JP6853879B2 - ウェーハベースの光源パラメータ制御 - Google Patents

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関連出願の相互参照
この出願は、２０１６年１０月１７日に出願された米国特許出願第１５／２９５，２８０号に関し、同特許は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。

開示される対象物は、ウェーハに向けて誘導される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、ウェーハをスキャンしている間にリソグラフィ性能パラメータの変化を補償するための装置に関する。

半導体リソグラフィ（又はフォトリソグラフィ）では、集積回路（ＩＣ）の製作には、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に所望のパターンを焼き付ける機械である。ウェーハは、ウェーハが一般にスキャナの直交するＸ_Ｌ及びＹ_Ｌ方向によって定義された平面に沿って延在するように、ステージに固定される。ウェーハは、光ビームによる照射を受け、光ビームは、深紫外線（ＤＵＶ）範囲の波長を有する。光ビームは、軸方向に沿って移動し、軸方向は、スキャナのＺ_Ｌ方向に相当する。スキャナのＺ_Ｌ方向は、Ｘ_Ｌ−Ｙ_Ｌ横平面に直交する。光ビームは、ビームデリバリユニットを通過し、レチクル（又はマスク）を通じてフィルタリングされ、次いで、準備されたウェーハに投影される。このように、チップ設計がフォトレジスト上にパターン形成され、次いで、フォトレジストがエッチング及び洗浄され、次いで、プロセスが繰り返される。

いくつかの一般的な態様では、フォトリソグラフィ装置は、パルス光ビームを生成するように構成された光源と、パルス光ビームと光学的に相互作用するスペクトル特徴選択システムと、リソグラフィ装置に位置付けられた基板にわたってパルス光ビームをスキャンするように構成されたスキャン光学システムと、基板の各サブエリアにおいて少なくとも１つのリソグラフィ性能パラメータを決定するように構成された計測装置であって、サブエリアが、基板の全エリアの一部分である、計測装置と、スペクトル特徴選択システム、光源及び計測装置に接続された制御システムとを含む。制御システムは、各基板サブエリアにおいて、決定されたリソグラフィ性能パラメータを受信し、決定されたリソグラフィ性能パラメータを分析し、決定されたリソグラフィ性能パラメータの分析に基づいて、第１の信号をスペクトル特徴選択システムに送信することによってパルス光ビームの第１のスペクトル特徴を修正し、パルス光ビームの第１のスペクトル特徴を修正している間に第２の信号をスペクトル特徴選択システムに送信することによってパルス光ビームの第２のスペクトル特徴を維持するように構成される。

実装は、以下の特徴のうちの１つ又は複数を含み得る。例えば、基板の各サブエリアが基板の露光フィールドであっても、各サブエリアが光ビームの単一パルスに対応してもよい。

スペクトル特徴選択システムは、スペクトル特徴作動機構を含み得、スペクトル特徴作動機構は、スペクトル特徴作動機構の１つ又は複数の要素を変更し、それにより、パルス光ビームとの相互作用を変更するように構成された作動システムを含む。制御システムは、第１の信号がスペクトル特徴作動機構の作動システムに送信され、且つ、第２の信号がスペクトル特徴作動機構の作動システムに送信されるように、スペクトル特徴作動機構の作動システムに接続することができる。

リソグラフィ性能パラメータは、基板の物理的プロパティであり得る。制御システムは、基板の各サブエリアに対する基板の物理的プロパティの決定値を受信するように構成することができる。基板の物理的プロパティは、所望の位置からの基板の位置の平均オフセット及び基板のステージ振動のうちの１つ又は複数を含み得る。基板の物理的プロパティは、基板の中央サブエリアから基板のエッジのサブエリアまで様々である基板の位置であり得る。

スペクトル特徴選択システムは、分散光学素子と、少なくとも３つの屈折光学素子を含むビームエキスパンダとを含み得る。パルス光ビームは、分散光学素子及び多数の屈折光学素子の各々と相互作用する。スペクトル特徴選択システムは、多数のアクチュエータを含む作動システムを含み得、多数のアクチュエータの各々は、少なくとも３つの屈折光学素子のうちの１つをパルス光ビームに対して回転させる。少なくとも３つの屈折光学素子は、分散光学素子から最も遠く離れた第１の屈折光学素子と、第１の屈折光学素子に隣接する第２の屈折光学素子と、第２の屈折光学素子に隣接する第３の屈折光学素子とを含み得る。第１の屈折光学素子は、第１の回転ステージを含む第１の高速アクチュエータと関連付けることができ、第１の回転ステージは、第１の回転軸の周りを回転し、第１の屈折光学素子を第１の回転軸の周りで回転させるために第１の屈折光学素子と機械的にリンクされた領域を含む。第３の屈折光学素子は、第２の回転ステージを含む第２の高速アクチュエータと関連付けることができ、第２の回転ステージは、第２の回転軸の周りを回転し、第３の屈折光学素子を第１の回転軸の周りで回転させるために第３の屈折光学素子と機械的にリンクされた領域を含む。

第１の屈折光学素子の回転は、パルス光ビームの第２のスペクトル特徴を比較的粗く変化させることができ、第３の屈折光学素子の回転は、パルス光ビームの第２のスペクトル特徴を比較的細かく変化させることができる。第２の屈折光学素子の回転は、パルス光ビームの第１のスペクトル特徴を比較的細かく変化させることができる。ビームエキスパンダは、第４の屈折光学素子を含み得、第４の屈折光学素子の回転は、パルス光ビームの第１のスペクトル特徴を比較的粗く変化させることができる。スペクトル特徴選択システムは、ビームエキスパンダと分散光学素子との間に反射光学素子を含み得る。

制御システムは、リソグラフィ性能パラメータが許容範囲外にあるかどうかを判断することによって、決定されたリソグラフィ性能パラメータを分析することができ、制御システムは、リソグラフィ性能パラメータが許容範囲外にあると判断された場合は、スペクトル特徴選択システムに信号を送信することによって、パルス光ビームの第１のスペクトル特徴を修正することができる。

スキャン光学システムは、パルス光ビームが基板の各サブエリアと相互作用するように、パルス光ビーム及び基板のうちの１つ又は複数を横平面に沿って互いに対して移動させるように構成することができる。横平面は、パルス光ビームが誘導される軸方向に垂直なものであり得る。

光源は、第１のガス放電チャンバを含む第１のガス放電ステージであって、第１のガス放電チャンバが、エネルギー源を収容し、第１の利得媒体を含むガス混合物を内包する、第１のガス放電ステージと、第２のガス放電チャンバを含む第２のガス放電ステージであって、第２のガス放電チャンバが、エネルギー源を収容し、第２の利得媒体を含むガス混合物を内包する、第２のガス放電ステージとを含み得る。第１のガス放電ステージは、第１のパルス光ビームを生成するように構成される。第２のガス放電ステージは、第１のパルス光ビームを受信し、第１のパルス光ビームを増幅するように構成され、それにより、光源からパルス光ビームを生成する。

他の一般的な態様では、フォトリソグラフィ方法は、光源からパルス光ビームを生成することと、パルス光ビームで基板の各サブエリアに露光することを含めてパルス光ビームで基板に露光するために、リソグラフィ露光装置の基板にわたってパルス光ビームをスキャンすることであって、サブエリアが、基板の全エリアの一部分である、スキャンすることとを含む。方法は、基板の各サブエリアに対して、基板のサブエリアと関連付けられたリソグラフィ性能パラメータを受信することと、受信されたリソグラフィ性能パラメータを分析することと、分析に基づいて、パルス光ビームの少なくとも第１のスペクトル特徴を修正し、パルス光ビームの少なくとも第２のスペクトル特徴を維持することとを含む。

実装は、以下の特徴のうちの１つ又は複数を含み得る。例えば、パルス光ビームは、スペクトル特徴選択システムを通じてパルス光ビームを誘導することによって生成することができる。方法は、スペクトル特徴選択システムの回折面からパルス光ビームを選択的に反射させることによって、パルス光ビームの第１のスペクトル特徴を選択することを含み得る。

基板のサブエリアが基板の露光フィールドであっても、基板のサブエリアが光ビームの単一パルスに対応してもよい。

基板にわたってパルス光ビームをスキャンしている間に基板の各サブエリアにおいてリソグラフィ性能パラメータを受信することにより、基板の各サブエリアにおいてリソグラフィ性能パラメータを受信することができる。

基板の物理的プロパティのエラー、基板上に形成されたフィーチャのコントラスト、パルス光ビームが露光された基板エリアのクリティカルディメンション、ターゲットに対する又は下位のフィーチャ（すなわち、オーバーレイ）に対する基板上に形成されたフィーチャの配置（所望の／ターゲット場所に対するＸ，Ｙ場所）、フォトレジストプロファイル、側壁角及び基板の位置の変化のうちの１つ又は複数を受信することを含むことにより、サブにおいてリソグラフィ性能パラメータを受信することができる。

所望の位置からの基板の位置の平均オフセット及び基板のステージ振動のうちの１つ又は複数を受信することにより、サブエリアにおいてリソグラフィ性能パラメータを受信することができる。基板の中央サブエリアから基板のエッジのサブエリアまで様々である基板の位置を受信することにより、サブエリアにおいてリソグラフィ性能パラメータを受信することができる。

基板にわたってパルス光ビームをスキャンする前に基板の各サブエリアにおいてリソグラフィ性能パラメータを受信することにより、基板の各サブエリアにおいてリソグラフィ性能パラメータを受信することができる。

パルス光ビームの波長を修正することにより、第１のスペクトル特徴を修正することができ、パルス光ビームの帯域幅を帯域幅の範囲内に維持することにより、第２のスペクトル特徴を維持することができる。

パルス光ビームの帯域幅を＋／−１０フェムトメートル（ｆｍ）内又は＋／−１ｆｍ内に維持することにより、パルス光ビームの帯域幅を帯域幅の範囲内に維持することができる。

パルス光ビームの第１のスペクトル特徴は、パルス光ビームが通過する第１のプリズムシステムを回転させることによって修正することができ、パルス光ビームの第２のスペクトル特徴は、パルス光ビームが通過する第２のプリズムシステムを回転させることによって維持することができる。第１のプリズムシステム及び第２のプリズムシステムは、スペクトル特徴選択システム内のコンポーネントであり得る。パルス光ビームが通過する第１のプリズムシステムは、パルス光ビームが通過する２つのプリズムを回転させることによって回転することができ、パルス光ビームが通過する第２のプリズムシステムは、パルス光ビームが通過する少なくとも２つの他のプリズムを回転させることによって回転することができる。第１のプリズムシステムの２つのプリズムは、第１のプリズムシステムの他方のプリズムを作動させるための作動ステップより大きい作動ステップで第１のプリズムシステムの一方のプリズムを作動させることによって回転することができる。第２のプリズムシステムの２つの他のプリズムは、第２のプリズムシステムの他方のプリズムを作動させるための作動ステップより大きい作動ステップで第２のプリズムシステムの一方のプリズムを作動させることによって回転することができる。

パルス光ビームの第１のスペクトル特徴は、パルス光ビームが反射するミラーを回転させることによって修正することができ、パルス光ビームの第２のスペクトル特徴は、パルス光ビームが通過するプリズムシステムを回転させることによって維持することができる。ミラー及びプリズムシステムは、スペクトル特徴選択システム内のコンポーネントである。

また、方法は、基板の少なくとも各サブエリアにおいて、光源から生成されたパルス光ビームの第１のスペクトル特徴を推定することと、推定された第１のスペクトル特徴が許容範囲内にあるかどうかを判断することと、推定された第１のスペクトル特徴が許容範囲内にないと判断された場合は、パルス光ビームの第１のスペクトル特徴を修正することも含み得る。

方法は、基板の少なくとも各サブエリアにおいて、光源から生成されたパルス光ビームの第２のスペクトル特徴を推定することと、推定された第２のスペクトル特徴が許容範囲内にあるかどうかを判断することと、推定された第２のスペクトル特徴が許容範囲内にないと判断された場合は、パルス光ビームの第２のスペクトル特徴を修正することを含み得る。

パルス光ビームの第２のスペクトル特徴は、パルス光ビームの第１のスペクトル特徴の修正に起因する第２のスペクトル特徴の変化を補償するために第２のスペクトル特徴を調整することによって維持することができ、パルス光ビームの第２のスペクトル特徴は、パルス光ビームの第１のスペクトル特徴を修正することと同時に調整することができる。

受信されたリソグラフィ性能パラメータは、リソグラフィ性能パラメータに基づいて基板の物理的プロパティが許容範囲外にあるかどうかを判断することによって分析することができる。

パルス光ビームの第１のスペクトル特徴を修正することができ、それにより、基板におけるパルス光ビームの第１の条件を修正することができ、パルス光ビームの第２のスペクトル特徴を維持することができ、それにより、基板におけるパルス光ビームの第２の条件を特定のレベルに維持することができる。

パルス光ビームの第１のスペクトル特徴を選択することを含めて第１のガス放電ステージから第１のパルス光ビームを生成し、第１のパルス光ビームを第２のガス放電ステージの方に誘導し、第２のガス放電ステージにおいて第１のパルス光ビームを増幅し、それにより、光源からパルス光ビームを生成することにより、光源からパルス光ビームを生成することができる。

パルス光ビームが回折光学素子に再帰反射して多数のプリズムを通じて戻るように、回折光学素子に向けて多数のプリズムを通じてパルス光ビームを誘導し、回折光学素子へのパルス光ビームの入射角は変化するが回折光学素子へのパルス光ビームの総合倍率は不変であるように、少なくとも２つの直角プリズムを同時に回転させることにより、パルス光ビームの少なくとも第１のスペクトル特徴を修正することができ、パルス光ビームの少なくとも第２のスペクトル特徴を維持することができる。

他の一般的な態様では、フォトリソグラフィ方法は、光源からパルス光ビームを生成することと、基板のエッジロールオフを基板の各サブエリアと相関させるレシピを受信することであって、サブエリアが、基板の全エリアの一部分である、受信することと、パルス光ビームで基板の各サブエリアに露光することを含めてパルス光ビームで基板に露光するために、リソグラフィ露光装置の基板にわたってパルス光ビームをスキャンすることと、基板における焦点位置を調整し、露光されているサブエリアに基づいてエッジロールオフを補償するためにパルス光ビームの少なくとも波長を修正することと、基板における焦点位置を調整し、露光されているサブエリアに対するエッジロールオフを補償するために、パルス光ビームの波長を修正している間に、パルス光ビームの少なくとも帯域幅を維持することとを含む。

