(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ波長制御の方法であって、
（ａ）新しく指定されたレーザ波長目標をレーザシステムコントローラにおいて受信することと、
（ｂ）前記新しく指定されたレーザ波長目標でレーザパルスバーストをレーザシステムによって生成することと、
（ｃ）測定されたウェーハ位置誤差に基づいて、波長目標における変更を前記レーザシステムコントローラにおいて受信することと、
（ｄ）波長目標における前記受信された変更に基づいて、前記レーザシステムにおけるプリズム位置を調整することと、
（ｅ）前記調整されたプリズム位置を用い、前記レーザパルスバーストの次のレーザパルスを前記レーザシステムによって生成することと、
（ｆ）波長目標における追加的な変更が、前記レーザシステムによって受信されたときに、ステップ（ｃ）〜（ｅ）を繰り返すことと、
を含み、
前記レーザシステムにおける前記プリズム位置の調整が、フィードフォワード演算に基づく、方法。
【請求項２】
別の新しく指定されたレーザ波長目標が受信された場合に、ステップ（ａ）〜（ｆ）を繰り返すことを更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記新しく指定された波長目標が、数秒毎に前記レーザシステムにおいて受信される、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
波長目標における前記変更が、ほぼ５０ミリ秒毎に前記レーザシステムにおいて受信される、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記レーザシステムにおける前記プリズム位置の調整が、式
【数１】
0006858854.tif 000006
（式中、Ｎが、可変利得であり、Ａが、システム行列であり、Ｂが、入力行列であり、Ｃが、出力行列であり、Ｉが、恒等行列であり、Ｋが、フル状態フィードバック利得行列であり、Ｌが、推定器利得行列である）を用い、フィードフォワード演算に基づく、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
フィードフォワード演算に基づく、前記レーザシステムにおける前記プリズム位置の調整がまた、フィードバック演算に基づく、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
パルス毎のレーザ波長制御用のレーザシステムであって、
レーザ源と、
プリズムを含む線狭帯域化モジュールと、
ピエゾトランスデューサ及び駆動エレクトロニクスと、
コントローラであって、
（ａ）新しく指定されたレーザ波長目標を受信することと、
（ｂ）前記新しく指定されたレーザ波長目標でレーザパルスバーストを生成し始めるように前記レーザ源に命令することと、
（ｃ）測定されたウェーハ位置誤差に基づいて、波長目標における変更を受信することと、
（ｄ）波長目標における前記受信された変更に基づき、前記ピエゾトランスデューサ及び駆動エレクトロニクスを用いて、前記線狭帯域化モジュールにおけるプリズム位置を調整することと、
（ｅ）前記調整されたプリズム位置を通過する前記レーザパルスバーストの次のレーザパルスを生成するように前記レーザ源に命令することと、
（ｆ）波長目標における追加的な変更が受信されたときに、ステップ（ｃ）〜（ｅ）を繰り返すこととを行うコントローラと、
を含み、
前記前記線狭帯域化モジュールにおける前記プリズム位置の調整が、フィードフォワード演算に基づく、レーザシステム。
【請求項８】
別の新しく指定されたレーザ波長目標が受信された場合に、前記コントローラが、ステップ（ａ）〜（ｆ）を更に繰り返す、請求項７に記載のレーザシステム。
【請求項９】
前記プリズム位置を調整する前記コントローラが、式
【数２】
0006858854.tif 000007
（式中、Ｎが、可変利得であり、Ａが、システム行列であり、Ｂが、入力行列であり、Ｃが、出力行列であり、Ｉが、恒等行列であり、Ｋが、フル状態フィードバック利得行列であり、Ｌが、推定器利得行列である）を用い、フィードフォワード演算に基づく、請求項７に記載のレーザシステム。
【請求項１０】
前記コントローラが、フィードフォワード演算に少なくとも部分的に基づき、及びフィードバック演算にも少なくとも部分的に基づいて、プリズム位置を調整する、請求項９に記載のレーザシステム。
【請求項１１】
フォトリソグラフィシステムにおいて、レーザシステムを使って生成されたレーザ光を用い、ウェーハ上でフォトリソグラフィを実行する方法であって、
