(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
パルス光ビームのスペクトルフィーチャを測定するための計測システムであって、前記スペクトルフィーチャは前記パルス光ビームの光スペクトルの態様であり、
前記パルス光ビームの経路内にあり、前記パルス光ビームと相互作用するように、且つ、前記パルス光ビームのスペクトル成分に対応する同心リングのセットの形状で干渉パターンを出力するように、構成された単一のエタロンであって、互いに対向する平行な反射表面の単一ペアを含み、一定の距離だけ分離される、単一のエタロンと、
前記干渉パターンを受け取るとともに感知する複数のセンサであって、前記複数のうちの各センサは、別個の感知軸に沿って複数の前記リングにわたって延在するように配列され、また前記干渉パターンの一部のみと相互作用する、複数のセンサと、
各センサの出力に接続される制御システムであって、
１つ以上のパルスについての前記エタロンからの前記出力空間成分のプロパティを各センサ出力について測定するように、
前記パルス光ビームの前記スペクトルフィーチャの推定を計算するために、前記測定されたプロパティを平均化することを含む、前記測定されたプロパティを分析するように、及び、
前記パルス光ビームの前記推定スペクトルフィーチャがスペクトルフィーチャの値の許容レンジ内にあるかどうかを判別するように、
構成される制御システムと、
を備える、計測システム。
【請求項２】
前記光ビームの前記経路内にビームスプリッタを更に備え、
前記ビームスプリッタは、
第１の割合の前記光ビームを前記エタロンに向けて誘導するとともに、
第２の割合の前記光ビームを前記光ビームの前記経路に沿って誘導する、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
各センサは、前記複数のうちの他のセンサと同じ性能パラメータを有する、請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記スペクトルフィーチャは、前記パルス光ビームの帯域幅である、請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
光学的に前記パルス光ビームに接続されるスペクトルフィーチャ選択システムを更に備え、
前記制御システムは、前記スペクトルフィーチャ選択システムに接続され、
前記制御システムは、前記パルス光ビームの前記推定されたスペクトルフィーチャが前記許容レンジ外にあるものと決定した場合、前記パルス光ビームの前記スペクトルフィーチャを修正するために、調整信号を前記スペクトルフィーチャ選択システムに送信するように構成される、請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
前記測定されたプロパティを平均化することは、いずれの測定されたプロパティが前記スペクトルフィーチャの最も正確な表現であるかを決定することを含み、
前記パルス光ビームの前記スペクトルフィーチャを計算することは、前記スペクトルフィーチャを最も正確に表す前記測定されたプロパティを選択することを含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
前記制御システムは、いずれの前記測定されたプロパティが値のターゲットレンジ内に入るかを決定するように構成され、
前記制御システムは、前記値のターゲットレンジ内に入る測定されたプロパティのみを平均化することによって、推定を計算するために、前記測定されたプロパティを平均化する、請求項１に記載のシステム。
【請求項８】
パルス光ビームを生成する少なくとも１つの利得媒体を含む光源と、
前記パルス光ビームの第１の部分を計測経路に沿って誘導し、前記パルス光ビームの第２の部分をリソグラフィ経路に沿って誘導する、ビームスプリッタと、
前記計測経路内の計測システムであって、
前記パルス光ビームのスペクトル情報を、同心リングのセットの形状で干渉パターンに変換するための手段であって、前記パルス光ビームの前記経路内にあり、前記パルス光ビームと相互作用するように構成された変換手段と、
前記干渉パターンを受け取るとともに感知する複数のセンサであって、各センサは前記干渉パターンの一部のみと相互作用するように配列される、複数のセンサと、
前記複数のうちの各センサの出力に接続された制御システムであって、
前記パルス光ビームの１つ以上のパルスについての前記出力空間成分のプロパティを各センサ出力について測定するように、
前記パルス光ビームの帯域幅の推定を計算するために、前記測定されたプロパティを平均化するように、
前記パルス光ビームの前記推定帯域幅が帯域幅の値の許容レンジ内にあるかどうかを判別するように、
構成された制御システムと、
前記光源から前記パルス光ビームを受け取り、前記パルス光ビームの態様を修正する、前記リソグラフィ経路内の光学要素のセットと、
を備える計測システムと、
を備える、光学システム。
【請求項９】
前記光源は、深紫外線レンジ内の波長を有するパルス光ビームを生成する少なくとも１つの利得媒体を含む、請求項８に記載のシステム。
【請求項１０】
パルス光ビームの帯域幅を測定するための計測システムであって、前記帯域幅は前記パルス光ビームの光スペクトルの態様であり、
前記パルス光ビームの経路内にあり、前記パルス光ビームと相互作用するように、且つ、前記パルス光ビームのスペクトル成分に対応する複数の空間成分を出力するように、構成された複数のエタロンの配列と、
前記パルス光ビームを複数のパルス光ビームに分割するビームスプリッタであって、前記分割されたパルス光ビームはそれぞれのエタロンに誘導される、ビームスプリッタと、
前記出力空間成分を受け取るとともに感知する複数のセンサと、
各センサの出力に接続される制御システムであって、
１つ以上のパルスについての前記空間成分のプロパティを各センサ出力について測定するように、
前記パルス光ビームの帯域幅を推定するために、前記測定されたプロパティを平均化することを含む、前記測定されたプロパティを分析するように、及び、
前記パルス光ビームの前記推定帯域幅が帯域幅の値の許容レンジ内にあるかどうかを判別するように、
構成される制御システムと、
を備える、計測システム。
【請求項１１】
前記複数のセンサのうちの各センサは、前記エタロンのうちの１つの前記出力に配置される別個の検出器として形成される、請求項１０に記載のシステム。
【請求項１２】
各エタロンは、他のエタロンの応答機能と同じ応答機能を有する、請求項１０に記載のシステム。
【請求項１３】
光学的に前記パルス光ビームに結合されるスペクトルフィーチャ選択システムを更に備え、
前記制御システムは、前記スペクトルフィーチャ選択システムに接続され、
前記制御システムは、前記パルス光ビームの前記推定された帯域幅が前記許容レンジ外にあるものと決定した場合、前記パルス光ビームの前記帯域幅を修正するために、調整信号を前記スペクトルフィーチャ選択システムに送信するように構成される、請求項１０に記載のシステム。
【請求項１４】
前記複数のうちの各センサは、単一の２次元検出器の一部であるか、又は、
前記複数のセンサのうちの各センサは、前記配列における前記エタロンのうちの１つの前記出力に配置される別個の検出器として形成される、請求項１０に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
開示される主題は、リソグラフィ露光装置に光を供給する光源から出力される光ビームの帯域幅などのスペクトルフィーチャを推定することに関する。
【背景技術】
【０００２】
レーザなどの光源から出力される光ビームのスペクトルフィーチャ又はプロパティ（例えば、帯域幅）の正確な知識が、多くの科学的及び工業的応用において重要である。例えば、光源帯域幅の正確な知識を用いて、深紫外線（ＤＵＶ）光リソグラフィにおける最小フィーチャサイズ又はクリティカルディメンション（ＣＤ）の制御が実行可能とされる。クリティカルディメンションは、半導体基板（ウェーハとも呼ばれる）上に印刷されるフィーチャサイズであり、したがってＣＤは微細なサイズ制御を必要とする可能性がある。光学リソグラフィにおいて、基板は光源によって生成される光ビームによって照射される。しばしば、光源はレーザ源であり、光ビームはレーザビームである。