フォトリソグラフィ露光装置の方に誘導さ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図である。 図１のフォトリソグラフィ露光装置内で結像されるウェーハのマップを描写する概略図であり、マップは、ウェーハのサブエリアを示す。 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することができる例示的なフォトリソグラフィ露光装置のブロック図である。 図１のフォトリソグラフィシステムにおいて使用することができる例示的なスペクトル特徴選択装置のブロック図である。 図５Ａのスペクトル特徴選択装置内の例示的なプリズムのブロック図であり、プリズムを通じたビーム倍率及びビーム屈折角を示す。 プリズムの少なくとも１つと関連付けられた高速アクチュエータを含み、図１のフォトリソグラフィシステムにおいて使用することができる例示的なスペクトル特徴選択装置のブロック図である。 図６Ａの装置のプリズムのうちの１つの６Ｂ−６Ｂセクションに沿って取られた図である。 図６ＢのプリズムのＺ_ＳＦ方向に沿った図であり、プリズムの回転を示す。 プリズムの少なくとも１つと関連付けられた高速アクチュエータを含み、図１のフォトリソグラフィシステムにおいて使用することができる例示的なスペクトル特徴選択装置のブロック図である。 図７Ａの装置のプリズムのうちの１つの７Ｂ−７Ｂセクションに沿って取られた図である。 図７ＢのプリズムのＺ_ＳＦ方向に沿った図であり、プリズムの回転を示す。 プリズムの少なくとも１つと関連付けられた高速アクチュエータを含み、図１のフォトリソグラフィシステムにおいて使用することができる例示的なスペクトル特徴選択装置のブロック図である。 図８Ａの装置のプリズムのうちの１つの８Ｂ−８Ｂセクションに沿って取られた図である。 図８ＢのプリズムのＺ_ＳＦ方向に沿った図であり、プリズムの回転を示す。 図８Ｂに示される８Ｂ−８Ｂセクションに沿って取られたクローズアップ図である。 図１のフォトリソグラフィシステムにおいて使用することができる例示的な光源のブロック図である。 図１のフォトリソグラフィシステムにおいて使用することができる例示的な制御システムのブロック図である。 ウェーハの各サブエリアにおいてウェーハにおける特性の変化を補償するため、パルス光ビームの少なくとも２つのスペクトル特徴を急速に且つ独立して制御するために、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。 パルス光ビームの１つ又は複数のスペクトル特徴を制御するために、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。

図１を参照すると、フォトリソグラフィシステム１００は、パルス光ビーム１１０を生成する照明システム１５０を含み、パルス光ビーム１１０は、名目上、中心波長にある波長を有し、フォトリソグラフィ露光装置又はスキャナ１１５の方に誘導される。パルス光ビーム１１０は、スキャナ１１５のステージ１２２上に取り付けられた基板又はウェーハ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使用される。ウェーハ１２０上にパターン形成されたこれらのマイクロ電子フィーチャは、クリティカルディメンション（ＣＤ）によってサイズが制限される。

ウェーハ１２０にわたってパルス光ビーム１１０がスキャンされている際、スキャナ１１５又は制御システム１８５は、ウェーハ１２０で起こるリソグラフィ性能パラメータの変化を補償するために、光ビーム１１０のスペクトル特徴（波長又は帯域幅など）の変更を周期的に要求する。例えば、１つ又は複数のリソグラフィ性能パラメータは、パルス光ビーム１１０によってスキャンされているウェーハ１２０の各サブエリアによって異なり得る。ウェーハ１２０のサブエリアは、スキャンされているウェーハの全エリアのごく一部であるウェーハ１２０のエリアであり、ウェーハの露光フィールド又は光ビーム１１０の単一パルスと相互作用するウェーハ１２０のエリアであり得る。ウェーハ１２０のサブエリアは、ある特定の時間にウェーハ１２０に光ビーム１１０が露光されているその場所であり得る。

ウェーハ１２０におけるそのようなリソグラフィ性能パラメータは、ウェーハ１２０又はウェーハ１２０と相互作用する光ビーム１１０と関連付けられた特性であると考えることができる。例えば、光ビーム１１０の帯域幅に起因する色収差、圧力、温度、ウェーハトポグラフィ又は表面形状、ウェーハ１２０の位置の変化及び光ビーム１１０の焦点面のエラーは、ウェーハ１２０にわたってスキャンしている間に予想外に変動し得るリソグラフィ性能パラメータである。

圧力及び温度パラメータはそれぞれ、スキャナ１１５内のウェーハ１２０の近くの環境における圧力及び温度である。圧力及び温度の変化は、光ビーム１１０の波長の効果的な変化をもたらし、従って、光ビーム１１０の焦点面の変化をもたらす。

具体的な例では、ほとんどの投影レンズ（光ビーム１１０がウェーハ１２０の方に移動する際に、光ビーム１１０の経路において使用される）は色収差を有し、それにより、光ビーム１１０に波長エラーが存在する場合は、ウェーハ１２０上の結像エラーが生成される。色収差によって生じるエラーの１つは、フォーカスエラーであり、他のエラーは、はるかに小さい傾向がある。例えば、光ビーム１１０の波長がターゲット波長から外れている場合は、ウェーハ１２０上の像は、著しい焦点面エラーを有することになる。従って、色収差によって生じるこれらの焦点面エラーを補償するため、ウェーハ１２０にわたって光ビーム１１０がスキャンされている際に光ビーム１１０の波長を変更できることが望ましい。

別の例として、ウェーハ１２０のサブエリアによって異なり得るリソグラフィ性能パラメータは、Ｚ_Ｌ方向に沿ったウェーハ１２０の位置である。ウェーハ１２０の位置は、所望の位置からの固定オフセットであるオフセット（平均オフセットなど）を含み、また、その固定オフセットに関する位置の変動であるステージ振動又は変動も含む。Ｚ_Ｌ方向に沿ったステージ振動は、ステージエラー信号から導出される移動標準偏差（ＭＳＤ）値によって特徴付けることができる。ステージ振動の高い値は、像をぼやけさせ、従って、ＣＤの不均一性をもたらす。Ｚ_Ｌ方向に沿った平均オフセットは、移動平均（ＭＡ）値によって特徴付けられる。ウェーハ１２０のトポグラフィは、ウェーハがそのエッジに沿った（及びその中央サブエリアから最も遠く離れた）サブエリアにおいて異なる表面ジオメトリを呈するエッジロールオフと呼ばれる望まない効果への寄与を与えるか又はエッジロールオフと呼ばれる望まない効果をもたらす。特に、ウェーハ１２０の最良フォーカス位置は、ウェーハ１２０のエッジに沿って又はウェーハ１２０のエッジ近くにおいて、ウェーハ１２０の中心の近くとはかなり異なる値を有し得る（以下で論じられるように、そのような効果は図２で見ることができる）。

図２を参照すると、ウェーハ２２０の例示的なマップ２００が示されており、リソグラフィ性能パラメータＰＰは、ウェーハ２２０の各サブエリア（例えば、各露光フィールド２２３）に対してプロットされている。ＰＰの値が高いほど暗くなり、ＰＰの値が低いほど明るくなる。ウェーハ２２０のマップ２００は、ウェーハ２２０の露光フィールド２２３にわたってＰＰがどのように異なるかを示す。ウェーハ２２０の露光フィールド２２３は、スキャナ１１５内の露光スリット又はウィンドウの１回のスキャンにおいて露光されるウェーハ２２０のエリアである。

本明細書で説明されるフォトリソグラフィシステム１００及び関連方法は、ウェーハ１２０におけるこれらの性能パラメータの変化を補償するために、ウェーハ１２０にわたってスキャンされている際及びスキャナ１１５から指示され次第、光ビーム１１０の波長などの第１のスペクトル特徴の修正を可能にするように設計される。光ビーム１１０の第１のスペクトル特徴の修正は、照明システム１５０から出力される光ビーム１１０を形成するためのシードビームであるパルス光ビーム１１０Ａと相互作用するように構成されたスペクトル特徴選択装置１３０によって及びスペクトル特徴選択装置１３０の制御の下で実装される。スペクトル特徴選択装置１３０の設計のため、第１のスペクトル特徴が変化することにより、第２のスペクトル特徴が不注意に又は望ましくない方法で変化するように、光ビーム１１０の他のスペクトル特徴は第１のスペクトル特徴と結び付けられ得る。従って、フォトリソグラフィシステム１００は、ウェーハ１２０にわたってスキャンしている間、第１のスペクトル特徴（波長など）が修正されている間でさえ、光ビーム１１０の第２のスペクトル特徴（帯域幅など）を値の許容範囲内に維持するように設計される。光ビーム１１０の第２のスペクトル特徴を値の許容範囲内に維持するため、フォトリソグラフィシステム１００は、第１のスペクトル特徴の所望の変化によって生じる第２のスペクトル特徴の望ましくない変化を補償するように光ビーム１１０の第２のスペクトル特徴を調整する。また、第２のスペクトル特徴（及び他のスペクトル特徴）の修正もスペクトル特徴選択装置１３０によって及びスペクトル特徴選択装置１３０の制御の下で実装される。

第１のスペクトル特徴の修正及び第２のスペクトル特徴の調整は、スキャナ１１５から指示され次第、ウェーハ１２０の各場所又はサブエリア（例えば、各露光フィールド）で起こり、従って、ウェーハ１２０にわたって光ビーム１１０がスキャンされている間に起こる。例えば、光ビーム１１０の波長及び帯域幅は、ウェーハ１２０の各サブエリア（各露光フィールドなど）に対して調整することができる。これらの調整は、ウェーハ１２０のあるサブエリアからウェーハ１２０の別のサブエリアに進むのに要する時間内に安定値に落ち着くように調整を可能にするため、急速に起こる。

ウェーハ１２０の各サブエリアに対する帯域幅の急速な調整を可能にするため、スペクトル特徴選択装置１３０は、ウェーハ１２０の各サブエリアに対する帯域幅の調整を可能にするためにウェーハ１２０にわたって光ビーム１１０がスキャンされている間にパルス光ビーム１１０の帯域幅のより急速な調整を提供するように再設計されている。

スペクトル特徴選択装置１３０は、スペクトル特徴粗調整システム１３０Ａ及びスペクトル特徴微調整システム１３０Ｂを含み得る。スペクトル特徴粗調整システム１３０Ａは、スペクトル特徴（帯域幅など）の粗い、広範囲の及び低速制御のために使用され、光源１０４によって生成されたパルス光ビーム１１０Ａと相互作用する光学コンポーネントの集合体である。粗制御は、微制御において使用される調整ステップと比べて、スペクトル特徴の調整ステップが比較的大きいことを意味する。スペクトル特徴微調整システム１３０Ｂは、スペクトル特徴（帯域幅など）の細かい、狭範囲の及び高速制御のために使用される。微制御は、粗制御において使用される調整ステップと比べて、スペクトル特徴の調整ステップが比較的小さいことを意味する。スペクトル特徴微調整システム１３０Ｂは、１つ又は複数のスペクトル特徴を制御するためにパルス光ビーム１１０Ａと光学的に相互作用する光学システムを含み得る。帯域幅微調整システム１３０Ｃは、１つ又は複数のスペクトル特徴（帯域幅など）を制御するために光源１０５の他の態様と急速に相互作用する非光学システムを含み得る。例えば、スペクトル特徴微調整システム１３０Ｃは、光源１０５内の１つ又は複数のガス放電チャンバと関連付けられたタイミングの態様を調整し、それにより、パルス光ビーム１１０の帯域幅を調整するように構成することができる。

フォトリソグラフィシステム１００についての詳細は次に説明する。

再び図１を参照すると、照明システム１５０は、変更することができ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、照明システム１５０内の光源１０５及び他のフィーチャと通信する制御システム１８５を含む。また、照明システム１５０は、照明システム１５０の動作及びパルス光ビーム１１０の態様を制御するためにスキャナ１１５と通信する。

制御システム１８５は、パルス光源１０５及びスペクトル特徴選択装置１３０に動作可能に接続される。そして、スキャナ１１５は、制御システム１８５及びスキャナ１１５内のコンポーネントに動作可能に接続されたリソグラフィコントローラ１４０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レートである。従って、例えば、パルス光ビーム１１０のパルス繰り返し率は、１／Δｔであり、Δｔは、パルスとパルスとの間の時間である。制御システム１８５は、一般に、スキャナ１１５内でウェーハ１２０に露光する際にパルス光ビームの繰り返し率を修正することを含めて、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構成される。

いくつかの実装では、スキャナ１１５は、パルス光ビーム１１０を生成するために光源１０５をトリガし（コントローラ１４０と制御システム１８５との間の通信を通じて）、従って、スキャナ１１５は、コントローラ１４０及び制御システム１８５によって、繰り返し率、スペクトル特徴（帯域幅又は波長など）及び／又はドーズを制御する。例えば、コントローラ１４０は、光ビーム１１０の繰り返し率を許容レートの特定の範囲内に維持するために、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のパルスの各バーストに対して繰り返し率を一定に維持する。光ビーム１１０のパルスのバーストは、ウェーハ１２０上の露光フィールドに対応し得る。パルスのバーストは、例えば、１０〜５００パルスの範囲を含み得る。

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上にプリントすることができる最小特徴サイズである。ＣＤは、光ビーム１１０の波長に依存する。従って、ウェーハ１２０上及びシステム１００によって露光される他のウェーハ上にプリント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、光ビーム１１０の中心波長は、予想若しくはターゲット中心波長に又はターゲット波長周辺の波長の範囲内にとどめるべきである。従って、ターゲット中心波長に又はターゲット中心波長周辺の許容波長の範囲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の波長の範囲）を帯域幅の許容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か又は光ビーム１１０の帯域幅を調整するため、制御システム１８５は、パルス光ビーム１１０の帯域幅の調整量を決定するように構成される。それに加えて、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（例えば、プリズム）を移動させ、それにより、パルス光ビーム１１０がウェーハ１２０に露光されている際に、決定された調整量によってパルス光ビーム１１０の帯域幅を変更し、それにより、パルス光ビーム１１０のパルス繰り返し率の修正によって生じる帯域幅変化を補償するために、スペクトル特徴選択装置１３０に信号を送信するように構成される。

パルス光ビーム１１０の帯域幅は、パルスの任意の２つのバーストの合間に変更することができる。その上、帯域幅を第１の値から第２の値に変更し、また、第２の値で安定させるのに要する時間は、パルスのバーストとパルスのバーストとの間の時間未満であるべきである。例えば、バーストとバーストとの間の時間が５０ミリ秒（ｍｓ）である場合は、帯域幅を第１の値から第２の値に変更し、第２の値で安定させる総時間は、５０ｍｓ未満であるべきである。制御システム１８５及びスペクトル特徴選択装置１３０は、以下で詳細に論じられるように、帯域幅のそのような急速な変化を可能にするように設計される。

スキャナ１１５のコントローラ１４０は、ウェーハ１２０にわたってスキャンされているパルス光ビーム１１０の態様（帯域幅又は繰り返し率など）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に送信された信号により、制御システム１８５は、パルス光源１０５に送信される電気信号又は装置１３０に送信される電気信号を修正する。例えば、パルス光源１０５がガスレーザ増幅器を含む場合は、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提供する。

ウェーハ１２０は、ウェーハステージ１２２（テーブルとも呼ばれる）上に配置され、ステージ１２２は、あるパラメータに従って、コントローラ１４０の制御の下で、ウェーハ１２０を正確に位置付けるように構成されたポジショナに接続される。

