(57)【要約】【課題】光源のための波長安定化に関する。【解決手段】特定のパルスの波長と目標波長の差である、光源から放射されたパルスの第１のサブセット中の各パルスの波長誤差が決定され、決定された波長誤差に基づいて、パルスの第１のサブセット中の各パルスに関連付けられた補正信号を含む毎パルス補正信号が決定され、決定された毎パルス補正信号に基づく補正が、光源から放射されたパルスの第２のサブセット中の各パルスに適用され、パルスの第２のサブセット中のパルスに補正を適用することによって、パルスの第２のサブセット中のパルスの波長誤差を低減する。【選択図】  図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
パルスの第１のサブセットを含む光パルスの第１のバースト、及びパルスの第２のサブセットを含む光パルスの第２のバーストを少なくとも含む、光源から放射されたパルス光ビームを受けることと、
特定のパルスの波長と目標波長の差である、前記パルスの第１のサブセット中の各パルスの波長誤差を決定することと、
決定された前記波長誤差に基づいて、前記パルスの第１のサブセット中の各パルスに関連付けられた補正信号を含む毎パルス補正信号を決定することと、
決定された前記毎パルス補正信号に基づく補正を、前記パルスの第２のサブセット中の各パルスに適用することにより、前記パルスの第２のサブセット中の前記パルスの波長誤差を低減することと、を含む方法。
【請求項２】
前記決定された波長誤差に基づいて毎パルス補正信号を決定することは、前記パルスの第１のバースト内の各パルスの電圧信号を決定することを含み、
前記パルスの第２のサブセット中の各パルスに補正を適用することは、前記パルスの第２のサブセット中のパルスと相互作用する光学素子に結合されたアクチュエータに前記電圧信号を印加することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記光学素子は、前記電圧信号を前記アクチュエータに印加することに応答して移動し、これによって、前記光学素子と相互作用するパルスの波長を変化させる、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記パルスの第１のサブセットは、前記光パルスの第１のバーストの全ての光パルスより少ない光パルスを含み、前記パルスの第２のサブセットは、前記光パルスの第２のバーストの全ての光パルスより少ない光パルスを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記パルスの第１のサブセットは、前記パルスの第１のバースト内の最初のＮ個のパルスを含み、前記パルスの第２のサブセットは、前記パルスの第２のバースト内の最初のＮ個のパルスを含む、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記決定された毎パルス補正信号をフィルタリングすることを更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記決定された毎パルス補正信号をフィルタリングすることは、周波数閾値よりも大きい周波数と関連付けられた前記毎パルス補正信号の部分を低減するフィルタを含むローパスフィルタを、前記決定された毎パルス補正信号に適用することを含む、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記決定された毎パルス補正信号をフィルタリングすることは、前記パルスの第１のバースト内の各パルスの前記波長誤差を含む、決定された波長誤差信号にローパスフィルタを適用することを含む、請求項６に記載の方法。
【請求項９】
前記光パルスの第１のバーストと前記光パルスの第２のバーストは、一時的期間により分離され、前記毎パルス補正信号は、前記一時的期間の間に決定される、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
光パルスの第２のバーストは、前記光の第１のバーストの後に発生し、前記毎パルス補正信号は、前記光の第１のバーストが発生した後にのみ決定される、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
フィルタリングされた決定された毎パルス補正信号を前記一時的期間の間に決定することを更に含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１２】
１つ以上のバーストが、前記第１のバースト及び前記第２のバーストが時間的に非連続的となるように、前記第１のバースト及び前記第２のバースト間に発生する、請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
前記光パルスの第１のバーストは、時間的に前記光パルスの第２のバーストの直前のバーストである、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記パルス光ビームは、パルスの第３のサブセットを含む光パルスの第３のバーストを含み、
前記補正を適用した後に、前記パルスの第２のサブセット中の各パルスの前記波長誤差を決定することと、
各パルスの前記波長誤差を上限及び下限と比較することと、
閾値数のパルスの波長誤差が前記上限よりも大きい、又は前記下限よりも小さい場合は、前記パルスの第２のサブセットのための毎パルス補正信号を、前記パルスの第２のサブセット中の各パルスの前記決定された波長誤差に基づいて決定することと、
前記パルスの第２のサブセットに対する前記毎パルス補正信号に基づく補正を、前記パルスの第３のサブセット中の各パルスに適用することと、
を更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
前記光パルスの第２のバースト内の複数のパルスの波長誤差を決定することと、
前記光源中の二次撹乱を表すモデルにアクセスすることと、
前記アクチュエータの力学を表すモデルにアクセスすることと、
前記光パルスの第２のバースト内の前記複数のパルスの決定された前記波長誤差、並びに前記二次撹乱のモデル及び前記アクチュエータの力学を表すモデルのうちの１つ以上に基づいて、第２の補正信号を決定することと、を更に含み、
前記決定された毎パルス補正信号に基づく補正を前記パルスの第２のサブセット中の各パルスに適用することは、前記第２の補正信号を前記パルスの第２のサブセット中のパルスの少なくともいくつかに印加することを更に含む、請求項２に記載の方法。
【請求項１６】
前記決定された毎パルス補正信号及び前記第２の補正信号に基づく前記補正は、前記パルスの第２のサブセット中のパルスに印加される前に付加される、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記パルスの第１のサブセット中の各パルスの波長を決定することを更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１８】
時間的に分離され、それぞれが動作状態と共に変動する過渡的波長誤差を含む、少なくとも光パルスの第１のバースト及び光パルスの第２のバーストを含む、光源から放射されたパルス光ビームを受けることと、
特定のパルスの波長誤差が前記特定のパルスの波長と目標波長の差である、前記パルスの第１のバースト内の２つ以上のパルスの波長誤差を決定することと、
前記光パルスの第１のバーストの前記過渡的波長誤差を、前記決定された波長誤差に基づいて決定することと、
決定された前記過渡的波長誤差に基づいて補正信号を決定することと、
前記補正信号に基づく補正を前記光パルスの第２のバーストのパルスの少なくともいくつかに適用することによって、前記パルスの第１のバーストの前記過渡的波長誤差と比較して前記パルスの第２のバーストの前記過渡的波長誤差を低減することと、を含む方法。
【請求項１９】
動作状態と共に変動する前記過渡的波長誤差は、与えられた一組の動作状態の下で発生したパルスのバースト間でほぼ不変である、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記過渡的波長誤差は、前記パルス光ビームを放射する前記光源のチャンバ内の音響事象から生じる、請求項１８に記載の方法。
【請求項２１】
前記過渡的波長誤差は、二次又は三次システムのインパルス応答により特徴付けられる、請求項１８に記載の方法。
【請求項２２】
前記パルスの第１のサブセットは、前記光パルスの第１のバーストの全てのパルスより少ないパルスを含み、前記パルスの第２のサブセットは、前記光パルスの第２のバーストの全てのパルスより少ないパルスを含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項２３】
パルス光ビームを放射する光源用の、前記光源に結合するように構成されたコントローラであって、前記コントローラは、
１つ以上の電子プロセッサと、
前記１つ以上の電子プロセッサの１つ以上に結合された非一時的コンピュータ可読記憶媒体であって、
前記１つ以上の電子プロセッサにより実行されるとき、
パルスの第１のサブセットを含む光パルスの第１のバースト、及びパルスの第２のサブセットを含む光パルスの第２のバーストを少なくとも含む、前記光源から放射されたパルス光ビームの情報にアクセスすることと、
特定のパルスの波長と目標波長の差である、前記パルスの第１のサブセット中の各パルスの波長誤差を決定することと、
決定された前記波長誤差に基づいて、前記パルスの第１のサブセット中の各パルスに関連付けられた補正信号を含む毎パルス補正信号を決定することと、
決定された前記毎パルス補正信号に基づく補正を、前記パルスの第２のサブセット中の各パルスに適用することにより、前記パルスの波長誤差を低減することと、
を含む動作を前記１つ以上のプロセッサに実行させる命令が記憶されたコンピュータ可読記憶媒体と、を含むコントローラ。
【請求項２４】
一時的期間により分離され、それぞれが一時的繰り返し率で発生する光パルスを含むバーストを含む光ビームを放射するように構成された光源と、
前記光のバースト内の光パルスの波長を測定するように構成された線中心分析モジュールと、
前記一時的繰り返し率で前記波長の測定値を受けるように構成されたコントローラと、を含む光システムであって、
前記コントローラは、
パルスの第１のバースト内の前に発生したパルスの波長誤差に基づくフィードバック補正信号を決定して、前記パルスの第１のバースト内の特定のパルスの波長誤差を補償するように構成されたフィードバックモジュールと、
前に発生したバースト内の対応するパルスに基づいて、前記パルスの第１のバースト内の特定のパルスの波長誤差を補償するためのフィードフォワード補正信号を決定するように構成されたフィードフォワード安定化モジュールと、
実行されるとき、前記特定のバーストに対するフィードフォワード補正信号と前記特定のバーストに対するフィードバック信号を結合して、前記特定のバーストに対する結合補正信号を形成させ、前記結合補正信号を前記光源に供給して、前記第１のバースト内の前記特定のパルスの波長誤差を低減させる命令を含む非一時的なコンピュータ可読媒体に結合された１つ以上の電子プロセッサと、を含む、光システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
開示される主題は、光源のための波長安定化に関する。
【背景技術】
【０００２】
