▶ サイマー リミテッド ライアビリティ カンパニーの特許一覧
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2024-11-19
(54)【発明の名称】多焦点結像を容易にする制御電圧閾値選択
(51)【国際特許分類】
G03F 7/20 20060101AFI20241112BHJP
【ＦＩ】
G03F7/20 505
G03F7/20 521
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2024527783
(86)(22)【出願日】2022-11-14
(85)【翻訳文提出日】2024-07-09
(86)【国際出願番号】 US2022049842
(87)【国際公開番号】W WO2023096768
(87)【国際公開日】2023-06-01
(31)【優先権主張番号】63/283,804
(32)【優先日】2021-11-29
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【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】イマーム，エムディー，フセイン，タウフィック
(72)【発明者】
【氏名】パウデル，ラビン
(72)【発明者】
【氏名】パドマバンドゥ，ガマラララゲ，ジー．
【テーマコード（参考）】
2H197
【Ｆターム（参考）】
2H197AA06
2H197CA07
2H197DB03
2H197DB11
2H197HA03
(57)【要約】
アクチュエータに接続された光学要素を動かすことによって別々の波長のパルスが生成され、且つパルスバースト内の所与のパルスの位置に応じて閾値上限を有する指令電圧によってアクチュエータが駆動されるシステムにおいて使用される装置及び方法が開示される。
【選択図】 図２Ｃ
【選択図】 図２Ｃ
【特許請求の範囲】
【請求項1】
レーザ装置の光学アセンブリ内の光学素子の位置に少なくとも部分的に基づいて、第１の波長を有する第１の複数のレーザ放射パルスと、前記第１の複数のレーザ放射パルスと共に点在する、前記第１の波長とは異なる第２の波長を有する第２の複数のレーザ放射パルスと、を含むレーザ放射のパルスバーストを生成するように適合されたレーザ装置であって、前記パルスバーストを開始するためのトリガと、
前記パルスバーストにおいて発生したパルスの数の実行カウントを提供するためのパルスカウンタと、
電圧指令信号の制御下で前記光学素子の前記位置を制御するように前記光学素子に機械的に結合された電気作動可能素子（ＥＡＥ）と、
前記ＥＡＥに電気的に接続された電圧コントローラと、を備え、
前記電圧コントローラは、前記パルスカウンタから前記実行カウントを受け取るように配置され、前記電圧コントローラは、前記電圧指令信号を生成するように適合され、前記電圧コントローラは、前記バーストが開始されたときから前記実行カウントが第１の所定値に達するまで、第１の電圧上限を前記電圧指令信号に適用するように構成され、前記電圧コントローラは、前記実行カウントが前記第１の所定値を超えた後に、第２の電圧上限を前記電圧指令信号に適用するように構成される、レーザ装置。
【請求項2】
前記第１の所定値は、前記ＥＡＥがその電圧応答挙動のアンダーシュート領域の終わりに達したときの実行カウントである、請求項１に記載のレーザ装置。
【請求項3】
前記電圧コントローラは、前記実行カウントが、前記ＥＡＥがその電圧応答挙動のオーバーシュート領域の終わりに達したときの実行カウントに等しい第２の所定値を超えた後に、第３の電圧上限を前記電圧指令信号に適用する、請求項１に記載のレーザ装置。
【請求項4】
前記第１の電圧上限は、前記第２の電圧上限より大きい、請求項１に記載のレーザ装置。
【請求項5】
第１の波長を有する第１の複数のレーザ放射パルスと、前記第１の複数のレーザ放射パルスと共に点在する、前記第１の波長とは異なる第２の波長を有する第２の複数のレーザ放射パルスと、を生成するように適合されたレーザ装置であって、パルスバーストの開始以降に発生したパルスの数の実行カウントを提供するように構成されたパルスカウンタと、
光学素子に機械的に結合され、且つ指令信号の制御下で前記光学素子の位置を調整するように構成された電気作動可能素子（ＥＡＥ）であって、前記パルスバースト内のパルスのそれぞれの波長が前記光学素子の前記位置に少なくとも部分的に基づいている、ＥＡＥと、
前記ＥＡＥに電気的に接続され、前記実行カウントを前記パルスカウンタから受け取るように配置され、且つ前記指令信号を生成するように適合されたコントローラであって、前記実行カウントに少なくとも部分的に基づいて、前記指令信号に適用される信号上限を変更するように適合される、コントローラと、を備えるレーザ装置。
【請求項6】
前記コントローラは、前記実行カウントが、前記ＥＡＥがその応答挙動のアンダーシュート領域の終わりに達したことに対応する所定の値に達したときに所定の信号上限を提供するように適合される、請求項５に記載のレーザ装置。
【請求項7】
前記コントローラは、前記実行カウントが、前記ＥＡＥがその応答挙動のオーバーシュート領域の終わりに達したことに対応する所定の値に達したときに所定の信号上限を提供するように適合される、請求項５に記載のレーザ装置。
【請求項8】
前記コントローラは、前記実行カウントが、前記ＥＡＥがその応答挙動のアンダーシュート領域の終わりに達したことに対応する第１の所定値に達したときに第１の所定信号上限を提供するように適合され、前記コントローラは、前記実行カウントが、前記ＥＡＥがその応答挙動のオーバーシュート領域の終わりに達したことに対応する第２の所定値に達したときに第２の所定信号上限を提供するように適合され、前記第１の所定信号上限は、前記第２の所定信号上限より大きい、請求項５に記載のレーザ装置。
【請求項9】
レーザ装置の光学アセンブリ内の光学素子の位置に少なくとも部分的に基づいて、第１の波長を有する第１の複数のレーザ放射パルスと、前記第１の複数のレーザ放射パルスと共に点在する、前記第１の波長とは異なる第２の波長を有する第２の複数のレーザ放射パルスと、を含むレーザ放射のパルスバーストを生成するように適合されたレーザ装置を動作させる方法であって、前記光学素子の前記位置は、前記光学素子に機械的に結合された電気作動可能素子（ＥＡＥ）によって決定され、前記方法は、前記パルスバーストを生成することと、
前記パルスバーストを生成することと同時に、前記パルスバーストにおいて発生したパルスの数をカウントして前記パルスの実行カウントを提供することと、
前記ＥＡＥに対する指令電圧を生成することであって、前記指令電圧は前記実行カウントに少なくとも部分的に基づいて電圧上限を有する、生成することと、を含む方法。
【請求項10】
前記バーストが開始されたときから前記実行カウントが第１の所定値に達したときまで、第１の電圧上限が前記指令電圧に適用され、前記実行カウントが第２の所定値に達したときに、第２の電圧上限が前記指令電圧に適用される、請求項９に記載の方法。
【請求項11】
前記第１の所定値は、前記ＥＡＥがその電圧応答挙動のアンダーシュート領域の終わりに達したときの実行カウントである、請求項１０に記載の方法。
【請求項12】
前記第２の所定値は、前記ＥＡＥがその電圧応答挙動のオーバーシュート領域の終わりに達したときの実行カウントである、請求項１０に記載の方法。
【請求項13】
前記第１の所定値は、前記ＥＡＥがその電圧応答挙動のアンダーシュート領域の終わりに達したときの実行カウントであり、前記第２の所定値は、前記ＥＡＥがその電圧応答挙動のオーバーシュート領域の終わりに達したときの実行カウントであり、前記第１の電圧上限は、前記第２の電圧上限より大きい、請求項１０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] この出願は、「CONTROL VOLTAGE THRESHOLD SELECTION TO FACILITATE MULTIFOCAL IMAGING」という名称の２０２１年１１月２９日に出願された米国出願第６３／２８３，８０４の優先権を主張するものであり、同出願はその全体が参照により本明細書に組み込まれる。
[0001] この出願は、「CONTROL VOLTAGE THRESHOLD SELECTION TO FACILITATE MULTIFOCAL IMAGING」という名称の２０２１年１１月２９日に出願された米国出願第６３／２８３，８０４の優先権を主張するものであり、同出願はその全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【0002】
[0002] 本開示は、深紫外線（ＤＵＶ）を使用して単一のリソグラフィ露光パスにおいて複数の空間像を形成する方法及び装置に関する。本明細書に記載のシステムは、例えば、３次元半導体コンポーネントを形成するために使用することができる。
【背景技術】
【0003】
[0003] フォトリソグラフィは、半導体回路をシリコンウェーハなどの基板の上にパターニングするプロセスである。フォトリソグラフィ光学源は、ウェーハ上のフォトレジストを露光するために用いられるＤＵＶ光を提供する。フォトリソグラフィ用のＤＵＶ光は、エキシマ光学源によって生成される。多くの場合、光学源はレーザ源であり、パルス光ビームはパルスレーザビームである。光ビームは、ビーム伝送ユニット、レチクル、又はマスクを通過し、その後、用意されたシリコンウェーハ上に投射される。このようにしてチップ設計がフォトレジスト上にパターニングされ、このフォトレジストは次にエッチング及び洗浄され、その後、このプロセスは繰り返される。
【0004】
[0004] 用途によっては、ウェーハに対して２つ以上の深さでパターン形成を行うことが望ましい。２つの深さの場合、連続するパルスの波長は、第１の波長と第２の波長との間でパルスごとに交互になり、波長の差により、第１の波長を有するパルスは第１のレベルに合焦され、第２の波長を有するパルスは第２のレベルで合焦される。これを実現するために、光学列内の要素が２つの角度位置間で前後に移動され、この要素が複数の位置のうちの１つにあるときに光源は第１の波長を有する光を生成し、この要素が他の位置にあるときに第２の波長を有する光を生成する。要素は、電気作動要素（ＥＡＥ）、例えば圧電トランスデューサ（ＰＺＴ）、ステッピングモータ、バルブ、圧力制御デバイス、電磁石、ソレノイド、別の種類の圧電デバイス、リニアモータ、油圧アクチュエータ、ボイスコイル、及び／又は制御信号の指令の下で駆動力を生成可能なその他の種類のデバイスによって、指令電圧の制御下で動かされる。
【0005】
[0005] 一般的には、ＥＡＥを駆動する必要があるときの速度と、ＥＡＥが生成する必要がある機械的動作の大きさとにより、ＥＡＥをその能力の限界まで駆動する必要がある。特に、ＥＡＥに過度の電圧（オーバードライブ）を印加しないように注意する必要がある。そうでなければ、ＥＡＥが破損するおそれがある。同時に、ＥＡＥは、波長制御が損なわれないように駆動する必要がある。このような状況において、開示された主題の実施形態が生じることになる。
【発明の概要】
【0006】
