特許 6876125 スペクトルフィーチャ制御装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6876125

(24)【登録日】2021年4月27日

(45)【発行日】2021年5月26日

(54)【発明の名称】スペクトルフィーチャ制御装置

(51)【国際特許分類】

   G03F 7/20 20060101AFI20210517BHJP

   G02B 5/04 20060101ALI20210517BHJP

【ＦＩ】

   G03F7/20 505

   G03F7/20 502

   G02B5/04 C

【請求項の数】22

【全頁数】28

(21)【出願番号】特願2019-513789(P2019-513789)

(86)(22)【出願日】2017年10月4日

(65)【公表番号】特表2019-532335(P2019-532335A)

(43)【公表日】2019年11月7日

(86)【国際出願番号】US2017055161

(87)【国際公開番号】WO2018075246

(87)【国際公開日】20180426

【審査請求日】2019年5月8日

(31)【優先権主張番号】15/295,280

(32)【優先日】2016年10月17日

(33)【優先権主張国】US

【前置審査】

(73)【特許権者】

【識別番号】513192029

【氏名又は名称】サイマー リミテッド ライアビリティ カンパニー

(74)【代理人】

【識別番号】100079108

【弁理士】

【氏名又は名称】稲葉 良幸

(74)【代理人】

【識別番号】100109346

【弁理士】

【氏名又は名称】大貫 敏史

(74)【代理人】

【識別番号】100117189

【弁理士】

【氏名又は名称】江口 昭彦

(74)【代理人】

【識別番号】100134120

【弁理士】

【氏名又は名称】内藤 和彦

(72)【発明者】

【氏名】メイソン，エリック アンダース

【審査官】 冨士 健太

(56)【参考文献】

【文献】 特表２０１６−５２６６９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−２４９８３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−０３１８８１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−０５１６３４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−２６４６８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０２−２７６２８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０５−１５２６６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−０９８２８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１３４８２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−０７００２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−０９８２３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−１７９２４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−２４７２４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−１７０９６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００３−５２１１２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００８−５２２４３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１１／０７７６６１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２０１５／１８７８５４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２００２／０１４１４６４（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 韓国公開特許第１０−２０１２−００５７２４９（ＫＲ，Ａ）

【文献】 中国特許出願公開第１０１５８１８６６（ＣＮ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０３Ｆ ７／２０−７／２４、９／００−９／０２

Ｇ０２Ｂ ５／００−５／１３６

Ｈ０１Ｓ ３／００−３／０２、３／０４−３／０９５９、３／０９８−

３／１０２、３／１０５−３／１３１、３／１３６−３／２１３、３／２３−４／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

パルス光ビームを生成するパルス光源用のスペクトルフィーチャ選択装置であって、
前記パルス光ビームと相互作用する分散光学素子と、
前記分散光学素子と前記パルス光源との間の前記パルス光ビームの経路における３つ以上の屈折光学素子と、
１つ又は複数の作動システムであって、各作動システムが、屈折光学素子と関連付けられるとともに、前記関連付けられた屈折光学素子を回転させることによって前記パルス光ビームのスペクトルフィーチャを調節するように構成され、前記作動システムの少なくとも１つが、回転軸の周りで関連付けられた屈折光学素子を回転させるように構成される高速アクチュエータを備えた高速作動システムであり、前記高速アクチュエータが、前記関連付けられた屈折光学素子の前記回転軸と平行なシャフト軸の周りを回転する回転シャフトを有する回転ステッパモータを備える、１つ又は複数の作動システムと、
前記１つ又は複数の作動システムに接続された制御システムであって、前記回転ステッパモータの前記回転シャフトを調節することによって、前記関連付けられた屈折光学素子をその回転軸の周りで回転させるために、信号を前記高速アクチュエータに送るように構成される、制御システムと、を備え、
前記パルス光ビーム経路が、前記装置のＸＹ面内に位置し、
前記高速作動システムが、前記関連付けられた屈折光学素子に物理的に結合された二次アクチュエータも含み、
前記二次アクチュエータが、軸の周りで前記関連付けられた屈折光学素子を回転させるように構成され、
前記軸は、前記ＸＹ面内に位置し、前記関連付けられた屈折光学素子の斜辺の面内にも位置する、装置。

【請求項2】

前記高速アクチュエータが、前記分散光学素子から最も離れた前記屈折光学素子を回転させるように構成される、請求項１に記載の装置。

【請求項3】

前記回転ステッパモータの前記回転シャフトが、前記装置のＺ軸と平行である軸を有し、これにより、前記関連付けられた屈折光学素子を、前記装置の前記Ｚ軸と平行なその回転軸の周りで回転させる、請求項１に記載の装置。

【請求項4】

前記回転ステッパモータの前記回転シャフトの位置を検出する位置モニタをさらに備えた、請求項１に記載の装置。

【請求項5】

前記制御システムが、前記位置モニタに接続され、かつ、前記位置モニタによって検出された前記回転シャフトの位置を受信して前記受信した位置が許容可能な位置範囲内になければ前記回転シャフトを調節するように構成される、請求項４に記載の装置。

【請求項6】

前記位置モニタが、光学回転エンコーダである、請求項４又は５に記載の装置。

【請求項7】

前記回転シャフトが、前記回転軸からずれた軸の周りで、前記高速アクチュエータと関連付けられた前記屈折光学素子を回転させるように構成される、請求項１に記載の装置。

【請求項8】

前記シャフト軸が、約３６０°回転することによって、前記関連付けられた屈折光学素子を約３６０°回転させるように構成される、請求項１に記載の装置。

【請求項9】

前記高速アクチュエータに関連付けられた前記屈折光学素子が、前記シャフト軸に固定して結合される、請求項１に記載の装置。

【請求項10】

前記制御システムが、前記回転ステッパモータに接続された高速コントローラを備え、
前記回転シャフトの前記調節が、前記高速コントローラによって行われる、請求項１に記載の装置。

【請求項11】

前記高速アクチュエータに関連付けられた前記屈折光学素子の前記回転が、前記分散光学素子と相互作用する前記パルス光ビームの拡大倍率の変化を生じさせ、前記パルス光ビームの前記拡大倍率の変化が、前記パルス光ビームの帯域幅の変化を生じさせ、前記高速アクチュエータに関連付けられた前記屈折光学素子の前記回転による帯域幅の範囲が、少なくとも２５０フェムトメートル（ｆｍ）である、請求項１に記載の装置。

【請求項12】

前記回転シャフトの回転の一単位分の、前記高速アクチュエータに関連付けられた前記屈折光学素子の前記回転が、前記パルス光ビームの前記帯域幅を測定する帯域幅測定デバイスの解像度未満の量だけ、前記パルス光ビームの前記帯域幅を変化させる、請求項１１に記載の装置。

【請求項13】

回折光学素子から回折されたパルス光ビームが、前記回折光学素子に入射した前記パルス光ビームの経路に沿って進むように、前記分散光学素子は、リトロー配置の前記パルス光ビームと相互作用するように構成される前記回折光学素子である、請求項１に記載の装置。

【請求項14】

前記屈折光学素子が、直角プリズムであり、前記パルス光ビームが各直角プリズムを通過する際に、前記パルス光ビームが、その伝搬方向と垂直な面に沿った横方向の幅の拡大倍率を変化させるように、前記直角プリズムを通して前記パルス光ビームが透過され、
前記分散光学素子から最も離れた前記直角プリズムが、前記複数の直角プリズムの内の最小の斜辺を有し、
前記分散光学素子により近い連続した直角プリズムのそれぞれが、前記分散光学素子からより離れた前記隣接する直角プリズムよりも大きいか又はそれと同じサイズの斜辺を有する、請求項１に記載の装置。

【請求項15】

パルス光ビームを生成するパルス光源用のスペクトルフィーチャ選択装置であって、前記装置が、
前記パルス光ビームと相互作用する分散光学素子と、
前記分散光学素子と前記パルス光源との間の前記パルス光ビームの経路における複数の屈折光学素子と、
複数の作動システムであって、各作動システムが、屈折光学素子と関連付けられ、かつ、前記関連付けられた屈折光学素子を回転させることによって前記パルス光ビームのスペクトルフィーチャを調節するように構成される、複数の作動システムと、
を備え、
前記作動システムの少なくとも１つが、前記装置の面と垂直なシャフト軸の周りで回転する回転シャフトを有する回転モータを備えた高速アクチュエータを備え、
前記高速アクチュエータに関連付けられた前記屈折光学素子が前記高速アクチュエータに取り付けられ、
前記屈折光学素子の質量中心は、前記シャフト軸からずれている、装置。

【請求項16】

前記高速アクチュエータが、前記関連付けられた屈折光学素子を前記オフセット軸周りで回転させ、及び線形に並進させる、請求項１５に記載の装置。

【請求項17】

前記高速アクチュエータが、
前記シャフト軸の場所で前記回転シャフトと機械的にリンクされた第１の領域と、
前記シャフト軸と垂直な方向に沿って前記シャフト軸からずれ、かつ、前記装置の前記面内に位置する第２の領域であって、前記第２の領域が前記シャフト軸によって交差されないようになっている、第２の領域と、
を有するレバーアームを備え、
前記高速アクチュエータに関連付けられた前記屈折光学素子が、前記第２の領域と機械的にリンクされる、請求項１５に記載の装置。

【請求項18】

前記複数の作動システムに接続され、かつ、信号を各作動システムに送るように構成される制御システムをさらに備えた、請求項１５に記載の装置。

【請求項19】

前記制御システムが、前記高速アクチュエータに信号を送ることによって、前記高速アクチュエータに関連付けられた前記屈折光学素子を回転及び並進させて、前記パルス光ビームのスペクトルフィーチャを調節するように構成される、請求項１８に記載の装置。

【請求項20】

前記高速アクチュエータに関連付けられた前記屈折光学素子が、約５０ミリ秒以下の内に、前記オフセット軸の周りを１５度回転するとともに安定した平衡位置に達するように構成される、請求項１９に記載の装置。

【請求項21】

前記スペクトルフィーチャが、前記パルス光ビームの帯域幅及び波長の１つ又は複数である、請求項１５に記載の装置。

【請求項22】

前記高速アクチュエータによって制御される前記屈折光学素子が、反射防止コーティングを欠いている、請求項１５に記載の装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

開示の主題は、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例えば帯域幅又は波長などのスペクトルフィーチャを制御する装置に関する。