また、フォトリソグラフィシステム１００は、測定システム１７０も含み得、測定システム１７０は、光ビーム１１０の１つ又は複数のスペクトル特徴（帯域幅又は波長など）を測定するサブシステムを含み得る。動作の間にフォトリソグラフィシステム１００に印加される様々な外乱が原因で、ウェーハ１２０における光ビーム１１０のスペクトル特徴（帯域幅又は波長など）の値は、所望のスペクトル特徴（すなわち、スキャナ１１５が予想するスペクトル特徴）と一致しない又は整合しない可能性がある。従って、光ビーム１１０のスペクトル特徴（特性帯域幅など）は、動作の間に、光スペクトルから計量の値を推定することによって測定又は推定され、その結果、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）は、測定又は推定された帯域幅を使用して、光源１０５のプロパティを調整すること及び光ビーム１１０の光スペクトルを調整することができる。測定システム１７０のサブシステムは、この光スペクトルに基づいて、光ビーム１１０のスペクトル特徴（帯域幅及び／又は波長など）を測定する。

測定システム１７０は、光源１０５とスキャナ１１５との間の経路に配置されたビーム分離デバイスから方向転換された光ビーム１１０の一部分を受信する。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測定システム１７０の方に誘導し、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に向けて誘導する。いくつかの実装では、光ビーム１１０の大部分は、第２の部分で、スキャナ１１５に向けて誘導される。例えば、ビーム分離デバイスは、光ビーム１１０のごく一部（例えば、１〜２％）を測定システム１７０の方に誘導する。ビーム分離デバイスは、例えば、ビームスプリッタであり得る。

光ビーム１１０のパルスは、深紫外線（ＤＵＶ）範囲の波長（例えば、２４８ナノメートル（ｎｍ）又は１９３ｎｍの波長）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、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をもたらす。パルス光ビーム１１０の波長が２４８ｎｍ又は１９３ｎｍである際、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。パルス光ビーム１１０の分析及び制御のために使用される帯域幅は、図３に示されるように、その光スペクトル３００（又は発光スペクトル）の実際の瞬時帯域幅であり得る。光スペクトル３００は、光ビーム１１０の光エネルギー又は出力が異なる波長（又は周波数）にわたってどのように分布しているかについての情報を内包する。光ビーム１１０の光スペクトル３００は、波長又は光周波数の関数としてスペクトル強度（絶対校正のものである必要はない）がプロットされる図の形態で描写される。光スペクトル３００は、光ビーム１１０のスペクトル形状又は強度スペクトルと呼ぶことができる。光ビーム１１０のスペクトルプロパティ又は特徴は、強度スペクトルのいかなる態様又は表現も含む。例えば、帯域幅は、スペクトル特徴である。光ビームの帯域幅は、このスペクトル形状の幅の尺度であり、この幅は、レーザ光の波長又は周波数の観点から得ることができる。光ビームの帯域幅を特徴付ける値を推定するため、光スペクトル３００の詳細に関連する適切ないかなる数学的構成（すなわち、計量）も使用することができる。例えば、光ビーム帯域幅を特徴付けるため、スペクトル形状の最大ピーク強度のごく一部（Ｘ）のスペクトルの全幅（ＦＷＸＭと呼ばれる）を使用することができる。別の例として、光ビーム帯域幅を特徴付けるため、積分スペクトル強度のごく一部（Ｙ）を含むスペクトルの幅（ＥＹと呼ばれる）を使用することができる。

光ビーム１１０は、ビーム準備システム１１２を通じて誘導され、ビーム準備システム１１２は、光ビーム１１０の態様を修正する光学素子を含み得る。例えば、ビーム準備システム１１２は、反射及び／又は屈折光学素子、光パルスストレッチャ及び光学アパーチャ（自動シャッタを含む）を含み得る。

スペクトル特徴選択装置１３０は、光源１０５によって生成された光ビーム１１０Ａと相互作用するために、光源１０５の第１の端部に配置される。光ビーム１１０Ａは、以下で論じられるように、光源１０５内の共振器の一方の端部で生成されたビームであり、マスタ発振器によって生成されたシードビームであり得る。スペクトル特徴選択装置１３０は、パルス光ビーム１１０Ａの１つ又は複数のスペクトル特徴（帯域幅又は波長など）を調節又は調整することによってパルス光ビーム１１０のスペクトルプロパティを微調節するように構成される。

また、図４を参照すると、ウェーハ１２０、２２０は、光ビーム１１０による照射を受ける。リソグラフィ露光装置１１５は、例えば、１つ又は複数の集光レンズを有するイルミネータシステム１２９と、マスク１３４と、対物配列１３２とを含む光学配列を含む。マスク１３４は、Ｚ_Ｌ方向（一般に、光ビーム１１０の軸方向に相当する）に沿って又はＺ_Ｌ方向に垂直なＸ_Ｌ−Ｙ_Ｌ平面においてなど、１つ又は複数の方向に沿って移動可能である。対物配列１３２は、投影レンズを含み、マスク１３４からウェーハ１２０上のフォトレジストへの像転写が起こるようにすることができる。イルミネータシステム１２９は、マスク１３４に衝突する光ビーム１１０に対する角度の範囲を調整する。また、イルミネータシステム１２９は、マスク１３４にわたって光ビーム１１０の強度分布を均質化する（均一にする）。

リソグラフィ装置１１５は、他の数あるフィーチャの中でも特に、リソグラフィコントローラ１４０と、空調デバイスと、様々な電気コンポーネント用の電源とを含み得る。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プリントされるかを制御する。

いくつかの実装では、ウェーハ１２０をカバーするために液浸媒体を供給することができる。液浸媒体は、液浸リソグラフィ用の液体（水など）であり得る。リソグラフィがドライシステムである他の実装では、液浸媒体は、乾燥窒素、乾燥空気又は清浄空気などの気体であり得る。他の実装では、ウェーハ１２０は、圧力制御環境（真空又は不完全真空など）内で露光することができる。

再び図４を参照すると、プロセスプログラム又はレシピは、ウェーハ１２０の露光の長さ、使用されるマスク１３４及び露光に影響を及ぼす他の因子を決定する。リソグラフィの間、光ビーム１１０の多数のパルスは、照明ドーズを形成するために、ウェーハ１２０の同じエリアに照射される。同じエリアに照射される光ビーム１１０のパルスの数Ｎは、露光ウィンドウ４００と呼ぶことができ、ウィンドウ４００のサイズは、マスク１３４の前に配置される露光スリット４０５によって制御することができる。スリット４０５は、シャッタのように設計することができ、開閉することができる多数のブレードを含み得る。そして、露光エリアのサイズは、非スキャン方向におけるブレード間の距離によって決定され、また、スキャン方向におけるスキャンの長さ（距離）によっても決定される。いくつかの実装では、Ｎの値は、数十パルス（例えば、１０〜１００パルス）である。他の実装では、Ｎの値は、１００パルスを超える（例えば、１００〜５００パルス）。

ウェーハステージ１２２、マスク１３４及び対物配列１３２のうちの１つ又は複数は、関連作動システムに固定され、それにより、スキャン配列（又はスキャン光学システム）が形成される。スキャン配列では、マスク１３４、対物配列１３２及びウェーハ１２０（ステージ１２２を介する）のうちの１つ又は複数は、露光フィールド２２３にわたって露光ウィンドウ４００をスキャンするために、露光の間に互いに対して移動される。

再び図１を参照すると、フォトリソグラフィシステム１００は、ウェーハ１２０、２２０の各サブエリアに対する（例えば、各露光フィールド２２３に対する）リソグラフィ性能パラメータＰＰの値を決定するように構成されたウェーハ計測装置１４５も含む。計測装置１４５は、制御システム１８５が各ウェーハサブエリアに対するリソグラフィ性能パラメータＰＰの値を受信するように、制御システム１８５に接続される。制御システム１８５は、各ウェーハサブエリアに対するリソグラフィ性能パラメータＰＰの値を格納することができる。

いくつかの実装では、計測装置１４５は、オフラインモードで使用されるように構成され、オフラインモードでは、ウェーハ１２０、２２０が光ビーム１１０によってパターン形成された後に、ウェーハ１２０、２２０が分析される。そのようなスキャンによって得られたデータは、制御システム１８５によって、将来スキャンされる１つ又は複数のウェーハに対して使用することができる。

他の実装では、計測装置１４５は、オンラインモードで使用され、オンラインモードでは、ウェーハ１２０、２２０が光ビーム１１０によってパターン形成されている間に、ウェーハ１２０、２２０が分析される。例えば、ウェーハ１２０、２２０の露光フィールドは、光ビーム１１０のバーストの合間に調査することができる。

再び図１を参照すると、計測装置１４５は、リソグラフィ性能パラメータＰＰを調査することができるいかなる装置でもあり得る。

例えば、モニタされている性能パラメータＰＰがウェーハトポグラフィである場合は、計測装置１４５は、スキャナ１１５であり得、露光の間又はウェーハ１２０のスキャンとスキャンとの間にそのようなモニタリングを実行することができる。ウェーハ１２０のトポグラフィは、光ビーム１１０の波長を調整することによって制御することができる。

計測装置１４５は、高分解能イメージングに対して、例えば、１ｎｍ未満のフィーチャサイズを表示できるように設計された高分解能走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）などの自己完結型システムであり得る。ＳＥＭは、集光電子ビームでウェーハ１２０をスキャンすることによってサンプル（この事例では、ウェーハ１２０）の像を生成する電子顕微鏡のタイプである。ＳＥＭは、１ナノメートル（ｎｍ）より優れた分解能を達成することができる。

ウェーハ１２０は、高真空、低真空（環境ＳＥＭ）、湿潤状態、及び、広範囲の極低温又は上昇温度においてなど、適切ないかなる環境においても観察することができる。検出の最も一般的なモードは、電子ビームで励起された原子によって放出される二次電子によるものである。二次電子の数は、ウェーハ１２０の表面と電子ビームと間の角度の関数である。他のシステムでは、後方散乱電子又はＸ線を検出することができる。

計測装置１４５は、ウェーハ１２０の定量的な非接触式の三次元測定を提供する走査白色光干渉法を採用することができる。この技法では、白色光ビームは、フィルタを通過し、次いで、顕微鏡対物レンズを通過し、ウェーハ１２０の表面に至る。ウェーハ１２０の表面から反射して戻って来た光は、参照ビームと組み合わされ、装置１４５内のソフトウェア分析のために捕捉される。各ポイントに対するデータを得た後、装置１４５は、ウェーハ１２０の表面の三次元像（トポグラフィ）を生成することができる。ウェーハ１２０のそのようなトポグラフィカルマップは、これらの他のリソグラフィ性能パラメータ（局所的なステップ高さ、クリティカルディメンション（ＣＤ）、オーバーレイ、多層膜厚さ及び光学プロパティ、組み合わされたトポグラフィと膜厚、並びに、ウェーハ湾曲）の測定も可能にする。

他の実装では、計測装置１４５は、スキャタロメータであり、スキャタロメータは、ウェーハ１２０に向けてエネルギーのパルスを送信し、ウェーハ１２０からの反射又は回折エネルギーを測定する。スキャタロメータは、１つのセンサにおいてオーバーレイ、フォーカス及びＣＤの測定を組み合わせることができる。いくつかの実装では、計測装置１４５は、YieldStar S-250D（オランダのVeldhovenのASML Netherlands B.V.によって製造）であり、回折に基づくオーバーレイ及び回折に基づくフォーカス技法並びにＣＤを測定するための任意選択の能力を使用してオンプロダクトオーバーレイ及びフォーカスの測定を可能にするスタンドアロン計測ツールである。

いくつかの実装では、計測装置１４５は、ウェーハ１２０の各層上に配置された材料の別個のパターンが正しく位置合わせされているかどうかを判断するオーバーレイ計測装置である。例えば、オーバーレイ計測装置は、ウェーハの各層の接点、ライン及びトランジスタが互いに一致するかどうかを判断する。パターン間のいかなる種類のミスアライメントも、短絡及び接続不良を招く恐れがあり、これを受けて、歩留まり及び利益率に影響が及ぼされる。従って、実際には、オーバーレイ計測装置は、ウェーハ１２０上に各層が形成された後（ただし、第２の層が形成された後）に使用される。オーバーレイ計測装置は、ウェーハ上に以前に形成された層に対するウェーハ上にごく最近形成された（すなわち、現在の）層の相対位置を測定し、ごく最近形成された層は、以前に形成された層の上に形成される。現在のウェーハ層と以前に形成されたウェーハ層との相対位置は、光ビームがウェーハに露光される各場所に対して測定される（ウェーハ１２０において測定された光ビーム１１０の特性がその場所に対応する場合）。

計測装置１４５は、クリティカルディメンション（ＣＤ）を測定することができ、クリティカルディメンション（ＣＤ）は、プリントされたフィーチャサイズと相関がある。ＳＥＭ及びスキャトロメトリツールは、ＣＤを測定するために使用することができる。計測装置１４５は、設計意図及び／又は以前にパターン形成された層に対する像配置エラーをチェックするために、オーバーレイを測定することができる。光学及び回折に基づくツールは、オーバーレイを測定するために使用することができる。

図５Ａを参照すると、いくつかの実装では、スペクトル特徴選択装置１３０は、パルス光ビーム１１０Ａと光学的に相互作用するように配列された１組の光学フィーチャ又はコンポーネント５００、５０５、５１０、５１５、５２０と、ファームウェアとソフトウェアの任意の組合せの形態の電子機器を含む制御モジュール５５０とを含む。光学コンポーネント５００、５０５、５１０、５１５、５２０は、スペクトル特徴粗調整システム１３０Ａを提供するように構成することができ、そのようなコンポーネントの調整が十分に急速である場合は、スペクトル特徴微調整システム１３０Ｂを提供するように構成することができる。図５Ａには示されていないが、スペクトル特徴選択装置１３０がスペクトル特徴微制御を提供するための他の光学フィーチャ又は他の非光学フィーチャを含むことは可能である。

制御モジュール５５０は、それぞれの光学コンポーネント５００、５０５、５１０、５１５、５２０に物理的に結合された１つ又は複数の作動システム５００Ａ、５０５Ａ、５１０Ａ、５１５Ａ、５２０Ａに接続される。装置１３０の光学コンポーネントは、格子であり得る分散光学素子５００と、プリズムであり得る１組の屈折光学素子５０５、５１０、５１５、５２０で作られたビームエキスパンダ５０１とを含む。格子５００は、光ビーム１１０Ａを分散及び反射させるように設計された反射格子であり得、それに従って、格子５００は、ＤＵＶ範囲の波長を有するパルス光ビーム１１０Ａとの相互作用に適した材料で作られる。プリズム５０５、５１０、５１５、５２０の各々は、光ビーム１１０Ａがプリズムのボディを通過する際に光ビーム１１０Ａを分散及び方向転換させるように動作する透過プリズムである。プリズムの各々は、光ビーム１１０Ａの波長の透過を可能にする材料（例えば、フッ化カルシウムなど）で作ることができる。４つの屈折光学素子５０５、５１０、５１５、５２０が示されているが、４つより少ない又は４つより多い屈折光学素子をビームエキスパンダ５０１において使用することが可能である。