[0006] 以下では、実施形態を基本的に理解するために、１つ以上の実施形態の簡潔な概要を示す。この概要は、検討されている全ての実施形態の広範な概要ではなく、全ての実施形態の主要な又は重要な要素を特定すること、いずれか又は全ての実施形態の範囲に制限を設けることを意図したものではない。その唯一の目的は、以降に提示されるより詳細な説明の前置きとして、１つ以上の実施形態のいくつかの概念を簡略化された形式で提示することである。
【0007】
[0007] 実施形態の一態様によれば、レーザ装置の光学アセンブリ内の光学素子の位置に少なくとも部分的に基づいて、第１の波長を有する第１の複数のレーザ放射パルスと、第１の複数のレーザ放射パルスと共に点在する、第１の波長とは異なる第２の波長を有する第２の複数のレーザ放射パルスと、を含むレーザ放射のパルスバーストを生成するように適合されたレーザ装置であって、パルスバーストを開始するためのトリガと、パルスバーストにおいて発生したパルスの数の実行カウントを提供するためのパルスカウンタと、電圧指令信号の制御下で光学素子の位置を制御するように光学素子に機械的に結合されたＥＡＥと、ＥＡＥに電気的に接続され、パルスカウンタから実行カウントを受け取るように配置され、且つ電圧指令信号を生成するように適合された電圧コントローラと、を備え、電圧コントローラは、バーストが開始されたときから実行カウントが第１の所定値に達するまで、第１の電圧上限を電圧指令信号に適用し、且つ実行カウントが第１の所定値を超えた後に、第２の電圧上限を電圧指令信号に適用する、レーザ装置が開示される。
【0008】
[0008] 第１の所定値は、ＥＡＥがその電圧応答挙動のアンダーシュート領域の終わりに達したときの実行カウントであり得る。電圧コントローラは、実行カウントが、ＥＡＥがその電圧応答動作のオーバーシュート領域の終わりに達したときの実行カウントに等しい第２の所定値を超えた後に、第３の電圧上限を電圧指令信号に適用し得る。第１の電圧上限は、第２の電圧上限より大きい。
【0009】
[0009] 実施形態の別の態様によれば、第１の波長を有する第１の複数のレーザ放射パルスと、第１の複数のレーザ放射パルスと共に点在する、第１の波長とは異なる第２の波長を有する第２の複数のレーザ放射パルスと、を生成するように適合されたレーザ装置であって、パルスバーストにおいて発生したパルスの数の実行カウントを提供するためのパルスカウンタと、光学素子に機械的に結合されて電圧指令信号の制御下で光学素子の位置を決定することで、光学素子の位置に少なくとも部分的に基づいてパルスバースト内のパルスのそれぞれの波長を変えるＥＡＥと、ＥＡＥに電気的に接続され、カウントをパルスカウンタから受け取るように配置され、且つ指令信号を生成するように適合されたコントローラであって、実行カウントに少なくとも部分的に基づいて、指令信号に適用される上限を変更するように適合される、コントローラと、を備えるレーザ装置が開示される。
【0010】
[0010] 複数の所定の値のうちの１つが、ＥＡＥがその電圧応答挙動のアンダーシュート領域の終わりに達したときの実行カウントであってよい。また、複数の所定の値のうちの１つが、ＥＡＥがその電圧応答挙動のオーバーシュート領域の終わりに達したときの実行カウントであってよい。
【0011】
[0011] 複数の所定の値のうちの１つが、ＥＡＥがその電圧応答挙動のアンダーシュート領域の終わりに達したときの実行カウントであってよく、複数の所定の値のうちの第２の所定の値が、ＥＡＥがその電圧応答挙動のオーバーシュート領域の終わりに達したときの実行カウントであってよく、第１の電圧上限は、第２の電圧上限より大きくてよい。
【0012】
[0012] 一実施形態の別の態様によれば、レーザ装置の光学アセンブリ内の光学素子の位置に少なくとも部分的に基づいて、第１の波長を有する第１の複数のレーザ放射パルスと、第１の波長とは異なる第２の波長を有する第２の複数のレーザ放射パルスと、を含むレーザ放射のパルスバーストを生成するように適合されたレーザ装置を動作させる方法であって、光学素子の位置は、光学素子に機械的に結合されたＥＡＥによって決定され、この方法は、パルスバーストを生成することと、パルスバーストを生成することと同時に、パルスバーストにおいて発生したパルスの数をカウントしてパルスの実行カウントを提供することとと、ＥＡＥに対する指令電圧を生成することであって、指令電圧は実行カウントに少なくとも部分的に基づいて電圧上限を有する、生成することと、を含む方法が開示される。
【0013】
[0013] バーストが開始されたときから実行カウントが第１の所定値に達したときまで、第１の電圧上限が指令電圧に適用されてよく、実行カウントが第２の所定値に達したときに、第２の電圧上限が指令電圧に適用されてよい。第１の所定値は、ＥＡＥがその電圧応答挙動のアンダーシュート領域の終わりに達したときの実行カウントであってよい。第２の所定値は、ＥＡＥがその電圧応答挙動のオーバーシュート領域の終わりに達したときの実行カウントであってよい。第１の所定値は、ＥＡＥがその電圧応答挙動のアンダーシュート領域の終わりに達したときの実行カウントであってよく、第２の所定値は、ＥＡＥがその電圧応答挙動のオーバーシュート領域の終わりに達したときの実行カウントであってよく、第１の電圧上限は、第２の電圧上限より大きくてよい。
【0014】
[0014] 本発明の更なる実施形態、特徴、及び利点、並びに様々な実施形態の構造及び動作を、添付の図面を参照しながら以下に詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【0015】
【図1A】[0015] フォトリソグラフィシステムの一実施の例を示すブロック図である。
【図2A】[0018] フォトリソグラフィシステムの一実施の別の例を示すブロック図である。
【図3A】[0021] 光学源におけるパルス及び／又はパルスバーストの生成に関連するデータのプロットである。
【図3B】[0021] 光学源におけるパルス及び／又はパルスバーストの生成に関連するデータのプロットである。
【図3C】[0021] 光学源におけるパルス及び／又はパルスバーストの生成に関連するデータのプロットである。
【図4】[0022] フォトリソグラフィシステムの一実施の別の例を示すブロック図である。
【図5】[0023] ３次元半導体コンポーネントを形成するプロセスの例を示すフローチャートである。
【図6A】[0024] 単一の光パルスの光スペクトルの例を示す。
【図6B】[0024] 単一の光パルスの光スペクトルの例を示す。
【図7】[0025] 単一の露光パスの平均光スペクトルの例を示す。
【図8A】[0026] ウェーハの例の側面断面図を示す。
【図8B】[0026] ウェーハの例の上面断面図を示す。
【図9A】[0027] ３次元半導体コンポーネントの例の側面断面図を示す。
【図9B】[0027] ３次元半導体コンポーネントの例の上面断面図を示す。
【図10A】[0028] 固定振幅ディザリング電圧に応じて典型的なＥＡＥステージの動態を示すグラフである。
【図11】[0030] 最大電圧上限を適用したフィードフォワード制御アルゴリズムによって達成されるバーストの過渡領域中の波長プロファイルを示すグラフである。
【図12A】[0031] ＥＡＥ指令電圧をパルスインデックスの関数として示すグラフである。
【図12C】[0033] 指令電圧波形の閾値が緩和されたシステムに対するパルスインデックスの関数としてのパルス離隔距離エラーを示すグラフである。
【図13A-13B】[0034] 図１３Ａは、過渡領域の分割を示す固定振幅ディザリング電圧に応じて典型的なＥＡＥステージの動態を示すグラフである。 [0035] 図１３Ｂは、図１３Ａに示す動態をもたらすために使用されるＥＡＥステージを駆動する固定振幅ディザリング電圧を示すグラフである。
【図14】[0036] パルス数の関数としての閾値電圧を示す図である。
【図15】[0037] パルス数の関数として閾値電圧を制御するプロセスを示すフローチャートである。
【0016】
[0038] 本発明の更なる特徴及び利点、並びに本発明の様々な実施形態の構造及び動作を、添付の図面を参照しながら以下に詳細に説明する。なお、本発明は、本明細書に記載の特定の実施形態に限定されない。そのような実施形態は例示のためにのみ本明細書で示される。本明細書の教示に基づいて、追加の実施形態が当業者には明らかであろう。
【発明を実施するための形態】
【0017】
[0039] 次に、図面を参照して様々な実施形態を説明するが、全体を通じて同じ要素を示すために同じ参照符号を使用する。以下の記載において、説明の目的で、１つ以上の実施形態の完全な理解を促すために、多くの具体的詳細を述べる。もっとも、いくつかの又は全ての場合において、後述するいずれの実施形態も、後述する具体的な設計詳細を採用することなく実行可能であることは明らかであろう。その他の場合においては、１つ以上の実施形態の記載を容易にするために、周知の構造及びデバイスがブロック図の形で示される。
【0018】
[0040] ただし、そのような実施形態をより詳細に説明する前に、本発明の実施形態が実施され得る例示的な環境を提示することが有益である。以下の記載及び特許請求の範囲において、「上方（up）」、「下方（down）」、「上（top）」、「下（bottom）」、「垂直方向（vertical）」、「水平方向（horizontal）」等の用語を使用することがある。これらの用語は、別段の支持が無い限り、相対的な向きだけを示し、重力に対するいずれの向きも必ずしも示さないことが意図される。
【0019】
[0041] 図１Ａを参照すると、フォトリソグラフィシステム１００は、光ビーム１６０をリソグラフィ露光装置１６９に提供する光学源（又は光源）１０５を含み、このリソグラフィ露光装置１６９は、ウェーハホルダ又はステージ１７１が受けるウェーハ１７０を処理する。光ビーム１６０は、時間的に互いに離れた光のパルスを含むパルス光ビームである。リソグラフィ露光装置１６９は、光ビーム１６０がウェーハ１７０に到達する前に通過する投影光学システム１７５と、メトロロジシステム１７２とを含む。メトロロジシステム１７２は、例えば、ウェーハ１７０及び／又はウェーハ１７０における光ビーム１６０の画像を捕捉することができるカメラ若しくはその他のデバイス、又は、ウェーハ１７０におけるｘ－ｙ平面の光ビーム１６０の強度などの、光ビーム１６０の特性を表すデータを捕捉することができる光検出器を含み得る。リソグラフィ露光装置１６９は、液浸システム、又は乾式システムであってよい。フォトリソグラフィシステム１００は、光源１０５及び／又はリソグラフィ露光装置１６９を制御するための制御システム１５０も含み得る。
【0020】
[0042] 超小型電子フィーチャは、例えば、ウェーハ１７０上の放射線感受性フォトレジスト材料の層を光ビーム１６０で露光することによって、ウェーハ１７０上に形成される。また、図１Ｂを参照すると、投影光学システム１７５は、スリット１７６と、マスク１７４と、レンズ１７７を含む投影対物レンズとを含む。光ビーム１６０は光学システム１７５に入り、スリット１７６に衝突し、また、ビーム１６０の少なくとも一部はスリット１７６を通過する。図１Ａ及び図１Ｂの例では、スリット１７６は矩形であり、光ビーム１６０を細長い矩形の光ビームに成形する。パターンがマスク１７４上に形成され、このパターンによって、成形済み光ビームのどの部分がマスク１７４を透過し、どの部分がマスク１７４を遮断されるかが決定される。パターンの設計は、ウェーハ１７０上に形成される特定の超小型電子回路の設計によって決定される。