【背景技術】

【0002】

半導体リソグラフィ（又はフォトリソグラフィ）において、集積回路（ＩＣ）の製造は、半導体（例えば、シリコン）基板（ウェーハとも呼ばれる）に対して行われる各種の物理的及び化学的プロセスを必要とする。フォトリソグラフィ露光装置又はスキャナは、所望のパターンを基板のターゲット部分に施す機械である。ウェーハは、ウェーハが、概ねスキャナの直交するＸ_Ｌ及びＹ_Ｌ方向によって定義される面に沿って延在するように、ステージに固定される。ウェーハは、深紫外線（ＤＵＶ）領域内の波長を有する光ビームによって照射される。光ビームは、スキャナのＺ_Ｌ方向と一致する軸方向に沿って進む。スキャナのＺ_Ｌ方向は、横方向Ｘ_Ｌ−Ｙ_Ｌ面と直交する。

【0003】

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特性（例えば、帯域幅）の正確な知識は、多くの科学的及び工業的用途において重要である。例えば、光源帯域幅の正確な知識を使用することによって、深紫外線（ＤＵＶ）光リソグラフィにおいて、最小フィーチャサイズ又はクリティカルディメンジョン（ＣＤ）の制御が可能となる。クリティカルディメンジョンは、半導体基板（ウェーハとも呼ばれる）上にプリントされるフィーチャサイズであり、及び従って、ＣＤは、細かいサイズ制御を必要とし得る。光リソグラフィでは、基板は、光源によって生成された光ビームによって照射される。多くの場合、光源は、レーザ源であり、及び光ビームは、レーザビームである。

【発明の概要】

【0004】

幾つかの一般的態様において、光学システムは、光源と共に使用される。光学システムは、分散光学素子と、分散光学素子と光源との間の複数の屈折光学素子と、それぞれが屈折光学素子と関連付けられた複数の作動システムとを含む。作動システムの少なくとも１つは、回転軸の周りで関連付けられた屈折光学素子を３６０度回転させるように構成されたアクチュエータを含み、このアクチュエータは、シャフト軸の周りを回転するように構成された回転シャフトを備え、シャフト軸は、関連付けられた屈折光学素子の回転軸と平行であり、及びシャフト軸は、基底エネルギー状態が欠如している。

【0005】

幾つかの一般的態様において、スペクトルフィーチャ選択装置は、パルス光ビームを生成するパルス光源と共に使用される。スペクトルフィーチャ選択装置は、パルス光ビームと相互作用するように配置された分散光学素子と、分散光学素子とパルス光源との間のパルス光ビームの経路に配置された３つ以上の屈折光学素子と、１つ又は複数の作動システムであって、各作動システムが、屈折光学素子と関連付けられ、及び関連付けられた屈折光学素子を回転させることによって、パルス光ビームのスペクトルフィーチャを調節するように構成された、１つ又は複数の作動システムと、１つ又は複数の作動システムに接続された制御システムと、を含む。作動システムの少なくとも１つは、回転軸の周りで関連付けられた屈折光学素子を回転させるように構成された高速アクチュエータを含む高速作動システムである。高速アクチュエータは、関連付けられた屈折光学素子の回転軸と平行なシャフト軸の周りを回転する回転シャフトを有する回転ステッパモータを含む。制御システムは、回転ステッパモータの回転シャフトを調節することによって、関連付けられた屈折光学素子をその回転軸の周りで回転させるために、信号を高速アクチュエータに送るように構成される。

【0006】

実施は、以下のフィーチャの１つ又は複数を含み得る。例えば、高速アクチュエータは、分散光学素子から最も離れた屈折光学素子を回転させるように構成されてもよい。パルス光ビーム経路は、装置のＸＹ面内に位置してもよく、及び回転ステッパモータの回転シャフトは、装置のＺ軸と平行であることによって、関連付けられた屈折光学素子を、装置のＺ軸と平行な、その回転軸の周りで回転させる軸を有していてもよい。

【0007】

高速作動システムは、関連付けられた屈折光学素子に物理的に結合された二次アクチュエータも含んでいてもよく、二次アクチュエータは、ＸＹ面内に位置し、及び関連付けられた屈折光学素子の斜辺の面内にも位置する軸の周りで、関連付けられた屈折光学素子を回転させるように構成される。

【0008】

装置は、回転ステッパモータの回転シャフトの位置を検出する位置モニタを含んでいてもよい。制御システムは、位置モニタに接続されてもよく、並びに、回転シャフトの検出位置を受信し、及び受信した検出位置が、許容可能な位置範囲内になければ、回転シャフトを調節するように構成されてもよい。位置モニタは、光学回転エンコーダであってもよい。回転シャフトは、回転軸からずれたオフセット軸の周りで、高速アクチュエータと関連付けられた屈折光学素子を回転させるように構成されてもよい。

【0009】

シャフト軸は、約３６０°回転することによって、関連付けられた屈折光学素子を約３６０°回転させるように構成されてもよい。

【0010】

高速アクチュエータに関連付けられた屈折光学素子が、シャフト軸に固定して結合されてもよい。

【0011】

制御システムは、回転ステッパモータに接続された高速コントローラを含んでいてもよく、回転シャフトの調節は、高速コントローラによって行われる。

【0012】

高速アクチュエータに関連付けられた屈折光学素子の回転は、分散光学素子と相互作用するパルス光ビームの拡大倍率の変化を生じさせてもよい。パルス光ビームの拡大倍率の変化は、パルス光ビームの帯域幅の変化を生じさせてもよい。高速アクチュエータに関連付けられた屈折光学素子の回転による帯域幅の範囲は、少なくとも２５０フェムトメートル（ｆｍ）であってもよい。回転シャフトの回転の一単位分の、高速アクチュエータに関連付けられた屈折光学素子の回転は、パルス光ビームの帯域幅を測定する帯域幅測定デバイスの解像度未満の量だけ、パルス光ビームの帯域幅を変化させてもよい。

【0013】

分散光学素子は、回折光学素子から回折されたパルス光ビームが、回折光学素子に入射したパルス光ビームの経路に沿って進むように、リトロー配置にパルス光ビームと相互作用するように配置された回折光学素子であってもよい。

【0014】

屈折光学素子は、直角プリズムであってもよく、 ルス光ビームが各直角プリズムを通過する際に、パルス光ビームが、その光学拡大倍率を変化させるように、直角プリズムを通してパルス光ビームが透過される。分散光学素子から最も離れた直角プリズムは、複数の直角プリズムの内の最小の斜辺を有していてもよく、及び分散光学素子により近い連続した直角プリズムのそれぞれは、分散光学素子からより離れた隣接する直角プリズムよりも大きい、又はそれと同じサイズの斜辺を有していてもよい。

【0015】

他の一般的態様において、スペクトルフィーチャ選択装置は、パルス光源によって生成されたパルス光ビームと相互作用するように配置された分散光学素子を含む。スペクトルフィーチャ選択装置は、分散光学素子とパルス光源との間のパルス光ビームの経路に配置された複数の屈折光学素子と、複数の作動システムと、を含む。各作動システムは、屈折光学素子と関連付けられ、及び関連付けられた屈折光学素子を回転させることによって、パルス光ビームのスペクトルフィーチャを調節するように構成される。作動システムの少なくとも１つは、装置の面と垂直なシャフト軸の周りで回転する回転シャフトを有する回転モータを含む高速アクチュエータを含む。屈折光学素子が、シャフト軸と平行であり、重心からずれ、及びシャフト軸からずれたオフセット軸の周りで回転するように、高速アクチュエータに関連付けられた屈折光学素子は、高速アクチュエータに取り付けられる。

【0016】

実施は、以下のフィーチャの１つ又は複数を含んでいてもよい。例えば、高速アクチュエータは、関連付けられた屈折光学素子をオフセット軸周りで回転させ、及び線形に並進させてもよい。高速アクチュエータは、シャフト軸の場所で回転シャフトと機械的にリンクされた第１の領域と、第２の領域がシャフト軸によって交差されないように、シャフト軸と垂直な方向に沿ってシャフト軸からずれ、及び装置の面内に位置する第２の領域と、を含むレバーアームを含んでいてもよい。高速アクチュエータに関連付けられた屈折光学素子は、第２の領域と機械的にリンクされる。

【0017】

装置は、複数の作動システムに接続され、及び信号を各作動システムに送るように構成された制御システムも含んでいてもよい。制御システムは、高速アクチュエータに信号を送ることによって、高速アクチュエータに関連付けられた屈折光学素子を回転及び並進させて、パルス光ビームのスペクトルフィーチャを調節するように構成されてもよい。高速アクチュエータに関連付けられた屈折光学素子は、約５０ミリ秒以下の内に、オフセット軸の周りを１５度回転し、及び安定した平衡位置に達するように構成されてもよい。

【0018】

スペクトルフィーチャは、パルス光ビームの帯域幅及び波長の１つ又は複数であってもよい。高速アクチュエータによって制御される屈折光学素子は、反射防止コーティングを欠いていてもよい。

【0019】

他の一般的態様では、スペクトルフィーチャ選択装置は、リトロー配置にパルス光ビームと相互作用するように配置された回折光学素子を含み、パルス光ビームは、光源によって生成される。スペクトルフィーチャ選択装置は、４つ以上の直角プリズムの一セットも含み、 ルス光ビームが各直角プリズムを通過する際に、パルス光ビームが、その光学拡大倍率を変化させるように、４つ以上の直角プリズムの一セットを通してパルス光ビームが透過される。パルス光ビームは、ビーム経路に沿って進み、及びパルス光ビームの横方向の広がりが、各プリズムの斜辺のそれぞれの内側に含まれるように、各プリズムの斜辺と交差する横方向の広がりを有する。回折光学素子に最も近い直角プリズムは、セットの内の最大の長さを有する斜辺を有する。回折光学素子からより離れた連続する直角プリズムのそれぞれは、回折光学素子により近い隣接した直角プリズムの斜辺以下の長さを有する斜辺を有する。回折光学素子に最も近い直角プリズムは、その直角を回折光学素子から離れるように位置付けて配置される。回折光学素子から最も離れた直角プリズムと、回折光学素子と、の間の領域には、どのような反射光学素子もない。スペクトルフィーチャ選択装置は、少なくとも２つの作動システムも含み、各作動システムは、セットの直角プリズムと関連付けられ、及びパルス光ビームに対して、関連付けられた直角プリズムを回転させることによって、パルス光ビームのスペクトルフィーチャを調節するように構成される。

【0020】

実施は、以下のフィーチャの１つ又は複数を含んでいてもよい。例えば、回折光学素子から最も離れたプリズムは、作動システムと関連付けられてもよく、及び可動であってもよく、並びに、回折光学素子に二番目に近いプリズムは、作動システムと関連付けられてもよく、及び可動であってもよい。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】パルス光ビームを生成するフォトリソグラフィシステムのブロック図であり、フォトリソグラフィシステムは、パルス光ビームの１つ又は複数のスペクトルフィーチャを調整するためのスペクトルフィーチャ選択装置を含む。