フォトリソグラフィは、半導体回路をシリコンウェーハなどの基板上にパターニングする工程である。フォトリソグラフィ光源は、ウェーハ上のフォトレジストを露光するために用いられる深紫外線（ＤＵＶ）光を提供する。フォトリソグラフィ用のＤＵＶ光はエキシマ光源により発生される。多くの場合、光源はレーザ源であり、パルス光ビームはパルスレーザビームである。光ビームはビーム伝送ユニット、レチクル、及びマスクを通過し、それから用意されたシリコンウェーハ上に投射される。このようにしてチップ設計がフォトレジスト上にパターニングされ、これはその後エッチング及び洗浄され、次にこの工程は繰り返される。
【発明の概要】
【０００３】
１つの一般的な態様において、パルスの第１のサブセットを含む光パルスの第１のバースト及びパルスの第２のサブセットを含む光パルスの第２のバーストを少なくとも含む、光源から放射されたパルス光ビームを受け、特定のパルスの波長と目標波長の差である、パルスの第１のサブセット中の各パルスの波長誤差を決定し、決定された波長誤差に基づいてパルスの第１のサブセット中の各パルスに関連付けられた補正信号を含む毎パルス補正信号を決定し、決定された毎パルス補正信号に基づく補正をパルスの第２のサブセット中の各パルスに適用する。パルスの第２のサブセット中のパルスに補正を適用することによって、パルスの第２のサブセット中のパルスの波長誤差を低減する。
【０００４】
実装形態は、以下の特徴のうちの１つ以上を含むことができる。決定された波長誤差に基づいて毎パルス補正信号を決定することは、パルスの第１のバースト内の各パルスの電圧信号を決定することを含むことができ、パルスの第２のサブセット中の各パルスに補正を適用することは、パルスの第２のサブセット中のパルスと相互作用する光学素子に結合されたアクチュエータに電圧信号を印加することを含むことができる。光学素子は、電圧信号をアクチュエータに印加することに応答して移動し、これにより、光学素子と相互作用するパルスの波長を変化させることができる。    
【０００５】
パルスの第１のサブセットは、光パルスの第１のバーストの全ての光パルスよりも少ない光パルスを含むことができ、パルスの第２のサブセットは、光パルスの第２のバーストの全ての光パルスよりも少ない光パルスを含むことができる。パルスの第１のサブセットは、パルスの第１のバースト内の最初のＮ個のパルスを含むことができ、パルスの第２のサブセットは、パルスの第２のバースト内の最初のＮ個のパルスを含むことができる。
【０００６】
決定された毎パルス補正信号はフィルタリングすることができる。決定された毎パルス補正信号をフィルタリングすることは、決定された毎パルス補正信号にローパスフィルタを適用することを含むことができ、ローパスフィルタは、周波数閾値よりも大きい周波数と関連付けられた毎パルス補正信号の部分を低減するフィルタを含むことができる。決定された毎パルス補正信号をフィルタリングすることは、パルスの第１のバースト内の各パルスの波長誤差を含む決定された波長誤差信号にローパスフィルタを適用することを含むことができる。光パルスの第１のバーストと光パルスの第２のバーストは、一時的期間により分離することができ、毎パルス補正信号は、この一時的期間の間に決定することができる。フィルタリングされた毎パルス補正信号は、この一時的期間の間に決定することができる。光パルスの第２のバーストは、光の第１のバーストの後に発生することができ、いくつかの実装形態において、毎パルス補正信号は、光の第１のバーストが発生した後にのみ決定される。
【０００７】
１つ以上のバーストが、第１のバースト及び第２のバーストが時間的に非連続的となるように、第１のバーストと第２のバーストの間に発生することができる。光パルスの第１のバーストは、時間的に光パルスの第２のバーストの直前のバーストであってもよい。
【０００８】
パルス光ビームは、パルスの第３のサブセットを含む光パルスの第３のバーストを含むことができ、パルスの第２のサブセット中の各パルスの波長誤差は、補正を適用した後に決定することができ、各パルスの波長誤差は、上限及び下限と比較することができ、閾値数のパルスの波長誤差が上限よりも大きい又は下限よりも小さい場合は、パルスの第２のサブセットのための毎パルス補正信号は、パルスの第２のサブセット中の各パルスの決定された波長誤差に基づいて決定することができ、パルスの第２のサブセットに対する毎パルス補正信号に基づく補正は、パルスの第３のサブセット中の各パルスに適用することができる。
【０００９】
いくつかの実装形態において、光パルスの第２のバースト内の複数のパルスの波長誤差を決定することができ、光源における二次撹乱を表すモデルにアクセスすることができ、アクチュエータの力学を表すモデルにアクセスすることができ、光パルスの第２のバースト内の複数のパルスの決定された波長誤差、及び二次撹乱のモデル及びアクチュエータの力学を表すモデルのうちの１つ以上に基づいて第２の補正信号を決定することができる。決定された毎パルス補正信号に基づく補正をパルスの第２のサブセット中の各パルスに適用することは、第２の補正信号をパルスの第２のサブセット中のパルスの少なくともいくつかに印加することを更に含むことができる。補正は、決定された毎パルス補正信号、及びパルスの第２のサブセット中のパルスに印加される前に付加される第２の補正信号に基づくことができる。
【００１０】
パルスの第１のサブセット中の各パルスの波長を決定することができる。
【００１１】
１つの一般的な態様において、時間的に分離され、それぞれが動作状態と共に変動する過渡的波長誤差を含む、少なくとも光パルスの第１のバースト及び光パルスの第２のバーストを含む、光源から放射されたパルス光ビームを受け、特定のパルスの波長誤差が特定のパルスの波長と目標波長の差である、パルスの第１のバースト内の２個以上のパルスの波長誤差を決定し、光パルスの第１のバーストの過渡的波長誤差を決定された波長誤差に基づいて決定し、決定された過渡的波長誤差に基づいて補正信号を決定し、補正信号に基づく補正を光パルスの第２のバーストのパルスの少なくともいくつかに適用する。補正を適用することによって、パルスの第１のバーストの過渡的波長誤差と比較してパルスの第２のバーストの過渡的波長誤差を低減する。    
【００１２】
実装形態は、以下の特徴のうちの１つ以上を含むことができる。動作状態と共に変動する過渡的波長誤差は、与えられた一組の動作状態の下で発生したパルスのバースト間でほぼ不変であってもよい。過渡的波長誤差は、パルス光ビームを放射する光源のチャンバ内の音響事象から生じ得る。過渡的波長誤差は、二次又は三次システムのインパルス応答により特徴付けることができる。パルスの第１のサブセットは、光パルスの第１のバーストの全てのパルスよりも少ないパルスを含むことができ、パルスの第２のサブセットは、光パルスの第２のバーストの全てのパルスよりも少ないパルスを含む。
【００１３】
１つの一般的な態様において、光システムは、一時的期間により分離され、それぞれが一時的繰り返し率で発生する光パルスを含むバーストを含む光ビームを放射するように構成された光源と、光のバースト内の光パルスの波長を測定するように構成された線中心分析モジュールと、一時的繰り返し率で波長の測定値を受けるように構成されたコントローラとを含む。コントローラは、第１のバースト内の前に発生したパルスの波長誤差に基づくフィードバック補正信号を決定して、パルスの第１のバースト内の特定のパルスの波長誤差を補償するように構成されたフィードバックモジュールと、フィードフォワード補正信号を決定して、前に発生したバースト内の対応するパルスに基づいてパルスの第１のバースト内の特定のパルスの波長誤差を補償するように構成されたフィードフォワード安定化モジュールと、実行されるとき、特定のバーストに対するフィードフォワード補正信号と特定のバーストに対するフィードバック信号を結合して、特定のバーストに対する結合補正信号を形成させ、結合補正信号を光源に供給して、第１のバースト内の特定のパルスの波長誤差を低減させる命令を含む非一時的なコンピュータ可読媒体に結合された１つ以上の電子プロセッサとを含む。  
【００１４】
前述の技術のうちのいずれかの実装形態は、方法、プロセス、デバイス、コンピュータ可読媒体上に記憶された実行可能命令、電子プロセッサ及びコンピュータ可読媒体を備え、光パルスのバーストを発生する光源を制御するように構成されたコントローラ、又は装置を含むことができる。１つ以上の実装形態の詳細は、添付の図面及び以下の説明に示されている。他の特徴は、説明及び図面から、並びに特許請求の範囲から明らかとなろう。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】例示的なフォトリソグラフィシステムのブロック図である。
【図２】別の例示的なフォトリソグラフィシステムのブロック図である。
【図３】フォトリソグラフィシステムの一部である光源を制御するために用いられる例示的な信号トレースである。
【図４Ａ】光源とフィードフォワード制御システムとを含む例示的な光学系のブロック図である。
【図４Ｂ】例示的なフィードフォワード安定化モジュールのブロック図である。
【図５Ａ】光源と、フィードフォワード経路及びフィードバック経路を備えた制御系とを含む例示的な光学系のブロック図である。
【図５Ｂ】図５Ａのフィードバック経路に含むことができる例示的な推定モジュールのブロック図である。
【図６】光ビームにおける波長誤差を補正する例示的なプロセスのフローチャートである。
【図７−８】例示的な毎パルス補正信号である。
【図９】レーザの例示的な模擬波長誤差データのプロットである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
光源が発生する光の波長に変化をもたらす、光源における又は光源に与える物理的影響又は撹乱を補償するための技術が開示される。
【００１７】
光源は、光を発生しない期間で分離されたバーストを含むパルス光ビームを発生し、各光のバーストは複数の光パルスを含む。以下で考察される技術は、パルス光ビームの少なくともいくつかのバースト間で反復的又は不変である可能性がある撹乱の影響を補償する。例えば光源がパルスのバーストを発生する結果として光源の動作中に生じ得る音響過渡は、反復的な撹乱の一例である。斯かる音響過渡は、光源の利得媒体の密度撹乱及び／又は変化として現れ得るため、光源が発生する光の波長に影響を与える。波長変動の特性は、光源によって異なる可能性があり、また、特定の光源の動作中に変化し得る。
【００１８】
以下で考察される技術は、光源が発生する光の波長を測定し、測定した波長に基づいて補正（例えば補正信号）を決定し、光源が発生した光パルスの後続のバースト（時間的に後で発生するパルスのバースト）にこの補正を適用することにより、反復的撹乱の影響を補償することができる。このように本技術は、フィードフォワードで、特定の光源に存在する撹乱の特性を反復的かつ漸進的に学習し、光源の幾何形状や動作状態の事前の知識を必要とせずに波長の変動を補償することを可能にする。更に、実際にフィードフォワードであることにより、斯かる反復的撹乱によって引き起こされる波長変動を補償することは、波長を測定する装置で生じ得る遅延と無関係である。また、補償は光源のソフトウェアベースの電子制御を介して、かつ光源の放電チャンバへの物理的変化を必要とすることなく達成することができる。
【００１９】
いくつかの実装形態において、フィードフォワード技術は、光源が発生する光の波長をフィードバック的に制御する他の技術と共に使用することができる。
