(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
出力を生成する光学空洞を形成するシードレーザと、
前記シードレーザの前記出力を受け取って増幅し、レーザシステムの出力を供給する増幅器レーザと、
レーザシステムの前記出力の帯域幅を測定して帯域幅測定値を供給する帯域幅測定モジュールと、
前記帯域幅測定値に応答して前記シードレーザ及び増幅器間の差動発射時間を選択的に調節する差動タイミングシステムと、
分散光学要素と、
前記帯域幅測定値に応答して前記分散光学要素に対して回転し、レーザシステムの前記出力の帯域幅を選択的に変更する第１のプリズムを有するビーム寸法調節システムと、
前記ビーム寸法調節システムとは別個の中心波長選択機構であって、レーザシステムの前記出力の中心波長の測定値に応答して前記分散光学要素に対して回転し、前記中心波長を選択的に変更する第２及び第３のプリズムを有する中心波長選択機構と、
を含むことを特徴とする装置。
【請求項２】
前記差動タイミングシステムは、選択された範囲内に帯域幅を維持するよう差動発射時間を調節することを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記第２及び第３のプリズムは、それぞれ、粗く中心波長を選択するプリズム及び精密に中心波長を選択するプリズムからなることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記第２及び第３のプリズムは、前記分散光学要素上でのビームの入射角を調節することを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記分散光学要素は、回折格子を含み、前記第２及び第３のプリズムは、回転可能で該回折格子上へのビームの入射角を調節することにより前記中心波長を制御可能に調節することを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記差動タイミングシステムは、精密帯域幅制御調節システムであり、前記ビーム寸法調節システムは、粗動帯域幅制御調節システムであることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項７】
出力を生成する光学空洞を形成するシードレーザと、
前記シードレーザの前記出力を受け取って増幅し、レーザシステムの出力を供給する増幅器レーザと、
レーザシステムの前記出力の帯域幅を測定して帯域幅測定値を供給する帯域幅測定モジュールと、
前記帯域幅測定値に応答して前記シードレーザ及び増幅器間の差動発射時間を選択的に調節する差動タイミングシステムと、
分散光学要素と、
前記帯域幅測定値に応答して前記分散光学要素に対して回転し、レーザシステムの前記出力の帯域幅を選択的に変更する第１のプリズムを有するビーム寸法調節システムと、
前記ビーム寸法調節システムとは別個の中心波長選択機構であって、レーザシステムの前記出力の中心波長の測定値に応答して前記分散光学要素に対して回転し、前記中心波長を選択的に変更する第２のプリズム及びミラーを有する中心波長選択機構と、
を含むことを特徴とする装置。
【請求項８】
前記ビーム寸法調節システムは、第３のプリズムを更に含むことを特徴とする請求項７に記載の装置。
【請求項９】
前記第２のプリズム及びミラーは、それぞれ、粗く中心波長を選択する中心波長選択器及び精密に中心波長を選択する中心波長選択器からなることを特徴とする請求項７に記載の装置。
【請求項１０】
前記差動タイミングシステムは、精密帯域幅制御調節システムであり、前記ビーム寸法調節システムは、粗動帯域幅制御調節システムであることを特徴とする請求項７に記載の装置。
【請求項１１】
前記差動タイミングシステムは、選択された範囲内に帯域幅を維持するよう差動発射時間を調節することを特徴とする請求項７に記載の装置。
【請求項１２】
前記第２のプリズム及びミラーは、前記分散光学要素上でのビームの入射角を調節することを特徴とする請求項７に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
開示する主題は、フォトリソグラフィにおける集積回路製造のためのレーザ光源としてのような線狭化用途におけるような使用されるエキシマ又は分子フッ素レーザシステムのようなＤＵＶガス放電レーザシステムにおけるような帯域幅の能動制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＤＵＶ半導体集積回路フォトリソグラフィレーザ光源設計のためのＥ95のような帯域幅の安定化は、受動及び能動帯域幅制御を生じている。能動制御は、このような光源に関する光学性能補正（ＯＰＣ）及びツール間整合のようなものに恩典を与えることができる。２００６年４月１３日出願の「帯域幅制御のためのシステムを有する２段エキシマレーザ」という名称の米国特許仮出願出願番号第６０／９２３、４８６号は、２００６年２月１７日出願の「ＯＰＥ最小化のためのＤＵＶ光源の能動スペクトル制御」という名称の米国特許仮出願出願番号第６０／７７４、７７０号に対する優先権を請求する、２００６年８月２５日出願で２００７年８月２３日公開の米国特許公開番号ＵＳ−２００７−０１９５８３６−Ａ１である「ＤＵＶ光源の能動スペクトル制御」という名称の米国特許出願出願番号第１１／５１０、０３７号の開示を含み、これらの各々の開示内容は、本明細書において引用により組み込まれている。特許出願出願番号第１１／５１０、０３７号は、粗動及び精密制御アクチュエータを使用する多段帯域幅制御システムを開示している。
【０００３】
その出願は、他のアクチュエータと共にアクチュエータ（制御権限）として回折格子曲げ（回折格子を曲げる帯域幅コントローラ「ＢＣＤ」の位置）の利用を開示している。帯域幅安定化を可能にする様々な技術が説明されている。能動帯域幅制御システムは、Ｅ95のような非常に正確な搭載型スペクトル測定及び帯域幅誤差フィードバックを使用することができる。ターゲットエネルギ及び負荷サイクルのような他のレーザパラメータ／出力信号に基づく補正は、低周波大振幅アクチュエータ及び高周波小振幅アクチュエータを含む様々な帯域幅選択アクチュエータの制御を可能にすることができる。
【０００４】
フォトリソグラフィ光源レーザ、すなわち、多重入力多重出力（ＭＩＭＯ）時間変動非線形システムは、望ましいか否かに関わらず、それ自体で帯域幅を変えること以外にレーザ性能に他の影響を引き起こす可能性があると考えられるアクチュエータを使用する可能性があるであろう。別々の作動パラメータ入力（アクチュエータ）でレーザ挙動に影響を与えることを含む多段、例えば、２段アクチュエータ設計は、協働して、特定の部類の外乱に応答するように最適化することができると考えられる。外乱は、影響の時間スケール及び／又はマグニチュードにより分類することができる。パルスエネルギ設定値は、低マグニチュード高速時間スケール外乱（典型的には微細作動範囲でｍｓｅｃからｓｅｃ）を含むことができる。負荷サイクル設定値の高（時間スケール、秒）及び低（時間）周波数態様及びフッ素ガス消費量（時間）変化は、マグニチュード効果の増大を誘導する可能性がある。他のより長期のパラメータ変化、構成要素経年変化、及び不整合（日単位から週単位又は更に長期）は、最大マグニチュード（粗い作動範囲における）変化をもたらす可能性がある。
【０００５】
従って、各々が１つ又はそれよりも多くのパラメータ変化アクチュエータを利用する粗い作動及び微細作動に分けた制御アクションが開示された。一方は、大マグニチュード低周波数外乱（例えば、緩やかな熱負荷変動及びレーザ構成要素の老朽化などから生じる大きいＥ95設定値変化、ガス経年変化効果、及び負荷サイクル変化の長時間スケール成分）をターゲットにすることができると考えられる。他方は、小マグニチュード高周波数外乱（出力パルスエネルギ及び例えば高速熱負荷遷移などから生じる負荷サイクル変化の高速成分）をターゲットにすることができるであろう。粗動アクチュエータはまた、その制御範囲内で精密アクチュエータを脱飽和又は再集中させる役目をすることができる。
【０００６】
