(57)【要約】  方法は、パルス光ビームを生成することと、パルス光ビームをリソグラフィ露光装置のステージに取り付けられた基板に向けることと、パルス光ビームと基板とを互いに対して走査することであって、パルス光ビームを基板の各サブエリアに投影すること、並びにパルス光ビーム及び基板のうちの１つ又は複数を互いに対して移動させること、を含むことと、基板の各サブエリア毎に、ステージの振動の値を決定することと、基板の各サブエリア毎に、パルス光ビームの帯域幅の調節量を決定することであって、この調節量は、焦点ボケを基板全体に渡って所定の値の範囲内に維持するように、ステージ振動のばらつきを補償することと、決定された調節量だけパルス光ビームの帯域幅を変更し、それによってステージ振動のばらつきを補償することと、を含む。【選択図】  図１
2019533825.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パルス光源から、パルス光ビームを生成することと、
前記パルス光ビームを、リソグラフィ露光装置のステージに取り付けられた基板に向けることと、
前記パルス光ビームと前記基板との間の走査動作を行うことであって、前記走査動作は、前記パルス光ビームを前記基板の各サブエリアに投影すること、並びに前記パルス光ビーム及び前記基板のうちの１つ又は複数を互いに対して移動させること、を含む、行うことと、
基板の各サブエリア毎に、前記ステージの振動の値を決定することと、
前記基板の各サブエリア毎に、前記パルス光ビームの帯域幅に対する調節量を決定することであって、前記調節量は、前記基板にわたって焦点ボケを所定の値の範囲内に維持するように、前記ステージ振動のばらつきを補償する、決定することと、
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前記帯域幅を前記決定された調節量によって変更し、それによって前記ステージ振動のばらつきを補償することと、を含む方法。
【請求項２】
特定のサブエリアにおける前記帯域幅に対する前記調節量を決定することは、ルックアップテーブルにアクセスして実効ステージ振動を一定に維持する前記帯域幅の値を決定することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記パルス光ビームを前記基板に向ける前に、前記ルックアップテーブルを生成することを更に含む、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
基板の各サブエリア毎に前記ステージ振動の前記値を決定することは、前記パルス光ビームと前記基板との間で走査動作が行われた後で、前記基板の各サブエリア毎に前記ステージ振動の前記値を決定することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
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前記帯域幅を前記決定された調節量によって変更することは、前記パルス光ビームが前記パルス光ビームによってまだ走査されていない基板を露光しているときに、前記パルス光ビームの前記帯域幅を前記決定された調節量によって変更することを含む、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記パルス光ビームの前記帯域幅に対する前記調節量を決定することは、前記パルス光ビームを前記基板に向ける前に行われる、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記パルス光ビームの前記帯域幅に対する前記調節量を決定することは、前記パルス光ビームが前記基板に向けられかつ前記基板の各サブエリアに向けられている間に行われる、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記パルス光ビームの前記帯域幅を変更することは、スペクトル特徴選択装置の１つ又は複数の光学コンポーネントを調節することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記スペクトル特徴選択装置の１つ又は複数の光学コンポーネントを調節することは、前記スペクトル特徴選択装置のプリズムを回転及び平行移動させることを含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記焦点ボケを前記所定の範囲内に維持することはまた、前記基板内に形成されるフィーチャのクリティカルディメンジョンを所定の範囲内に維持する、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記パルス光ビームの前記帯域幅を変更することは、前記パルス光ビームのパルスのバーストの合間に前記帯域幅を変更することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記基板に向けられた前記パルス光ビームの帯域幅を測定すること、及び前記測定された帯域幅が帯域幅の許容範囲外である場合に前記パルス光ビームの前記帯域幅を調節すること、を更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
パルス光ビームを生成する光源と、
前記パルス光ビームをリソグラフィ露光装置のステージに取り付けられた基板に向けるビーム指向システムと、
前記パルス光ビームを前記基板の各サブエリアに投影し、かつ前記パルス光ビーム及び前記基板のうちの１つ又は複数を互いに対して移動させるように構成された走査システムと、
基板の各サブエリア毎に、前記ステージの振動の値を決定するように構成された計測装置と、
前記光源、前記走査システム、及び前記計測装置に接続された制御システムであって、
前記計測装置から、各サブエリア毎の前記ステージ振動の前記決定された値を受け取り、
各サブエリア毎に、前記パルス光ビームの帯域幅に対する調節量を決定し、前記調節量は、前記基板にわたって焦点ボケを所定の値の範囲内に維持するように前記ステージ振動のばらつきを補償し、
前記光源に信号を送信して、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前記帯域幅を前記決定された調節量によって修正し、それによって前記ステージ振動のばらつきを補償する、ように構成された制御システムと、を含む装置。
【請求項１４】
前記走査システムは、前記パルス光ビーム及び前記基板のうちの１つ又は複数を横方向の平面に沿って互いに対して移動させるように構成される、請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
前記横方向の平面は、前記パルス光ビームが沿って向けられる軸方向に垂直であり、前記計測装置は、前記軸方向に沿って、前記ステージの前記振動の前記値を決定するように構成される、請求項１４に記載の装置。
【請求項１６】
前記パルス光ビームのスペクトル特徴を選択するように構成されたスペクトル特徴選択装置を更に含み、前記スペクトル特徴選択装置は、前記パルス光ビームの経路内に配置された１組の光学コンポーネントを含み、前記スペクトル特徴選択装置には前記制御システムが接続されている、請求項１３に記載の装置。
【請求項１７】
前記制御システムは、前記スペクトル特徴選択装置に信号を送信して少なくとも１つの光学コンポーネントを動かし、それによって前記パルス光ビームの前記帯域幅を変更することにより、前記光源に信号を送信して前記パルス光ビームの前記帯域幅を修正する、請求項１６に記載の装置。
【請求項１８】
前記スペクトル特徴選択装置の前記１組の光学コンポーネントは少なくとも１つのプリズムを含み、前記制御システムは、前記少なくとも１つのプリズムに関連付けられた高速アクチュエータに信号を送信して前記プリズムを回転させ、それによって前記帯域幅を変更することにより、前記スペクトル特徴選択装置に前記信号を送信して前記少なくとも１つの光学コンポーネントを動かし、それによって前記パルス光ビームの前記帯域幅を変更する、請求項１７に記載の装置。
【請求項１９】
前記スペクトル特徴選択装置の前記１組の光学コンポーネントは、
前記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、
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内に配置された複数のプリズムと、を含む、請求項１６に記載の装置。
【請求項２０】
前記スペクトル特徴選択装置は、プリズムに関連付けられ、かつ前記関連付けられた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特徴を調節するように構成された、少なくとも１つの高速アクチュエータを含む作動システムを含む、請求項１６に記載の装置。
【請求項２１】
前記高速アクチュエータは、回転軸を中心に回転し、かつ前記プリズムに機械的に連結された領域を含む、回転ステージを含む、請求項２０に記載の装置。
【請求項２２】
前記回転ステージは、丸々３６０°の回転角に沿って前記回転軸を中心に回転するように構成される、請求項２１に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、２０１６年１０月１７日に出願された米国特許出願第１５／２９５，２８０号に関連し、この米国特許出願はその全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【０００２】
開示する主題は、ウェーハに向けられるパルス光ビームの特性を調節することにより、ウェーハの走査中にウェーハステージの振動のばらつきを補償するための装置に関する。
【背景技術】
【０００３】
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）を製造するには、様々な物理的及び化学的処理が半導体（例えば、シリコン）基板（これはウェーハとも呼ばれる）上で行われることを必要とする。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施す機械である。ウェーハは、スキャナの直交するＸＬ方向及びＹＬ方向によって規定される平面に沿って概ね延びるように、ステージに固定される。ウェーハは、深紫外線（ＤＵＶ）範囲内の波長を有する光ビームによって照射される。この光ビームは、スキャナのＺＬ方向と一致する軸方向に沿って進む。スキャナのＺＬ方向は、横方向のＸＬ−ＹＬ平面に直交する。クリティカルディメンジョン（ＣＤ）は、露光装置によってウェーハ上にプリントすることができるパターンの最小のフィーチャ寸法である。ウェーハにプリントされる超小型電子フィーチャに対するより優れた制御を可能にするために、均一な又は制御されたＣＤを維持することが重要である。
【発明の概要】
【０００４】
幾つかの一般的な態様では、方法は、パルス光源からパルス光ビームを生成することと、パルス光ビームをリソグラフィ露光装置のステージに取り付けられた基板に向けることと、パルス光ビームと基板との間の走査動作を行うことであって、走査動作はパルス光ビームを基板の各サブエリアに投影すること、並びにパルス光ビーム及び基板のうちの１つ又は複数を互いに対して移動させること、を含むことと、基板の各サブエリア毎に、ステージの振動の値を決定することと、基板の各サブエリア毎に、パルス光ビームの帯域幅の調節量を決定することであって、この調節量は、焦点ボケを基板全体に渡って所定の値の範囲内に維持するように、ステージ振動のばらつきを補償することと、パルス光ビームが基板を露光している際に決定された調節量だけパルス光ビームの帯域幅を変更し、それによってステージ振動のばらつきを補償することと、を含む。