プリズム５２０は、格子５００から最も遠く離れた所に位置付けられ、プリズム５０５は、格子５００に最も近い所に位置付けられる。パルス光ビーム１１０Ａは、アパーチャ５５５を通じて装置１３０に入り、次いで、プリズム５２０、プリズム５１０及びプリズム５０５の順に通過して移動し、その後、格子５００の回折面５０２に衝突する。ビーム１１０Ａが連続プリズム５２０、５１５、５１０、５０５の各々を通過する度に、光ビーム１１０Ａは、光学的に拡大され、次の光学コンポーネントに向けて方向転換される（ある角度で屈折する）。光ビーム１１０Ａは、回折し、格子５００から反射して、プリズム５０５、プリズム５１０、プリズム５１５及びプリズム５２０の順に通過して戻り、その後、光ビーム１１０Ａが装置１３０を出るためにアパーチャ５５５を通過する。格子３００から連続プリズム５０５、５１０、５１５、５２０の各々を通過する度に、光ビーム１１０Ａは、アパーチャ５５５に向けて移動するにつれて光学的に圧縮される。

図５Ｂを参照すると、ビームエキスパンダ５０１のプリズムＰ（プリズム５０５、５１０、５１５又は５２０の何れか１つであり得る）の回転は、その回転させたプリズムＰの入口表面Ｈ（Ｐ）に光ビーム１１０Ａが衝突する入射角を変化させる。その上、その回転させたプリズムＰを通過する光ビーム１１０Ａの２つの局所的な光学的品質（すなわち、光学倍率ＯＭ（Ｐ）及びビーム屈折角δ（Ｐ））は、その回転させたプリズムＰの入口表面Ｈ（Ｐ）に衝突する光ビーム１１０Ａの入射角の関数である。プリズムＰを通過する光ビーム１１０Ａの光学倍率ＯＭ（Ｐ）は、そのプリズムＰに入る光ビーム１１０Ａの横幅Ｗｉ（Ｐ）に対するそのプリズムＰを出る光ビーム１１０Ａの横幅Ｗｏ（Ｐ）の比率である。

ビームエキスパンダ５０１内の１つ又は複数のプリズムＰにおける光ビーム１１０Ａの局所的な光学倍率ＯＭ（Ｐ）の変化は、ビームエキスパンダ５０１を通過する光ビーム１１０Ａの光学倍率ＯＭ ５６５の全体的な変化を引き起こす。ビームエキスパンダ５０１を通過する光ビーム１１０Ａの光学倍率ＯＭ ５６５は、ビームエキスパンダ５０１に入る光ビーム１１０Ａの横幅Ｗｉに対するビームエキスパンダ５０１を出る光ビーム１１０Ａの横幅Ｗｏの比率である。

それに加えて、ビームエキスパンダ５０１内の１つ又は複数のプリズムＰを通じる局所的なビーム屈折角δ（Ｐ）の変化は、格子５００の表面５０２における光ビーム１１０Ａの入射角５６２の全体的な変化を引き起こす。

光ビーム１１０Ａの波長は、光ビーム１１０Ａが格子５００の回折面５０２に衝突する入射角５６２を変更することによって調整することができる。光ビーム１１０Ａの帯域幅は、光ビーム１１０の光学倍率５６５を変更することによって調整することができる。

スペクトル特徴選択装置１３０は、光ビーム１１０がスキャナ１１５によってウェーハ１２０にわたってスキャンされている間にパルス光ビーム１１０の帯域幅のより急速な調整を提供するように再設計される。スペクトル特徴選択装置１３０は、光学コンポーネント５００、５０５、５１０、５１５、５２０のうちの１つ又は複数をより効果的に且つより急速に回転させるための１つ又は複数の新しい作動システムを用いて再設計することができる。

例えば、スペクトル特徴選択装置１３０は、プリズム５２０をより効果的に且つより急速に回転させるための新しい作動システム５２０Ａを含む。新しい作動システム５２０Ａは、プリズム５２０が回転する速度を増加するように設計することができる。具体的には、新しい作動システム５２０Ａに取り付けられたプリズム５２０の回転軸は、新しい作動システム５２０Ａの回転可能モータシャフト５２２Ａに平行である。他の実装では、新しい作動システム５２０Ａは、アームを含むように設計することができ、アームは、プリズム５２０を回転させるための追加の効力を提供するために、一方の端部がモータシャフト５２２Ａに物理的にリンクされ、他方の端部が、プリズム５２０に物理的にリンクされる。このように、光ビーム１１０Ａの光学倍率ＯＭは、プリズム５２０の回転に対する感度が高くなるようになっている。

いくつかの実装では、プリズム５０５は、より急速な帯域幅の調整を提供するために、ビームエキスパンダの以前の設計に対して反転される。これらの事例では、比較的小さなプリズム５２０の回転で、帯域幅の変化は比較的速くなる（装置１３０の以前の設計と比べて）。プリズム５２０の単位回転当たりの光学倍率の変化は、以前のスペクトル特徴選択装置と比べて、再設計されたスペクトル特徴選択装置１３０では増大する。

装置１３０は、光ビーム１１０Ａが格子５００の回折面５０２に衝突する入射角５６２を調整することによって、光源１０５の１つ又は複数の共振器内で生成される光ビーム１１０Ａの波長を調整するように設計される。具体的には、この調整は、プリズム５０５、５１０、５１５、５２０及び格子５００のうちの１つ又は複数を回転させ、それにより、光ビーム１１０Ａの入射角５６２を調整することによって行うことができる。

その上、光源１０５によって生成される光ビーム１１０Ａの帯域幅は、光ビーム１１０Ａの光学倍率ＯＭ ５６５を調整することによって調整される。従って、光ビーム１１０Ａの帯域幅は、光ビーム１１０Ａの光学倍率５６５の変化をもたらすプリズム５０５、５１０、５１５、５２０のうちの１つ又は複数の回転を起こすことによって調整することができる。

特定のプリズムＰの回転はそのプリズムＰにおける局所的なビーム屈折角δ（Ｐ）及び局所的な光学倍率ＯＭ（Ｐ）の両方の変化を引き起こすため、波長及び帯域幅の制御は、この設計において結び付いている。

それに加えて、光ビーム１１０Ａの帯域幅は、プリズム５２０の回転に対する感度が比較的高く、プリズム５０５の回転に対する感度が比較的低い。この理由は、それらのプリズム５１５、５１０、５０５は回転させたプリズム５２０と格子５００との間にあり、光ビーム１１０Ａはプリズム５２０を通過した後にこれらの他のプリズム５１５、５１０、５０５を通じて移動しなければならないため、プリズム５２０の回転に起因する光ビーム１１０Ａの局所的な光学倍率ＯＭ（５２０）のいかなる変化にも、他のプリズム５１５、５１０、５０５における光学倍率ＯＭ（５１５）、ＯＭ（５１０）、ＯＭ（５０５）のそれぞれの変化の積が乗じられるためである。他方では、光ビーム１１０Ａの波長は、プリズム５０５の回転に対する感度が比較的高く、プリズム５２０の回転に対する感度が比較的低い。

例えば、波長を変更することなく帯域幅を変更するには、光学倍率５６５は、入射角５６２を変更することなく変更すべきであり、この変更は、プリズム５２０を大量回転させ、プリズム５０５を少量回転させることによって達成することができる。

制御モジュール５５０は、それぞれの光学コンポーネント５００、５０５、５１０、５１５、５２０に物理的に結合された１つ又は複数の作動システム５００Ａ、５０５Ａ、５１０Ａ、５１５Ａ、５２０Ａに接続される。作動システムは光学コンポーネントの各々に対して示されているが、装置１３０の光学コンポーネントのいくつかは、静止状態で維持されるか又は作動システムに物理的に結合されない。例えば、いくつかの実装では、格子５００を静止状態で維持し、プリズム５１５を静止状態で維持し、作動システムに物理的に結合しなくともよい。

作動システム５００Ａ、５０５Ａ、５１０Ａ、５１５Ａ、５２０Ａの各々は、そのそれぞれの光学コンポーネントに接続される１つ又は複数のアクチュエータを含む。光学コンポーネントの調整により、光ビーム１１０Ａの特定のスペクトル特徴（波長及び／又は帯域幅）が調整される。制御モジュール５５０は、制御システム１８５から制御信号を受信し、制御信号は、作動システムのうちの１つ又は複数を動作又は制御するための特定のコマンドを含む。作動システムは、連携して作動するように選択及び設計することができる。

作動システム５００Ａ、５０５Ａ、５１０Ａ、５１５Ａ、５２０Ａのアクチュエータの各々は、それぞれの光学コンポーネントを移動させるか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５５０からエネルギーを受信し、そのエネルギーをそれぞれの光学コンポーネントに与えられる何らかの種類の運動に変換する。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うちの１つ又は複数を回転させるための加力デバイス及び回転ステージの何れか１つであり得る。作動システムは、例えば、ステッピングモータなどのモータ、バルブ、圧力制御デバイス、圧電デバイス、リニアモータ、油圧アクチュエータ、ボイスコイルなどを含み得る。

格子５００は、高ブレーズ角エシェル格子であり得、回折格子の方程式を満たす任意の入射角５６２で格子５００に入射した光ビーム１１０Ａが反射（回折）する。回折格子の方程式は、格子５００のスペクトル次数、回折波長（回折ビームの波長）、格子５００への光ビーム１１０Ａの入射角５６２、格子５００から回折した光ビーム１１０Ａの出射角、格子５００に入射する光ビーム１１０Ａの垂直発散、格子５００の回折面の溝間隔間の関係を提供する。その上、格子５００への光ビーム１１０Ａの入射角５６２が格子５００からの光ビーム１１０Ａの出射角と等しくなるように格子５００が使用される場合は、格子５００及びビームエキスパンダ（プリズム５０５、５１０、５１５、５２０）は、リトロー構成で配列され、格子５００から反射した光ビーム１１０Ａの波長は、リトロー波長である。格子５００に入射する光ビーム１１０Ａの垂直発散はゼロに近いと想定することができる。公称波長を反射させるため、格子５００は、光源１０５で増幅するために公称波長が反射してビームエキスパンダ（プリズム５０５、５１０、５１５、５２０）を通じて戻って来るように、格子５００に入射する光ビーム１１０Ａに対して位置合わせされる。次いで、格子５００への光ビーム１１０Ａの入射角５６２を変更することによって、光源１０５内の共振器の全利得帯域幅にわたってリトロー波長を調節することができる。

プリズム５０５、５１０、５１５、５２０の各々は、光ビーム１１０Ａが通過する表面内に含まれるように、光ビーム１１０Ａの横方向に沿って十分に広いものである。各プリズムは、アパーチャ５５５から格子５００に向かう経路上で光ビーム１１０Ａを光学的に拡大し、従って、各プリズムは、そのサイズがプリズム５２０からプリズム５０５に向けて逐次的に大きくなる。従って、プリズム５０５はプリズム５１０より大きく、プリズム５１０はプリズム５１５より大きく、プリズム５２０が最も小さいプリズムである。

格子５００から最も遠く離れ、また、サイズが最も小さいプリズム５２０は、作動システム５２０Ａ上（具体的には、回転シャフト５２２Ａ）に取り付けられ、回転シャフト５２２Ａより、プリズム５２０が回転し、そのような回転は、格子５００に衝突する光ビーム１１０Ａの光学倍率を変化させ、それにより、装置１３０から出力される光ビーム１１０Ａの帯域幅が修正される。作動システム５２０Ａは、プリズム５２０が固定される回転シャフト５２２Ａを含む回転式ステッピングモータを含むため、高速作動システム５２０Ａとして設計される。回転シャフト５２２Ａは、その軸中心線の周りを回転し、軸中心線は、プリズム５２０の回転軸に平行である。その上、作動システム５２０Ａは、回転式ステッピングモータを含むため、機械メモリが欠如しており、また、エネルギー基底状態も欠如している。回転シャフト５２２Ａの各場所は、回転シャフト５２２Ａの他の場所の各々と同じエネルギーを有し、回転シャフト５２２Ａは、ポテンシャルエネルギーが低い好ましい休止場所が欠如している。

いくつかの実装では、作動システム５１０Ａ（プリズム５１０が取り付けられる）は、高速作動システム５２０Ａと同様の高速作動システムであり得る。このように、作動システム５１０Ａは、回転シャフト５１２Ａを含み得、回転シャフト５１２Ａにより、プリズム５１０が回転し、そのような回転は、格子５００に衝突する光ビーム１１０Ａの光学倍率を変化させ、それにより、装置１３０から出力される光ビーム１１０Ａの帯域幅が修正される。従って、作動システム５１０Ａは、プリズム５１０が固定される回転シャフト５１２Ａを含む回転式ステッピングモータを含むため、高速作動システム（システム５２０Ａと同様に）として設計される。回転シャフト５１２Ａは、その軸中心線の周りを回転し、軸中心線は、プリズム５１０の回転軸に平行である。その上、作動システム５１０Ａは、回転式ステッピングモータを含むため、機械メモリが欠如しており、また、エネルギー基底状態も欠如している。回転シャフト５１２Ａの各場所は、回転シャフト５１２Ａの他の場所の各々と同じエネルギーを有し、回転シャフト５１２Ａは、ポテンシャルエネルギーが低い好ましい休止場所が欠如している。

上記で論じられるように、光ビーム１１０Ａの帯域幅は、プリズム５２０の回転に対する感度が比較的高く、プリズム５０５の回転に対する感度が比較的低い。この理由は、それらのプリズム５１５、５１０、５０５は回転させたプリズム５２０と格子５００との間にあり、光ビーム１１０Ａはプリズム５２０を通過した後にこれらの他のプリズム５１５、５１０、５０５を通じて移動しなければならないため、プリズム５２０の回転に起因する光ビーム１１０Ａの局所的な光学倍率ＯＭ（５２０）のいかなる変化にも、他のプリズム５１５、５１０、５０５における光学倍率ＯＭ（５１５）、ＯＭ（５１０）、ＯＭ（５０５）のそれぞれの変化の積が乗じられるためである。他方では、光ビーム１１０Ａの波長は、プリズム５０５の回転に対する感度が比較的高く、プリズム５２０の回転に対する感度が比較的低い。従って、波長は、プリズム５０５を回転させることによって粗く変化させることができ、プリズム５２０は、回転させることができる（粗く）。光ビーム１１０Ａの入射角５６２は、プリズム５０５の回転が原因で変化し、プリズム５２０の回転は、プリズム５０５の回転によって生じる倍率の変化を相殺する。その上、新しく設計された高速作動システム５２０Ａは、倍率の望まない変化を迅速に相殺するために、帯域幅の急速な変化を可能にする。それに加えて、帯域幅のさらなる微制御を行う必要がある場合は、新しく設計された高速作動システム５１０Ａを使用してプリズム５１０を急速に回転させることができる。また、圧電ステージを含み得る作動システム５１５Ａを用いてプリズム５１５を回転させることによって波長のさらなる微制御を行うことも可能である。