【図2】図１のフォトリソグラフィシステムによって生成されたパルス光ビームの例示的光学スペクトルのグラフである。

【図3A】図１のフォトリソグラフィシステムにおいて使用することができる例示的スペクトルフィーチャ選択装置のブロック図である。

【図3B】図３Ａのスペクトルフィーチャ選択装置の屈折光学素子の１つを通るビーム拡大倍率及びビーム屈折角を示すブロック図である。

【図4A】図１のフォトリソグラフィシステムにおいて使用することができる例示的スペクトルフィーチャ選択装置のブロック図である。

【図4B】図４Ａのスペクトルフィーチャ選択装置の例示的ビームエキスパンダの一部の側面図である。

【図4C】ビームエキスパンダの調節を示す図４Ｂの例示的ビームエキスパンダの一部の上面図である。

【図5A】図１のフォトリソグラフィシステムにおいて使用することができる例示的スペクトルフィーチャ選択装置のブロック図である。

【図5B】図５Ａのスペクトルフィーチャ選択装置の例示的ビームエキスパンダの一部の側面図である。

【図5C】ビームエキスパンダの調節を示す図５Ｂの例示的ビームエキスパンダの一部の上面図である。

【図6A】図１のフォトリソグラフィシステムにおいて使用することができる例示的スペクトルフィーチャ選択装置のブロック図である。

【図6B】図６Ａのスペクトルフィーチャ選択装置の例示的ビームエキスパンダの一部の側面図である。

【図6C】図６Ａの例示的ビームエキスパンダの一部の上面図である。

【図6D】ビームエキスパンダの調節を示す図６Ｂの例示的ビームエキスパンダの一部の側面図である。

【図7】図１のフォトリソグラフィシステムにおいて使用することができる例示的スペクトルフィーチャ選択装置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的光源のブロック図である。

【図9】図１のフォトリソグラフィシステムの例示的制御システムのブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0022】

図１を参照して、フォトリソグラフィシステム１００は、公称的には中心波長にあり、及びフォトリソグラフィ露光装置又はスキャナ１１５に誘導される波長を有するパルス光ビーム１１０を生成する照明システム１５０を含む。パルス光ビーム１１０は、スキャナ１１５に収容された基板又はウェーハ１２０上にマイクロ電子フィーチャのパターン形成を行うために使用される。照明システム１５０は、変更可能なパルス繰り返し率でパルス光ビーム１１０を生成する光源１０５を含む。照明システム１５０は、光源１０５及び照明システム１５０内の他のフィーチャと通信する制御システム１８５を含む。また、照明システム１５０は、照明システム１５０の動作及びパルス光ビーム１１０の態様を制御するために、スキャナ１１５と通信する。

【0023】

光ビーム１１０は、光ビーム１１０の態様を修正する光学素子を含んでいてもよいビーム準備システム１１２を通して誘導される。例えば、ビーム準備システム１１２は、反射及び／又は屈折光学素子、光パルス引伸ばし回路、並びに光アパーチャ（自動シャッタを含む）を含んでいてもよい。

【0024】

光ビーム１１０のパルスは、深紫外線（ＤＵＶ）領域内の波長を中心とし、例えば、２４８ナノメートル（ｎｍ）又は１９３ｎｍの波長を有する。ウェーハ１２０上にパターン形成されるマイクロ電子フィーチャのサイズは、パルス光ビーム１１０の波長によって決まり、より低い波長は、小さな最小フィーチャサイズ又はクリティカルディメンジョンをもたらす。パルス光ビーム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以下とすることができる。パルス光ビーム１１０の解析及び制御に使用される帯域幅は、図２に示されるような光学スペクトル２００（又は発光スペクトル）の実際の瞬間帯域幅でもよい。光学スペクトル２００は、光ビーム１１０の光エネルギー又はパワーが、どのように異なる波長（又は周波数）にわたって分布するかに関する情報を含有する。

【0025】

照明システム１５０は、スペクトルフィーチャ選択装置１３０を含む。スペクトルフィーチャ選択装置１３０は、光源１０５の第１の端部に設置されて、光源１０５によって生成された光ビーム１１０Ａと相互作用する。光ビーム１１０Ａは、光源１０５内の共振器の一端で生成されるビームであり、及び以下で説明するような主発振器によって生成されるシードビームでもよい。スペクトルフィーチャ選択装置１３０は、パルス光ビーム１１０Ａの１つ又は複数のスペクトルフィーチャ（帯域幅又は波長など）を調整又は調節することによって、パルス光ビーム１１０のスペクトル特性を微調整するように構成される。

【0026】

図３Ａを参照して、スペクトルフィーチャ選択装置１３０は、パルス光ビーム１１０Ａと光学的に相互作用するように配置された光学フィーチャ又はコンポーネント３００、３０５、３１０、３１５、３２０の一セット、並びに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式で電子機器を含む制御モジュール３５０を含む。制御モジュール３５０は、各光学コンポーネント３００、３０５、３１０、３１５、３２０に物理的に結合された１つ又は複数の作動システム３００Ａ、３０５Ａ、３１０Ａ、３１５Ａ、３２０Ａに接続される。装置１３０の光学コンポーネントは、格子でもよい分散光学素子３００、及びプリズムでもよい屈折光学素子３０５、３１０、３１５、３２０の一セットから成るビームエキスパンダ３０１を含む。格子３００は、光ビーム１１０Ａを分散及び反射させるように設計された反射格子でもよく、それに応じて、格子３００は、ＤＵＶ領域内の波長を有するパルス光ビーム１１０Ａと相互作用するのに適した材料から作られる。プリズム３０５、３１０、３１５、３２０のそれぞれは、光ビーム１１０Ａがプリズムの本体を通過する際にそれを分散及び再誘導するように作用する透過プリズムである。各プリズムは、光ビーム１１０Ａの波長の透過を許容する材料（例えば、フッ化カルシウムなど）で作られてもよい。

【0027】

プリズム３２０は、格子３００から最も離れて位置し、プリズム３０５は、格子３００に最も近く位置する。パルス光ビーム１１０Ａは、アパーチャ３５５を通って装置１３０内に入り、並びに、その後、格子３００の回折面３０２に衝突する前に、プリズム３２０、プリズム３１０、及びプリズム３０５をこの順番で通って進む。連続したプリズム３２０、３１５、３１０、３０５をビーム１１０Ａが通過するごとに、光ビーム１１０Ａは、光学的に拡大され、及び次の光学コンポーネントに向けて再誘導される（傾斜して屈折される）。光ビーム１１０Ａは、格子３００から回折及び反射されて、光ビーム１１０Ａが装置１３０から出る際にアパーチャ３５５を通過する前に、プリズム３０５、プリズム３１０、プリズム３１５、及びプリズム３２０をこの順番で通って戻る。格子３００から連続したプリズム３０５、３１０、３１５、３２０を通過するごとに、光ビーム１１０Ａは、それがアパーチャ３５５に向けて進むにつれて光学的に圧縮される。

【0028】

図３Ｂを参照して、ビームエキスパンダ３０１のプリズムＰ（プリズム３０５、３１０、３１５、又は３２０の何れであってもよい）の回転は、光ビーム１１０Ａが、その回転プリズムＰの入射面Ｈ（Ｐ）に衝突する入射角を変化させる。また、２つの局所的光学品質、つまり、その回転プリズムＰを通る光ビーム１１０Ａの光学拡大倍率ＯＭ（Ｐ）及びビーム屈折角δ（Ｐ）は、その回転プリズムＰの入射面Ｈ（Ｐ）に衝突する光ビーム１１０Ａの入射角の関数である。プリズムＰを通る光ビーム１１０Ａの光学拡大倍率ＯＭ（Ｐ）は、そのプリズムＰに入る光ビーム１１０Ａの横方向幅Ｗｉ（Ｐ）に対する、そのプリズムＰから出る光ビーム１１０Ａの横方向幅Ｗｏ（Ｐ）の比率である。

【0029】

ビームエキスパンダ３０１内のプリズムＰの１つ又は複数における光ビーム１１０Ａの局所的光学拡大倍率ＯＭ（Ｐ）の変化は、ビームエキスパンダ３０１を通る光ビーム１１０Ａの光学拡大倍率ＯＭ３６５の全体的な変化を生じさせる。ビームエキスパンダ３０１を通る光ビーム１１０Ａの光学拡大倍率ＯＭ３６５は、ビームエキスパンダ３０１に入る光ビーム１１０Ａの横方向幅Ｗｉに対する、ビームエキスパンダ３０１から出る光ビーム１１０Ａの横方向幅Ｗｏの比率である。

【0030】

加えて、ビームエキスパンダ３０１内のプリズムＰの１つ又は複数を通る局所的ビーム屈折角δ（Ｐ）の変化は、格子３００の面３０２における光ビーム１１０Ａの３６２の入射角の全体的な変化を生じさせる。

【0031】

光ビーム１１０Ａの波長は、光ビーム１１０Ａが格子３００の回折面３０２に衝突する入射角３６２を変更することによって調節することができる。光ビーム１１０Ａの帯域幅は、光ビーム１１０の光学拡大倍率３６５を変更することによって調節することができる。

【0032】

例えば、図３Ａ〜図７に関して本明細書で説明するように、スペクトルフィーチャ選択装置１３０は、光ビーム１１０が、スキャナ１１５によってウェーハ１２０全体にわたりスキャンされている間に、パルス光ビーム１１０の帯域幅のより高速な調節を提供するように再設計される。スペクトルフィーチャ選択装置１３０は、光学コンポーネント３００、３０５、３１０、３１５、３２０の１つ又は複数をより効果的及びより高速に回転させるための１つ又は複数の新しい作動システムを有して再設計することができる。

【0033】

例えば、スペクトルフィーチャ選択装置１３０は、プリズム３２０をより効果的及びより高速に回転させるための新しい作動システム３２０Ａを含む。新しい作動システム３２０Ａは、プリズム３２０が回転する速度を増加させるように設計することができる。具体的には、新しい作動システム３２０Ａに取り付けられたプリズム３２０の回転軸は、新しい作動システム３２０Ａの回転可能モータシャフト３２２Ａと平行である。他の実施では、新しい作動システム３２０Ａは、一端においてモータシャフト３２２Ａと物理的にリンクされ、及び他端においてプリズム３２０と物理的にリンクされることによって、プリズム３２０を回転させるための追加の力を提供するアームを含むように設計することができる。このようにして、光ビーム１１０Ａの光学拡大倍率ＯＭは、プリズム３２０の回転に対して感度が高められる。