【０００５】
実施態様は、以下の特徴のうちの１つ又は複数を含むことができる。例えば、特定のサブエリアにおける帯域幅に対する調節量は、ルックアップテーブルにアクセスして実効ステージ振動を一定に維持する帯域幅の値を決定することにより、決定することができる。この方法は、パルス光ビームを基板に向ける前に、ルックアップテーブルを生成することを含むことがある。
【０００６】
基板の各サブエリア毎のステージ振動の値は、パルス光ビームと基板との間の走査動作が行われた後で、基板の各サブエリアに対するステージ振動の値を決定することにより、決定することができる。パルス光ビームがパルス光ビームによってまだ走査されていない基板を露光しているときに、決定された調節量だけパルス光ビームの帯域幅を変更することにより、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節量だけパルス光ビームの帯域幅を変化させることができる。
【０００７】
パルス光ビームの帯域幅に対する調節量は、パルス光ビームを基板に向ける前に決定することができる。パルス光ビームの帯域幅に対する調節量は、パルス光ビームが基板に向けられかつ基板の各サブエリアに向けられている間に、決定することができる。
【０００８】
パルス光ビームの帯域幅は、スペクトル特徴選択装置の１つ又は複数の光学コンポーネントを調節することにより、変更することができる。スペクトル特徴選択装置の１つ又は複数の光学コンポーネントは、スペクトル特徴選択装置のプリズムを回転及び平行移動させることにより、調節することができる。
【０００９】
焦点ボケを所定の範囲内に維持して、基板内に形成されるフィーチャのクリティカルディメンジョンを所定の範囲内に維持することができる。
【００１０】
パルス光ビームの帯域幅は、パルス光ビームのパルスのバーストの合間に帯域幅を変更することにより、変更することができる。
【００１１】
この方法は、基板に向けられたパルス光ビームの帯域幅を測定すること、及び測定された帯域幅が帯域幅の許容範囲外である場合にパルス光ビームの帯域幅を調節すること、を含むことがある。
【００１２】
他の一般的な態様では、装置が、パルス光ビームを生成する光源と、パルス光ビームをリソグラフィ露光装置のステージに取り付けられた基板に向けるビーム指向システムと、パルス光ビームを基板の各サブエリアに投影し、パルス光ビーム及び基板のうちの１つ又は複数を互いに対して移動させるように構成された走査システムと、基板の各サブエリアに対するステージ振動の値を決定するように構成された計測装置と、光源、走査システム、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、計測装置から各サブエリアに対するステージ振動の決定された値を受け取り、各サブエリア毎に、パルス光ビームの帯域幅に対する調節量を決定するように構成され、なおこの調節量は焦点ボケを基板全体に渡って所定の値の範囲内に維持するように、ステージ振動のばらつきを補償し、また制御システムは、光源に信号を送信して、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節量だけパルス光ビームの帯域幅を修正し、それによってステージ振動のばらつきを補償するように構成される。
【００１３】
実施態様は、以下の特徴のうちの１つ又は複数を含むことができる。例えば、走査システムは、パルス光ビーム及び基板のうちの１つ又は複数を横方向の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。この横方向の平面は、パルス光ビームが向けられる軸方向に垂直であり、計測装置は、この軸方向に沿って、ステージ振動の値を決定するように構成することができる。
【００１４】
この装置は、パルス光ビームのスペクトル特徴を選択するように構成されたスペクトル特徴選択装置を含むことがあり、スペクトル特徴選択装置は、パルス光ビームの経路内に配置された光学コンポーネントの組を含み、スペクトル特徴選択装置には制御システムが接続されている。制御システムは、スペクトル特徴選択装置に信号を送信して少なくとも１つの光学コンポーネントを動かし、それによってパルス光ビームの帯域幅を変更することにより、光源に信号を送信してパルス光ビームの帯域幅を修正することができる。スペクトル特徴選択装置の光学コンポーネントの組は少なくとも１つのプリズムを含むことがあり、制御システムは、この少なくとも１つのプリズムに関連付けられた高速アクチュエータに信号を送信してプリズムを回転させ、それによって帯域幅を変更することにより、スペクトル特徴選択装置に信号を送信して少なくとも１つの光学コンポーネントを動かし、それによってパルス光ビームの帯域幅を変更することができる。
【００１５】
スペクトル特徴選択装置の光学コンポーネントの組は、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、及び分散光学素子と光源との間のパルス光ビームの経路内に配置された複数のプリズム、を含むことがある。
【００１６】
スペクトル特徴選択装置は、プリズムに関連付けられ、かつその関連付けられた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特徴を調節するように構成された、少なくとも１つの高速アクチュエータを含む作動システムを含むことがある。
【００１７】
高速アクチュエータは、回転軸を中心に回転し、かつプリズムに機械的に連結された領域を含む、回転ステージを含むことがある。回転ステージは、丸々３６０°の回転角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。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】フォトリソグラフィ露光装置に向けら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２】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示す概略図であり、マップはウェーハのサブエリアを示している。
【図３】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４】図１のフォトリソグラフィシステムで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５Ａ】図１のフォトリソグラフィシステムで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５Ｂ】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、プリズムを通したビーム倍率及びビーム屈折角を示す。
【図６Ａ】プリズムのうちの少なくとも１つに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で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６Ｂ】図６Ａの装置のプリズムのうちの１つの６Ｂ−６Ｂの断面に沿って得られる図である。
【図６Ｃ】図６ＢのプリズムのＺＳＦ方向に沿った図であり、プリズムの回転を示す。
【図７Ａ】プリズムのうちの少なくとも１つに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で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７Ｂ】図７Ａの装置のプリズムのうちの１つの７Ｂ−７Ｂの断面に沿って得られる図である。
【図７Ｃ】図７ＢのプリズムのＺＳＦ方向に沿った図であり、プリズムの回転を示す。
【図８】図１のフォトリソグラフィシステムで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９】図１のフォトリソグラフィシステムで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。
【図１０】ウェーハの各サブエリアにおけるステージ振動のばらつきを補償するためにパルス光ビームの帯域幅を迅速に調節するために、図１のフォトリソグラフィシステムによって行われる例示的な手順の流れ図である。
【図１１】ウェーハの各サブエリアに対するパルス光ビームの帯域幅の調節を決定するために、図１のフォトリソグラフィシステムによって行われる例示的な手順の流れ図である。
【図１２】ウェーハの全てのサブエリアについて測定されたステージ振動と、ステージ振動の望ましくないばらつきを補償するパルス光ビームの帯域幅との間の例示的な関係のグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
図１を参照すると、フォトリソグラフィシステム１００は照明システム１５０を含み、照明システム１５０は、名目上は中心波長にある波長を有するパルス光ビーム１１０を生成し、フォトリソグラフィ露光装置又はスキャナ１１５に向けられる。パルス光ビーム１１０は、スキャナ１１５内のステージ１２２に取り付けられた基板又はウェーハ１２０上に超小型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にパターン形成されるこれらの超小型電子フィーチャは、クリティカルディメンジョン（ＣＤ）によってサイズが制限され、クリティカルディメンジョンは、ウェーハ１２０における光ビーム１１０の焦点のボケである焦点ボケによって影響を受ける。焦点ボケは、光ビーム１１０の帯域幅に起因する色収差、ＺＬ方向に沿ったステージ振動又は発振、及びＸＬ−ＹＬ平面からのステージ１２２の傾斜、の影響によって、少なくとも部分的に引き起こされる。
【００２０】
ステージ振動は、ＺＬ方向に沿って発生するステージ１２２の振動である。ステージ振動は、ウェーハ１２０の横方向に渡って（ＸＬ方向及びＹＬ方向に渡って）変動する。例えば、図２に示すように、ウェーハ２２０の例示的なマップ２００が示されており、ＺＬ方向に沿ったステージ振動は、ステージ干渉計誤差信号から導出された移動標準偏差（ＭＳＤ）値によって特徴付けられる。ステージ振動の値が高くなると、像がぼけ、従ってＣＤの不均一性が生じる。ウェーハ２２０のマップ２００は、ステージ振動がウェーハ２２０の露光フィールド２２３に渡ってどのように変動するかを示している。ウェーハ２２０の露光フィールド２２３は、露光スリット又はウィンドウの１度の走査で露光されるウェーハ２２０の領域である。
【００２１】
焦点ボケは、光ビーム１１０の帯域幅及びＺＬ方向に沿ったステージ振動に少なくとも部分的に依存するので、光ビームがウェーハ２２０を端から端まで走査するときに光ビームの帯域幅を調節して、ウェーハ２２０の表面全体に渡ってステージ振動のばらつきを補償することにより、焦点ボケを一定の値に維持することが可能になる。フォトリソグラフィシステム１００及び本明細書で説明する関連する方法は、ウェーハのサブエリアにおけるステージ振動のばらつきによって違った態様で引き起こされる焦点ボケの変化を相殺し、それによってウェーハ２２０に渡って焦点ボケを維持しＣＤを制御する、ウェーハ２２０の各位置又はサブエリア（例えば、各露光フィールド）における帯域幅調節又は値を決定するように設計される。帯域幅の調節は、光ビーム１１０がウェーハ２２０を端から端まで走査している間に行われる。例えば、スペクトル特徴選択装置１３０の制御下で、光ビーム１１０の帯域幅は、ウェーハ２２０の各サブエリア（各露光フィールド２２３など）毎に調節することができる。