【００２０】
図１を参照すると、フォトリソグラフィシステム１００は、光ビーム１６０をウェーハ１２０に提供する光源１０５を含む。フォトリソグラフィシステム１００は、ウェーハ１２０を収容するリソグラフィ露光装置１１５も含む。リソグラフィ露光装置１１５は、投影光学系１２５を含む。ウェーハ１２０上には、例えばウェーハ１２０上に放射線感応性フォトレジスト材料の層を堆積し、マスクされたフォトレジスト層を光ビーム１６０にさらすことによってマイクロ電子フィーチャが形成される。リソグラフィ露光装置１１５は、液浸系又は乾燥系であってもよい。システム１００は、光源１０５からの光の放射を制御する制御系１５０も含む。
【００２１】
光ビーム１６０は、中心波長の回りに分布する複数の波長又は波長帯域を含むことができる。中心波長の所望の値は、目標波長と呼ばれる。システム１００によりウェーハ１２０上にプリント可能な最小のフィーチャサイズである臨界寸法（ＣＤ）は、光ビーム１６０の波長に依存する。以下で考察されるように、ウェーハ１２０上、及びシステム１００により露光された他のウェーハ上にプリントされたマイクロ電子フィーチャのために均一なＣＤを維持するために、光ビーム１６０の中心波長を目標波長又は目標波長を中心とする波長範囲内に保つべきである。光ビーム１６０の目標波長と、実際の、すなわち測定した波長の差は波長誤差である。波長誤差を最小にして（又は低減して）ある値の範囲、又は誤差限界に保つことによって、例えば光ビーム１６０のより均一な波長を維持することにより、システム１００の性能を向上させることができる。光ビーム１６０の波長誤差がある値の範囲内にある場合、光ビーム１６０の波長は安定化していると考えられる。
【００２２】
以下でより詳細に考察されるように、制御系１５０は、フィードフォワード技術を用いて光ビーム１６０の波長の変動を低減することにより、光ビーム１６０の波長安定性を向上させる。制御系１５０は、光ビーム１６０の波長変動を引き起こす反復的撹乱を生じさせる光源１０５における物理的影響の電子的な又はソフトウェアベースの補償を行う。光源１０５の放電チャンバに生じ得る音波は、光ビーム１６０の波長に影響を及ぼし、これを変化させ得る斯かる物理的影響の一例である。また、制御系１５０は、物理的影響、又は物理的影響が光ビーム１６０の波長に及ぼす衝撃の詳細についての事前の知識を持たずに光源１０５に固有の物理的影響を補償することができる。いくつかの実装形態において、制御系１５０は相補的なフィードバック技術も含む。
【００２３】
図２も参照すると、例示的なフォトリソグラフィシステム２００のブロック図が示されている。システム２００において、例示的な光源２０５が光源１０５（図１）として用いられる。光源２０５は、リソグラフィ装置１１５に提供されるパルス光ビーム２６０を発生する。光源２０５は、例えば、（レーザ光であってもよい）パルス光ビーム２６０を出力するエキシマ光源であってもよい。パルス光ビーム２６０は、リソグラフィ装置１１５に入射すると、投影光学系１２５を通って誘導され、ウェーハ１２０上に投影される。このようにして、１つ以上のマイクロ電子フィーチャがウェーハ１２０上のフォトレジスト上にパターニングされ、その後エッチング及び洗浄され、このプロセスは繰り返される。
【００２４】
システム２００は、図２の例において、光源２０５の構成要素及びリソグラフィ露光装置１１５に接続され、システム２００の種々の動作を制御する制御系１５０も含む。制御系１５０は、ビーム２６０の波長誤差が誤差限界内に保たれるように光源２０５と相互作用する。
【００２５】
図２に示される例において、光源２０５は、シード光ビーム２２４を電力増幅器（ＰＡ）２３０に提供する主発振器（ＭＯ）２１２を含む２ステージレーザシステムである。主発振器２１２は、例えば電力増幅器２３０により約１０〜１５ｍＪに増幅される１〜１．５ミリジュール（ｍＪ）のパルスエネルギなど、比較的低い出力パルスエネルギでの中心波長及び帯域幅などのパラメータの精密な調整を可能にする。電力増幅器２３０は、主発振器２１２からのシード光ビーム２２４を受け、シード光ビーム２２４を増幅して、リソグラフィ装置１１５において用いられる光ビーム２６０を発生する。                  
【００２６】
主発振器２１２は、２つの細長の電極２１７と、混合ガスである利得媒体２１９と、電極２１７間でガスを循環させるためのファンとを有する放電チャンバ２１４を含む。共振器が放電チャンバ２１４の一方の側のライン狭隘化モジュール２１６と放電チャンバ２１４の第２の側の出力結合器２１８との間に形成される。ライン狭隘化モジュール２１６は、放電チャンバ２１４のスペクトル出力を精密に調整するグレーティングなどの回折光学素子を含むことができる。主発振器２１２はまた、出力結合器２１８からの出力光ビームを受ける線中心分析モジュール２２０と、必要に応じて出力光ビームの大きさ又は形を変更してシード光ビーム２２４を形成するビーム変更光学系２２２とを含む。線中心分析モジュール２２０は、シード光ビーム２２４の波長を測定又は監視するのに用いることができる測定系である。線中心分析モジュール２２０は、光源２０５内の他の位置に配置されてもよい、又は光源２０５の出力に配置されてもよい。    
【００２７】
放電チャンバ２１４内で用いられる混合ガスは、この適用例に必要な波長及び帯域幅で光ビームを発生するのに適した任意のガスであってもよい。例えば、エキシマ源の場合、混合ガスは、緩衝ガスであるヘリウム及び／又はネオン以外の、例えばアルゴン、クリプトン、又はキセノンなどの貴ガス（希ガス）、及び、例えばフッ素又は塩素などのハロゲンを含むことができる。混合ガスの具体的な例は、約１９３ｎｍの波長で光を放射するフッ化アルゴン（ＡｒＦ）、約２４８ｎｍの波長で光を放射するフッ化クリプトン（ＫｒＦ）、又は約３５１ｎｍの波長で光を放射する塩化キセノン（ＸｅＣｌ）を含む。エキシマ利得媒体（混合ガス）は、細長の電極２１７に電圧を印加することにより高圧放電時の短い（例えばナノ秒の）電流パルスで励起される。
【００２８】
電力増幅器２３０は、主発振器２１２からシード光ビーム２２４を受け、光ビームを放電チャンバ２４０を通してビームターニング光学素子２５２に誘導するビーム変更光学系２３２を含み、ビームターニング光学素子２５２は、シード光ビーム２２４が放電チャンバ２４０内に送り返されるようにその方向を変更する又は変化させる。放電チャンバ２４０は、一対の細長の電極２４１、混合ガスである利得媒体２１９、及び電極２４１間で混合ガスを循環させるためのファンを含む。
【００２９】
出力光ビーム２６０は、ビーム２６０の種々のパラメータ（帯域幅や波長など）を測定可能な帯域幅分析モジュール２６２を通って誘導される。出力光ビーム２６０はまた、出力光ビーム２６０の各パルスが、例えば光学遅延ユニットにおいて時間的に引き伸ばされ、リソグラフィ装置１１５に衝突する光ビームの性能特性を調整するパルスストレッチャを通って誘導されてもよい。
【００３０】
制御系１５０は、光源２０５の種々の構成要素に接続される。例えば、制御系１５０は、主発振器２１２及び電力増幅器２３０の各パルスエネルギを制御し、また５００〜１２，０００Ｈｚ以上で変動し得るパルス繰り返し率を制御するために、それぞれ主発振器２１２及び電力増幅器２３０内の電極２１７、２４１に結合される。従って制御系１５０は、パルス及び線量エネルギのフィードバック及び／又はフィードフォワード制御によって、主発振器２１２のチャンバ内の放電及び電力増幅器２３０のチャンバ内の放電を互いに関連させて繰り返しトリガする。繰り返しパルス光ビーム２６０は、数ワット〜数百ワット、例えば約４０Ｗ〜約２００Ｗの平均出力電力を有していてもよい。出力における光ビーム２６０の照度（すなわち、単位面積当たりの平均電力）は、少なくとも約６０Ｗ／ｃｍ２、又は少なくとも約８０Ｗ／ｃｍ２であってもよい。
【００３１】
光源２０５の出力電力は、公称パルス繰り返し率及び公称パルスエネルギにおいて、１００％のデューティサイクル（すなわち、光源２０５の主発振器２１２及び電力増幅器２３０内の電極を連続して作動させる）で計算することができる。従って、例えば、公称パルス繰り返し率を６０００Ｈｚとし、公称パルスエネルギを１５ｍＪとすると、光源２０５の出力電力（光ビーム２６０の電力）は９０Ｗである。別の例として、公称パルス繰り返し率を６０００Ｈｚとし、公称パルスエネルギを２０ｍＪとすると、光源２０５の出力電力（光ビーム２６０の電力）は１２０Ｗである。    
【００３２】
また、制御系１５０は、１つ以上の信号を光源２０５に送信することにより、光源２０５がいつ光パルス又は１つ以上の光パルスを含むバーストを放射するかを制御する。光ビーム２６０は、互いに時間的に分離された１つ以上のバーストを含むことができる。各バーストは１つ以上の光パルスを含むことができる。いくつかの実装形態において、１つのバーストは数百個のパルス、例えば１００〜４００個のパルスを含む。
【００３３】
図３も参照すると、制御系１５０は、ウェーハ露光信号３００を光源２０５に送信し、光源２０５を制御してウェーハ１２０を光ビーム２６０に露光するように構成することができる。ウェーハ露光信号３００は、ウェーハ１２０が露光されている間は高い値３０５（例えば１）を、ウェーハ１２０が露光されていないときは低い値３１０（例えば０）を有することができる。また、制御系１５０は、ゲート信号３１５を光源２０５に送信する。ゲート信号３１５は、１つのパルスのバーストの間は高い値３２０（例えば１）を有し、連続するバーストとバーストの間の時間は低い値３２５（例えば０）を有する。制御系１５０は、光源２０５にトリガ信号３３０も送信する。トリガ信号３３０は、光源２０５の各パルスの間は高い値３３５（例えば１）を有し、連続する各パルス間の時間については低い値３４０（例えば０）を有する。    
【００３４】
以上で考察したように、電圧を電極２１７に印加することにより利得媒体２１９が励起されるとき、利得媒体２１９は光を放射する。電圧が電極２１７にパルスで印加されるとき、媒体２１９から放射された光もパルス化される。従って、パルス光ビーム２６０の繰り返し率は、光パルスを発生する電圧が電極２１７にそれぞれ印加される速度により決定される。トリガ信号３３０は、例えば電極２１７への電圧の印加及びパルスレートを制御するのに使用することができる。光パルスは利得媒体２１９中を伝搬し、出力結合器２１８から放電チャンバ２１４を出る。従って、電圧を電極２１７に周期的に繰り返し印加することによりパルス列が作成される。
【００３５】
電極２１７に電圧を印加することにより生じる放電は、チャンバ２１４に音波を生成することもできる。これらの音波はチャンバ２１４内を伝搬することができ、チャンバ２１４の壁から反射することができる。音波及び／又は音波の反射は、利得媒体に衝撃波面を形成することができる。電極２１７の初期放電により生成される音波の反射は、電極２１７が後続の光パルスを発生するために放電しているときに、電極２１７の間にある放電領域２１３に存在していてもよい。このように、反射した音波は後続の光パルスを偏向させることができる。
【００３６】