（ａ）レーザ波長目標を受信することと、
（ｂ）前記レーザ波長目標でレーザパルスバーストにおける第１の複数のレーザパルスを生成することと、
（ｃ）ウェーハ位置誤差を測定することと、前記測定されたウェーハ位置誤差に基づいて、波長目標における変更を取得することと、
（ｄ）波長目標における前記取得された変更に基づいて、前記レーザシステムにおけるプリズム位置を調整することと、
（ｅ）前記調整されたプリズム位置を用いて、前記レーザパルスバーストの第２の複数のレーザパルスを生成することであって、前記波長目標における前記取得された変更に基づいて、前記プリズム位置を調整することが、前記レーザ波長目標を受信することより大きい周波数で行われることと、
を含み、
前記レーザシステムにおける前記プリズム位置の調整が、フィードフォワード演算に基づく、方法。
【請求項１２】
波長目標における前記変更が、前記測定されたウェーハ位置誤差に少なくとも部分的に基づいて計算された波長誤差補正を表す、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
波長目標における前記変更が、波長を測定せずに計算される、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
波長目標における前記変更が、波長を測定せずに生成される、請求項１１に記載の方法。
【請求項１５】
ステップ（ａ）の前記レーザ波長目標の値と相異なる値を有する第２のレーザ波長目標を受信することと、前記第２のレーザ波長目標でステップ（ｂ）〜（ｅ）を繰り返すことと、を更に含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１６】
パルス毎のレーザ波長制御用のレーザシステムであって、
レーザビームを生成するためのレーザ源と、
前記レーザビームの光路に少なくとも１つのプリズムを含む線狭帯域化モジュールと、
ウェーハ位置誤差を測定するためのセンサと、
前記レーザビームを受光する前記プリズムに機械的に結合されたピエゾトランスデューサと、
前記ピエゾトランスデューサに電気的に接続された駆動エレクトロニクスと、
前記レーザ源及び前記センサに電気的に結合されたコントローラであって、
新しく指定されたレーザ波長目標を受信することと、
前記新しく指定されたレーザ波長目標でレーザパルスバーストの第１の複数のパルスを生成し始めるように前記レーザ源に命令することと、
前記測定されたウェーハ位置誤差に基づいて、波長目標における変更を受信することと、
波長目標における前記受信された変更に基づき、前記駆動エレクトロニクスを用いて前記線狭帯域化モジュールにおけるプリズム位置を調整することと、
前記調整されたプリズム位置を通過する前記レーザパルスバーストにおける前記レーザパルスの次の複数のパルスを生成するように前記レーザ源に命令することと、
第２の新しく指定された波長目標を受信することと、
前記第２の新しく指定されたレーザ波長目標でレーザパルスバーストの第１の複数のパルスを生成し始めるように前記レーザ源に命令することと、
前記測定されたウェーハ位置誤差に基づいて、波長目標における第２の変更を受信することと、
前記波長目標における前記受信された第２の変更に基づき、前記駆動エレクトロニクスを用いて前記線狭帯域化モジュールにおけるプリズム位置を調整することと、
前記調整されたプリズム位置を通過する新しい複数のパルスを生成するように前記レーザ源に命令することとを行うコントローラと、
を含み、
前記前記線狭帯域化モジュールにおける前記プリズム位置の調整が、フィードフォワード演算に基づく、レーザシステム。
【請求項１７】
前記プリズム位置を調整する前記コントローラが、式
【数３】
0006858854.tif 000008
を用い、フィードフォワード演算に基づいており、
この式でＮが、可変利得であり、Ａが、システム行列であり、Ｂが、入力行列であり、Ｃが、出力行列であり、Ｉが、恒等行列であり、Ｋが、フル状態フィードバック利得行列であり、Ｌが、推定器利得行列である、請求項１６に記載のレーザシステム。
【請求項１８】
前記コントローラが、フィードフォワード演算に少なくとも部分的に基づき、及びフィードバック演算に少なくとも部分的に基づいて、前記プリズム位置を調整する、請求項１６に記載のレーザシステム。
【請求項１９】
前記プリズム位置を調整する前記ステップが、式
【数４】
0006858854.tif 000009
