つまり、動作点１１０５が起動上限１１２４よりも上か、又は起動下限１１３０よりも下にある場合、装置１３０は飽和状態にあると判定される）ため、停止下限１１２９及び停止上限１１２６は、完全に不飽和状態に対応する動作点の範囲内の範囲を定義する。従って、動作点１１０５が停止下限１１２６と停止上限１１２９との間になるまで第２の駆動可能装置１３５を変更することにより、第１の駆動可能装置１３０を十分に不飽和状態になるように変化させ、不飽和状態にとどまる可能性が高くなるようにしてよい。

第１の駆動可能装置１３０は目標動作点１１２３と関連付けることができる。目標動作点１１２３は、第１の駆動可能装置１３０が最適な処理を行うことが知られている動作点であってよい。例えば目標動作点１１２３は、第１の駆動可能装置１３０に供給されたときに、光ビーム１１０が光源１０５の現在の動作条件下で最大のパワーを有するように光源１０５及び／又は光源１０５の構成要素を動作させる駆動信号に対応する動作点であってよい。目標動作点１１２３は、上限１１１５と下限１１１０との間のどこにあってもよい。例えば目標動作点１１２３は、上限１１１５及び下限１１１０が規定する値の範囲の中心点であってよい。

起動上限１１２４及び起動下限１１３０を含む実装形態において、限界１１２４及び１１３０は、目標動作点１１２３を中心に配置することができ、起動上限１１２４及び起動下限１１３０は目標動作点１１２３から等距離である。しかし、目標動作点１１２３は、起動上限１１２４と起動下限１１３０との間のどの位置にあってもよい。

停止上限１１２６及び停止下限１１２９を用いる実装形態において、目標動作点１１２３は、停止上限１１２６及び停止下限１１２９から等距離であってよい、又は目標動作点１１２３は、限界１１２６、１１２９の一方に他方より近くてもよい。

起動上限１１２４及び起動下限１１３０、並びに／又は停止上限１１２６及び停止下限１１２９は、目標動作点１１２３に基づいて設定されても、これに対して決定されてもよい。つまり、いくつかの実装形態において、これらの限界は、第２の駆動可能装置１３５を変更して第１の駆動可能構成要素１３０を不飽和状態に変化させることが第１の駆動可能装置１３０の動作点１１０５を目標動作点１１２３により近づける効果を有するように、目標動作点１１２３から特定の距離となるように設定又は決定することができる。いくつかの実装形態において、第１の駆動可能構成要素１３０の動作点１１０５は、目標動作点１１２３と等しくなるまで動かされる。

更に、いくつかの例では、第１の駆動可能構成要素１３０が飽和状態にあるかどうかの判定は、目標動作点１１２３を用いて行われる。例えば、第１の駆動可能装置１３０の動作点１１０５及び目標動作点１１２３を互いに比較し、動作点を表す数値から目標動作点１１２３を表す数値を引くことにより動作点１１０５が目標動作点１１２３にどれくらい近いかを決定することができる。その差の大きさは所定の閾値と比較することができる。その差の大きさが閾値を上回る場合、第１の駆動可能装置１３０は飽和状態にあると判定され、第２の駆動可能装置１３５は変更され、その結果、第１の駆動可能装置１３０の動作点１１０５は目標動作点１１２３に近づき、第１の駆動可能装置は不飽和状態に変化する。

目標動作点１１２３は、較正された、第１の駆動可能装置１３０の検査によって実験的に決定された、又は第１の駆動可能装置の過去の使用から決定された値であってよい。また、目標動作点１１２３は、光源１０５の動作中に一定に保たれる光源１０５の物理的特性（主発振器４００の幾何学的形状又は電力増幅器４１０の幾何学的形状など）、及び／又は光源１０５の動作中に変化し得る光源１０５の動作条件に依存してよい。従って、目標動作点１１２３は光源１０５の動作中に変化する可能性がある。これらの例において、目標動作点１１２３は光源１０５の操作者が調整する又は変化させることができる、又は目標動作点１１２３は自動プロセスにより調整する又は変化させることができる。更に、起動限界１１２４、１１３０及び／又は停止限界１１２６、１１２９が目標動作点１１２３に基づいている実装形態では、これらの限界も光源１０５の動作中に変化し得る。