【００２２】
更に、ウェーハ１２０、２２０の各サブエリア毎の帯域幅の迅速な調節を可能にするために、スペクトル特徴選択装置１３０は、光ビーム１１０がウェーハ１２０を端から端まで走査している間にパルス光ビーム１１０の帯域幅のより迅速な調節をもたらすように再設計されて、ウェーハ１２０の各サブエリア毎の帯域幅の調節を可能にする。
【００２３】
具体的には、スペクトル特徴選択装置１３０は、粗いスペクトル特徴調節システム１３０Ａ及び精密なスペクトル特徴調節システム１３０Ｂを含むことがある。粗いスペクトル特徴調節システム１３０Ａは、スペクトル特徴（帯域幅など）の粗い、広範囲の、ゆっくりした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。精密なスペクトル特徴調節システム１３０Ｂは、帯域幅などのスペクトル特徴の微細な、狭い範囲の、高速の制御のために使用される。精密なスペクトル特徴調節システム１３０Ｂは、パルス光ビーム１１０Ａと光学的に相互作用して１つ又は複数のスペクトル特徴を制御する光学系を含むことがある。精密な帯域幅調節システム１３０Ｃは、高速な態様で光源１０５の他の態様と相互作用して帯域幅などの１つ又は複数のスペクトル特徴を制御する非光学系を含むことがある。例えば、精密なスペクトル特徴調節システム１３０Ｃは、光源１０５内部の１つ又は複数のガス放電チャンバに関連したタイミングの態様を調節し、それによってパルス光ビーム１１０の帯域幅を調節するように構成することができる。
【００２４】
フォトリソグラフィシステム１００に関する詳細を次に説明する。再度図１を参照すると、照明システム１５０は光源１０５を含み、光源１０５は、変更可能なパルス繰り返し率でパルス光ビーム１１０を生成する。照明システム１５０は、光源１０５及び照明システム１５０内部の他の機能部と通信する、制御システム１８５を含む。照明システム１５０は、スキャナ１１５とも通信して、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。
【００２５】
制御システム１８５は、パルス光源１０５と、スペクトル特徴選択装置１３０とに動作可能に接続される。また、スキャナ１１５は、制御システム１８５及びスキャナ１１５内部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。
【００２６】
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速度である。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、ここでΔｔはパルス間の時間である。制御システム１８５は、一般的に、パルス光ビームがスキャナ１１５内のウェーハ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。
【００２７】
実施態様によっては、スキャナ１１５は、パルス光ビーム１１０を生成するように（コントローラ１４０と制御システム１８５との間の通信を介して）光源１０５をトリガーし、その結果、スキャナ１１５は、繰り返し率、帯域幅若しくは波長などのスペクトル特徴、及び／又はドーズ量を、コントローラ１４０及び制御システム１８５を通じて制御する。例えば、コントローラ１４０は制御システム１８５に信号を送信して、光ビーム１１０の繰り返し率を、特定の許容可能な率の範囲内に維持する。スキャナ１１５は、一般的に、光ビーム１１０のパルスの各バースト毎に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することがある。露光フィールドは、スキャナ１１５内部の露光スリット又はウィンドウの１度の走査で露光されるウェーハ１２０の領域である。例えば、パルスのバーストは、１０〜５００パルス程度を含むことがある。
【００２８】
上述のように、クリティカルディメンジョン（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のフィーチャ寸法である。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超小型電子フィーチャの均一なＣＤを維持するためには、光ビーム１１０の中心波長は、期待される若しくは目標とする中心波長にとどまるか、又は目標波長付近の波長範囲内にとどまるべきである。従って、中心波長を、目標中心波長に、又は目標中心波長付近の許容可能な波長の範囲内に維持することに加えて、光ビーム１１０の帯域幅（光ビーム１１０内の波長の範囲）を、許容可能な帯域幅の範囲内に維持することが望ましい。
【００２９】
光ビーム１１０の帯域幅を許容可能な範囲に維持するために、又は光ビーム１１０の帯域幅を調節するために、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節量を決定するように構成される。更に、制御システム１８５は、スペクトル特徴選択装置１３０に信号を送信して装置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５２０）を動かし、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パルス光ビーム１１０の帯域幅を決定された調節量だけ変化させ、それによってウェーハ２２０の表面全体に渡ってＺＬ方向に沿ったステージ振動のばらつきを補償する。
【００３０】
実施態様によっては、パルス光ビーム１１０の帯域幅は任意の２つのパルスのバーストの合間に変更することができる。この例では、帯域幅が第１の値から第２の値に変化し、かつ第２の値で安定するのにかかる時間は、パルスのバースト間の時間よりも短くなくてはならない。例えば、バースト間の期間が５０ｍｓである場合、帯域幅を第１の値から第２の値まで変化させ、第２の値で安定させるための合計時間は、５０ｍｓよりも短くなくてはならない。帯域幅が第１の値から第２の値に変化し、かつ第２の値で安定するのにかかる時間は、この例では、５０ミリ秒（ｍｓ）程に短いものであり得る。他の実施態様では、パルスの１つのバースト中又は露光フィールド同士の間（必ずしもバースト同士の間ではない）に、パルス光ビーム１１０の帯域幅を変更することが可能である。実施態様によっては、パルス光ビーム１１０の帯域幅は、光ビーム１１０のパルスの合間に変更することができる。例えば、帯域幅は、約数十マイクロ秒（μｓ）中に、例えば、１００〜２００μｓ以内に、１０フェムトメートル（ｆｍ）だけ変化させることができる。他の実施態様では、パルス光ビーム１１０の帯域幅は、フィールド間で（露光フィールドの合間に）変更される、例えば、帯域幅は、約１０〜１５ｍｓ内で１００ｆｍだけ変化させることができる。
【００３１】
制御システム１８５及びスペクトル特徴選択装置１３０は、以下で詳細に考察するように、帯域幅のそのような急激な変更を可能にするように設計される。
【００３２】
スキャナ１１５のコントローラ１４０は、制御システム１８５に信号を送信して、ウェーハ１２０を端から端まで走査中のパルス光ビーム１１０の態様（帯域幅又は繰り返し率など）を調節又は修正する。制御システム１８５に送信された信号は、制御システム１８５に、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、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部の電極にパルス電流を供給する。
【００３３】
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）上に載置され、ステージ１２２は、コントローラ１４０の制御下で特定のパラメータに従ってウェーハ１２０を正確に位置決めするように構成されたポジショナに接続される。
【００３４】
フォトリソグラフィシステム１００は測定システム１７０も含むことがあり、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むことがある。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せいで、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（即ち、スキャナ１１５が期待するスペクトル特徴）とは対応又は一致しないことがある。従って、光ビーム１１０のスペクトル特徴（特徴的な帯域幅など）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り、動作中に測定又は推定され、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）がこの測定又は推定された帯域幅を使用して、光源１０５の特性を調節し、かつ光ビーム１１０の光学スペクトルを調節することができる。測定システム１７０のサブシステムは、この光学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。
【００３５】
測定システム１７０は、光源１０５とスキャナ１１５との間の経路内に配置されたビーム分離デバイスから向け直された光ビーム１１０の一部を受け取る。ビーム分離デバイスは、光ビーム１１０の第１の部分又は百分率を測定システム１７０に向け、光ビーム１１０の第２の部分又は百分率をスキャナ１１５に向ける。実施態様によっては、光ビーム１１０の大部分は、第２の部分においてスキャナ１１５に向けられる。例えば、ビーム分離デバイスは、光ビーム１１０のほんの一部（例えば、１〜２％）を測定システム１７０に向ける。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。
【００３６】
光ビーム１１０のパルスは、深紫外線（ＤＵＶ）範囲内の波長、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超小型電子フィーチャの寸法は、とりわけ、パルス光ビーム１１０の波長に依存し、波長が短くなるほど最小のフィーチャサイズ又はクリティカルディメンジョンが小さくなる。パルス光ビーム１１０の波長が２４８ｎｍ又は１９３ｎｍである場合、超小型電子フィーチャの最小寸法は、例えば５０ｎｍ以下であり得る。パルス光ビーム１１０の分析及び制御に使用される帯域幅は、図３に示すように、その光学スペクトル３００（又は発光スペクトル）の実際の瞬時帯域幅であり得る。光学スペクトル３００は、光ビーム１１０の光エネルギー又はパワーが、異なる波長（又は周波数）に渡ってどのように分布しているかについての情報を含む。
【００３７】
光ビーム１１０はビーム準備システム１１２を通って向けられ、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むことがある。例えば、ビーム準備システム１１２は、反射性及び／又は屈折性光学素子、光学パルスストレッチャ、及び光学開口（自動シャッターを含む）を含むことがある。
【００３８】
照明システム１５０は、スペクトル特徴選択装置１３０を含む。スペクトル特徴選択装置１３０は、光源１０５の第１の端部に配置されて、光源１０５によって生成された光ビーム１１０Ａと相互作用する。光ビーム１１０Ａは、光源１０５内部の共振器の一方の端部で生成されたビームであり、以下で考察するように、主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）を調整又は調節することにより、パルス光ビーム１１０のスペクトル特性を細かく調整するように構成される。
【００３９】
