JP6792068B2 - パルス光ビームのスペクトルフィーチャの制御 - Google Patents

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Description

関連出願の相互参照
本出願は、２０１６年１０月１７日出願の米国特許出願第１５／２９５，２８０号に関連し、その米国出願は、その全体において参照により本明細書で援用される。
開示される主題は、例えば、リソグラフィ露光装置に光を供給する光源からの光ビーム出力の帯域幅又は波長などのスペクトルフィーチャを制御することに関する。
半導体リソグラフィ（又はフォトリソグラフィ）において、集積回路（ＩＣ）の製造には、半導体（例えばシリコン）基板（ウェーハとも呼ばれる）上で実行される様々な物理的及び化学的プロセスが必要とされる。フォトリソグラフィ露光装置又はスキャナは、基板のターゲット部分上に所望のパターンを施す機械である。ウェーハは、それが、概してスキャナの直交するＸＬ及びＹＬ方向によって画定される平面に沿って延びるように、ステージに固定される。ウェーハは、深紫外線（ＤＵＶ）範囲における波長を有する光ビームによって照射される。光ビームは、軸方向に沿って移動し、軸方向は、スキャナのＺＬ方向に対応する。スキャナのＺＬ方向は、側ＸＬ−ＹＬ平面に直交する。
レーザなどの光源からの光ビーム出力のスペクトルフィーチャ又は特性（例えば帯域幅）の正確な知識は、多くの科学及び産業用途において重要である。例えば、光源帯域幅の正確な知識は、深紫外線（ＤＵＶ）光リソグラフィにおける最小フィーチャ又はクリティカルディメンション（ＣＤ）の制御を可能にするために用いられる。クリティカルディメンションは、半導体基板（ウェーハとも呼ばれる）上に印刷されるフィーチャサイズであり、従ってＣＤは、精細なサイズ制御を要求する可能性がある。光リソグラフィにおいて、基板は、光源によって生成された光ビームによって照射される。多くの場合に、光源は、レーザ源であり、光ビームは、レーザビームである。
幾つかの一般的な態様において、光源によって生成されたパルス光ビームのスペクトルフィーチャは、方法によって制御される。方法は、パルス繰り返し率でパルス光ビームを光源から生成することと、基板をパルス光ビームに露光するために、リソグラフィ露光装置に収容された基板の方へパルス光ビームを導くことと、パルス光ビームが基板を露光しているときに、パルス光ビームのパルス繰り返し率を修正することとを含む。方法は、パルス光ビームのスペクトルフィーチャに対する調整量を決定することであって、調整量が、パルス光ビームのパルス繰り返し率の修正に相関するパルス光ビームのスペクトルフィーチャにおける変動を補償することを含む。方法は、パルス光ビームが基板を露光しているときに、決定された調整量だけパルス光ビームのスペクトルフィーチャを変更し、それによってスペクトルフィーチャにおける変動を補償することを含む。
実装形態は、次のフィーチャの１つ又は複数を含むことができる。例えば、スペクトルフィーチャに対する調整量は、相関レシピにアクセスすることであって、相関レシピが、光源用の繰り返し率とスペクトルフィーチャとの間の関係を定義することと、レシピにおける修正されたパルス繰り返し率に相関するスペクトルフィーチャを決定することと、修正されたパルス繰り返し率に相関されたスペクトルフィーチャを相殺するスペクトルフィーチャの調整量を計算することとによって決定することができる。
方法は、パルス光ビームを基板の方へ導く前に、光源用の相関レシピを作成することを含むことができる。方法は、パルス光ビームのパルスバーストペア間に、パルス光源の相関レシピを作成することを含むことができる。
パルス光ビームのスペクトルフィーチャは、光源の１つ又は複数のコンポーネントを調整することによって変更することができる。光源の１つ又は複数のコンポーネントは、パルス光ビームと相互作用するスペクトルフィーチャ選択装置の１つ又は複数の光学コンポーネントを調整することによって調整することができる。スペクトルフィーチャ選択装置の１つ又は複数の光学コンポーネントは、スペクトルフィーチャ選択装置のプリズムを回転させることによって調整することができる。スペクトルフィーチャ選択装置のプリズムは、５０ミリ秒以下の時間で、第１の安定平衡位置から第２の安定平衡位置にプリズムを回転させることによって回転され、それによってスペクトルフィーチャを変更することができる。スペクトルフィーチャ選択装置のプリズムは、第１の角度から第２の角度にプリズムを回転させることによって回転させることができ、第１及び第２の角度は、３６０°回転における何れかの角度とすることができる。
パルス光ビームのスペクトルフィーチャは、パルス光ビームのパルスバースト間にスペクトルフィーチャを変更することによって変更することができる。
方法は、パルス光ビームが基板を露光しているときに、パルス光ビームのパルス繰り返し率を特定の値だけ修正する命令を受信することであって、パルス光ビームのパルス繰り返し率の修正が、パルス光ビームの繰り返し率を特定の値だけ修正することを含むことを含むことができる。
パルス光ビームのスペクトルフィーチャは、パルス光ビームが基板を露光しているときに、決定された調整量だけ変更され、それによってスペクトルフィーチャ変動を補償し、パルス光ビームのスペクトルフィーチャを所定の安定域内に維持させることができる。
スペクトルフィーチャは、所定の安定域に維持することができ、基板に形成されたフィーチャのクリティカルディメンションは、所定の許容範囲内に維持することができる。
スペクトルフィーチャは、パルス光ビームの帯域幅とすることができる。
他の一般的な態様において、システムは、照明システム、スペクトルフィーチャ選択装置、及び制御システムを含む。照明システムは、パルス光ビームを生成し、それをフォトリソグラフィ露光装置の方へ導く。照明システムは、変更され得るパルス繰り返し率でパルス光ビームを生成する光源を含む。スペクトルフィーチャ選択装置は、パルス光ビームのスペクトルフィーチャを選択するように構成される。スペクトルフィーチャ選択装置は、パルス光ビームの経路に配置された光学コンポーネントセットを含む。制御システムは、光源に、且つスペクトルフィーチャ選択装置に動作可能に接続される。制御システムは、パルス光ビームが生成される繰り返し率を制御し、フォトリソグラフィ露光装置においてパルス光ビームが基板を露光しているときに、パルス光ビームの繰り返し率を修正することを含むように、パルス光ビームのスペクトルフィーチャに対する調整量を決定し、調整量が、パルス光ビームのパルス繰り返し率の修正に相関するパルス光ビームのスペクトルフィーチャにおける変動を補償するように、且つ少なくとも１つの光学コンポーネントを移動させるために、スペクトルフィーチャ選択装置に信号を送信し、それによって、パルス光ビームが基板を露光しているときに、パルス光ビームのスペクトルフィーチャを決定された調整量だけ変更し、それによってスペクトルフィーチャ変動を補償するように構成される。
実装形態は、次のフィーチャの１つ又は複数を含むことができる。例えば、スペクトルフィーチャ選択装置の光学コンポーネントセットは、少なくとも１つのプリズムを含むことができる。制御システムは、プリズムを回転させ、それによってスペクトルフィーチャを変更するために、少なくとも１つのプリズムに関連する迅速なアクチュエータに信号を送信するように構成することができる。スペクトルフィーチャ選択装置の光学コンポーネントセットは、パルス光ビームと相互作用するように配置された分散光学素子と、分散光学素子と光源との間のパルス光ビームの経路に配置された複数のプリズムとを含むことができる。