（Ｆ2ガス注入）のような粗動アクチュエータ及び精密アクチュエータ（ΔｔMOPA）、回折格子曲げ又は他の波面適合調節、又はビームの調節可能な絞り制御などは、帯域幅を調節するように示されており、他のレーザパラメータに様々な影響を与え、フィードバック及び作動に対する測定の時間フレームを有して帯域幅制御に向けて結合解除及び共用を可能にするものである。本明細書で使用する時、ｄｔＭＯＰＡ、又はΔｔMOPA、又は差動発射タイミング、又は差動放電タイミング、又は差動整流制御という用語は、全て、増幅器利得媒体内のシードレーザパルスの一部分を選択的に増幅してレーザ光源の出力の帯域幅を選択するためにシードレーザ電極と増幅器レーザ電極間の放電のタイミングを計るという概念に関する省略表記である。十分な作動範囲は、長期負荷サイクル変動、ガス経年変化、及び構成要素経年変化からの一般的に抑制する必要がある影響からの帯域幅の偏差に対処することができることが注目された。他のレーザ作動パラメータによる誤差信号変動に対してコントローラを補正／減感処理することができると考えられる（フィルタリング及び他の正規化）。
【０００７】
分散回折格子のような中心波長選択光学要素上に入射するビームの可変倍率も、光源の帯域幅に影響を与える可能性がある。このようなシステムは、２００２年５月２１日にＢａｓｔｉｎｇに付与された米国特許第６、３９３、０３７号に説明されており、この特許の内容は、本明細書において引用により組み込まれている。Ｂａｓｔｉｎｇの要約は、角分散光学要素（回折格子）と帯域幅を調節する線狭化モジュールにおける１つ又は２つの回転可能プリズムを含むビーム拡張器とを含む同調可能レーザを説明している。プリズムビーム拡張器は、２台使用中は、拡大倍率が変わる時に分散要素上のビームの入射角が変わらないように互いに機械的に結び付けられるように開示されている。この構成は、回転可能プリズムを利用して中心波長、並びに帯域幅を制御することを、不可能でないとしても、非常に困難にする。更に、相前後して作動する２つのプリズムを使用する帯域幅制御システムは、かなり面倒なものである。
【０００８】
ＧｉｇａＰｈｏｔｏｎは、何らかの種類の光学作動を使用してＥ９５制御を行う製品を宣伝していると考えられる。２００４年７月９日公開の日本特許公開出願第２００６−２４８５５号は、２つの回転可能プリズムを有し、帯域幅制御のためのシードレーザと増幅器レーザ間の差動放電発射タイミングを使用する可変倍率ＬＮＭも開示している。このような構成は、プリズムを使用して中心波長及び帯域幅を制御することを、不可能でないとしても、困難にし、このようなシステムのｄｔＭＯＰＡによる帯域幅の制御は、ある一定の欠点を有する場合がある。
【０００９】
米国特許第６、３９３、０３７号から取った図１２は、ΔｔMOPAを使用するＥ95帯域幅制御権限を示している。Ｅ95帯域幅を制御するための精密アクチュエータとしての差動発射時間の使用には、（１）Ｅ95の測定及びΔｔMOPAの変更が、いずれも、数十パルスの時間的スケール又はパルス間のようなより短いスケールで発生する可能性があり、非常に高い周波数の外乱の排除を考慮しており、かつ（２）利用可能作動範囲が、ターゲットにされている帯域幅偏差の原因、すなわち、レーザエネルギ及び負荷サイクル変動のより高い周波数の影響を減衰／抑制するのに十分に大きいということを含むいくつかの利点がある。
【００１０】
既存の形式の能動帯域幅制御には、フッ素注入の後の過渡期のような大きな外乱、又はターゲット帯域幅の変化から回復するのに時間が掛かりすぎるというようないくつかの欠点がある可能性がある。これらは、帯域幅を一例として５５ショット移動平均を考慮すると≧５ｆｍほど大きく、又は一例として直角に追加される５５ショット移動標準偏差を考慮すると≧６ｆｍだけターゲットから外す可能性があると考えられる。ターゲットへの復帰に、１０秒を超える時間を消費する可能性があるであろう。
更に、特に低負荷サイクルでは、３００ｆｍから４００のようなターゲット変化は、遅すぎる可能性があり、すなわち、要件が約１０秒ほども低い場合がある時に、約２０秒ほども長く掛かるか、又は４００ｆｍから２９０ｆｍまで約３０秒も長く掛かる。
【００１１】
とりわけ、誤差は、帯域幅のサンプリングがより低頻度である低負荷サイクルでステップ指令がバースト中に発生しないことになる可能性が遥かに高くなるように、コントローラステップ信号を帯域幅アクチュエータステッパに発することができる前の過剰なパルスの延期のような制御信号のフィルタリングからもたらされる可能性がある。ステッパ指令又はステッパ自体がバースト間間隔中に使用不能にされる場合があるので、帯域幅のバースト間誤差は、従って、互いの上に蓄積され、補正信号が帯域幅制御アクチュエータに出されない可能性がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】米国特許仮出願出願番号第６０／９２３、４８６号
【特許文献２】米国特許仮出願出願番号第６０／７７４、７７０号
【特許文献３】米国特許公開番号ＵＳ−２００７−０１９５８３６−Ａ１
【特許文献４】米国特許出願出願番号第１１／５１０、０３７号
【特許文献５】米国特許第６、３９３、０３７号
【特許文献６】日本特許公開出願第２００６−２４８５５号
【特許文献７】米国特許第６６９０７０４号
【特許文献８】米国特許出願出願番号第１１／１７３、９８８号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
従来技術の帯域幅安定性制御は、設定された自動方式で帯域幅制御設定値の設定を可能にするものであった。要件が厳しくなると、レーザ光源のエンドユーザにより制御可能な同調可能帯域幅設定が必要になる。また、帯域幅制御システムが、出力パルスエネルギ及び線量安定性などのような他のレーザ作動又は出力パラメータの制御に悪影響を与えないことも必要である。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
レーザ共振空洞の外部にあり、かつ他の帯域幅制御アクチュエータと組み合わせる可変開口を使用する本明細書で提案する能動帯域幅制御には、従来技術に優る様々な利点がある。空洞内の光学器械は、特に単一チャンバにおいて又は光学負荷が最も厳しい多重チェンジャレーザシステムの増幅器において簡素化され、その数を低減することができる。可変開口は、他のアクチュエータと組み合わせて、帯域幅制御のための粗動又は精密のいずれかの調節器とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】帯域幅制御装置Ｅ95感度曲線を示す図である。
【図２】開示の主題の実施形態の態様による外乱形式及び時間スケール及びマグニチュードを示す図である。
【図３】開示の主題の実施形態の態様による可変倍率線狭化モジュール及び差動発射時間（ｄｔＭＯＰＡ）帯域幅制御を有する多段ガス放電レーザシステムを概略かつブロック図形式で示す図である。
【図４】開示する主題の実施形態の態様による少なくとも１つのプリズムが回転してビーム幅を増加／減少することによって帯域幅を変えることができる４つのプリズム及び回折格子を有する実施形態を概略かつブロック図形式で示す図である。
【図５】開示の主題の実施形態の態様で有用なレーザ制御システム全体的アーキテクチャを示す図である。
【図６】開示の主題の実施形態の態様により制御すべき代表的なレーザシステム「プラント」を概略かつブロック図形式で示す図である
【図７】開示する主題の実施形態の態様による帯域幅コントローラを概略かつブロック図形式で示す図である。
【図８】開示の主題の実施形態の態様によるショット平滑器を概略かつブロック図形式で示す図である。
【図９】開示の主題の実施形態の態様による不感帯ヒステリシスブロックを概略かつブロック図形式で示す図である。
【図１０】開示の主題の実施形態の態様による制御モードセレクタを概略かつブロック図形式で示す図である。
【図１１】開示の主題の実施形態の態様によるプリズム及び中心波長選択ミラーを有する実施形態を概略かつブロック図形式で示す図である。
【図１２】ΔｔMOPAを使用するＥ95帯域幅制御権限を示す図である。
【図１３】開示の主題の実施形態の態様による可変倍率ＬＮＭを示す概略図である。
【図１４】開示の主題の実施形態の態様による調節可能な開口帯域幅制御アクチュエータ（制御権限）を概略かつブロック図形式で示す図である。
【図１５】開示の主題の実施形態の態様による帯域幅制御システムを概略かつブロック図形式で示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