図４も参照すると、ウェーハ１２０、２２０が光ビーム１１０によって照射されている。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、マスク１３４、及び対物系構成１３２を含む光学構成を含む。マスク１３４は、１つ又は複数の方向に沿って、例えばＺＬ方向（これは一般的に光ビーム１１０の軸方向と一致する）に沿って、又はＺＬ方向に垂直なＸＬ−ＹＬ平面内を移動することができる。対物系構成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を可能にする。イルミネータシステム１２９は、マスク１３４に当たる光ビーム１１０の角度の範囲を調節する。イルミネータシステム１２９はまた、マスク１３４に渡る光ビーム１１０の強度分布を均一化する（均一にする）。
【００４０】
リソグラフィ装置１１５は、他の機能部の中でも、リソグラフィコントローラ１４０、空調機器、及び様々な電気部品用の電源、を含むことがある。リソグラフィコントローラ１４０は、ウェーハ１２０上にどのように層がプリントされるかを制御する。
【００４１】
実施態様によっては、液浸媒質を供給してウェーハ１２０を覆うことがある。液浸媒質は、液浸リソグラフィ用の液体（水など）であり得る。リソグラフィが乾式方式である他の実施態様では、液浸媒質は、乾燥窒素、乾燥空気、又は清浄空気などのガスであり得る。他の実施態様では、ウェーハ１２０は、圧力制御環境（真空又は部分真空など）の内部で露光させることができる。
【００４２】
再度図４を参照すると、処理プログラム又はレシピが、ウェーハ１２０上での露光の長さ、使用されるマスク１３４、並びに露光に影響を与える他の要因を決定する。リソグラフィ中、光ビーム１１０の複数のパルスがウェーハ１２０の同一の領域を照射して照射ドーズを形成する。同一の領域を照射する光ビーム１１０のパルス数Ｎは、露光ウィンドウ４００と呼ばれることがあり、ウィンドウ４００のサイズは、マスク１３４の前に配置された露光スリット４０５によって制御することができる。スリット４０５は、シャッターのように設計することができ、開いたり閉じたりすることができる複数のブレードを含むことがある。また、露光領域のサイズは、非走査方向でのブレード間の距離によって、かつ走査方向での走査の長さ（距離）によって、決定される。実施態様によっては、Ｎの値は、数十、例えば１０〜１００パルスである。他の実施態様では、Ｎの値は、１００パルス超、例えば１００〜５００パルスである。
【００４３】
ウェーハステージ１２２、マスク１３４、及び対物系構成１３２のうちの１つ又は複数は、関連する作動システムに固定され、それによって走査構成を形成する。この走査構成では、マスク１３４、対物系構成１３２、及び（ステージ１２２を介して）ウェーハ１２０のうちの１つ又は複数は、露光中に互いに対して移動し、露光フィールド２２３に渡って露光ウィンドウ４００を走査する。
【００４４】
再度図１を参照すると、フォトリソグラフィシステム１００は、ウェーハ計測装置１４５も含み、ウェーハ計測装置１４５は、ウェーハ１２０、２２０の各サブエリア毎に（例えば、各露光フィールド２２３毎に）Ｚ方向におけるステージ振動の値を決定するように構成される。計測装置１４５は、制御システム１８５に接続され、その結果、制御システム１８５は、各ウェーハサブエリア毎のＺＬ方向におけるステージ振動の値を受け取る。制御システム１８５は、各ウェーハサブエリア毎のＺＬ方向におけるステージ振動の値を記憶することができる。
【００４５】
実施態様によっては、計測装置１４５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る後又は前にウェーハ１２０、２２０が分析されるオフラインモードで使用されるように構成される。そのような走査によって得られたデータは、将来走査されることになる１つ又は複数のウェーハのために、制御システム１８５によって使用することができる。そのような走査によって得られたデータを使用して、走査されるべき次のウェーハのために使用することができるウェーハ１２０、２２０の補正マップを生成することができる。
【００４６】
他の実施態様では、計測装置１４５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最中にウェーハ１２０、２２０が分析されるオンラインモードで使用される。例えば、ウェーハ１２０、２２０の露光フィールドが、光ビーム１１０のバーストの合間にプローブされることがあり、或いは、ＺＬ方向におけるステージ振動を示すスキャナ１１５の別の態様が、ウェーハ１２０、２２０の走査中にプローブされることがある。
【００４７】
計測装置１４５は、ステージ振動をプローブすることができる任意の装置であり得る。実施態様によっては、計測装置１４５は、各ウェーハサブエリア（各ウェーハ露光フィールド２２３など）におけるウェーハ１２０のわずかな変位及び／又はウェーハ１２０の表面上の表面凹凸を測定する干渉計を含む。このデータから、各ウェーハサブエリア（各ウェーハ露光フィールド２２３など）におけるＺＬ方向に沿った移動標準偏差（ＭＳＤ）値を導出することができ、ＭＳＤＺＬの値は、ＺＬ方向に沿ったステージ振動を表すとみなすことができる。
【００４８】
別の例として、計測装置１４５は、露光の前又はウェーハ１２０の走査の合間にウェーハ１２０のプローブを行うことができるスキャナ１１５であり得る。
【００４９】
計測装置１４５は、例えば１ｎｍ未満のフィーチャサイズを表示することができるように、高解像度イメージング用に設計された高解像度走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）などの自己完結型システムであり得る。ＳＥＭは、ウェーハ１２０を集束電子ビームで走査することにより、サンプル（この場合、ウェーハ１２０）の像を生成する電子顕微鏡の一種である。ＳＥＭは、１ナノメートル（ｎｍ）よりも高い解像度を達成することができる。
【００５０】
計測装置１４５は、走査白色光干渉法を採用することがあり、これは、ウェーハ１２０の定量的な非接触型の３次元の測定を提供する。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てウェーハ１２０の表面に至る。ウェーハ１２０の表面から反射して戻された光は、参照ビームと合成され、装置１４５内でのソフトウェア分析のために取り込まれる。各点についてデータを取得した後で、装置１４５はウェーハ１２０の表面の３次元画像（トポグラフィ）を生成することができる。そのようなウェーハ１２０のトポグラフィマップは、ステージ振動の測定を可能にする。
【００５１】
他の実施態様では、計測装置１４５は、エネルギーパルスをウェーハ１２０に向けて送信し、ウェーハ１２０から反射又は回折されたエネルギーを測定する、スキャトロメータである。
【００５２】
図５Ａを参照すると、実施態様によっては、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置された一組の光学フィーチャ又はコンポーネント５００、５０５、５１０、５１５、５２０と、ファームウェア及びソフトウェアの任意の組み合わせの形態で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、（図１に示す）粗いスペクトル特徴調節システム１３０Ａを提供するように構成されることがあり、そのようなコンポーネントの調節が十分に高速である場合には、（図１に示す）精密なスペクトル特徴調節システム１３０Ｂを提供するように構成されることがある。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、精密なスペクトル特徴の制御を提供するために、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も可能である。
【００５３】
制御モジュール５５０は、光学コンポーネント５００、５０５、５１０、５１５、５２０にそれぞれ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に接続されている。装置１３０の光学コンポーネントは、回折格子であり得る分散光学素子５００と、プリズムであり得る一組の屈折性光学素子５０５、５１０、５１５、５２０から出来ているビーム拡大器５０１と、を含む。回折格子５００は、光ビーム１１０Ａを分散させ反射するように設計された反射型回折格子であることがあり、従って、回折格子５００は、ＤＵＶ範囲内の波長を有するパルス光ビーム１１０Ａと相互作用するのに適した材料から作製される。プリズム５０５、５１０、５１５、５２０の各々は透過型プリズムであり、これは光ビーム１１０Ａがプリズムの本体を通過する際に光ビーム１１０Ａを分散させ向きを変えさせるように作用する。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）から作製されることがある。
【００５４】
プリズム５２０は、回折格子５００から最も遠くに配置され、一方プリズム５０５は、回折格子５００の最も近くに配置される。パルス光ビーム１１０Ａは、開口５５５を通って装置１３０に入り、次いで、回折格子５００の回折面５０２に当たる前に、プリズム５２０、プリズム５１０、及びプリズム５０５をこの順番に通過する。連続的なプリズム５２０、５１５、５１０、５０５をビーム１１０Ａが通過する毎に、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向きを変える（斜めに屈折される）。光ビーム１１０Ａが装置１３０を出る際に開口５５５を通過する前に、光ビーム１１０Ａは、回折格子５００から回折され、反射されてプリズム５０５、プリズム５１０、プリズム５１５、及びプリズム５２０をこの順に通って戻される。回折格子３００から連続的なプリズム５０５、５１０、５１５、５２０を通過する毎に、光ビーム１１０Ａが開口５５５に向けて進むにつれて、光ビーム１１０Ａは光学的に圧縮される。
【００５５】
図５Ｂを参照すると、ビーム拡大器５０１のプリズムＰ（これはプリズム５０５、５１０、５１５、又は５２０のうちの任意の１つであり得る）が回転すると、光ビーム１１０Ａがその回転されたプリズムＰの入射面Ｈ（Ｐ）に当たる入射角が変化する。更に、その回転されたプリズムＰを通る光ビーム１１０Ａの、２つのローカルな光学的品質、即ち、光学倍率ＯＭ（Ｐ）及びビーム屈折角δ（Ｐ）は、その回転されたプリズムＰの入射面Ｈ（Ｐ）に当たる光ビーム１１０Ａの入射角の関数になる。プリズムＰを通る光ビーム１１０Ａの光学倍率ＯＭ（Ｐ）は、そのプリズムＰに入ってくる光ビーム１１０Ａの横方向の幅Ｗｉ（Ｐ）に対する、そのプリズムＰを出てゆく光ビーム１１０Ａの横方向の幅Ｗｏ（Ｐ）の割合である。
【００５６】
ビーム拡大器５０１内部のプリズムＰのうちの１つ又は複数における光ビーム１１０Ａの局所光学倍率ＯＭ（Ｐ）の変化は、ビーム拡大器５０１を通じた光ビーム１１０Ａの光学倍率ＯＭ５６５の全体的な変化を引き起こす。ビーム拡大器５０１を通じた光ビーム１１０Ａの光学倍率ＯＭ５６５は、ビーム拡大器５０１に入ってくる光ビーム１１０Ａの横方向の幅Ｗｉに対する、ビーム拡大器５０１を出てゆく光ビーム１１０Ａの横方向の幅Ｗｏの割合である。
【００５７】
更に、ビーム拡大器５０１内部のプリズムＰのうちの１つ又は複数を介した局所ビーム屈折角δ（Ｐ）の変化は、回折格子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。
【００５８】
光ビーム１１０Ａの波長は、光ビーム１１０Ａが回折格子５００の回折面５０２に当たる入射角５６２を変更することにより、調節することができる。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り、調節することができる。