スペクトルフィーチャ選択装置は、プリズムに関連する、且つ関連するプリズムを回転させ、それによってパルス光ビームのスペクトルフィーチャを調整するように構成された少なくとも１つのアクチュエータを有する作動システムを含むことができる。
迅速なアクチュエータは、回転軸を中心に回転する回転ステージを含むことができ、且つプリズムに機械的に連結される領域を含む。回転ステージは、完全な３６０°の回転角度に沿って、回転軸を中心に回転するように構成することができる。
照明システムは、光源から生成されたパルス光ビームを受信するように、且つフォトリソグラフィ露光装置の方へパルス光ビームを導くように構成されたビーム調製システムを含むことができる。
フォトリソグラフィ露光装置に導かれるパルス光ビームを生成するフォトリソグラフィシステムのブロックダイヤグラムである。 図１のフォトリソグラフィシステムによって生成された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のフォトリソグラフィシステムにおいて使用できる例示的な光源のブロックダイヤグラムである。 図１のフォトリソグラフィシステムにおいて使用できる例示的なスペクトルフィーチャ選択装置のブロックダイヤグラムである。 図１のフォトリソグラフィシステムにおいて使用できる例示的な制御システムのブロックダイヤグラムである。 図１のフォトリソグラフィシステムにおいて使用できる例示的なスペクトルフィーチャ選択装置のブロックダイヤグラムである。 パルス光ビームの繰り返し率における変動を補償するために、パルス光ビームの帯域幅を迅速に制御するように図１のフォトリソグラフィシステムによって実行される例示的な手順のフローチャートである。 パルス光ビームの帯域幅に対する調整を決定するために、図１のフォトリソグラフィシステムによって実行される例示的な手順のフローチャートである。 ２つの相異なる光源用のパルス光ビームの帯域幅と繰り返し率との間の関係を示す例示的なグラフである。 図１のフォトリソグラフィシステムを操作するための例示的な手順のフローチャートである。
図１を参照すると、フォトリソグラフィシステム１００は、名目上中心波長である波長を有する、且つフォトリソグラフィ露光装置又はスキャナ１１５に導かれるパルス光ビーム１１０を生成する照明システム１５０を含む。パルス光ビーム１１０は、スキャナ１１５に収容される基板又はウェーハの１２０上にマイクロ電子フィーチャをパターン形成するために用いられる。照明システム１５０は、変更され得るパルス繰り返し率でパルス光ビーム１１０を生成する光源１０５を含む。
照明システム１５０は、スペクトルフィーチャ選択装置１３０を含む。スペクトルフィーチャ選択装置１３０は、光源１０５によって生成された光ビーム１１０と相互作用し、且つパルス光ビーム１１０の１つ又は複数のスペクトルフィーチャ（帯域幅又は波長など）を選択するように構成される。スペクトルフィーチャ選択装置１３０は、パルス光ビーム１１０の経路に配置された光学コンポーネントセット（例えば図４に示されている）を含む。照明システム１５０は、パルス光源１０５に、且つスペクトルフィーチャ選択装置１３０に動作可能に接続された制御システム１８５を含む。またスキャナ１１５は、制御システム１８５に動作可能に接続されたリソグラフィコントローラ１４０と、スキャナ１１５内のコンポーネントとを含む。
パルス光ビーム１１０のパルス繰り返し率は、光ビーム１１０のパルスが、光源１０５によって生成される率である。従って、例えば、パルス光ビーム１１０の繰り返し率は、１／Δｔであり、この式でΔｔは、パルス間の時間である。制御システム１８５は、パルス光ビーム１１０が生成される繰り返し率を制御するように一般に構成され、パルス光ビームが、フォトリソグラフィ露光装置１１５においてウェーハ１２０を露光しているときに、パルス光ビームの繰り返し率を修正することを含む。
幾つかの実装形態において、スキャナ１１５は、パルス光ビーム１１０を生成するために、（コントローラ１４０と制御システム１８５との間の通信を通して）光源１０５をトリガし、結果として、スキャナ１１５は、コントローラ１４０及び制御システム１８５を介して繰り返し率を制御する。例えば、コントローラ１４０は、許容可能な率の特定の範囲内に光ビーム１１０の繰り返し率を維持するために、制御システム１８５に信号を送信する。スキャナ１１５は、一般に、光ビーム１１０の各パルスバースト用の繰り返し定数を維持する。光ビーム１１０のパルスバーストは、ウェーハ１２０上の露光フィールドに対応することができる。露光フィールドは、スキャナ１１５内の露光スリット又は窓の一走査において露光されるウェーハ１２０の領域である。パルスバーストは、例えば、どの場所でも１０〜５００パルスを含むことができる。
スキャナ１１５を管理するカスタマは、光ビーム１１０が、ウェーハ１２０の端から端まで走査されているときに、光ビーム１１０のパルス繰り返し率を修正できることを望む。従って、スキャナ１１５はまた、光ビーム１１０の繰り返し率に対する変更又は修正を（コントローラ１４０及び制御システム１８５を介して）要求することができ、かかる変更要求は、パルスバースト間に行われ得る。例えば、カスタマは、単にスキャナ１１５内の光ビーム１１０を減衰する代わりに、カスタマが、ウェーハ１２０ごとにより少数のパルスを用いることができるようにするために、より低い繰り返し率で操作することを選んでもよい。
照明システム１５０の幾つかの性能特性（照明システム１５０によって生成された光ビーム１１０のパラメータなど）は、繰り返し率における変更に敏感である。例えば、光ビーム１１０の１つ又は複数のスペクトルフィーチャ（帯域幅又は波長など）は、光ビーム１１０の繰り返し率が変更された場合に、変動又は変化する可能性がある。例えば、光ビーム１１０の帯域幅は、光ビーム１１０の波面に依存し、光ビーム１１０の波面は、光ビーム１１０のパルスの繰り返し率が調整された場合には、歪められる可能性がある。帯域幅の不安定化は、ウェーハ１２０のクリティカルディメンション（ＣＤ）における許容できない変動につながり、従って、照明システム１５０からの信頼できない性能につながる。更に、照明システム１５０の性能特性の変動は、照明システム１５０の一設計から照明システム１５０の別の設計へと異なり得る。従って、照明システム１５０の性能特性を安定させる、光ビーム１１０の繰り返し率の調整による唯一の解決法は、実現可能ではない。
具体的には、クリティカルディメンション（ＣＤ）は、システム１００によってウェーハ１２０上に印刷できる最小フィーチャサイズである。ＣＤは、光ビーム１１０の波長に依存する。ウェーハ１２０上に、且つシステム１００によって露光された他のウェーハ上に印刷されるマイクロ電子フィーチャの均一なＣＤを維持するために、光ビーム１１０の中心波長は、期待される若しくはターゲット中心波長、又はターゲット波長を中心とする一連の波長内に留まるべきである。従って、ターゲット中心波長に、又はターゲット中心波長のまわりの一連の許容可能な波長内に中心波長を維持することに加えて、光ビーム１１０の帯域幅（光ビーム１１０における波長範囲）を許容可能な帯域幅範囲内に維持することが望ましい。