【0021】
[0043] 成形済み光ビームはマスク１７４と相互作用する。マスク１７４を透過した成形済み光ビームの一部は、投影レンズ１７７を通過し（そして投影レンズ１７７によって合焦されることもある）、ウェーハ１７０を露光する。マスク１７４を透過した成形済み光ビームの一部は、ウェーハ１７０のｘ－ｙ平面に空間像を形成する。空間像は、マスク１７４と相互作用した後にウェーハ１７０に到達する光によって形成される強度パターンである。空間像はウェーハ１７０に存在し、通常ｘ－ｙ平面に延在する。
【0022】
[0044] システム１００は、単一の露光パス中に複数の空間像を形成することができ、各空間像は、ウェーハ１７０内のｚ軸に沿った空間的に別個の場所に位置する。また、ウェーハ１７０のｙ－ｚ平面における断面図を示す図１Ｃを参照すると、投影光学システム１７５は、単一の露光パスにおいて、ｚ軸に沿った異なる平面における２つの空間像１７３ａ、１７３ｂを形成する。以下でより詳細に説明するように、空間像１７３ａ、１７３ｂの各々は、異なる主波長を有する光から形成される。
【0023】
[0045] ｚ軸に沿った空間像の場所は、光学システム１７５（投影レンズ１７７とマスク１７４とを含む）の特性と光ビーム１６０の波長とによって決まる。レンズ１７７の焦点位置は、レンズ１７７に入射する光の波長によって決まる。したがって、光ビーム１６０の波長を変化させること、又は制御することにより、空間像の位置を制御することができる。単一の露光パス中に別々の主波長を有する光パルスを提供することにより、光学システム１７５（又は光学システム１７５の任意のコンポーネント）とウェーハ１７０をｚ軸に沿って互いに対して動かすことなく、ｚ軸に沿ってそれぞれ異なる場所にある複数（２つ以上）の空間像を単一の露光パスにおいて形成することができる。
【0024】
[0046] 図１Ａの例では、マスク１７４を通過する光は、投影レンズ１７７によって焦点面に合焦される。投影レンズ１７７の焦点面は、投影レンズ１７７とウェーハステージ１７１との間にあり、焦点面のｚ軸に沿った位置は、光学システム１７５の特性と光ビーム１６０の波長とによって決まる。空間像１７３ａ、１７３ｂは別々の波長を有する光から形成されるため、空間像１７３ａ、１７３ｂはウェーハ１７０内の別々の位置にある。空間像１７３ａ、１７３ｂは、ｚ軸に沿って離隔距離１７９の分だけ互いに離れている。離隔距離１７９は、空間像１７３ａを形成する光の波長と空間像１７３ｂを形成する光の波長との差によって決まる。
【0025】
[0047] 離隔距離１７９は、露光パス中にマスク１７４を通過するパルスの主波長を制御できることに起因して形成される。さらに、空間像１７３ａ及び１７３ｂは共に、同じ露光パス中にウェーハ１７０上に存在する。言い換えれば、システム１００では、空間像１７３ａを最初の露光パスにおいて形成し、空間像１７３ｂを２回目の後続の露光パスにおいて形成する必要がない。
【0026】
[0048] 第１の空間像１７３ａ内の光は部分１７８ａにおいてウェーハと相互作用し、第２の空間像１７３ｂ内の光は部分１７８ｂにおいてウェーハと相互作用する。これらの相互作用により、ウェーハ１７０上に、開口部や穴などの電子フィーチャやその他の物理的特性が形成され得る。空間像１７３ａ、１７３ｂはｚ軸に沿った別々の平面にあるため、空間像１７３ａ、１７３ｂを使用して、ウェーハ１７０上に３次元のフィーチャを形成することができる。例えば、空間像１７３ａは周辺領域を形成するために使用されてよく、空間像１７３ｂはｚ軸に沿った異なる位置にあるチャネル、トレンチ、又は凹部を形成するために使用されてよい。そのため、本明細書で説明する技術は、３次元ＮＡＮＤフラッシュメモリコンポーネントなどの３次元半導体コンポーネントを形成するために使用されてよい。
【0027】
[0049] 単一の露光パスにおいて複数の空間像を形成することに関する追加の詳細を検討する前に、図２Ａ～図２Ｃ、図３Ａ～図３Ｃ、及び図４に関して、光源１０５及びフォトリソグラフィシステム１００の例示的な実施について検討する。
【0028】
[0050] 図２Ａを参照すると、フォトリソグラフィシステム２００のブロック図が示されている。システム２００は、システム１００（図１Ａ）の一実施の例である。例えば、フォトリソグラフィシステム２００において、光学源２０５が光学源１０５（図１Ａ）として使用される。光学源２０５はパルス光ビーム２６０を生成し、このパルス光ビーム２６０はリソグラフィ露光装置１６９に提供される。光学源２０５は、例えば、パルス光ビーム２６０（レーザビームであり得る）を出力するエキシマ光学源であり得る。パルス光ビーム２６０は、リソグラフィ露光装置１６９に入ると、投影光学システム１７５を通過してウェーハ１７０上に投影される。このようにして、１つ以上の超小型電子フィーチャがウェーハ１７０上のフォトレジスト上にパターン形成され、その後、このフォトレジストは後続のプロセスステップの前に現像及び洗浄され、このプロセスは繰り返される。フォトリソグラフィシステム２００は、制御システム２５０も含んでおり、図２Ａの例では、制御システム２５０は、光学源２０５のコンポーネントとリソグラフィ露光装置１６９とに接続されて、システム２００の様々な動作を制御する。制御システム２５０は、図１Ａの制御システム２５０の一実施の例である。
【0029】
[0051] 図２Ａに示す例では、光学源２０５は、シード光ビーム２２４をパワー増幅器（ＰＡ）２３０に提供する主発振器（ＭＯ）２１２を含む２段レーザシステムである。ＭＯ２１２及びＰＡ２３０は、光学源２０５のサブシステム、又は光学源２０５の一部であるシステムであると見なされ得る。パワー増幅器２３０は、シード光ビーム２２４を主発振器２１２から受け取り、シード光ビーム２２４を増幅して、リソグラフィ露光装置１６９において使用するための光ビーム２６０を生成する。例えば、主発振器２１２は、パルス状のシード光ビームを放出してよく、シードパルスエネルギーはパルス当たり約１ミリジュール（ｍＪ）であり、これらのシードパルスは、パワー増幅器２３０によって約１０～１５ｍＪに増幅され得る。
【0030】
[0052] 主発振器２１２は、２つの細長い電極２１７を有する放電チャンバ２４０と、ガス混合物である利得媒体２１９と、電極２１７間でガスを循環させるためのファンとを含む。共振器が、放電チャンバ２４０の１つの側にある線狭化モジュール２１６と、放電チャンバ２４０の第２の側にある出力カップラ２１８との間に形成される。線狭化モジュール２１６は、放電チャンバ２４０のスペクトル出力を微調整する格子などの回折光学部品を含み得る。図２Ｂ及び図２Ｃは、線狭化モジュール２１６についての更なる詳細を提示している。
【0031】
[0053] 図２Ｂは、線狭化モジュール２１６の１つ以上のインスタンスを含むスペクトルフィーチャ選択モジュール２５８の一実施の例を示すブロック図である。スペクトルフィーチャ選択モジュール２５８は、光学源２０５内を伝播する光に結合する。実施によっては（図２Ｂに示すものなど）、スペクトルフィーチャ選択モジュール２５８は、主発振器２１２のチャンバ２１４からの光を受け取って、主発振器２１２内の波長や帯域幅などのスペクトルフィーチャの微調整を可能にする。
【0032】
[0054] スペクトルフィーチャ選択モジュール２５８は、ファームウェアとソフトウェアの任意の組み合わせの形態の電子機器を含むスペクトルフィーチャ制御モジュール２５４などの制御モジュールを含み得る。制御モジュール２５４は、スペクトルフィーチャ作動システム２５５＿１～２５５＿ｎ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２５５＿１～２５５＿ｎの各々は、光学システム２５７のそれぞれの光学フィーチャ２５６＿１～２５６＿ｎに接続された１つ以上のアクチュエータを含み得る。光学フィーチャ２５６＿１～２５６＿ｎは、生成された光ビーム２６０の特定の特徴を調整し、それによって光ビーム２６０のスペクトルフィーチャを調整するように構成される。制御モジュール２５４は、制御信号を制御システム２５０から受け取り、制御信号は、作動システム２５５＿１～２５５＿ｎのうちの１つ以上を操作又は制御するための特定の指令を含む。作動システム２５５＿１～２５５＿ｎは、共に、すなわち連携して動作するように選択及び設計することができ、又は、作動システム２５５＿１～２５５＿ｎは、個別に動作するように構成されてもよい。さらに、各作動システム２５５＿１～２５５＿ｎは、特定の種類の外乱に応じるように最適化されてもよい。
【0033】
[0055] 各光学フィーチャ２５６＿１～２５６＿ｎは、光学源１０５によって生成された光ビーム２６０に光学的に結合される。光学システム２５７は、図２Ｃに示すような線狭化モジュール２１６ｃとして実施され得る。線狭化モジュールは、光学フィーチャ２５６＿１～２５６＿ｎとして、反射格子２９１などの分散光学素子と、プリズム２９２、２９３、２９４、及び２９５などの屈折光学素子とを含む。プリズム２９２、２９３、２９４、及び２９５のうちの１つ以上は回転可能であり得る。この線狭化モジュールの例は、２０１２年３月２７日発行の「System Method and Apparatus for Selecting and Controlling Light Source Bandwidth」という名称の米国特許第８，１４４，７３９号（'７３９特許）に記載されている。'７３９特許では、ビームエクスパンダ（１つ以上のプリズム２９２、２９３、２９４、及び２９５を含む）及び格子２９１などの分散要素を含む線狭化モジュールが説明されている。
【0034】
[0056] 本明細書に引用されている全ての特許出願、特許、及び刊行物は、定義、主題の免責事項又は否認を除き、また、組み込まれた資料が本明細書に明示されている開示と矛盾する場合を除き、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。矛盾する場合は、本明細書に開示の言語が優先される。
【0035】
[0057] 作動システム２５５＿１～２５５＿ｎの各アクチュエータは、光学システム２５７のそれぞれの光学フィーチャ２５６＿１～２５６＿ｎを動かすための、又は制御するためのＥＡＥである。アクチュエータは、モジュール２５４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２５７の光学フィーチャ２５６＿１～２５６＿ｎに与えられる何らかの動きに変換する。例えば、'３０６出願では、力装置（力を格子の領域に付与する）、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。
【0036】
[0058] プリズム２９２、２９３、２９４、及び２９５のうちの１つ以上などの、光学フィーチャのそれぞれの作動システムは、図２Ｃにおいて、ＥＡＥ２９２ａ、２９３ａ、２９４ａ、及び２９５ａによって表されている。ミラーが存在し、回転することで、格子２９１への光線の入射角、ひいては放出される光の主な波長が変化し得る。共通する要因は、電圧指令信号の指令のもとで動作を引き起こすＥＡＥが存在することである。したがって、一般に、線狭化モジュールは、モジュールから出る光の主な波長を変更するために回転する１つ以上の光学素子を含む。これらのＥＡＥは、ディザリングと呼ばれるプロセスにおいて、光学素子を２つの位置（通常は２つの角度位置）間で非常に高速に移動可能である必要がある。