プリズム５２０は、粗い、広範囲の及び低速帯域幅制御のために使用することができる。対照的には、帯域幅は、プリズム５１０を制御することによって、細かい狭範囲で、さらに一層急速に制御することができる。

いくつかの実装では、スペクトル特徴選択装置１３０は、光ビーム１１０Ａがビームエキスパンダ５０１と格子５００との間を移動する際、光ビーム１１０Ａの経路に沿ってビームエキスパンダ５０１と格子５００との間の場所５０３に配置されたビーム偏向器（ミラーなど）を含み得る。ミラーは、格子５００の回折面５０２に衝突する光ビーム１１０Ａの入射角５６２を変更するために、それ自体のアクチュエータシステムの制御の下で回転される。このように、ミラーは、光ビーム１１０Ａの光学倍率５６５又は帯域幅の望まない変化をもたらすことなく、光ビーム１１０Ａの波長を調整するために使用することができる。

図６Ａ及び６Ｂを参照すると、第１の実装では、スペクトル特徴選択装置６３０は、格子６００及び４つのプリズム６０５、６１０、６１５、６２０を有するように設計されている。格子６００及び４つのプリズム６０５、６１０、６１５、６２０は、光ビーム１１０Ａが装置６３０のアパーチャ６５５を通過した後、光源１０５によって生成された光ビーム１１０Ａと相互作用するように構成される。光ビーム１１０Ａは、装置６３０のＸ_ＳＦ−Ｙ_ＳＦ平面において、アパーチャ６５５から、プリズム６２０、プリズム６１５、プリズム６１０及びプリズム６０５を通じて経路に沿って移動し、次いで、格子６００に反射してプリズム６０５、６１０、６１５、６２０を通じて戻り、その後、アパーチャ６５５を通じて装置を出る。

プリズム６０５、６１０、６１５、６２０は、直角プリズムであり、パルス光ビーム１１０Ａは、プリズム６０５、６１０、６１５、６２０を通じて透過し、その結果、パルス光ビーム１１０Ａは、各直角プリズムを通過する際に、その光学倍率を変化させる。分散光学素子６００から最も遠く離れた直角プリズム６２０は、多数のプリズムの中で最も小さな斜辺を有し、連続直角プリズムの各々は、分散光学素子６００に近づくほど、分散光学素子からより遠く離れた隣接する直角プリズムより大きなサイズ又は同じサイズの斜辺を有する。

例えば、格子６００に最も近いプリズム６０５は、サイズが最も大きなものでもあり、例えば、その斜辺は、４つのプリズム６０５、６１０、６１５、６２０の中で最も大きな範囲を有する。格子６００から最も遠く離れたプリズム６２０は、サイズが最も小さなものでもあり、例えば、その斜辺は、４つのプリズム６０５、６１０、６１５、６２０の中で最も小さな範囲を有する。隣接するプリズムが同じサイズであることは可能である。しかし、光ビーム１１０Ａは、プリズム６２０、プリズム６１５、プリズム６１０、プリズム６０５を通じて移動するにつれて光学的に拡大され、従って、光ビーム１１０Ａの横範囲は、光ビーム１１０Ａが格子６００に近づくほど増大するため、格子６００により近い各プリズムは、そのサイズがその隣接するプリズムと少なくとも同じであるか又はそれより大きいものであるべきである。光ビーム１１０Ａの横範囲は、光ビーム１１０Ａの伝播方向に垂直な平面に沿った範囲である。そして、光ビーム１１０Ａの伝播方向は、装置６３０のＸ_ＳＦ−Ｙ_ＳＦ平面にある。

プリズム６０５は、装置６３０のＺ_ＳＦ軸に平行な軸の周りでプリズム６０５を回転させる作動システム６０５Ａに物理的に結合され、プリズム６１０は、Ｚ_ＳＦ軸に平行な軸の周りでプリズム６１０を回転させる作動システム６１０Ａに物理的に結合され、プリズム６２０は、高速作動システム６２０Ａに物理的に結合される。高速作動システム６２０Ａは、装置６３０のＺ_ＳＦ軸に平行な軸の周りでプリズム６０５を回転させるように構成される。

高速作動システム６２０Ａは、回転式ステッピングモータ６２１Ａを含み、回転式ステッピングモータ６２１Ａは、回転シャフト６２２Ａと、回転シャフト６２２Ａに固定された回転プレート６２３Ａとを有する。回転シャフト６２２Ａひいては回転プレート６２３Ａは、軸中心線ＡＲの周りを回転し、軸中心線ＡＲは、プリズム６２０の重心に平行であり（回転軸ＡＰに相当する）、また、装置６３０のＺ_ＳＦ軸にも平行である。必須というわけではないが、プリズム６２０の軸中心線ＡＲは、Ｘ_ＳＦ−Ｙ_ＳＦ平面に沿ってプリズム６２０の重心（回転軸ＡＰ）と一致するか又は位置合わせすることが可能である。いくつかの実装では、プリズム６２０の重心（又は回転軸ＡＰ）は、Ｘ_ＳＦ−Ｙ_ＳＦ平面に沿って軸中心線ＡＲからオフセットが設けられる。軸中心線ＡＲに対してプリズム６２０の重心からオフセットを設けることにより、プリズム６２０を回転させる際に常に格子６００の表面上の特定の位置に位置するように光ビーム１１０Ａの位置を調整することができる。

プリズム６２０を回転プレート６２３Ａに取り付けることにより、シャフト６２２Ａ及び回転プレート６２３Ａがそれらの軸中心線ＡＲの周りを回転する際に、プリズム６２０は、その回転軸ＡＰの周りを直接回転する。このように、直線平行移動可能（フレクシャを使用して回転運動に変換される）シャフトを有するリニアステッピングモータを使用するシステムと比べて、プリズム６２０の急速な回転又は制御が可能になる。シャフト６２２Ａ（及びプレート６２３Ａ）の回転ステップはプリズム６２０の回転ステップと直接相関するため（いかなる直線運動も与えずに）、回転式ステッピングモータ６２１Ａは、光ビーム１１０Ａひいては光ビーム１１０のスペクトル特徴（帯域幅など）のより急速な調整を可能にする速度でプリズム６２０を回転させることができる。ステッピングモータ６２１Ａの回転設計は、プリズム６２０に対して以前のアクチュエータに見られるいかなる直線運動又はフレクシャ運動も使用することなく、取り付けられたプリズム６２０に純粋な回転運動を与える。その上、回転式シャフト６２２Ａの使用により、リニアステッピングモータにフレクシャ設計を加えたもの（プリズム６２０は、フレクシャから決定された角度だけ回転することができる）を使用する以前のアクチュエータとは異なり、プリズム６２０は、完全に３６０°回転することができる。いくつかの実装では、許容範囲で光ビーム１１０Ａの帯域幅の調節を達成するため、プリズム６２０は、１５度回転できるものである。プリズム６２０は、１５度を超えて回転することができるが、現在の帯域幅範囲要件が必要とされるわけではない。

いくつかの実装では、ステッピングモータ６２１Ａは、直接駆動ステッピングモータによってできる。直接駆動ステッピングモータは、位置制御のために内蔵ステッピングモータ機能を使用する従来の電磁モータである。運動におけるより高い分解能が必要とされ得る他の実装では、ステッピングモータ６２１Ａは、圧電モータ技術を使用することができる。

ステッピングモータ６２１Ａは、例えば、プリズム６２０の急速な回転を提供するために可変周波数駆動制御方法を使用してモータコントローラを用いて制御される回転式ステージであり得る。

上記で論じられるように、回転式ステッピングモータ６２１Ａを使用する利点は、プリズム６２０の回転軸ＡＰが回転シャフト６２２Ａに平行であり、また、軸中心線ＡＲにも平行であるため、プリズム６２０のより急速な回転を得ることである。従って、シャフト６２２Ａのあらゆる単位回転に対し、プリズム６２０は、増分単位だけ回転し、プリズム６２０は、回転シャフト６２２Ａが回転できる速さと同じ速さで回転する。いくつかの実装では、この構成の安定性を増大させ、プリズム６２０の安定性を増大させるため、高速作動システム６２０Ａは、回転式ステッピングモータ６２１Ａの回転シャフト６２２Ａの位置を検出するように構成された位置モニタ６２４Ａを含む。回転シャフト６２２Ａの測定位置と回転シャフト６２２Ａの予想又はターゲット位置との間のエラーは、プリズム６２０の位置のエラーと直接相関し、従って、この測定は、プリズム６２０の回転エラー（すなわち、実際の回転と命じられた回転との差）を決定し、動作の間にこのエラーを補正するために使用することができる。

制御モジュール５５０は、回転シャフト６２２Ａの位置の値を受信するために位置モニタ６２４Ａに接続され、また、制御モジュール５５０は、回転シャフト６２２Ａの命じられた位置の格納された値又は現在の値にアクセスすることができ、その結果、制御モジュール５５０は、回転シャフト６２２Ａの位置の測定値と命じられた位置との差を決定し、また、このエラーを低減するために回転シャフト６２２Ａをどのように調整するかを決定するための計算を実行することができる。例えば、制御モジュール５５０は、エラーを相殺するために回転シャフト６２２Ａの回転サイズ及び回転方向を決定することができる。或いは、制御システム１８５がこの分析を実行することができる。

位置モニタ６２４Ａは、回転プレート６２３Ａと一体化して構築された分解能が非常に高い光学回転式エンコーダであり得る。光学回転式エンコーダは、光検知技術を使用し、不透明ラインとパターンをその上に有する内部コードディスクの回転上にある。例えば、プレート６２３Ａは、発光ダイオードなど、光ビームの中で回転され（従って、回転式エンコーダという名前が付けられている）、プレート６２３Ａ上のマーキングは、光を遮断及び遮断解除するシャッタとして動作する。内部フォトダイオード検出器は、交流光ビームを検知し、エンコーダの電子機器は、パターンを電気信号に変換し、電気信号は、エンコーダ６２４Ａの出力を通じて制御モジュール５５０に送られる。

いくつかの実装では、制御モジュール５５０は、回転式ステッピングモータ６２１Ａを操作することのみを目的とする高速内部専用コントローラを有するように設計することができる。例えば、高速内部専用コントローラは、エンコーダ６２４Ａから高分解能位置データを受信することができ、シャフト６２２Ａの位置を調整し、それにより、プリズム６２０の位置を調整するために、回転式ステッピングモータ６２１Ａに直接、信号を送信することができる。

また、図６Ｃを参照すると、照明システム１５０は、制御モジュール５５０とインタフェースを取る制御システム１８５の制御の下で、光ビーム１１０Ａの帯域幅などのスペクトル特徴を変更する。例えば、光ビーム１１０Ａ及び光ビーム１１０の帯域幅を粗く且つ広く制御するため、制御モジュール５５０は、第１の角度θ１（図６Ｃの左側）から第２の角度θ２（Δθ＝θ２−θ１）（図６Ｃの右側）まで回転シャフト６２２Ａを回転させるために、高速作動システム６２０Ａの回転式ステッピングモータ６２１Ａに信号を送信する。そして、シャフト６２２Ａの角度のこの変化は、シャフト６２２Ａに固定されたプレート６２３Ａに直接与えられ、また、それにより、プレート６２３Ａに固定されたプリズム６２０にも与えられる。θ１からθ２へのプリズム６２０の回転は、格子６００と相互作用するパルス光ビーム１１０Ａの光学倍率ＯＭ ５６５のＯＭ１からＯＭ２への対応する変化をもたらし、パルス光ビーム１１０Ａの光学倍率５６５の変化は、パルス光ビーム１１０Ａ（光ビーム１１０も同様）の帯域幅の変化をもたらす。この高速作動システム６２０Ａを使用してプリズム６２０を回転させることによって達成することができる帯域幅の範囲は、広い範囲であり得、約１００フェムトメートル（ｆｍ）〜約４５０ｆｍであり得る。達成可能な全帯域幅範囲は、少なくとも２５０ｆｍであり得る。

回転シャフト６２２Ａの１単位回転による高速作動システム６２０Ａと関連付けられたプリズム６２０の回転は、パルス光ビーム１１０の帯域幅を測定する帯域幅測定デバイス（例えば、以下で論じられる測定システム１７０の一部として）の分解能未満の量だけパルス光ビーム１１０Ａの帯域幅を変化させる。帯域幅のそのような変化を達成するため、プリズム６２０は、最大で１５度まで回転させることができる。実際には、プリズム６２０の回転の量は、装置６３０の他のコンポーネントの光学レイアウトによってのみ制約される。例えば、大き過ぎる回転により、光ビーム１１０Ａは、大き過ぎて光ビーム１１０Ａが次のプリズム６１５に衝突できないほどの量まで変位し得る。いくつかの実装では、許容範囲で光ビーム１１０Ａの帯域幅の調節を達成するため、プリズム６２０は、光ビーム１１０Ａが他のプリズム６０５、６１０又は６１５の何れかから離れるというリスクを伴うことなく、１５度回転できるものである。プリズム６２０は、１５度を超えて回転することができるが、現在の帯域幅範囲要件が必要とされるわけではない。

再び図６Ａを参照すると、プリズム６１０は、プリズム４１０を回転させる作動システム６１０Ａに取り付けることができ、プリズム６１０のそのような回転は、光ビーム１１０Ａの波長の微制御を提供することができる。作動システム６１０Ａは、圧電モータによって制御される回転式ステッピングモータを含み得る。圧電モータは、逆圧電効果を利用することによって動作し、逆圧電効果では、直線又は回転運動を生み出すために、材料は、音響又は超音波振動を生み出す。

或いは、プリズム６１０は、回転式ステッピングモータ（回転シャフト６２２Ａ及び回転シャフト６２２Ａに固定された回転プレート６２３Ａを有する回転式ステッピングモータ６２１Ａのような）を含む高速作動システム６１０Ａに取り付けることができる。回転シャフトひいては回転プレートは、軸中心線の周りを回転し、軸中心線は、プリズム６１０の重心に平行であり（回転軸ＡＰに相当する）、また、装置６３０のＺ_ＳＦ軸にも平行である。このように、プリズム６１０の回転は、光ビーム１１０Ａの帯域幅のさらなる微制御を提供することができる。

格子６００により近く、プリズム６２０のサイズより大きいか又は等しいサイズを有するプリズム６１５は、いくつかの実装では、空間に固定することができる。格子６００により近い次のプリズム６１０は、プリズム６１５のサイズより大きいか又は等しいサイズを有する。

格子６１０に最も近いプリズム６０５は、プリズム６１０のサイズより大きいか又は等しいサイズを有する（プリズム６０５は、ビームエキスパンダの中で最も大きいプリズムである）。プリズム６０５は、プリズム６０５を回転させる作動システム６０５Ａに取り付けることができ、プリズム６０５のそのような回転は、光ビーム１１０Ａの波長の粗制御を提供することができる。例えば、プリズム６０５は、光ビーム１１０Ａ（ひいては光ビーム１１０）の波長を約１９３．２ナノメートル（ｎｍ）〜約１９３．５ｎｍに調節するために、１〜２度回転することができる。いくつかの実装では、作動システム６０５Ａは、プリズム６０５が固定される取付面（プレート６２３Ａなど）及び取付面を回転させるモータシャフトを含む回転式ステッピングモータを含む。作動システム６０５Ａのモータは、以前のリニアステッピングモータ及びフレクシャ組合せ設計より５０倍速い圧電モータであり得る。作動システム６２０Ａのように、作動システム６０５Ａは、制御システム１８５又は制御モジュール６５０に対して角度位置フィードバックを提供する光学回転式エンコーダを含み得る。