光ビーム１１０の帯域幅を許容範囲に維持するために、制御システム１８５は、パルス光ビーム１１０の帯域幅に対する調整量を決定するように構成され、パルス光ビーム１１０の帯域幅に対する調整は、パルス光ビーム１１０のパルス繰り返し率の修正によって引き起こされるパルス光ビーム１１０の帯域幅の変化又は変動を補償する。加えて、制御システム１８５は、装置１３０の少なくとも１つの光学コンポーネントを移動させるために、スペクトルフィーチャ選択装置１３０に信号を送信し、それによって、パルス光ビーム１１０がウェーハ１２０を露光しているときに、決定された調整量だけパルス光ビーム１１０の帯域幅を変更し、それによってパルス光ビーム１１０のパルス繰り返し率の修正によって引き起こされた帯域幅変動を補償するように構成される。
パルス光ビーム１１０の帯域幅は、何れかの２つのパルスバースト間に変更することができる。更に、帯域幅が、第１の値から第２の値に変更されるために、且つまた第２の値で安定するためにかかる時間は、パルスバースト間の時間より短くすべきである。例えば、バースト間の期間が、５０ミリ秒（ｍｓ）である場合に、第１の値から第２の値に帯域幅を変更するための、且つ第２の値で安定するための合計時間は、５０ｍｓ未満であるべきである。制御システム１８５及びスペクトルフィーチャ選択装置１３０は、以下で詳細に説明されるように、かかる帯域幅のかかる迅速な変更を可能にするように設計される。
幾つかの実装形態において、スキャナ１１５は、光ビーム１１０の繰り返し率の値を知らない。もっと正確に言えば、スキャナ１１５は、特定の繰り返し率でパルスを生成するために、（制御システム１８５を介して）パルス光源１０５にトリガを供給するだけである。他の実装形態において、スキャナ１１５又は照明システム１５０は、光ビーム１１０の連続パルス間の時間を測定することによって、パルス繰り返し率を監視し、且つ光ビーム１１０の繰り返し率を制御又は変更するためにこの情報を用いることができる。これらの測定は、例えば、測定（計測）システム１７０によって実行することができる。
スキャナ１１５のコントローラ１４０は、ウェーハ１２０の端から端まで走査されているパルス光ビーム１１０の繰り返し率を調整又は修正するために、制御システム１８５に信号を送信する。制御システム１８５に送信された信号は、パルス光源１０５に送信される電気信号を制御システム１８５に修正させることができる。例えば、パルス光源１０５が、ガスレーザ増幅器を含む場合に、電気信号は、パルス光源１０５の１つ又は複数のガス放電チャンバ内の電極にパルス電流を供給する。
フォトリソグラフィシステム１００に関する詳細が、次に提供される。具体的には、再び図１を参照すると、ウェーハ１２０は、ウェーハ１２０を保持するように構成されたウェーハテーブル上に配置され、且つ或るパラメータに従い、コントローラ１４０の制御下で、ウェーハ１２０を正確に配置するように構成されたポジショナに接続される。
光ビーム１１０は、ビーム調製システム１１２を通して導かれ、ビーム調製システム１１２は、光ビーム１１０の態様を修正する光学素子を含むことができる。例えば、ビーム調製システム１１２は、反射及び／又は屈折光学素子と、光学パルスストレッチャと、光アパーチャ（自動シャッタを含む）とを含むことができる。
光ビーム１１０のパルスは、例えば２４８ナノメートル（ｎｍ）又は１９３ｎｍの波長を備えた深紫外線（ＤＵＶ）範囲にある波長を中心とする。ウェーハ１２０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、パルス光ビーム１１０の波長に依存し、より低い波長は、小さな最小フィーチャサイズ又はクリティカルディメンションに帰着する。パルス光ビーム１１０の波長が、２４８ｎｍ又は１９３ｎｍである場合に、マイクロ電子フィーチャの最小サイズは、例えば５０ｎｍ以下にすることができる。パルス光ビーム１１０の解析及び制御用に用いられる帯域幅は、その光学スペクトル２００（又は発光スペクトル）の実際の瞬時帯域幅とすることができ、光学スペクトル２００は、図２に示されているように、光ビーム１１０の光エネルギ又はパワーが、相異なる波長（又は周波数）にわたってどのように分配されるかに関する情報を含む。
フォトリソグラフィシステム１００はまた、計測システム１７０を含むことができ、計測システム１７０は、光ビーム１１０の１つ又は複数のスペクトルフィーチャ（帯域幅又は波長など）を測定するサブシステムを含むことができる。動作中にフォトリソグラフィシステム１００に加えられる様々な擾乱のために、ウェーハ１２０における光ビーム１１０のスペクトルフィーチャ（帯域幅又は波長など）の値は、所望のスペクトルフィーチャ（即ち、スキャナ１１５が期待するスペクトルフィーチャ）に対応も一致もしない可能性がある。従って、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、光源１０５の特性を調整するために、且つ光ビーム１１０の光学スペクトルを調整するために、測定又は推定された帯域幅を用いることができるように、光ビーム１１０のスペクトルフィーチャ（特有の帯域幅など）は、光学スペクトルからメトリックの値を推定することによって、動作中に測定又は推定される。計測システム１７０のサブシステムは、この光学スペクトルに基づいて、光ビーム１１０のスペクトルフィーチャ（帯域幅及び／又は波長など）を測定する。
計測システム１７０は、光源１０５とスキャナ１１５との間の経路に配置されるビーム分離デバイスから転送される光ビーム１１０における部分を受信する。ビーム分離デバイスは、光ビーム１１０の第１の部分又はパーセンテージを計測システム１７０に導き、且つ光ビーム１１０の第２の部分又はパーセンテージをスキャナ１１５の方に導く。幾つかの実装形態において、光ビーム１１０の大部分は、第２の部分においてスキャナ１１５の方へ導かれる。例えば、ビーム分離デバイスは、光ビーム１１０の小部分（例えば１〜２％）を計測システム１７０に導く。ビーム分離デバイスは、例えばビームスプリッタとすることができる。
スキャナ１１５は、例えば、１つ又は複数のコンデンサレンズと、マスクと、対物レンズ配置とを有する光学配置を含む。マスクは、光ビーム１１０の光学軸に沿ってなど、１つ又は複数の方向に沿って、又は光学軸に垂直な平面において移動可能である。対物レンズ配置は、投影レンズを含み、且つ画像転写が、マスクからウェーハ１２０上のフォトレジストに行われ得るようにする。照明システムは、マスクに当たる光ビーム１１０用の角度範囲を調整する。照明システムはまた、マスクの端から端までの光ビーム１１０の強度分布を均質化する（均一にする）。
スキャナ１１５は、数あるフィーチャの中で、様々な電気コンポーネント用にリソグラフィコントローラ１４０、空調デバイス、及び電源を含むことができる。（上記で説明した）光ビーム１１０のパルスの繰り返し率の制御に加えて、リソグラフィコントローラ１４０は、ウェーハ１２０上に層がどのように印刷されるかを制御する。リソグラフィコントローラ１４０は、プロセスレシピなどの情報を格納するメモリを含み、且つまた以下でより完全に説明されるように、どの繰り返し率が、使用され得るか又は好ましいかに関する情報を格納してもよい。