【0034】

図７に示すような一部の実施では、プリズム３０５は、帯域幅のより高速な調節を提供するために、ビームエキスパンダの従来の設計に対して反転される。これらの場合、帯域幅の変化は、プリズム３２０の比較的より小さな回転に伴って、比較的より速くなる（装置１３０の従来の設計と比較した場合）。プリズム３２０の単位回転当たりの光学拡大倍率の変化は、従来のスペクトルフィーチャ選択装置と比較して、再設計したスペクトルフィーチャ選択装置１３０において増大する。

【0035】

装置１３０は、光ビーム１１０Ａが格子３００の回折面３０２に衝突する入射角３６２を調節することによって、光源１０５の１つ又は複数の共振器内で生成される光ビーム１１０Ａの波長を調節するように設計される。具体的には、これは、プリズム３０５、３１０、３１５、３２０及び格子３００の１つ又は複数を回転させ、それによって、光ビーム１１０Ａの入射角３６２を調節することによって行うことができる。

【0036】

また、光源１０５によって生成される光ビーム１１０Ａの帯域幅は、光ビーム１１０Ａの光学拡大倍率ＯＭ３６５を調節することによって調節される。従って、光ビーム１１０Ａの帯域幅は、プリズム３０５、３１０、３１５、３２０の１つ又は複数を回転させることによって（これは、光ビーム１１０Ａの光学拡大倍率３６５を変化させる）調節することができる。

【0037】

ある特定のプリズムＰの回転が、そのプリズムＰにおける、局所的ビーム屈折角δ（Ｐ）及び局所的光学拡大倍率ＯＭ（Ｐ）の両方の変化を生じさせるので、この設計において、波長及び帯域幅の制御が結合される。

【0038】

加えて、光ビーム１１０Ａの帯域幅は、プリズム３２０の回転に対して比較的感度が高く、及びプリズム３０５の回転に対して比較的感度が低い。これは、プリズム３２０の回転による光ビーム１１０Ａの局所的光学拡大倍率ＯＭ（３２０）の変化が、他のプリズム３１５、３１０、及び３０５におけるそれぞれの光学拡大倍率ＯＭ（３１５）、ＯＭ（３１０）、ＯＭ（３０５）の変化の積によって乗算されるためである（これらのプリズムが、回転プリズム３２０と、格子３００との間に存在し、及び光ビーム１１０Ａが、プリズム３２０を通過した後に、これらの他のプリズム３１５、３１０、３０５を通って進まなければならないためである）。一方、光ビーム１１０Ａの波長は、プリズム３０５の回転に対して比較的感度が高く、及びプリズム３２０の回転に対して比較的感度が低い。

【0039】

例えば、光ビーム１１０Ａの帯域幅を変更せずに波長を変更するためには、入射角３６２が、光学拡大倍率３６５を変更することなく変更されるべきである。これは、プリズム３０５を大きく回転させ、及びプリズム３２０を小さく回転させることによって達成することができる。波長を変更せずに帯域幅を変更するためには、光学拡大倍率３６５が、入射角３６２を変更することなく変更されるべきであり、並びに、これは、プリズム３２０を大きく回転させ、及びプリズム３０５を小さく回転させることによって達成することができる。

【0040】

制御モジュール３５０は、各光学コンポーネント３００、３０５、３１０、３１５、３２０に物理的に結合された１つ又は複数の作動システム３００Ａ、３０５Ａ、３１０Ａ、３１５Ａ、３２０Ａに接続される。各光学コンポーネントに対して作動システムが示されているが、装置１３０の光学コンポーネントの幾つかは、静止状態を保つか、又は作動システムに物理的に結合されないことが可能である。例えば、一部の実施では、格子３００は、静止状態を保ってもよく、並びにプリズム３１５は、静止状態を保ち、及び作動システムに物理的に結合されていなくてもよい。

【0041】

作動システム３００Ａ、３０５Ａ、３１０Ａ、３１５Ａ、３２０Ａのそれぞれは、それぞれの光学コンポーネントに接続されたアクチュエータを含む。光学コンポーネントの調節は、光ビーム１１０Ａの特定のスペクトルフィーチャ（波長及び／又は帯域幅）の調節を生じさせる。制御モジュール３５０は、制御システム１８５から制御信号を受信し、この制御信号は、作動システムの１つ又は複数を動作させ、又は制御するための具体的なコマンドを含む。作動システムは、協働するように選択及び設計することができる。

【0042】

作動システム３００Ａ、３０５Ａ、３１０Ａ、３１５Ａ、３２０Ａの各アクチュエータは、それぞれの光学コンポーネントを移動させ、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３５０からエネルギーを受け取り、及びそのエネルギーをそれぞれの光学コンポーネントに与えられるある種の動作に変換する。例えば、作動システムは、ビームエキスパンダのプリズムの１つ又は複数を回転させるための力デバイス及び回転ステージの何れか１つであってもよい。作動システムは、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んでいてもよい。

【0043】

格子３００は、高ブレーズ角エシェル格子であってもよく、及び格子式を満たす入射角３６２で格子３００に入射する光ビーム１１０Ａが、反射（回折）される。格子式は、格子３００のスペクトル次数と、回折波長（回折ビームの波長）と、格子３００上への光ビーム１１０Ａの入射角３６２と、格子３００から離れるように回折される光ビーム１１０Ａの出射角と、格子３００上に入射する光ビーム１１０Ａの垂直方向ダイバージェンスと、格子３００の回折面の溝間隔と、の間の関係を提供する。また、格子３００上への光ビーム１１０Ａの入射角３６２が、格子３００からの光ビーム１１０Ａの出射角と等しいように格子３００が使用される場合、格子３００及びビームエキスパンダ（プリズム３０５、３１０、３１５、３２０）は、リトロー配置に配置され、及び格子３００から反射される光ビーム１１０Ａの波長は、リトロー波長である。格子３００上に入射する光ビーム１１０Ａの垂直方向ダイバージェンスがほぼゼロであると仮定することができる。公称波長を反射するためには、格子３００は、公称波長が反射し返されて、ビームエキスパンダ（プリズム３０５、３１０、３１５、３２０）を通り、光源１０５で増幅されるように、格子３００上に入射する光ビーム１１０Ａに対してアライメントされる。次いで、リトロー波長は、格子３００上への光ビーム１１０Ａの入射角３６２を変化させることによって、光源１０５内の共振器の利得帯域幅全体にわたり調整することができる。

【0044】

プリズム３０５、３１０、３１５、３２０のそれぞれは、光ビーム１１０Ａが通過する面内に光ビーム１１０Ａが含まれるように、光ビーム１１０Ａの横方向に沿って十分に広い。各プリズムは、アパーチャ３５５から格子３００に向けた経路上で、光ビーム１１０Ａを光学的に拡大し、及び従って、各プリズムは、プリズム３２０からプリズム３０５へと逐次的にサイズが大きくなる。従って、プリズム３０５は、プリズム３１０よりも大きく、プリズム３１０は、プリズム３１５よりも大きく、及びプリズム３２０は、最小のプリズムである。

【0045】

格子３００から最も離れ、及びサイズが最小でもあるプリズム３２０は、作動システム３２０Ａ上に（具体的には、プリズム３２０を回転させる回転シャフト３２２Ａに対して）取り付けられ、及びこのような回転は、格子３００に衝突する光ビーム１１０Ａの光学拡大倍率を変化させ、それによって、装置１３０から出力される光ビーム１１０Ａの帯域幅を修正する。作動システム３２０Ａは、プリズム３２０が固定される回転シャフト３２２Ａを含む回転ステッパモータを含むので、高速作動システム３２０Ａとして設計される。回転シャフト３２２Ａは、プリズム３２０の回転軸と平行な、そのシャフト軸の周りを回転する。また、作動システム３２０Ａが回転ステッパモータを含むので、それは、機械的メモリが欠如しており、及びエネルギー基底状態も欠如している。回転シャフト３２２Ａの各場所は、回転シャフト３２２Ａの他の場所のそれぞれと同じエネルギー状態であり、及び回転シャフト３２２Ａは、低電位エネルギーの好ましい休止場所が欠如している。

【0046】

システム３２０Ａの回転ステッパモータは、回転シャフト３２２Ａ、及び従ってプリズム３２０を高速に移動させるのに十分な速さであるべきである（これは、要求される時間枠の中で、光ビーム１１０Ａのスペクトルフィーチャに対する調節を可能にするのに十分な速さを意味する）。一部の実施では、システム３２０Ａの回転ステッパモータは、回転シャフト３２２Ａの位置に関するフィードバックを提供するための光学回転エンコーダを有して構成される。また、回転ステッパモータは、高解像度位置コントローラであり、及び可変周波数駆動制御方法を使用するモータコントローラを用いて制御することができる。一例では、システム３２０Ａの回転ステッパモータは、５０ｍｓ足らずで回転シャフト３２２Ａ及びプリズム３２０を１５度移動させるのに十分な速さであり、並びに、光学回転エンコーダの精度は、５０マイクロ度未満（例えば、３０ｍｓで１５度）とすることができる。可変周波数駆動制御方法の一例は、モータのステータ電流が、２つの直交するコンポーネント、すなわち、モータの磁束及びトルクによって制御されるベクトルモータ制御である。光学回転エンコーダは、ガラス又はスチールのキャリア基板につけられる目盛りとして知られる周期構造の測定基準を組み込んだ光学スキャンを用いるエンコーダであってもよい。幾つかの例では、光学回転エンコーダは、HEIDENHAINによって製造される。

【0047】

図４Ａ及び４Ｂを参照して、第１の実施においては、スペクトルフィーチャ選択装置４３０が、格子４００及び４つのプリズム４０５、４１０、４１５、４２０を有して設計される。格子４００及び４つのプリズム４０５、４１０、４１５、４２０は、光ビーム１１０Ａが装置４３０のアパーチャ４５５を通過した後に、光源１０５によって生成された光ビーム１１０Ａと相互作用するように構成される。光ビーム１１０Ａは、装置４３０のＸＹ面内の経路に沿って、アパーチャ４５５から、プリズム４２０、プリズム４１５、プリズム４１０、プリズム４０５を通って進み、並びに次いで格子４００から反射され、及びアパーチャ４５５を通って装置から出る前に、プリズム４０５、４１０、４１５、４２０を通って戻る。

【0048】

プリズム４０５、４１０、４１５、４２０は、パルス光ビーム１１０Ａが各直角プリズムを通過する際に、パルス光ビーム１１０Ａが、その光学拡大倍率を変化させるように、パルス光ビーム１１０Ａが透過される直角プリズムである。分散光学素子４００から最も離れた直角プリズム４２０は、複数の内で最小の斜辺を有し、及び分散光学素子４００により近い各連続した直角プリズムは、分散光学素子からより離れた隣接する直角プリズムよりも大きい、又はそれと同じサイズの斜辺を有する。