図７Ａ及び７Ｂを参照すると、スペクトル特徴選択装置７３０の別の実装では、高速作動システム７２０Ａは、格子７００から最も遠く離れたビームエキスパンダのプリズム７２０を軸中心線ＡＲの周りで回転Ｒさせるように設計される。任意選択により又はそれに加えて、プリズム７１０と関連付けられた作動システム７１０Ａも、高速作動システム７２０Ａ又は６２０Ａのように設計された高速作動システムであり得る。

装置７３０は、拡張アーム７２５Ａを含み、拡張アーム７２５Ａは、軸中心線ＡＲの場所で回転プレート７２３Ａに機械的にリンクされる第１の領域７４０Ａを有する。拡張アーム７２５Ａは、第２の領域７４５Ａが軸中心線ＡＲと交わらないように、Ｘ_ＳＦ−Ｙ_ＳＦ平面の方向に沿って（従って、軸中心線ＡＲに垂直な方向に沿って）軸中心線ＡＲからオフセットが設けられた第２の領域７４５Ａを有する。プリズム７２０は、第２の領域７４５Ａに機械的にリンクされる。

プリズム７２０の重心（プリズム軸ＡＰ）及び軸中心線ＡＲは両方とも、装置７３０のＺ_ＳＦ軸と平行に維持されるが、プリズム７２０の重心は、軸中心線ＡＲからオフセットが設けられる。軸中心線ＡＲの周りの角度Δθの拡張アーム７２５Ａの回転は、組み合わされた動き（すなわち、Ｘ_ＳＦ−Ｙ_ＳＦ平面内の軸中心線ＡＲの周りの角度Δθ（図５Ｃを参照）のプリズム７２０の回転Ｒと、装置７３０のＸ_ＳＦ−Ｙ_ＳＦ平面内のある方向に沿ったプリズム７２０の直線平行移動Ｔ）をプリズム７２０に与える。図７Ｃの例では、プリズム７２０は、第１の角度θ１から第２の角度θ２まで回転Ｒされ、Ｘ_ＳＦ−Ｙ_ＳＦ平面の第１の位置Ｐｏｓ１からＸ_ＳＦ−Ｙ_ＳＦ平面の第２の位置Ｐｏｓ２まで平行移動Ｔされる。

それにより、プリズム７２０に対する直線平行移動Ｔは、格子７００の表面７０２の長い方の軸７０１に平行な方向に沿って光ビーム１１０Ａを平行移動させる。また、長い方の軸７０１は、装置７３０のＸ_ＳＦ−Ｙ_ＳＦ平面に沿って位置する。光ビーム１１０Ａのこの平行移動を実行することにより、可能な光学倍率ＯＭの範囲の下限で格子７００のどのエリア又は領域が照射を受けるかを制御することが可能である。その上、格子７００及び格子の表面７０２は不均一である。すなわち、格子７００の表面７０２のいくつかの領域は、光ビーム１１０Ａの波面に対して、格子７００の表面７０２の他の領域とは異なる変化を与え、表面７０２のいくつかの領域は、光ビーム１１０Ａの波面に対して、表面７０２の他の領域より大きな歪みを与える。制御システム１８５（又は制御モジュール５５０）は、高速作動システム７２０Ａを制御し、それにより、プリズム７２０に対する直線平行移動Ｔを調整し、長い方の軸７０１に沿って光ビーム１１０Ａの平行移動を調整して、格子７００の表面７０２の不均一性を利用し、格子表面７０２の一方の端部に近い格子表面７０２の歪みが高い方の領域に照射し、光学倍率を単に下げる効果が達成するよりさらに一層スペクトル帯域幅を上げることができる。

それに加えて、プリズム７２０に対する直線平行移動Ｔは、プリズム７２０の回転の間に、光ビーム１１０Ａの場所に対してプリズム７２０の斜辺Ｈ（図７Ｃを参照）も平行移動させる。従って、斜辺Ｈに対する平行移動は、装置７３０の動作の間に、斜辺Ｈの新しい領域を光ビーム１１０Ａにさらす。装置７３０の寿命にわたり、プリズム７２０は、その回転範囲の一方の限度から他方の限度まで回転し、また、より多くの領域が光ビーム１１０Ａにさらされ、それにより、光ビーム１１０Ａによってプリズム７２０に与えられる損傷の量が低減する。

装置６３０と同様に、スペクトル特徴選択装置７３０もまた格子６００を含み、ビームエキスパンダは、プリズム７０５、７１０、７１５を含み、プリズム７０５、７１０、７１５は、光ビーム１１０Ａの経路に沿ってプリズム７２０と格子７００との間に位置付けられる。格子７００及び４つのプリズム７０５、７１０、７１５、７２０は、光ビーム１１０Ａが装置７３０のアパーチャ７５５を通過した後、光源１０５によって生成された光ビーム１１０Ａと相互作用するように構成される。光ビーム１１０Ａは、光ビーム１１０Ａは、装置７３０のＸ_ＳＦ−Ｙ_ＳＦ平面において、アパーチャ７５５から、プリズム７２０、プリズム７１５、プリズム７１０及びプリズム７０５を通じて経路に沿って移動し、次いで、格子７００に反射して連続プリズム７０５、７１０、７１５、７２０を通じて戻り、その後、アパーチャ７５５を通じて装置７３０を出る。

図８Ａ〜８Ｄを参照すると、他の実装では、高速作動システム８２０Ａは、高速作動システム７２０Ａのように設計されるが、二次アクチュエータ８６０Ａが追加される。二次アクチュエータ８６０Ａは、格子８００から最も遠く離れたプリズム８２０に物理的に結合される。二次アクチュエータ８６０Ａは、軸ＡＨの周りでプリズム８２０を回転させるように構成され、軸ＡＨは、Ｘ_ＳＦ−Ｙ_ＳＦ平面に位置し、また、プリズム８２０の斜辺Ｈの平面にも位置する。

いくつかの実装では、必須というわけではないが、二次アクチュエータ８６０Ａは、制御モジュール６５０（又は制御システム１８５）によって制御される。二次アクチュエータ８６０Ａは、制御モジュール５５０又は制御システム１８５によって制御されない手動ねじ及びフレクシャ設計であり得る。例えば、アクチュエータ８６０Ａは、システム８２０Ａが使用される前に設定するか、又は、システム８２０Ａの使用の合間に手動で周期的に変更することができる。

従って、プリズム８２０は、プリズム８１５、８１０、８０５及び格子８００の各々を通じる光ビーム１１０Ａの経路をより良く維持するために、光ビーム１１０Ａがプリズム８２０及びプリズム８２０の斜辺Ｈに入る所にわたってより優れた制御を可能にするために、Ｘ_ＳＦ−Ｙ_ＳＦ平面に位置する軸ＡＨの周りを回転することができる。具体的には、軸ＡＨの周りのプリズム８２０の回転により、光ビーム１１０Ａのさらなる微調整を行うことができる。例えば、プリズム８２０は、プリズム８２０がＡＰ又はＡＲ軸の周りで回転する場合であっても、格子８００から再帰反射した（すなわち、回折した）光ビーム１１０Ａが、Ｘ_ＳＦ−Ｙ_ＳＦ平面にとどまり、装置８３０のＺ_ＳＦ軸に沿って変位しないことを保証するために、軸ＡＨの周りを回転することができる。ＡＰ又はＡＲ軸がＺ_ＳＦ軸と完全には位置合わせされない場合、このＺ_ＳＦ軸調整を有することが有益である。それに加えて、拡張アーム８２５Ａは、片持ち梁であり、軸ＡＨの周りで反れるようにＺ_ＳＦ軸に沿って撓むか又は動くことができるため、ＡＨ軸の周りでプリズム８２０を回転させることが有益であり、二次アクチュエータ８６０Ａは、この反りを相殺するために使用することができる。

図９を参照すると、例示的な光源９０５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９０５は、パワー増幅器（ＰＡ）９１０にシード光ビーム１１０Ａを提供するマスタ発振器（ＭＯ）９００を含む２ステージレーザシステムである。マスタ発振器９００は、典型的には、増幅が起こる利得媒体と、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９１０は、典型的には、マスタ発振器９００からシードレーザビームでシードされる際に増幅が起こる利得媒体を含む。パワー増幅器９１０が再生リング共振器として設計されている場合は、パワー増幅器９１０は、パワーリング増幅器（ＰＲＡ）として説明され、この事例では、リング設計から十分な光フィードバックを提供することができる。スペクトル特徴選択装置１３０は、比較的に低い出力パルスエネルギーで光ビーム１１０Ａの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節を可能にするために、マスタ発振器９００から光ビーム１１０Ａを受信する。パワー増幅器９１０は、マスタ発振器９００から光ビーム１１０Ａを受信し、フォトリソグラフィにおいて使用するための出力に必要な電力を得るために、この出力を増幅する。

マスタ発振器９００は、２つの細長い電極と、利得媒体として機能するレーザガスと、電極間でガスを循環させるファンとを有する放電チャンバを含む。レーザ共振器は、パワー増幅器９１０にシード光ビーム１１０Ａを出力するために、放電チャンバの一方の側のスペクトル特徴選択装置１３０と放電チャンバの第２の側の出力カプラ９１５との間に形成される。

また、光源９０５は、出力カプラ９１５から出力を受信する線中心分析モジュール（ＬＡＭ）９２０や、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９２５も含み得る。線中心分析モジュール９２０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することができる測定システム１７０内の測定システムの１つのタイプの例である。

パワー増幅器９１０は、パワー増幅器放電チャンバを含み、パワー増幅器９１０が再生リング増幅器である場合は、パワー増幅器は、循環経路を形成するために、光ビームを反射して放電チャンバに戻すビームリフレクタ又はビーム調節デバイス９３０も含む。パワー増幅器放電チャンバは、１対の細長い電極と、利得媒体として機能するレーザガスと、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１１０Ａは、パワー増幅器９１０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９２５は、出力光ビーム１１０を形成するために、シード光ビーム１１０Ａを捕らえ、パワー増幅器からの増幅放射の一部分を逃がす方法（例えば、部分反射ミラー）を提供する。

マスタ発振器９００及びパワー増幅器９１０の放電チャンバにおいて使用されるレーザガスは、必要な波長及び帯域幅周辺のレーザビームを生成するための適切ないかなるガスでもあり得る。例えば、レーザガスは、約１９３ｎｍの波長の光を放出するフッ化アルゴン（ＡｒＦ）又は約２４８ｎｍの波長の光を放出するフッ化クリプトン（ＫｒＦ）であり得る。

線中心分析モジュール９２０は、マスタ発振器９００の出力（光ビーム１１０Ａ）の波長をモニタする。線中心分析モジュール９２０は、光源９０５内の他の場所に配置することも、光源９０５の出力に配置することもできる。

パワー増幅器９１０によって生成されたパルスの繰り返し率は、スキャナ１１５のコントローラ１４０からの命令の下で、マスタ発振器９００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９１０から出力されたパルスの繰り返し率は、スキャナ１１５によって見られる繰り返し率である。

上記で論じられるように、図５Ａのものなどの光学素子のみを使用して、帯域幅を粗制御及び微制御することが両方とも可能である。他方では、ＭＯ ９００内の電極の起動とＰＲＡ ９１０内の電極の起動との間の差動タイミングを制御することによって、細かく狭い範囲において急速に帯域幅を制御する一方で、高速作動システム５２０Ａを使用してプリズム５２０の角度を調整することによって、粗く広い範囲において帯域幅を制御することが可能である。

図１０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連する制御システム１８５についての詳細が提供されている。制御システム１８５は、図１０には示されていない他のフィーチャを含み得る。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うちの１つ又は複数を含む。

制御システム１８５は、読み取り専用メモリ及び／又はランダムアクセスメモリであり得るメモリ１０００を含む。コンピュータプログラム命令及びデータを明確に具体化するのに適した記憶装置は、不揮発性メモリのすべての形態を含み、例示として、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や、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や、光磁気ディスクや、ＣＤ−ＲＯＭディスクを含む。また、制御システム１８５は、１つ又は複数の入力デバイス１００５（キーボード、タッチスクリーン、マイクロフォン、マウス、ハンドヘルド入力デバイスなど）及び１つ又は複数の出力デバイス１０１０（スピーカ又はモニタなど）も含み得る。

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１０１５と、プログラマブルプロセッサ（プロセッサ１０１５など）による実行のために機械可読記憶装置において明確に具体化された１つ又は複数のコンピュータプログラム製品１０２０とを含む。１つ又は複数のプログラマブルプロセッサ１０１５の各々は、入力データに基づいて動作して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の命令のプログラムを実行することができる。一般に、プロセッサ１０１５は、メモリ１０００から命令及びデータを受信する。前述の何れも、特別に設計されたＡＳＩＣ（特定用途向け集積回路）によって捕捉すること、又は、特別に設計されたＡＳＩＣ（特定用途向け集積回路）に組み込むことができる。

制御システム１８５は、数ある他のコンポーネントの中でも特に、スペクトル特徴分析モジュール１０２５、計測モジュール１０２７、リソグラフィ分析モジュール１０３０、決定モジュール１０３５、光源作動モジュール１０５０、リソグラフィ作動モジュール１０５５、ビーム準備作動モジュール１０６０を含む。これらのモジュールの各々は、プロセッサ１０１５などの１つ又は複数のプロセッサによって実行される１組のコンピュータプログラム製品であり得る。その上、モジュール１０２５、１０３０、１０３５、１０５０、１０５５、１０６０の何れも、メモリ１０００内に格納されたデータにアクセスすることができる。

スペクトル特徴分析モジュール１０２５は、測定システム１７０から出力を受信する。計測モジュール１０２７は、計測装置１４５からデータを受信する。リソグラフィ分析モジュール１０３０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１０３５は、分析モジュール（モジュール１０２５、１０２７、１０３０など）から出力を受信し、分析モジュールからの出力に基づいて、１つ又は複数のどの作動モジュールを作動する必要があるかを決定する。光源作動モジュール１０５０は、光源１０５及びスペクトル特徴選択装置１３０のうちの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１０５５は、スキャナ１１５に接続され、具体的には、リソグラフィコントローラ１４０に接続される。ビーム準備作動モジュール１０６０は、ビーム準備システム１１２の１つ又は複数のコンポーネントに接続される。

図１０にはほんのわずかなモジュールしか示されていないが、制御システム１８５は、他のモジュールを含むことができる。それに加えて、制御システム１８５は、すべてのコンポーネントが同一場所に配置されたボックスとして表現されているが、制御システム１８５は、互いに物理的にリモート設置されたコンポーネントで構成することができる。例えば、光源作動モジュール１０５０は、光源１０５又はスペクトル特徴選択装置１３０と物理的に同一場所に配置することができる。