ウェーハ１２０は、光ビーム１１０によって照射される。プロセスプログラム又はレシピが、ウェーハ１２０上への露光長さ、用いられるマスクと同様に、露光に影響する他の要素を決定する。リソグラフィ中に、上記のように、光ビーム１１０の複数のパルスが、照射量を構成するために、ウェーハ１２０の同じ領域を照明する。同じ領域を照明する光ビーム１１０のパルスの数Ｎは、露光窓又はスリットと呼ぶことができ、スリットのサイズは、マスクの前に置かれた露光スリットによって制御することができる。幾つかの実装形態において、Ｎの値は、数十、例えば１０〜１００のパルスである。他の実装形態において、Ｎの値は、１００パルスを超え、例えば１００〜５００パルスである。
マスク、対物レンズ配置、及びウェーハ１２０の１つ又は複数は、露光フィールドにわたって露光窓を走査するために、露光中に互いに対して移動させることができる。露光フィールドは、露光スリットか窓の一走査において露光されるウェーハ１２０の領域である。
図３を参照すると、例示的な光源３０５は、光ビーム１１０としてパルスレーザビームを生成するパルスレーザ源である。光源３０５は、シード光ビームに６１１をパワー増幅器（ＰＡ）３１０に供給する主発振器（ＭＯ）３００を含む２ステージレーザシステムである。主発振器３００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。パワー増幅器３１０は、典型的には、主発振器３００からのシードレーザ光ビームでシードされた場合に、増幅が行われる利得媒体を含む。パワー増幅器３１０が、再生リング共振器として設計された場合に、それは、パワーリング増幅器（ＰＲＡ）と表示され、この場合に、十分な光フィードバックが、リング設計から提供され得る。主発振器３００は、比較的低い出力パルスエネルギにおいて中心波長及び帯域幅などのスペクトルパラメータの微調整を可能にする。パワー増幅器３１０は、主発振器３００から出力を受信し、且つこの出力を増幅して、フォトリソグラフィにおいて用いる出力用の必要パワーを達成する。
主発振器３００は、２つの長尺状の電極を有する放電チャンバと、利得媒体として働くレーザガスと、電極間にガスを循環させるファンとを含む。レーザ共振器が、放電チャンバの一側における、シード光ビーム６１１を受信するスペクトルフィーチャ選択装置１３０と、パワー増幅器３１０にシード光ビーム６１１を出力する放電チャンバの第２の側における出力カプラ３１５との間に形成される。
光源３０５はまた、出力カプラ３１５から出力を受信するライン中心解析モジュール（ＬＡＭ）３２０と、必要に応じてビームのサイズ及び／又は形状を修正する１つ又は複数のビーム修正光学システム３２５とを含むことができる。ライン中心解析モジュール３２０は、シード光ビームの波長（例えば、中心波長）を測定するために使用できる一タイプの測定システムの例である。
パワー増幅器３１０は、パワー増幅器放電チャンバを含み、パワー増幅器が、再生リング増幅器である場合に、パワー増幅器はまた、循環経路を形成するために光ビームを放電チャンバに逆に反射するビームリフレクタ又はビーム回転デバイス３３０を含む。パワー増幅器放電チャンバは、長尺状の電極のペアと、利得媒体として働くレーザガスと、電極間でガスを循環させるためのファンとを含む。シード光ビームは、パワー増幅器３１０を繰り返し通過することによって増幅される。ビーム修正光学システム３２５は、シード光ビームを入力結合する、且つ出力光ビーム１１０を形成するために、増幅された放射の一部をパワー増幅器から出力結合する方法（例えば、部分反射ミラー）を提供する。
主発振器３００及びパワー増幅器３１０の放電チャンバにおいて用いられるレーザガスは、要求される波長及び帯域幅近くのレーザビームを生成するための何れかの適切なガスとすることができる。例えば、レーザガスは、約１９３ｎｍの波長の光を発するフッ化アルゴン（ＡｒＦ）、又は約２４８ｎｍの波長の光を発するフッ化クリプトン（ＫｒＦ）とすることができる。
ライン中心解析モジュール３２０は、主発振器３００の出力の波長を監視する。ライン中心解析モジュール３２０は、光源３０５内の他の位置に配置することができるか、又はそれは、光源３０５の出力部に配置することができる。
スペクトルフィーチャ選択装置１３０は、光源１０５（又は３０５）からシード光ビーム６１１を受信し、且つ制御システム１８５からの入力に基づいて光源１０５、３０５のスペクトル出力を微調整する。図４を参照すると、光源１０５、３０５からの光と結合する例示的なスペクトルフィーチャ選択装置４３０が示されている。幾つかの実装形態において、スペクトルフィーチャ選択装置１３０は、主発振器３００内の波長及び帯域幅などのスペクトルフィーチャの微調整を可能にするために、主発振器３００から光を受信する。
スペクトルフィーチャ選択装置４３０は、ファームウェア及びソフトウェアの何れかの組み合わせの形でエレクトロニクスを含む制御モジュール４５２を含むことができる。モジュール４５２は、１つ又は複数の作動システム４５４、４５６、４５８に接続される。作動システム４５４、４５６、４５８のそれぞれは、光学システム４６６のそれぞれの光学フィーチャ４６０、４６２、４６４に接続される１つ又は複数のアクチュエータを含むことができる。光学フィーチャ４６０、４６２、４６４は、生成された光ビーム１１０の特定の特性を調整し、それによって光ビーム１１０のスペクトルフィーチャを調整するように構成される。制御モジュール４５２は、制御システム１８５から制御信号を受信し、制御信号は、作動システム４５４、４５６、４５８の１つ又は複数を操作又は制御するための特定のコマンドを含む。作動システム４５４、４５６、４５８は、協働して働くように選択及び設計することができる。
各光学フィーチャ４６０、４６２、４６４は、光源１０５によって生成された光ビーム１１０に光学的に結合される。作動システム４５４、４５６、４５８のアクチュエータのそれぞれは、光学システム４６６のそれぞれの光学フィーチャ４６０、４６２、４６４を移動又は制御するための機械デバイスである。アクチュエータは、モジュール４５２からエネルギを受信し、且つそのエネルギを光学システム４６６の光学フィーチャ４６０、４６２、４６４に与えられる或る種の運動に変換する。例えば、作動システムは、ビームエキスパンダのプリズムの１つ又は複数を回転させるための力デバイス及び回転ステージの何れか１つとすることができる。作動システム４５４、４５６、４５８は、例えば、ステッパモータなどのモータ、バルブ、圧力制御型デバイス、ピエゾデバイス、リニアモータ、油圧アクチュエータ、ボイスコイル等を含むことができる。
スペクトルフィーチャ選択装置１３０は、２０１６年１０月１７日出願の米国出願第１５／２９５，２８０号の図３Ａ、３Ｂ、４Ａ〜４Ｃ、５Ａ〜５Ｃ、６Ａ〜６Ｄ及び７に関連して示され説明されている装置１３０、４３０、５３０、６３０、７３０のように設計することができ、その米国出願は、その全体において参照により本明細書で援用される。
図５を参照すると、本明細書で説明されるシステム及び方法の態様に関係する制御システム１８５に関する詳細が提供される。制御システム１８５は、図５に示されていない他のフィーチャを含むことができる。一般に、制御システム１８５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つ又は複数を含む。