【発明の概要】
【０００３】
いくつかの一般の態様において、パルス光ビームのスペクトルフィーチャを測定するために計測システムが用いられる。計測システムは、パルス光ビームの経路内にあり、パルス光ビームと相互作用するように、且つ、パルス光ビームのスペクトル成分に対応する複数の空間成分を出力するように、構成された光周波数分離装置と、出力空間成分を受け取り及び感知する複数の感知領域と、各感知領域の出力に接続される制御システムと、を含む。制御システムは、１つ以上のパルスについての光周波数分離装置からの出力空間成分のプロパティを各感知領域出力について測定するように、パルス光ビームのスペクトルフィーチャの推定を計算するために測定されたプロパティを平均化することを含む、測定されたプロパティを分析するように、及び、パルス光ビームの推定スペクトルフィーチャがスペクトルフィーチャの値の許容レンジ内にあるかどうかを判別するように、構成される。
【０００４】
実装は、以下の特徴のうちの１つ以上を含むことができる。例えば、光周波数分離装置は、複数の光周波数分離デバイスを含むことができる。計測システムは、パルス光ビームを複数のパルス光ビームに分割するビーム分離デバイスを含むことが可能であり、分割されたパルス光ビームの各々はそれぞれの光周波数分離デバイスに誘導される。各光周波数分離デバイスは、エタロンを含むことができる。複数の感知領域のうちの各感知領域は、光周波数分離デバイスのうちの１つの出力に配置された別個のセンサ上に形成することができる。各光周波数分離デバイスは、他の光周波数分離デバイスと同じ応答機能を有することができる。
【０００５】
光周波数分離装置は、１つ以上のエタロンを含むことができる。
【０００６】
計測システムは、光ビームを生成するソースとフォトリソグラフィ露光装置との間の経路内にビーム分離デバイスを含むことができる。ビーム分離デバイスは、第１の割合の光ビームを光周波数分離装置に向けて誘導すること、及び、第２の割合の光ビームを経路に沿ってフォトリソグラフィ露光装置に向けて誘導すること、が可能である。
【０００７】
光ビームは、少なくともいくつかが深紫外線レンジ内にある複数の波長を有することができる。
【０００８】
各感知領域は、複数のうちの他の感知領域と同じ性能パラメータを有することができる。
【０００９】
スペクトルフィーチャは、パルス光ビームの帯域幅であり得る。
【００１０】
計測システムは、光学的にパルス光ビームに接続されるスペクトルフィーチャ選択システムを含むことができる。制御システムは、スペクトルフィーチャ選択システムに接続可能であり、パルス光ビームの推定されたスペクトルフィーチャが許容レンジ外にあるものと制御システムが決定した場合、パルス光ビームのスペクトルフィーチャを修正するために、調整信号をスペクトルフィーチャ選択システムに送信するように構成可能である。
【００１１】
１つ以上のパルスのレンジは、単一パルスであり得る。
【００１２】
測定されたプロパティは、いずれの測定されたプロパティがスペクトルフィーチャの最も正確な表現であるかを決定することによって平均化することが可能であり、パルス光ビームのスペクトルフィーチャを計算することは、スペクトルフィーチャを最も正確に表す測定されたプロパティを選択することを含む。
【００１３】
制御システムは、いずれの測定されたプロパティが値のターゲットレンジ内に入るかを決定するように構成可能であり、制御システムは、値のターゲットレンジ内に入る測定されたプロパティのみを平均化することによって、推定を計算するために、測定されたプロパティを平均化することができる。
【００１４】
測定されたプロパティは、測定されたプロパティの重み付き平均を実行することによって平均化することが可能であり、パルス光ビームのスペクトルフィーチャの推定を計算することは、重み付き平均をスペクトルフィーチャの推定として選択することを含む。
【００１５】
光周波数分離装置は、単一の光周波数分離デバイスを含むことが可能であり、１つ以上のスペクトル成分全体を受け取る単一の２次元センサ上に、複数の感知領域を形成することができる。
【００１６】
複数の感知領域のうちの各感知領域は、出力される空間成分の光軸に対して垂直な感知軸を有することができる。
【００１７】
複数の感知領域のうちの各感知領域は、光周波数分離装置の出力に配置された単一のセンサの別個の場所に形成することができる。
【００１８】
他の一般の態様において、パルス光ビームのスペクトルフィーチャを測定するための方法が実行される。方法は、パルス光ビームを、パルス光ビームのスペクトル成分に対応する複数の空間成分を出力する光周波数分離装置と相互作用させること、出力空間成分の経路内に配置された複数の感知領域の各々で複数の空間成分を感知すること、パルス光ビームの１つ以上のパルスについての出力空間成分のプロパティを各感知領域で測定すること、パルス光ビームのスペクトルフィーチャの推定を計算するために測定されたプロパティを平均化すること、を含む、測定されたプロパティを分析すること、及び、パルス光ビームの推定スペクトルフィーチャがスペクトルフィーチャの許容レンジ内にあるかどうかを判別すること、を含む。
【００１９】
実装は、以下の特徴のうちの１つ以上を含むことができる。例えば、複数の感知領域の各々で光ビームの同じパルスについて同時に複数の空間成分を感知することによって、複数の感知領域の各々で複数の空間成分を感知することができる。
【００２０】
方法は、パルス光ビームの推定されたスペクトルフィーチャが許容レンジ外にあるものと決定された場合、パルス光ビームのスペクトルフィーチャを修正するために、調整信号をスペクトルフィーチャ選択システムに送信することを含むことができる。
【００２１】
測定されたプロパティは、いずれの測定されたプロパティがスペクトルフィーチャの最も正確な表現であるかを決定することによって平均化することが可能であり、パルス光ビームのスペクトルフィーチャを計算することは、スペクトルフィーチャを最も正確に表す測定されたプロパティを選択することを含む。
【００２２】
方法は、いずれの測定されたプロパティが値の標準レンジ内に入るかを決定することを含むことが可能であり、推定を計算するために、測定されたプロパティを平均化することは、値の標準レンジ内に入るそれらの測定されたプロパティのみを平均化することを含む。
【００２３】
測定されたプロパティは、測定されたプロパティの重み付き平均を実行することによって平均化することが可能であり、パルス光ビームのスペクトルフィーチャの推定を計算することは、重み付き平均をスペクトルフィーチャの推定として選択することを含む。
【００２４】
出力空間成分のプロパティは、同じ測定技法を用いる感知領域の各々について出力空間成分のプロパティを測定することによって、感知領域の各々で測定することができる。
【００２５】
他の一般の態様において、光学システムは、パルス光ビームを生成する少なくとも１つの利得媒体を含む光源と、パルス光ビームの第１の部分を計測経路に沿って誘導し、パルス光ビームの第２の部分をリソグラフィ経路に沿って誘導するビーム分離デバイスと、計測経路内の計測システムと、リソグラフィ経路内のビームデリバリシステムと、を含む。計測システムは、パルス光ビームの経路内にあり、パルス光ビームと相互作用するように、且つ、パルス光ビームのスペクトル成分に対応する複数の空間成分を出力するように、構成された光周波数分離装置と、出力空間成分を受け取り及び感知する複数の感知領域と、複数のうちの各感知領域の出力に接続され、パルス光ビームの１つ以上のパルスについての出力空間成分のプロパティを各感知領域出力について測定するように、パルス光ビームのスペクトルフィーチャの推定を計算するために測定されたプロパティを平均化するように、及び、パルス光ビームの推定スペクトルフィーチャがスペクトルフィーチャの値の許容レンジ内にあるかどうかを判別するように、構成された制御システムと、を含む。ビームデリバリシステムは、光源からパルス光ビームを受け取り、パルス光ビームをフォトリソグラフィ露光装置に誘導する。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】パルス光ビームのスペクトルフィーチャを測定するための計測システムを含む、フォトリソグラフィシステムのブロック図である。