（式中、Ｎが、可変利得であり、Ａが、システム行列であり、Ｂが、入力行列であり、Ｃが、出力行列であり、Ｉが、恒等行列であり、Ｋが、フル状態フィードバック利得行列であり、Ｌが、推定器利得行列である）を用い、フィードフォワード演算に少なくとも部分的に基づいて、前記プリズム位置を調整することを含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項２０】
ステップａ）で受信される前記レーザ波長目標を生成するフィードバック演算を実行することを更に含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項２１】
前記測定されたウェーハ位置誤差に応答して、基板が配置されるスキャナテーブルを再配置するためのフィードバック演算を同時に実行することを更に含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項２２】
レーザ波長目標を受信する前記ステップが、前記フィードバック演算に少なくとも部分的に基づく、請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記レーザ波長目標が、前記レーザパルスバースト用に受信され、前記バーストが、時間間隔Ｔにわたって発生し、波長目標における前記受信された変更に基づいて、前記プリズム位置を調整する前記ステップが、前記時間間隔Ｔ中に実行される、請求項１１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
[0001]  本出願は、２０１６年１２月７日出願の米国出願第１５／３７２，２７７号に関係し、その米国出願は、その全体において参照により本明細書で援用される。
【０００２】
[0002]  開示される主題は、レーザ光制御の分野であり、特に半導体フォトリソグラフィプロセスにおいて用いられ得るようなレーザ光源の波長を制御する分野である。
【背景技術】
【０００３】
[0003]  フォトリソグラフィは、半導体産業において普通に用いられるプロセスである。現代のフォトリソグラフィは、スキャナとしても知られているステッパ−スキャナ装置において、基板としても知られているシリコンウェーハ上のマスクを照明する、従ってフォトレジスト材料を露光する非常に狭帯域の光パルスを供給するために、レーザシステムとしても知られているレーザ光源を典型的に用いる。しかしながら、半導体デバイスパラメータにおける進歩は、用いられるレーザ光源及びステッパ−スキャナの性能特性にますます多くの要求を行っている。これらの装置の動作における精度及び速度の改善は、ますます必要とされる。
【０００４】
[0004]  当該技術分野において周知のように、ステッパ−スキャナ装置は、レーザ光を生成するためのレーザ光源に、指定された波長目標を周期的に伝達する。今度は、レーザ光源は、その指定された波長目標におけるパルスバースト（即ち一続き又はシーケンス）としてレーザ光を生成し、且つフォトリソグラフィプロセスで使用するためのステッパ−スキャナにレーザ光を出力する。しかしながら、これらの動作を実行する際に、多数の難題が存在する。例えば、レーザ光源における外乱は、レーザ光源が、指定された波長目標でレーザ光をどれほど正確に生成できるかに影響する。様々なフィードバック動作が、それらの外乱に対処するために、レーザ光源において用いられてきた。同様に、ステッパ−スキャナ装置における外乱は、ステッパ−スキャナが、どれほどしっかりとウェーハを保持できるかに影響する。様々なフィードバック動作が、それらの外乱に対処するために、ステッパ−スキャナにおいて用いられてきた。必要なものは、レーザ光源及びステッパ−スキャナが、かかる外乱に対処する方法における更なる改善である。
【発明の概要】
【０００５】
[0005]  決定されたウェーハ位置誤差に基づき、波長目標における受信された変更を用いて、レーザパルスバーストにおけるパルス毎にレーザパルスの波長を制御するためのシステム及び方法が、多数の特定の実施形態に関連して本明細書で示され説明される。
【０００６】
[0006]  一実施形態において、レーザ波長制御の方法は、（ａ）新しく指定されたレーザ波長目標をレーザシステムコントローラにおいて受信することと、（ｂ）新しく指定されたレーザ波長目標におけるレーザパルスバーストをレーザシステムによって生成することと、（ｃ）測定されたウェーハ位置誤差に基づいて、波長目標における変更をレーザシステムコントローラにおいて受信することと、（ｄ）波長目標における受信された変更に基づいて、レーザシステムにおけるプリズム位置を調整することと、（ｅ）調整されたプリズム位置を用い、レーザパルスバーストの次のレーザパルスをレーザシステムによって生成することと、（ｆ）波長目標における追加の変更が、レーザシステムによって受信されたときに、ステップ（ｃ）〜（ｅ）を繰り返すことと、を含む。更なる実施形態において、方法は、別の新しく指定されたレーザ波長目標が受信された場合に、ステップ（ａ）〜（ｆ）を繰り返すことを更に含む。更なる実施形態において、レーザシステムにおけるプリズム位置の調整は、フィードフォワード動作に基づき、且つまた、更なる実施形態においてフィードバック動作に基づく。