開示の主題の実施形態の態様による能動帯域幅制御は、その目的として、以前に使用した能動帯域幅制御システムと同じか又は類似の入力信号を利用するが、異なる信号処理及び作動機構でレーザ光のＥ95帯域幅を制御することを有する。従って、レーザエンドユーザにより又はレーザ光利用ツール制御システムにより選択することができる何らかのターゲット設定値に帯域幅を制御する同調可能な最新帯域幅安定化「ＡＢＳ」（Ｔ−ＡＢＳ）を提案する。
【００１７】
±５０ｆｍ又はそれ未満まで（一定のパルス繰返し数又は他の選択された一定作動パラメータに対して）の帯域幅の制御を提案し、５０ｆｍを超える帯域幅の誤差があると、システムは、０．０００３ｆｍ／レーザショットに等しいか又はそれよりも大きく設定値に戻ることができる。中心波長は、帯域幅制御がターゲット変化モード（一例として５５ショット移動平均波長値を考慮して＜５ｆｍまで、及び直角に追加することができる５５ショット移動標準偏差を考慮して＜６ｆｍまで）以外である間は影響がないか又は最小の影響である。制御アルゴリズムは、本明細書で説明するように、可変倍率線狭化モジュール（ＶＭＬＮＭ）、帯域幅制御モジュール（ＢＷＣＭ）、ビーム分析モジュール（ＢＡＭ）を含む帯域幅選択（粗い選択及び精密選択）に向けて様々な帯域幅アクチュエータ制御ステッパを利用することができる。
測定Ｅ９５信号は、帯域幅制御装置（ＢＣＤ）などに対する調節を判断するのに使用する。中心波長選択回折格子を変形させ、従って、レーザ光源の出力の帯域幅に影響を与える機構を含むＢＣＤは、当業技術で公知である。帯域幅制御は、図１に示すように、ＢＣＤ曲線の右側又は左側などのＢＣＤ作動曲線の特定の側に留まることを目的として達成することができる。
【００１８】
本出願人は、引用により本明細書で組み込まれる２００６年８月２５日出願で２００７年８月２３日に公開の米国特許公開番号ＵＳ−２００７−０１９５８３６−Ａ１である「ＤＵＶ光源の能動スペクトル制御」という名称の米国特許出願出願番号第１１／５１０、０３７号においてより詳細に説明されているように、図２の図表に示すようなＥ95帯域幅のようなレーザ作動パラメータに影響を与える時間スケール及び／又はマグニチュードにより外乱を分類することができることに注目した。同公報に説明されているように、エネルギ変化又はより高い周波数の負荷サイクル効果のような微細作動範囲８２、又はより低い周波数の負荷サイクル効果、ガス経年変化、又は構成要素経年変化／不整合のような粗い作動範囲８４におけるそのような外乱８０は、粗動又は精密又はその両方をあわせた帯域幅制御アクチュエータより対処することができる。
【００１９】
図３は、可変倍率線狭化モジュール及び差動発射時間（ｄｔＭＯＰＡ）帯域幅制御を有する多段ガス放電レーザシステムを示している。第１段は、主発振器（ＭＯ）とすることができ、その後の段は、振動が増幅段として働く共鳴空洞内で発生する一回通過電力増幅器、多重通過電力増幅器、電力発振器、又は進行波増幅器のような電力リング増幅器とすることができる。
【００２０】
このようなレーザシステムの例は、その構成に基づいて、図３に示す構成要素の一部又は全部を含むことができる。図３に示す構成要素は、可変倍率線狭化モジュール５０２、第１段チャンバ５０４、第１段出力カプラ５０６、回転光学器械５０８ａ、ｂ、入力カプラ５１０、第２段チャンバ５１２、ビームスプリッタ５１４、帯域幅測定モジュール５１６、及び放電タイミング制御モジュール５１８を含む。シードレーザ５０４は、ＸＣｌ、ＸＦ、ＫｒＦ、ＡｒＦ、又はＦ2などのレーザのようなガス放電エキシマ又は分子フッ素レーザ又は同様のレーザとすることができる。これらの形式のレーザは、半導体回路を製造するウェーハのフォトリソグラフィ処理に使用されることは公知である。シードレーザ５０４は、線狭化モジュール５０２と出力カプラ５０６との間におけるような光空洞を形成し、かつ出力を生成することができる。増幅器レーザ５１２は、中継光学器械（ミラー５０８ａ及びｂ）を通じてシードレーザ出力を受け取り、シードレーザ出力を増幅してレーザシステム出力を生成することができる。帯域幅測定モジュール５１６は、当業技術で公知のように、レーザ出力の帯域幅を測定して帯域幅測定値を供給することができ、帯域幅測定値は、帯域幅コントローラ５１６を使用することができ、帯域幅コントローラ５１６は、以下で説明するように、ターゲット／設定値と比較した帯域幅誤差を生成する別々のユニットとすることができる。差動タイミングは、レーザシステム出力帯域幅を調節するように、誤差信号に応答して調節することができる。
【００２１】
図４は、４つのプリズム５２０、５２２、５２４、５２６及び回折格子５２８を有する帯域幅（及び中心波長）アクチュエータ機構（制御権限）の可能な実施形態を示している。プリズム５２０は、ビーム幅増加／減少することによって帯域幅を変えるためにプリズム５２０がステッパモータ（図示せず）及び／又はＰＺＴ（図示せず）を通じて回転可能であるように、回転運動取付け、例えば、撓み取付けを含む方法でアクチュエータ（図示せず）上に取り付けることができる。プリズム５２２は、固定のままとすることができ、又は回転位置アクチュエータ（図示せず）を有することができる。プリズム５２４は、プリズム５２０に対して説明するように、例えば、中心波長（例えばフェムトメートル台の変化で）を微調節するために、回転移動が得られるように取り付けることができる。プリズム５２４は、中心波長（例えば何十フェムトメートル台で）を粗調節するように取り付けることができる。
【００２２】
図１１は、帯域幅（及び中心波長）アクチュエータ機構（制御権限）の可能な実施形態を概略的に示しており、このようなＲMAXミラー５４０及びそのアクチュエータ５４０ａは、レーザシステム中心波長選択に対して当業技術で公知のように、回折格子上へビーム拡大プリズム５２６から現れる拡張ビームを折り返すために利用することができる。回折格子５２８は、４５Ｘ拡張ビームのような拡張ビームを利用するために、細長回折格子とすることができる。ミラー５４０は、回折格子５２８上でのビームの入射角を判断することによって、中心波長制御にある程度使用することができる。当業技術で公知であるＲMAX折り返しミラー自体は、単一の光学要素を中心帯域幅粗動制御及び精密制御し、すなわち、上述のように、粗動制御にステッパモータ（図示せず）を、中心帯域幅精密及び高速制御にＰＺＴスタック（図示せず）を利用することができる。プリズム５２０のような中心波長制御プリズムと組み合わせて、ＲMAXミラー５４０は、回折格子５２８に対する角度のこのような制御を保持し、すなわち、ＰＺＴスタックの精密制御のみを利用してあらゆるステッパモータ制御は使用しない場合がある。中心波長制御プリズム（例えばプリズム５２０）は、粗動制御に使用することができ、ＲMAX折り返しミラー５４０は、より精密な中心波長制御又はその逆にその後に使用することができる。
【００２３】
後者の実施形態では、ＰＺＴスタックを排除することができ、中心波長粗動制御に向けてＲMAX折り返しミラーを位置決めするためにステッパモータのみを使用することができ、一方、中心波長制御プリズムは、より精密な中心波長選択に使用することができる。代替的に、ビーム拡大機構の一連のプリズムのプリズムマウントの各々は、粗調節に向けてステッパモータ、微調節に向けてＰＺＴスタックを有するＲMAX同様の粗動制御及び精密制御を有することができ、又は粗調節プリズムは、ステッパモータ又は同様の機械的調節で制御することができ、微調節プリズムは、ＰＺＴスタックのようなより高速かつより精密な制御アクチュエータにより制御することができる。
【００２４】
信号をレーザハードウエアから受け取って最近のレーザ光からＥ９５帯域幅の測定値を示すことができる。次に、図７に示すもののようなコントローラ、又は要素５０２及び／又は５１８の各部は、様々なフィルタリング、不感帯、ヒステリシス、及び平滑化を通じてこれらの信号を処理することができ、かつ一例として、機械及び／又は光学構成要素の移動又は歪曲のような機能を実行することができるアクチュエータに対する指令の形態で出力を生成することができる。このような構成要素の移動又は歪曲は、帯域幅誤差を低減するためにＥ９５帯域幅の変化を引き起こすことができる。
【００２５】
倍率制御が実施されなく、すなわち、可変倍率ＬＮＭ変動システムが使用されない場合には、可変倍率による帯域幅制御に影響がないように、例えば、いくつかの制御モードがある場合がある。このモードにおいては、２つのサブモード、すなわち、直接に帯域幅を制御するためにｄｔＭＯＰＡレーザタイミングが使用されないものと、直接に帯域幅を制御するためにｄｔＭＯＰＡレーザタイミングが使用されるものとがある場合がある。