制御システム１８５は、メモリ５００を含み、メモリ５００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とすることができる。コンピュータプログラム命令及びデータを実体的に具体化するのに適した記憶デバイスは、例として、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と、内部ハードディスク及び取り外し可能ディスクなどの磁気ディスクと、光磁気ディスクと、ＣＤ−ＲＯＭディスクとを含む不揮発性メモリの全ての形式を含む。制御システム１８５はまた、１つ又は複数の入力デバイス５０５（キーボード、タッチスクリーン、マイクロホン、マウス、携帯型入力デバイスなど）と、１つ又は複数の出力デバイス５１０（スピーカ又はモニタなど）とを含むことができる。
制御システム１８５は、１つ又は複数のプログラマブルプロセッサと、プログラマブルプロセッサ（プロセッサ５１５など）による実行のために機械可読記憶デバイスに実体的に具体化された１つ又は複数のコンピュータプログラムプロダクト５２０とを含む。１つ又は複数のプログラマブルプロセッサ５１５は、それぞれ、入力データに作用し、且つ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ために命令プログラムを実行することができる。一般に、プロセッサ５１５は、メモリ５００から命令及びデータを受信する。前述の何れも、特に設計されたＡＳＩＣ（特定用途向け集積回路）によって補足されるか、又はＡＳＩＣに組み込まれてもよい。
制御システム１８５は、数あるコンポーネントの中で、スペクトルフィーチャ解析モジュール５２５、リソグラフィ解析モジュール５３０、決定モジュール５３５、光源作動モジュール５５０、リソグラフィ作動モジュール５５５、及びビーム調製作動モジュール５６０を含む。これらのモジュールのそれぞれは、プロセッサ５１５などの１つ又は複数のプロセッサによって実行されるコンピュータプログラムプロダクトセットとすることができる。更に、モジュール５２５、５３０、５３５、５５０、５５５、５６０の何れも、メモリ５００内に格納されたデータにアクセスすることができる。
スペクトルフィーチャ解析モジュール５２５は、計測システム１７０から出力を受信する。リソグラフィ解析モジュール５３０は、スキャナ１１５のリソグラフィコントローラ１４０から情報を受信する。決定モジュール５３５は、解析モジュール（モジュール５２５及び５３０など）から出力を受信し、且つ解析モジュールからの出力に基づいて、どの作動モジュールが作動される必要があるかを決定する。光源作動モジュール５５０は、光源１０５及びスペクトルフィーチャ選択装置１３０の１つ又は複数に接続される。リソグラフィ作動モジュール５５５は、スキャナ１１５に、且つ特にリソグラフィコントローラ１４０に接続される。ビーム調製作動モジュール５６０は、ビーム調製システム１１２の１つ又は複数のコンポーネントに接続される。
ほんの少数のモジュールが、図５に示されているが、制御システム１８５が、他のモジュールを含むことが可能である。加えて、コンポーネントの全てが同じ場所に配置されているように見えるボックスとして制御システム１８５が表されているが、制御システム１８５が、互いに物理的に遠隔のコンポーネントで構成されることが可能である。例えば、光源作動モジュール５５０は、光源１０５又はスペクトルフィーチャ選択装置１３０と物理的に同じ場所に配置することができる。
一般に、制御システム１８５は、計測システム１７０から光ビーム１１０に関する少なくとも幾らかの情報を受信し、スペクトルフィーチャ解析モジュール５２５は、スキャナ１１５に供給される光ビーム１１０の１つ又は複数のスペクトルフィーチャ（例えば帯域幅）をどのように調整するかを決定するために、情報に基づいて解析を実行する。この決定に基づき、制御システム１８５は、光源１０５の動作を制御するために、スペクトルフィーチャ選択装置１３０及び／又は光源１０５に信号を送信する。
一般に、スペクトルフィーチャ解析モジュール５２５は、光ビーム１１０の１つ又は複数のスペクトルフィーチャ（例えば波長及び／又は帯域幅）を推定するために必要とされる解析の全てを実行する。スペクトルフィーチャ解析モジュール５２５の出力は、スペクトルフィーチャの推定値である。
スペクトルフィーチャ解析モジュール５２５は、推定されたスペクトルフィーチャを受信するために接続される、且つまたスペクトルフィーチャターゲット値を受信するために接続される比較ブロックを含む。一般に、比較ブロックは、スペクトルフィーチャターゲット値と推定値との間の差を表すスペクトルフィーチャ誤差値を出力する。決定モジュール５３５は、スペクトルフィーチャを調整するために、スペクトルフィーチャ誤差値を受信し、且つシステム１００への補正をどのように最もよく達成するかを決定する。従って、決定モジュール５３５は、光源作動モジュール５５０に信号を送信し、光源作動モジュール５５０は、スペクトルフィーチャ誤差値に基づいて、スペクトルフィーチャ選択装置１３０（又は光源１０５）をどのように調整するかを決定する。光源作動モジュール５５０の出力は、スペクトルフィーチャ選択装置１３０に送信されるアクチュエータコマンドセットを含む。例えば、光源作動モジュール５５０は、スペクトルフィーチャ制御モジュール４５２にコマンドを送信し、スペクトルフィーチャ制御モジュール４５２は、スペクトルフィーチャ作動システム４５４、４５６、４５８に接続される。
制御システム１８５は、所与の繰り返し率で光源１０５に動作させる。より具体的には、スキャナ１１５は、全てのパルス用に（即ちパルスごとに）光源１０５にトリガ信号を送信し、それらのトリガ信号間の時間間隔は、任意とすることができるが、しかしスキャナ１１５が、規則的間隔でトリガ信号を送信する場合には、それらの信号の率は、繰り返し率である。繰り返し率は、スキャナ１１５によって要求された率とすることができる。
パワー増幅器３１０によって生成されるパルスの繰り返し率は、スキャナ１１５におけるコントローラ１４０からの命令下で、主発振器３００が制御システム１８５によって制御される繰り返し率によって決定される。パワー増幅器３１０からのパルス出力の繰り返し率は、スキャナ１１５によって見られる繰り返し率である。
フォトリソグラフィシステム１００は、特定の用途の必要性に依存する多くの繰り返し率の何れか１つを選択する能力を（スキャナ１１５を操作する）ユーザ又はカスタマに提供することができる。上記のように、性能特性（例えば光ビーム１１０の帯域幅などのスペクトルフィーチャ）は、繰り返し率と共に変化し得る。
図６を参照すると、例示的な光学系６６６は、４つの屈折光学部品（プリズム６６０、６６２、６６４、６６８）から作られたビームエキスパンダ６００などの分散光学素子セットと、回折光学部品（格子６７０）とを含むライン狭隘化モジュールである。シード光ビーム６１１は、それが、ライン狭隘化モジュール６６６に入るときにアパーチャ６０５を通過し、且つまたそれが、ライン狭隘化モジュール６６６を出るときにアパーチャ６０５を通過する。
ライン狭隘化モジュール６６６は、格子６７０の回折面６７１に当たるシード光ビーム６１１の入射角を調整することによって、主発振器３００の共振器内に生成されるシード光ビーム６１１の波長を調整するように設計される。具体的には、これは、格子６７０によって提供される角分散を調整することによって行うことができる。プリズム６６０、６６２、６６４、６６８及び格子６７０の１つ又は複数は、シード光ビーム６１１の入射角を調整するために回転させることができ、従って、主発振器３００によって生成されるシード光ビーム６１１の波長を調整することができる。