【０００７】
[0007]  別の実施形態において、パルス毎のレーザ波長制御用のレーザシステムは、レーザ源と、プリズムを含む線狭帯域化モジュールと、ピエゾトランスデューサ及び駆動エレクトロニクスと、コントローラであって、（ａ）新しく指定されたレーザ波長目標を受信するように、（ｂ）新しく指定されたレーザ波長目標でレーザパルスバーストを生成し始めるようにレーザ源に命令するように、（ｃ）測定されたウェーハ位置誤差に基づいて、波長目標における変更を受信するように、（ｄ）波長目標における受信された変更に基づき、ピエゾトランスデューサ及び駆動エレクトロニクスを用いて、線狭帯域化モジュールにおけるプリズム位置を調整するように、（ｅ）調整されたプリズム位置を通過するレーザパルスバーストの次のレーザパルスを生成するようにレーザ源に命令するように、且つ（ｆ）波長目標における追加の変更が受信されたときに、ステップ（ｃ）〜（ｅ）を繰り返すように構成されたコントローラと、を含む。更なる実施形態において、コントローラは、別の新しく指定されたレーザ波長目標が受信された場合に、ステップ（ａ）〜（ｆ）を繰り返すように更に構成される。更なる実施形態において、コントローラは、フィードフォワード動作に基づいて、プリズム位置を調整するように更に構成され、且つまた、更なる実施形態においてフィードバック動作に基づく。
【０００８】
[0008]  様々な実施形態が、以下の詳細な説明及び添付の図面において開示される。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】[0009]一実施形態において使用され得るような例示的なレーザシステムのブロック図である。
【図２】[0010]一実施形態において使用され得るような例示的なステッパ−スキャナのブロック図である。
【図３】[0011]一実施形態において使用され得るようなフィードバック及びフィードフォワード動作のブロック図である。
【図４】[0012]本方法の一実施形態のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
[0013]  本明細書で説明されるのは、半導体フォトリソグラフィにおいて用いられ得るようなステッパ−スキャナ装置におけるウェーハステージ移動を補償するために、レーザ光源で生成されるレーザパルスの波長を制御するためのシステム及び方法である。後続のパルスバースト用の新しく指定されたレーザ光波長目標を受信することに加えて、レーザ光源はまた、ステッパ−スキャナによって決定され、そこから伝達される波長目標における変更を受信し、次に、レーザ光源は、現在のパルスバースト内で生成される後続のパルス用に生成されるレーザ光をパルス毎に調整するために、フィードフォワード動作において、その変更を用いる。更なる実施形態において、このフィードフォワード動作は、生成されるレーザ光を調整するために、フィードバック動作と共に用いられる。このシステム及び方法の動作及び要素が、今説明される。
【００１１】
[0014]  ここで図１を参照すると、現代の深紫外線（例えば２４８ナノメートル（ｎｍ）又は１９３ｎｍの波長を有する「ＤＵＶ」）フォトリソグラフィプロセスにおいて用いられ得るようなレーザ光源又はレーザシステム１００のブロック図を見ることができる。レーザシステム１００における光源は、主発振器（ＭＯ）チャンバ１２０である。
【００１２】
[0015]  当該技術分野において周知のように、ＭＯチャンバ１２０が作動した場合に、結果としてのレーザ光は、線狭帯域化モジュール（ＬＮＭ）１１０に入り、線狭帯域化モジュール（ＬＮＭ）１１０においてレーザ光は、ＬＮＭ１１０内のプリズム（実際には幾つかのプリズム）を通り、且つ格子上で光る。ＬＮＭ１１０は、ＬＮＭ１１０におけるプリズムの位置の変更が、レーザ光の波長を変更し、その変更が、当該技術分野においても周知のように、今度は、スキャナの撮像平面における焦点に影響するという点で、波長セレクタとして働く。この変更された波長のレーザ光は、出力カプラ（ＯＣ）１３０へと、次に半導体ウェーハを取り扱い露光する責任のあるステッパ−スキャナ装置（図示せず）上へとＭＯチャンバ１２０を逆に通過する。ここの例は、単一チャンバシステムを用いているが、プロセスは、２重チャンバシステムにおいても同様であり、本明細書の教示に照らして、本アプローチは、単一チャンバシステム又は２重チャンバシステムのいずれかにおいても等しく適用可能である。