【0037】
[0059] 図２Ａに戻ると、主発振器２１２は、出力カップラ２１８から出力光ビームを受け取る線中心解析モジュール２２０と、必要に応じて出力光ビームのサイズ又は形状を修正してシード光ビーム２２４を形成するビーム結合光学システム２２２も含む。線センター解析モジュール２２０は、シード光ビーム２２４の波長を測定又は監視するために使用することができる測定システムである。線中心解析モジュール２２０は、光学源２０５内の他の場所に配置されてよく、光学源２０５の出力に配置されてもよい。
【0038】
[0060] 放電チャンバ２１４内で使用されるガス混合物は、用途に必要な波長及び帯域幅で光ビームを生成するのに適した任意のガスであり得る。エキシマ光源の場合、ガス混合物は、緩衝ガスとして、ヘリウム及び／又はネオンの他に、アルゴン又はクリプトンなどの貴ガス（希ガス）、フッ素又は塩素などのハロゲン、及び微量のキセノンを含み得る。混合ガスの具体例としては、約１９３ｎｍの波長で光を放出するフッ化アルゴン（ＡｒＦ）、約２４８ｎｍの波長で光を放出するフッ化クリプトン（ＫｒＦ）、約３５１ｎｍの波長で光を放出する塩化キセノン（ＸｅＣｌ）等が挙げられる。エキシマ利得媒体（ガス混合物）は、電圧を細長い電極２１７に印加することによって、高電圧放電において短い（例えばナノ秒）電流パルスでポンピングされる。
【0039】
[0061] パワー増幅器２３０は、シード光ビーム２２４を主発振器２１２から受け取り、光ビームを、放電チャンバ２４０を通ってビーム回転光学素子２４８に導くビーム結合光学システム２３２を含む。このビーム回転光学素子２４８は、シード光ビーム２２４の方向を修正又は変更して、放電チャンバ２４０に送り返す。放電チャンバ２４０は、一対の細長い電極２４１と、ガス混合物である利得媒体と、電極２４１間でガス混合物を循環させるためのファンとを含む。
【0040】
[0062] 出力光ビーム２６０は、帯域幅解析モジュール２６２を通過して誘導され、ここでビーム２６０の様々なパラメータ（帯域幅や波長など）が測定され得る。出力光ビーム２６０は、ビーム準備システム２６３を介して誘導されてもよい。ビーム準備システム２６３は、例えばパルスストレッチャを含んでよく、ここで、出力光ビーム２６０の各パルスが、例えば光遅延ユニット内で時間的に引き伸ばされて、リソグラフィ露光装置１６９に衝突する光ビームの性能特性を調整する。ビーム準備システム２６３は、ビーム２６０に作用することができる他のコンポーネント、例えば、反射及び／又は屈折光学素子（例えば、レンズ及びミラーなど）、フィルタ、及び光学絞り（自動シャッターを含む）も含み得る。
【0041】
[0063] フォトリソグラフィシステム２００は、制御システム２５０も含み得る。図２Ａに示す実施において、制御システム２５０は、光学源２０５の様々なコンポーネントに接続されている。例えば、制御システム２５０は、１つ以上のトリガ信号を光学源２０５に送信することにより、光学源２０５が光パルス又は１つ以上の光パルスを含む光パルスバーストを放出するタイミングを制御し得る。制御システム２５０は、リソグラフィ露光装置１６９にも接続されている。したがって、制御システム２５０は、リソグラフィ露光装置１６９の様々な態様を制御することもできる。例えば、制御システム２５０は、ウェーハ１７０の露光を制御してよく、したがって、どのように電子フィーチャがウェーハ１７０上に印刷されるかを制御するために使用されてよい。実施によっては、制御システム２５０は、ｘ－ｙ平面におけるスリット１７６の動きを制御することによって、ウェーハ１７０の走査を制御し得る（図１Ｂ）。さらに、制御システム２５０は、メトロロジシステム１７２及び／又は光学システム１７５とデータを交換し得る。
【0042】
[0064] リソグラフィ露光装置１６９は、例えば、温度制御デバイス（空調デバイス及び／又は加熱デバイスなど）及び／又は各種電気コンポーネント用の電源も含み得る。制御システム２５０は、これらのコンポーネントも制御し得る。実施によっては、制御システム２５０は、複数のサブ制御システムを含むように実施され、少なくとも１つのサブ制御システム（リソグラフィコントローラ）は、リソグラフィ露光装置１６９の態様を制御することに専念する。これらの実施において、リソグラフィコントローラを使用する代わりに、又はそれに加えて、制御システム２５０を使用してリソグラフィ露光装置１６９の態様を制御し得る。
【0043】
[0065] 制御システム２５０は、電子プロセッサ２５１、電子ストレージ２５２、及びＩ／Ｏインターフェイス２５３を含む。電子プロセッサ２５１は、汎用又は専用マイクロプロセッサなどのコンピュータプログラムの実行に適した１つ以上のプロセッサ、及び任意の種類のデジタルコンピュータの任意の１つ以上のプロセッサを含む。一般に、電子プロセッサは、読み取り専用メモリ、ランダムアクセスメモリ、又はその両方から命令とデータを受け取る。電子プロセッサ２５１は、任意のタイプの電子プロセッサであり得る。
【0044】
[0066] 電子ストレージ２５２は、ＲＡＭなどの揮発性メモリ、又は不揮発性メモリであり得る。実施によっては、電子ストレージ２５２は、不揮発性及び揮発性の部分又はコンポーネントを含む。電子ストレージ２５２は、制御システム２５０、制御システム２５０のコンポーネント、及び／又は制御システム２５０によって制御されるシステムの動作において使用されるデータ及び情報を記憶し得る。情報は、例えば、ルックアップテーブル又はデータベースに記憶され得る。例えば、電子ストレージ２５２は、異なる動作条件及び性能シナリオのもとでビーム２６０の様々な性質の値を示すデータを記憶し得る。
【0045】
[0067] さらに、電子ストレージ２５２は、使用中に光ビーム２６０のパラメータを指示する様々なレシピ又はプロセスプログラム２５９を記憶し得る。例えば、電子ストレージ２５２は、特定の露光パスに対する光ビーム２６０内の各パルスの波長を示すレシピを記憶し得る。レシピは、異なる露光パスに対する異なる波長を示し得る。以下で検討する波長制御技術は、パルスごとに適用され得る。言い換えれば、波長の内容は、露光パス内の個々のパルスに対して制御されて、ｚ軸に沿った所望の場所での空間像の形成が容易になり得る。
【0046】
[0068] 電子ストレージ２５２は、実行されるとプロセッサ２５１に、制御システム２５０、光学システム２０５、及び／又はリソグラフィ露光装置１６９内のコンポーネントと通信させる命令（おそらくはコンピュータプログラム）も記憶し得る。
【0047】
[0069] Ｉ／Ｏインターフェイス２５３は、制御システム２５０がオペレータ、光学システム２０５、リソグラフィ露光装置１６９、光学システム２０５及び／若しくはリソグラフィ露光装置１６９内の任意のコンポーネント又はシステム、並びに／又は別の電子デバイス上で実行される自動プロセスとの間でデータ及び信号を受け取ること及び／又は提供することを可能にする任意の種類の電子インターフェイスである。例えば、Ｉ／Ｏインターフェイス２５３は、ビジュアルディスプレイ、キーボード、及び通信インターフェイスのうちの１つ以上を含み得る。
【0048】
[0070] 光ビーム２６０（及び光ビーム１６０）はパルス光ビームであり、時間的に互いに離れた１つ以上のパルスバーストを含み得る。各バーストは１つ以上の光パルスを含み得る。実施によっては、バーストは、数百のパルス（例えば、１００～４００のパルス）を含む。図３Ａ～図３Ｃは、光学源２０５におけるパルス及びバーストの生成の概要を示す。図３Ａは、ウェーハ露光信号３００の振幅を時間の関数として示し、図３Ｂは、ゲート信号３１５の振幅を時間の関数として示し、図３Ｃは、トリガ信号の振幅を時間の関数として示す。
【0049】
[0071] 制御システム２５０は、ウェーハ露光信号３００を光学源２０５に送信して、光学源２０５を制御することで光ビーム２６０を生成するように構成され得る。図３Ａに示す例では、ウェーハ露光信号３００は、光学源２０５が光のパルスバーストを生成する期間３０７にわたって、高い値３０５（例えば、１）を有する。それ以外の場合、ウェーハ露光信号３００は、ウェーハ１７０が露光されていないときに低い値３１０（例えば、０）を有する。
【0050】
[0072] 図３Ｂを参照すると、光ビーム２６０はパルス光ビームであり、光ビーム２６０はパルスのバーストを含む。制御システム２５０は、ゲート信号３１５を光学源２０５に送信することによって、パルスバーストの期間及び周波数も制御する。ゲート信号３１５は、パルスバースト中に高い値３２０（例えば、１）を有し、連続するバースト間の時間中に低い値３２５（例えば、０）を有する。図示の例では、ゲート信号３１５が高い値を有する期間がバースト３１６の期間でもある。バーストとバーストとは、バースト間の時間間隔によって時間的に離れている。バースト間の時間間隔中に、リソグラフィ露光装置１６９は、露光のために次のダイをウェーハ１７０上に位置決めし得る。
【0051】
[0073] 図３Ｃを参照すると、制御システム２５０は、トリガ信号３３０を使用して、各バースト内のパルスの繰返し率も制御する。トリガ信号３３０には、光学源２０５に提供されて光学源２０５に光パルスを生成させるトリガ３４０を含む。制御システム２５０は、パルスが生成されるたびに、トリガ３４０を光学源２０５に送信し得る。したがって、光学源２０５によって生成されたパルスの繰返し率（２つの連続するパルス間の時間）、又はパルスの他のタイミングは、トリガ信号３３０によって設定され得る。
【0052】
[0074] 上述のとおり、電圧を電極２１７に印加することによって利得媒体２１９をポンピングすると、利得媒体２１９は光を放出する。電極２１７に対して電圧がパルス状に印加されると、媒体２１９から放出された光もパルス状になる。したがって、パルス光ビーム２６０の繰返し率は、電圧が電極２１７に印加される速度によって決定され、電圧が印加されるたびに光パルスが生成される。光パルスは利得媒体２１９中を伝播し、出力カップラ２１８を介してチャンバ２１４から出る。したがって、電極２１７に対して電圧を周期的に繰り返し印加することによって、パルス列が生成される。例えば、トリガ信号３３０は、電圧の電極２１７への印加とパルスの繰返し率を制御するために使用されてよく、この繰返し率は、ほとんどの印加について約５００Ｈｚから６，０００Ｈｚに及び得る。実施によっては、繰返し率は６，０００Ｈｚを超えてよく、例えば１２，０００Ｈｚ以上でよい。
【0053】
[0075] 制御システム２５０からの信号は、主発振器２１２及びパワー増幅器２３０内の電極２１７、２４１をそれぞれ制御するために使用されてもよく、それにより主発振器２１２及びパワー増幅器２３０のそれぞれのパルスエネルギー、ひいては光ビーム２６０のエネルギーを制御する。電極２１７に提供される信号と電極２４１に提供される信号との間には遅延が生じることがある。遅延の量は、パルス光ビーム２６０のコヒーレンス量など、ビーム２６０の特性に影響を及ぼし得る。
【0054】
[0076] パルス光ビーム２６０は、数十ワット、例えば約５０Ｗから約１３０Ｗの範囲内の平均出力パワーを有し得る。出力における光ビーム２６０の放射照度（すなわち、単位面積あたりの平均出力）は、６０Ｗ／ｃｍ２から８０Ｗ／ｃｍ２に及び得る。
【0055】