【００５９】
スペクトル特徴選択装置１３０は、スキャナ１１５によって光ビーム１１０がウェーハ１２０を端から端まで走査している間に、パルス光ビーム１１０の帯域幅のより迅速な調節を提供するように、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率的にかつより迅速に回転させるために、１つ又は複数の新たな作動システムを用いて再設計されることがある。
【００６０】
例えば、スペクトル特徴選択装置１３０は、プリズム５２０をより効率的にかつより迅速に回転させるための新たな作動システム５２０Ａを含む。新たな作動システム５２０Ａは、プリズム５２０を回転させる速度を速めるような態様で設計することができる。具体的には、新たな作動システム５２０Ａに取り付けられたプリズム５２０の回転軸は、新たな作動システム５２０Ａの回転可能なモーターシャフト５２２Ａと平行である。他の実施態様では、新たな作動システム５２０Ａは、一方の端部でモーターシャフト５２２Ａに物理的に連結され、他方の端部でプリズム５２０に物理的に連結されるアームを含んで、プリズム５２０を回転させるための追加のてこの作用をもたらすように設計されることがある。このようにして、光ビーム１１０Ａの光学倍率ＯＭは、プリズム５２０の回転に対してより敏感であるようになっている。
【００６１】
実施態様によっては、プリズム５０５は、ビーム拡大器の従来の設計に対して反転されて、帯域幅のより迅速な調節を提供する。これらの場合では、（装置１３０の従来の設計に比べると）帯域幅は、プリズム５２０の比較的に小さな回転で、比較的に速く変更される。従来のスペクトル特徴選択装置と比べると、プリズム５２０の単位回転あたりの光学倍率の変化量は、再設計されたスペクトル特徴選択装置１３０では、増加している。
【００６２】
装置１３０は、光ビーム１１０Ａが回折格子５００の回折面５０２に当たる入射角５６２を調節することにより、光源１０５の１つ又は複数の共振器内部で生成される光ビーム１１０Ａの波長を調節するように設計される。具体的には、これは、プリズム５０５、５１０、５１５、５２０及び回折格子５００のうちの１つ又は複数を回転させて、それによって光ビーム１１０Ａの入射角５６２を調節することにより、成し遂げられる。
【００６３】
更に、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ＯＭ５６５を調節することにより、調節される。従って、光ビーム１１０Ａの帯域幅は、プリズム５０５、５１０、５１５、５２０のうちの１つ又は複数を回転させることにより調節することができ、これは、光ビーム１１０Ａの光学倍率５６５を変化させる。
【００６４】
特定のプリズムＰが回転すると、そのプリズムＰにおける局所ビーム屈折角δ（Ｐ）と局所光学倍率ＯＭ（Ｐ）の両方が変化するので、この設計では、波長及び帯域幅の制御は結びついている。
【００６５】
更に、光ビーム１１０Ａの帯域幅は、プリズム５２０の回転には比較的に敏感であり、プリズム５０５の回転には比較的に敏感ではない。これは、プリズム５１５、５１０、及び５０５は、回転されたプリズム５２０と回折格子５００との間にあり、光ビーム１１０Ａはプリズム５２０を通過した後でこれらの他のプリズム５１５、５１０、５０５を通過しなくてはならないので、プリズム５２０の回転に起因する光ビーム１１０Ａの局所光学倍率ＯＭ（５２０）の変化は、他のプリズム５１５、５１０、及び５０５のそれぞれの光学倍率ＯＭ（５１５）、ＯＭ（５１０）、ＯＭ（５０５）の変化の積によって乗算されるからである。一方、光ビーム１１０Ａの波長は、プリズム５０５の回転には比較的に敏感であり、プリズム５２０の回転には比較的に敏感ではない。
【００６６】
例えば、波長を変えずに帯域幅を変更するためには、入射角５６２を変えずに光学倍率５６５を変更することが必要であり、これは、プリズム５２０を大きく回転させ、かつプリズム５０５を小さく回転させることにより、達成することができる。
【００６７】
制御モジュール５５０は、光学コンポーネント５００、５０５、５１０、５１５、５２０にそれぞれ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に接続されている。各光学コンポーネント毎に作動システムが示されているが、装置１３０内の光学コンポーネントのうちの幾つかは、固定されているか、又は作動システムに物理的に結合されていないことがある。例えば、実施態様によっては、回折格子５００は固定されていることがあり、プリズム５１５は、固定されており作動システムに物理的に結合されていないことがある。
【００６８】
作動システム５００Ａ、５０５Ａ、５１０Ａ、５１５Ａ、５２０Ａの各々は、それぞれの光学コンポーネントに接続された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を調節すると、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）が調節される。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、この制御信号は、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、連携して働くように選択され設計されることがある。
【００６９】
作動システム５００Ａ、５０５Ａ、５１０Ａ、５１５Ａ、５２０Ａの各アクチュエータは、それぞれの光学コンポーネントを動かす又は制御するための機械的なデバイスである。アクチュエータは、モジュール５５０からエネルギーを受け取り、そのエネルギーを、それぞれの光学コンポーネントに付与されるある種の運動に変換する。例えば、作動システムは、ビーム拡大器のプリズムのうちの１つ又は複数を回転させるための回転ステージ及び力デバイスのうちの任意の１つであり得る。作動システムは、例えば、ステッパモーターなどのモーター、バルブ、圧力制御デバイス、圧電デバイス、リニアモーター、液圧式アクチュエータ、ボイスコイル等を含むことがある。
【００７０】
回折格子５００は、高ブレーズ角エシェル回折格子であることがあり、回折格子方程式を満足する任意の入射角５６２で回折格子５００に入射する光ビーム１１０Ａが反射される（回折される）ことになる。回折格子方程式は、回折格子５００のスペクトル次数、回折される波長（回折されたビームの波長）、光ビーム１１０Ａの回折格子５００への入射角５６２、回折格子５００から回折された光ビーム１１０Ａの出射角、回折格子５００に入射する光ビーム１１０Ａの垂直発散度、及び回折格子５００の回折面の溝間隔、の間の関係を規定する。更に、光ビーム１１０Ａの回折格子５００への入射角５６２が光ビーム１１０Ａの回折格子５００からの出射角と等しくなるように回折格子５００が用いられる場合には、回折格子５００及びビーム拡大器（プリズム５０５、５１０、５１５、５２０）は、リトロー構成で配置され、回折格子５００から反射された光ビーム１１０Ａの波長は、リトロー波長になる。回折格子５００に入射する光ビーム１１０Ａの垂直発散度は、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、公称波長が、ビーム拡大器（プリズム５０５、５１０、５１５、５２０）を通って反射して戻されて光源１０５内で増幅されるように、回折格子５００を、回折格子５００に入射する光ビーム１１０Ａに対して整列させる。次いで、リトロー波長は、光ビーム１１０Ａの回折格子５００への入射角５６２を変動させることにより、光源１０５内部の共振器の全利得帯域幅に渡って調整されることがある。
【００７１】
プリズム５０５、５１０、５１５、５２０の各々は、光ビーム１１０Ａが、通過する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な広さがある。各プリズムは、開口５５５から回折格子５００に向かう経路上で光ビーム１１０Ａを光学的に拡大するので、各プリズムは、プリズム５２０からプリズム５０５にかけて、サイズが連続的により大きくなる。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は最小のプリズムである。
【００７２】
回折格子５００から最も遠くにあり、サイズが最も小さいプリズム５２０は、作動システム５２０Ａ、具体的には回転シャフト５２２Ａに取り付けられており、回転シャフト５２２Ａはプリズム５２０を回転させ、そのような回転は回折格子５００に当たる光ビーム１１０Ａの光学倍率を変化させ、それによって装置１３０から出射される光ビーム１１０Ａの帯域幅を修正する。作動システム５２０Ａは、高速作動システム５２０Ａとして設計される、というのも、作動システム５２０Ａは、プリズム５２０が固定されている回転シャフト５２２Ａを含む回転式ステッパモーターを含むからである。回転シャフト５２２Ａは、そのシャフト軸を中心に回転し、シャフト軸はプリズム５２０の回転軸と平行である。更に、作動システム５２０Ａは回転式ステッパモーターを含むので、作動システム５２０Ａにはいかなる機械的記憶も無く、またエネルギー基底状態も無い。回転シャフト５２２Ａの各位置は、回転シャフト５２２Ａの他の位置の各々と同じエネルギーにあり、回転シャフト５２２Ａには、低い位置エネルギーを伴う好ましい静止位置が無い。
【００７３】
図６Ａ及び図６Ｂを参照すると、第１の実施態様では、スペクトル特徴選択装置６３０が、回折格子６００及び４つのプリズム６０５、６１０、６１５、６２０を用いて設計されている。回折格子６００及び４つのプリズム６０５、６１０、６１５、６２０は、光源１０５によって生成された光ビーム１１０Ａと、光ビーム１１０Ａが装置６３０の開口６５５を通過した後で、相互作用するように構成される。光ビーム１１０Ａは、装置６３０のＸＳＦ−ＹＳＦ平面内の経路に沿って、開口６５５からプリズム６２０、プリズム６１５、プリズム６１０、プリズム６０５を通って進み、その後、回折格子６００から反射され、プリズム６０５、６１０、６１５、６２０を通って戻った後、開口６５５を通って装置から出射する。
【００７４】
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がそれらの直角プリズムを透過すると、パルス光ビーム１１０Ａは、各直角プリズムを通過するにつれてその光学倍率を変化させる。分散光学素子６００から最も遠い直角プリズム６２０は、これら複数のプリズムの中でも最小の斜辺を有し、分散光学素子６００により近い、それぞれの連続する直角プリズムは、分散光学素子からより遠くの隣接する直角プリズムよりも大きいか又は同じサイズの斜辺を有する。
【００７５】
例えば、回折格子６００に最も近いプリズム６０５は、サイズが最大であり、例えばその斜辺は、４つのプリズム６０５、６１０、６１５、６２０のうちで最大の長さを有する。回折格子６００から最も遠いプリズム６２０は、サイズが最小であり、例えばその斜辺は、４つのプリズム６０５、６１０、６１５、６２０のうちで最小の長さを有する。隣接するプリズムを同じサイズとすることも可能である。しかしながら、回折格子６００により近い各プリズムは、隣接するプリズムよりもサイズが少なくとも同じであるか又はより大きくなるべきである、というのも、光ビーム１１０Ａは、プリズム６２０、プリズム６１５、プリズム６１０、及びプリズム６０５を通って進むにつれて光学的に拡大されるので、光ビーム１１０Ａが回折格子６００に近づくにつれて、光ビーム１１０Ａの横方向の範囲が広がるからである。光ビーム１１０Ａの横方向の範囲は、光ビーム１１０Ａの伝搬方向に垂直な平面に沿った範囲である。また、光ビーム１１０Ａの伝搬方向は、装置６３０のＸＳＦ−ＹＳＦ平面内にある。