シード光ビーム６１１の波長は、格子６７０が、シード光ビーム６１１を反射する角度を調整することによって選択される。格子６７０は、主発振器３００の利得媒体の発光バンド内で光ビーム６１１の相異なるスペクトル成分を反射する。格子６７０から主発振器３００の共振器の光学軸へと、より大きな角度で反射される波長成分は、後続のラウンドトリップにおいてより大きな損失を被り、従って、帯域幅の狭隘化が提供される。帯域幅狭隘化は、次の理由で行われる。即ち、主発振器３００の共振器の固定受光角より大きな角度でプリズムから現れる光ビーム６１１の波長成分が、光ビーム６１１が共振するときに、光ビーム６１１から除去されるからである。従って、光ビーム６１１の帯域幅は、ビームエキスパンダ６００（４つのプリズム６６０、６６２、６６４、６６８）によって提供される倍率と同様に格子６７０の分散によって決定される。何故なら、より小さな波長範囲が、主発振器３００の共振器の受光角内の角度で、ビームエキスパンダ６００から発するからである。
格子６７０は、高ブレーズ角エシェル格子とすることができ、回折格子の式を満たす何れかの角度で格子６７０に入射する光ビーム６１１は、反射される（回折される）。回折格子の式は、格子６７０のスペクトル次数、回折された波長、格子６７０上への光ビーム６１１の入射角、格子６７０から回折された光ビーム６１１の出口角、格子６７０上に入射する光ビーム６１１の垂直発散、及び格子６７０の溝間隔の間の関係を提供する。更に、格子６７０上への光ビーム６１１の入射角が、格子６７０からの光ビーム６１１の出口角と等しいように格子６７０が用いられる場合に、格子６７０及びビームエキスパンダ６００は、リトロー構成に配置され、格子６７０から反射される光ビーム６１１の波長は、リトロー波長である。格子６７０上に入射する光ビーム６１１の垂直発散が、ほぼゼロであると仮定することができる。公称波長を反射するために、格子６７０は、格子６７０上に入射する光ビーム６１０に対して整列され、その結果、公称波長は、主発振器３００のチャンバにおいて増幅されるように、ビームエキスパンダ６００を通して逆に反射される。次に、リトロー波長は、格子６７０上への光ビーム６１１の入射角を変更することによって、主発振器３００の全利得帯域幅にわたって調整することができる。
格子６７０からの最も遠い、且つまたサイズが最も小さいプリズム６６０は、プリズム６６０を回転させるアクチュエータ６６０ａに取り付けられ、かかる回転は、格子６７０に当たる光ビーム６１１の光学倍率を変化させる。アクチュエータ６６０ａは、光ビーム６１１（及び従って光ビーム１１０）の帯域幅に対する迅速な調整を可能にするために、プリズム６６０の位置の迅速な制御を可能にする回転ステージである。回転ステージ６６０ａは、プリズム６６０が固定される取り付け面（平面６６０ｐなど）と、取り付け面の回転を可能にするために、取り付け面に機械的に結合されるモータ（示されていないが、ハウジング６６０ｈ内に取り付けられる）とを含むことができる。回転ステージ６６０ａは、光ビーム６１１及び従って光ビーム１１０の帯域幅が、第１の帯域幅から第２の帯域幅に変更され得、且つまた光ビーム１１０のパルスバースト間の時間フレーム内において第２の帯域幅で安定できるようにする速度で、プリズム６６０を回転させることができる。アクチュエータ６６０ａの回転設計は、プリズム６６０用の先行するアクチュエータで見つかるどんな線形運動又は曲げ運動の使用もなしに、プリズム６６０が取り付けられる取り付け面に純粋な回転運動を与える。更に、回転ステージ６６０ａの使用は、線形ステッパモータ＋曲げ設計（そこにおいてプリズム６６０は、曲げから決定された角度にわたって回転され得るだけである）を用いる先行するアクチュエータと異なり、完全な３６０°にわたってプリズム６６０が回転され得るようにする。
幾つかの実装形態において、回転ステージ６６０ａは、取り付け面を回転させるモータとして直接駆動ステッパモータを使用することができる。直接駆動ステッパモータは、位置制御用に内蔵ステップモータ機能を用いる従来の電磁モータである。運動においてより高い分解能が必要とされ得る他の実装形態において、回転ステージ６６０ａは、ピエゾモータ技術を用いることができる。
回転ステージ６６０ａは、プリズム６６０の迅速な回転を提供するために、可変周波数駆動制御方法を用いるモータコントローラで制御される回転ステージとすることができる。
プリズム６６０の回転を用いる光ビーム６１１及び光ビーム１１０の帯域幅に対する調整は、粗調整であると考えることができる。粗調整は、それが、帯域幅のより広い範囲、例えば約２５０ｎｍの範囲にわたって帯域幅を調整できることを意味する。
格子６７０により近い、且つプリズム６６０のサイズ以上のサイズを有する次のプリズム６６２は、幾つかの実装形態においてスペースに固定することができる。格子６７０により近い次のプリズム６６４は、プリズム６６２のサイズ以上のサイズを有する。
プリズム６６４は、プリズム６６４を回転させるアクチュエータ６６４ａに取り付けることができ、プリズム６６４のかかる回転は、シード光ビーム６１１の波長の微細な制御に備えることができる。アクチュエータ６６４ａは、ピエゾモータで制御される回転ステージとすることができる。ピエゾモータは、材料が、線形又は回転運動を生成するために、音響又は超音波振動を生成する逆ピエゾ効果を利用することによって動作する。
格子６７０に最も近いプリズム６６８は、プリズム６６４のサイズ以上のサイズを有する（プリズム６６８は、ビームエキスパンダ６００の最大のプリズムである）。プリズム６６８は、プリズム６６８を回転させるアクチュエータ６６８ａに取り付けることができ、プリズム６６８のかかる回転は、シード光ビーム６１１の波長の粗制御に備えることができる。幾つかの実装形態において、アクチュエータ６６８ａは、プリズム６６８が固定される取り付け面と、取り付け面を回転させるモータとを含む回転ステージである。アクチュエータ６６８ａのモータは、先行する線形ステッパモータ及び曲げの組み合わせ設計より５０倍速いピエゾモータとすることができる。アクチュエータ６６８ａはまた、制御システム１８５用の角度位置フィードバックを提供する回転エンコーダを含むことができる。
図７を参照すると、（制御システム１８５の及び任意選択的にコントローラ１４０の制御下の）フォトリソグラフィシステム１００は、光源１０５によって生成された光ビーム１１０の帯域幅を制御するための手順７００を実行する。
手順７００は、パルス光源１０５から、パルス繰り返し率におけるパルス光ビーム１１０を生成することを含む（７０５）。例えば、制御システム１８５は、パルス光ビーム１１０を生成するために、光源１０５に信号を送信することができ、更にコントローラ１４０は、所望のパルス繰り返し率を制御システム１８５に提供することができる。
パルス光ビーム１１０は、基板１２０をパルス光ビーム１１０に露光するために、スキャナ１１５に収容される基板１２０の方へ導かれる（７１０）。例えば、光源１０５から放射された光ビーム１１０は、ビーム調製システム１１２を介してスキャナ１１５に導かれる。
パルス光ビーム１１０のパルス繰り返し率は、パルス光ビーム１１０が基板１２０を露光しているときに修正される（７１５）。例えば、光ビーム１１０が、基板１２０を露光しているときに、コントローラ１４０は、上記のように、光ビーム１１０のパルスの繰り返し率を光源１０５に変更させるために、制御システム１８５に信号を送信する。従って、制御システム１８５は、パルス光ビーム１１０が基板１２０を露光しているときに、パルス光ビーム１１０のパルス繰り返し率を特定の値だけ修正するために、コントローラ１４０から命令を受信してもよい。このように、制御システム１８５は、要求されたことに基づいて、光源作動モジュール５５０からの信号出力をどのように調整するかを決定する。