【0049】

例えば、格子４００に最も近いプリズム４０５はまた、サイズが最も大きく、例えば、その斜辺は、４つのプリズム４０５、４１０、４１５、４２０の内の最も大きな広がりを有する。格子４００から最も離れたプリズム４２０はまた、サイズが最も小さく、例えば、その斜辺は、４つのプリズム４０５、４１０、４１５、４２０の内の最も小さな広がりを有する。隣接するプリズムが同じサイズであることが可能である。しかし、プリズム４２０、プリズム４１５、プリズム４１０、及びプリズム４０５を通って進むにつれて、光ビーム１１０Ａが光学的に拡大され、並びに、結果として、光ビーム１１０Ａが格子４００に近づくにつれて、光ビーム１１０Ａの横方向の広がりが拡大するので、格子４００により近い各プリズムは、それに隣接するプリズムとサイズが少なくとも同じ又はそれよりも大きくあるべきである。光ビーム１１０Ａの横方向の広がりは、光ビーム１１０Ａの伝搬方向と垂直な面に沿った広がりである。そして、光ビーム１１０Ａの伝搬方向は、装置４３０のＸＹ面内にある。

【0050】

プリズム４０５は、装置４３０のＺ軸と平行な軸の周りでプリズム４０５を回転させる作動システム４０５Ａと物理的に結合され、プリズム４１０は、Ｚ軸と平行な軸の周りでプリズム４１０を回転させる作動システム４１０Ａと物理的に結合され、及びプリズム４２０は、高速作動システム４２０Ａと物理的に結合される。高速作動システム４２０Ａは、装置４３０のＺ軸と平行な軸の周りでプリズム４０５を回転させるように構成される。

【0051】

高速作動システム４２０Ａは、回転シャフト４２２Ａ及び回転シャフト４２２Ａに固定された回転板４２３Ａを有する回転ステッパモータ４２１Ａを含む。回転シャフト４２２Ａ及び従って回転板４２３Ａは、プリズム４２０の質量中心（回転軸ＡＰに対応する）と平行であり、及び装置４３０のＺ軸とも平行なシャフト軸ＡＲの周りを回転する。必須ではないが、プリズム４２０のシャフト軸ＡＲは、ＸＹ面に沿ってプリズム４２０の質量中心（回転軸ＡＰ）と一致し、又はアライメントしてもよい。一部の実施では、プリズム４２０の質量中心（又は回転軸ＡＰ）は、ＸＹ面に沿ってシャフト軸ＡＲからずれる。シャフト軸ＡＲをプリズム４２０の質量中心からずらすことによって、プリズム４２０が回転する時はいつでも、格子４００の面上のある特定の位置にあるように、光ビーム１１０Ａの位置を調節することができる。

【0052】

プリズム４２０を回転板４２３Ａに取り付けることによって、プリズム４２０は、シャフト４２２Ａ及び回転板４２３Ａがそれらのシャフト軸ＡＲの周りを回転する際に、その回転軸ＡＰの周りを直接回転する。このようにして、（屈曲を使用して回転動作に変換される）線形に並進可能なシャフトを有する線形ステッパモータを使用するシステムと比較して、プリズム４２０の高速な回転又は制御が可能となる。シャフト４２２Ａ（及び板４２３Ａ）の回転ステップが、プリズム４２０の回転ステップと直接相関するので（いかなる線形動作を与えることなく）、回転ステッパモータ４２１Ａは、光ビーム１１０Ａ及び従って光ビーム１１０のスペクトルフィーチャ（帯域幅など）のより高速な調節を可能にする速度でプリズム４２０を回転させることができる。ステッパモータ４２１Ａの回転設計は、プリズム４２０に対する従来のアクチュエータ上で見られた線形動作又は屈曲動作を用いることなく取り付けられたプリズム４２０に対して、純粋な回転動作を与える。また、回転シャフト４２２Ａの使用は、線形ステッパモータに加えて屈曲設計を使用した従来のアクチュエータ（プリズム４２０は、屈曲から決定された角度の周りのみを回転可能である）とは異なり、プリズム４２０が３６０°完全に回転することを可能にする。一部の実施では、許容可能な範囲内に光ビーム１１０Ａの帯域幅を調整するために、プリズム４２０は、１５度回転されることが可能である。現在の帯域幅範囲要件では必須ではないが、プリズム４２０は、１５度を超えて回転させることができる。

【0053】

一部の実施では、ステッパモータ４２１Ａは、直接駆動ステッパモータであってもよい。直接駆動ステッパモータは、位置制御のために内蔵ステップモータの機能性を使用する従来の電磁モータである。動作のより高い解像度が必要とされる場合がある他の実施では、ステッパモータ４２１Ａは、圧電モータ技術を使用することができる。

【0054】

ステッパモータ４２１Ａは、プリズム４２０の高速な回転を提供するために可変周波数駆動制御方法を使用するモータコントローラを用いて制御される回転ステージであってもよい。

【0055】

上記で説明した通り、回転ステッパモータ４２１Ａを使用する利点は、プリズム４２０の回転軸ＡＰが、回転シャフト４２２Ａ及びシャフト軸ＡＲとも平行であるため、プリズム４２０のより高速な回転を得ることである。従って、シャフト４２２Ａの単位回転ごとに、プリズム４２０は、増分単位分だけ回転し、及びプリズム４２０は、回転シャフト４２２Ａが回転可能な速さと同じ速さで回転する。一部の実施では、この構成の安定性を高め、及びプリズム４２０の安定性を高めるために、高速作動システム４２０Ａは、回転ステッパモータ４２１Ａの回転シャフト４２２Ａの位置を検出するように構成された位置モニタ４２４Ａを含む。回転シャフト４２２Ａの測定位置と、回転シャフト４２２Ａの期待又はターゲット位置との間のエラーは、プリズム４２０の位置のエラーと直接相関し、並びに、結果として、この測定を使用して、プリズム４２０の回転エラー（すなわち、実際の回転と、指令回転との間の差）を決定し、及び動作中にこのエラーを補正することができる。

【0056】

制御モジュール３５０は、回転シャフト４２２Ａの位置の値を受信するために位置モニタ４２４Ａに接続され、及び制御モジュール３５０は、制御モジュール３５０が、回転シャフト４２２Ａの位置の測定値と、回転シャフト４２２Ａの指令位置との間の差を決定し、及びこのエラーを減少させるためにどのように回転シャフト４２２Ａを調節するのかも決定するための計算を行うことができるように、回転シャフト４２２Ａの指令位置の保存値又は現在の値にアクセスすることもできる。例えば、制御モジュール３５０は、エラーを相殺するために、回転シャフト４２２Ａの回転のサイズ及び回転の方向を決定することができる。代替的に、制御システム１８５が、この解析を行うことが可能である。

【0057】

位置モニタ４２４Ａは、回転板４２３Ａと一体的に構築された非常に高い解像度の光学回転エンコーダであってもよい。光学回転エンコーダは、不透明ライン及びパターンを有する内部コードディスクの回転に対して、光学センシング技術を使用する。例えば、板４２３Ａは、発光ダイオードなどの光のビームで回転され（回転エンコーダの名はこれに由来する）、及び板４２３Ａ上の印は、光の遮断及び遮断解除を行うシャッタとして機能する。内部フォトダイオード検出器は、交互の光ビームを感知し、及びエンコーダの電子機器は、次にエンコーダ４２４Ａの出力を通して制御モジュール３５０に伝えられる電気信号へとパターンを変換する。

【0058】

一部の実施では、制御モジュール３５０は、回転ステッパモータ４２１Ａを動作させるためだけの高速な内部専用コントローラを有して設計することができる。例えば、高速な内部専用コントローラは、エンコーダ４２４Ａから高解像度位置データを受信することができ、並びに、シャフト４２２Ａの位置を調節し、及びそれによってプリズム４２０の位置を調節するために、信号を回転ステッパモータ４２１Ａに直接送ることができる。

【0059】

図４Ｃも参照して、照明システム１５０は、制御モジュール３５０とインタフェースをとる制御システム１８５の制御下で、光ビーム１１０Ａの帯域幅などのスペクトルフィーチャを変更する。例えば、光ビーム１１０Ａ及び光ビーム１１０の帯域幅を粗く及び広く制御するために、制御モジュール３５０は、第１の角度θ１（図４Ｃの左側）から第２の角度θ２（ここでは、Δθ＝θ２−θ１）（図４Ｃの右側）へと回転シャフト４２２Ａを回転させるために、信号を高速作動システム４２０Ａの回転ステッパモータ４２１Ａに送る。そして、シャフト４２２Ａのこの角度変化は、シャフト４２２Ａに固定された板４２３Ａに直接与えられ、及びそれによって、板４２３Ａに固定されたプリズム４２０にも与えられる。θ１からθ２へのプリズム４２０の回転は、ＯＭ１からＯＭ２への格子４００と相互作用するパルス光ビーム１１０Ａの光学拡大倍率ＯＭ３６５の対応する変化を生じさせ、並びに、パルス光ビーム１１０Ａの光学拡大倍率３６５のこの変化は、パルス光ビーム１１０Ａ（及び光ビーム１１０も同様）の帯域幅の変化を生じさせる。この高速作動システム４２０Ａを使用してプリズム４２０を回転させることによって達成することができる帯域幅の範囲は、広い範囲であることが可能であり、及び約１００フェムトメートル（ｆｍ）〜約４５０ｆｍとなることが可能である。達成可能な全帯域幅範囲は、少なくとも２５０ｆｍであることが可能である。

【0060】

回転シャフト４２２Ａの回転の一単位分の高速作動システム４２０Ａと関連付けられたプリズム４２０の回転は、パルス光ビーム１１０の帯域幅を測定する帯域幅測定デバイス（例えば、以下で説明するメトロロジシステム１７０の一部として）の解像度よりも低い量だけ、パルス光ビーム１１０Ａの帯域幅を変化させる。プリズム４２０は、そのような帯域幅の変化を達成するために、最大１５度まで回転させることができる。実際には、プリズム４２０の回転量は、装置４３０の他のコンポーネントの光学的レイアウトによってのみ制約される。例えば、大きすぎる回転は、非常に大きいため光ビーム１１０Ａが次のプリズム４１５上に衝突しない量を光ビーム１１０Ａが変位させられる可能性がある。一部の実施では、許容可能な範囲内に光ビーム１１０Ａの帯域幅を調整するために、プリズム４２０は、光ビーム１１０Ａが他のプリズム４０５、４１０、又は４１５の何れかを放棄するリスクなしに、１５度回転されることが可能である。現在の帯域幅範囲要件では必須ではないが、プリズム４２０は、１５度を超えて回転させることができる。