【００７６】
プリズム６０５は、装置６３０のＺＳＦ軸と平行な軸を中心としてプリズム６０５を回転させる作動システム６０５Ａに物理的に結合されており、プリズム６１０は、ＺＳＦ軸と平行な軸を中心としてプリズム６１０を回転させる作動システム６１０Ａに物理的に結合されており、プリズム６２０は高速作動システム６２０Ａに物理的に結合されている。高速作動システム６２０Ａは、装置６３０のＺＳＦ軸と平行な軸を中心としてプリズム６０５を回転させるように構成される。
【００７７】
高速作動システム６２０Ａ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、回転式ステッパモーター６２１Ａを含む。回転シャフト６２２Ａひいては回転プレート６２３Ａは、プリズム６２０の質量中心（これは回転軸ＡＰと一致する）と平行でありかつ装置６３０のＺＳＦ軸とも平行なシャフト軸ＡＲを中心として回転する。必須ではないが、プリズム６２０のシャフト軸ＡＲは、ＸＳＦ−ＹＳＦ平面に沿ってプリズム６２０の質量中心（回転軸ＡＰ）と一致するか又は整列することがある。実施態様によっては、プリズム６２０の質量中心（又は回転軸ＡＰ）は、ＸＳＦ−ＹＳＦ平面に沿ってシャフト軸ＡＲからオフセットされている。シャフト軸ＡＲをプリズム６２０の質量中心からオフセットさせることにより、プリズム６２０が回転されるときに常に、光ビーム１１０Ａの位置が回折格子６００の表面上の特定の位置にあるように調節することができる。
【００７８】
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がシャフト軸ＡＲを中心として回転すると、プリズム６２０がその回転軸ＡＰを中心として直接的に回転する。このようにして、直線的に平行移動可能なシャフト（これは、屈曲部を用いて回転運動に変換される）を有するリニアステッパモーターを使用するシステムと比べると、プリズム６２０の迅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、（いかなる直線運動も与えることなく）プリズム６２０の回転ステップと直接的に相関するので、回転式ステッパモーター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）のより高速な調節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。ステッパモーター６２１Ａの回転式設計は、プリズム６２０の従来のアクチュエータで見られたいかなる直線運動又は屈曲運動も使用することなく取り付けられているプリズム６２０に、純粋な回転運動を付与する。更に、回転シャフト６２２Ａの使用により、リニアステッパモーターに加えて屈曲設計（この設計では、プリズム６２０は屈曲部から決定される角度を中心として回転することのみできる）を使用した従来のアクチュエータとは違い、プリズム６２０を丸々約３６０°回転させることができる。実施態様によっては、許容可能な範囲内で光ビーム１１０Ａの帯域幅の調整を達成するために、プリズム６２０を１５度だけ回転させることができる。プリズム６２０は、現在の帯域幅の範囲要件では必要ではないが、１５度よりも大きく回転させることができる。
【００７９】
実施態様によっては、ステッパモーター６２１Ａは、直接駆動ステッパモーターであり得る。直接駆動ステッパモーターは、位置制御のために内蔵ステップモーター機能を使用する従来の電磁モーターである。より高い運動の解像度を必要とすることがある他の実施態様では、ステッパモーター６２１Ａは、圧電モーター技術を使用することがある。
【００８０】
ステッパモーター６２１Ａは、プリズム６２０の高速回転をもたらすために可変周波数駆動制御法を使用してモーターコントローラを用いて制御される回転式ステージとすることができる。
【００８１】
上述のように、回転式ステッパモーター６２１Ａを使用することの利点は、プリズム６２０のより高速な回転が得られることである、というのも、プリズム６２０の回転軸ＡＰは、回転シャフト６２２Ａ及びシャフト軸ＡＲと平行であるからである。従って、シャフト６２２Ａの単位回転毎に、プリズム６２０は漸増単位だけ回転し、またプリズム６２０は回転シャフト６２２Ａが回転できるのと同じ速さで回転する。実施態様によっては、この構成の安定性を高め、プリズム６２０の安定性を高めるために、高速作動システム６２０Ａは、回転式ステッパモーター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の測定された位置と回転シャフト６２２Ａの期待される又は目標とする位置との間の誤差は、プリズム６２０の位置の誤差と直接的に相関があるので、この測定値を使用して、プリズム６２０の回転誤差（即ち、実際の回転と命令された回転との差）を決定し、動作中にこの誤差を補正することができる。
【００８２】
制御モジュール５５０は、位置モニタ６２４Ａに接続されて回転シャフト６２２Ａの位置の値を受け取り、制御モジュール５５０はまた、回転シャフト６２２Ａの命令された位置の記憶値又は現在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、計算を行って回転シャフト６２２Ａの位置の測定値と命令された位置との差を決定すること、及び、この誤差を低減するために回転シャフト６２２Ａをどのように調節するかを決定することができる。例えば、制御モジュール５５０は、誤差を相殺するために、回転シャフト６２２Ａの回転の大きさ及び回転の方向を決定することができる。その代わりに、制御システム１８５がこの分析を行うことも可能である。
【００８３】
位置モニタ６２４Ａは、回転プレート６２３Ａと一体的に構築された非常に高い解像度の光学回転エンコーダであり得る。光学回転エンコーダは、光センシング技術並びに不透明な線及びパターンが上にある内部コードディスクの回転を使用する。例えば、プレート６２３Ａは、発光ダイオードなどの光のビーム内で回転し（よって、回転エンコーダと呼ばれる）、プレート６２３Ａ上のマーキングは、光を遮断及び通過させるシャッターとして作用する。内部フォトダイオード検出器が、交互になっている光ビームを感知し、エンコーダの電子機器が、パターンを電気信号に変換し、次いで電気信号は、エンコーダ６２４Ａの出力部を介して制御モジュール５５０に渡される。
【００８４】
実施態様によっては、制御モジュール５５０は、回転式ステッパモーター６２１Ａを動作させるためだけの高速内蔵専用コントローラを用いて設計されることがある。例えば、高速内蔵専用コントローラは、エンコーダ６２４Ａから高解像度の位置データを受け取ることがあり、回転式ステッパモーター６２１Ａに直接的に信号を送信してシャフト６２２Ａの位置を調節し、それによってプリズム６２０の位置を調節することができる。
【００８５】
図６Ｃも参照すると、照明システム１５０は、制御モジュール５５０とインターフェイスする制御システム１８５の制御下で、光ビーム１１０Ａの帯域幅などのスペクトル特徴を変化させる。例えば、光ビーム１１０Ａ及び光ビーム１１０の帯域幅を広範囲で粗く制御するために、制御モジュール５５０は高速作動システム６２０Ａの回転式ステッパモーター６２１Ａに信号を送信して、回転シャフト６２２Ａを第１の角度θ１（図６Ｃの左側）から第２の角度θ２（但し、Δθ＝θ２−θ１）（図６Ｃの右側）まで回転させる。また、シャフト６２２Ａの角度のこの変更は、シャフト６２２Ａに固定されているプレート６２３Ａに直に付与され、それによって、プレート６２３Ａに固定されているプリズム６２０にも付与される。プリズム６２０がθ１からθ２まで回転すると、回折格子６００と相互作用するパルス光ビーム１１０Ａの光学倍率ＯＭ５６５がＯＭ１からＯＭ２まで対応して変化することになり、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（並びに光ビーム１１０）の帯域幅の変化を引き起こす。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り達成することができる帯域幅の範囲は、広範囲であることがあり、約１００フェムトメートル（ｆｍ）から約４５０ｆｍまでであり得る。達成可能な全帯域幅範囲は、少なくとも２５０ｆｍであり得る。
【００８６】
回転シャフト６２２Ａを１単位分回転させて高速作動システム６２０Ａに関連付けられたプリズム６２０を回転させると、パルス光ビーム１１０Ａの帯域幅が、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、以下で考察する測定システム１７０の一部として）の解像度よりも小さな量だけ、変化することになる。帯域幅のそのような変化を達成するために、プリズム６２０を最大１５度まで回転させることがある。実際には、プリズム６２０の回転量は、装置６３０の他のコンポーネントの光学配置によってのみ制限を受ける。例えば、あまりに大きすぎる回転は、光ビーム１１０Ａが次のプリズム６１５に当たらなくなるほどに大きな量だけ、光ビーム１１０Ａを変位させることがある。実施態様によっては、許容可能な範囲内で光ビーム１１０Ａの帯域幅の調整を達成するために、光ビーム１１０Ａが他のプリズム６０５、６１０、又は６１５のうちのいずれかから逸れる危険性無しに、プリズム６２０を１５度だけ回転させることができる。プリズム６２０は、現在の帯域幅の範囲要件では必要ではないが、１５度よりも大きく回転させることができる。
【００８７】
再度図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に取り付けられることがあり、プリズム６１０のそのような回転は、光ビーム１１０Ａの波長の精密な制御を提供することができる。作動システム６１０Ａは、圧電モーターを用いて制御される回転式ステッパモーターを含むことがある。圧電モーターは、直線運動又は回転運動を生じさせるために、物質が音響振動又は超音波振動を発生させる逆圧電効果を利用することにより、動作する。
【００８８】
実施態様によっては、回折格子６００により近く、プリズム６２０のサイズ以上のサイズを有する次のプリズム６１５は、空間的に固定されていることがある。回折格子６００により近い次のプリズム６１０は、プリズム６１５のサイズ以上のサイズを有する。
【００８９】
回折格子６１０に最も近いプリズム６０５は、プリズム６１０のサイズ以上のサイズを有する（プリズム６０５は、ビーム拡大器の最も大きなプリズムである）。プリズム６０５は、プリズム６０５を回転させる作動システム６０５Ａに取り付けられることがあり、プリズム６０５のそのような回転は、光ビーム１１０Ａの波長の粗い制御を提供することができる。例えば、プリズム６０５を、１〜２度だけ回転させて、光ビーム１１０Ａ（従って光ビーム１１０）の波長を、約１９３．２ナノメートル（ｎｍ）から約１９３．５ｎｍまで調整することができる。実施態様によっては、作動システム６０５Ａは、プリズム６０５が固定される取り付け面（プレート６２３Ａなど）と、取り付け面を回転させるモーターシャフトとを含む回転式ステッパモーターを含む。作動システム６０５Ａのモーターは、従来のリニアステッパモーターと屈曲部との組み合わせ設計よりも５０倍速い圧電モーターであり得る。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に角度位置のフィードバックを提供する光学回転エンコーダを含むことがある。
【００９０】
図７Ａ及び図７Ｂを参照すると、スペクトル特徴選択装置７３０の別の実施態様では、高速作動システム７２０Ａは、シャフト軸ＡＲを中心として、回折格子７００から最も遠いビーム拡大器のプリズム７２０を回転（Ｒ）させるように設計される。任意選択的に又はこれに加えて、プリズム７１０に関連付けられた作動システム７１０Ａは、高速作動システム７２０Ａ又は６２０Ａと同様に設計された高速作動システムであり得る。