次に、パルス光ビーム１１０の帯域幅に対する調整量が決定され（７２０）、かかる調整量は、パルス光ビーム１１０のパルス繰り返し率の修正によって引き起こされるパルス光ビーム１１０の帯域幅における変動を補償する。パルス光ビーム１１０の帯域幅は、パルス光ビーム１１０が基板１２０を露光しているときに、この決定された調整量だけ変更され、それによって帯域幅変動を補償する（７７０）。
幾つかの実装形態において、制御システム１８５は、例示的な手順８２０を実行することによって、パルス光ビーム１１０の帯域幅に対する調整量を決定する（７２０）。手順８２０は、繰り返し率と帯域幅との間の相関レシピにアクセスすること（８２２）と、レシピにおける修正されたパルス繰り返し率に相関する帯域幅を決定すること（８２４）と、修正されたパルス繰り返し率に相関された帯域幅を相殺する帯域幅の調整量を計算すること（８２６）とを含む。
制御システム１８５は、メモリ５００内に格納できる相関レシピにアクセスする（８２２）。相関レシピは、その光源１０５用の繰り返し率と帯域幅との間の相関を定義する。例えば、相関レシピは、光ビーム１１０が、特定の繰り返し率用に特定の帯域幅を有することを示すことが可能であり、相関レシピはまた、繰り返し率が修正されたときに、光ビーム１１０の帯域幅がどのように変化するかを示すことができる。例えば、図９に関連して、グラフ９００（破線）は、第１の例示的な相関レシピを示し、その相関レシピは、第１の光源１０５ａ用の光ビーム１１０の帯域幅と光ビーム１１０の繰り返し率との間の関係である。グラフ９５０（点破線）は、第２の別個の例示的な相関レシピを示し、その相関レシピは、第２の光源１０５ｂ用の光ビーム１１０の帯域幅と光ビーム１１０の繰り返し率との間の関係である。
幾つかの実装形態において、９００又は９５０などの相関レシピは、その光源によって生成されるパルス光ビーム１１０を基板１２０の方へ導く前に、それぞれのパルス光源１０５ａ、１０５ｂ用に作成される。他の実装形態において、９００又は９５０などの相関レシピは、パルス光ビーム１１０のパルスバーストのペア間に経過する時間中に、それぞれの光源１０５ａ、１０５ｂ用に作成される。相関レシピは、光源１０５が、製造され及び／又はメンテナンス中に更新されるときに、又は光源１０５が動作している間に、メモリ５００に予めロードすることができる。
相関レシピは、光ビーム１１０の繰り返し率が修正されるときに、光源１０５によって生成される光ビーム１１０の帯域幅の値を測定することによって決定される。光ビーム１１０の帯域幅は、計測システム１７０によって測定することができる。
例えば、図１０に関連して、相関レシピは、手順１０００を実行することによって決定又は作成することができる。最初に、照明システム１５０は、その出力（パルス光ビーム１１０）がスキャナ１１５によって用いられている間ではなく、それがオンラインである間に、繰り返し率Ｒで操作される（１００２）。次に、照明システム１５０が、繰り返し率Ｒで動作している間に、光源１０５の１つ又は複数の性能パラメータ（スペクトルフィーチャ、例えば帯域幅など）が、照明システム１５０によって測定される（１００４）。測定された性能パラメータ、及び性能パラメータが測定される繰り返し率Ｒは、例えばメモリ５００内に格納される（１００６）。
照明システム１５０が、興味のある繰り返し率Ｒの全てにおいて操作された場合に（１００８）、手順１０００は、その照明システム１５０に関して完了される。そうでなければ、繰り返し率Ｒは、新しい繰り返し率に変更され（１０１０）、光源１０５の１つ又は複数の性能パラメータ、例えば光ビーム１１０の帯域幅は、照明システム１５０によって測定される（１００４）。新しい繰り返し率Ｒは、直前の値を一定量だけ増分することによって取得することができるか、又は繰り返し率Ｒの値は、繰り返し率Ｒを一定量だけ低減することか、繰り返し率Ｒを可変若しくはランダム量だけ増加若しくは低減することか、又は最も興味があると予想される繰り返し率Ｒの値をテストすることによって、繰り返し率Ｒを増加若しくは低減することを含む他の方法を用いて変更することができる。
照明システム１５０は、比較的短期間、例えば分程度で、この手順１０００を実行することができる。更に、照明システム１５０は、手順１０００の全期間を制御するために、分解能を変更するためのこの手順１０００を実行するように、又は帯域幅と繰り返し率Ｒとの間のより洗練された相関を提供するように構成することができる。例えば、繰り返し率Ｒは、高分解能解析若しくは相関用に１０１０で１０Ｈｚだけ増分することが可能であるか、又は繰り返し率Ｒは、より低い分解能解析若しくは相関用に１０１０で２０Ｈｚだけ増分することが可能である。
パルス光ビーム１１０の帯域幅は、スペクトルフィーチャ選択装置１３０の１つ又は複数の光学コンポーネントを調整することによって、決定された調整量だけ少なくとも部分的に変更することができる（７７０）。例えば、制御システム１８５は、光源作動モジュール５５０に送信する調整信号を決定することができ、かかる信号は、作動システム４５４、４５６、４６８の１つ又は複数に特定の信号を送信するようにモジュール４５２に命令し、それによって１つ又は複数の光学フィーチャ４６０、４６２、４６４を修正する。帯域幅は、迅速なアクチュエータ６６０ａを用いてプリズム６６０を回転させることによって、迅速に変更することができる（７７０）。更に、帯域幅は、パルス光ビーム１１０のパルスバースト間の時間以下の時間で、迅速に変更することができる（７７０）。例えば、プリズム６６０は、５０ミリ秒以下の時間で、第１の安定平衡位置から第２の安定平衡位置に回転される。迅速なアクチュエータ６６０ａが、回転ステージであるので、プリズム６６０が、完全な３６０°回転範囲内の何れかの角度に回転されることが可能である。
パルス光ビームが基板を露光しているときに、決定された調整量だけパルス光ビーム１１０の帯域幅を変更することによって、フォトリソグラフィシステム１００は、パルス光ビーム１１０のパルス繰り返し率の修正によって引き起こされる、パルス光ビーム１１０の帯域幅における変動を補償することができ、従って、パルス光ビーム１１０の帯域幅は、たとえ光ビーム１１０の繰り返し率が、走査中に変更された場合でも、所定の安定域内に維持することができる。更に、帯域幅を所定の安定域に維持することによって、基板１２０に形成されるフィーチャのクリティカルディメンションもまた、所定の許容範囲内に維持することができる。
他の実装形態が、以下の特許請求の範囲の範囲内にある。
例えば、他の実装形態において、プリズム６６２は、プリズム６６２を回転させるプリズム６６２自体のアクチュエータ６６２ａに取り付けられ、かかる回転は、格子６７０に当たる光ビーム６１１の入射角を変更し、且つ光ビーム６１１の波長の微細な制御に備えるために用いることができる。アクチュエータ６６２ａは、ピエゾ回転ステージとすることができる。これらの他の実装形態において、プリズム６６４は、光ビーム６１１の帯域幅の微細な制御に備えるアクチュエータ６６４ａに取り付けることができる。かかるアクチュエータ６６４ａは、ステッパモータ回転ステージとすることが可能である。