従って手順８００によって、第１の駆動可能装置１３０の動作点１１０５を光源１０５の動作中に変化させる、調整する、及び／又は制御し、第１の駆動可能装置１３０がスペクトル特徴を調整できない状況の発生を防止する又は減らすことができる。

上記のように、第１の駆動可能装置１３０が飽和状態にあると判定される場合、第２の駆動可能装置１３５は変更され、第１の駆動可能装置１３０を不飽和状態に変化させる。第２の駆動可能装置１３５を変更することは、第２の駆動構成要素１３０に光ビーム１１０と相互作用する図５のプリズム５８２などの光学特徴部を移動させることを含むことができる。プリズム５８２を移動させることにより、光ビーム１１０のスペクトル帯域幅は変化する。しかし、プリズム５８２を移動させることで光ビームの波長などの別のスペクトル特徴も変化する可能性がある。この波長変化を補償するために、第１及び第２の駆動可能装置１３０、１３５のいずれとも異なる（図１０に示された）第３の駆動可能装置１０００を変更して光ビーム１１０の波長を調整することができる。このように、第３の駆動可能装置１０００は、第２の駆動可能装置１３５を変更して第１の駆動可能装置１３０を不飽和にする際に生じ得る他のスペクトル特徴（波長など）の変化を補償するように制御することができる。

手順８００は、光源１０５が動作し、光ビーム１１０を生成している間に実行することができる。上記のように、第２の駆動可能装置１３５を変更して第１の駆動可能装置１３０を不飽和にすることで、光ビーム１１０の他のスペクトル特徴が変化する可能性がある。光源１０５が動作している間に手順８００を実行する際の、第２の駆動可能装置１３５を変更することが光ビームのスペクトル特徴に与える影響を最小限に抑えるために、いくつかの実装形態において、第２の駆動可能装置１３５は光ビーム１１０と相互作用していないときにのみ変更される。例えば、光ビーム１１０はパルス光ビームであってよく、第２の駆動可能装置１３５は、光ビーム１１０のパルス間にのみ変更されるように制限することができる。別の例において、光ビーム１１０は、光のない期間により分離される多数（例えば数百個）の光パルスのバーストを含むパルス光ビームであってよい。これらの例において、第２の駆動可能装置１３５はバースト間の光のない期間中にだけ変更される。光ビーム１１０が光パルスのバーストを含むパルス光ビームであるいくつかの例において、第２の駆動可能装置１３５は、バースト間、又はバースト内のパルス間で生じる光のない期間においてのみ変更される。

いずれにしても、第２の駆動可能装置１３０は、光源１０５が動作し、光ビーム１１０を生成している間に変更される。従って、第１の駆動可能装置１３０を不飽和状態に変化させるための第２の駆動可能装置１３５の変更は、いくつかの実装形態において、光が第１の駆動可能装置１３０と相互作用していない期間に限定されるが、これらの期間は、光源１０５が動作している間に生成される光ビームの種類に付帯する期間であって、光源１０５を動作から除外することにより生じる期間ではない。

図１０を参照すると、例示的な実装形態において、制御システム１４０（例えばメトロロジ処理システム６２５）は、動作状態又は動作点１１０５の位置を決定することができ（８１０）、前回のバーストにおける動作点１１０５の平均値（図１０においてＭＰＯＰ ｂｕｒｓｔ ａｖ．と表示）を、目標動作点（図１０においてＭＰＯＰ ｔａｒｇｅｔと表示）と比較して、当該バーストについての動作点の誤差（図１０においてＭＰＯＰ ｂｕｒｓｔ ａｖ．ｅｒｒｏｒと表示）を決定することにより、第１の駆動可能装置１３０が飽和状態にあるかどうかを判定することができる（８１５）。制御システム１４０（例えば決定処理システム６３５）は、動作点の平均誤差と駆動信号との間の所定の関係（ボックス１００５）を見て、その関係を用いて第２の駆動モジュール１２５に送信する信号を決定することができる（８２０）。