【図２】パルス光ビームの例示の光スペクトルのグラフである。
【図３】図１のフォトリソグラフィシステム内で使用可能な例示の光源のブロック図である。
【図４】図１のフォトリソグラフィシステム内で使用可能な例示のスペクトルフィーチャ選択システムのブロック図である。
【図５】図４のスペクトルフィーチャ選択システム内で使用可能な例示の線狭まりモジュールのブロック図である。
【図６】図１のフォトリソグラフィシステムの例示の制御システムのブロック図である。
【図７】図１のフォトリソグラフィシステムの例示の計測システムのブロック図である。
【図８】図１のフォトリソグラフィシステムの例示の計測システムのブロック図である。
【図９】図１、図７、及び図８のフォトリソグラフィシステムの計測システム内で使用可能な、例示の感知領域のブロック図である。
【図１０】図１、図７、及び図８のフォトリソグラフィシステムの計測システム内で使用可能な、例示の感知領域のブロック図である。
【図１１】図１、図７、及び図８のフォトリソグラフィシステムの計測システム内で使用可能な、例示の感知領域のブロック図である。
【図１２】図１、図７、及び図８のフォトリソグラフィシステムの計測システム内で使用可能な、例示の感知領域のブロック図である。
【図１３】エタロン分光計を使用する例示の計測システムのブロック図である。
【図１４】図１のフォトリソグラフィシステムの制御システムによって実行される手順のフローチャートである。
【図１５】図１４の手順の例示的特徴を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
図１を参照すると、光源１０５によって生成され、ウェーハ１２０上にマイクロ電子フィーチャをパターン付与するリソグラフィ露光装置１１５に誘導される、パルス光ビーム１１０を含むフォトリソグラフィシステム１００が示される。光ビーム１１０は更にビーム分離システム１１２を介して誘導され、ビーム準備システム１１２は光ビーム１１０の態様を修正する光学要素を含むことができる。例えば、ビーム準備システム１１２は、反射又は屈折光学要素、光パルスストレッチャ、及び光アパーチャ（自動シャッタを含む）を含むことができる。
【００２８】
フォトリソグラフィシステム１００は、例えば、２４８ナノメートル（ｎｍ）又は１９３ｎｍの波長を備える、深紫外線（ＤＵＶ）レンジ内の波長を有する光ビーム１１０を使用する。ウェーハ１２０上にパターン付与されるマイクロ電子フィーチャのサイズは、光ビーム１１０の波長に依存し、より低い波長は結果としてより小さい最小サイズを生じさせる。光ビーム１１０の波長が２４８ｎｍ又は１９３ｎｍである場合、マイクロ電子フィーチャの最小サイズは、例えば５０ｎｍ以下であり得る。光ビーム１１０の帯域幅は、その光スペクトル２００（又は、発光スペクトル）の実際の瞬時帯域幅とすることができ、図２の例に示されるように、光ビーム１１０の光エネルギー又はパワーが異なる波長にわたってどのように分散されるかに関する情報を含む。様々な妨害１０７（温度勾配、圧力勾配、光学的歪みなど）が、光源１０５及び光ビーム１１０に作用し、光ビーム１１０のスペクトルプロパティ又はフィーチャを修正する。したがって、リソグラフィシステム１００は、スペクトルフィーチャ選択システム１５０、少なくとも１つの測定（又は計測）システム１７０、及び制御システム１８５などの、光ビーム１１０に与える妨害１０７の影響を決定し、光ビーム１１０に与えるこうした妨害の影響を補正するために使用される、他の構成要素を含む。
【００２９】
妨害１０７により、ウェーハ１２０での光ビーム１１０の実際のスペクトルフィーチャ（帯域幅又は波長）は、所望のスペクトルフィーチャに対応しないか又は一致しない可能性がある。したがって、光スペクトルからメトリックの値を推定することによって、動作中に光ビーム１１０の実際のスペクトルフィーチャ（特徴的な帯域幅など）が測定又は推定されるため、オペレータ又は自動化システム（例えば、フィードバックコントローラ）が測定又は推定された帯域幅を使用して、光源１０５のプロパティを調節すること、及び、光ビーム１１０の光スペクトルを調節することが可能となる。計測システム１７０は、この光スペクトルに基づいて光ビーム１１０のスペクトルフィーチャ（帯域幅及び／又は波長など）を測定する。以下で考察するように、計測システム１７０は複数のセンサ（又は、感知領域１７３）を含み、各センサからのデータは、単一のセンサのみを使用して取得されるよりも精密なスペクトルフィーチャの値を取得するために平均化される。このようにして、スペクトルフィーチャの測定における雑音を低減することが可能であり、スペクトルフィーチャをより精密に推定することができる。例えば、計測システム１７０に追加される各追加のセンサ（又は感知領域１７３）について、スペクトルフィーチャの推定に対する不規則雑音寄与は√ｄだけ低減され、ここでｄは、計測システムで使用されるセンサの数である。雑音を低減することにより、計測出力の信号対雑音比は向上する。
【００３０】
計測システム１７０における雑音を低減することにより、スペクトルフィーチャの値がより精密に決定されるため、計測システム１７０からフォトリソグラフィシステム１００に戻されるフィードバックの性能は向上する。
【００３１】
計測システム１７０は、光源１０５とフォトリソグラフィ露光装置１１５との間の経路内に配置されたビーム分離デバイス１６０からリダイレクトされる光ビーム１１０の一部を受け取る。ビーム分離デバイス１６０は、光ビーム１１０の第１の部分又は割合１６５を計測システム１７０内に誘導し、光ビーム１１０の第２の部分又は割合１６７を露光装置１１５に向けて誘導する。いくつかの実装において、光ビームの大部分は第２の部分１６７において露光装置１１５に向けて誘導される。例えば、ビーム分離デバイス１６０は、光ビーム１１０のごく一部（例えば、１〜２％）を計測システム１７０内に誘導する。ビーム分離デバイス１６０は、例えばビームスプリッタとすることができる。
【００３２】
計測システム１７０は、光ビーム１１０の経路内に光周波数分離装置１７１を、また光周波数分離装置１７１の出力に複数１７２の感知領域１７３を含む。
【００３３】
光周波数分離装置１７１は光ビーム１１０と相互作用し、光ビーム１１０のスペクトル成分に対応する複数の空間成分１７４を出力する。光ビーム１１０のスペクトル成分は光ビーム１１０の光スペクトル内にあり、したがって、光ビーム１１０の光エネルギー又はパワーの値が異なる波長にわたってどのように分散されるかに対応する。空間成分１７４は２次元空間にマッピングされるこれらの強度に対応する。したがって、光周波数分離装置１７１は、光ビーム１１０のスペクトル情報（波長など）を、感知領域１７３によって感知又は検出可能な空間情報に変換する。変換は、スペクトル情報（波長など）を空間内の異なるポジションにマッピングするため、スペクトル情報は感知領域１７３によって観察可能となる。
【００３４】
光周波数分離装置１７１は、１つ以上の光周波数分離デバイスを含むことができる。２つ以上の光周波数分離デバイスが（図１０に示されるように）利用される場合、すべての光周波数分離デバイスは同じ応答機能を有するように構成可能である。これは、各光周波数分離デバイスが、装置１７１の他の光周波数分離デバイスと同じインパルス応答を有することを意味する。２つ以上の光周波数分離デバイスが（図１０の例に示されるように）利用される場合、計測システム１７０は光ビーム部分１６５を複数の光ビーム部分に分割するための第２のビーム分離デバイスも含むことになり、複数の光ビーム部分の各々はそれ自体の光周波数分離デバイスに誘導される。
【００３５】