[0077] 図４も参照すると、ウェーハ１７０は、光ビーム２６０によって照射される。リソグラフィ露光装置１６９は、光学システム１７５（図１Ａ及び図１Ｂ）を含む。図４の例では、光学システム１７５（図示せず）は照明システム４２９を含み、この照明システム４２９は対物レンズ構成４３２を含む。対物レンズ構成４３２は、投影レンズ１７７（図１Ｂ）を含み、マスク１７４からウェーハ１７０上のフォトレジストへ画像転送を行うことを可能にする。照明システム４２９は、マスク１７４に衝突する光線２６０の角度の範囲を調整する。照明システム４２９は、マスク１７４全体にわたってｘ－ｙ平面内の光ビーム２６０の強度分布を均質化（均一化）することもできる。
【0056】
[0078] 実施によっては、液浸媒体がウェーハ１７０を覆うために供給されてよい。液浸媒体は、液浸リソグラフィ用の液体（水など）であり得る。リソグラフィが乾式である他の実施において、液浸媒体は、乾燥窒素、乾燥空気、又は清浄空気などのガスであり得る。他の実施において、ウェーハ１７０は、圧力制御された環境（真空又は部分真空など）内に露出され得る。
【0057】
[0079] 露光パス中、光ビーム２６０の複数であるＮ個のパルスがウェーハ１７０の同じ領域を照明する。Ｎは２以上の任意の整数であり得る。同じ領域を照明する光ビーム１１０のパルス数Ｎは、露光ウィンドウ又は露光パス４００と呼ばれることがある。ウィンドウ４００のサイズは、スリット１７６によって制御され得る。例えば、スリット１７６は、ブレードが１つの構成において開いた開口を形成し、別の構成においてこの開口を閉じるように移動可能な複数のブレードを含み得る。スリット１７６のブレードを特定のサイズの開口を形成するように配置することにより、ウィンドウ４００のサイズも制御することができる。
【0058】
[0080] Ｎ個のパルスは、露光パスの照明ドーズも決定する。照明ドーズとは、露光パス中にウェーハに供給される光エネルギーの量である。したがって、各パルスの光エネルギーなどのＮ個のパルスの特性が、照明ドーズを決定する。さらに、以下でより詳しく説明するように、Ｎ個のパルスは、各空間像１７３ａ、１７３ｂの光量を決定するためにも使用できる。特に、レシピが、Ｎ個のパルスのうち、一定数のパルスが空間像１７３ａを形成する第１の主波長を有し、且つ一定数のパルスが空間像１７３ｂを形成する第２の主波長を有することを指定し得る。互いに異なる波長を有するこれらのパルスは、例えば、パルスごとに、又は他の何らかの方法、すなわち、交互のパルス群内に点在してよい。
【0059】
[0081] それに加えて、スリット１７６及び／又はマスク１７４は、ウェーハ１７０の一部のみが所与の時間に、又は特定の露光走査（又は露光パス）中に露光されるように、ｘ－ｙ平面内の走査方向に移動し得る。光ビーム１６０によって露光されるウェーハ１７０上の領域のサイズは、非走査方向のブレード間の距離と、走査方向の走査の長さ（距離）とによって決定される。実施によっては、Ｎの値は１０単位であり、例えば、ウェーハ上の各点は、その点に対するスリットの走査中に１０個～１００個の連続パルスに由来する光を受け取り得る。他の実施において、Ｎの値は１００パルスより大きく、例えば１００～５００パルスである。ウェーハ１７０の露光フィールド４７９は、リソグラフィ露光装置１６９内の露光スリット又はウィンドウの１回の走査で露光されるウェーハ１７０の物理的な領域である。
【0060】
[0082] ウェーハステージ１７１、マスク１７４、及び対物レンズ構成４３２は、関連する作動システムに固定され、それによって走査構成が形成される。走査構成において、マスク１７４、対物レンズ構成４３２、及びウェーハ１７０（ステージ１７１を介する）のうちの１つ以上が、ｘ－ｙ平面内で互いに対して移動し得る。ただし、ウェーハステージ１７１と、マスク１７４と、対物レンズ構成４３２との間の偶発的な相対動作を除いて、これらの要素は、露光パス中又は露光パス中に、ｚ軸に沿って互いに対して移動しない。
【0061】
[0083] 図５を参照すると、プロセス５００のフローチャートが示されている。プロセス５００は、３次元半導体コンポーネント又はそのようなコンポーネントの一部を形成するプロセスの例である。プロセス５００は、フォトリソグラフィシステム１００又は２００を使用して行われ得る。プロセス５００は、図２Ａに示すシステム２００に関して説明される。プロセス５００は、図６Ａ～図１０Ｂに関しても説明される。
【0062】
[0084] ステップＳ５１０において、光ビーム２６０はマスク１７４に向けて誘導される。光ビーム２６０は、図３Ｃに示すように、それぞれが時間的に互いに離れている複数のパルスを含むパルス光ビームである。図６Ａ及び６Ｂは、光ビーム２６０の一部である単一のパルスの光スペクトルの例を示す。光ビーム２６０内の他のパルスは、異なる光スペクトルを有し得る。
【0063】
[0085] 図６Ａを参照すると、光パルス６００Ａの光スペクトル６０１Ａが示されている。光パルス６００Ａは、波長帯域内でゼロ以外の強度を有する。波長帯域は、パルス６００Ａの帯域幅とも呼ばれることがある。
【0064】
[0086] 図６Ａに示す情報は、パルス６００Ａの瞬間的な光スペクトル６０１Ａ（又は発光スペクトル）である。光スペクトル６０１Ａは、光ビーム２６０のパルスの光エネルギー又はパワーが様々な波長（又は周波数）にわたってどのように分布しているかに関する情報を含む。光スペクトル６０１Ａは、スペクトル強度（必ずしも絶対較正を伴うものではない）が波長又は光周波数の関数としてプロットされた図の形式で表される。光スペクトル６０１Ａは、光ビーム２６０のパルスのスペクトル形状又は強度スペクトルと呼ばれることがある。パルス６００Ａは主波長６０２Ａを有し、図６Ａの例ではこれがピーク強度である。光ビーム２６０のパルスについて、また、光ビーム２６０のパルスによって形成された空間像についての説明は、パルスの主波長に言及しているが、パルスは主波長以外の波長も含んでおり、パルスは、測定システムによって特徴付けられ得る有限の帯域幅がある。例えば、スペクトル形状の最大ピーク強度の割合（Ｘ）におけるスペクトル６０１Ａの全幅（ＦＷＸＭと呼ばれる）を使用して、光ビームの帯域幅を特徴付けてよい。別の例として、積分スペクトル強度の一部（Ｙ）を含むスペクトルの幅（ＥＹと呼ばれる）を使用して、光ビームの帯域幅を特徴付けてよい。
【0065】
[0087] パルス６００Ａは、光ビーム２６０内に存在し得るパルスの例として示されている。
【0066】
[0088] パルス６００Ａを使用してウェーハ１２０の一部を露光すると、パルス内の光が空間像を形成する。空間像のＺ方向の場所（図１Ｃ及び図４）は、主波長６０２Ａの値によって決定される。光ビーム２６０内の様々なパルスは、異なる主波長を有し得る。例えば、単一の露光パス中に２つの空間像を生成するために、光ビーム２６０のパルスの一部は１つの主波長（第１の主波長）を有し、光ビーム２６０の他のパルスは別の主波長（第２の主波長）を有する。第１及び第２の主波長は別々の波長である。第１の主波長と第２の主波長との間の波長差は、スペクトル離隔距離と呼ばれることがある。光ビーム２６０内の様々なパルスの波長は別々であり得るが、パルスの光スペクトルの形状は同じであり得る。
【0067】
[0089] 光源２０５は、バーストごとに、パルスごとに、又はパルス内ベースで、第１の主波長と第２の主波長との間で主波長のディザリング又は切り替えを行い得る。パルスごとの場合、各パルスは、時間的にそのパルスの直前又は直後のパルスとは異なる主波長を有する。これらの実施において、光ビーム２６０内のパルスの全てが同じ強度を有すると仮定すると、第１及び第２の主波長をこのように分散することで、同じ強度を有しつつｚ方向の異なる場所に２つの空間像がもたらされる。
【0068】
[0090] 実施によっては、パルスの特定の部分（例えば、３３％）は第１の主波長を有し、残りの部分（この例では６７％）は第２の主波長を有する。これらの実施において、光ビーム２６０内のパルスの全てが同じ強度を有すると仮定すると、異なる強度の２つの空間像が形成される。第１の主波長を有するパルスによって形成される空間像は、第２の主波長を有するパルスによって形成される空間像の強度の約半分の強度を有する。このように、ｚ軸に沿ってウェーハ１７０内の特定の場所に供給されるドーズは、Ｎ個のパルスのうちの第１の主波長を有する部分と、Ｎ個のパルスのうちの第２の主波長を有する部分とを制御することによって制御され得る。
【0069】
[0091] 所与の露光パスについての特定の主波長を有するパルスの一部は、電子ストレージ２５２に記憶されているレシピファイル２５９において指定され得る（図２Ａを参照）。レシピファイル２５９は、露光パスについての様々な主波長の比率を指定する。レシピファイル２５９は、他の露光パスについての比率を指定してもよいため、他の露光パスに対して別の比率が使用されてよく、空間像はフィールドごとに調整又は制御されてよい。
【0070】
[0092] 図６Ｂを参照すると、パルス６００Ｂの光スペクトル６０１Ｂが示されている。パルス６００Ｂは、光ビーム２６０のパルスの別の例である。パルス６００Ｂの光スペクトル６０１Ｂは、光スペクトル６０１Ａとは異なる形状を有している。特に、光スペクトル６０１Ｂは、パルス６００Ｂの２つの主波長６０２Ｂ＿１と６０２Ｂ＿２に対応する２つのピークを有する。パルス６００Ｂは、光ビーム２６０の一部である。パルス６００Ｂを使用してウェーハ１２０の一部を露光すると、パルス内の光によってウェーハ上のｚ軸に沿った別々の位置に２つの空間像が形成される。空間像の場所は、主波長６０２Ｂ＿ｌと６０２Ｂ＿２という波長によって決定される。
【0071】
[0093] 図６Ａ及び図６Ｂに示すパルスは、そのようなパルスを形成可能な任意のハードウェアによって形成され得る。例えば、パルス６００Ａなどのパルス列は、図２Ｃの線狭化モジュール２１６Ｃと同様の線狭化モジュールを使用して形成され得る。格子２９１によって回折される光の波長は、格子に入射する光の角度によって決まる。格子２９１と相互作用する光の入射角を変更する機構がそのような線狭化モジュールと共に使用されて、露光パス用のＮ個のパルスを含むパルス列が作成され得る。ここで、Ｎ個のパルスのうちの少なくとも１つのパルスは、Ｎ個のパルスのうちの別のパルスの主波長と異なる主波長を有する。例えば、プリズム２９２、２９３、２９４、及び２９５のうちの１つが回転されて、格子２９１に入射する光の角度がパルスごとに変更され得る。実施によっては、線狭化モジュールは、ビーム２６０の経路内にあり、且つ格子２９１に入射する光の角度を変更するように移動可能であるミラーを含む。そのような実施の例は、例えば、２００１年２月２０日発行の「Narrow Band Laser with Fine Wavelength Control」という名称の米国特許第６，１９２，０６４号で説明されている。
【0072】