【００２６】
第２の倍率ドライバモードにおいては、可変倍率は同じく使用されないが、システムは、可変倍率を４５Ｘのような何らかの選択値に駆動する。第１のｄｔＭＯＰＡタイミングモードに代わるこの第２の可変倍率モードにおいては、エネルギ及びタイミング制御アルゴリズムは、ｄｔＭＯＰＡを設定するので、ＭＯＰＡも可変倍率も帯域幅制御に向けて変更されない（完全な４５Ｘ倍率のような選択値に駆動されることは別として）。第２のｄｔＭＯＰＡタイミング制御モードに対しては、倍率は、ｄｔＭＯＰＡを使用して設定し、一方、倍率は、例えば４５Ｘ倍率に保持される。
【００２７】
倍率により何らかの帯域幅フィードバックに基づいて帯域幅が制御される場合は、別の倍率制御モードを使用することができる。倍率は、次に、上述のように、帯域幅のターゲットに基づいて選択することができる。第１のｄｔＭＯＰＡ制御モードに代わるこの倍率制御モードにおいては、エネルギ及びタイミング制御アルゴリズムは、レーザ効率及び線量安定性などのような帯域幅制御以外の理由でｄｔＭＯＰＡタイミングを設定する。倍率は、ｄｔＭＯＰＡとは独立に選択された帯域幅をもたらすように選択される。第２のｄｔＭＯＰＡ制御モードにおいては、ＶＭＬＮＭ及びｄｔＭＯＰＡの倍率は、共に、ターゲット帯域幅をもたらすように選択することができ、一方は、帯域幅粗選択機構と使用され、他方は、精密選択機構として使用される。
【００２８】
ヒステリシス構成による不感帯が利用されるようにシステムを設定することができ、それによって一例として制御は、誤差（絶対値）がより大きい／外側不感帯を出た時にのみオンになり、誤差が小さい方の／内側不感帯内に戻った時にオフになる。また、帯域幅モータディザリングは、方向を変える前に一方向でのマイクロステップ数の下限を用いるなどのように使用することができる。帯域幅ターゲット変化に加えて、システムは、一例として、１００パルスバースト長に対して５％ＤＣで１０秒のような特定の負荷サイクルに対して何らかの時間制限内で新しいターゲットをもたらすように構成することができ、一方、フォトリソグラフィのための光源の使用は無効にされる。それによってジッタを制限すると共に、及び／又は特定の顧客要件に帯域幅制御をカスタマイズすることができる。
【００２９】
フィルタリングした帯域幅が不感帯の外側にある時、コントローラは、一方向だけにステッパを指令することができ、不感帯境界線の近くの作動と関連のジッタが防止される。この制御により、帯域幅（誤差信号）が高／外側不感帯値を上回った場合は、帯域幅制御アクチュエータフィードバック位置／開始指令投入が有効になり、帯域幅（誤差信号）が低／内側不感帯値を下回った場合は、指令投入が無効になる。そうでなければ、システムは、帯域幅（誤差信号）が高／外側と低／内側不感帯値の中間にある間は電流指令投入状態（有効状態又は無効状態）を変えたりしない。換言すれば、帯域幅（誤差）信号が、高値からこの領域に入って、入った時点で指令投入が有効状態であったように不感帯限界値間にある時、指令投入は、帯域幅（誤差信号）が低／内側不感帯値を横切って指令が無効になるまで有効状態のままである。同様に、指令投入が無効状態である場合に低／内側不感帯値よりも小さい値から来ると、この機能は、（誤差信号）が高／外側不感帯値を横切るまで無効状態のままである。
【００３０】
不感帯のサイズは、ジッタ、外乱に対するコントローラ応答時間の全体速度、及び許容帯域幅誤差のマグニチュードの低減のようないくつかの性能値とトレードオフするように選択することができる。
【００３１】
システムは、関数発生器を利用することができ、関数発生器は、一例としてのみ、ステッパモータのような帯域幅制御アクチュエータにショットカウントの任意関数であるように指令するために豊かな特徴の集合を使用することができる。
【００３２】
ソフトウエア内で（ハードウエア更新性を容易にするために）別々のハードウエア及びソフトウエア「利得」を用いることができる。
【００３３】
一例として、バースト開始後の３０ショット以内のような特定の数のパルスの範囲の帯域幅ステップが許容されないようにコントローラ延期を利用することができる。
【００３４】
可変倍率ＬＮＭのような帯域幅アクチュエータを使用して帯域幅制御システムの３つの基本的作動を実行することができる。ショット処理は、ショット毎に行うことができる（ショットは、ＬＡＭ更新により表示される）。帯域幅ターゲット変化処理は、帯域幅ターゲットが変わった時に行うことができる。
【００３５】
ショット単位でのような線中心（波長）分析モジュール（ＬＡＭ）が波長データを戻した時はいつでも、ショット処理論理を実行することができる。入力信号は、ショットデータ記録を使用する際に渡すことができる。アルゴリズムは、計算を行って結果を同じショットデータレコード内にポピュレートすることができる。帯域幅分析モジュール（ＢＡＭ）ステータス信号を利用して、Ｅ９５帯域幅データのような新しい帯域幅データが利用可能であるかを判断することができる。システムは、次に、粗悪であるか又はそれ以外に無効な帯域幅データの除去を試行することができる。
【００３６】
可変倍率線狭化モジュール（ＶＭＬＮＭ）のような帯域幅制御アクチュエータを使用するもののような帯域幅制御システムは、（１）約±５０ｆｍのような何らかの選択した帯域幅内まで帯域幅安定性をもたらし、（２）約０．０００３のｆｍ／ショットのような選択した速度でターゲット又は設定値から帯域幅の誤差を補正し、（３）約５ｆｍの更に別の５５ショット移動平均波長誤差のような選択した値のみ、及び約６ｆｍの更に別の５５ショット移動平均波長偏差のような選択した値のみを許容する帯域幅アクチュエータによる帯域幅制御を用いた時のように確実に波長安定性が維持されるようにし、（４）性能を変えるために使用することができるヒステリシスを有する不感帯を含み、（５）別の方向でのステップが取られる前に１つの方向での約１６ステップのようなステッパが少なくとも選択した数を取らなければならないようにステッパモータディザリングを防止し、かつ（６）一例として、２００パルス／秒（４ｋＨｚパルス繰返し数レーザシステムの場合）の最小ショット率を考慮して、約１０秒のような選択時間内に達成することができる帯域幅ターゲット変更を提供するために要求される場合がある。
【００３７】
従って、フィルタは、帯域幅最新情報にのみ利用することができる。帯域幅最新情報においては、他の機能（例えばステップ平滑化）が行われる場合があるが、大部分の他の機能は、フィルタリング後の誤差に依存する。従って、帯域幅最新情報が変更中ではない時及びその場合、他のコントローラ状態も一定のままである。システムは、ＭＯＰＡモード及びＢＷステッパモードのタイミングを用いて判断した帯域幅制御アルゴリズムを使用することができ、かつＢＷステッパモータ関数発生器／再生器を利用して基線倍率へのＢＷステッパの「リセット」も行うことができる。
【００３８】
帯域幅ターゲットは、約１０秒のような何らかの選択時間を変更するのに必要である場合がある。波長安定性は、帯域幅ターゲット変更中は仕様内であることを要求されない場合がある。ターゲット変更は、ステッパが最速速度で移動する必要がある場合があることを示唆している。アルゴリズムは、可能な限り速い速度で正しい方向で移動するようにステッパに指令し、次に、帯域幅がターゲットに近い時にステッパを停止することができる。代替的に、アルゴリズムは、帯域幅対ステップ曲線及び絶対ステップの位置感知の知識を用いて、ターゲット帯域幅をもたらすために取るべき正しいステップ数を推測することができる。
【００３９】
現在のバースト内で発射するショット数がバースト開始時帯域幅ステッピングを防止するショット数を示す格納値に等しいか又はそれ未満である場合、かつターゲット変更モードの状態が有効状態（１）である場合、システムは、フィードバック制御に基づいて、このショットに対して取るべきステップ数を＝０に設定することができる。このショットで取るべき帯域幅ステップの総数は、フィードバックに基づいて指令したステップ数に等しくなるように、可変倍率プリズム回転ステッパのような帯域幅制御機構作動ステッパに指令するマイクロステップの数であるように計算することができる。
【００４０】