【0061】

図４Ａを再び参照して、プリズム４１０は、プリズム４１０を回転させる作動システム４１０Ａに取り付けることができ、及びこのようなプリズム４１０の回転は、光ビーム１１０Ａの波長の細かい制御を提供することができる。作動システム４１０Ａは、圧電モータを用いて制御される回転ステッパモータを含んでいてもよい。圧電モータは、線形又は回転動作を生じさせるために、材料が、音響又は超音波振動を生じさせる逆圧電効果を利用して動作する。

【0062】

一部の実施では、格子４００により近く、及びプリズム４２０のサイズよりも大きい、又はそれと等しいサイズを有する次のプリズム４１５は、空間に固定することができる。格子４００により近い次のプリズム４１０は、プリズム４１５のサイズよりも大きい、又はそれと等しいサイズを有する。

【0063】

格子４１０に最も近いプリズム４０５は、プリズム４１０のサイズよりも大きい、又はそれと等しいサイズを有する（プリズム４０５は、ビームエキスパンダの最大のプリズムである）。プリズム４０５は、プリズム４０５を回転させる作動システム４０５Ａに取り付けることができ、及びこのようなプリズム４０５の回転は、光ビーム１１０Ａの波長の粗い制御を提供することができる。例えば、プリズム４０５は、約１９３．２ナノメートル（ｎｍ）から約１９３．５ｎｍへと光ビーム１１０Ａ（及び結果として光ビーム１１０）の波長を調整するために、１〜２度回転させることができる。一部の実施では、作動システム４０５Ａは、プリズム４０５が固定される取り付け面（板４２３Ａなど）、及び取り付け面を回転させるモータシャフトを含む回転ステッパモータを含む。作動システム４０５Ａのモータは、従来の線形ステッパモータ及び屈曲の組み合わせの設計よりも５０倍速い圧電モータであってもよい。作動システム４２０Ａと同様に、作動システム４０５Ａは、制御システム１８５又は制御モジュール３５０に対して角度位置フィードバックを提供する光学回転エンコーダを含んでいてもよい。

【0064】

図５Ａ及び５Ｂを参照して、スペクトルフィーチャ選択装置５３０の別の実施では、高速作動システム５２０Ａは、格子５００から最も離れたビームエキスパンダのプリズム５２０をシャフト軸ＡＲの周りで回転（Ｒ）させるように設計される。

【0065】

装置５３０は、シャフト軸ＡＲの場所で、回転板５２３Ａと機械的にリンクされた第１の領域５４０Ａを有する拡張アーム５２５Ａを含む。拡張アーム５２５Ａは、第２の領域５４５Ａが、シャフト軸ＡＲによって交差されないように、ＸＹ面内の方向に沿って（及び結果として、シャフト軸ＡＲと垂直な方向に沿って）シャフト軸ＡＲからずれた第２の領域５４５Ａを有する。プリズム５２０は、第２の領域５４５Ａに機械的にリンクされる。

【0066】

プリズム５２０の質量中心（プリズム軸ＡＰ）及びシャフト軸ＡＲの両方が、装置５３０のＺ軸と平行を保つが、プリズム５２０の質量中心は、シャフト軸ＡＲからずれている。シャフト軸ＡＲの周りの角度Δθ分の拡張アーム５２５Ａの回転は、プリズム５２０に対して、複合的な動き、すなわち、シャフト軸ＡＲの周りのＸＹ面内の角度Δθ（図５Ｃを参照）分のプリズム５２０の回転Ｒ、及び装置５３０のＸＹ面内に位置する方向に沿ったプリズム５２０に対する線形並進Ｔを与える。図５Ｃの例では、プリズム５２０は、第１の角度θ１から第２の角度θ２へと回転（Ｒ）され、及びＸＹ面における第１の位置Ｐｏｓ１からＸＹ面における第２の位置Ｐｏｓ２へと並進（Ｔ）される。

【0067】

プリズム５２０に対する線形並進Ｔは、それによって、格子５００の面５０２の長軸５０１と平行な方向に沿って、光ビーム１１０Ａを並進させる。長軸５０１は、装置５３０のＸＹ面にも沿って位置する。光ビーム１１０Ａのこの並進を行うことによって、可能な光学拡大倍率ＯＭの範囲の下端で、格子５００のどのエリア又は領域が照明されるかを制御することが可能である。また、格子５００及び格子の面５０２は、不均一であり、つまり、格子５００の面５０２の一部の領域は、格子５００の面５０２の他の領域と比べて、光ビーム１１０Ａの波面に異なる変化を与え、及び面５０２の一部の領域は、面５０２の他の領域と比べて、光ビーム１１０Ａの波面に対してより多くのディストーションを与える。制御システム１８５（又は制御モジュール３５０）は、高速作動システム５２０Ａを制御することによって、プリズム５２０に対する線形並進Ｔの調節及び長軸５０１に沿った光ビーム１１０Ａの並進の調節を行って、格子５００の面５０２の非均一性を利用し、及び格子面５０２の一端付近の格子面５０２のより高いディストーション領域を照明することによって、単に光学拡大倍率を下げることによる効果が達成すると想定されるよりも高くスペクトル帯域幅を引き上げることができる。

【0068】

加えて、プリズム５２０に対する線形並進Ｔは、光ビーム１１０Ａの場所に対するプリズム５２０の回転中に、プリズム５２０の斜辺Ｈ（図５Ｃを参照）も並進させる。従って、斜辺Ｈに対する並進は、装置５３０の動作中に、斜辺Ｈの新しい領域を光ビーム１１０Ａに露光させる。装置５３０の寿命にわたり、プリズム５２０は、その回転範囲の一端から他端へと回転され、及びより多くの領域が光ビーム１１０Ａに露光され、これは、光ビーム１１０Ａによるプリズム５２０に与えられるダメージの量を低減する。

【0069】

装置４３０と同様に、スペクトルフィーチャ選択装置５３０は、格子５００も含み、及びビームエキスパンダは、プリズム５２０と格子５００との間に、光ビーム１１０Ａの経路に沿って位置するプリズム５０５、５１０、５１５を含む。格子５００及び４つのプリズム５０５、５１０、５１５、５２０は、光ビーム１１０Ａが装置５３０のアパーチャ５５５を通過した後に、光源１０５によって生成された光ビーム１１０Ａと相互作用するように構成される。光ビーム１１０Ａは、装置５３０のＸＹ面内の経路に沿って、アパーチャ５５５から、プリズム５２０、プリズム５１５、プリズム５１０、プリズム５０５を通って進み、並びに次いで格子５００から反射され、及びアパーチャ５５５を通って装置５３０から出る前に、連続したプリズム５０５、５１０、５１５、５２０を通って戻る。

【0070】

図６Ａ〜６Ｄを参照して、他の実施では、高速作動システム６２０Ａが、高速作動システム５２０Ａと似ているが、追加の二次アクチュエータ６６０Ａを有して設計される。二次アクチュエータ６６０Ａは、格子６００から最も離れたプリズム６２０と物理的に結合される。二次アクチュエータ６６０Ａは、ＸＹ面内に位置し、及びプリズム６２０の斜辺Ｈの面内にも位置する軸ＡＨの周りでプリズム６２０を回転させるように構成される。

【0071】

一部の実施では、必須ではないが、二次アクチュエータ６６０Ａは、制御モジュール３５０（又は制御システム１８５）によって制御される。二次アクチュエータ６６０Ａは、制御モジュール３５０又は制御システム１８５によって制御されない手動のネジ及び屈曲設計であってもよい。例えば、アクチュエータ６６０Ａは、システム６２０Ａが使用される前に設定されてもよく、又はシステム６２０Ａの使用の合間に手動で周期的に変更することができる。

【0072】

従って、プリズム６２０は、プリズム６１５、６１０、６０５及び格子６００のそれぞれを通る光ビーム１１０Ａの経路をより良く維持するために、光ビーム１１０Ａがプリズム６２０に入る場所及びプリズム６２０の斜辺Ｈに対するより優れた制御を可能にするように、ＸＹ面内に位置する軸ＡＨの周りを回転することができる。具体的には、軸ＡＨの周りのプリズム６２０の回転は、光ビーム１１０Ａがより細かく調節されることを可能にする。例えば、プリズム６２０は、プリズム６２０がＡＰ又はＡＲ軸の周りで回転したとしても、格子６００からの逆反射（すなわち、回折）光ビーム１１０Ａが、ＸＹ面内にとどまり、及び装置６３０のＺ軸に沿って変位されないことを確実にするために、軸ＡＨの周りを回転することができる。ＡＰ又はＡＲ軸がＺ軸と完全にはアライメントされない場合には、このＺ軸調節を有することが有益である。加えて、拡張アーム６２５Ａは、カンチレバーであり、並びに、拡張アーム６２５Ａは、垂れ下がる、又はＺ軸に沿ってそれが軸ＡＨの周りでたわみ、及び二次アクチュエータ６６０Ａを使用して、このたわみを相殺することができるように移動することができるので、ＡＨ軸の周りでプリズム６２０を回転させることが有益となり得る。

【0073】

図７を参照して、別の実施では、スペクトルフィーチャ選択装置７３０が、分散光学素子（格子など）７００、及び光ビーム１１０Ａがアパーチャ７５５から格子７００に向けて進むにつれて、光ビーム１１０Ａを光学的に拡大するように構成された３つ以上の屈折光学素子を含むビームエキスパンダを有して設計される。この例におけるビームエキスパンダは、上記で説明した通り、パルス光ビーム１１０Ａが各直角プリズムを通過する際に、パルス光ビーム１１０Ａが、光学拡大倍率を変更するようにパルス光ビーム１１０Ａが透過される４つの直角プリズム７０５、７１０、７１５、７２０を含む。格子７００に最も近いプリズム７０５は、ビームエキスパンダのプリズムの斜辺の内の最大の長さを有する斜辺７０５Ｈを有する。プリズム７０５よりも格子７００から離れた、連続する直角プリズムのそれぞれは、格子７００により近い隣接する直角プリズムの斜辺Ｈよりも小さい、又はそれと等しい長さを有する斜辺７１０Ｈ、７１５Ｈ、７２０Ｈを有する。