また、制御システム１４０は、動作点１１０５の単一の値を目標動作点と比較して、動作点の誤差を決定することができる。

図１３には、動作点の平均誤差が横軸に沿って示され、駆動信号が縦軸に示された例示的な関係１００５が示されている。この例では、平均誤差は変化するが駆動信号は変更することができない中央の不感帯（又は中性）領域があり、この領域は、第２の駆動モジュール１２５の振動又は起動停止の繰り返しサイクルを防止するために存在する。また、不感帯に隣接する２つのヒステリシス領域があり、この領域では、第２の駆動モジュール１２５に出力される駆動信号の値は、動作点の平均誤差の前の値に基づいて決定される。

他の実装形態において、第２の駆動可能装置１３５はプリズム５８２以外の光学特徴部である。例えば第２の駆動可能装置１３５は、格子５８０であってよく、第２の駆動モジュール１２５は格子５８０の形状を変化させ、それにより光ビーム５１０のスペクトル特徴を変化させてよい。別の例として、第２の駆動可能装置１３５は、光ビーム５１０、４０５、１１０のいずれかの経路に配置される１つ以上の調整可能な開口であってよい。別の例として、第２の駆動可能装置１３５は、格子５８０やプリズム５８２、５８４、５８６、５８８の１つなどの光学デバイス（又は光ビーム５１０、４０５、又は１１０の経路に配置される別の光学素子）であってよく、第２の駆動モジュール１２５は、そのような光学素子の方向を素早く変化させ、光ビーム１１０の中心波長をディザリングする又は振動させることができ、それにより、瞬時帯域幅を変化させ、帯域幅が出力装置１４５における瞬時帯域幅よりも広く又は狭く見えるようにする。

他の実装形態は、以下の請求項の範囲内である。

Claims (13)