アルゴリズム出力は、可変倍率ステッパのような制御アクチュエータに指令するマイクロステップ数の絶対値がゼロを超える場合か、又は現在のターゲット変更状態が以前のターゲット変更状態と同じではない場合のように更新することができ、次に、アルゴリズム出力は、０に設定することができ、他の場合は１に設定することができる。アルゴリズム出力は、以下でより詳細に説明するＢＷＣＭが帯域幅制御機構作動ステッパを更新する信号を生成することを可能にするか又は可能にしないためなどのように帯域幅変化を作動させて誤差信号を低減する新しいステッパ指令をコントローラに送る必要があるか否かを示す信号とすることができる。ステッパは、可変倍率ＬＮＭ回転プリズムのためものとすることができる。
【００４１】
ターゲット変更が検出された時、アルゴリズムは、現在のフィルタリング後の誤差、前の帯域幅ターゲット及び新しい帯域幅ターゲット、すなわち、フィルタリング後の誤差に前のターゲットを加え、新しいターゲットを引いた値に基づいて新しい追跡誤差を判断することができる。それによってステッパが入るべき正しい方向をもたらすことができる。アルゴリズムは、次に、フィルタリング後の誤差が新しい追跡誤差に等しいようにフィルタをリセットすることができる。システムは、フィルタリング後の帯域幅誤差が過剰ショットなしにスルーイングの停止を可能にする何らかの選択範囲になるまで所要の方向に最大速度で移動する（「スルーイング」という）ようにステッパに指令することができる。アルゴリズムは、フィルタリング後の誤差によりスルーイング中に符号が変わるか否かを検査することができる。これらの条件のいずれかが満たされた場合、コントローラは、通常の制御に戻ることができる。
【００４２】
帯域幅「スパイク」は、大きな波長変化により発生する場合がある。帯域幅ターゲット変更スルーイング中に、波長への帯域幅ステッピングの結合のために波長に影響を与えることができる。波長コントローラがこれらの変化を補正することができるが、ステッパがスルーイングし続けた場合は波長が変化することがあるなど、バースト間間隔中には補正することはできない。バースト間間隔の後、波長コントローラは、新しくて比較的大きな波長誤差に反応すべきであることがある。それによって結果として、本質的に２ｐｍ分変化することができるとしても、急速で大きな波長の変更が発生することがあり、ＲMAX上のＰＺＴスタックのような超高速（かつ精密な）波長制御機構又はプリズム位置決め要素は、１次波長制御源として働いて、回折格子上でのビーム入射角を変える。
【００４３】
ＢＡＭ積分期間中の波長の変化は、帯域幅の増加としてＢＡＭが知覚することができる。一般的に、波長が速く変わるほど、ＢＡＭ寸法の正バイアスが大きい。波長変化が十分に速い場合、一部の場合には、激しく大きな「スパイク」をＢＡＭが報告することがある。ターゲット変更中に、このようなスパイクのために、コントローラは、帯域幅スルーイングが完了していることを意味するとスパイクを誤解してターゲットに到達する遙かに前に通常の制御へ戻ることがある。このために、ターゲット変更は、１０秒を超えるなどの選択時間よりも遥かに多くの時間を消費する可能性がある。
【００４４】
コントローラは、これらの帯域幅スパイクをフィルタリングするいくつかの方法を実行することができる。スパイクは、短い時間にわたる大きな波長変化により引き起こされる場合がある。波長がＢＡＭ中にある一定の量を上回って変化した時に帯域幅測定値を無視すると、積分窓は、波長の「全包含範囲（ＴＩＲ）」が何らかの所定値を上回った時に帯域幅測定値を無視するフィルタとして働く。実際の帯域幅（＋ノイズ）に対する物理制限により、何らかの所定値（例えば、２ｘ最大帯域幅）より大きなあらゆる帯域幅読取値を無視するフィルタリングが可能である。帯域幅読取値がフィルタリング／無視された時、最終有効（すなわち、無視されなかった）測定値を代わりに用いることができる。典型値は、最大許容波長ＴＩＲ＝３００ｆｍ及び最大許容報告帯域幅＝１０００ｆｍとすることができるであろう。
【００４５】
バーストの最初の数ショットは、波長及びエネルギの両方において、大きくて時々には反復可能な過渡期で特徴付けることができることが多い。波長制御アルゴリズムは、これらのバースト過渡期に対する過剰反応を防止することができる論理を含むことができる。しかし、波長は、この初期期間中には外乱に向けて感応する。帯域幅ステップ（波長が変化する原因になる場合がある）は、本明細書ではバースト延期というバーストの最初に選択した数のショットに対して防止することができる。停止するショット数は、コントローラ作動パラメータであり、約３ショットとすることができる。
【００４６】
図１３に概略的に示す別の可能な実施形態により、帯域幅及び波長を制御する４つのプリズム５２０、５２２、５２４、及び５２６を有するＬＮＭが示されている。プリズム５２４及び５２６の２つは、図４及び図５に示すプリズム５２４、５２６のアクチュエータと同様にアクチュエータ（図示せず）により回転させることができる。一方のプリズム５２６は、ステッパモータアクチュエータ（図示せず）により回転させることができ、他方のプリズム５２４は、ＰＺＴスタック（図示せず）により回転させることができる。これらの２つのプリズム５２６及び５２４は、それぞれ波長の粗調節及び微調節に使用することができる。プリズムの位置決めは、ターゲット変更又は中心波長ドリフトのために的確ではない中心波長に応答する中心波長制御システムからの信号に応答するものとすることができる。他のプリズムの少なくとも１つは、プリズム５２０のような帯域幅制御に回転可能にすることができる。回転は、ステッパモータ（図示せず）を使用して達成することができる。
【００４７】
図５は、帯域幅制御モジュール（ＢＷＣＭ）２２０及び可変倍率線狭化モジュール（ＶＭＬＮＭ）２２２が追加された本明細書において引用により組み込まれている米国特許第６６９０７０４号に説明されているコントローラと全体的に同じである帯域幅及び波長制御を含むレーザシステムコントローラ２００の全体的なアーキテクチャをブロック図の形態に示している。発射制御プラットフォーム（ＦＣＰ）プロセッサ２０２は、Ｃｙｍｅｒの７０００シリーズレーザシステムと同様に単一チャンバレーザシステムにおいて、又はＣｙｍｅｒのＸＬＡシリーズのＭＯＰＡレーザシステム又はＸＬＲシリーズのリング電力増幅器ＭＯＰＯレーザシステムのようなシードレーザ増幅器構成の複数のレーザの各々の電極の間において電極間の放電の発射を制御することができる。ＦＣＰ２０２は、制御アルゴリズムソフトウエアを利用して、発射制御通報器（ＦＣＣ）２０４に制御信号を供給することができる。
【００４８】
ＦＣＰ２０２は、レーザ制御プロセッサ（ＬＣＰ）２０６からの指令信号に応答してＬＣＰ２０６と通信することができる。ＦＣＣ２０４は、帯域幅に対しては、米国特許第６６９０７０４号に説明されている分光分析モジュール（ＳＡＭ）、及び中心波長に対しては線中心分析モジュール（ＬＡＭ）２１２多少類似したビーム分析モジュール（ＢＡＭ）２１０からの波長及び帯域幅情報を受信することができ、ＦＣＰ２０２を中断して波長又は帯域幅制御アルゴリズム又はその両方を実行することができる。ＦＣＣ２０４は、ＦＣＰ２０２指令を帯域幅制御モジュール（ＢＷＣＭ）２２０に渡すことができ、可変倍率線狭化モジュール（ＶＭＬＮＭ）に存在することができるような帯域幅制御モジュール（ＢＷＣＭ）２２０を利用して帯域幅又は波長を制御するのに使用する全てのアクチュエータを指令することができる。ＶＭＬＮＭ２２２及びそのアクチュエータの状態は、ＦＣＣ２０４を通じてＦＣＰ２０２に伝達することができる。
【００４９】
図６は、代表的なレーザシステム「プラントモデル」をブロック図の形態に示すものであり、帯域幅（又は恐らく波長）ステッパモータステップ指令２３２を加算器２３４に入力して１サンプル遅延２３６の出力と合計してステップ対ＢＷルックアップに入力を提供し、ルックアップは、予想帯域幅値を生成し、予想帯域幅値は、加算器２４２に入力されて、外乱ブロック２４０から外乱の表現と合計される。次に、１サンプル遅延ブロック２４４があり、加算器２４２の出力は、測定帯域幅が出力２４９であるべき姿の表現を生成するために、ブロック２４８からの定数及びノイズブロック２４７からのノイズと加算器２４６内で合計される。
【００５０】
図７は、帯域幅コントローラ２５０の例示的な例を表している。コントローラ２５０は、帯域幅（又は恐らく波長）ターゲット２５２、測定帯域幅（波長）２５４及び波長ＴＩＲ２５６の入力を有することができ、そのうちの後者の２つは、「不良」帯域幅測定プロセッサ２５７への入力であり、「良好」帯域幅の出力は、ノイズフィルタ２６０への入力を提供するようにターゲット帯域幅入力２５２と加算器２５８内で合計されることになる。帯域幅測定値をフィルタリング／無視すべきである場合（例えば、測定値つまりＴＩＲが大きすぎるために）、ブロック２５７の出力は、先に測定した「良好な」帯域幅になり、他の場合には、測定帯域幅は、ブロック２５７を通過させることができる。