一般に、制御システム１８５は、測定システム１７０から少なくとも光ビーム１１０についての何らかの情報を受信し、スペクトル特徴分析モジュール１０２５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特徴（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、情報に対する分析を実行する。この決定に基づいて、制御システム１８５は、制御モジュール５５０を介して光源１０５の動作を制御するために、スペクトル特徴選択装置１３０及び／又は光源１０５に信号を送信する。一般に、スペクトル特徴分析モジュール１０２５は、光ビーム１１０の１つ又は複数のスペクトル特徴（例えば、波長及び／又は帯域幅）を推定するために必要な分析を実行する。スペクトル特徴分析モジュール１０２５の出力は、決定モジュール１０３５に送信されるスペクトル特徴の推定値である。

スペクトル特徴分析モジュール１０２５は、比較ブロックを含み、比較ブロックは、推定スペクトル特徴を受信するために接続され、また、スペクトル特徴ターゲット値を受信するためにも接続される。一般に、比較ブロックは、スペクトル特徴ターゲット値と推定値との差を表すスペクトル特徴エラー値を出力する。決定モジュール１０３５は、スペクトル特徴エラー値を受信し、スペクトル特徴を調整するために、システム１００に対する補正をどう達成するのが一番良いかを決定する。従って、決定モジュール１０３５は、光源作動モジュール１０５０に信号を送信し、光源作動モジュール１０５０は、スペクトル特徴エラー値に基づいて、スペクトル特徴選択装置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１０５０の出力は、スペクトル特徴選択装置１３０に送信される１組のアクチュエータコマンドを含む。例えば、光源作動モジュール１０５０は、制御モジュール５５０にコマンドを送信し、制御モジュール５５０は、装置５３０内の作動システムに接続される。

それに加えて、リソグラフィ分析モジュール１０３０は、例えば、パルス光ビーム１１０の１つ又は複数のスペクトル特徴を変更するか又は光ビーム１１０のパルス繰り返し率を変更するために、スキャナ１１５のリソグラフィコントローラ１４０から命令を受信することができる。リソグラフィ分析モジュール１０３０は、スペクトル特徴をどのように調整するかを決定するために、これらの命令に対する分析を実行し、分析の結果を決定モジュール１０３５に送信する。制御システム１８５は、所定の繰り返し率での動作を光源１０５に行わせる。より具体的には、スキャナ１１５は、トリガ信号を光源１０５に送信し（あらゆるパルスに対して（すなわち、パルスごとに）制御システムによって（リソグラフィ分析モジュール１０３０を通じて）、それらのトリガ信号間の時間間隔は、任意のものであり得るが、スキャナ１１５が一定の間隔でトリガ信号を送信する際は、それらの信号のレートが繰り返し率である。繰り返し率は、スキャナ１１５によって要求されるレートであり得る。

図１１を参照すると、手順１１００は、フォトリソグラフィシステム１００によって、ウェーハ１２０の各サブエリアにおいて１つ又は複数のリソグラフィ性能パラメータの変化を補償するため、パルス光ビーム１１０の少なくとも２つのスペクトル特徴を急速に且つ独立して制御するために実行される。少なくとも２つのスペクトル特徴の独立した制御とは、ウェーハ１２０の特定のサブエリアに対して第１のスペクトル特徴を調整すべきであり、そのウェーハ１２０の特定のサブエリアに対して第２のスペクトル特徴を維持すべきである場合、手順１１００は、第２のスペクトル特徴を許容範囲内に維持するために必要なステップを行い、このステップは、ウェーハ１２０の各サブエリアに対して行われることを意味する。従って、第１のスペクトル特徴及び第２のスペクトル特徴は、ウェーハ１２０の特定のサブエリアにおいて任意の調整が必要とされた後、且つ、ウェーハ１２０の次のサブエリアが分析される前に、安定した値に達する。スペクトル特徴選択システム１３０はパルス光ビーム１１０のスペクトル特徴のより急速な調整を提供するように再設計されているため、この急速な分析及び調整は、ウェーハ１２０の各サブエリアに対して行われる。手順１１００は、制御システム１８５によって実行することができる。

例えば、光源１０５によって、パルス光ビーム１１０が生成される（１１０５）。パルス光ビーム１１０は、スペクトル特徴選択システム１３０を通じてシード光ビーム１１０Ａを誘導することによって生成することができる（１１０５）。

例えば、パルス光ビーム１１０は、パルス光ビーム９１０Ａの第１のスペクトル特徴を選択することを含めて第１のガス放電ステージ（マスタ発振器９００など）からの第１のパルス光ビーム９１０Ａを生成することと、第１のパルス光ビーム９１０Ａを第２のガス放電ステージ（パワー増幅器９１０など）の方に誘導することと、第２のガス放電ステージにおいて第１のパルス光ビームを増幅し、それにより、光源９０５からのパルス光ビーム９１０を生成することとによって、光源９０５から生成することができる。

パルス光ビーム１１０は、ウェーハ１２０に向けて誘導され、ウェーハ１２０は、スキャナ１１５のステージ１２２に取り付けられる。例えば、光源１０５によって生成されたパルス光ビーム１１０は、必要に応じて修正され、ビーム準備システム１１２によってスキャナ１１５に向けて方向転換される。

例えば、パルス光ビーム１１０及びウェーハ１２０を横平面（Ｘ_Ｌ−Ｙ_Ｌ平面）に沿って互いに対して移動させることによって、ウェーハ１２０にわたってパルス光ビーム１１０がスキャンされる（１１１０）。具体的には、リソグラフィコントローラ１４０は、ウェーハステージ１２２、マスク１３４及び対物配列１３２と関連付けられた作動システムに１つ又は複数の信号を送信し、それにより、露光の間、ウェーハ２２０の各サブエリアにわたって（各露光フィールド２２３に対して）露光ウィンドウ４００をスキャンするために、マスク１３４、対物配列１３２及びウェーハ１２０（ステージ１２２を介して）のうちの１つ又は複数を互いに対して移動させることができる。

リソグラフィ処理のための光ビーム１１０による露光のために、ウェーハ１２０の第１のサブエリアが選択される（１１１５）。選択されるウェーハ１２０のサブエリアは、露光フィールド（ウェーハ２２０の露光フィールド２２３など）であり得る。或いは、ウェーハ１２０のサブエリアは、光ビーム１１０の単一パルスと相互作用するウェーハ１２０のその部分に相当し得る。

ウェーハ１２０のその選択されたサブエリアに対するウェーハ１２０におけるリソグラフィ性能パラメータが受信される（１１２０）。例えば、制御システム１８５は、リソグラフィコントローラ１４０からウェーハ１２０のサブエリアに対する性能パラメータを受信し、リソグラフィコントローラ１４０は、計測装置１４５からデータを受信する。ウェーハ１２０における性能パラメータは、ウェーハ１２０にわたってパルス光ビーム１１０をスキャンしている間に、ウェーハ１２０の各サブエリアにおいて受信することも、ウェーハ１２０にわたってパルス光ビーム１１０をスキャンする前に受信することもできる（１１２０）。

受信された性能パラメータ（１１２０）は、ウェーハの物理的プロパティのエラー、ウェーハ上に形成されたフィーチャのコントラスト、パルス光ビーム１１０が露光されたサブエリアのクリティカルディメンション、ターゲットに対する又は下位のフィーチャ（すなわち、オーバーレイ）に対するウェーハ１２０上に形成されたフィーチャの配置（所望の／ターゲット場所に対するＸ，Ｙ場所）、フォトレジストプロファイル、側壁角及びウェーハ１２０の位置の変化のうちの１つ又は複数であり得る。

制御システム１８５は、例えば、受信されたリソグラフィ性能パラメータが値の許容範囲外にあるかどうかを判断するために、受信されたリソグラフィ性能パラメータを分析する（１１２５）。リソグラフィ性能パラメータが値の許容範囲外にある場合は（１１２５）、制御システム１８５は、ウェーハ１２０のそのサブエリアにおけるリソグラフィ性能パラメータの許容できない変化を補償するために、光ビーム１１０の第１のスペクトル特徴をどのように修正するかを決定する。制御システム１８５は、リソグラフィ性能パラメータの許容できない変化を補償する量だけ光ビーム１１０の第１のスペクトル特徴を変更する（１１３０）ために、スペクトル特徴選択装置１３０に信号を送信する。

その上、制御システム１８５は、光ビーム１１０の第１のスペクトル特徴の修正が光ビーム１１０の第２のスペクトル特徴の値に影響を及ぼすかどうかも分析し、光ビーム１１０の第２のスペクトル特徴を許容範囲内に維持するように動作する。例えば、制御システム１８５は、光ビーム１１０の第１のスペクトル特徴の修正によって生じる光ビーム１１０の第２のスペクトル特徴の望まない修正を相殺するために光ビーム１１０の第２のスペクトル特徴を変更する必要があると決定することができる。従って、制御システム１８５は、この望まない修正を補償する量だけ光ビームの第２のスペクトル特徴を変更する（１１３０）ために、スペクトル特徴選択装置１３０に信号を送信する。

制御システム１８５は、リソグラフィ処理のために光ビーム１１０によってウェーハ１２０の追加のサブエリアに露光する必要があるかどうかを判断し（１１３５）、ウェーハ１２０の追加のサブエリアに露光する必要がある場合は（１１３５）、制御システム１８５は、リソグラフィ処理のために光ビーム１１０によって露光すべきサブエリアとしてウェーハ１２０の次のサブエリアを選択する（１１４０）。従って、手順１１００は、ウェーハ１２０全体が処理されるまで続く。

その上、手順１１００は、スペクトル特徴選択システム１３０の回折面（表面５０２など）からパルス光ビーム１１０Ａを選択的に反射させることによって、パルス光ビーム１１０の第１のスペクトル特徴を修正することができる（１１３０）。

パルス光ビームの第１のスペクトル特徴は、修正することができ（１１３０）、パルス光ビームの第２のスペクトル特徴は、パルス光ビームが回折光学素子に再帰反射して多数のプリズムを通じて戻るように、回折光学素子（格子５００など）に向けて多数のプリズム（プリズム５０５、５１０、５１５、５２０など）を通じてパルス光ビームを誘導することによって維持することができる（１１３）。それに加えて、ビームエキスパンダの少なくとも２つのプリズムは、回折光学素子へのパルス光ビーム１１０の入射角５６２は変化するが回折光学素子へのパルス光ビームの総合倍率５６５は不変であるように、回転することができる。

パルス光ビームの波長を修正することにより、光ビーム１１０の第１のスペクトル特徴を修正することができる（１１３０）。その上、パルス光ビーム１１０の帯域幅を帯域幅の範囲内に維持することにより、第２のスペクトル特徴を維持することができる（１１３０）。例えば、パルス光ビーム１１０の帯域幅は、＋／−１０フェムトメートル（ｆｍ）内又は＋／−１ｆｍ内に維持することができる。

パルス光ビーム１１０の第１のスペクトル特徴は、パルス光ビーム１１０Ａが通過するスペクトル特徴選択装置１３０の第１のプリズムシステムを回転させることによって修正することができる（１１３０）。例えば、制御システム１８５は、ビームエキスパンダ５０１の１つ又は複数のプリズムを回転させるために、図５Ａのスペクトル特徴選択装置１３０の制御モジュール５５０に信号を送信することができる。例えば、プリズム５０５は、比較的粗い波長修正のために回転させることができ、プリズム５１０は、比較的細かい波長修正のために回転させることができる。別の例として、プリズム５０５は、比較的粗い波長修正のために回転させることができ、プリズム５１５は、比較的細かい波長修正のために回転させることができる。

その上、パルス光ビーム１１０の第２のスペクトル特徴は、パルス光ビーム１１０Ａが通過するスペクトル特徴選択装置１３０の第２のプリズムシステムを回転させることによって維持することができる（１１３０）。例えば、制御システム１８５は、ビームエキスパンダ５０１の１つ又は複数のプリズムを回転させるために、図５Ａのスペクトル特徴選択装置１３０の制御モジュール５５０に信号を送信することができる。例えば、プリズム５２０は、比較的粗い帯域幅調整のために回転させることができ、プリズム５１０は、上記で論じられる高速アクチュエータを使用して比較的細かい帯域幅調整のために回転させることができる。

比較的粗い波長修正は、比較的細かい波長修正を提供するために使用される作動ステップより比較的大きな、そのプリズムと関連付けられた作動ステップによって達成することができる。同様に、比較的粗い帯域幅調整は、比較的細かい帯域幅修正を提供するために使用される作動ステップより比較的大きな、そのプリズムと関連付けられた作動ステップによって達成することができる。

パルス光ビーム１１０の第１のスペクトル特徴は、パルス光ビーム１１０Ａが通過するスペクトル特徴選択装置１３０のプリズム５０５と格子５００との間に配置されたミラーを回転させることによって修正することができる（１１３０）。例えば、制御システム１８５は、ミラーを回転させるために、図５Ａのスペクトル特徴選択装置１３０の制御モジュール５５０に信号を送信することができる。

制御システム１８５は、パルス光ビーム１１０の第１のスペクトル特徴の修正（１１３０）に起因する第２のスペクトル特徴の変化を補償するために、第２のスペクトル特徴を調整することによって、パルス光ビーム１１０の第２のスペクトル特徴を維持することができる（１１３０）。その上、パルス光ビーム１１０の第２のスペクトル特徴は、パルス光ビーム１１０の第１のスペクトル特徴を修正すること（１１３０）と同時に調整することができる（１１３０）。

パルス光ビーム１１０の第１のスペクトル特徴の修正（１１３０）は、ウェーハ１２０におけるパルス光ビーム１１０の第１の条件の修正をもたらす。例えば、第１のスペクトル特徴が光ビーム１１０の波長である場合は、波長の修正は、ウェーハ１２０における光ビーム１１０の焦点面の修正をもたらす。パルス光ビーム１１０の第２のスペクトル特徴の維持（１１３０）は、ウェーハ１２０におけるパルス光ビーム１１０の第２の条件の特定のレベルでの維持をもたらす。例えば、第２のスペクトル特徴が光ビーム１１０の帯域幅である場合は、光ビーム１１０の帯域幅を維持することにより、コントラスト属性又はウェーハ１２０における光ビーム１１０の焦点深度を維持することができる。

上記で与えられた例は図５Ａのスペクトル特徴選択装置を指すが、図６Ａ、７Ａ、８Ａのスペクトル特徴選択装置に対する設計の何れも、手順１１００の１つ又は複数のステップを実行するために代わりに使用することができる。

それに加えて、手順１１００の間、制御システム１８５は、ウェーハ１２０にわたって光ビーム１１０がスキャンされている間に、パルス光ビーム１１０の１つ又は複数のスペクトル特徴を制御するために、図１２に示されるような並行手順１１５０も実行する。この手順１１５０は、リソグラフィ性能パラメータが許容範囲外にあるかどうかとは無関係に実行され、従って、リソグラフィ性能パラメータを考慮しない。それにもかかわらず、手順１１５０の間に制御システム１８５によって実行される分析は、制御システム１８５によって、受信されたリソグラフィ性能パラメータをどのように分析する（１１２５）か、を決定し、第１のスペクトル特徴を修正し、第２のスペクトル特徴を維持する（１１３０）ためにも使用することができる。