1. 多段ガス放電システムであり、第１の段がパルスシード光ビームを出力する発振器装置であり、第２の段が前記パルスシード光ビームを受け取り、前記パルス光ビームを出力する光増幅装置であり、いずれの段もガス放電サブシステムを含む光源により生成されるパルス光ビームの帯域幅を含むスペクトル特徴を制御するためのシステムであって、
   前記光源の第１の段及び第２の段に接続されたタイミングモジュールに結合され、前記第１の段に送信される第１のトリガ信号及び前記第２の段に送信される第２のトリガ信号の間の相対的なタイミングを制御し、前記タイミングモジュールの動作点を下限及び上限の間で変更することによって前記パルス光ビームの前記スペクトル特徴を調整する第１の駆動モジュールと、
   前記光源の１つ以上の光学素子に結合され、前記１つ以上の光学素子を動かすことによって前記パルス光ビームの前記スペクトル特徴を調整する第２の駆動モジュールと、
   前記第１の駆動モジュール及び前記第２の駆動モジュールに接続された制御システムであって、
   前記タイミングモジュールの動作点に関する信号であって、前記動作点が前記下限又は前記上限にある場合は飽和状態にあり、前記上限及び前記下限の間にある場合は不飽和状態にあることを示す信号を受信し、
   前記光源の前記タイミングモジュールの前記動作点の前記信号に基づいて、前記上限及び前記下限の間における前記タイミングモジュールの前記動作点の位置を決定し、
   前記決定された位置に基づいて、前記タイミングモジュールが前記飽和状態にあるかどうかを判定し、
   前記タイミングモジュールが前記飽和状態にあると判定される場合に、前記光源の１つ以上の光学素子を動かして、前記タイミングモジュールを前記不飽和状態に変化させ、前記パルス光ビームの前記スペクトル特徴を調整する、ように構成された制御システムと、
   を備えたシステム。
2. 前記制御システムは、
   前記光源から出力される前記パルス光ビームの前記スペクトル特徴の測定値を受信し、
   前記第１の駆動モジュール及び前記第２の駆動モジュールの１つ以上に信号を送信して、前記受信した前記パルス光ビームの前記スペクトル特徴の測定値に基づいて前記パルス光ビームの前記スペクトル特徴を新しい値に調整する、ように構成された、請求項１に記載のシステム。
3. 前記１つ以上の光学素子は、前記第１の段に結合されたスペクトル選択モジュールを備える、
   請求項１に記載のシステム。
4. 前記１つ以上の光学素子は、前記パルス光ビームと相互作用し、かつ、前記パルス光ビームの光学倍率を調整するように構成された、
   請求項１に記載のシステム。
5. 前記第１の駆動モジュールに接続され、前記パルス光ビームの特性を受信し、前記タイミングモジュールの前記動作点に関する信号を出力するように構成された監視システムを含むメトロロジシステムを更に備えた、請求項１に記載のシステム。
6. 前記メトロロジシステムは、前記光源から出力される前記パルス光ビームのスペクトル特徴を測定するように構成されたスペクトル特徴ユニットを含み、前記制御システムは、前記パルス光ビームの前記スペクトル特徴の測定値を受信するように構成される、請求項５に記載のシステム。
7. 光源を制御するための方法であって、
   前記光源の第１の段及び第２の段に接続されたタイミングモジュールの動作点の信号を受信して、前記第１の段に送信される第１のトリガ信号及び前記第２の段に送信される第２のトリガ信号の間の相対的なタイミングを制御することであって、前記タイミングモジュールの動作点は、下限及び上限の間で変更可能であることによって、前記光源が生成するパルス光ビームの帯域幅を含むスペクトル特徴を調整し、前記タイミングモジュールは、前記動作点が前記下限又は前記上限にある場合は飽和状態にあり、前記上限及び前記下限の間にある場合は不飽和状態にあることを示す信号を受信することと、
   前記光源の前記タイミングモジュールの前記動作点の前記信号に基づいて、前記上限及び前記下限の間における前記タイミングモジュールの前記動作点の位置を決定することと、
   前記決定された位置に基づいて、前記タイミングモジュールが前記飽和状態にあるかどうかを判定することと、
   前記タイミングモジュールが前記飽和状態にあると判定される場合に、前記光源の１つ以上の光学素子を動かして、前記タイミングモジュールを前記不飽和状態に変化させ、前記パルス光ビームの前記スペクトル特徴を調整することと、を含む方法。
8. 前記下限及び前記上限の間における前記タイミングモジュールの前記動作点の位置を決定することは、前記上限及び前記下限の間にある起動上限及び起動下限の１つ以上に対する前記動作点の前記位置を決定することを含み、
   前記決定された位置に基づいて、前記タイミングモジュールが前記飽和状態にあるかどうかを判定することは、前記動作点が、前記起動上限及び前記上限の間にあるかどうか、又は前記起動下限及び前記下限の間にあるかどうかを判定することを含み、
   前記タイミングモジュールの前記不飽和状態は、前記起動上限及び前記起動下限の間にある、請求項７に記載の方法。
9. 前記タイミングモジュールが前記飽和状態にある場合は、前記タイミングモジュールの前記動作点が、前記起動上限及び前記起動下限の間にある停止上限及び停止下限の間になるまで前記光源の前記１つ以上の光学素子を動かし続けることを更に含む、請求項８に記載の方法。
10. 前記タイミングモジュールは、前記停止上限及び前記停止下限の間にある目標動作点に関連付けられ、前記目標動作点は前記タイミングモジュールが最適な処理を行うことが知られている動作点である、請求項９に記載の方法。
11. 前記光源の前記１つ以上の光学素子は、前記光源から射出される前記パルス光ビームと相互作用するように構成された光学素子を含む、請求項７に記載の方法。
12. 前記光源の前記１つ以上の光学素子は、前記光学素子が前記パルス光ビームと相互作用していないときにのみ動かされる、請求項１１に記載の方法。
13. 前記光源の前記１つ以上の光学素子を動かすことは、前記光学素子を前記パルス光ビームの経路に対して動かすことを含む、請求項１１に記載の方法。