【００５１】
ノイズフィルタ２６０の出力は、ステップ指令経路、モード選択経路、及びスルーイングステップ経路への入力を提供する。ステップ指令経路は、ヒステリシス「オンオフ」ボックス２６２を有する不感帯を含むことができ、その例を図９でより詳細に示している。ヒステリシスを有する不感帯の出力がフィードバック作動有効状態／オンモード（例えば１）である場合、乗算器２７０の出力は、ノイズフィルタ２６０の出力であり、乗算器２７０の出力がフィードバック作動無効状態／オフモード０である場合、乗算器２７０の出力は０である。乗算器２７０の出力は、制御利得増幅器２７４内の利得係数Ｋにより増幅され、指令飽和ブロック２７４を通過して、ステップ平滑器２７６に至るが、その例を図８でより詳細に示している。指令飽和ブロックを利用して中心波長制御に対する帯域幅ステップ率の影響を制限することができる。ショット当たりの最大ステップ数（例えば、０．１ｘＢＡＭあたりショット／帯域幅測定更新（通常３０））に等しい限界値を確立することができ、これは、このような一般的な場合は３ステップになる。
【００５２】
モード選択経路は、制御方式セレクタ２６４を含むことができ、その例を図１０でより詳細に示している。モードセレクタ２６４は、ＢＷ誤差入力に対するノイズフィルタ２６０の出力、及び入力２５２から帯域幅ターゲットへの入力として有するターゲット変更検出器２６８の出力を入力として受け取る。ターゲット変更検出器２６８の出力は、モードセレクタ２６４のターゲット変更入力部への入力を形成する。スルーイングステップ経路は、ノイズフィルタ２６０の出力を受け取る符号ボックス２６６を含むことができ、ノイズフィルタ２６０の出力は、ターゲット変更スルーイングステップ増幅器２７８内で係数Ｎにより増幅される。
【００５３】
これらの経路の各々の出力は、３極スイッチ２８０のそれぞれの端末の入力になり、３極スイッチ２８０の出力は、ステップ指令２８４である。
【００５４】
図９は、図７に示すように入力２９０としてノイズフィルタ２６０の出力を有することができる不感帯ヒステリシス制御ブロック２６２をブロック図の形式で示している。入力２９０は、絶対値関数ブロック２９２に供給することができ、絶対値関数ブロック２９２の出力は、中継ブロック２９４に供給することができ、中継ブロック２９４は、一例として、「オン／オフ」出力２９６を供給するヒステリシスを有する対称スイッチを含むことができる。対称スイッチ２９４は、帯域幅誤差又は一部の場合には帯域幅誤差に対して帯域幅自体内にある状態で不感帯と共に測定した帯域幅が外側／高不感帯値を超える時に「オン」出力（１）を、内側／低帯域幅値よりも小さい時に「オフ」（０）を生成するように機能することができる。帯域幅誤差を用いる方が、高い又は低い不感帯値と比較した誤差信号の絶対値を用いるよりも簡単で論理的に実行しやすい。スイッチ２９４は、以前の出力が「１」／「オン」であった場合に帯域幅誤差が高／外側不感帯値と低／内側不感帯値の間にある時に「オン」出力を、出力以前の出力が「０」／「オフ」であった時には「オフ」を生成することができる。これは、この状況においてはヒステリシスの意味である。
【００５５】
図８に示すように、ステップ平滑器２７６は、図７に示す指令飽和ブロック２７４からのもののようなステップ数指令を入力として有することができる。ステップ平滑器２７６は、取るべきステップの入力ステップ指令ｃを、ｃステップ数を取るショット数（つまり時間）Ｔで割る割算器を含むことができる。割算器３４０の出力は、加算器３４２及び切捨てブロック３６０に対する入力を提供する。
【００５６】
加算器３４２の出力は、乗算器ブロック３４６に供給され、乗算器ブロック３４６の出力は、丸めブロック３５０内で最も近い整数に丸められる。ブロック３５０の出力は、図７に示すスイッチング２８０に供給されるｓステップの出力指令を成す。乗算器ブロック３４６の出力はまた、サンプル遅延３４４の入力を提供するように、丸めブロック３５０の出力から加算器３４８で減算され、サンプル遅延３４４の出力は、加算器３４２に対する入力を提供する。波長固定に及ぼすなどの波長制御に及ぼす悪影響を制限する限界値が、帯域幅制御アクチュエータステップ数にある必要があり、ＷＬ固定を維持するために１０ショット毎に≦１ＢＭステップとすることができ、ＷＬ固定は、平均値とすべきではない。ＢＷ制御ループは、制御ループが３０ショット中に最大３ステップを望む時に又はその場合に、３０ショット毎に１回実行され、これは、平均で１ステップ／１０ショットに過ぎないものになる。しかし、ＢＷＣＭが同時に３つ全てを指令した場合、他のシステム条件に違反することがある。３０ショット中にこれらのステップ数を均一に広げる必要性があり、これは、ステップ平滑器２７６が行うものである。
【００５７】
入力、すなわち、指令されたｃステップ数は、加算器３６４にも供給され、この入力は、加算器３７０内での合計の結果、丸めブロック３５０の出力及びブロック３６８内で遅延したその出力の単一のサンプル遅延と合計され、加算器３６４の出力は、１つのサンプル遅延ブロック３６６への入力を提供する。ブロック３６４の出力は、ブロック３６０内の１サンプル遅延後の絶対値ブロック３５４への入力を提供する。ブロック３５４の出力は、切捨てブロック３６０から始まる値「ｒ」を超えるか否かを調べるためにブロック３５２と比較され、ブロック３４０内での乗算の結果は、その結果のあらゆる十進の部分が除去されることによって切り捨てられ、加算器３５８内で１．０のような定数と共に加算され、乗算ブロック３５６内で０．５のような値により乗算されて、比較ブロック３５２への入力ｒを提供する。破線の外にあるステップ平滑器２５６の要素により、指令された所要ステップ数、すなわち、ｃの後にステッピング停止が保証される。そうでなければ、すなわち、ＢＡＭ最新情報に関する次の時間でＢＡＭ最新情報が仮になかった場合、たとえ不感帯下限／上限値と交差したとしても、ステッパは、単に帯域幅制御機構を進み続けることができる。
【００５８】
コントローラ２５０は、ノイズフィルタ係数Ｃ（０．９７３５）、コントローラ利得、Ｋ（１）、不感帯内側及び外側限界値、それぞれ、ｄj（１．０ｆｍ）及びｄo（９．５ｆｍ）、指令飽和限界、Ｌ（ＢＡＭ最新情報期間当たりの２ステップ）、ターゲット変更完全誤差限界値、Ｍ（１５ｆｍ）、最大許容波長ＴＩＲ（３００から４００ｆｍ）、及び最大許容報告帯域幅６００から１０００ｆｍのような値を選択することができると共に代表値が丸括弧内で記されるいくつかのパラメータを有することができる。
【００５９】
センサノイズ、性能要件、及び堅牢性のような要素を考慮すると、これらのパラメータは、閉ループでの全体的な性能を判断する際に非常に非線形に組み合わさる可能性がある。従って、本出願人は、最初に結合がより緩いパラメータを選択した。最大許容ＴＩＲは、最悪の場合の持続作動であると考えられるターゲット変更スルーイング中に実験に基づいて選択したものである。例示的なＡｒＦレーザシステムに対しては、通常の作動状態では、最大可能帯域幅は、約３００から５００ｆｍであり、掛ける２で選択限界値が得られる。
【００６０】