光パルスの波長は、光が回折光学素子（ライン狭隘化モジュール２１６など）と相互作用する角度に依存するため、光がチャンバ２１４内を伝搬する角度が変更されるように後続の光パルスを偏向させることは光パルスの波長を変化させる。従って、音波、及びチャンバ壁からの音波の反射は、パルス光ビーム２６０の波長誤差の増加を引き起こし得る。チャンバ２１４内の音波により引き起こされる偏向は、チャンバ２１４の幾何形状、チャンバ２１４の製造公差、チャンバ２１４の温度、及び異なる光源間で異なり得る、及び／又は光源の動作状態と共に変わり得る他の要因に依存する。バーストの最初の数個のパルスについて、衝撃波面はかなり顕著であり、結果として、波長誤差を増加させるバースト音響過渡が開始する。このバースト音響過渡の開始とこれがパルス光ビーム２６０の波長に及ぼす影響とは、同じ動作状態に対する１つのバーストから次のバーストに及ぶ最初の数個のパルスについての反復可能なプロファイルを有する。数個のパルスの後、これらの衝撃波面はスクランブルされ、波長誤差に及ぼす影響に対する反復可能な明確なプロファイルを有する代わりに、波長誤差のノイズに寄与する。この音響過渡がパルス光ビーム２６０の波長に及ぼす正確な影響は、典型的には実験的に正確に測定され得るのみで、事前に知らない場合が多く、また、光源２０５の動作中に変化し得る。
【００３７】
制御系１５０は、波長誤差がバースト不変である（換言すれば、波長誤差がパルス光ビーム２６０の少なくとも２つのバースト内のパルスについて同じか又は類似する）限り、現在のバーストの波長誤差に関する情報又はその原因が事前に知られていることを必要とせず、光源２０５の動作中に生じる斯かる反復的波長誤差を補償する。また、制御系１５０は、前に発生したパルスのバースト内のパルスの波長データから決定された情報を用いてパルス毎にバースト内のパルスの波長誤差を補償する。
【００３８】
図４Ａを参照すると、例示的な光学系４００のブロック図が示されている。光学系４００は、光ビーム４２４を放射する光源４０５と、制御系４５０とを含む。制御系４５０は、システム１００（図１）及び２００（図２）の制御系１５０として使用することができる。光源４０５は、光源１０５（図１）又は２０５（図２）に類似していてもよい。
【００３９】
光ビーム４２４は、バースト及び各バースト内の光パルスを含む。光パルスは光源４０５の繰り返し率で発生され、バーストは光源から光パルスが放射されない一時的期間により分離される。
【００４０】
制御系４５０は、パルスのバースト内のパルスの波長に関する情報を、信号４５８を介して線中心分析モジュール４２０から受け、毎パルス補正信号又はフィードフォワード補正信号とも呼ばれる補正信号４５７を光源４０５に供給することにより、光ビーム４２４の波長誤差を許容範囲内にまで低減する。制御系４５０は、補正信号４５７を決定するフィードフォワード安定化モジュール４６０を含む。
【００４１】
フィードフォワード補正信号４５７は、前のバースト内のパルスの波長データから決定され、その結果、フィードフォワード補正信号４５７の決定は、光源４０５内を現在伝搬しているバーストのパルスに関する波長情報を受け取ることに依存せず、線中心分析モジュール４２０からのデータ受け取りの遅延の影響を受けない。従って、フィードフォワード補正信号４５７は、高い繰り返し率、例えば６，０００ヘルツ（Ｈｚ）以上の繰り返し率でパルスを発生する光源に印加することができる。光源４０５の構成要素は、フィードフォワード安定化モジュール４６０をより詳細に考察する前に考察される。
【００４２】
光源４０５は、２つの細長の電極４１７と、混合ガスである利得媒体４１９と、電極４１７間でガスを循環させるためのファン４２１とを有する放電チャンバ４１４を含む。共振器が放電チャンバ４１４の一方の側のライン狭隘化モジュール４１６と放電チャンバ４１４の第２の側の出力結合器４１８との間に形成される。電極４１７に電圧が印加されると、利得媒体４１９は、共振器内を伝搬する光を放射し、パルス光ビーム４２４を形成する。ライン狭隘化モジュール４１６は、例えば光を反射する及び／又は屈折させることにより、共振器内を伝搬する光と相互作用する光学素子４４２を含む。光学素子４４２は、光ビーム４２４のスペクトル出力を精密に調整するグレーティングなどの回折光学素子であってもよい。いくつかの実装形態において、光学素子４４２は、プリズムなど光の波長に基づいて光を分散させる屈折素子である。いくつかの実装形態において、光学素子４４２は、２つ以上の光学素子を含む光学装置であってもよく、例えば屈折要素及び反射要素の両方を有していてもよい。
【００４３】
光学素子４４２は、光学素子４４２を移動させる又は光学素子４４２の形状を変更するように制御可能なアクチュエータ４４４に結合されている。アクチュエータ４４４は、光学素子４４２を移動させる又は形状を変化させることができる任意のタイプのアクチュエータであってもよい。例えば、アクチュエータ４４４は、電圧の印加に応答して形状及び／又は大きさを変化させる圧電材料であってもよい。この例では、電圧を印加してアクチュエータ４４４の形状を変化させることによって光学素子４４２を移動させる。光学素子４４２は、直接的又は間接的な物理的接触によってアクチュエータ４４４に結合することができる。例えば、アクチュエータ４４４は、光学素子４４２、又は光学素子４４２に接触する要素（例えばマウント）に接触することができる。いくつかの実装形態において、アクチュエータ４４４は、物理的に接触することなく光学素子４４２を移動させる。
【００４４】
光源４０５は、出力結合器４１８からの出力光ビームを受けてパルス光ビーム４２４を形成する線中心分析モジュール４２０も含む。線中心分析モジュール４２０は、パルス光ビーム４２４のパルスの波長を監視及び／又は測定する測定系である。いくつかの実装形態において、線中心分析モジュール４２０は、パルス光ビーム４２４の各パルスの波長を測定する。
【００４５】
線中心分析モジュール４２０が測定した波長情報は、信号４５８を介して制御系４５０に提供される。波長情報は、例えば、ビーム４２４の光パルスの波長、測定された中心波長、波長帯域、及び／又は波長誤差を示すデータを含むことができる。制御系４５０は、１つのバースト（上付きでｉが添え字される）の各パルス（下付きでｋが添え字される）について線中心分析モジュール４２０から波長情報を受け取ることができる。制御系４５０は、光ビーム４２４の一時的繰り返し率における線中心分析モジュール４２０からのバーストｉ内のパルスｋの波長情報を表す信号４５８
【数１】
2019179935.tif 000003
のインスタンスを受信する。従って、制御系４５０は、１つのバースト内の各パルスについての信号４５８
【数２】
2019179935.tif 000004
のインスタンスを受信することができる。これらの受信した信号４５８のインスタンスは、電子記憶装置４６１に記憶され、後続の（後で発生する）バーストのパルスに印加されるフィードフォワード補正信号を決定するのに使用される。
【００４６】
図４Ｂも参照すると、フィードフォワード安定化モジュール４６０は、前のバーストのパルスからの波長情報を用いてフィードフォワード補正信号４５７を決定する。以上で考察したように、受信した信号
【数３】
2019179935.tif 000005
４５８のインスタンスは、電子記憶装置４６１（図４Ａ）に記憶される。フィードフォワード補正信号４５７を決定し、バーストｉのパルスに印加するために、波長情報の以前のインスタンス４５９が電子記憶装置４６１からアクセス又は検索される。以前のインスタンス４５９は、バーストｉ−１のパルスｋ−ｍ〜ｋ＋ｎのサブセット中の各パルスについての波長情報を含み、
【数４】
2019179935.tif 000006
と表される（ここでｎ、ｍ、ｋ、及びｉは、整数値である）。この例では、以前のインスタンス４５９は、時間的に連続する一連のパルス（パルスｋ及びｋ＋１など）についての波長データを含む。しかし他の例では、以前のインスタンス４５９は、サブセット中のいかなる他のパルスとも連続しないパルスのサブセットについての波長データ、又は、サブセット中のいかなる他のパルスとも連続しないパルス及びサブセット中の少なくとも１つの他のパルスに連続するパルスを含むパルスのサブセットについての波長データを含む。換言すれば、フィードフォワード信号４５７を決定するのに用いられるバーストｉ−１内のパルスのサブセットは、バーストｉ−１内のパルスの一部又は全部を含むことができる。
【００４７】
また、この例では、バーストｉのパルスに印加されるフィードフォワード補正信号４５７を決定するのに用いられる以前のインスタンス４５９は、直前のバースト（バーストｉ−１）からの波長情報である。しかし他の例では、以前のインスタンス４５９は、任意の以前のバーストからの波長データを含むことができ、及び／又は複数の以前のバーストからの波長データを含むことができる。
【００４８】
フィードフォワード安定化モジュール４６０は、以前のインスタンス４５９
【数５】
2019179935.tif 000007
を用いて、バーストｉのパルスｋ−ｍ〜ｋ＋ｎのサブセット中の各パルスについての信号、情報、又は／又は値を含むフィードフォワード補正信号４５７
【数６】
2019179935.tif 000008
を決定する。フィードフォワード補正信号４５７
【数７】
2019179935.tif 000009
のインスタンスは、バーストｉのパルスｋが光学素子４２２と相互作用している間にライン狭隘化モジュール４１６に印加されるとき、反復的撹乱から生じるパルスｋの波長誤差を低減する又は取り除く値、波形、又は量である。
【００４９】
フィードフォワード安定化モジュール４６０は、学習制御モジュール４６２を含み、いくつかの実装形態において、ローパスフィルタモジュール４６４を含むことができる。学習制御モジュール４６２は、例えば、ＰＤ型（比例微分型）繰り返し学習制御、二次繰り返し学習制御（Ｑ−ＩＬＣ）、プラントインバージョン、及び／又はＨインフィニティなどの繰り返し学習制御（ＩＬＣ）技術を含むことができる。学習制御モジュール４６２は、波長データを分析し、パルスのサブセット中の各パルスの波長誤差の特性（波長誤差の大きさなど）を決定する（すなわち学習する）。このように、学習制御モジュール４６２及びフィードフォワード安定化モジュール４６０は、光源４０５の幾何形状についての事前の知識を必要とせずに波長誤差を補正し、また、時間と共にゆっくりと生じる可能性がある撹乱の影響の変化に適応することができる。
【００５０】
ローパスフィルタモジュール４６４は、学習制御モジュール４６２の出力及び／又は波長データをフィルタリングし、波長又は波長誤差の急激な変化を拒否する。ローパスフィルタモジュール４６４は、反復的でない、又はバーストによって急変する撹乱が引き起こし得る波長誤差の高周波成分（例えば１，０００Ｈｚ以上の周波数すなわち成分）を遮断する役割を果たす。例えば、ローパスフィルタモジュール４６４は、たった１つのバーストの波長データに影響を及ぼす１回限りの撹乱がフィードフォワード補正信号４５７を大幅に変更するのを防ぐ。フィードフォワード補正信号４５７に１回限りの撹乱を含むことによって、ライン狭隘化モジュール４１６の光学素子が、バーストｉ及び／又は後続のバースト内の他のパルスの波長誤差を増加させるほど比較的大きく移動することになりかねない。
【００５１】
また、ローパスフィルタモジュール４６４を用いることで、フィードフォワード補正信号４５７が数個（例えば１０個以下）のバースト内に収束可能になる。フィードフォワード補正信号４５７は、例えば、フィードフォワード補正信号４５７が印加されたバースト内のパルスの波長誤差が完全に許容可能な値の範囲内にあるときに収束したと考えられる。図７Ａ〜７Ｄ及び図８Ａ〜８Ｄは、革新的な波長誤差の補償、及び光源が発生したパルスのバーストに印加されるフィードフォワード補正信号の収束の一例を示している。
【００５２】