手順１１５０は、パルス光ビーム１１０の１つ又は複数のスペクトル特徴を測定すること（１１５５）と、測定されたスペクトル特徴の何れかが値の許容範囲外にあるかどうかを判断すること（１１６０）とを含む。例えば、制御システム１８５のスペクトル特徴分析モジュール１０２５は、測定システム１７０（１１５５）からスペクトル特徴測定値を受信することができる。スペクトル特徴分析モジュール１０２５は、スペクトル特徴の何れかが値の許容範囲外にあるかどうかを判断することができる（１１６０）。スペクトル特徴の何れかが値の許容範囲外にある場合は、それらのスペクトル特徴は調整される（１１６５）。例えば、決定モジュール１０３５は、光源作動モジュール１０５０に信号を送信することができ、光源作動モジュール１０５０は、光ビーム１１０の１つ又は複数のスペクトル特徴を調整する（１１６５）ために、スペクトル特徴選択装置１３０に信号を送信する。この調整は、ウェーハ特性の変化を説明するために行う必要があるいかなる調整（１１３０）とも合わせることができる。

手順１１５０は、スキャンの間に、一定の間隔で、例えば、ステップ１１２０、１１２５、１１３０が実行される各露光フィールド２２３又は各サブエリアに対して実行することができる。その上、制御システム１８５は、第１のスペクトル特徴が値の許容範囲内にあることを保証するために、リソグラフィ性能パラメータ変化を補償するために必要とされる第１のスペクトル特徴の調整（１１３０）を、第１のスペクトル特徴の任意の必要な調整に合わせることができる。

他の実装は、以下の請求項の範囲内にある。

Claims (21)

1. パルス光ビームを生成する光源と、
   前記パルス光ビームと光学的に相互作用するスペクトル特徴選択システムと、
   前記パルス光ビームでリソグラフィ装置に位置付けられた基板を露光するために、前記基板にわたって前記パルス光ビームをスキャンするスキャン光学システムと、
   前記基板の各サブエリアにおいて少なくとも１つのリソグラフィ性能パラメータを決定する計測装置であって、サブエリアが、前記基板の全エリアの一部分である、計測装置と、
   前記スペクトル特徴選択システム、前記光源及び前記計測装置に接続された制御システムであって、各基板サブエリアにおいて、
   前記決定されたリソグラフィ性能パラメータを受信し、
   前記決定されたリソグラフィ性能パラメータを分析し、
   前記決定されたリソグラフィ性能パラメータの前記分析に基づいて、
   第１の信号を前記スペクトル特徴選択システムに送信することによって前記パルス光ビームの第１のスペクトル特徴を修正し、
   前記パルス光ビームの前記第１のスペクトル特徴を修正している間に第２の信号を前記スペクトル特徴選択システムに送信することによって前記パルス光ビームの第２のスペクトル特徴を維持する
   制御システムと
   を含む、
   前記スペクトル特徴選択システムが、
   分散光学素子及び少なくとも３つの屈折光学素子を含むビームエキスパンダであって、前記パルス光ビームが、分散光学素子及び前記多数の屈折光学素子の各々と相互作用する、分散光学素子及びビームエキスパンダと、
   多数のアクチュエータを含む作動システムであって、前記多数のアクチュエータの各々が、前記少なくとも３つの屈折光学素子のうちの１つを前記パルス光ビームに対して回転させる、作動システムと
   を含み、
   前記作動システムが、前記屈折光学素子の少なくとも１つと関連付けられた高速アクチュエータを含み、前記高速アクチュエータが、回転ステージを含み、前記回転ステージが、回転軸の周りを回転し、前記関連付けられた屈折光学素子を前記回転軸の周りで回転させるために前記関連付けられた屈折光学素子と機械的にリンクされた領域を含む、
   第１の屈折光学素子の前記回転が、前記パルス光ビームの前記第２のスペクトル特徴を比較的粗く変化させ、第２の屈折光学素子の前記回転が、前記パルス光ビームの前記第１のスペクトル特徴を比較的細かく変化させ、第３の屈折光学素子の前記回転が、前記パルス光ビームの前記第２のスペクトル特徴を比較的細かく変化させる、フォトリソグラフィ装置。
2. 前記基板の各サブエリアが前記基板の露光フィールドであるか、又は、各サブエリアが前記パルス光ビームの単一パルスに対応する、請求項１に記載のフォトリソグラフィ装置。
3. 前記スペクトル特徴選択システムが、スペクトル特徴作動機構を含み、前記スペクトル特徴作動機構が、前記スペクトル特徴作動機構の１つ又は複数の要素を変更し、それにより、前記パルス光ビームとの相互作用を変更する作動システムを含む、請求項１に記載のフォトリソグラフィ装置。
4. 前記リソグラフィ性能パラメータが、所望の位置からの前記基板の位置の平均オフセット及び前記基板のステージ振動のうちの１つ又は複数を含む、請求項１に記載のフォトリソグラフィ装置。
5. 前記リソグラフィ性能パラメータが、前記基板の中央サブエリアから前記基板のエッジのサブエリアまで様々である前記基板の位置を含む、請求項１に記載のフォトリソグラフィ装置。
6. パルス光ビームを生成する光源と、
   前記パルス光ビームと光学的に相互作用するスペクトル特徴選択システムと、
   前記パルス光ビームでリソグラフィ装置に位置付けられた基板を露光するために、前記基板にわたって前記パルス光ビームをスキャンするスキャン光学システムと、
   前記基板の各サブエリアにおいて少なくとも１つのリソグラフィ性能パラメータを決定する計測装置であって、サブエリアが、前記基板の全エリアの一部分である、計測装置と、
   前記スペクトル特徴選択システム、前記光源及び前記計測装置に接続された制御システムであって、各基板サブエリアにおいて、
   前記決定されたリソグラフィ性能パラメータを受信し、
   前記決定されたリソグラフィ性能パラメータを分析し、
   前記決定されたリソグラフィ性能パラメータの前記分析に基づいて、
   第１の信号を前記スペクトル特徴選択システムに送信することによって前記パルス光ビームの第１のスペクトル特徴を修正し、
   前記パルス光ビームの前記第１のスペクトル特徴を修正している間に第２の信号を前記スペクトル特徴選択システムに送信することによって前記パルス光ビームの第２のスペクトル特徴を維持する
   制御システムと
   を含む、
   前記スペクトル特徴選択システムが、少なくとも３つの屈折光学素子を含み、
   第１の屈折光学素子の回転が、前記パルス光ビームの前記第２のスペクトル特徴を比較的粗く変化させ、第２の屈折光学素子の回転が、前記パルス光ビームの前記第１のスペクトル特徴を比較的細かく変化させ、第３の屈折光学素子の回転が、前記パルス光ビームの前記第２のスペクトル特徴を比較的細かく変化させる、フォトリソグラフィ装置。
7. 前記ビームエキスパンダが、第４の屈折光学素子を含み、前記第４の屈折光学素子の回転が、前記パルス光ビームの前記第１のスペクトル特徴を比較的粗く変化させる、請求項１に記載のフォトリソグラフィ装置。
8. 前記制御システムが、前記リソグラフィ性能パラメータが許容範囲外にあるかどうかを判断することによって、前記決定されたリソグラフィ性能パラメータを分析し、
   前記制御システムが、前記リソグラフィ性能パラメータが許容範囲外にあると判断された場合は、前記スペクトル特徴選択システムに前記第１の信号を送信することによって、前記パルス光ビームの前記第１のスペクトル特徴を修正する、請求項１に記載のフォトリソグラフィ装置。
9. 前記スキャン光学システムが、前記パルス光ビームが前記基板の各サブエリアと相互作用するように、前記パルス光ビーム及び前記基板のうちの１つ又は複数を横平面に沿って互いに対して移動させるように構成され、前記横平面が、前記パルス光ビームが誘導される軸方向に垂直なものである、請求項１に記載のフォトリソグラフィ装置。
10. 光源からパルス光ビームを生成することと、
    前記パルス光ビームで基板の各サブエリアに露光することを含めて前記パルス光ビームで前記基板に露光するために、リソグラフィ露光装置の前記基板にわたって前記パルス光ビームをスキャンすることであって、サブエリアが、前記基板の全エリアの一部分である、スキャンすることと、
    前記基板の各サブエリアに対して、
    前記基板の前記サブエリアと関連付けられたリソグラフィ性能パラメータを受信することと、
    前記受信されたリソグラフィ性能パラメータを分析することと、
    前記分析に基づいて、スペクトル特徴選択システムによって、前記パルス光ビームの少なくとも第１のスペクトル特徴を修正し、前記パルス光ビームの少なくとも第２のスペクトル特徴を維持することと
    を含み、
    前記スペクトル特徴選択システムが、
    分散光学素子及び少なくとも３つの屈折光学素子を含むビームエキスパンダであって、前記パルス光ビームが、分散光学素子及び前記多数の屈折光学素子の各々と相互作用する、分散光学素子及びビームエキスパンダと、
    多数のアクチュエータを含む作動システムであって、前記多数のアクチュエータの各々が、前記少なくとも３つの屈折光学素子のうちの１つを前記パルス光ビームに対して回転させる、作動システムと
    を含み、
    前記作動システムが、前記屈折光学素子の少なくとも１つと関連付けられた高速アクチュエータを含み、前記高速アクチュエータが、回転ステージを含み、前記回転ステージが、回転軸の周りを回転し、前記関連付けられた屈折光学素子を前記回転軸の周りで回転させるために前記関連付けられた屈折光学素子と機械的にリンクされた領域を含む、
    第１の屈折光学素子の前記回転が、前記パルス光ビームの前記第２のスペクトル特徴を比較的粗く変化させ、第２の屈折光学素子の前記回転が、前記パルス光ビームの前記第１のスペクトル特徴を比較的細かく変化させ、第３の屈折光学素子の前記回転が、前記パルス光ビームの前記第２のスペクトル特徴を比較的細かく変化させる、フォトリソグラフィ方法。
11. 前記基板の各サブエリアにおいて前記リソグラフィ性能パラメータを受信することが、前記基板にわたって前記パルス光ビームをスキャンしている間に前記基板の各サブエリアにおいて前記リソグラフィ性能パラメータを受信することを含む、請求項１０に記載の方法。
12. 前記サブエリアにおいて前記リソグラフィ性能パラメータを受信することが、前記基板の物理的プロパティのエラー、前記基板上に形成されたフィーチャのコントラスト、前記パルス光ビームが露光された前記基板の各サブエリアのクリティカルディメンション、ターゲットに対する又は下位のフィーチャに対する前記基板上に形成された前記フィーチャの配置（所望の／ターゲット場所に対するＸ，Ｙ場所）、フォトレジストプロファイル、前記基板の側壁角、前記基板の位置の変化、所望の位置からの前記基板の位置の平均オフセット、前記基板のステージ振動、及び、前記基板の中央サブエリアから前記基板のエッジのサブエリアまで様々である前記基板の位置のうちの１つ又は複数を受信することを含む、請求項１０に記載の方法。
13. 前記基板の各サブエリアにおいて前記リソグラフィ性能パラメータを受信することが、前記基板にわたって前記パルス光ビームをスキャンする前に前記基板の各サブエリアにおいて前記リソグラフィ性能パラメータを受信することを含む、請求項１０に記載の方法。
14. 前記第１のスペクトル特徴を修正することが、前記パルス光ビームの波長を修正することを含み、
    前記第２のスペクトル特徴を維持することが、前記パルス光ビームの帯域幅を帯域幅の範囲内に維持することを含む、請求項１０に記載の方法。
15. 前記パルス光ビームの前記帯域幅を前記帯域幅の範囲内に維持することが、前記パルス光ビームの前記帯域幅を＋／−１０フェムトメートル（ｆｍ）内又は＋／−１ｆｍ内に維持することを含む、請求項１４に記載の方法。
16. 前記パルス光ビームの前記第１のスペクトル特徴を修正することが、前記パルス光ビームが通過する第１のプリズムシステムを回転させることを含み、
    前記パルス光ビームの前記第２のスペクトル特徴を維持することが、前記パルス光ビームが通過する第２のプリズムシステムを回転させることを含み、
    前記第１のプリズムシステム及び前記第２のプリズムシステムが、スペクトル特徴選択システム内のコンポーネントである、請求項１０に記載の方法。
17. 前記基板の少なくとも各サブエリアにおいて、前記光源から生成された前記パルス光ビームのスペクトル特徴を推定することと、
    前記推定されたスペクトル特徴が許容範囲内にあるかどうかを判断することと、
    前記推定されたスペクトル特徴が前記許容範囲内にないと判断された場合は、前記パルス光ビームの前記スペクトル特徴を修正することと
    をさらに含み、
    前記スペクトル特徴が、前記第１のスペクトル特徴及び前記第２のスペクトル特徴のうちの１つ又は複数である、請求項１０に記載の方法。
18. 前記パルス光ビームの前記第２のスペクトル特徴を維持することが、前記パルス光ビームの前記第１のスペクトル特徴の前記修正に起因する前記第２のスペクトル特徴の変化を補償するために前記第２のスペクトル特徴を調整することを含み、
    前記パルス光ビームの前記第２のスペクトル特徴を調整することが、前記パルス光ビームの前記第１のスペクトル特徴を修正することと同時に起こる、請求項１０に記載の方法。
19. 前記受信されたリソグラフィ性能パラメータを分析することが、前記リソグラフィ性能パラメータに基づいて、所望の位置からの前記基板の位置の平均オフセットを含む前記基板の物理的プロパティが許容範囲外にあるかどうかを判断することを含む、請求項１０に記載の方法。
20. 前記パルス光ビームの前記第１のスペクトル特徴を修正することにより、前記基板における前記パルス光ビームの第１の条件が修正され、前記パルス光ビームの前記第２のスペクトル特徴を維持することにより、前記基板における前記パルス光ビームの第２の条件が特定のレベルに維持される、請求項１０に記載の方法。
21. 光源からパルス光ビームを生成することと、
    基板のエッジロールオフを前記基板の各サブエリアと相関させるレシピを受信することであって、サブエリアが、前記基板の全エリアの一部分である、受信することと、
    前記パルス光ビームで前記基板の各サブエリアに露光することを含めて前記パルス光ビームで前記基板に露光するために、リソグラフィ露光装置の前記基板にわたって前記パルス光ビームをスキャンすることと、
    前記基板における焦点位置を調整し、前記露光されているサブエリアに基づいてエッジロールオフを補償するために、前記パルス光ビームの少なくとも波長を修正することと、
    前記基板における前記焦点位置を調整し、前記露光されているサブエリアに対するエッジロールオフを補償するために、前記パルス光ビームの前記波長を修正している間に、前記パルス光ビームの少なくとも帯域幅を維持することと
    を含む、フォトリソグラフィ方法。

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