【００１３】
[0016]  レーザシステム１００、並びに特にプリズム及び格子を含むＬＮＭ１１０の要素及び動作が、当該技術分野において周知であることに留意されたい（例えば本出願の譲受人によって共同所有され、且つその全体において参照により本明細書で援用される米国特許出願第１４／７９４，５０８号を参照）。
【００１４】
[0017]  出力カプラ１３０はまた、ＭＯチャンバ１２０からのレーザ光出力をライン中心解析モジュール（ＬＡＭ）１７０へ送る。ＬＡＭ１７０は、ＭＯチャンバ１２０からの光出力の波長を測定する波長サンプラである。次に、レーザ光出力測定値は、ＬＡＭ１７０からレーザシステムコントローラ１６０に送られる。
【００１５】
[0018]  フィードバック動作において、レーザシステムコントローラ１６０は、波長誤差を低減するようにＬＮＭ１１０におけるプリズムを再配置するためにどんな変更が行われる必要があるかを決定するように、ＬＡＭ１７０から受信された光出力測定値を用いる。波長誤差は、指定された波長目標から計算される。ＬＮＭ１１０におけるプリズムの位置は、ＬＮＭ１１０におけるプリズムに接続されたピエゾトランスデューサ（ＰＺＴ）１４０に印加される電圧によって制御される。従って、レーザシステムコントローラ１６０は、所望の新しいプリズム位置を達成するために、何ボルトがＰＺＴ１４０に印加されるべきかを決定する。
【００１６】
[0019]  レーザシステムコントローラ１６０は、ＰＺＴ１４０に印加される所望の電圧を示すデジタル信号をＰＺＴ駆動エレクトロニクス１５０に出力する。ＰＺＴ駆動エレクトロニクス１５０は、デジタル／アナログコンバータ（ＤＡＣ）（コントローラ１６０のデジタル信号をアナログ電圧信号に変換する）と、アナログ低域通過フィルタ（高周波電気ノイズを低減し、アナログＤＡＣ電圧信号を増幅する）と、を含む。次に、このアナログ電圧信号は、ＰＺＴ駆動エレクトロニクス１５０からＰＺＴ１４０に送られ、ＰＺＴ１４０は、ＬＮＭ１１０におけるプリズムを再配置し、今度は、それが、次のレーザ発射イベントにおいて、ＭＯチャンバ１２０から出力カプラ１３０を通る光出力の波長における変更をもたらす。
【００１７】
[0020]  他の周知のアルゴリズム及びアプローチが、上記フィードバックループに従って、ＬＮＭ１１０におけるプリズム位置を誘導するために、レーザシステムコントローラ１６０によって、且つそのコントローラを用いて利用されてきた。当該技術分野において周知のように、レーザシステム１１０における様々な外乱は、レーザシステムにおける生成されるレーザ光波長をバースト中に変動及び／又は変化させ、ＰＺＴの力学故にレーザシステムコントローラ１６０は、これらの外乱を拒絶するようにＬＮＭ１１０におけるプリズムを簡単に位置付けることができない。参照により全体において本明細書で援用される米国特許第８，２５４，４２０号に開示される１つの先行アプローチは、プリズムの運動特性及びレーザ外乱のモデルを用い、レーザシステムコントローラ１６０にレーザ光波長を予測させることによって、これらの外乱に対処し、且つ予測されたレーザ波長誤差を低減するために必要とされるＰＺＴ電圧を計算する。次に、モデルの状態は、レーザ出力波長測定値が、ＬＡＭ１７０によって取得された場合に更新される。ＰＺＴ電圧が、予測された波長誤差に基づいて計算されるので、この方法は、パルスが生成される速度とは相異なる速度（通常より高い速度）におけるＰＺＴ電圧の印加を可能にする。
【００１８】
[0021]  この全体的なプロセスは、レーザパルスの現在のバーストにおける各レーザパルス用に継続する。或る時点（例えば典型的には数秒毎）で、ステッパ−スキャナは、新しく指定された波長目標においてレーザシステムから別の光パルスバースト用の要求を伝達する。その結果、次に、レーザシステムは、新しく指定された波長目標を用いて、新しいレーザパルスバーストを生成する。
【００１９】