電子記憶装置４６１と共に、制御系４５０は、電子プロセッサ４５２及び入出力（Ｉ／Ｏ）インタフェース４５６も含む。電子記憶装置４６１は、ＲＡＭなどの揮発性メモリ、又は不揮発性メモリであってもよい。いくつかの実装形態において、電子記憶装置４６１は、不揮発性部分又は要素と揮発性部分又は要素の両方を含んでいてもよい。電子記憶装置４６１は、実行時に、プロセッサ４５２に制御系４５０及び／又は光源４０５の他の構成要素との通信を行わせる、恐らくはコンピュータプログラムなどの命令を記憶する。命令は、例えば電子記憶装置４５４にパルス光ビーム４２４のパルスの波長に関連するデータを記憶させる命令であってもよい。命令は、電子プロセッサ４５２に、例えば毎パルス補正信号４５７の検索を行わせる、及び／又は記憶された波長情報を分析させて毎パルス補正信号４５７の決定を行わせる、及び毎パルス補正信号４５７に基づいて電圧信号を発生させる命令であってもよい。
【００５３】
電子プロセッサ４５２は、汎用又は専用マイクロプロセッサなどのコンピュータプログラムの実行に適した１つ以上のプロセッサや、任意の種類のデジタルコンピュータの任意の１つ以上のプロセッサである。一般に、プロセッサは、読み出し専用メモリ、ランダムアクセスメモリ、又はその両方から命令及びデータを受信する。電子プロセッサ４５２は、いずれのタイプの電子プロセッサであってもよい。
【００５４】
Ｉ／Ｏインタフェース４５６は、制御系４５０がデータ及び信号を受信する、及び／又は、オペレータ、光源４０５、及び／又は別の電子デバイスで動作する自動プロセスにデータ及び信号を提供できるようにする任意の種類の電子インタフェースである。例えば、Ｉ／Ｏインタフェース４５６は、視覚表示装置、キーボード、又は通信インタフェースのうちの１つ以上を含むことができる。
【００５５】
図５Ａを参照すると、別の例示的な光学系５００のブロック図が示されている。光学系５００は、光源４０５と、光源４０５から信号４５８を介して波長データを受け取る制御系５５０とを含む。制御系５５０は、互いを補完するフィードバック経路５０２及びフィードフォワード経路５０３を含み、波長誤差のさらなる低減を達成することができる。フィードフォワード経路５０３は、フィードフォワード補正信号４５７
【数８】
2019179935.tif 000010
を発生し、図４Ａ及び４Ｂに関して以上で考察したように、バーストｉのパルスｋ〜ｋ＋ｎの波長誤差を補正、すなわち低減するフィードフォワード安定化モジュール４６０を含む。以上で考察したように、フィードフォワード補正信号４５７
【数９】
2019179935.tif 000011
は、バーストｉのパルスｋ−ｍ〜ｋ＋ｎからの波長データに基づいて決定される。
【００５６】
フィードバック経路５０２は、バーストｉの以前のパルス（パルスｋ）についての波長情報
【数１０】
2019179935.tif 000012
に基づいて、バーストｉのパルスｋ＋１の波長誤差を補正するフィードバック補正信号５５７
【数１１】
2019179935.tif 000013
を発生する。フィードバック補正信号５５７（Ｕ）は、フィードフォワード補正信号４５７に付加され、ライン狭隘化モジュール４１６に印加される補正信号５５９（Ｗ）を発生する。フィードバック経路５０２は、電子記憶装置５６１も含む。電子記憶装置５６１は、電子記憶装置４６１と同じタイプの構成要素であってもよい。また、電子記憶装置５６１及び電子記憶装置４６１は、単一の電子記憶装置として実装することができる。
【００５７】
フィードバック経路５０２はフィードフォワード経路５０３と相補的である。以上で考察したように、フィードフォワード補正信号４５７（Ｖ）は、バースト間でゆっくりと変化している、又は不変である撹乱を補正する。バースト間でゆっくりと変化している撹乱に加えて、他の様々な撹乱及び物理的影響が波長誤差に寄与し得る。例えば、波長誤差は、光源４０５内の光と相互作用する光学素子４４２の位置、ドリフト、及び／又は機械的振動により引き起こされ得る。フィードバック経路５０２は、フィードフォワード経路５０３が対処した撹乱に加えて、斯かる撹乱を解消するのに使用することができる。
【００５８】
フィードバック経路５０２は、任意のフィードバックコントローラ又はモジュールを含むことができる。フィードバックコントローラは、システムの特性を変更するのに使用される。フィードバックコントローラは、特性の測定値であり、システムから受信される入力と、システムに提供され、システムの特性を変更するための信号又はデータである出力とを有する。入力が受信されると、システムに提供される次の出力は、受信された入力に基づいて変更又は駆動される。フィードバック経路５０２において、信号４５８が提供する線中心分析モジュール４２０からの波長データは入力であり、出力はフィードバック補正信号５５７である。例えば、バーストｉのパルスｋについての波長情報を含む信号４５８
【数１２】
2019179935.tif 000014
のインスタンスは、フィードバック経路５０２への入力であり、フィードバック経路５０２は、この入力に基づいてバーストｉ内の次のパルス（パルスｋ＋１）の波長を補正するための信号であるフィードバック補正信号５５７
【数１３】
2019179935.tif 000015
のインスタンスを発生する。フィードバック補正信号５５７は、バーストｉ内の各パルスに対する値を含むフィードフォワード補正信号４５７に付加され、補正信号５５９を発生する。ライン狭隘化モジュール４１６に提供され、バーストｉ内のパルスｋ＋１を補正する補正信号５５９のインスタンスは、式１に示すように表される。
【数１４】
2019179935.tif 000016
ここで
【数１５】
2019179935.tif 000017
は、バーストｉのパルスｋ＋１についてフィードバック経路５０２により決定されるフィードバック補正信号５５７であり、
【数１６】
2019179935.tif 000018
は、バーストｉのパルスｋ＋１についてフィードフォワード経路５０３により決定されるフィードフォワード補正信号４５７である。
【００５９】
フィードバック式に動作するいずれのコントローラも、フィードバック経路５０２として使用することができる。図５Ａの例において、フィードバック経路５０２は、例えばモデルを通じて撹乱を解消する推定モジュール５５１及び作動制御装置５５５を含む。推定モジュール５５１は、波長だけでなく光源４０５内の構成要素（光学素子４４２など）の状態に影響を及ぼす、時変配列Ｘとして表される撹乱状態を推定し、推定値を作動制御装置５５５に提供する。推定された状態に基づいて、作動制御装置５５５は、光源４０５に印加されたとき、アクチュエータ４４４に、推定モジュール５５１が光源４０５に存在すると予測する種々の撹乱を補償する動作を行わせるフィードバック補正信号Ｕ（５５７）を決定する。信号５５７は、以前に決定された信号に関連した変化量を表すことができる、又は信号５５７は、別の決定値に関連しない絶対値であってもよい。
【００６０】
図５Ｂも参照すると、いくつかの実装形態において、推定モジュール５５１は、撹乱及びシステム変動をモデル化する波長推定モジュール５８２も含む。波長推定モジュール５８２は、アクチュエータダイナミクスモジュール４８４、二次撹乱モジュール５８６、及び狭帯域撹乱モジュール５８８を含む。アクチュエータダイナミクスモジュール５８４は、光学素子４４２及び／又はアクチュエータ４４４の挙動のモデルを提供する。このモデルは、光学素子４４２及び／又はアクチュエータ４４４の状態を周期的に予測するのに使用することができる。光学素子４４２の状態は、例えば光学素子４４２の位置及び／又は速度を表す１つ以上の値を含むことができる。
【００６１】
アクチュエータダイナミクスモジュール５８４は、アクチュエータ４４４への入力の印加に応答したアクチュエータ４４４の物理的移動又は動作のモデルを提供する。例えば、アクチュエータ４４４が圧電変換器（ＰＺＴ）である例では、アクチュエータダイナミクスモジュール５８４は、アクチュエータ４４４を二次システムとしてモデル化する。アクチュエータ４４４の状態は、時間と共に変化し得るアクチュエータ４４４に関連付けられたいずれの量又は質であってもよい。例えば、状態はアクチュエータ４４４に印加される電圧であってもよい。アクチュエータ４４４の状態は、２つ以上の量又は質を含むことができる。例えば、アクチュエータの状態は、１つ以上の次元におけるアクチュエータの現在位置及び現在速度、並びにアクチュエータ４４４に直近に印加された電圧であってもよい。二次撹乱モジュール５８６は、光源４０５におけるよく理解された撹乱をモデル化する。例えば、二次撹乱モジュール５８６は、経時的な波長ドリフトをモデル化することができる。狭帯域撹乱モジュール５８８は、小さい周波数帯域に存在する撹乱（例えば１０ヘルツ（Ｈｚ）以下の帯域内に存在する撹乱）をモデル化する。
【００６２】
推定モジュール５５１において、波長推定モジュール５８２の出力は、行列Ａ及びＢを含む状態空間ダイナミックモデル４８０を形成する。行列Ａ及びＢは、次のパルス（ｋ＋１）についての状態配列Ｘである
【数１７】
2019179935.tif 000019
を、現在のパルスｋについての
【数１８】
2019179935.tif 000020
の値及びフィードバック信号
【数１９】
2019179935.tif 000021
に基づいて予測又は推定する更新モジュール５８５に提供される。式（２）を用いて、状態
【数２０】
2019179935.tif 000022
の推定値を次式から求めることができる。
【数２１】
2019179935.tif 000023
ここでｋはバーストｉ内のパルスを示し（ｋは現在の、すなわち直近のパルスに関連付けられたデータであり、ｋ＋１は次の、すなわち直後のパルスである）、Ｕは、作動制御装置５５５により決定されるフィードバック補正信号５５７を表し、行列Ａ及びＢの係数は、波長推定モジュール５８２により提供される。従って、
【数２２】
2019179935.tif 000024
は、光源４０５内の１つ以上の構成要素の現在の状態又は状況であり、
【数２３】
2019179935.tif 000025
は、作動制御装置５５５の直近に生成された出力（フィードバック補正信号５５７）である。Ｘの以前の値（例えば
【数２４】
2019179935.tif 000026
）は、電子記憶装置５６１に記憶され、電子記憶装置５６１から取得することができ、
【数２５】
2019179935.tif 000027
の値は作動制御装置５５５から取得することができる。従って、
【数２６】
2019179935.tif 000028
は、式（２）から決定することができる。
【００６３】
以上で考察した方法は、光源４０５について知られ、波長推定モジュール５８２及び状態空間ダイナミックモデル５８０に含まれる情報などの先験的情報に基づいている。しかし、光源４０５についての正確な情報と仮定されるこの先験的情報は、システム間の変動や他の未取得の情報があるために完全に正確ではない可能性がある。従って、更新モジュール５８５の第２の機能は、信号４５８を介して線中心分析モジュール４２０から受信した以前の波長測定値を用いて状態推定値
【数２７】
2019179935.tif 000029
を現実に近くなるように更新し、測定データに基づいた更新測定値
【数２８】
2019179935.tif 000030
を生成することである。この測定値の更新は、例えばカルマンフィルタを用いて行うことができる。そして、状態
【数２９】