ＡｒＦレーザシステムの例においては、Ｍは選択されるが、その理由は、多量のフィルタリングが行われた試験信号は、実際の信号と試験信号の間で有意な遅延を有する可能性があり、過大なオーバーシュートを防止するためにターゲット変更スルーイングの初期停止をもたらすからである。Ｌに対しては、帯域幅及び波長ステッパが帯域幅に影響を与えることがあるので、従って、波長ステッパは、例えば、波長コントローラ内でのＰＺＴ不飽和化を通じて帯域幅ステッパの移動（制御権限の帯域幅制御作動）を補正するように移動させることができる。帯域幅ステップ数による波長の変化は、波長ステップ数により取り消すことができる。Ｋに対しては、制限帯域幅ステッパ率制限と共に、コントローラは、本質的に無限の利得余裕を有する。制御利得は、指令が実質的に常に飽和するように選択され、最速の応答時間が得られる。帯域幅ステッパがステップ当たり〜０．００５ｆｍを供給する状態で、３０ショット毎に２ステップで、１ショット当たり０．０００３３ｆｍは、他のシステム要件を満たす。ｄo＝９．５に対しては、客先側の帯域幅制御必要性に合わせるなどの内側不感帯制限ｄｉの調節と共に、フィルタリング後の値が実際の瞬時帯域幅（ステップ数のような帯域幅の急激な変化状態におけるものを除き）を意味する多量のフィルタリングにより、実際の帯域幅の全体的な公称不感帯を得ることができる。ほぼ白色ガウスノイズ（標準偏差〜２０ｆｍ、（２*９．５＝１９ｆｍ）未満の全体帯域幅範囲）である帯域幅測定ノイズは、ステッパの作動を制限するのに適切である。内側不感帯制限ｄi＝１．０は、不感帯ヒステリシスを最大にすることができ、帯域幅制御作動ステッパ又は他の制御権限のためのアクチュエータに対する指令のジッタが最小にされる。また、約１ｆｍ解像度での帯域幅測定で、１ｆｍ未満に設定された場合、内側不感帯は、影響を受けない可能性がある。Ｃに対しては、安定性増加及びノイズフィルタからのジッタ防止により、遅延が追加される可能性があり、過度の追加量は望ましくない。波長及び帯域幅コントローラ作動ステップから波長変化の比率、及び１つの波長ステップ及び整数ステップが得られるような切り上げにより帯域幅作動ステップを補正したいという希望から指令飽和を選択することができ、その理由は、切り上げられた場合、波長ステッパは、帯域幅ステッピングを遅らせることができるからである。３０ショットのＢＡＭ積分期間に対しては、波長コントローラは、３０ショット毎に１波長ステップを可能にすることができる。従って、Ｌ＝２であり、これは、約０．０００３３ｆｍであり、システム要件を満たすものである。ステップのサイズが仮に増加した場合（帯域幅に及ぼす影響）、それによって利得余裕が小さくなる可能性がある。
【００６１】
ノイズフィルタのステップ応答は、以下とすることができる。
【００６２】
【数１】
0005718048.tif 000002
【００６３】
ここで、ｕは、ステップ入力のサイズであり、ｙ0は、初期出力であり、Ｃは、係数であり、ｖは、フィルタリング後のノイズであり、ｋ＝３０*（ショット数）である。ステップ外乱が発生した時にコントローラ２５０が不感帯内側にある状態では、制御作用は、フィルタリング後の誤差がｄ0を超えるまで開始しない恐れがあり、必要とされる時間は、フィルタによる初期遅延である。ｙが不感帯を横切る時のｋに対して解くと、以下のようになる。
【００６４】
【数２】
0005718048.tif 000003
【００６５】
ここで、Ｃ＜１であることは公知である。ｄ0＞ｙ0で、実際のフィルタリング後の帯域幅が不感帯に到達する前に不感帯が平均で１シグマである（ノイズのために、及びノイズ「スパイク」を無視して）と仮定し、ｕ＋ｙ0＜ｄ0を回避し、ｕ＋ｙ0−ｄ0＞０を示唆すると、ｕが大きくてｕ＋ｙ0−ｄ0が小さい時にｋを最大にすることができる。たとえそうであっても、Ｃに関係なく、外乱と、フィルタリング後の誤差がより上を通過するのにほぼ無限の時間を消費する初期条件との組合せがある可能性がある。１ｆｍの解像度で測られた帯域幅（ｕ＋ｙ0−ｄ0＝１の最小値が適切）を用いて、かつｄ0＝９．５（ｕ＋ｙ0−ｄ0を最小にすることになるｕの最大値は、ｕ＝２*ｄ0＋１＝２０である）を用いて、初期条件は、次に、不感帯の「底部」とすることができ、ステップによる外乱は、不感帯の「上部」を出るのに十分とすることができる。１次フィルタ応答（オーバーシュートでない）は、不感帯を出るのに掛かる時間が最長である可能性がある。３０ショット／サンプル及び２００のショット／秒の最小限のショット累積率で、不感帯を出る最大の時間は、以下により求めることができる。
【００６６】
【数３】
0005718048.tif 000004
【００６７】
ここで、σsは、一例として、２０ｆｍに等しいセンサノイズ標準偏差である。それによって絶対的最悪の場合を定めることができ、モンテカルロの研究により、一般的な遅延は０．５秒未満であり、Ｃ＝０．９７３５のフィルタ係数が適切であるように１０秒の遅延が適切な選択を提供することが見出されている。
【００６８】
ステッパモータとＢＷＣＭの組合せは、非常にノイズフリーとすることができる速度限界値（４０００マイクロステップ／秒）アキュームレータ（積算器）として働くことができる。ＢＷは、絶対ステッパ位置の非線形関数であり、ＷＬからＢＷまで無視することができる結合がある場合があり、これは、別々にかつ他のループとは独立にＢＷ制御ループを閉じることを可能にすることができるものである。しかし、ＢＷからＷＬまでの結合には、＜５ｆｍＷＬ誤差を誘発する要件と共に、誤差は特別な考慮が必要である可能性がある。制御中のプラントは良好なノイズ除去特性を有する自然な積算器として働くことができるが、ステッパ装着においてジッタを防止しやすくするためには付加的なフィルタリングが必要であろう。
【００６９】
システムは、基線倍率又は基線絞り開口部のような基線位置に帯域幅制御機構ステッパを移動させようと求める場合がある。これは、最大倍率までのような非常に多くのステップを指令し、かつリミットスイッチからの信号のためにステッパ作動を指令するのをＢＷＣＭに停止させるそれぞれのリミットスイッチからの割込み信号を待機するＬＮＭにおけるようなリミットスイッチを使用して行うことができる。同じことは、調節可能な開口のような他の帯域幅制御アクチュエータに関して適用することができる。リミットスイッチの位置は、公知の倍率又は公知の開口サイズ及び位置のような公知の帯域幅設定に設定することができる。この機能性が行使されている時、測定してＢＷ対ステップ曲線を更新することができる。
【００７０】
本出願人は、このような帯域幅制御システムを模擬し、このようなシミュレーションからシステム応答を例えば〜０．０００５ｆｍ／ショットアルゴリズムＢＷステッパ速度限界値により支配することができるように判断した。フィルタリングにより、不感帯を締め付けるためにノイズ応答を実質的に改善することができる。コントローラ利得は、ステッパ指令が常に飽和状態つまり「オフ」であるように十分に高く設定することができる。システムは、誤差＝（内側不感帯）＋（〜３σフィルタリング後ノイズ）をもたらすことができ、この誤差は、次に、ノイズスパイクにより偶発的ステップがトリガされる時に低く「クリープ」する場合がある。このクリープは、ヒステリシスのサイズを増大させることによって最小にすることができる。不感帯、更にノイズフィルタは、ジッタを実質的に排除することができる。システムは、利得余裕が本質的に無限である非常に堅牢とすることができる。不感帯と共にＢＷステッパ速度限界値で、ノイズにより不安定作動がシステム内に注入されるのを防止することができる。
【００７１】
中心波長選択機構は、分散光学要素を含むことができ、中心波長選択プリズム及び／又は他の中心波長選択光学要素は、分散光学要素上でのビームの入射角を制御可能に調節することができる。差動タイミングシステムは、粗動帯域幅制御調節又はその逆を含むことができる。帯域幅及び／又は中心波長粗動制御及び精密制作動の様々な組合せを使用することができる。
【００７２】
図１３に概略的に示す別の可能な実施形態により、帯域幅及び波長を制御する４つのプリズム５２０、５２２、５２４、及び５２６を有するＬＮＭが示されている。プリズム５２４及び５２６の２つは、図４及び図１１に示すプリズム５２４、５２６のアクチュエータと同様にアクチュエータ（図示せず）により回転させることができる。一方のプリズム５２６は、ステッパモータアクチュエータ（図示せず）により回転させることができ、他方のプリズム５２４は、ＰＺＴスタック（図示せず）により回転させることができる。これらの２つのプリズム５２６及び５２４は、それぞれ波長の粗調節及び微調節に使用することができる。プリズムの位置決めは、ターゲット変更又は中心波長ドリフトのために的確ではない中心波長に応答する中心波長制御システムからの信号に応答するものとすることができる。他のプリズムの少なくとも１つは、プリズム５２０のような帯域幅制御に対して回転可能にすることができる。回転は、ステッパモータ（図示せず）を使用して達成することができる。
【００７３】
ＭＯＰＡ又はＭＯＰＯレーザシステムのようなシードレーザ増幅器レーザ構成のスペクトルプロフィール（帯域幅）を制御する方法を用いることができ、この構成は、ＭＯＰＯレーザにより適すると考えられるが、その理由は、第２の（増幅器）段５１２へのＭＯエネルギ入力を低減することができるからである。本方法は、ｄｔＭＯＰＡタイミング制御に頼らないとすることができ、ｄｔＭＯＰＡタイミング制御の利用は、エネルギ安定性のような１つ又はそれよりも多くの他のレーザシステム作動パラメータに望ましくない副作用を与える場合があるが、ｄｔＭＯＰＡタイミング制御は、本明細書で説明する装置及び方法を増強させるために利用することができる。この装置及び方法は、レーザ出力スペクトルの対称及び非対称制御の両方を提供するのに使用することができる。