感知領域１７３の各々は、出力空間成分１７４を受け取るとともに感知する。各感知領域１７３は、一般に感知領域１７３のアクティブ域を示す線形軸によって画定可能である。感知領域の線形軸は、空間成分１７４の伝搬方向に対して直角であり得る。各感知領域１７３の感知軸は、複数１７２のうちの他の感知領域１７３の感知軸とは別個であり得る。線形軸の例は、特定の例を参照しながら以下で考察する。
【００３６】
各感知領域１７３は、出力空間成分１７４を受け取るとともに感知する検出器とすることができる。例えば、１つの次元に沿って測定するために使用可能な１つのタイプの好適な検出器は、線形フォトダイオードアレイである。線形フォトダイオードアレイは、１パッケージ内で等しい間隔の線形配置で形成される、同サイズの複数の要素からなる。フォトダイオードアレイは、光ビーム１１０の波長である深紫外線レンジ内の波長を有する光に敏感である。こうしたフォトダイオードアレイは、日本のＨａｍａｍａｔｓｕ  Ｐｈｏｔｏｎｉｃｓ  Ｋ．Ｋ．からの１０２４ピクセルＮチャネルＭＯＳトランジスタフォトダイオードアレイ（モデルＳ３９０３〜１０２４Ｑ）とすることができる。この例において、各線形フォトダイオードアレイの感知軸は、線形配置の軸に対応する。
【００３７】
別の例として、各感知領域１７３は、出力空間成分１７４を受け取り及び感知する検出器の一部とすることができる。例えば、複数の感知領域１７３を提供する好適な検出器は、２次元電荷結合素子（ＣＣＤ）又は２次元相補型金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）センサなどの、２次元センサである。こうしたセンサは、例えばＨａｍａｍａｔｓｕから購入することができる。センサは、例えば約６ｋＨｚの十分な高速でデータを読み出すことができるはずである。検出器の各部分は、感知軸に沿って配置可能である。例えば、検出器が放射対称性である場合、各感知軸は別個の放射軸とすることができる。
【００３８】
感知領域１７３の各々は、複数１７２のうちの他の感知領域１７３と同じ性能パラメータを有するように構成される。このようにして、感知領域１７３での測定は、スペクトルフィーチャの測定における不規則雑音全体を低減させるために平均化を実行することによって、組み合わせることができる。更に、すべての感知領域１７３は、出力空間成分１７４を同時に、又は互いに許容される時間枠内で記録するように構成可能であるため、測定しているデータを組み合わせて、同じパルスの光ビーム１１０についてスペクトルフィーチャを推定することが可能になる。例えば、感知領域１７３が光ビーム１１０の単一パルスからデータをキャプチャしている場合、感知領域１７３の各々がパルス間の時間内にデータをキャプチャできる限り、影響は、たとえ感知領域１７３の積分時間がパルスの時間長さに比べて長い場合であっても、すべての感知領域１７３からのデータを組み合わせることが可能なことである。例えば、パルス間が１００μｓより大きい可能性があり、パルスの時間長さはおよそ数十ナノ秒（例えば、３０ｎｓ）であってよい。この例において、積分時間は１０μｓであってよい（パルスの時間長さよりも大幅に長いが、パルス間の時間よりは短い）ため、感知領域１７３のナノ秒レベルの精度は不要となる。ＤＵＶ光ビーム１１０以外の光は感知領域１７３上に入射しないような光学設計であるため、すべての感知領域１７３は各パルスについて空間フリンジパターン１３１１をキャプチャすることができる。
【００３９】
制御システム１８５は、各感知領域１７３の出力並びに光源１０５及びスペクトルフィーチャ選択システム１５０に接続される。制御システム１８５は、各出力について空間成分１７４のプロパティを測定し、光ビーム１１０のスペクトルフィーチャの推定を計算するためにこれらの測定されたプロパティを分析する。制御システム１８５は、光ビーム１１０の各パルスについて、又は光ビーム１１０のパルスのセットについて、測定、分析、及び計算を実行することができる。
【００４０】
計測システム１７０に関する詳細を提供する前に、フォトリソグラフィシステム１００の背景に関する概要を提供する。
【００４１】
図２を参照すると、光源１０５によって生成されるパルス光ビーム１１０の光スペクトル２００（又は発光スペクトル）は、光エネルギー又はパワーが異なる波長にわたってどのように分散されるかに関する情報を含む。光ビーム１１０の光スペクトル２００は、スペクトル強度（必ずしも絶対較正は伴わない）が波長又は光周波数の関数としてプロットされる図の形で示される。光スペクトル２００は、光ビーム１１０のスペクトル形状又は強度スペクトルと呼ぶことができる。光ビーム１１０のスペクトルプロパティは、強度スペクトルの任意の態様又は表現を含む。例えば、帯域幅はスペクトルフィーチャである。光ビーム１１０の帯域幅はこのスペクトル形状の幅の測度であり、この幅はレーザ光の波長又は周波数に関して与えられ得る。光スペクトルの詳細に関する任意の好適な数学的構造（すなわち、メトリック）を使用して、光ビームの帯域幅を特徴付ける値を推定することができる。例えば、スペクトル形状の最大ピーク強度の分数（Ｘ）のスペクトルの全体幅（ＦＷＸＭと呼ぶ）を使用して、光ビーム帯域幅を特徴付けることができる。別の例として、積分スペクトル強度の分数（Ｙ）を含むスペクトルの幅（ＥＹと呼ぶ）を使用して、光ビーム帯域幅を特徴付けることができる。
【００４２】
リソグラフィ露光装置１１５は、例えば、１つ以上の集光レンズ、マスク、及び対物系配列を有するイルミネータシステム１２９を含む、光学配列を含む。マスクは、光ビーム１１０の光軸に沿って、又は光軸に直角な平面内などで、１つ以上の方向に沿って移動可能である。対物系配列は投影レンズを含み、マスクからウェーハ上のフォトレジストへのイメージ転写を生じさせることができる。イルミネータシステムは、マスクに当たる光ビーム１１０について角度レンジを調節する。更にイルミネータシステムは、マスク全体にわたる光ビーム１１０の強度分布を均等化する（均一にする）。リソグラフィ露光装置１１５は、フィーチャの中でもとりわけ、リソグラフィコントローラ１４０、空調デバイス、及び様々な電気構成要素のための電源を含むことができる。リソグラフィコントローラ１４０は、ウェーハ１２０上に層がどのようにプリントされるかを制御する。
【００４３】
ウェーハ１２０は、光ビーム１１０によって照射される。プロセスプログラム又はレシピは、ウェーハ１２０上の露光の長さ、使用されるマスク、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、複数のパルスの光ビーム１１０が照明ドーズを形成するためにウェーハ１２０の同じエリアを照明する。同じエリアを照明するパルス数Ｎの光ビーム１１０を露光ウィンドウ又はスリットと呼ぶことが可能であり、このスリットのサイズはマスクの前に配置される露光スリットによって制御可能である。いくつかの実装において、Ｎの値は数十であり、例えば１０〜１００パルスである。他の実装において、Ｎの値は１００パルスよりも大きく、例えば１００〜５００パルスである。露光中、露光フィールド全体にわたって露光ウィンドウをスキャンするために、マスク、対物系配列、及びウェーハ１２０のうちの１つ以上を互いに関して移動させることができる。露光フィールドは、露光スリット又はウィンドウの１回のスキャンで露光されるウェーハ１２０のエリアである。
【００４４】
図３を参照すると、例示的光源１０５が、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。図３の例に示されるように、光源１０５は、シード光ビーム３０５を電力増幅器（ＰＡ）３１０に提供するマスタ発振器（ＭＯ）３００を含む、２段レーザシステムである。マスタ発振器３００は、典型的には、内部で増幅が発生する利得媒体、及び光共振器などの光フィードバック機構を含む。電力増幅器３１０は、典型的には、マスタ発振器３００からのシードレーザビームでシードされた時に内部で増幅が発生する利得媒体を含む。電力増幅器３１０が再生リング共振器として設計される場合、電力リング増幅器（ＰＲＡ）として記述され、この場合、リング設計から十分な光フィードバックが提供され得る。マスタ発振器３００は、相対的に低い出力パルスエネルギーで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細な調整が実行可能である。電力増幅器３１０は、マスタ発振器３００から出力を受け取り、この出力を増幅させて、フォトリソグラフィで使用するために必要な出力電力に到達する。