【００９１】
装置７３０は、シャフト軸ＡＲの位置において回転プレート７２３Ａに機械的に連結された第１の領域７４０Ａを有する拡張アーム７２５Ａを含む。拡張アーム７２５Ａは、第２の領域７４５Ａがシャフト軸ＡＲと交差しないように、ＸＳＦ−ＹＳＦ平面内のある方向に沿って（従って、シャフト軸ＡＲに垂直な方向に沿って）シャフト軸ＡＲからオフセットされている第２の領域７４５Ａを有する。プリズム７２０は、第２の領域７４５Ａに機械的に連結されている。
【００９２】
プリズム７２０の質量中心（プリズム軸ＡＰ）とシャフト軸ＡＲは共に装置７３０のＺＳＦ軸と平行なままであるが、プリズム７２０の質量中心は、シャフト軸ＡＲからオフセットされている。拡張アーム７２５Ａが角度Δθだけシャフト軸ＡＲを中心として回転すると、プリズム７２０に組み合わせされた運動、即ち、ＸＳＦ−ＹＳＦ平面内の角度Δθ（図５Ｃを参照）だけシャフト軸ＡＲを中心としたプリズム７２０の回転Ｒと、装置７３０のＸＳＦ−ＹＳＦ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、が付与される。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まで回転され（Ｒ）、ＸＳＦ−ＹＳＦ平面内の第１の位置Ｐｏｓ１からＸＳＦ−ＹＳＦ平面内の第２の位置Ｐｏｓ２まで平行移動される（Ｔ）。
【００９３】
それによって、プリズム７２０の直線平行移動Ｔは、回折格子７００の表面７０２の長軸７０１と平行な方向に沿って、光ビーム１１０Ａを平行移動させる。長軸７０１は、装置７３０のＸＳＦ−ＹＳＦ平面にも沿っている。光ビーム１１０Ａのこの平行移動を行うことにより、光学倍率ＯＭの可能な範囲の下限において、回折格子７００のどの領域が照射されるかを制御することが可能になる。更に、回折格子７００及び回折格子の表面７０２は不均一である。即ち、回折格子７００の表面７０２の一部の領域は、回折格子７００の表面７０２の他の領域とは異なる変化を、光ビーム１１０Ａの波面に与え、また、表面７０２の一部の領域は、表面７０２の他の領域よりも更なるディストーションを光ビーム１１０Ａの波面に与える。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、それによってプリズム７２０の直線平行移動Ｔを調節し、かつ長軸７０１に沿った光ビーム１１０Ａの平行移動を調節して、回折格子７００の表面７０２の不均一性を利用して、回折格子表面７０２の一端の近傍の回折格子表面７０２のより大きなディストーション領域を照射して、光学倍率を単純に小さくした場合の効果が成し遂げるよりも更に大きく、スペクトル帯域幅を高めることができる。
【００９４】
更に、プリズム７２０の直線平行移動Ｔは、光ビーム１１０Ａの位置に対して、プリズム７２０の回転中に、プリズム７２０の斜辺Ｈも平行移動させる（図７Ｃを参照）。従って、斜辺Ｈの平行移動は、装置７３０の動作中に、光ビーム１１０Ａに対して斜辺Ｈの新たな領域を露出させる。装置７３０の寿命に渡って、プリズム７２０はその回転範囲の一方の端部から他方の端部まで回転され、より広い領域が光ビーム１１０Ａに露出され、これにより、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される。
【００９５】
装置６３０と同様に、スペクトル特徴選択装置７３０は、回折格子６００も含み、ビーム拡大器はプリズム７０５、７１０、７１５を含み、これらのプリズムはプリズム７２０と回折格子７００との間の光ビーム１１０Ａの経路に沿って配置される。回折格子７００及び４つのプリズム７０５、７１０、７１５、７２０は、光源１０５によって生成された光ビーム１１０Ａと、光ビーム１１０Ａが装置７３０の開口７５５を通過した後で、相互作用するように構成される。光ビーム１１０Ａは、装置７３０のＸＳＦ−ＹＳＦ平面内の経路に沿って、開口７５５からプリズム７２０、プリズム７１５、プリズム７１０、プリズム７０５を通って進み、その後、回折格子７００から反射され、連続的なプリズム７０５、７１０、７１５、７２０を通って戻った後、開口７５５を通って装置７３０から出射する。
【００９６】
図８を参照すると、例示的な光源８０５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８０５は、シード光ビーム１１０Ａを電力増幅器（ＰＡ）８１０に供給する主発振器（ＭＯ）８００を含む、２段レーザシステムである。主発振器８００は通常、増幅が発生する利得媒質と、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８１０は通常、主発振器８００からのシードレーザビームでシードされると増幅が発生する利得媒質を含む。電力増幅器８１０が再生リング共振器として設計されている場合、これは電力リング増幅器（ＰＲＡ）として説明され、この場合には、リング設計から十分な光フィードバックを供給することができる。スペクトル特徴選択装置１３０は、主発振器８００から光ビーム１１０Ａを受け取って、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整を可能にする。電力増幅器８１０は、主発振器８００から光ビーム１１０Ａを受け取り、この出力を増幅して、フォトリソグラフィで使用するための出力に必要な電力を達成する。
【００９７】
主発振器８００は、２つの細長い電極と、利得媒質として作用するレーザガスと、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。放電チャンバの１つの側面にあるスペクトル特徴選択装置１３０と、放電チャンバの第２の側面にある出力カプラ８１５との間にレーザ共振器が形成されて、シード光ビーム１１０Ａを電力増幅器８１０に出力する。
【００９８】
光源８０５は、出力カプラ８１５から出力を受け取るライン中心分析モジュール（ＬＡＭ）８２０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系８２５とを含むこともある。ライン中心分析モジュール８２０は、シード光ビームの波長（例えば、中心波長）を測定するのに使用することができる測定システム１７０内の一種の測定システムの一例である。
【００９９】
電力増幅器８１０は、電力増幅器放電チャンバを含み、それが再生リング増幅器である場合には、電力増幅器は、光ビームを反射して放電チャンバに戻して循環経路を形成するビームリフレクタ又はビーム方向転換デバイス８３０も含む。電力増幅器放電チャンバは、一対の細長い電極と、利得媒質として作用するレーザガスと、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、電力増幅器８１０を繰り返し通過することにより、増幅される。ビーム修正光学系８２５は、出力光ビーム１１０を形成するために、シード光ビーム１１０Ａをインカップルし、電力増幅器からの増幅された放射の一部をアウトカップルする手段（例えば、部分反射ミラー）を提供する。
【０１００】
主発振器８００及び電力増幅器８１０の放電チャンバ内で使用されるレーザガスは、必要とされる波長及び帯域幅の周辺でレーザビームを生成するのに適した任意のガスであり得る。例えば、レーザガスは、約１９３ｎｍの波長で光を放射するフッ化アルゴン（ＡｒＦ）か、又は約２４８ｎｍの波長で光を放射するフッ化クリプトン（ＫｒＦ）とすることができる。
【０１０１】
ライン中心分析モジュール８２０は、主発振器８００の出力（光ビーム１１０Ａ）の波長を監視する。ライン中心分析モジュール８２０は、光源８０５内部の他の位置に配置することができ、或いは、光源８０５の出力部に配置することができる。
【０１０２】
図９を参照すると、本明細書で説明するシステム及び方法の態様に関連した、制御システム１８５に関する詳細が提供されている。制御システム１８５は、図９には示されていない他の機能部を含むことがある。一般的に、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。
【０１０３】
制御システム１８５はメモリ９００を含み、メモリ９００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り得る。コンピュータプログラム命令及びデータを具体的に組み入れるのに適した記憶装置は、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、内蔵ハードディスク及び着脱可能ディスクなどの磁気ディスク、光磁気ディスク、及びＣＤ−ＲＯＭディスクを含む、全ての形態の不揮発性メモリを含む。制御システム１８５は、１つ又は複数の入力装置９０５（キーボード、タッチスクリーン、マイクロホン、マウス、手持ち式入力装置、等）、及び１つ又は複数の出力装置９１０（スピーカー又はモニターなど）も含むことがある。
【０１０４】
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９１５、及びプログラマブル・プロセッサ（プロセッサ９１５など）による実行のために機械可読記憶装置内に具体的に組み入れられた１つ又は複数のコンピュータプログラム９２０を含む。１つ又は複数のプログラマブル・プロセッサ９１５はその各々が、命令のプログラムを実行して、入力データを操作し適切な出力を生成することにより、所望の機能を実行することができる。一般的に、プロセッサ９１５はメモリ９００から命令及びデータを受け取る。前述のもののいずれも、特別に設計された特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）によって補われるか、又はこれに組み込まれることがある。
【０１０５】
制御システム１８５は、他のコンポーネントの中でも、スペクトル特徴分析モジュール９２５、計測モジュール９２７、リソグラフィ分析モジュール９３０、決定モジュール９３５、光源作動モジュール９５０、リソグラフィ作動モジュール９５５、及びビーム準備作動モジュール９６０を含む。これらのモジュールの各々は、プロセッサ９１５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の組であり得る。更に、モジュール９２５、９３０、９３５、９５０、９５５、９６０のいずれも、メモリ９００内部に記憶されているデータにアクセスすることができる。
【０１０６】
スペクトル特徴分析モジュール９２５は、測定システム１７０から出力を受け取る。計測モジュール９２７は、計測装置１４５からデータを受け取る。リソグラフィ分析モジュール９３０は、スキャナ１１５のリソグラフィコントローラ１４０から情報を受け取る。決定モジュール９３５は、（モジュール９２５、９２７、及び９３０などの）分析モジュールから出力を受け取り、それら分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を作動させる必要があるかを決定する。光源作動モジュール９５０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ている。リソグラフィ作動モジュール９５５は、スキャナ１１５、具体的にはリソグラフィコントローラ１４０に接続されている。ビーム準備作動モジュール９６０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ている。
【０１０７】