他の実装形態において、プリズム６６０は、そのモーメント軸が、アクチュエータ６６２ａの回転軸と整列しないように取り付けることができる。これらの実装形態において、プリズム軸は、アクチュエータ６６２ａの回転軸と直角な方向に沿って、アクチュエータ６６２ａの軸からオフセットされる。拡張アームが、アクチュエータ６６２ａの回転軸に一端部で、且つプリズム６６０のモーメント軸に第２の端部で取り付けられ得る。

Claims (17)

  1. 光源によって生成されたパルス光ビームのスペクトルフィーチャを制御する方法であって、
    あるパルス繰り返し率でパルス光ビームを前記光源から生成することと、
    基板を前記パルス光ビームに露光するために、リソグラフィ露光装置に収容された前記基板の方へ前記パルス光ビームを導くことと、
    前記パルス光ビームが前記基板を露光しているときに、前記パルス光ビームのパルス繰り返し率を修正することと、
    前記光源用の前記繰り返し率と前記スペクトルフィーチャとの間の関係を定義する相関レシピに基づいて、前記パルス光ビームのスペクトルフィーチャに対する調整量を決定することであって、前記調整量が、前記パルス光ビームの前記パルス繰り返し率の前記修正に相関する前記パルス光ビームの前記スペクトルフィーチャにおける変動を補償することと、
    前記パルス光ビームが前記基板を露光しているときに、前記決定された調整量だけ前記パルス光ビームの前記スペクトルフィーチャを変更し、それによって前記スペクトルフィーチャにおける前記変動を補償することと、
    前記パルス光ビームのパルスバーストペア間に、前記光源用の前記相関レシピを作成することと、
    を含む方法。
  2. 前記スペクトルフィーチャに対する前記調整量を決定することが、
    前記相関レシピにアクセスすることと、
    前記レシピにおける前記修正されたパルス繰り返し率に相関する前記スペクトルフィーチャを決定することと、
    前記修正されたパルス繰り返し率に相関された前記スペクトルフィーチャを相殺する前記スペクトルフィーチャの前記調整量を計算することと、
    を含む、請求項１に記載の方法。
  3. 前記パルス光ビームの前記スペクトルフィーチャを変更することが、前記光源の１つ又は複数のコンポーネントを調整することを含む、請求項１又は２のいずれかに記載の方法。
  4. 前記光源の前記１つ又は複数のコンポーネントを調整することが、前記パルス光ビームと相互作用するスペクトルフィーチャ選択装置の１つ又は複数の光学コンポーネントを調整することを含み、前記スペクトルフィーチャ選択装置のプリズムを回転させることを含む、請求項３に記載の方法。
  5. 前記スペクトルフィーチャ選択装置の前記プリズムを回転させ、それによって前記スペクトルフィーチャを変更することが、５０ミリ秒以下の時間で、第１の安定平衡位置から第２の安定平衡位置に前記プリズムを回転させることを含む、請求項４に記載の方法。
  6. 前記パルス光ビームの前記スペクトルフィーチャを変更することが、前記パルス光ビームのパルスバースト間に前記スペクトルフィーチャを変更することを含む、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の方法。
  7. 前記パルス光ビームが前記基板を露光しているときに、前記パルス光ビームの前記スペクトルフィーチャを前記決定された調整量だけ変更し、それによって前記スペクトルフィーチャ変動を補償することが、前記パルス光ビームの前記スペクトルフィーチャを所定の安定域内に維持させる、請求項１乃至６のいずれか１項に記載の方法。
  8. 前記スペクトルフィーチャを前記所定の安定域に維持することがまた、前記基板に形成されたフィーチャのクリティカルディメンションを所定の許容範囲内に維持する、請求項７に記載の方法。
  9. 前記スペクトルフィーチャが、前記パルス光ビームの帯域幅である、請求項１乃至８のいずれか１項に記載の方法。
  10. システムであって、
    パルス光ビームを生成し、それをフォトリソグラフィ露光装置の方へ導く照明システムであって、変更され得るパルス繰り返し率で、前記パルス光ビームを生成する光源を含む照明システムと、
    前記パルス光ビームのスペクトルフィーチャを選択するスペクトルフィーチャ選択装置であって、前記パルス光ビームの経路に配置された光学コンポーネントセットを含むスペクトルフィーチャ選択装置と、
    前記光源に、且つ前記スペクトルフィーチャ選択装置に動作可能に接続される制御システムであって、
    前記パルス光ビームが生成される前記繰り返し率を制御することであって、前記フォトリソグラフィ露光装置において前記パルス光ビームが基板を露光しているときに、前記パルス光ビームの繰り返し率を修正することを含むことと、
    前記光源用の前記繰り返し率と前記スペクトルフィーチャとの間の関係を定義する相関レシピに基づいて、前記パルス光ビームのスペクトルフィーチャに対する調整量を決定することであって、前記調整量が、前記パルス光ビームの前記パルス繰り返し率の前記修正に相関する前記パルス光ビームの前記スペクトルフィーチャにおける変動を補償することと、
    少なくとも１つの光学コンポーネントを移動させるために、前記スペクトルフィーチャ選択装置に信号を送信し、それによって、前記パルス光ビームが前記基板を露光しているときに、前記パルス光ビームの前記スペクトルフィーチャを前記決定された調整量だけ変更し、それによって前記スペクトルフィーチャ変動を補償することとを行い、且つ
    前記パルス光ビームのパルスバーストペア間に、前記光源用の前記相関レシピを作成する制御システムと、
    を含むシステム。
  11. 前記スペクトルフィーチャ選択装置の前記光学コンポーネントセットが、少なくとも１つのプリズムを含み、前記制御システムが、前記プリズムを回転させ、それによって前記スペクトルフィーチャを変更するために、前記少なくとも１つのプリズムに関連する迅速なアクチュエータに信号を送信する、請求項１０に記載のシステム。
  12. 前記スペクトルフィーチャ選択装置の前記光学コンポーネントのセットが、
    前記パルス光ビームと相互作用する分散光学素子と、
    前記分散光学素子と前記光源との間の前記パルス光ビームの前記経路に配置された複数のプリズムと、
    を含む、請求項１１に記載のシステム。
  13. 前記スペクトルフィーチャ選択装置が、プリズムに関連する、且つ前記関連するプリズムを回転させ、それによって前記パルス光ビームのスペクトルフィーチャを調整する少なくとも１つのアクチュエータを含む作動システムを含む、請求項１１に記載のシステム。
  14. 前記迅速なアクチュエータが、回転軸を中心に回転する回転ステージを含み、且つ前記プリズムに機械的に連結される領域を含む、請求項１１に記載のシステム。
  15. 前記回転ステージが、完全な３６０°の回転角度に沿って、前記回転軸を中心に回転する、請求項１４に記載のシステム。
  16. 前記照明システムが、前記光源から生成された前記パルス光ビームを受信し、且つ前記フォトリソグラフィ露光装置の方へ前記パルス光ビームを導くビーム調製システムを含む、請求項１０乃至１５のいずれか１項に記載のシステム。
  17. 前記スペクトルフィーチャが、前記パルス光ビームの帯域幅である、請求項１０乃至１６のいずれか１項に記載のシステム。
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