【００４５】
マスタ発振器３００は、２つの細長い電極、利得媒体として働くレーザガス、電極間のガスを循環させるためのファンを有する放出チャンバを含み、放出チャンバの一方の側のスペクトルフィーチャ選択システム１５０と放出チャンバの他方の側の出力カプラ３１５との間にレーザ共振器が形成される。光源１０５は、出力カプラ３１５から出力を受け取るライン中心分析モジュール（ＬＡＭ）３２０、並びに必要に応じてレーザビームのサイズ及び／又は形状を修正する１つ以上のビーム修正光学システム３２５も含むことができる。ライン中心分析モジュール３２０は、シード光ビーム３０５の波長（例えば、中心波長）を測定するために使用可能な、１つのタイプの測定システムの例である。放出チャンバ内で使用されるレーザガスは、必要な波長及び帯域幅周辺のレーザビームを生成するのに好適な任意のガスとすることができ、例えばレーザガスは、約１９３ｎｍの波長で光を発するフッ化アルゴン（ＡｒＦ）、又は、約２４８ｎｍの波長で光を発するフッ化クリプトン（ＫｒＦ）とすることができる。
【００４６】
電力増幅器３１０は電力増幅器放出チャンバを含み、これが再生リング増幅器である場合、電力増幅器は、循環経路を形成するために放出チャンバ内に戻るように光ビームを反射させるビームリフレクタ３３０も含む。電力増幅器放出チャンバは、細長い電極のペア、利得媒体として働くレーザガス、及び電極間のガスを循環させるためのファンを含む。シード光ビーム３０５は、電力増幅器を反復的に通過することによって増幅される。ビーム修正光学システム３２５は、シード光ビームをイン結合し、出力光ビーム１１０を形成するために、電力増幅器から増幅された放射の一部をアウト結合する手法（例えば、部分反射ミラー）を提供する。
【００４７】
ライン中心分析モジュール３２０は、マスタ発振器３００の出力の波長を監視する。ライン中心分析モジュールは、光源１０５内の他の場所に配置するか、又は光源１０５の出力に配置することが可能である。
【００４８】
図１を再度参照すると、スペクトルフィーチャ選択システム１５０は、光源１０５から光ビームを受け取り、制御システム１８５からの入力に基づいて光源１０５のスペクトル出力を微細に調整する。図４を参照すると、光源１０５からの光に結合する例示的スペクトルフィーチャ選択システム４５０が示されている。いくつかの実装において、スペクトルフィーチャ選択システム４５０は、マスタ発振器３００から光を受け取り、マスタ発振器３００内の波長及び帯域幅などのスペクトルフィーチャの微細な調整を実行可能にする。
【００４９】
スペクトルフィーチャ選択システム４５０は、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のエレクトロニクスを含むスペクトルフィーチャ制御モジュール４５２などの制御モジュールを含むことができる。モジュール４５２は、スペクトルフィーチャ作動システム４５４、４５６、４５８などの１つ以上の作動システムに接続される。作動システム４５４、４５６、４５８の各々は、光学システム４６６のそれぞれの光学フィーチャ４６０、４６２、４６４に接続される１つ以上のアクチュエータを含むことができる。光学フィーチャ４６０、４６２、４６４は、生成される光ビーム１１０の特定の特徴を調節し、それによって光ビーム１１０のスペクトルフィーチャを調節するように構成される。制御モジュール４５２は制御システム１８５から制御信号を受け取り、制御信号は作動システム４５４、４５６、４５８のうちの１つ以上を動作又は制御するための特定コマンドを含む。作動システム４５４、４５６、４５８は、共に、すなわち協力して働くように選択及び設計することができる。更に、作動システム４５４、４５６、４５８の各々は、特定クラスの妨害１０７に応答するように最適化することができる。
【００５０】
制御システム１８５は、こうした協調及び協力を共に採用して、たとえ光源１０５が幅広い妨害１０７を受ける可能性があるとしても、１つ以上のスペクトルフィーチャ（波長又は帯域幅など）を、所望のセットポイントに、又は少なくともセットポイント周辺の所望のレンジ内に、保持又は維持することができる。
【００５１】
各光学フィーチャ４６０、４６２、４６４は、光源１０５によって生成される光ビーム１１０に光学的に結合される。いくつかの実装において、光学システム４６６は、図５に示されるような線狭まりモジュールである。線狭まりモジュールは、光学フィーチャ４６０、４６２、４６４として反射格子４８０などの分散光学要素と、そのうちの１つ以上が回転可能なプリズム４８２、４８４、４８６、４８８などの屈折光学要素とを含む。この線狭まりモジュールの例は、２００９年１０月２３日出願の「Ｓｙｓｔｅｍ  Ｍｅｔｈｏｄ  ａｎｄ  Ａｐｐａｒａｔｕｓ  ｆｏｒ  Ｓｅｌｅｃｔｉｎｇ  ａｎｄ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇ  Ｌｉｇｈｔ  Ｓｏｕｒｃｅ  Ｂａｎｄｗｉｄｔｈ」という名称の米国出願第１２／６０５，３０６号（第’３０６号出願）に見ることができる。第’３０６号出願において、ビームエクスパンダ（１つ以上のプリズム４８２、４８４、４８６、４８８を含む）及び格子４８０などの分散要素を含む、線狭まりモジュールが記載されている。図５では、格子４８０及びプリズム４８２、４８４、４８６、４８８のうちの１つ以上などの作動可能光学フィーチャについて、それぞれの作動システムは示されていない。
【００５２】
作動システム４５４、４５６、４５８のアクチュエータの各々は、光学システム４６６のそれぞれの光学フィーチャ４６０、４６２、４６４を移動又は制御するための機械デバイスである。アクチュエータは、モジュール４５２からエネルギーを受け取り、そのエネルギーを光学システムの光学フィーチャ４６０、４６２、４６４に与えられる何らかの種類の動きに変換する。例えば第’３０６号出願において、（格子の領域に力を印加するための）フォースデバイス、及びビームエクスパンダのプリズムのうちの１つ以上を回転させるための回転ステージなどの、作動システムが記載されている。作動システム４５４、４５６、４５８は、例えば、ステッパモータなどのモータ、バルブ、圧力制御デバイス、圧電デバイス、リニアモータ、油圧アクチュエータ、ボイスコイルなどを含むことができる。
【００５３】
図５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係する制御システム１８５に関する詳細が提供されている。制御システム１８５は、図５に示されていない他のフィーチャも含むことができる。一般に、制御システム１８５は、デジタル電子回路、コンピュータハードウェア、ファームウェア、及びソフトウェアのうちの１つ以上を含む。
【００５４】
制御システム１８５は、読み取り専用メモリ及び／又はランダムアクセスメモリとすることが可能な、メモリ５００を含む。コンピュータプログラム命令及びデータを有形に具体化するのに好適なストレージデバイスは、例として、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、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、内部ハードディスク及び取り外し可能ディスクなどの磁気ディスク、磁気光学ディスク、並びにＣＤ−ＲＯＭディスクを含む、すべての形の不揮発性メモリを含む。制御システム１８５は、１つ以上の入力デバイス５０５（キーボード、タッチスクリーン、マイクロフォン、マウス、ハンドヘルド入力デバイスなど）及び１つ以上の出力デバイス５１０（スピーカ又はモニタなど）も含むことができる。
【００５５】