図９には幾つかの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も可能である。更に、制御システム１８５は、全てのコンポーネントが同じ位置に配置されているように見えるボックスとして表わされているが、制御システム１８５を、互いに物理的に離れているコンポーネントから構成することも可能である。例えば、光源作動モジュール９５０を、光源１０５又はスペクトル特徴選択装置１３０と物理的に同じ位置に配置することができる。
【０１０８】
一般的に、制御システム１８５は、測定システム１７０から光ビーム１１０についての少なくとも幾らかの情報を受け取り、スペクトル特徴分析モジュール９２５は、この情報に対して分析を行って、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）をどのように調節するかを決定する。この決定に基づいて、制御システム１８５はスペクトル特徴選択装置１３０及び／又は光源１０５に信号を送信して、制御モジュール５５０を介して光源１０５の動作を制御する。
【０１０９】
一般的に、スペクトル特徴分析モジュール９２５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）を推定するのに必要とされる分析の全てを実行する。スペクトル特徴分析モジュール９２５の出力は、スペクトル特徴の推定値である。
【０１１０】
スペクトル特徴分析モジュール９２５は、推定されたスペクトル特徴を受け取るように接続され、かつスペクトル特徴の目標値を受け取るように接続された、比較ブロックを含む。一般的に、比較ブロックは、スペクトル特徴目標値と推定値との差を表すスペクトル特徴誤差値を出力する。決定モジュール９３５は、スペクトル特徴誤差値を受け取り、また、スペクトル特徴を調節するためにシステム１００に対してどのように補正を行うのが最善かを決定する。従って、決定モジュール９３５は光源作動モジュール９５０に信号を送信し、光源作動モジュール９５０は、スペクトル特徴誤差値に基づいて、スペクトル特徴選択装置１３０（又は光源１０５）をどのように調節するかを決定する。光源作動モジュール９５０の出力は、スペクトル特徴選択装置１３０に送信される一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９５０は、これらのコマンドを、装置５３０内部の作動システムに接続された制御モジュール５５０に送信する。
【０１１１】
制御システム１８５は、光源１０５が所与の繰り返し率で動作するようにする。より具体的には、スキャナ１１５は、パルス毎に（即ち、パルス対パルスをベースとして）光源１０５にトリガー信号を送信し、これらのトリガー信号間の時間間隔は任意とすることができるが、スキャナ１１５がトリガー信号を一定の間隔で送信する場合には、これらの信号のレートが繰り返し率になる。繰り返し率は、スキャナ１１５によって要求されたレートであり得る。
【０１１２】
電力増幅器８１０によって生成されるパルスの繰り返し率は、スキャナ１１５内のコントローラ１４０からの命令の下で、主発振器８００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。電力増幅器８１０から出力されるパルスの繰り返し率は、スキャナ１１５によって認識される繰り返し率である。
【０１１３】
プリズム５２０（又はプリズム６２０、７２０）は、粗い、広範囲の、ゆっくりとした帯域幅制御のために使用することができる。対照的に、ＭＯ８００内部の電極の活性化とＰＲＡ８１０内部の電極の活性化との間の差動タイミングを制御することにより、精密に、狭い範囲で、より高速に帯域幅を制御することができる。
【０１１４】
図１０を参照すると、フォトリソグラフィシステム１００によって手順１０００を実行して、ステージ振動（即ち、ステージ１２２の振動）がウェーハ１２０のＣＤに与える影響を低減し、それによってクリティカルディメンジョン均一性（ＣＤＵ）を改善する。
【０１１５】
パルス光ビーム１１０が、例えば、光源１０５によって生成される（１００５）。パルス光ビーム１１０は、スキャナ１１５のステージ１２２に取り付けられたウェーハ１２０に向けられる（１０１０）。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て、ビーム準備システム１１２によってスキャナ１１５へ向け直される。
【０１１６】
パルス光ビーム１１０は、例えば、パルス光ビーム１１０及びウェーハ１２０を、横方向平面（ＸＬ−ＹＬ平面）に沿って互いに対して移動させることにより、ウェーハ１２０を端から端まで走査する（１０１５）。具体的には、リソグラフィコントローラ１４０が、ウェーハステージ１２２、マスク１３４、及び対物系構成１３２に関連した作動システムに１つ又は複数の信号を送信し、それによって露光中にマスク１３４、対物系構成１３２、及び（ステージ１２２を介して）ウェーハ１２０のうちの１つ又は複数を互いに対して移動させて、ウェーハ２２０の露光フィールド２２３に渡って露光ウィンドウ４００を走査することができる。
【０１１７】
ウェーハの各露光フィールド毎にステージ１２２の振動値を決定する（１０２０）。この決定は、計測装置１４５、及び制御システム１８５に送られた出力によって、少なくとも部分的に行われることがある。この決定は、パルス光ビーム１１０でウェーハ１２０を走査する前に行われることがある。
【０１１８】
ウェーハ１２０の各露光フィールド毎に、制御システム１８５は、ウェーハ１２０に向けられるパルス光ビーム１１０の帯域幅に対する調節量を決定する（１０２５）。この調節量は、その露光フィールドにおけるステージ振動の許容範囲外のばらつきを補償し、ウェーハ１２０全体に渡って焦点ボケを所定の値の範囲内に維持する。次に、パルス光ビーム１１０がウェーハ１２０を端から端まで走査するにつれて、制御システム１８５はスペクトル特徴選択装置１３０に信号を送信して、ウェーハ１２０の各露光フィールド毎に、決定された調節量だけパルス光ビーム１１０の帯域幅を変更する（１０３５）。
【０１１９】
更に、手順１０００の実施中に、制御システム１８５は、光ビーム１１０がウェーハ１２０を端から端まで走査している間に、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の並行した手順１０４０も実施する。手順１０４０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（１０４５）、及び、測定したスペクトル特徴のいずれかが許容可能な値の範囲外であるかどうかを決定すること（１０５０）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９２５は、測定システム１７０からスペクトル特徴測定値を受け取ることができる（１０４５）。スペクトル特徴分析モジュール９２５は、スペクトル特徴のいずれかが許容可能な値の範囲外であるかどうかを決定することができる（１０５０）。スペクトル特徴のいずれかが許容可能な値の範囲外である場合、それらのスペクトル特徴を調節する（１０５５）。例えば、決定モジュール９３５は、光源作動モジュール９５０に信号を送信することができ、光源作動モジュール９５０はスペクトル特徴選択装置１３０に信号を送信して光ビーム１１０の１つ又は複数のスペクトル特徴を調節する（１０５５）。
【０１２０】
手順１０４０は、例えば各露光フィールド２２３毎に、例えば、走査中に又は一定の間隔で、手順１０００と並行して行うことができる。更に、制御システム１８５は、帯域幅が確実に許容可能な値の範囲内にあるようにするための帯域幅に対する必要な調節を行って（１０５５）、ステージ振動のばらつきを補償するのに必要とされる帯域幅に対する調節量を調整する（１０３０）ことが可能である。
【０１２１】
図１１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の特定のサブエリア（露光フィールドなど）について、ウェーハ１２０に向けられるパルス光ビーム１１０の帯域幅に対する調節量を決定するために、手順１０２５を行うことができる。そのような調節量は、その露光フィールドにおけるステージ振動の許容範囲外のばらつきを補償し、ウェーハ１２０全体に渡って焦点ボケを所定の値の範囲内に維持する。手順１０２５は、制御システム１８５によって行うことができる。制御システム１８５は、ルックアップテーブルにアクセスする（１１２６）。ルックアップテーブルは、スキャナ１１５について以前に決定されたステージ振動に基づいて生成されるテーブル又は補正マップであり、これは、ウェーハ１２０の各サブエリア毎の光ビーム１１０の帯域幅間の関係を規定し、帯域幅の値は、そのサブエリアにおいて測定されたステージ振動の値を相殺するように選択される。ステージ振動値は、使用されるスキャナ１１５及びウェーハステージ１２２に依存する。従って、１つの特定のスキャナ１１５及びステージ１２２に対するステージ振動とウェーハ１２０のサブエリアとの関係は、別の特定のスキャナ１１５及びステージ１２２に対する関係とは異なっていることがある。
【０１２２】
図１２は、ルックアップテーブルをどのように生成することができるのかの一例を示す。初めに、ウェーハ１２０をスキャナ１１５内に配置し、計測装置１４５が各サブエリアにおいてウェーハ１２０をプローブして、ウェーハ１２０の各サブエリア毎にＺＬ方向におけるステージ振動を決定する。グラフ１２００は、ウェーハ１２０の全てのサブエリアについてのＺＬにおける様々なステージ振動の発生回数（頻度）間の例示的な関係を示す。この例では、ＺＬにおけるステージ振動は、各ウェーハサブエリア（これは、ウェーハ露光フィールド２２３と一致することがある）におけるＺＬ方向に沿った移動標準偏差（ＭＳＤ）値である。このグラフ１２００は、この例では、ウェーハ１２０の中央からウェーハ１２０の縁部にかけて、公称ＭＳＤ（ＺＬ）値が、より高いＭＳＤ（ＺＬ）値よりも、はるかに高い頻度で発生することを示している。制御システム１８５は、実効ステージ振動ＳＶＥを一定値に維持しようとする。実効ステージ振動は、測定されたステージ振動（ＳＶＭ）（グラフ１２００に示したものなど）と、パルス光ビーム１１０の帯域幅（ＢＷ）とに、以下のように関連している。
【数１】
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但し、ＣＡは、パルス光ビーム１１０がウェーハ１２０に向けられたときにパルス光ビーム１１０が経験する色収差である。従って、制御システム１８５は、実効ステージ振動の一定値を維持するように、グラフ１２００が得られた後でＢＷを計算することができる。グラフ１２５０は、測定されたステージ振動ＳＶＭを相殺し、実効ステージ振動ＳＶＥを一定に維持するために使用することができる、光ビーム１１０のＢＷの値を示す。
【０１２３】
制御システム１８５は、（グラフ１５００などの）ルックアップテーブルを確認し、そのサブエリアにおいて実効ステージ振動を一定に維持するように、そのウェーハサブエリアにおける測定されたステージ振動を補償する帯域幅を決定し（１０２８）、次いで、決定された帯域幅のこの値を出力する（１０３０）。
【０１２４】
実施態様によっては、パルス光ビーム１１０を、現時点でステージ１２２に取り付けられているウェーハ１２０に向ける前に、計測装置１４５によってルックアップテーブルを生成することがある。従って、ルックアップテーブルは、以前に走査されたウェーハ１２０に基づいて生成することができる。
【０１２５】
他の実施態様が、以降の特許請求の範囲の範疇にある。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【国際調査報告】
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