[0094] 図５を再び参照すると、ステップＳ５２０において、一連の光パルスが、１回の露光パス中にマスク１７４を通ってウェーハ１７０に向かって進む。上述のとおり、Ｎ個の光パルスが、この露光パス中にウェーハ１７０に提供され得る。Ｎ個の光パルスは、ビーム２６０内の連続した光パルスであり得る。ウェーハ１７０の露光された部分には、露光パス全体にわたってＮ個のパルスのそれぞれの光スペクトルの平均が見受けられる。したがって、Ｎ個のパルスの一部が第１の主波長を有し、Ｎ個のパルスの残りの部分が第２の主波長を有する場合、ウェーハ１７０における平均光スペクトルは、第１の主波長でのピークと第２の主波長でのピークとを含む光スペクトルとなる。同様に、Ｎ個のパルスの個々のパルスの全て又は一部が２つ以上の主波長を有する場合、それらの主波長は平均光スペクトルにピークを形成し得る。図７は、ウェーハ１７０における平均光スペクトル７０１の例を示す。平均光スペクトル７０１は、第１の主波長７０２＿１及び第２の主波長７０２＿２を含む。図７の例では、第１の主波長７０２＿１及び第２の主波長７０２＿２は、スペクトル離隔距離７０３によって離れているが、他の組合せも考慮することができる。スペクトル離隔距離７０３は、第１の主波長７０２＿１及び第２の主波長７０２＿２が別々であるように存在し、平均光スペクトル７０１は、波長７０２＿１と波長７０２＿２との間に強度がほとんど無い、又はまったく無いスペクトル領域を含む。
【0073】
[0095] ステップＳ５３０において、平均光スペクトルに基づいて、２つ以上の空間像、例えば、第１の主波長に基づく第１の空間像及び第２の主波長に基づく第２の空間像が、ウェーハ１７０に形成される。平均光スペクトル７０１の例を続け、図８Ａも参照すると、２つの空間像８７３ａ及び８７３ｂが、Ｎ個のパルスに基づいて単一の露光パスにおいて形成される。Ｎ個のパルスは、第１の主波長７０２＿１を有するパルスと、第２の主波長７０２＿２を有するパルスとを含む。第１の主波長７０２＿１を有するパルスは第１の空間像８７３ａを形成し、第２の主波長７０２＿２を有するパルスは第２の空間像８７３ｂを形成する。空間像８７３ａは第１の平面８７８ａに形成され、空間像８７３ｂは第２の平面８７８ｂに形成される。平面８７８ａ及び８７８ｂは、ウェーハ１７０における光ビーム２６０の伝播方向に対して垂直である。平面８７８ａ及び８７８ｂは、ｚ方向に沿って離隔距離８７９の分だけ離れている。
【0074】
[0096] 離隔距離８７９は、単一の主波長を有する平均光スペクトルに対するリソグラフィ装置１６９の焦点深度より大きい。焦点深度は、ドーズ値（ウェーハに供給される光エネルギーの量）に対してｚ方向に沿った焦点範囲として定義されてよく、この焦点範囲において、そのドーズが、ウェーハ１７０に適用されているプロセスについてのフィーチャのサイズの許容範囲に収まるフィーチャのサイズを規定する。プロセス５００は、単一の露光パス中にウェーハ１７０において２つ以上の別個の空間像を提供することによって、リソグラフィ露光装置１６９の焦点深度を増加させることが可能である。これは、複数の空間像がそれぞれ、ウェーハをＺ方向の別々の位置で、フィーチャのサイズの許容範囲に収まるフィーチャと共に露光することができるからである。言い換えれば、プロセス５００によって、単一の露光パス中に、リソグラフィ露光装置１６９がより広い範囲の焦点深度を備えることができる。
【0075】
[0097] 上述のとおり、リソグラフィ露光装置１６９のオペレータは、レシピファイル２５９を介して露光プロセスの様々なパラメータを制御し得る。実施によっては、リソグラフィ露光装置１６９のオペレータは、情報をシミュレーションプログラムから受け取ってよく、この情報を使用してレシピファイル２５９のパラメータをプログラムしてよく、その他の方法で指定してよい。例えば、リソグラフィ露光装置１６９のオペレータは、次のロットが、以前に露光されたロットほどの焦点深度を必要としないことを知っている場合がある。この例では、オペレータは、シミュレーションプログラムに対して焦点深度及びドーズ変動を指定し、シミュレーションプログラムは、スペクトル離隔距離７０３の値を返して所望のパラメータを達成する。次に、オペレータは、Ｉ／Ｏインターフェイス２５３を介してレシピファイル２５９をプログラムすることによって、次のロットのスペクトル離隔距離７０３の値を指定し得る。実施によっては、オペレータは、シミュレーションを使用して、特定の露光パスに対してより大きな焦点深度（例えば、別個の平面において複数の空間像を使用してウェーハ１７０を露光することによって可能となる）が必要であるかどうかを判断し得る。半導体コンポーネントの特定の部分の形成において大きな焦点深度を必要としない場合、レシピファイル２５９は、例えば、半導体コンポーネントの特定の部分を形成に使用される露光パスが、単一の主波長を含む平均光スペクトルを有するように構成され得る。
【0076】
[0098] さらに、オペレータ及び／又はシミュレータは、メトロロジシステム１７２又は別のセンサーによって測定された、形成された３次元コンポーネントに関する情報を受け取り得る。例えば、メトロロジシステム１７２は、形成された３Ｄ半導体コンポーネントの側壁角度に関するデータを提供することができ、そのデータは、後続の露光パスのレシピファイル２５９内のパラメータをプログラムするために使用することができる。
【0077】
[0099] 図８Ｂは、平面８７８ａにおけるｘ－ｙ平面（図８Ａの紙面を内側から見たとき）の空間像８７３ａを示す。空間像８７３ａ及び８７３ｂは、通常、ｘ－ｙ平面に形成される２次元の強度パターンである。強度パターンの性質は、マスク１７４の特性によって決まる。第１及び第２の平面８７８ａ、８７８ｂは、ウェーハ１７０の一部である。図８Ｂに示すように、第１の平面８７８ａは、ウェーハ１７０全体のごく一部に過ぎない。
【0078】
[0100] 離隔距離８７９の値は、スペクトル離隔距離７０３と光学システム２７５の特性とによって決まる。例えば、離隔距離８７９の値は、光学システム２７５内のレンズやその他の光学素子の焦点距離、収差、及びその他の特性によって決まり得る。色収差Ｃを有するスキャナレンズについて、離隔距離８７９は、式１から決定され得る。
ＡＤ＝Ｃ＊Δλ 式（１）
ここで、ＡＤはナノメートル（ｎｍ）単位の離隔距離８７９であり、Ｃは色収差（波長変化に対して焦点面が伝搬方向に移動する距離として定義される）であり、Δλはピコメートル単位のスペクトル離隔距離８７３である。
ＡＤ＝Ｃ＊Δλ 式（１）
ここで、ＡＤはナノメートル（ｎｍ）単位の離隔距離８７９であり、Ｃは色収差（波長変化に対して焦点面が伝搬方向に移動する距離として定義される）であり、Δλはピコメートル単位のスペクトル離隔距離８７３である。
【0079】
[0101] さらに、製造と設置プロセスのばらつき及び／又はエンドユーザーによりなされた修正に起因して、別々の主波長が、あるタイプの露光装置１６９の特定の場合に対して所望の離隔距離８７９を実現するために必要になり得る。図２Ａに関連して上述したとおり、レシピ又はプロセス制御プログラムファイル２５９は、制御システム２５０の電子ストレージ２５２に記憶され得る。レシピファイル２５９は、特定の露光装置又はあるタイプの露光装置に合わせてカスタマイズされるように修正又はプログラムされ得る。レシピファイル２５９は、リソグラフィシステム２００の製造時にプログラムされてよく、及び／又は、レシピファイル２５９は、システム２００の性能に精通しているエンドユーザー又は他のオペレータによって、例えばＩ／Ｏインターフェイス２５３を介してプログラムされ得る。
【0080】
[0102] レシピファイル２５９は、ウェーハ１７０の別々の領域を露光するために使用される別々の露光パスに対して異なる離隔距離８７９を指定してもよい。それに加えて、又はその代わりに、レシピファイル２５９は、ロットごとに、レイヤーごとに、又はウェーハごとに離隔距離８７９を指定し得る。ロット又はレイヤーは、同じ露光装置によって同じ公称条件下で処理されるウェーハのグループである。レシピファイル２５９は、各画像によって提供されるドーズなど、空間像８７３ａ、８７３ｂに関連するその他のパラメータも指定することができる。例えば、レシピファイル２５９は、Ｎ個のパルスのうち第１の主波長７０２＿１を有するパルスの数と、第２の主波長７０２＿２を有するパルスの数との比率を指定し得る。これらの他のパラメータも、フィールドごとに、ロットごとに（又はレイヤーごとに）、及び／又はウェーハごとに指定され得る。
【0081】
[0103] さらに、レシピファイル２５９は、いくつかの層が第１の主波長７０２＿１及び第２の主波長７０２＿２で露光されず、代わりに単一の主波長を含む光スペクトルを有するパルスで露光されることを指定し得る。そのような光学スペクトルは、例えば、３次元半導体コンポーネントの代わりに平面半導体コンポーネントを形成する場合に使用され得る。Ｉ／Ｏインターフェイス２５３によって、エンドユーザー及び／又は製造業者は、例えば特定のレイヤー又はロットに対して単一の主波長が使用されるシナリオを含め、主波長の数を指定するレシピをプログラム又は作成することができる。
【0082】
[0104] それに加えて、上記の例では、２つの主波長を有する平均光スペクトル７０１について説明したが、他の例では、平均光スペクトル７０１は、３つ以上の主波長（例えば、３つ、４つ、又は５つの主波長）を有してよく、各主波長は、最も近い他の主波長からスペクトル離隔距離の分だけ離れている。Ｉ／Ｏインターフェイス２５３によって、エンドユーザー及び／又は製造業者は、これらのパラメータを指定するためのレシピをプログラム又は作成することができる。
【0083】
[0105] ３次元（３Ｄ）半導体コンポーネントが、ステップＳ５４０において形成される。図９Ａは、３Ｄ半導体コンポーネント９９５の一例の断面図を示す。図９Ｂは、ウェーハ１７０と、第１の平面８７８ａにおけるｘ-ｙ平面内のコンポーネント９９５を示す。３Ｄ半導体コンポーネント９９５は、完結したコンポーネントであってよく、より大きいコンポーネントの一部であってもよい。３Ｄ半導体コンポーネント９９５は、ウェーハ１７０内の１つのｚ位置にすべてが形成されてはいないフィーチャを有する任意のタイプの半導体コンポーネントであり得る。例えば、３Ｄ半導体コンポーネントは、ｚ軸に沿って延在する凹部又は開口を含むデバイスであり得る。３Ｄ半導体コンポーネントは、任意のタイプの電子工学用途に使用され得る。例えば、３Ｄ半導体コンポーネントは、３ＤＮＡＮＤフラッシュメモリコンポーネントの全体又は一部であり得る。３ＤＮＡＮＤフラッシュメモリは、メモリセルがｚ軸に沿って層状に積み重ねられたメモリである。
【0084】
[0106] 図９Ａの例では、３Ｄ半導体コンポーネント９９５は、周縁９９９に形成された凹部９９６を含む。凹部９９６は、床９９７及び側壁９９８を含み、この側壁９９８は、周縁９９９と床９９７との間で通常ｚ軸に沿って延在している。床９９７は、第２の空間像８７３ｂ（図８Ａ）内の光で平面８７８ｂにおけるフォトレジストを露光することによって形成される。周縁９９９上のフィーチャは、第１の空間像８７３ａ（図８Ａ）内の光を使用して形成される。
【0085】
[0107] プロセス５００を使用すると、側壁角度９９２が９０°に等しい場合、又は他のプロセスで可能な角度と比較して９０°に近くなる場合もある。側壁角度９９２は、床９９７と側壁９９８との間の角度である。側壁９９８がｘ－ｚ平面に延在し、床がｘ－ｙ平面に延在する場合、側壁角度９９２は９０°であり、この例では垂直であるとみなされ得る。垂直な側壁角度が望ましいのは、例えば、このような側壁により、３Ｄ半導体コンポーネントのフィーチャがより明確に定義されるからである。第１の空間像８７３ａ及び第２の空間像８７３ｂ（それぞれ第１の平面８７８ａ及び第２の平面８７８ｂ）の位置がウェーハ１７０の別々の部分にある別個の像であるため、プロセス５００では、９０°に等しいかそれに近い側壁角度９９２が実現される。単一の露光パスにおいて別々の空間像を形成すると、各画像の品質が向上し、品質の低い単一の空間像によって形成されたフィーチャと比較して、より垂直方向の、より明確なフィーチャが得られる。