【0074】

格子７００に最も近い直角プリズム７０５は、その直角αを格子７００から離れるように位置付けて配置される。これは、その直角が格子４００に向けて、又はその隣に位置付けられる図４Ａの装置４３０のプリズム４０５と比較することができる。また、直角プリズム７０５と格子７００との間の領域７０７には、その他の光学素子がない。プリズム７０５と格子７００との間に、光学素子（反射光学素子又は屈折光学素子など）が存在しない。従って、光ビーム１１０Ａは、その他の光学素子を通過することなく、プリズム７０５と格子７００との間を進む。

【0075】

図４Ａに示すレイアウトから図７に示すレイアウトへとプリズム７０５をこのように反転させることによって、プリズム７２０の回転の単位ごとに、光ビーム１１０Ａの光学拡大倍率３６５のより大きな変化を得ることが可能であり、並びに結果として、光ビーム１１０Ａ（及び光ビーム１１０）の帯域幅のより高速な調節を可能にする。この実施では、光ビーム１１０Ａの帯域幅を調節するために、プリズム７２０及び７１０が、互いに連動して回転することによって、広い範囲の光学拡大倍率が得られる。具体的には、プリズム７２０及びプリズム７１０が互いに連動して回転する場合、光学拡大倍率は、１３倍の低値から７５倍の高値まで（これは、図４Ａのレイアウトにおいて可能な範囲よりも広い）調節することができる。装置７３０のレイアウトは、２つのプリズム７２０、７１０が互いに連動して回転する際に、光ビーム１１０Ａの帯域幅を調節するための最速の方法を提供する。装置７３０は、図４Ａの装置４３０とは異なる全体構成を有し、及び照明システム１５０の他のコンポーネント（光源１０５など）の再設計又は再構成を必要とするだろう。

【0076】

次に、図１、図８及び図９を参照して、フォトリソグラフィシステム１００の他の態様に関する説明を行う。

【0077】

図１に示すように、制御システム１８５は、パルス光源１０５及びスペクトルフィーチャ選択装置１３０に動作可能に接続される。そして、スキャナ１１５は、制御システム１８５及びスキャナ１１５内のコンポーネントに動作可能に接続されたリソグラフィコントローラ１４０を含む。

【0078】

パルス光ビーム１１０のパルス繰り返し率は、光ビーム１１０のパルスが光源１０５によって生成される率である。従って、例えば、パルス光ビーム１１０の繰り返し率は、１／Δｔであり、Δｔは、パルス間の時間である。制御システム１８５は、一般に、パルス光ビームが、スキャナ１１５においてウェーハ１２０を露光させている時に、パルス光ビームの繰り返し率を修正することを含む、パルス光ビーム１１０が生成される繰り返し率の制御を行うように構成される。

【0079】

一部の実施では、スキャナ１１５が、コントローラ１４０及び制御システム１８５によって、繰り返し率、帯域幅若しくは波長などのスペクトルフィーチャ、及び／又はドーズを制御するように、スキャナ１１５は、光源１０５を（コントローラ１４０と制御システム１８５との間の通信により）トリガして、パルス光ビーム１１０を生成する。例えば、コントローラ１４０は、ある特定の許容可能な率の範囲内に光ビーム１１０の繰り返し率を維持するために、信号を制御システム１８５に送る。スキャナ１１５は、一般に、光ビーム１１０のパルスバーストごとに、繰り返し率を一定に維持する。光ビーム１１０のパルスバーストは、ウェーハ１２０上の露光フィールドに対応することができる。露光フィールドは、スキャナ１１５内の露光スリット又はウィンドウの一スキャンで露光されるウェーハ１２０のエリアである。パルスバーストは、例えば、１０〜５００個のパルスの範囲を含んでもよい。

【0080】

クリティカルディメンジョン（ＣＤ）は、システム１００によってウェーハ１２０上にプリントすることができる最小のフィーチャサイズである。ＣＤは、光ビーム１１０の波長によって決まる。ウェーハ１２０上、及びシステム１００によって露光される他のウェーハ上にプリントされるマイクロ電子フィーチャの均一なＣＤを維持するために、光ビーム１１０の中心波長は、期待若しくはターゲット中心波長に、又はターゲット波長付近の波長範囲内にとどまるべきである。従って、ターゲット中心波長に、又はターゲット中心波長に関する許容可能な波長範囲内に、中心波長を維持することに加えて、光ビーム１１０の帯域幅（光ビーム１１０の波長範囲）を許容可能な帯域幅範囲内に維持することが望ましい。

【0081】

光ビーム１１０の帯域幅を許容可能な範囲に維持するために、又は光ビーム１１０の帯域幅を調節するために、制御システム１８５は、パルス光ビーム１１０の帯域幅の調節量を決定するように構成される。加えて、制御システム１８５は、パルス光ビーム１１０がウェーハ１２０を露光しているときに、装置１３０の少なくとも１つの光学コンポーネント（例えば、プリズム３２０）を動かすことによって、決定された調節量だけパルス光ビーム１１０の帯域幅を変更し、それによって、パルス光ビーム１１０のパルス繰り返し率の修正によって引き起こされる帯域幅の変動を補償するために、信号をスペクトルフィーチャ選択装置１３０に送るように構成される。

【0082】

パルス光ビーム１１０の帯域幅は、任意の２つのパルスバーストの合間に変更することができる。また、帯域幅が第１の値から第２の値へと変更され、及び第２の値で安定するのにかかる時間は、パルスバースト間の時間未満であるべきである。例えば、バースト間の期間が５０ミリ秒（ｍｓ）である場合、帯域幅を第１の値から第２の値へと変更し、及び第２の値で安定するための合計時間は、５０ｍｓ未満であるべきである。制御システム１８５及びスペクトルフィーチャ選択装置１３０は、以下に詳細に説明するように、このような帯域幅の高速変化を可能にするように設計される。

【0083】

スキャナ１１５のコントローラ１４０は、ウェーハ１２０全体にわたりスキャンされているパルス光ビーム１１０の態様（帯域幅又は繰り返し率など）を調節又は修正するために、信号を制御システム１８５に送る。制御システム１８５に送られた信号は、パルス光源１０５に送られた電気信号又は装置１３０に送られた電気信号を制御システム１８５に修正させることができる。例えば、パルス光源１０５が、ガスレーザ増幅器を含む場合、電気信号は、パルス光源１０５の１つ又は複数のガス放電チャンバ内の電極にパルス電流を提供する。

【0084】

図１を再び参照して、ウェーハ１２０は、ウェーハ１２０を保持するように構築され、並びに、特定のパラメータに従って、及びコントローラ１４０の制御下で、ウェーハ１２０を正確に位置決めするように構成されたポジショナに接続されたウェーハテーブル上に設置される。

【0085】

フォトリソグラフィシステム１００は、光ビーム１１０の１つ又は複数のスペクトルフィーチャ（帯域幅又は波長など）を測定するサブシステムを含んでいてもよいメトロロジシステム１７０も含んでいてもよい。動作中にフォトリソグラフィシステム１００に加えられる様々な擾乱により、ウェーハ１２０における光ビーム１１０のスペクトルフィーチャ（帯域幅又は波長など）の値は、所望のスペクトルフィーチャ（すなわち、スキャナ１１５が期待するスペクトルフィーチャ）と対応又は一致しない場合がある。従って、オペレータ又は自動システム（例えば、フィードバックコントローラ）が、測定又は推定帯域幅を使用して、光源１０５の特性を調節し、及び光ビーム１１０の光学スペクトルを調節することができるように、光ビーム１１０のスペクトルフィーチャ（特性帯域幅など）が、動作中に、光学スペクトルからメトリック値を推定することによって測定又は推定される。メトロロジシステム１７０のサブシステムは、この光学スペクトルに基づいて、光ビーム１１０のスペクトルフィーチャ（帯域幅及び／又は波長など）を測定する。

【0086】

メトロロジシステム１７０は、光源１０５とスキャナ１１５との間の経路に設置されたビーム分離デバイスから再誘導された光ビーム１１０の一部を受ける。ビーム分離デバイスは、光ビーム１１０の第１の部分又は割合をメトロロジシステム１７０内に誘導し、及び光ビーム１１０の第２の部分又は割合をスキャナ１１５に向けて誘導する。一部の実施では、光ビーム１１０の大部分は、第２の部分において、スキャナ１１５に向けて誘導される。例えば、ビーム分離デバイスは、光ビーム１１０のわずか（例えば、１〜２％）をメトロロジシステム１７０内に誘導する。ビーム分離デバイスは、例えば、ビームスプリッタであってもよい。

【0087】

スキャナ１１５は、例えば、１つ又は複数のコンデンサレンズ、マスク、及び対物構成を有する光学構成を含む。マスクは、光ビーム１１０の光軸に沿って、又は光軸と垂直な面内でなど、１つ又は複数の方向に沿って移動可能である。対物構成は、投影レンズを含み、及びマスクからウェーハ１２０上のフォトレジストへとイメージ転写を生じさせることが可能である。イルミネータシステムは、マスクに衝突する光ビーム１１０の角度範囲を調節する。イルミネータシステムはまた、マスク全体にわたり、光ビーム１１０の強度分布を均等にする（均一にする）。

【0088】

スキャナ１１５は、数あるフィーチャの中でも、リソグラフィコントローラ１４０、空調デバイス、及び様々な電気コンポーネント用の電源を含んでいてもよい。光ビーム１１０のパルスの繰り返し率を制御すること（上記で説明）に加え、リソグラフィコントローラ１４０は、どのようにウェーハ１２０上で層がプリントされるかを制御する。リソグラフィコントローラ１４０は、プロセスレシピなどの情報を保存するメモリを含み、及び以下により十分に説明するように、どの繰り返し率が使用され得るか、又は好ましいかに関する情報も保存してもよい。

【0089】

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に対する露光の長さ、使用されるマスク、及び露光に影響を与える他のファクタを決定する。リソグラフィ中に、上記で説明した通り、光ビーム１１０の複数のパルスが、ウェーハ１２０の同じエリアを照明することによって、照明ドーズを構成する。同じエリアを照明する光ビーム１１０のパルスの数Ｎは、露光ウィンドウ又はスリットと呼ばれる場合があり、及びスリットのサイズは、マスクの前に設置された露光スリットによって制御することができる。一部の実施では、Ｎの値は、数十の、例えば、１０〜１００個のパルスである。他の実施では、Ｎの数は、１００個のパルスを超え、例えば、１００〜５００個のパルスである。

【0090】

マスク、対物構成、及びウェーハ１２０の１つ又は複数は、露光フィールド全体にわたり露光ウィンドウをスキャンするために、露光中に互いに対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一スキャンで露光されるウェーハ１２０のエリアである。