2019179935.tif 000031
の推定値は、次の式（３）から取得することができる。
【数３０】
2019179935.tif 000032
【００６４】
【数３１】
2019179935.tif 000033
が決定された後、推定モジュール５５１は、
【数３２】
2019179935.tif 000034
を作動制御装置５５５に提供する。作動制御装置５５５は、パルス（ｋ＋１）において光源４０５に提供された場合に光源４０５及び／又は光源４０５の構成要素に作用し、一定の制約条件を満たしながら光ビーム４２４の所望の波長に近い波長を達成するフィードバック補正信号５５７、Ｕを決定する。この所望の波長は、例えば目標波長であってもよい。信号５５７の決定は、例えばＵ（光源４０５に供給される信号）の値を最適化し、制約条件を満たしながらＸに含まれる値を考慮して波長誤差を最小化することを含むことができる。最適化に用いられる制約条件の一例は、Ｕの絶対値が閾値未満であることであってもよい。例えば、Ｕは、アクチュエータ４４４に印加され、光学素子４４２を移動させる電圧又は電流を表すことができる。大きな値のＵを禁じる制約条件によって、大きい電流又は電圧のアクチュエータへの印加を防止することができる。最適化は、例えば線形二次レギュレータ（ＬＱＲ）として実装することができる。作動制御装置４５５の出力は、次に現在値
【数３３】
2019179935.tif 000035
に線形的に追加されるＵの漸進的変化であってもよい。
【００６５】
従って、作動制御装置５５５は、フィードバック補正信号５５７の次の値、又はフィードバック補正信号５５７の現在の値と比較した漸進的変化（この例ではいずれも
【数３４】
2019179935.tif 000036
で表される）を決定し、このフィードバック補正信号５５７をフィードフォワード補正信号４５７
【数３５】
2019179935.tif 000037
と（例えばスカラー加算により）結合されるように供給し、光源４０５に供給される補正信号５５９
【数３６】
2019179935.tif 000038
を形成する。
【数３７】
2019179935.tif 000039
は、（波長誤差の原因である構成要素の状態及び／又は状況である）
【数３８】
2019179935.tif 000040
及び
【数３９】
2019179935.tif 000041
（以前に適用されたフィードバック信号５５７の値）から決定されるため、
【数４０】
2019179935.tif 000042
（バーストｉのパルスｋ＋１に対するフィードフォワード補正信号）を含む信号５５９
【数４１】
2019179935.tif 000043
を光源４０５に印加することによって、目標波長により近い波長を有し、従って波長誤差が低減されたビームがもたらされる。このように、フィードフォワード安定化モジュール４６０を備えたフィードバック経路５０２を含むことによって、波長誤差を更に低減することができる。
【００６６】
図６も参照すると、例示的なプロセス６００のフローチャートが示される。プロセス６００は、光源が発生する光ビームの波長変動を補償するのに使用することができる。プロセス６００は、光源が発生した光のバーストに生じる反復的撹乱により引き起こされる波長変動を補償するのに使用することができる。反復的撹乱の一例は、例えばバースト自体の発生から生じる撹乱など、各バーストの発生と共に生じる物理事象である。このような撹乱は、同じ動作状態に対して各バーストに同様に現れ、従って、バースト間でゆっくりと変化している、又は不変であり、フィードフォワード式に補償することができる。
【００６７】
プロセス６００は、制御系４５０、フィードフォワード安定化モジュール４６０、及び光源４０５に関連して考察される。しかし、他の実装形態も考えられる。例えばプロセス６００は、制御系１５０又は制御系２５０の１つ以上の電子プロセッサにより実行することができる。また、プロセス６００がフィードバック態様も含む実装形態において、プロセス６００は、図５Ａ及び５Ｂの制御系５５０のような、フィードバック経路とフィードフォワード経路の両方を含む制御系により実行することができる。
【００６８】
いくつかの実装形態において、プロセス６００は、制御系１５０、２５０、４５０、及び５５０のいずれかのような制御系の一部である１つ以上の電子プロセッサにより実行することができる。いくつかの実装形態において、プロセス６００は、光源１０２又は２０５の２つ以上のサブシステムの一部であるプロセッサなどの分散電子プロセッサにより実行される。例えばプロセス６００の一部は、光源１０５又は光源２０５のみと通信するために接続された別個の制御系の１つ以上の電子プロセッサにより実行することができる一方、他の一部は、制御系１５０又は２５０の１つ以上の電子プロセッサによりそれぞれ実行される。更に、プロセス６００は、機械可読かつ実行可能な命令として実装され、コンピュータ可読媒体に記憶することができるため、プロセス６００は、光源の既存のコントローラ又は制御系にアップグレード又は改造としてインストールすることができる。
【００６９】
光ビームが受光される（６０５）。光ビームは、反復的な、又はバースト間で不変の撹乱により引き起こされる非ゼロ波長誤差を有する。光ビームは、線中心分析モジュール４２０、又はパルス光ビームのパルスの波長の値を測定、監視、決定する、及び／又はこれにアクセスする別のモジュールで受光することができる。光ビームは、光源４０５が発生するパルス光ビーム４２４であってもよい（図４Ａ）。光ビームは、エキシマレーザが発生することができる、又はレーザでない光源からのパルス光ビームであってもよい。
【００７０】
光ビームは、少なくとも光パルスの第１のバースト及び光パルスの第２のバーストを含む。パルスの第１及び第２のバーストの各々は、数百個のパルス、例えば１００〜４００個のパルスを含むことができる。パルスの第１のバーストはパルスの第１のサブセットを含み、パルスの第２のバーストはパルスの第２のサブセットを含む。パルスの第１及び第２のサブセットは、それぞれ第１及び第２のバースト内のパルスの全て又は一部を含むことができる。パルスのサブセット中のパルスは、バースト内の連続パルス若しくは不連続パルスであるパルス、又は連続パルス若しくは不連続パルスの組み合わせであってもよい。換言すれば、いずれの所与のパルスのサブセット中のパルスも、バースト内にある光パルスのいずれかを含むことができる。パルスの第１のサブセット中のパルス及びパルスの第２のサブセット中のパルスは、これらの各バースト内の同じバーストに対応することができる。例えば、これらの実装形態において、パルスの第１のサブセットが第１のバーストのパルス１〜１０（最初の１０個の光パルス）を含む場合、パルスの第２のサブセットは第２のバーストのパルス１〜１０（最初の１０個の光パルス）を含む。
【００７１】
図７Ａ〜７Ｄ及び図８Ａ〜８Ｄに関連して以下で考察されるように、撹乱は、反復可能なプロファイルを有する過渡的波長誤差を引き起こす可能性があり、誤差の大きさは、バーストの初めに生じるパルスで最大であり、バーストに後で生じるパルスがより小さい波長誤差を有するように経時的に小さくなる。従って、いくつかの実装形態において、パルスの第１及び第２のサブセットは、それぞれ第１及び第２のバーストの最初の（冒頭の）Ｎ個のパルスを含むことができる。これらの実装形態において、Ｎは任意の整数値であってもよい。例えばＮは６０であってもよく、この例では、パルスの第１のサブセット及びパルスの第２のサブセットはそれぞれ、それらの各バースト内の最初の６０個の連続的な光パルスを含む。いくつかの例において、Ｎは２０〜６０の間の値である。
【００７２】
パルスの第１及び第２のバーストは時間的に分離され、パルスの第１のバーストは、時間的にパルスの第２のバーストよりも前に受け取られる。第１のバーストが終了し、第２のバーストが開始する時間の間に、パルス光ビームは、ビームが光を含まない一時的期間を有する。光パルスの第１のバースト及び光パルスの第２のバーストは、連続バーストであってもよく、第１及び第２のバーストは、光パルスの第１のバーストの後で光パルスの第２のバーストの前に生じるようなパルスの１つ以上の介在バーストにより時間的に分離することができる。
【００７３】
波長誤差は、パルスの第１のサブセット中の各パルスについて決定される（６１０）。特定の光パルスの波長誤差は、そのパルスの目標波長と決定された波長の差である。決定された波長は、線中心分析モジュール４２０により測定され、制御系４５０に提供されてもよく、制御系４５０は、線中心分析モジュール４２０が求めた波長測定値から波長誤差を決定することができる。決定された波長誤差は、毎パルス補正信号を決定し、パルスの後続のバースト内のパルスの波長誤差を補正するのに使用するために電子記憶装置４６１に記憶される。
【００７４】
毎パルス補正信号は、パルスの第１のサブセットについて決定された波長誤差に基づいて決定される（６１５）。毎パルス補正信号は、後で発生するバーストのパルス（この例では第２のバーストのパルス）に印加されるため、フィードフォワード補正信号とも呼ばれる。毎パルス補正信号は、前のバーストのパルスから決定された波長誤差をフィードフォワード安定化モジュール４６０に提供することにより決定することができる。毎パルス補正信号は、パルスの第２のサブセット中の各パルスに対する値を含む。バーストｉについて、毎パルス補正信号又はフィードフォワード補正信号は、
【数４２】
2019179935.tif 000044
と表される。補正信号
【数４３】
2019179935.tif 000045
の各値は、バーストｉの光パルスｋに印加されるとき、光パルスｋの波長が目標波長に等しい、又は補正が適用されなかった場合よりも目標波長に近くなるように、光パルスｋの波長を変更する信号の予測である質又は量を表す。換言すれば、フィードフォワード補正信号
【数４４】
2019179935.tif 000046
は、バーストｉのパルスｋの波長誤差を低減する。
【００７５】
決定された毎パルス補正信号に基づく補正は、第２のバースト内に含まれるパルスの第２のサブセット中の各パルスに適用される（６２０）。パルスの第２のサブセット中のいずれか１つのパルスに補正を適用することによって、パルスの第２のサブセット中のパルスの波長誤差が低減する。補正は、パルス（この例ではパルスの第１のサブセット）のあるバーストの一部であるパルスの波長誤差から決定され、また補正は、パルス（この例ではパルスの第２のサブセット）の別のバーストの一部であるパルスに適用される。このように、補正は、光源の機能の詳細な知識を持たずに合成することができる。また、補正は、後で発生するバースト内のパルスのサブセットに適用されることにより、本質的にフィードフォワードである。このように、補正の決定は、線中心分析モジュール４２０に発生し得る波長の決定の遅延と無関係である。これによって、プロセス６００を、例えば６０００Ｈｚ以上で動作する光源などの高繰り返し光源と共に用いることができる。
【００７６】