制御システム１８５は、１つ以上のプログラマブルプロセッサ５１５、並びに、プログラマブルプロセッサ（プロセッサ５１５など）による実行のために機械可読ストレージデバイス内に有形に具体化された１つ以上のコンピュータプログラム製品５２０を含む。１つ以上のプログラマブルプロセッサ５１５は、各々、入力データ上で動作すること及び適切な出力を生成することによって所望の機能を実行するために命令のプログラムを実行することができる。一般に、プロセッサ５１５は、メモリ５００から命令及びデータを受信する。前述のいずれかは、特別に設計されたＡＳＩＣ（特定用途向け集積回路）によって捕捉されるか、又はこれに組み込むことができる。
【００５６】
制御システム１８５は、スペクトルフィーチャ分析モジュール５２５、リソグラフィ分析モジュール５３０、意思決定モジュール５３５、光源作動モジュール５５０、リソグラフィ作動モジュール５５５、及びビーム準備作動モジュール５６０を含む。これらモジュールの各々は、プロセッサ５１５などの１つ以上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製品のセットとすることができる。スペクトルフィーチャ分析モジュール５２５は、計測システム１７０の感知領域１７３の各々から出力を受信する。リソグラフィ分析モジュール５３０は、リソグラフィ露光装置１１５のリソグラフィコントローラ１４０から情報を受信する。意思決定モジュール５３５は、分析モジュール（モジュール５２５及び５３０）から出力を受信し、分析モジュールからの出力に基づいて、いずれの作動モジュールを活動化する必要があるかを決定する。光源作動モジュール５５０は、光源１０５及びスペクトルフィーチャ選択システム１５０のうちの１つ以上に接続される。リソグラフィ作動モジュール５５５はリソグラフィ露光装置１１５に接続され、具体的にはリソグラフィコントローラ１４０に接続される。ビーム準備作動モジュール５６０は、ビーム準備システム１１２の１つ以上の構成要素に接続される。
【００５７】
図５には、数個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が可能である。加えて、制御システム１８５は、すべての構成要素が内部に共同設置されているボックスとして表されているが、制御システム１８５は、互いに物理的にリモートにある構成要素で構成されることが可能である。例えば、光源作動モジュール５５０は、光源１０５又はスペクトルフィーチャ選択システム１５０と物理的に共同設置することができる。
【００５８】
一般に、制御システム１８５は、計測システム１７０から（具体的には、感知領域１７３から）光ビーム１１０に関する少なくともいくつかの情報を受信し、スペクトルフィーチャ分析モジュール５２５は、リソグラフィ露光装置１１５に供給される光ビーム１１０の１つ以上のスペクトルフィーチャ（例えば、帯域幅）をどのように調節するかを決定するために、情報に関する分析を実行する。この決定に基づいて、制御システム１８５は、光源１０５の動作を制御するために、スペクトルフィーチャ選択システム１５０及び／又は光源１０５に信号を送信する。
【００５９】
一般に、スペクトルフィーチャ分析モジュール５２５は、光ビーム１１０のスペクトルフィーチャ（例えば、帯域幅）を推定するために必要なすべての分析を実行する。スペクトルフィーチャ分析モジュール５２５の出力は、スペクトルフィーチャの推定値である。スペクトルフィーチャ分析モジュール５２５は、感知領域１７３によって感知される出力空間成分のプロパティを測定するための測定ブロックを含む。スペクトルフィーチャ分析モジュール５２５は、光ビーム１１０のスペクトルフィーチャの推定を計算するために測定されたプロパティを平均化する、平均化ブロックを含む。
【００６０】
スペクトルフィーチャ分析モジュール５２５は、推定スペクトルフィーチャを受け取るために接続され、スペクトルフィーチャターゲット値を受け取るためにも接続される、比較ブロックを含む。一般に、比較ブロックは、スペクトルフィーチャターゲット値と推定値との間の差を表す、スペクトルフィーチャエラー値を出力する。意思決定モジュール５３５は、スペクトルフィーチャエラー値を受け取り、スペクトルフィーチャを調節するために、システム１００に対する最良の補正をどのように達成させるかを決定する。したがって、意思決定モジュール５３５は、スペクトルフィーチャエラー値に基づいて、スペクトルフィーチャ選択システム１５０（又は光源１０５）をどのように調節するかを決定する信号を、光源作動モジュール５５０に送信する。光源作動モジュール５５０の出力は、スペクトルフィーチャ選択システム１５０に送信されるアクチュエータコマンドのセットを含む。例えば、光源作動モジュール５５０は、スペクトルフィーチャ作動システム４５４、４５６、４５８に接続されたスペクトルフィーチャ制御モジュール４５２にコマンドを送信する。
【００６１】
図７を参照すると、光周波数分離装置７７１が単一の光周波数分離デバイス７６１を含む、例示的計測システム７７０が示されている。光周波数分離デバイス７６１は、ビーム分離デバイス１６０から光ビーム１１０の第１の部分７６５を受け取る。光周波数分離デバイス７６１はパルス光ビーム部分７６５と相互作用し、パルス光ビーム部分７６５のスペクトル成分に対応する複数の空間成分７７４を出力する。計測システム７７０は、複数７７２の感知領域７７３も含む。各感知領域７７３は、図９〜図１２を参照しながら以下で考察するように、空間成分７７４を感知又は検出することが可能な検出器又は検出器の一部に対応可能である。
【００６２】
図８を参照すると、光周波数分離装置８７１が複数の光周波数分離デバイス８６１Ａ、８６１Ｂを含む、別の例示的計測システム８７０が示されている。図８には２つのデバイス８６１Ａ、８６１Ｂが示されているが、２つより多くの光周波数分離デバイスが使用可能である。加えて、計測システム８７０は、光ビーム部分８６５を複数の光ビーム部分８６５Ａ、８６５Ｂに分割するための第２のビーム分離デバイス８８０を含み、複数の光ビーム部分８６５Ａ、８６５Ｂは各々、それ自体のそれぞれの光周波数分離デバイス８６１Ａ、８６１Ｂに誘導される。光周波数分離デバイス８６１Ａ、８６１Ｂはすべて、同じ応答機能を有するように構成される。
【００６３】
光周波数分離デバイス８６１Ａは、ビーム分離デバイス８８０から光ビーム部分８６５Ａを受け取る。光周波数分離デバイス８６１Ａはパルス光ビーム部分８６５Ａと相互作用し、パルス光ビーム部分８６５Ａのスペクトル成分に対応する空間成分８７４Ａを出力する。光周波数分離デバイス８６１Ｂは、ビーム分離デバイス８８０から光ビーム部分８６５Ｂを受け取る。光周波数分離デバイス８６１Ｂはパルス光ビーム部分８６５Ｂと相互作用し、パルス光ビーム部分８６５Ｂのスペクトル成分に対応する空間成分８７４Ｂを出力する。
【００６４】
計測システム８７０は、複数８７２の感知領域８７３Ａ、８７３Ｂも含む。各感知領域８７３Ａ、８７３Ｂは、空間成分８７４Ａ、８７４Ｂを感知又は検出できる検出器に対応可能である。したがって、例えば各感知領域８７３Ａ、８７３Ｂを、光周波数分離装置８７１の単一の光周波数分離デバイス８６１Ａ、８６１Ｂに関連付けることができる。
【００６５】
図９を参照すると、各感知領域１７３（感知領域７７３又は感知領域８７３Ａ、８７３Ｂ）は、空間成分１７４（例えば、空間成分７７４又は８７４Ａ、８７４Ｂ）のうちの１つの領域のみと相互作用するように構成された、スタンドアロン検出器９７３Ａ、９７３Ｂ、９７３Ｃ、９７３Ｄ（例えば、フォトダイオードの１次元線形アレイ）として構成可能である。この例では、４つの感知領域１７３（検出器９７３Ａ、９７３Ｂ、９７３Ｃ、９７３Ｄによって示される）が存在するが、４つより少ないか又は多い感知領域１７３が可能である。各検出器９７３Ａ、９７３Ｂ、９７３Ｃ、９７３Ｄは、そのそれぞれの感知軸９８３Ａ、９８３Ｂ、９８３Ｃ、９８３Ｄに沿って延在するように配列される。感知軸のうちの少なくとも１つは、他の感知軸とは別個の方向に沿う。感知軸９８３Ａ、９８３Ｂ、９８３Ｃ、９８３Ｄはすべて、空間成分１７４の光軸ＯＡに対して直角である。
【００６６】