[0022]  上記で述べたように、結果としてのレーザ光は、結局、レーザシステム１００から、半導体ウェーハを取り扱い露光する責任があるステッパ−スキャナまで通過する。ここで図２を参照すると、例示的なステッパ−スキャナ２００のブロック図を見ることができる。ステッパ−スキャナ２００は、レーザシステムから照明システム２０１へとレーザ光パルスを受光し、照明システム２０１は、マスクテーブル２０５に位置するフォトリソグラフィマスク２０３へと、且つそのマスク２０３を介して受光レーザ光を制御し導く一連の光学素子を含む。マスクテーブル２０５及び次にはマスク２０３は、マスクテーブル位置決め装置２０７によって位置決めされる。レーザ光は、ウェーハテーブル２１１上に位置するウェーハ２０９へとマスク２０３を通過する（且つ図示されていないが当該技術分野において周知の投影システムを通過する）。ウェーハテーブル２１１及び次にはウェーハ２０９は、ウェーハ位置決め装置２１３によって位置決めされる。位置センサ２１５、例えば１つ又は複数の干渉計若しくは平面エンコーダは、ウェーハテーブル２１１の位置を測定することによって、ウェーハ２０９の位置を直接又は間接的に測定する。
【００２０】
[0023]  しかしながら、当該技術分野において周知の様々な理由で、且つ本出願の譲受人によって共同所有され、その全体において参照により本明細書で援用される米国特許第８，７０５，００４号に説明されているように、ウェーハは、レーザ光に露光されている間に、ステッパ−スキャナ内の安定した位置に常に留まるとは限らない。例えば、ステッパ−スキャナ（例えばステッパ−スキャナ２００）は、レーザ光ビームの光学軸に垂直な平面に沿って、ウェーハを望ましいように移動させ得るけれども、ウェーハ２０９のホルダ（例えばウェーハテーブル２１１）の位置における望ましくない変更、又はレーザ光ビーム光学軸（一般に「ｚ軸」と呼ばれる、且つ図２に示されているような）に沿ったウェーハのホルダの位置決め装置（例えばウェーハテーブル位置決め装置２１３）の位置における望ましくない変更が存在し得る。従って、１つ又は複数の干渉計などの測定装置（例えば位置センサ２１５）が、典型的には、Ｚ軸に沿って基板（例えばウェーハ２０９）の位置を測定するために、ステッパ−スキャナにおいて用いられる。ステッパ−スキャナ内のコントローラ（例えばステッパ−スキャナコントローラ２１７）が、ウェーハ上のレーザ光の所望の露光を得るために、ステッパ−スキャナ内のフィードバック動作において、Ｚ軸に沿ってウェーハの位置をどのように再配置するかを決定するために、この位置測定を用いる。
【００２１】
[0024]  幾つかの例において、かかるステッパ−スキャナフィードバック動作はまた、Ｚ軸に沿ってウェーハを再配置する方法のコントローラによる決定を更に改善するために、ステッパ−スキャナにおける様々な外乱を考慮することで知られている。ステッパ−スキャナは、結局、ウェーハを単純に再配置することに加えて、又は再配置する代わりに、完全に新しいレーザ光波長目標が必要であることを決定し、従ってレーザシステムによって生成される次の光パルスバースト用に、新しく指定されたレーザ光波長目標をレーザシステムに伝達してもよい。しかしながら、新しく指定されたレーザ光波長によって変更されないことになる現在のバーストにおいて、まだ生成されていない多数のレーザ光パルスが存在する可能性があり、従って、これらの残りのレーザ光パルスは、現在のウェーハステージ移動又は位置誤差に対処することも克服することもしないであろう。従って、ウェーハ上の所望のレーザ焦点は、それらの残りのレーザ光パルス用には取得されないであろう。反対に、今説明するように、本アプローチは、これに対処する。
【００２２】
[0025]  本アプローチは、次のように動作する。１つ又は複数の測定装置、例えばステッパ−スキャナにおける干渉計又は平面エンコーダが、Ｚ軸に沿ってウェーハの現在位置を測定する。ステッパ−スキャナにおけるコントローラが、ウェーハステージ移動を補償するために波長誤差補正を計算するように、この測定されたウェーハ位置を用いる。レーザパルスの現在のバースト中に、ステッパ−スキャナは、新しく指定されたレーザ光波長目標を伝達するために、ステッパ−スキャナによって用いられる同じ通信機構を介して、又は高速シリアルインターフェースなどの新しい通信機構を介して、波長目標における変更としてのこの波長誤差補正をレーザシステムにリアルタイムで伝達する。また、レーザシステムは、線狭帯域化モジュールにおけるプリズムを再配置し、それによって、主発振器チャンバで生成されるレーザ光を安定させ、且つスキャナによる所望の波長目標とするために、フィードフォワード動作において、且つ何れかの既存のフィードバック動作と組み合わせた好ましい実施形態において、波長目標における変更を時変設定点として用いる。従って、この生成されたレーザ光は、既存のフィードバック動作を介して、レーザシステム内のどんな外乱も補償し、且つまたフィードフォワード動作を介して、ステッパ−スキャナにおけるウェーハステージ移動を補償する。イベントのこのシーケンスは、Ｚ軸に沿ったウェーハ基板の移動又は位置誤差を補償するために、パルス毎に生成光の波長を連続的に調整することを全パルスバースト用に継続する。