毎パルス補正信号は、例えば制御系４５０の電子プロセッサ４５２により用いられ、補正信号の値を表す電圧信号が発生する。この例において、補正はアクチュエータ４４４への電圧信号の印加である。電圧信号をアクチュエータ４４４に印加することによって、光学素子４４２は、パルスの第２のサブセット中のパルスを、パルスの第１のサブセット中の対応するパルスの測定波長誤差を補償する量だけ偏向させる量だけ移動する。以上で考察したように、波長誤差は、利得媒体４１９に衝撃波面をもたらす物理的撹乱から生じ得る。光学素子４４２を移動させることによって、チャンバ内を伝搬する光を衝撃波面による光の偏向に対抗する量だけ偏向させることができる。いくつかの実装形態において、毎パルス補正信号は、アクチュエータ４４４に作用するフィードバック又は制御信号に付加され、又はさもなければ結合され、光学素子４４２を移動させ、すなわち調整し、波長誤差の低減以外の補償又は変更のためにチャンバ２１４内のビームを変更することができる。これらの実装形態において、波長誤差の低減は、既存の補償又は変更技術に追加され、これらの他の技術を高めて助長する。
【００７７】
いくつかの実装形態において、ローパスフィルタ（ローパスフィルタモジュール４６４など）が、補正をパルスの第２のセット中のパルスに適用する前に毎パルス補正信号に適用される。以上で考察したように、補正がなければ、波長誤差はパルスのバースト間で不変である、又はゆっくりと変化している。ローパスフィルタは、例えば光源４０５のノイズ、振動又は予期せぬ動きにより引き起こされ、不正確な毎パルス補正信号及び不正確な補正を生じさせるおそれがある高頻度の波長誤差を受け入れない。
【００７８】
ローパスフィルタは、毎パルス補正信号のデジタル版をフィルタリングし、制御系４５０の電子プロセッサ４５２により実行されるソフトウェアとして実装することができる。他の実装形態において、ローパスフィルタは、補正信号のアナログ版に作用する電子構成要素（抵抗やコンデンサなど）の集合体であってもよい。いくつかの実装形態において、ローパスフィルタは、光パルスの２つのバースト間の時間の間に補正信号に適用される。
【００７９】
また、いくつかの実装形態において、補正がパルスの第２のバーストの第２サブセット中の各パルスに適用された後、第２サブセット中のパルスの波長誤差は上限及び下限と比較される。閾値数のパルスの波長誤差が上限よりも大きい又は下限よりも小さい場合は、波長誤差から毎パルス補正信号が決定される。上限よりも大きい波長誤差及び下限よりも小さい波長誤差を有するパルスが閾値数に満たない場合、いくつかの実装形態では、波長誤差から毎パルス補正信号が決定されない、又は毎パルス補正信号は所定の値（例えばゼロ）に設定される。
【００８０】
以上で考察した例は、補正を単一の後続バーストに適用することに関係している。しかし、毎パルス補正信号は、複数の後続バーストに適用することができる。また、プロセス６００は、繰り返し実行され、光源４０５の動作中に漸進的かつ反復的に波長誤差を低減することができる。
【００８１】
図７Ａ〜７Ｄ及び図８Ａ〜８Ｄも参照すると、光源からバースト８０１Ａ〜８０１Ｄに放射されたパルスの波長誤差を漸進的かつ反復的に低減するプロセス６００の一例が示されている。図８Ａ〜８Ｄは、それぞれバースト８０１Ａ〜８０１Ｄ内のパルスのサブセットのパルス数（ｋ）の関数として波長誤差を示している。図７Ａ〜７Ｄは、それぞれパルス数（ｋ）の関数として、例示的な毎パルス補正信号７００Ａ〜７００Ｄを示している。毎パルス補正信号７００Ａ〜７００Ｄは、プロセス６００から生成された補正信号の例である。バースト８０１Ａは、時間的に最初に発生し、バースト８０１Ｂ及び８０１Ｃが続き、時間的に最後にバースト８０１Ｄが発生する。光源は、以上で考察した光源１０５、２０５、及び４０５など、光パルスのバーストを含むパルスビームを放射するいずれの光源であってもよい。
【００８２】
示されている例では、光学チャンバ内に発生する過渡的な物理的影響が、バーストの初めに発生するパルスに最も顕著な波長誤差を引き起こす。この例における波長誤差は、二次又は三次インパルス応答の形を取り得る。
【００８３】
毎パルス補正信号７００Ａ〜７００Ｄは、パルスのサブセット中の各パルスに対する値を含む。以下で考察されるように、バースト８０１Ａ内のパルスの波長誤差は、毎パルス補正信号７００Ｂを決定するためにプロセス６００により用いられ、次に毎パルス補正信号７００Ｂは、バースト８０１Ｂのパルスに印加される。従って、図７Ａ〜７Ｄ及び図８Ａ〜８Ｄの例は、プロセス６００を用いた波長誤差のフィードフォワード補正を示している。
【００８４】
各波長誤差８００Ａ〜８００Ｄは、それぞれバースト８０１Ａ〜８０１Ｄ内のパルスのサブセット中の各パルスの波長誤差を含む。バースト８０１Ａ〜８０１Ｄのパルスのサブセット中にはＮ個のパルスがある（Ｎは任意の整数値である）。パルスのサブセットは、各バースト８０１Ａ〜８０１Ｄ内の全て又は全て未満のパルスを含むことができ、各サブセットは同数のパルスを含んでいる。バースト８０１Ａ〜８０１Ｄは、光源４０５などの光源が発生する光ビーム内に順次発生するバーストである。バースト８０１Ａは最初に発生し、バースト８０１Ｄは最後に発生する。
【００８５】
サブセット中の各パルスの波長誤差は、図８Ａ〜８Ｄ中の黒丸として示されている。補正信号７００Ａ〜７００Ｄは、それぞれバースト８０１Ａ〜８０１Ｄのパルスのサブセット中の各パルスに対する値を含む。補正信号７００Ｂ〜７００Ｄに基づく補正をバースト８０１Ｂ〜８０１Ｄ内のパルスのサブセット中のパルスにそれぞれ適用することによって、サブセット中の全てのパルスの波長誤差を下限８０２と上限８０３の間に収まる値の範囲内にまで低減することを目的に、バースト８０１Ｂ〜８０１Ｄ内のパルスの波長誤差を低減する。図８Ｄに示されるように、バースト８０１Ｄのパルスのサブセット中の全てのパルスの波長誤差は、下限８０２と上限８０３の間にある。上限及び下限８０２、８０３は、波長誤差の値である。上限及び下限は、光源に作用する特定可能な撹乱がないときでも生じると予想される波長誤差（それ以上低減できないほど十分小さい波長誤差）であってもよい、又は光源のユーザに影響を及ぼしていない波長誤差であってもよい。上限及び下限は、典型的には波長として表される。上限及び下限は、例えば＋／−０４０フェムトメートル（ｆｍ）以下であってもよい。いくつかの実装形態において、上限及び下限は、＋／−２０ｆｍ〜＋／−１００ｆｍであってもよい。
【００８６】
補正信号７００Ａは、初期値補正信号である。補正信号の初期値は任意の値を有することができる。示されている例において、補正信号７００Ａは、バースト８０１Ａのパルスのサブセット中の全てのパルスについてゼロの値を有する。従って、補正信号７００Ａをアクチュエータ４４４に印加することによって、光学素子４４２は移動せず、バースト８０１Ａのパルスのサブセット中のパルスの偏向（すなわち波長）に影響を与えない。図８Ａは、補正信号７００Ａがアクチュエータ４４４に印加された後のバースト８０１Ａ内のパルスのサブセットの波長誤差８００Ａを示している。
【００８７】
波長誤差８００Ａは、補正信号７００Ｂを決定するのに用いられる（図７Ｂ）。補正信号７００Ｂは、バースト８０１Ｂ内のパルスのサブセット中の各パルスの値を含む。この値は、補正信号７００Ｂから決定された補正がアクチュエータ４４４に適用されるとき、アクチュエータ４４４が、バースト８０１Ｂのサブセット中の各パルスに波長誤差をもたらす物理的影響を打ち消す又は補償する量だけ光学素子４４２を移動させるものである。図７Ｂに示されているように、補正信号７００Ｂの値は、サブセット中のパルスによって変化し得る。従って、サブセット中の各パルスに異なる補正を適用することができる。例えば、光学素子４４２は、サブセット中の各パルスが異なる量だけ偏向できるように、バースト８０１Ｂのパルスのサブセット中の様々なパルスと相互作用する前に異なる量だけ移動することができる。
【００８８】
更に、図７Ｂは、波長誤差をもたらした過渡状態が終了したことを決定するプロセス６００の一例を示している。過渡状態の終了は、例えばパルスのサブセットの終わりにまで及び、下限８０２と上限８０３の間の波長誤差を有する一連のＭ（任意の正の整数値）個のパルスの第１のパルスを検出することにより決定することができる。図７Ａを再度参照すると、パルス８０４は、限界８０２及び８０３間の波長誤差を有する一連のパルスの第１のパルスである。この一連のパルスは、パルス８０４からパルスのサブセットの終わりにまで及ぶ。従って、過渡状態の終了はパルス８０４において検出され、補正信号８００Ｂのパルス８０４及び後続のパルスに対応する補正はゼロに設定される。いくつかの実装形態において、１つのバースト内のパルス数はカウントすることができ、過渡状態の終了は、光源の物理的理解に基づいてバースト内の第１のパルス後の一定のパルス数にあらかじめ設定することができる。
【００８９】
撹乱の波長誤差への影響がバースト間でゆっくりと変化しているため、バースト８０１Ａの波長誤差に基づいて決定された補正信号７００Ｂをバースト８０１Ｂのパルスに印加することによって、バースト８０１Ａ内のパルスと比較してバースト８０１Ｂのパルスの波長誤差の大きさを低減する。また、バースト８０１Ｂ内のより多くのパルスが、最小限度８０２及び最大限度８０３により規定された範囲内の波長誤差を有する。
【００９０】
波長誤差８００Ｂは、光学素子４４２が後続のバースト８０１Ｃのパルスと相互作用するときにアクチュエータ４４４に印加する電圧を決定するのに用いられる別の補正信号７００Ｃを決定するためにプロセス６００で用いられる。図８Ｃは、補正信号７００Ｃに基づいて調整された光学素子４４２と相互作用したパルスのバースト８０１Ｃのパルスの波長誤差８００Ｃを示している。波長誤差８００Ｃは、プロセス６００が撹乱によりもたれされた波長誤差の特性を反復的に学習し、後続の各バーストによる毎パルス補正の性能を漸進的に向上させているため、波長誤差８００Ａ及び８００Ｂよりも小さい。
【００９１】
同様に、波長誤差８００Ｃは、補正信号７００Ｄを決定するのに用いられる。補正信号７００Ｄは、後続バースト８０１Ｄのパルスが光学素子４４２と相互作用するときにアクチュエータ４４４に印加される電圧を発生するのに用いられる。パルスのバースト８０１Ｄ内のパルスの波長誤差８００Ｄは、波長誤差８００Ａ〜８００Ｃと比較して低減される。また、バースト８０１Ｄ内のパルスのサブセット中の全てのパルスが、上限８０３及び下限８０２の間にある。
【００９２】
従ってこの例では、プロセス６００は、波長誤差をパルスの４つのバーストの後の許容範囲内にまで低減する。サブセット中の全てのパルスが許容範囲内の波長誤差を有すると、プロセス６００は終了することができる。いくつかの実装形態において、プロセス６００は、許容範囲内の波長誤差を有するパルスを含むバーストが発生しても継続する。プロセス６００は、光源４０５が発生する全て又は全て未満のパルスのバーストに適用することができる。以上の例は、波長誤差をパルスの４つのバーストの後の許容範囲内にまで低減するプロセス６００を示しているが、他の例では、波長誤差は、それよりも多い又は少ない数のバーストの後の許容範囲まで低減することができる。例えば、波長誤差は、２〜１００個のバーストの後の許容範囲まで低減することができる。波長誤差が許容範囲まで低減される前に発生するバーストの数は、バースト間の波長誤差にどれくらいの変動があるかと、波長誤差の許容範囲とに依存する。バースト間の波長誤差の変動がより高い、すなわちより大きい、及び／又は波長誤差の変動の許容範囲がより小さい光ビームの場合、波長誤差が許容範囲内にまで低減される前に発生するバーストの数は結果的に多くなる。
【００９３】