別の例として、図１０に示されるように、各感知領域１７３（感知領域７７３及び８７３Ａ、８７３Ｂ）は、空間成分１７４と相互作用するように構成された、単一の検出器１０７２（例えば、フォトダイオードの２次元アレイ）の部分又はエリア（当該の領域又はＲＯＩと呼ばれる）１０７３Ａ、１０７３Ｂ、１０７３Ｃ、１０７３Ｄ、１０７３Ｅ、１０７３Ｆとして構成可能である。この例では、６つの感知領域１７３（エリア１０７３Ａ、１０７３Ｂ、１０７３Ｃ、１０７３Ｄ、１０７３Ｅ、１０７３Ｆとして示される）が存在するが、６つより少ないか又は多い感知領域１７３が可能である。エリア１０７３Ａ、１０７３Ｂ、１０７３Ｃ、１０７３Ｄ、１０７３Ｅ、１０７３Ｆの各々は、そのそれぞれの感知軸に沿って延在するように配列される。また、この特定の配列において、感知軸の各々は他の感知軸とは別個の方向に沿う。感知軸のすべては空間成分１７４の光軸ＯＡに対して直角である。別の例として、図１１に示されるように、各感知領域１７３（感知領域７７３又は感知領域８７３Ａ、８７３Ｂ）は、空間成分１７４のうちの１つの領域のみと相互作用するように構成された、フォトダイオードの線形アレイなどの、１次元検出器１１７３として構成可能である。
【００６７】
更なる例として、図１２に示されるように、各感知領域１７３（感知領域７７３又は感知領域８７３Ａ、８７３Ｂ）は、それぞれの空間成分１７４と相互作用するように構成された、フォトダイオードの２次元アレイなどの２次元検出器１２７３として構成可能である。この例において、各２次元検出器は空間成分１７４のレンジ全体と相互作用することができる。
【００６８】
感知領域１７３の各々の感知軸は、空間成分１７４の光軸ＯＡに対して直角である。
【００６９】
図１３を参照すると、エタロン分光計の一部であるエタロン光学配列である、単一の光周波数分離デバイス１３６１を、光周波数分離装置として有する、例示的計測システム１３７０が示されている。エタロン分光計は、エタロン光学配列１３６１と、エタロン光学配列１３６１の出力にある複数１３７２の感知領域を含む。光学配列１３６１は、ビーム分離デバイス１６０から光ビーム１１０の第１の部分１３６５を受け取る。
【００７０】
光ビーム部分１３６５は光学配列１３６１を介して進み、複数１３７２の感知領域１３７３は光学配列１３７１から出力光１３７４を受け取る。複数１３７２の感知領域１３７３の出力は制御システム１８５に接続され、このようにして、制御システム１８５は、感知又は記録された空間成分を感知領域１３７３から受け取り、以下で詳細に考察するように、パルス光ビーム１１０のスペクトルフィーチャを推定するための方法を実行する。
【００７１】
光学配列１３６１は、エタロン１３１０、レンズ１３１５、１３２０、及び、ビームを均等化するホモジナイザ（例えば、定常、移動、又は回転拡散器）を含むイルミネータなどの任意選択の追加光学系１３２５を含む。イルミネータは、元のビームの任意の部分が同じ角度レンジに等しく広がる、発散ビームも生成することができる。いくつかの実装において、エタロン１３１０は（図１３に示すように）短い距離（例えばミリメートルからセンチメートル単位）を置いて配置可能であり、互いに対向する反射表面を備える、部分的に反射性のガラス又は光学平面のペアを含む。他の実装において、エタロン１３１０は、２つの平行する反射表面を備える単一プレートを含む。平面は、後面が干渉フリンジを生成するのを防ぐために、（図１３に示される）くさび形状で構成可能であり、後面はしばしば反射防止コーティングも有する。光ビーム部分１３６５はペアの平面を通過する際、多重反射され、複数の透過光線を生成し、これらがレンズ１３２０によって集められ、複数１３７２の感知領域に運ばれる。
【００７２】
単一のエタロン１３１０（及び光学配列１３６１）は、光ビーム部分１３６５が拡散又は集束ビームである場合、空間成分１３７４として、同心リングのセットの外観を呈する干渉パターンを生成する。干渉パターンは、光ビーム部分１３６５が平行ビームである場合、より均一な強度分布の外観を呈する。特に、リングの鋭さはエタロン１３１０の平面の反射性に依存するため、反射性が高い場合、結果として高いＱファクタが生じ、単色光は暗い背景に対して狭く明るいリングのセットを生成する。波長の関数としてのエタロン１３１０の透過は、結果として生じるフリンジパターン１３１１で示され、制御システム１８５に誘導される光スペクトル１３１２を生成する。
【００７３】
完全な干渉パターンが示されている間、計算又は推定を実行する必要はなく、代替として、複数１３７２の感知領域の各々のアクティブエリアよりわずかに大きい領域内に、フリンジのみを生成することが可能である。
【００７４】
図１４を参照すると、パルス光ビーム１１０の帯域幅などのスペクトルフィーチャを推定するために、手順１４００がフォトリソグラフィシステム１００によって実行される。パルス光ビーム１１０は、光周波数分離装置１７１と相互作用し（１４０５）、それによって、パルス光ビーム１１０のスペクトル成分に対応する複数の空間成分１７４を出力又は生成する（１４１０）。具体的には、パルス光ビーム１１０の第１の部分１６５は、ビーム分離デバイス１６０でパルス光ビーム１１０から分離された後、光周波数分離装置１７１に向けて誘導される。１つ以上の光周波数分離デバイスの各々は装置１７１内にあるが、第１の光ビーム部分１６５を誘導することによって、第１の光ビーム部分１６５は、光周波数分離装置１７１と相互作用する。したがって、例えば装置１７１が（図７及び図１３に示されるように）単一の光周波数分離デバイスのみを含む場合、第１の光ビーム部分１６５はその単一の光周波数分離デバイスを介して誘導される。装置１７１が（図８に示されるように）２つ又はそれ以上の光周波数分離デバイスを含む場合、第１の光ビーム部分１６５は光ビーム部分に更に分割され、その各々が装置１７１の光周波数デバイスのうちの１つを介して誘導される。
【００７５】
装置１７１が、図１３に示されるようなエタロン配列１３６１を含む場合、光ビーム部分１３６５はエタロン配列１３６１に向けて誘導されるため、光ビーム部分１３６５はエタロン１３１０を通過することになる。エタロン１３１０は、光ビーム部分１３６５が２つの反射表面（図１３に示されるような反射性ガラス又は光学平面など）の間で多重反射を受ける光学干渉計として働く。結果として生じるエタロン１３１０からの光の透過（又は反射）は波長が周期的であり、結果として生じるフリンジパターン１３１１に示されるように、エタロンの共振に対応する大きな透過のピークを現す。したがってこの光の透過は、光ビーム部分１３６５（及び、したがって光ビーム１１０）のスペクトル（波長）成分１３７４に対応する複数の空間成分（成分は空間的に分離される）を構築する。
【００７６】
複数の空間成分１７４（図１３の空間成分１３７４など）は、出力空間成分１７４の経路内に配置された複数の感知領域１７３の各々で感知される（１４１５）。空間成分１７４は、感知領域１７３の各々で同時に感知され得る。図１３を参照すると、複数１３７２内の各感知領域１３７３が、エタロンフリンジパターン（空間成分）１３１１を感知し、これらの空間成分１３１１を使用して、光スペクトル１３１２全体を回復するか、又は光スペクトル１３１２に関するメトリックを提供することができる。
【００７７】
制御システム１８５（例を挙げるとスペクトルフィーチャ分析モジュール５２５）は、感知領域１７３の各々について、感知された空間成分のプロパティＰを測定し（１４２０）、したがって測定されたプロパティのセット｛Ｐ１、Ｐ２、・・・、Ｐｎ｝が生成され、ここでｎは感知領域１７３の数である。プロパティＰは、スカラー量（大きさ（又は数値）によって完全に説明される）のみ、又はベクトル量（大きさ及び方向の両方によって完全に説明される）とすることができる。スカラープロパティＰの例は、光スペクトル１３１２の幅などのメトリックである。この例において、光スペクトル１３１２の形状全体は知られていないが、メトリックは既知であり、これを使用して光スペクトル１３１２の形状を推定することが可能である。ベクトルプロパティＰの例は、光スペクトル１３１２を記述する波形全体である。この例において、スペクトル全体から任意のメトリックを計算することが可能であり、スペクトル全体を有することによって、より正確な計算を行うことができる。感知された空間成分は、パルス光ビーム１１０の１つ以上のパルスのレンジについて測定可能である。図１５は、感知された空間成分が各感知領域１３７３から出力される光スペクトルである例を示す。