【００２３】
[0026]  ここで、図３を参照すると、フィードバック及びフィードフォワード動作のブロック図が更に説明される。図示のように、図１のレーザシステム１００のＬＮＭ１１０、ＭＯチャンバ１２０及びＬＡＭ１７０を含むプラント３１１は、本明細書で説明される様々な動作を実行するために、図１のレーザシステム１００のレーザシステムコントローラ１６０と通信する。
【００２４】
[0027]  図示され且つ周知のように、先行技術のフィードバック動作は、レーザシステム内のアクチュエータ（例えばＰＺＴ）力学及び周知の外乱のモデルに基づいており、そのモデルは、モデルの状態
【数１】
0006858854.tif 000002
を推定する推定器３０９によって表される。この推定器は、カルマンフィルタパラダイムに基づき、且つレーザ波長測定値が利用可能（例えばＬＡＭ１７０から）な場合に、推定値を更新する。次に、フル状態フィードバック利得Ｋ３０７は、フィードバック作動信号（例えばＰＺＴ電圧における変更（δｕｆｂ））を計算するために、状態推定値を掛けられ、それは、積分器３０３によって積分され、且つプラント３１１におけるＰＺＴに送信される。この制御システムは、当該技術分野において周知のフィードバックアプローチを形成する。
【００２５】
[0028]  本明細書で説明されるアプローチは、この既存のコントローラ構造及び性能を保持し、一方でまた、ステッパ−スキャナから受信される波長目標変更である動的な基準軌道ｒに従うことができる。動的な目標追跡性能を達成するために、フィードフォワードループ、即ち、その基礎構造への変更を要求せずに、既存のフィードバック演算及びコントローラと一緒に使えるフィードフォワードループが用いられる。本アプローチは、ＰＺＴ電圧における変更のフィードフォワード成分δｕｆｆを得るために、所望の基準ｒに時間可変利得
【数５】
0006858854.tif 000003
３０１を掛ける。次に、このδｕｆｆは、ＰＺＴ電圧における総変更δｕを得るために、加算器３０５においてδｕｆｂに加算され、次に、総変更δｕは、プラント３１１におけるアクチュエータ、例えばＰＺＴに送信される前に、積分器３０３において積分される。この可変利得
【数６】
0006858854.tif 000004
は、目標（＝ｒ）から波長（＝ｙ）へのループ伝達関数が単位利得を有するように計算される。従って、この利得は、次のように計算される。
【数７】
0006858854.tif 000005
式中、Ａは、システム行列であり、Ｂは、入力行列であり、Ｃは、出力行列であり、Ｉは、恒等行列であり、Ｋは、フル状態フィードバック利得行列であり、Ｌは、推定器利得行列である。
【００２６】
[0029]  ステッパ−スキャナから伝達される波長目標における変更は、新しく指定された波長目標を数秒毎に受信することに対して非常に高い速度（例えば２０ｋＨｚ以上であり、従って５０ミリ秒毎である）で受信され、好ましい実施形態において、組み合わされたフィードバック及びフィードフォワードのコントローラもまた、同じ速度で実行される。フィードフォワードループが、実際の波長測定値ではなく、最新の軌道値だけを用いるので、この方法は、測定遅延又は測定ミスに対して堅牢である。
【００２７】
[0030]  従って明らかなように、新しく指定された波長目標は、数秒毎に受信され、一方でこの波長目標への変更は、ほぼ５０ミリ秒毎に受信される。更に、処理時間及び通信遅延を低減するために、好ましい実施形態において、図１のレーザシステムコントローラ１６０は、先行技術の多数のコントローラ（例えば、それぞれ当該技術分野において知られているようなＬＡＭ１７０、レーザシステムコントローラ１６０及びＰＺＴ駆動エレクトロニクス１５０）の機能を取り扱う単一のコントローラとして実現される。更に、好ましい実施形態において、図１のＰＺＴ１４０は、改善された性能及びステージ測定周波数からの分離のために、より高い共振振動数を備えたＰＺＴを使用する。
【００２８】
[0031]  ここで図４を参照すると、本方法４００の一実施形態のフローチャートを見ることができる。
【００２９】
[0032]  動作４０１において、新しいレーザパルスバースト用の指定された波長目標が、ステッパ−スキャナ、例えばスキャナ２００からの通信で、レーザ源、例えばレーザシステム１００によって受信される。考察の目的で、指定された波長目標はまた、本明細書では所望の中心波長目標とも呼ばれ、新しく指定された波長目標は、典型的には、数秒毎に伝達される。