波長誤差がパルスのバーストの閾値数内の許容範囲まで低減されない場合、波長誤差がバースト間で不変である又はゆっくりと変動しているという仮定が不正確である可能性がある。波長誤差が閾値数のバーストによる許容範囲内にない場合、プロセス６００は収束していないと決定され得る。この例では、毎パルス補正信号は不正確である可能性があり、毎パルス補正信号に基づく補正は、ゼロ、又は毎パルス補正信号に基づく補正を用いることができないことを制御系４５０に示す何らかの他の値に設定することができる。従って、毎パルス補正信号に基づく補正は、プロセス６００を適用できない状況において光源４０５のベースライン性能を低下させない。
【００９４】
このように、反復的な物理的撹乱から生じる過渡的波長誤差の特性（形状、大きさ、及び／又は持続時間）は、光源４０５の動作中に、光源４０５又は動作状態の事前の知識がない状態で学習される。過渡的波長誤差の特性を学習することにより、プロセス６００は、フィードフォワード的に波長誤差を補正及び／又は補償する。また、補正信号７００Ｂ〜７００Ｄは、光源４０５の動作中に複数回決定されるため、例えば電極４１７の作動パターン、利得媒体４１９の温度の変化によって動作中に生じる過渡的波長誤差の形状及び持続時間の変化が補償され得る。
【００９５】
また、図７Ａ〜７Ｄ及び図８Ａ〜８Ｄの例では、パルスの複数のバーストの波長誤差は、補正信号７００Ｄを決定する際に解消される。しかし、他の例では、補正信号７００Ｂ〜７００Ｄはいずれも単一の波長誤差から決定することができる。更に、補正信号７００Ｂ〜７００Ｄは、一組の波長誤差から決定することができる。また、補正信号７００Ｂ〜７００Ｄは、直前のバースト以外のバーストからの波長誤差に基づくことができる。例えば、いくつかの実装形態において、補正信号７００Ｄは波長誤差８００Ｂから決定することができる。
【００９６】
更に、光学素子４４２の動きを引き起こす電圧をアクチュエータ４４４に印加する例が提供されているが、決定された毎パルス補正信号に基づく補正は、他の形態を取ることができる。例えば、補正は、電子記憶装置４５４に記憶され、光学素子４４２に結合されたコントローラに供給される電子信号であってもよい。補正は、光源４０５が発生する光ビームの波長の補正又は変化をもたらす、任意の物理的あるいは電子的な量又は質であってもよい。
【００９７】
図９は、例えば図５Ａ、５Ｂ及び６に関連して以上で考察したフィードフォワード補償技術の有効性を示す模擬データを示している。図９は、６０００Ｈｚのパルス繰り返し率を有するレーザの移動ウィンドウの関数である１５０個のバーストにわたって平均化されたフェムトメートル（ｆｍ）単位の移動ウィンドウ波長誤差の曲線９０５及び９１０を示している。この例では、各バーストは、波長誤差が平均化されたパルスの１５０個のウィンドウを含み、数値が低い方のウィンドウはバースト内の初期パルスを含み、数値が高い方のウィンドウはバースト内の末期パルスを含む。従って、図９の横軸はパルス数（ｋ）と相関し、縦軸は波長誤差と相関がある。
【００９８】
曲線９０５は、フィードバック補償を用いるがフィードフォワード波長誤差補償を用いない場合の実績を示している。曲線９１０は、フィードフォワード補償を用いた補償後のシミュレートされた波長誤差を示している。
【００９９】
フィードバック補償のみを用いると、移動ウィンドウ波長誤差は、初期バースト過渡９０６に支配される。この初期バースト過渡９０６は、音響過渡に類似していてもよい。多くのフィードバックコントローラが、高いパルス繰り返し率（６，０００Ｈｚ以上）、及び線中心分析モジュールにおける約１６０マイクロ秒（μｓ）の処理遅延による過渡９０６を補償することを要求されていると考えられる。しかし、フィードフォワード波長誤差技術（フィードフォワード安定化モジュール４６０など）は、フィードバック波長コントローラと共に用いられるとき、過渡９０６を約４倍低減する。
【０１００】
他の実装形態は、以下の請求項の範囲内である。例えば、いくつかの実装形態において、主発振器２１２（図２）は、再生リング共振器として構成される。これらの実装形態において、シード光ビーム２２４は、電力増幅器２３０を通って誘導され、循環経路又はループが形成される。電力増幅器２３０が再生リング共振器である実装形態では、シード光ビーム２２４は、放電チャンバ２４０を繰り返し通過することにより増幅される。光学系２３２は、シード光ビーム２２４をインカップルし、リング共振器からの増幅された放射線の一部をアウトカップルして出力光ビーム２６０を形成する機構を提供する。例えば、光学系２３２は、当該機構として、シード光ビーム２２４及びリング共振器からの増幅された放射線を受ける部分反射鏡などの光結合器を含むことができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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【図７−８】
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【図９】
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【手続補正書】
【提出日】令和1年7月31日(2019.7.31)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
時間的に分離され、それぞれが動作状態と共に変動する過渡的波長誤差を含む、少なくとも光パルスの第１のバースト及び光パルスの第２のバーストを含む、光源から放射されたパルス光ビームを受けることと、
特定のパルスの波長誤差が前記特定のパルスの波長と目標波長の差である、前記パルスの第１のバースト内の２つ以上のパルスの波長誤差を決定することと、
前記光パルスの第１のバーストの前記過渡的波長誤差を、前記決定された波長誤差に基づいて決定することと、
決定された前記過渡的波長誤差に基づいて補正信号を決定することと、
前記補正信号に基づく補正を前記光パルスの第２のバーストのパルスの少なくともいくつかに適用することによって、前記パルスの第１のバーストの前記過渡的波長誤差と比較して前記パルスの第２のバーストの前記過渡的波長誤差を低減することと、を含む方法。
【請求項２】
動作状態と共に変動する前記過渡的波長誤差は、与えられた一組の動作状態の下で発生したパルスのバースト間でほぼ不変である、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記過渡的波長誤差は、前記パルス光ビームを放射する前記光源のチャンバ内の音響事象から生じる、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記過渡的波長誤差は、二次又は三次システムのインパルス応答により特徴付けられる、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記パルスの第１のサブセットは、前記光パルスの第１のバーストの全てのパルスより少ないパルスを含み、前記パルスの第２のサブセットは、前記光パルスの第２のバーストの全てのパルスより少ないパルスを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
パルス光ビームを放射する光源用の、前記光源に結合するように構成されたコントローラであって、前記コントローラは、
１つ以上の電子プロセッサと、
前記１つ以上の電子プロセッサの１つ以上に結合された非一時的コンピュータ可読記憶媒体であって、
前記１つ以上の電子プロセッサにより実行されるとき、
パルスの第１のサブセットを含む光パルスの第１のバースト、及びパルスの第２のサブセットを含む光パルスの第２のバーストを少なくとも含む、前記光源から放射されたパルス光ビームの情報にアクセスすることと、
特定のパルスの波長と目標波長の差である、前記パルスの第１のサブセット中の各パルスの波長誤差を決定することと、
決定された前記波長誤差に基づいて、前記パルスの第１のサブセット中の各パルスに関連付けられた補正信号を含む毎パルス補正信号を決定することと、
決定された前記毎パルス補正信号に基づく補正を、前記パルスの第２のサブセット中の各パルスに適用することにより、前記パルスの波長誤差を低減することと、
を含む動作を前記１つ以上のプロセッサに実行させる命令が記憶されたコンピュータ可読記憶媒体と、を含むコントローラ。
【請求項７】
一時的期間により分離され、それぞれが一時的繰り返し率で発生する光パルスを含むバーストを含む光ビームを放射するように構成された光源と、
前記光のバースト内の光パルスの波長を測定するように構成された線中心分析モジュールと、
前記一時的繰り返し率で前記波長の測定値を受けるように構成されたコントローラと、を含む光システムであって、
前記コントローラは、
パルスの第１のバースト内の前に発生したパルスの波長誤差に基づくフィードバック補正信号を決定して、前記パルスの第１のバースト内の特定のパルスの波長誤差を補償するように構成されたフィードバックモジュールと、
前に発生したバースト内の対応するパルスに基づいて、前記パルスの第１のバースト内の特定のパルスの波長誤差を補償するためのフィードフォワード補正信号を決定するように構成されたフィードフォワード安定化モジュールと、
実行されるとき、前記特定のバーストに対するフィードフォワード補正信号と前記特定のバーストに対するフィードバック信号を結合して、前記特定のバーストに対する結合補正信号を形成させ、前記結合補正信号を前記光源に供給して、前記第１のバースト内の前記特定のパルスの波長誤差を低減させる命令を含む非一時的なコンピュータ可読媒体に結合された１つ以上の電子プロセッサと、を含む、光システム。
【請求項８】
前記フィードフォワード安定化モジュールと、前記フィードバックモジュールとは、別個のモジュールであり、互いに独立している、請求項７に記載の光システム。
【請求項９】
前記波長誤差は複数の要因によって生じ、前記フィードバック補正信号は、前記複数の要因のうちのいくつかの要因によって生じる前記波長誤差を低減するように構成され、前記フィードフォワード補正信号は、前記複数の要因のうちの別のいくつかの要因によって生じる前記波長誤差を低減するように構成される、請求項７に記載の光システム。
【請求項１０】
前記フィードフォワード補正信号は、与えられた１組の動作状態において、前記第１のバーストと、後に発生するバーストとの間で実質的に不変である要因によって生じる波長誤差を低減するように構成され、
前記フィードバック補正信号は、バースト間で変動する要因によって生じる波長誤差を低減するように構成される、請求項９に記載の光システム。
【請求項１１】
前記過渡的波長誤差を決定することは、前記過渡的波長誤差の１つ以上の特性を決定することを含み、前記１つ以上の特性は、形状、大きさ、及び持続時間のうちの１つ以上を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記過渡的波長誤差の前記決定された１つ以上の特性は、前記光源の前記動作状態の変化に関する知識無しに、前記光源の前記動作状態の変化を解消するように変化する、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記動作状態は、繰り返し率、前記光源によって生成される前記パルスの作動パターンの変化、及び前記光源の利得媒体の温度のうちの１つ以上を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
前記光源の動作中、前記光源の物理的幾何形状に関する事前の知識無しに、前記過渡的波長誤差の１つ以上の特性が継続的に決定される、請求項１に記載の方法。
【外国語明細書】
2019179935000001.pdf