【００７４】
プリズム及び／又は折り返しミラー及び回折格子ベースのスペクトル狭化方法を用いるレーザの出力スペクトルは、一例として回折格子の鋸歯構造に垂直な方向に波長の空間的不統一性があることがある。図１６は、ビームが通過する開口のサイズに依存する帯域幅変動の例を示している。一例として、図１４の１５８又は図１５の６１０、又は図１４を取った本明細書において引用により組み込まれている２００５年６月３０日出願の「調節済みレーザの能動帯域幅制御」という名称の現在特許出願中の米国特許出願出願番号第１１／１７３、９８８号に示すもののような調節可能な開口によって主発振器からレーザビームの一部を選択し、図３に概略的に示す増幅器５１２のような電力増幅器又は電力発振器にその部分的なビームを注入することにより、システム出力スペクトル帯域幅を制御することができる。第２段（増幅器）として使用される図３の中の５１２のような電力増幅器又は電力発振器には、特定の入力ビームサイズが必要であることがあり、特定の入力ビームサイズは、２つのレンズ又はビーム拡張器（例えばプリズムを使用）のような同様の手段、又は帯域幅を調節又は選択するために望ましい部分を選択するように開孔処理した後にビームを拡張及び平行化するなどのビームをサイズ決定及び成形する別の調節可能な開口の組合せにより達成することができる。一例として、図１５に概略的に示す調節可能なビーム拡大コリメータ６００を使用することができる。
【００７５】
図３の帯域幅分析モジュール（ＢＡＭ）５１６のような帯域幅モニタは、一例として調節可能なビーム伸張器／コリメータ６００内で行うことができるスペクトル形状（帯域幅）の対称制御及び非対称制御の両方を行うようにレーザシステムの増幅段への帯域幅及びビームサイズを選択するためにビーム選択開口サイズ及びビーム成形の両方を制御する場合のような帯域幅信号を利用して調節可能な開口６１０を通過させるビームの部分を調節することができる図１５の６２０のような帯域幅コントローラにフィードバック信号を供給することができる。調節可能な開口の前のＭＯビームのようなシードレーザビームの帯域幅は、調節可能な開口の後のスペクトル帯域幅の望ましい範囲をもたらすほど十分に大きくなければならないことが理解されるであろう。
【００７６】
必要に応じて、開示する本主題により、ｄｔＭＯＰＡタイミングを単独使用して、パルスエネルギ、線量安定性のような帯域幅を別とした他のレーザ作動パラメータの恩典が得られるように最適ｄｔＭＯＰＡでＭＯＰＡが作動することを可能にすることができ、一方、調節可能な開口６１０又は他の形式の能動帯域幅制御は、粗調節器又は微調節器として、１つ又はそれよりも多くの他の帯域幅制御アクチュエータと、又は帯域幅を選択する帯域幅選択アクチュエータ（制御権限）として比較的等しい調節速度と組み合わせて利用することができる。代替的に、ｄｔＭＯＰＡ帯域幅選択アクチュエータは、微調節専用に使用し、従って、パルスエネルギ安定性、線量安定性のような他の操作上の観点から、最適ｄｔＭＯＰＡからかなり逸脱する必要がないとすることができる。
【００７７】
ＭＯＰＡ又はＭＯＰＯのようなシードレーザ増幅器レーザのエネルギ安定性は、ＰＡ／ＰＯへのＭＯエネルギ入力の影響を強く受けることがあるので、ＭＯ及びＰＡ／ＰＯのような増幅部とは独立にＭＯエネルギ出力を調節及び制御する別々のＭＯ及びＰＡ／ＰＯのための電圧制御部を有することが望ましいであろう。
【００７８】
調節可能な開口は、ビーム短軸において調節するように矩形とすることができ、これは、Ｃｙｍｅｒの７ＸＸＸシリーズ又はＸＬＡ又はＬＸＬＲシリーズレーザシステムのような本出願人の譲渡人のレーザシステムにおいては、例えば図１４に示すように、線狭化レーザの場合、通常は水平方向のサイズの調節である。図１５に示すように、ビームは、ビーム拡張器６１２、プリズム又は複数のプリズム、又はレンズ組合せのうちのレンズなどを用いるなどで、調節可能な開口の前で拡張して可制御性を改善することができる。ビームの一部が調節可能な開口により選択された後、上述のように、一例として望遠鏡又は別々のコリメータレンズ付き調節可能な望遠鏡とすることができる調節可能なビーム拡張器コリメータにおけるようなＰＡ又はＰＯのビームサイズ要件を満たすように拡張／収縮及び平行化することができる。ビーム拡大は、電極間放電中の増幅器電極の領域におけるビームサイズが、固定通過増幅器におけるほど重要ではないと考えられるＭＯＰＯ構成には不要である場合がある。ビーム成形光学器械は、一例として、２つのレンズ間の距離を調節することができる円柱レンズの組合せとすることができると考えられる。対称形のスペクトル制御に対しては、調節可能な開口の中心は、ビームの中心に整列することができる。非対称スペクトル制御に対しては、調節可能な開口の中心は、例えば、帯域幅を増加又は減少させるためにビームの一方の縁部又は他方の縁部に向う水平方向のような１つの軸線において移動させることができる。
【００７９】
帯域幅のようなビーム品質に関連するなどのレーザ作動パラメータに対する一部の外乱に対しては、変動は、ビームの垂直方向での方が明確である場合がある。これは、一例として、繰返し数依存の外乱に対して当て嵌まることがある。従って、図１４に示す可変開口は、図示のページの平面において９０°回転させて、帯域幅選択と同様に、ビーム品質パラメータ選択に向けてビームの垂直配向部分を選択することができる。これは、図１４の選択開口及び上述の別の開口に合わせて行うことができる。
【００８０】
一部の用途に対しては、可変倍率線狭化モジュール５０２は、帯域幅測定モジュール５１６によって生成された信号に応答することができる。可変倍率線狭化モジュール５０２は、帯域幅制御回転可能プリズム５２０、５２２、５２４、及び／又は５２６の一方又は両方、及び図７の６３０で概略的に示す帯域幅コントローラ（ＢＣＤ）回折格子変形器によるなどの差動発射時間（ｄｔＭＯＰＡ）又は回折格子曲げのような別の帯域幅制御アクチュエータによる帯域幅粗動制御に用いることができ、又は可変開口は、空洞内又は外で帯域幅精密制御に使用することができる。これらの帯域幅選択アクチュエータの各々は、粗動制御アクチュエータ及び精密制御アクチュエータの一方又は他方として他のアクチュエータの１つ又はそれよりも多くと組み合わせて使用することができる。
【００８１】
以上開示した主題の実施形態の態様は、各請求項の主題の少なくとも１つの権能付与的な実施形態を開示する要件を満たし、かつ１つ又はそれよりも多くのこのような例示的な実施形態だけであることを意図とするものであり、いかなる点においても特定の開示した実施形態だけに特許請求の範囲のいずれかの範囲を限定するものではないように意図していることは当業者によって理解されるであろう。均等物の原則の目的のために特に請求項の解釈に関して当業者によって理解及び認められると思われる開示した主題の実施形態の開示した態様に多くの変更及び修正を行うことができる。特許請求の範囲は、範囲及び意味において、主張する主題の実施形態の開示した態様だけでなく、当業者に明らかであると思われるこのような均等物及び他の修正及び変更を包含するように意図している。上述の本発明の開示した主題の開示かつ主張する態様に対する変更及び修正に加えて、他の変更及び修正を実施することができると考えられる。
【符号の説明】
【００８２】
２５０  帯域幅コントローラ
２５７  帯域幅測定プロセッサ
２５８  加算器
２６０  ノイズフィルタ
【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５】
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【図６】
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【図７】
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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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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