【００３０】
[0033]  動作４０３において、レーザ源は、指定された波長目標においてレーザパルスバースト、即ち一連のレーザパルスを生成し始める。
【００３１】
[0034]  動作４０５において、ステッパ−スキャナは、例えば１つ又は複数の干渉計を介し、１つ又は複数の位置センサを用いて、ウェーハ位置誤差を測定する。
【００３２】
[0035]  動作４０７において、ステッパ−スキャナ（例えばステッパ−スキャナ内のコントローラを用いる）は、測定されたウェーハ位置誤差に対処するために、波長目標における変更を決定する。別個に、ステッパ−スキャナ内のコントローラはまた、当該技術分野において周知の技術を用いて、ステッパ−スキャナ内の或る位置誤差フィードバック補正を実行するために、この測定された位置誤差を用いてもよい。
【００３３】
[0036]  動作４０９において、波長目標における変更は、ステッパ−スキャナからの通信でレーザ源によって受信される。
【００３４】
[0037]  動作４１１において、フィードフォワードアルゴリズムは、レーザシステムにおけるプリズムを調整するための新しい値を生成するために、波長目標における受信された変更を用いて実行される。実施形態において、このアルゴリズムは、レーザ源におけるコントローラ、例えばレーザシステムコントローラ１６０において実行される。好ましい実施形態では、動作４１１において、フィードバックアルゴリズムがまた、当該技術分野において周知の技術を用いて、レーザ源におけるコントローラ内で実行され、フィードフォワードアルゴリズム及びフィードバックアルゴリズムの結果は、レーザ源におけるプリズムを調整するための新しい値を生成するように組み合わされる。
【００３５】
[0038]  動作４１３において、レーザ源は、新しいプリズム調整値を用いて、現在のバーストにおける新しいレーザパルスを生成する。換言すれば、プリズムは、新しいプリズム調整値を用いて調整され、レーザ源は、調整されたプリズムを通過する新しいレーザパルスを生成する。
【００３６】
[0039]  動作４１５において、現在のバーストの終わり（又は同様に新しいバーストの開始時刻）に達したかどうかに関して決定がなされる。達していなければ、プロセスは、現在のバーストにおける更なるレーザパルスを生成するために、ステップ４０９に戻ることによって継続する（それは、繰り返しステップ４０５及び４０７における更なるスキャナ測定及び決定に基づいて、且つ従って波長目標における更なる変更に基づいてもよいことに留意されたい）。そうでなければ、プロセスは、新しく指定された波長目標を受信し、且つ新しいレーザパルスバーストを生成し始めるために、ステップ４０１に戻る。
【００３７】
[0040]  本明細書で検討される実施形態は、本発明の実例である。本発明のこれらの実施形態が、実例に関連して説明されるので、説明される方法及び／又は特定の構造の様々な修正又は適応が、当業者に明らかになり得る。全てのかかる修正、適応又は変形、即ち、本発明の教示に依存する、且つそれらを通してこれらの教示が当該技術を進歩させる全てのかかる修正、適応又は変形は、本発明の趣旨及び範囲内にあると考えられる。従って、説明及び図面は、限定的な意味で考えられるべきではない。何故なら、本発明が、示された実施形態だけに決して限定されないことが分かるからである。
【００３８】
[0041]  代替のシーケンス及び数式が、本明細書で説明されるような本発明の趣旨及び意味内で用いられ得ることもまた理解されたい。
【００３９】
[0042]  同様に、レーザシステムコントローラ１６０が、パーソナルコンピュータ、サーバ又は他の処理システムを含む、プロセッサ及びメモリを備えた何れかのコンピューティングシステムであって、説明された動作を実行するためのソフトウェア命令を走らせるコンピューティングシステムであり得、それらの命令が、それ自体、コンピュータ可読記憶媒体から来るか、又はその媒体に常駐してもよいことを理解されたい。代替として、レーザシステムコントローラ１６０は、ファームウェアを備えていてもいなくても、説明された動作を実行するように特に構成される特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）又は他のハードワイヤード装置などの何れかの専用ハードウェアとすることができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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