【0086】
[0108] 上述のとおり、垂直方向に変位した画像を生成するシステムの一実施において、第１の波長を有するいくつかのパルスと、第２の波長を有する他のパルスとが使用される。第１の波長パルス及び第２の波長パルスは、バースト間又はパルス間で点在してよく、又は各セット内の数の様々な比率で交互にセットされてよい。波長は、光学システム内のＥＡＥを作動させることによって変化する。例えば、線狭化モジュールでは、レーザキャビティから回折格子への光の衝突角度が決定される。例えば、異なる周波数の交互パルスを実現するために、ＥＡＥステージは、高速である角度位置から別の角度位置（ディザリングの位置）まで前後に振動する。
【0087】
[0109] 図１０Ａは、固定振幅のディザリング電圧に応じて典型的なＥＡＥステージの角度運動の動態（角度対時間）を示す。動的応答を実現するために使用される入力電圧プロファイル（ＥＡＥ電圧対時間）が、図１０Ｂに示されている。図に示すように、バーストの開始時に、ＥＡＥステージの動的特性は、約３５～４０パルス後に落ち着く初期過渡領域を呈する。この過渡領域での動作中、ステージの角度変位は、機械的慣性に起因して初期のアンダーシュート領域（電圧によって動きが小さくなりすぎる）を経て、その後オーバーシュート領域（電圧によって動きが大きくなりすぎる）を経て、定常状態領域での動作に落ち着く。
【0088】
[0110] このバースト過渡現象の期間を短縮し、波長安定性をより迅速に達成するために、ＥＡＥ過渡現状の動態の逆の動作をエミュレートする過渡電圧ビンを生成することによって、フィードフォワード方式が実施され得る。したがって、過渡領域内の別々のパルスで固定の波長ピーク離隔距離を達成するために必要な最大値から最小値までの電圧は、ＥＡＥの動的挙動に応じて変化する。過渡領域内の最初のアンダーシュートサブ領域を補償するには、大きな電圧スパイクが、バーストの最初の数パルスの間に必要である。必要な電圧振幅は、オーバーシュートの傾向が逆に補償される過渡領域の後半部分（オーバーシュートサブ領域）中に大幅に低くなる。通常、過渡領域では、単一の電圧上限がオーバーシュートを防ぐために適用される。
【0089】
[0111] 図１１は、上述のように指令電圧を印加することによってバーストの過渡領域で達成される波長プロファイル（波長エラー対パルスインデックス）を示す。指令電圧は、最初の数パルスの間に最大閾値で飽和し、それらのパルスの波長ピーク離隔距離性能に悪影響を及ぼす。
【0090】
[0112] 大きな波長のディザリングでは、ＥＡＥが実質的な変位を生成する必要がある。これは、ＥＡＥを高電圧で作動させるか、ＥＡＥをその機械的共振に近づけて作動させることによって実現することができる。共振駆動システムにおいて、電圧のわずかな増加がＥＡＥステージを容易に機械的にオーバードライブさせ、ＥＡＥに物理的な損傷を与える可能性があるため、信頼性に対するリスクは大きくなる。
【0091】
[0113] 最大閾値上限は、ＥＡＥステージが機械的にオーバードライブされるのを防いで信頼性リスクを低減させるために使用される。電圧上限は、電圧信号の大きさ又は最大値を制限する。様々な実施において、上限は、調整される信号の形式に応じて、電圧上限値又はデジタル上限値として提供され得る。従来は、過渡領域の閾値及び定常状態領域の閾値という２つの最大閾値のみが設定されていた。
【0092】
[0114] 上述のとおり、過渡領域において波長安定性を実現するためには、アンダーシュートサブ領域とオーバーシュートサブ領域との間で必要な電圧ディザリング振幅が大きく異なる。これにより、過渡領域における電圧上限の適切な値を決定する際にトレードオフが発生する。一方、この上限をより高い値に設定すると、異常な動作条件下でＥＡＥステージが損傷するリスクがより高まる。一方、上限を低い値に設定すると、アンダーシュートサブ領域（例えば、各バーストの最初の４～５個のパルス）中の制御の柔軟性が低下し、図１２Ａ及び図１２Ｂに示すように閉ループ波長性能に影響を及ぼす。これらの図は、テストケースのＥＡＥ電圧指令プロファイルと、スリット平均（スリットに沿った各空間ピクセルの適合された重心波長の平均）ピーク離隔距離エラーとを示しており、電圧閾値がＥＡＥステージの信頼性要件を満たすように選択されている。図に示すように、オーバーシュート領域での動作中に信頼性要求を満たすためだけに電圧上限が設定されている場合、ピーク離隔距離性能が、バースト過渡現象中に悪影響を受ける。
【0093】
[0115] 一方、電圧閾値を緩和する、つまり高いレベルに設定すると、ピーク離隔距離性能は悪影響を受けず、ビーム品質のマージン、すなわち柔軟性が大幅に高まる。これは図１２Ｃに示されており、この図は、テストケースのスリット平均ピーク離隔距離エラーであり、電圧閾値が過渡領域全体にわたって緩和されている。ただし、電圧閾値を過渡領域全体にわたって緩和すると、ＥＡＥステージの信頼性が損なわれる。
【0094】
[0116] 言い換えれば、過渡領域の全期間にわたって電圧上限について単一の値を適用する場合、通常は、電圧指令が初期のアンダーシュートサブ領域中に飽和するような妥協値に設定する必要がある。そうしないと、オーバードライブ及びＥＡＥステージの損傷というリスクがオーバーシュート領域において過度に高くなる。ただし、電圧上限をこの妥協レベルで設定すると、波長ピーク離隔距離エラーに悪影響が生じる。例えば、バースト過渡現象中に長い（例えば、数パルスから数十パルス）テールが存在する場合がある。バースト内のパルスの総数と比較してパルスの数が少ないため、このテールがウェーハヒストグラムの性能に与える影響はそれほど大きくないが、この波長ピーク離隔距離エラーによって、回避可能なビーム品質イベント（例えば、光パルスが性能パラメータの望ましい範囲から外れる、又は性能パラメータの許容範囲から外れる特性を有するイベント）が発生することがある。したがって、電圧上限をこの妥協レベルで設定すると、信頼性と性能との間のトレードオフが要求されることになる。
【0095】
[0117] このような妥協を避けるため、実施形態の一態様によれば、過渡領域の期間全体にわたって単一の最大電圧閾値を適用する代わりに、別々の最大電圧閾値が過渡領域の別々のサブ領域中に適用される。一態様において、図１３Ａ及び図１３Ｂに示すように、複数の、例えば２つの異なる電圧閾値が使用され、１つはアンダーシュートサブ領域用であり、１つはオーバーシュートサブ領域用である。これは限定されない例であり、バースト過渡現象（最初の約４０個のパルス）領域中に個々のパルスに別個の閾値を設定するために、３つ以上の異なるサブ領域が使用され得ることは明らかである。例えば、図１３Ｂに示すように、機械的なオーバードライブのリスクが非常に低いアンダーシュート領域中に、電圧上限をより高い値ＶＵに設定して、より高い電圧振幅が可能となり、波長離隔距離性能が向上し得る。一方、ＥＡＥステージの機械的なオーバードライブのリスク、またその結果としてのＥＡＥステージの故障のリスクが高いオーバーシュート領域中に、電圧上限は、性能に過度の影響を与えることなくＥＡＥの信頼性を向上させるために、より低い値ＶＯに設定され得る。複数の電圧上限ゾーンを有することで、アンダーシュート領域とオーバーシュート領域との間の円滑な遷移も可能になる。
【0096】
[0118] 共振周波数や電圧対角度利得などの特定のパラメータは、別々のＥＡＥステージ間で異なり得るが、図１３Ａに示すＥＡＥステージの動態は、様々なＥＡＥステージについて同様であり得る。一部のタイプのＥＡＥ設計に関しては、過渡領域の電圧閾値プロファイルの較正を複数回実行する必要がなく、モジュールごとに修正する必要もない。一部の設計について、共振周波数及び電圧対角度利得に関するモジュール間の変動は、必要に応じて電圧閾値プロファイルをスケーリングする単一の乗算係数によって取得することができる。
【0097】
[0119] 電圧上限は、事前に発見的に決定することも、上述のように閉ループフィードバック方式を使用して決定することもできる。
【0098】
[0120] したがって、実施形態の一態様によれば、過渡領域は複数のセクションに分割され、電圧制御パラメータは各セクションの過渡及び感度のニーズに合わせて調整される。
【0099】
[0121] 図１４は、開示されたシステムの動作の基礎となる特定の原理を示す図である。図示の例では、バーストの過渡領域が２つのサブ領域に分割されている。ただし、その過渡領域は、より多くのサブ領域に分割され得ることが理解されるであろう。第１の電圧閾値又は上限又は最大値Ｖ０が、第１のサブ領域においてアクチュエータ電圧指令信号に適用される。この例では、第１のサブ領域は、バーストの最初の４つのパルスを含む。ここでも、異なる数のパルスが使用されてよい。第２の電圧閾値又は上限又は最大値Ｖ１が、第２のサブ領域においてアクチュエータ電圧指令信号に適用される。この例では、第２のサブ領域は、バーストのパルス５からパルス４０を含む。ここでも、異なる数のパルスが使用されてもよい。次に、過渡領域の終了後、第３の電圧閾値又は上限又は最大値Ｖ２が、バーストの期間にわたって適用される。
【0100】
[0122] 図１５は、一実施形態の特定の態様に従った方法のフローチャートである。ステップＳ１０１０では、トリガによって、且つ第１の閾値を有する電圧指令信号を使用して、バーストが開始される。ステップＳ１０２０では、パルスの実行カウントが維持される。このステップＳ１０２０は、プロセスの期間にわたって継続することが理解されるであろう。ステップＳ１０３０では、遷移パルスカウントに達したかどうかが判定される。例えば、パルスカウントは、アンダーシュート領域にあると予想されるパルスの数になり得る。パルスカウントが遷移値に達していない場合、ステップＳ１０４０において、システムは、現在の閾値を有する電圧指令信号の適用を継続する。ただし、ステップＳ１０３０において遷移パルスカウントに達したと判断された場合、ステップＳ１０５０において、別の閾値を有する電圧指令信号がアクチュエータに適用される。その後、システムは再びステップＳ１０３０に戻って、パルスカウントが別の遷移の値に達したかどうかを判定する。このプロセスは、例えばバーストの期間中など、必要に応じて継続される。
【0101】
[0123] 上記の説明には、１つ以上の実施形態の例が含まれている。もちろん、前述の実施形態を説明するために、考えられる全てのコンポーネント又は方法の組み合わせを説明することは不可能であるが、当業者であれば、様々な実施形態の多くの更なる組み合わせや順列が可能であることを認識し得る。したがって、記載された実施形態は、添付の請求項の精神及び範囲に含まれる全ての変更、修正、及び変形を包含することを意図している。さらに、「含む（includes）」という用語が詳細な説明又は請求項のいずれかで使用される限りにおいて、そのような用語は、「備える（comprising）」という用語が請求項内で移行語として使用されるときに解釈されるのと同様に包括的であることが意図されている。さらに、説明した態様及び／又は実施形態の要素は単数形で詳細な説明又は請求項において記載される場合があるが、単数形への限定が明示的に述べられない限り、複数形も想定される。さらに、特に明記しない限り、任意の態様及び／又は実施形態の全部又は一部は、他の任意の態様及び／又は実施形態の全部又は一部と共に利用される場合がある。