【００７８】
図１３の例を使用して、制御システム１８５はプロパティＰとして、複数１３７２における感知領域１３７３の各々から出力される光スペクトル１３１２の幅Ｗを測定することができる。各光スペクトル１３１２の幅Ｗは、光ビーム１１０の帯域幅（スペクトルフィーチャ）の推定を提供することができる。いくつかの実装において、各光スペクトル１３１２の幅Ｗは、ＦＷＸＭ（最大ピーク強度の分数Ｘでのスペクトル１３１２の全幅）などのメトリックを使用して決定される。他の実装において、各光スペクトル１３１２の幅Ｗは、ＥＹ（積分スペクトル強度の分数Ｙを含むスペクトルの幅）などのメトリックを使用して決定される。他のメトリックは、光スペクトル１３１２のプロパティを測定するのに好適である。
【００７９】
図１５の例に示されるように、制御システム１８５は、感知領域１７３の各々（各感知領域１３７３など）から出力される感知された空間成分（各フリンジパターン１３１１など）について、プロパティＰを測定するために、同じメトリックを使用する。
【００８０】
この点で、測定されたプロパティのセット｛Ｐ１、Ｐ２、・・・、Ｐｎ｝が、スペクトルフィーチャ分析モジュール５２５によって生成され、ここでｎは感知領域１７３の数である（１４２０）。測定されるプロパティが幅Ｗである場合、前述のように、測定された幅のセット｛Ｗ１、Ｗ２、・・・、Ｗｎ｝が生成される。
【００８１】
次に、制御システム１８５は（スペクトルフィーチャ分析モジュール５２５を介して）測定されたプロパティのセット｛Ｐ１、Ｐ２、・・・、Ｐｎ｝を分析する（１４２５）。測定されたプロパティは、パルス光ビームのスペクトルフィーチャの推定を計算するために、測定されたプロパティを平均化することによって分析される（１４２５）。測定されたプロパティのセット｛Ｐ１、Ｐ２、・・・、Ｐｎ｝は、測定されたプロパティの重み付き平均を取ることによって平均化され、スペクトルフィーチャＳＥＳＴの推定は、以下のように計算され、
ＳＥＳＴ＝［Ａ１×Ｐ１＋Ａ２×Ｐ２＋・・・Ａｎ×Ｐｎ］／ｎ
上式でｎは感知領域１７３の数である。
【００８２】
前述のように、この平均は、測定されたプロパティがスカラー形式であるかベクトル形式であるかに応じて調節することができる。
【００８３】
平均は感知領域１７３の各々から出力される結果として生じるフリンジパターン１３１１上で直接実行できることも、可能である。
【００８４】
測定されたプロパティの平均は、数のセットの最良値を表す計算された「中央」値を表す。平均は、未知の項を使用する代数方程式のセットを解く必要なしに、同じ応答機能を有する複数の感知領域から同じメトリックを使用する。感知領域のすべてが同じソース（光ビームのパルス）からのスペクトル成分を測定しており、平均化は、最高√ｎまで、測定されたプロパティ｛Ｐ１、Ｐ２、・・・、Ｐｎ｝の正確さを向上させ、ここでｎは平均化された感知領域の数である。
【００８５】
重みＡ１、Ａ２、・・・、Ａｎは、計算に先立って選択される値とすることができる。或いは、重みＡ１、Ａ２、・・・、Ａｎは、システム１００の動作中に選択される値とすることができる。例えば、制御システム１８５（及び、スペクトルフィーチャ分析モジュール５２５）は測定されたプロパティＰの値の各々を再検討し、いずれの測定されたプロパティがスペクトルフィーチャの正確な表現であるかを決定することが可能である。制御システム１８５は、最も正確な表現により大きな重みを与えるか、又は、最も低い正確さを有するものに低い重み（又はそれらを計算から完全に除去するために重み０）を与えることができる。制御システム１８５は、計算された測定されたプロパティが指定又は計算されたレンジ外にあるかどうか（例えば、計算された測定されたプロパティが外れ値であるかどうか）を決定するフィルタを使用することによって、いずれの測定されたプロパティが正確な表現であるかの決定を行うことができる。
【００８６】
制御システム１８５（及び、具体的にはスペクトルフィーチャ分析モジュール５２５）は、パルス光ビームの推定されたスペクトルフィーチャＳＥＳＴがスペクトルフィーチャの許容レンジ内にあるかどうかを決定する（１４３０）。制御システム１８５は、推定されたスペクトルフィーチャＳＥＳＴと、スペクトルフィーチャ（１４３０）のターゲットレンジＳＲＡＮＧＥとを比較することによって、推定されたスペクトルフィーチャＳＥＳＴがスペクトルフィーチャの許容レンジ内にあるかどうかを決定することができる。したがって、制御システム１８５は、推定されたスペクトルフィーチャＳＥＳＴがスペクトルフィーチャのターゲットレンジＳＲＡＮＧＥ内に見つかるかどうかを決定する。
【００８７】
スペクトルフィーチャ分析モジュール５２５は、この決定１４３０に基づいて意思決定モジュール５３５に情報を出力する。したがって、スペクトルフィーチャ分析モジュール５２５が、パルス光ビームの推定されたスペクトルフィーチャＳＥＳＴが許容レンジＳＲＡＮＧＥ内にあるものと決定した場合、スペクトルフィーチャ分析モジュール５２５は、調節を行う必要がないことを示す信号ＶＯＫを意思決定モジュール５３５に送信することができる。他方で、スペクトルフィーチャ分析モジュール５２５が、パルス光ビームの推定されたスペクトルフィーチャＳＥＳＴが許容レンジＳＲＡＮＧＥ外にあるものと決定した場合、スペクトルフィーチャ分析モジュール５２５は、光源１０５及びスペクトルフィーチャ選択システム１５０のうちの１つ以上を修正することによって、光ビーム１１０に対して調節を行う必要があることを示す信号ＶＡＤＪを、意思決定モジュール５３５に送信することができる。信号ＶＡＤＪは、推定されたスペクトルフィーチャＳＥＳＴが許容レンジＳＲＡＮＧＥ内の値とどれだけ異なるかを示す情報（例えば、値）も含むことができる。意思決定モジュール５３５は、この情報ＶＯＫ又はＶＡＤＪを（制御システム１８５内の他のモジュールからの情報と共に）を受け取り、光源作動モジュール５５０に送信するために適切な制御信号Ｃを決定する。光源作動モジュール５５０は、パルス光ビーム１１０のスペクトルフィーチャを修正するために、信号ＳＦＳＩＧをスペクトルフィーチャ選択システム１５０に送信する。
【００８８】
例えば、信号ＳＦＳＩＧは、例示的なスペクトルフィーチャ選択システム４５０の制御モジュール４５２に誘導される情報を含むことが可能であり、作動システム４５４、４５６、４５８の各々に対してどのような種類の信号を出力し、それによって１つ以上の光学フィーチャ４６０、４６２、４６４を調節する必要があるのかを決定するために、制御モジュール４５２によって、この信号ＳＦＳＩＧを分析することが可能である。
【００８９】
他の実装は、以下の特許請求の範囲内にある。例えば、計測システム１７０は、ドイツ、ベルリンのＬＴＢ  Ｌａｓｅｒｔｅｃｈｎｉｋ  Ｂｅｒｌｉｎ  ＧｍｂＨによって製造されるＥＬＩＡＳエシェル分光器などの格子分光器を含むことができる。格子分光器において、光ビーム１１０はエシェル格子に向けて誘導され、エシェル格子はその波長に従って光を分離又は分散させ、格子から反射される光ビーム１１０は、電荷結合素子カメラなどのカメラに誘導され、カメラは光ビーム１１０の波長分布を解決することができる。こうした格子分光器は、システム確認試験用及び研究の役割で使用可能であり、スペクトル形状の非常に微細な細部、並びに帯域内エネルギー及び帯域外エネルギーを含むエネルギー分布を、帯域幅に関して正確に特徴付ける必要がある。典型的には、格子分光器は、リソグラフィ応用における帯域幅などのスペクトルプロパティのオンボードでのリアルタイム測定には実用的でない。
【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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