【0091】

図８を参照して、例示的光源８０５は、光ビーム１１０としてパルスレーザビームを生成するパルスレーザ源である。光源８０５は、シード光ビーム１１０Ａをパワー増幅器（ＰＡ）８１０に提供する主発振器（ＭＯ）８００を含む二段レーザシステムである。主発振器８００は、一般的に、増幅が起こる利得媒体、及び光共振器などの光フィードバック機構を含む。パワー増幅器８１０は、一般的に、主発振器８００からのシードレーザビームでシードされた際に増幅が起こる利得媒体を含む。パワー増幅器８１０が、再生リング共振器として設計される場合、それは、パワーリング増幅器（ＰＲＡ）と呼ばれ、及びこの場合、十分な光フィードバックをリング設計から提供することができる。スペクトルフィーチャ選択装置１３０は、主発振器８００から光ビーム１１０Ａを受けることにより、比較的低出力パルスエネルギーで、光ビーム１１０Ａの中心波長及び帯域幅などのスペクトルパラメータの微調整を可能にする。パワー増幅器８１０は、主発振器８００から光ビーム１１０Ａを受け、及びこの出力を増幅して、フォトリソグラフィで使用するための出力に必要なパワーを得る。

【0092】

主発振器８００は、２つの細長い電極を有する放電チャンバ、利得媒体として機能するレーザガス、及び電極間でガスを循環させるファンを含む。レーザ共振器は、シード光ビーム１１０Ａをパワー増幅器８１０に出力するために、放電チャンバの一方の側のスペクトルフィーチャ選択装置１３０と、放電チャンバの第２の側の出力カップラ８１５と、の間に形成される。

【0093】

光源８０５は、出力カップラ８１５から出力を受信する線中心解析モジュール（ＬＡＭ）８２０、並びにビームのサイズ及び／又は形状を必要に応じて修正する１つ又は複数のビーム修正光学システム８２５も含んでいてもよい。線中心解析モジュール８２０は、シード光ビームの波長（例えば、中心波長）を測定するために使用することができるメトロロジシステム１７０内のある種の測定システムの一例である。

【0094】

パワー増幅器８１０は、パワー増幅器放電チャンバを含み、及びそれが再生リング増幅器である場合には、パワー増幅器は、光ビームを放電チャンバ内に反射し返すことにより、循環経路を形成するビームリフレクタ又はビーム転向デバイス８３０も含む。パワー増幅器放電チャンバは、一対の細長い電極、利得媒体として機能するレーザガス、及び電極間でガスを循環させるためのファンを含む。シード光ビーム１１０Ａは、パワー増幅器８１０を繰り返し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８２５は、出力光ビーム１１０を形成するために、シード光ビーム１１０Ａのカップリングを行い、及びパワー増幅器から増幅放射の一部のデカップリングを行う方法（例えば、部分的に反射するミラー）を提供する。

【0095】

主発振器８００及びパワー増幅器８１０の放電チャンバに使用されるレーザガスは、必要とされる波長及び帯域幅付近でレーザビームを生成するのに適した任意のガスでよい。例えば、レーザガスは、約１９３ｎｍの波長で発光するフッ化アルゴン（ＡｒＦ）、又は約２４８ｎｍの波長で発光するフッ化クリプトン（ＫｒＦ）でもよい。

【0096】

線中心解析モジュール８２０は、主発振器８００の出力（光ビーム１１０Ａ）の波長をモニタリングする。線中心解析モジュール８２０は、光源８０５内の他の場所に設置されてもよく、又はそれは、光源８０５の出力に設置されてもよい。

【0097】

図９を参照して、本明細書に記載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に関する詳細を提供する。制御システム１８５は、図９に示されない他のフィーチャを含んでいてもよい。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１つ又は複数を含む。

【0098】

制御システム１８５は、リードオンリーメモリ及び／又はランダムアクセスメモリでもよいメモリ９００を含む。コンピュータプログラム命令及びデータをタンジブルに具現化するのに適したストレージデバイスには、一例として、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、及びフラッシュメモリデバイスなどの半導体メモリデバイス；内部ハードディスク及びリムーバブルディスクなどの磁気ディスク；光磁気ディスク；並びにＣＤ−ＲＯＭディスクを含む、あらゆる形態の不揮発性メモリが含まれる。制御システム１８５は、１つ又は複数の入力デバイス９０５（キーボード、タッチスクリーン、マイクロホン、マウス、ハンドヘルド入力デバイスなど）、及び１つ又は複数の出力デバイス９１０（スピーカ又はモニタなど）も含んでいてもよい。

【0099】

制御システム１８５は、１つ又は複数のプログラマブルプロセッサ９１５、及びプログラマブルプロセッサ（プロセッサ９１５など）による実行のために機械可読ストレージデバイスで有形的に具現化された１つ又は複数のコンピュータプログラム９２０を含む。１つ又は複数のプログラマブルプロセッサ９１５はそれぞれ、入力データを処理し、及び適切な出力を生成することによって所望の機能を行うための命令プログラムを実行することができる。一般に、プロセッサ９１５は、メモリ９００から命令及びデータを受信する。上記の何れも、特別に設計されたＡＳＩＣ（特定用途向け集積回路）によって補足されてもよく、又はそれらに組み込まれてもよい。

【0100】

制御システム１８５は、数あるコンポーネントの中でも、スペクトルフィーチャ解析モジュール９２５、リソグラフィ解析モジュール９３０、決定モジュール９３５、光源作動モジュール９５０、リソグラフィ作動モジュール９５５、及びビーム準備作動モジュール９６０を含む。これらのモジュールのそれぞれは、プロセッサ９１５などの１つ又は複数のプロセッサによって実行されるコンピュータプログラムの一セットであってもよい。また、モジュール９２５、９３０、９３５、９５０、９５５、９６０の何れも、メモリ９００内に保存されたデータにアクセスすることができる。

【0101】

スペクトルフィーチャ解析モジュール９２５は、メトロロジシステム１７０から出力を受信する。リソグラフィ解析モジュール９３０は、スキャナ１１５のリソグラフィコントローラ１４０から情報を受信する。決定モジュール９３５は、解析モジュール（モジュール９２５及び９３０など）から出力を受信し、並びに解析モジュールからの出力に基づいて、どの１つ又は複数の作動モジュールが起動される必要があるかを決定する。光源作動モジュール９５０は、光源１０５及びスペクトルフィーチャ選択装置１３０の１つ又は複数に接続される。リソグラフィ作動モジュール９５５は、スキャナ１１５、及び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９６０は、ビーム準備システム１１２の１つ又は複数のコンポーネントに接続される。

【0102】

少数のモジュールのみを図９に示すが、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、全てのコンポーネントが同一場所に配置されているように見えるボックスとして示されているが、制御システム１８５は、互いに物理的に離れたコンポーネントから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９５０は、光源１０５又はスペクトルフィーチャ選択装置１３０と物理的に同一場所に配置されてもよい。

【0103】

一般に、制御システム１８５は、メトロロジシステム１７０から、光ビーム１１０に関する少なくとも一部の情報を受信し、及びスペクトルフィーチャ解析モジュール９２５は、スキャナ１１５に供給された光ビーム１１０の１つ又は複数のスペクトルフィーチャ（例えば、帯域幅）の調節方法を決定するために、上記情報に対して解析を行う。この決定に基づいて、制御システム１８５は、制御モジュール３５０を介して光源１０５の動作を制御するために、信号をスペクトルフィーチャ選択装置１３０及び／又は光源１０５に送る。

【0104】

一般に、スペクトルフィーチャ解析モジュール９２５は、光ビーム１１０の１つ又は複数のスペクトルフィーチャ（例えば、波長及び／又は帯域幅）を推定するために必要な解析の全てを行う。スペクトルフィーチャ解析モジュール９２５の出力は、スペクトルフィーチャの推定値である。

【0105】

スペクトルフィーチャ解析モジュール９２５は、推定スペクトルフィーチャを受信するために接続され、及びスペクトルフィーチャターゲット値を受信するためにも接続された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。決定モジュール９３５は、スペクトルフィーチャエラー値を受信し、及びスペクトルフィーチャを調節するためにシステム１００の補正を生じさせる最良の方法を決定する。従って、決定モジュール９３５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装置１３０（又は光源１０５）の調節方法を決定する光源作動モジュール９５０に信号を送る。光源作動モジュール９５０の出力は、スペクトルフィーチャ選択装置１３０に送られるアクチュエータコマンドの一セットを含む。例えば、光源作動モジュール９５０は、装置３３０内で作動システムに接続される制御モジュール３５０にコマンドを送る。

【0106】

制御システム１８５は、光源１０５を所与の繰り返し率で動作させる。より具体的には、スキャナ１１５は、パルスごとに（すなわち、パルスベースで）、トリガ信号を光源１０５に送り、及びこれらのトリガ信号間の時間間隔は、任意でもよいが、スキャナ１１５がトリガ信号を一定の間隔で送る場合には、これらの信号の率は、繰り返し率である。繰り返し率は、スキャナ１１５によって要求された率であってもよい。

【0107】

パワー増幅器８１０によって生成されるパルスの繰り返し率は、スキャナ１１５内のコントローラ１４０からの命令下で、主発振器８００が制御システム１８５によって制御される繰り返し率によって決定される。パワー増幅器８１０から出力されるパルスの繰り返し率は、スキャナ１１５が見た繰り返し率である。

【0108】

プリズム３２０（又はプリズム４２０、５２０、６２０、７２０）は、粗く、広範囲で、遅い帯域幅制御に使用することができる。一方、帯域幅は、ＭＯ８００内の電極の起動と、ＰＲＡ８１０と、の間のタイミング差を制御することによって、細かく及び狭い範囲で、並びにより高速に制御することができる。

【0109】

他の実施は、以下の請求項の範囲内である。

【0110】

例えば、他の実施では、プリズム３１５は、プリズム３１５を回転させる、それ自体の作動システム３１５Ａに取り付けられ、並びに、このような回転は、格子３００に衝突する光ビーム１１０Ａの入射角を変更し、及び光ビーム１１０Ａの波長の細かい制御を提供するために使用することができる。作動システム３１５Ａは、アクチュエータとして圧電回転ステージを含んでいてもよい。これらの他の実施では、プリズム３１０は、光ビーム１１０Ａの帯域幅の細かい制御を提供する作動システム３１０Ａに取り付けられてもよい。このような作動システム３１０Ａは、アクチュエータとして、ステッパモータ回転ステージを含んでいてもよい。

【図1】

【図2】

【図3A】

【図3B】

【図4A】

【図4B】

【図4C】

【図5A】

【図5B】

【図5C】

【図6A】

【図6B】

【図6C】

【図6D】

【図7】

【図8】

【図9】