【0102】
[0124] 実施形態は、以下の条項を使用してさらに説明することができる。
１．レーザ装置の光学アセンブリ内の光学素子の位置に少なくとも部分的に基づいて、第１の波長を有する第１の複数のレーザ放射パルスと、第１の複数のレーザ放射パルスと共に点在する、第１の波長とは異なる第２の波長を有する第２の複数のレーザ放射パルスと、を含むレーザ放射のパルスバーストを生成するように適合されたレーザ装置であって、
パルスバーストを開始するためのトリガと、
パルスバーストにおいて発生したパルスの数の実行カウントを提供するためのパルスカウンタと、
電圧指令信号の制御下で光学素子の位置を制御するように光学素子に機械的に結合された電気作動可能素子（ＥＡＥ）と、
ＥＡＥに電気的に接続された電圧コントローラと、を備え、
電圧コントローラは、パルスカウンタから実行カウントを受け取るように配置され、電圧コントローラは、電圧指令信号を生成するように適合され、電圧コントローラは、バーストが開始されたときから実行カウントが第１の所定値に達するまで、第１の電圧上限を電圧指令信号に適用するように構成され、電圧コントローラは、実行カウントが第１の所定値を超えた後に、第２の電圧上限を電圧指令信号に適用するように構成される、レーザ装置。
２．第１の所定値は、ＥＡＥがその電圧応答挙動のアンダーシュート領域の終わりに達したときの実行カウントである、条項１に記載のレーザ装置。
３．電圧コントローラは、実行カウントが、ＥＡＥがその電圧応答挙動のオーバーシュート領域の終わりに達したときの実行カウントに等しい第２の所定値を超えた後に、第３の電圧上限を電圧指令信号に適用する、条項１に記載のレーザ装置。
４．第１の電圧上限は、第２の電圧上限より大きい、条項１に記載のレーザ装置。
５．第１の波長を有する第１の複数のレーザ放射パルスと、第１の複数のレーザ放射パルスと共に点在する、第１の波長とは異なる第２の波長を有する第２の複数のレーザ放射パルスと、を生成するように適合されたレーザ装置であって、
パルスバーストの開始以降に発生したパルスの数の実行カウントを提供するように構成されたパルスカウンタと、
光学素子に機械的に結合され、且つ指令信号の制御下で光学素子の位置を調整するように構成された電気作動可能素子（ＥＡＥ）であって、パルスバースト内のパルスのそれぞれの波長が光学素子の位置に少なくとも部分的に基づいている、ＥＡＥと、
ＥＡＥに電気的に接続され、実行カウントをパルスカウンタから受け取るように配置され、且つ指令信号を生成するように適合されたコントローラであって、実行カウントに少なくとも部分的に基づいて、指令信号に適用される信号上限を変更するように適合される、コントローラと、を備えるレーザ装置。
６．コントローラは、実行カウントが、ＥＡＥがその応答挙動のアンダーシュート領域の終わりに達したことに対応する所定の値に達したときに所定の信号上限を提供するように適合される、条項５に記載のレーザ装置。
７．コントローラは、実行カウントが、ＥＡＥがその応答挙動のオーバーシュート領域の終わりに達したことに対応する所定の値に達したときに所定の信号上限を提供するように適合される、条項５に記載のレーザ装置。
８．コントローラは、実行カウントが、ＥＡＥがその応答挙動のアンダーシュート領域の終わりに達したことに対応する第１の所定値に達したときに第１の所定信号上限を提供するように適合され、コントローラは、実行カウントが、ＥＡＥがその応答挙動のオーバーシュート領域の終わりに達したことに対応する第２の所定値に達したときに第２の所定信号上限を提供するように適合され、第１の所定信号上限は、第２の所定信号上限より大きい、条項５に記載のレーザ装置。
９．レーザ装置の光学アセンブリ内の光学素子の位置に少なくとも部分的に基づいて、第１の波長を有する第１の複数のレーザ放射パルスと、第１の複数のレーザ放射パルスと共に点在する、第１の波長とは異なる第２の波長を有する第２の複数のレーザ放射パルスと、を含むレーザ放射のパルスバーストを生成するように適合されたレーザ装置を動作させる方法であって、光学素子の位置は、光学素子に機械的に結合された電気作動可能素子（ＥＡＥ）によって決定され、方法は、
パルスバーストを生成することと、
パルスバーストを生成することと同時に、パルスバーストにおいて発生したパルスの数をカウントしてパルスの実行カウントを提供することと、
ＥＡＥに対する指令電圧を生成することであって、指令電圧は実行カウントに少なくとも部分的に基づいて電圧上限を有する、生成することと、を含む方法。
１０．バーストが開始されたときから実行カウントが第１の所定値に達したときまで、第１の電圧上限が指令電圧に適用され、実行カウントが第２の所定値に達したときに、第２の電圧上限が指令電圧に適用される、条項９に記載の方法。
１１．第１の所定値は、ＥＡＥがその電圧応答挙動のアンダーシュート領域の終わりに達したときの実行カウントである、条項１０に記載の方法。
１２．第２の所定値は、ＥＡＥがその電圧応答挙動のオーバーシュート領域の終わりに達したときの実行カウントである、条項１０に記載の方法。
１３．第１の所定値は、ＥＡＥがその電圧応答挙動のアンダーシュート領域の終わりに達したときの実行カウントであり、第２の所定値は、ＥＡＥがその電圧応答挙動のオーバーシュート領域の終わりに達したときの実行カウントであり、第１の電圧上限は、第２の電圧上限より大きい、条項１０に記載の方法。
１．レーザ装置の光学アセンブリ内の光学素子の位置に少なくとも部分的に基づいて、第１の波長を有する第１の複数のレーザ放射パルスと、第１の複数のレーザ放射パルスと共に点在する、第１の波長とは異なる第２の波長を有する第２の複数のレーザ放射パルスと、を含むレーザ放射のパルスバーストを生成するように適合されたレーザ装置であって、
パルスバーストを開始するためのトリガと、
パルスバーストにおいて発生したパルスの数の実行カウントを提供するためのパルスカウンタと、
電圧指令信号の制御下で光学素子の位置を制御するように光学素子に機械的に結合された電気作動可能素子（ＥＡＥ）と、
ＥＡＥに電気的に接続された電圧コントローラと、を備え、
電圧コントローラは、パルスカウンタから実行カウントを受け取るように配置され、電圧コントローラは、電圧指令信号を生成するように適合され、電圧コントローラは、バーストが開始されたときから実行カウントが第１の所定値に達するまで、第１の電圧上限を電圧指令信号に適用するように構成され、電圧コントローラは、実行カウントが第１の所定値を超えた後に、第２の電圧上限を電圧指令信号に適用するように構成される、レーザ装置。
２．第１の所定値は、ＥＡＥがその電圧応答挙動のアンダーシュート領域の終わりに達したときの実行カウントである、条項１に記載のレーザ装置。
３．電圧コントローラは、実行カウントが、ＥＡＥがその電圧応答挙動のオーバーシュート領域の終わりに達したときの実行カウントに等しい第２の所定値を超えた後に、第３の電圧上限を電圧指令信号に適用する、条項１に記載のレーザ装置。
４．第１の電圧上限は、第２の電圧上限より大きい、条項１に記載のレーザ装置。
５．第１の波長を有する第１の複数のレーザ放射パルスと、第１の複数のレーザ放射パルスと共に点在する、第１の波長とは異なる第２の波長を有する第２の複数のレーザ放射パルスと、を生成するように適合されたレーザ装置であって、
パルスバーストの開始以降に発生したパルスの数の実行カウントを提供するように構成されたパルスカウンタと、
光学素子に機械的に結合され、且つ指令信号の制御下で光学素子の位置を調整するように構成された電気作動可能素子（ＥＡＥ）であって、パルスバースト内のパルスのそれぞれの波長が光学素子の位置に少なくとも部分的に基づいている、ＥＡＥと、
ＥＡＥに電気的に接続され、実行カウントをパルスカウンタから受け取るように配置され、且つ指令信号を生成するように適合されたコントローラであって、実行カウントに少なくとも部分的に基づいて、指令信号に適用される信号上限を変更するように適合される、コントローラと、を備えるレーザ装置。
６．コントローラは、実行カウントが、ＥＡＥがその応答挙動のアンダーシュート領域の終わりに達したことに対応する所定の値に達したときに所定の信号上限を提供するように適合される、条項５に記載のレーザ装置。
７．コントローラは、実行カウントが、ＥＡＥがその応答挙動のオーバーシュート領域の終わりに達したことに対応する所定の値に達したときに所定の信号上限を提供するように適合される、条項５に記載のレーザ装置。
８．コントローラは、実行カウントが、ＥＡＥがその応答挙動のアンダーシュート領域の終わりに達したことに対応する第１の所定値に達したときに第１の所定信号上限を提供するように適合され、コントローラは、実行カウントが、ＥＡＥがその応答挙動のオーバーシュート領域の終わりに達したことに対応する第２の所定値に達したときに第２の所定信号上限を提供するように適合され、第１の所定信号上限は、第２の所定信号上限より大きい、条項５に記載のレーザ装置。
９．レーザ装置の光学アセンブリ内の光学素子の位置に少なくとも部分的に基づいて、第１の波長を有する第１の複数のレーザ放射パルスと、第１の複数のレーザ放射パルスと共に点在する、第１の波長とは異なる第２の波長を有する第２の複数のレーザ放射パルスと、を含むレーザ放射のパルスバーストを生成するように適合されたレーザ装置を動作させる方法であって、光学素子の位置は、光学素子に機械的に結合された電気作動可能素子（ＥＡＥ）によって決定され、方法は、
パルスバーストを生成することと、
パルスバーストを生成することと同時に、パルスバーストにおいて発生したパルスの数をカウントしてパルスの実行カウントを提供することと、
ＥＡＥに対する指令電圧を生成することであって、指令電圧は実行カウントに少なくとも部分的に基づいて電圧上限を有する、生成することと、を含む方法。
１０．バーストが開始されたときから実行カウントが第１の所定値に達したときまで、第１の電圧上限が指令電圧に適用され、実行カウントが第２の所定値に達したときに、第２の電圧上限が指令電圧に適用される、条項９に記載の方法。
１１．第１の所定値は、ＥＡＥがその電圧応答挙動のアンダーシュート領域の終わりに達したときの実行カウントである、条項１０に記載の方法。
１２．第２の所定値は、ＥＡＥがその電圧応答挙動のオーバーシュート領域の終わりに達したときの実行カウントである、条項１０に記載の方法。
１３．第１の所定値は、ＥＡＥがその電圧応答挙動のアンダーシュート領域の終わりに達したときの実行カウントであり、第２の所定値は、ＥＡＥがその電圧応答挙動のオーバーシュート領域の終わりに達したときの実行カウントであり、第１の電圧上限は、第２の電圧上限より大きい、条項１０に記載の方法。
【0103】
[0125] 上記の実施及び他の実施は、以下の請求項の範囲内にある。
【図1A】
【図1B】
【図1C】
【図2A】
【図2B】
【図2C】
【図3A】
【図3B-3C】
【図4】
【図5】
【図6A】
【図6B】
【図7】
【図8A】
【図8B】
【図9A】
【図9B】
【図10A】
【図10B】
【図11】
【図12A】
【図12B】
【図12C】
【図13A-13B】
【図14】
【図15】
【国際調査報告】