JP7430799B2 - 光源のための制御システム - Google Patents

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Description

関連出願の相互参照
[0001] 本出願は、２０２０年３月３日に出願された「CONTROL SYSTEM FOR A LIGHT SOURCE」という名称の米国特許出願第６２／９８４，４３３号に対する優先権を主張し、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
[0002] 本開示は、光源、例えば深紫外光源のための制御システムに関する。
[0003] フォトリソグラフィは、シリコンウェーハなどの基板上に半導体回路がパターン形成されるプロセスである。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使用される深紫外（ＤＵＶ）光を生成する。ＤＵＶ光は、例えば、約１００ナノメートル（ｎｍ）～約４００ｎｍの波長を含み得る。多くの場合、光学源は、レーザ源（例えば、エキシマレーザ）であり、ＤＵＶ光は、パルスレーザビームである。光学源からのＤＵＶ光は、投影光学システムと相互作用し、投影光学システムは、マスクを通して、シリコンウェーハ上のフォトレジスト上にビームを投影する。このようにして、チップデザインの層がフォトレジスト上にパターン形成される。続いて、フォトレジスト及びウェーハがエッチング及び洗浄され、次いでフォトリソグラフィプロセスが繰り返される。
[0004] 一態様では、光源は、第１の期間中にアクティブ状態であり、第２の期間中にアイドル状態であり、及び第３の期間中にアクティブ状態であるように構成された光発生装置と、制御システムとを含む。第１の期間は、第２の期間前に生じ、及び第２の期間は、第３の期間前に生じる。励起信号は、アクティブ状態では光発生装置に印加され、及びアイドル状態では光発生装置に印加されない。制御システムは、第３の期間中に光発生装置に印加するための励起信号の特性を、第２の期間の持続時間及び第１の期間中の特性の値に基づいて推定するように構成される。
[0005] 実装形態は、以下の特徴の１つ以上を含むことができる。
[0006] 光発生装置は、ガス状利得媒体を保持するように構成された放電チャンバと、放電チャンバ内の複数の電極とを含み得る。励起信号は、複数の電極の少なくとも１つに印加される電圧信号を含み得、及び励起信号の特性は、電圧信号の大きさを含み得る。電圧信号は、時変電圧信号を含み得る。制御システムは、第１の期間において電極に印加された電圧信号の大きさを表す少なくとも１つの値を記憶するように構成されたメモリモジュールを含み得る。第１の期間中の特性の値は、第１の期間中に電極に印加された最小電圧を含み得る。制御システムは、第３の期間中に光発生装置に印加するための励起信号の特性を、第２の期間の持続時間、第１の期間中に電極に印加された最小電圧及び第１の期間に関連付けられた適応パラメータに基づいて推定するように構成され得る。ガス状利得媒体は、電極の少なくとも１つに印加される電圧信号に応答して深紫外（ＤＵＶ）光を放出するように構成された利得媒体を含み得る。ガス状利得媒体は、フッ化アルゴン（ＡｒＦ）、フッ化クリプトン（ＫｒＦ）又は塩化キセノン（ＸｅＣｌ）を含み得る。
[0007] 制御システムは、励起信号の推定された特性と、第３の期間中に光発生装置に印加された励起信号の特性の実際値とに基づいてエラーメトリックを決定するようにも構成され得る。制御システムは、エラーメトリックに基づいて適応パラメータの値を更新するように構成され得る。制御システムは、複数の適応パラメータの各々に関する値を更新するように構成され得、及び複数の適応パラメータの各々は、第２の期間の異なる持続時間に関連付けられ得る。
[0008] 制御システムは、励起信号の推定された特性に基づいて、ウォームアップ手順を開始するかどうかを決定するように構成され得る。ウォームアップ手順が開始される場合、制御システムは、ウォームアップ手順の持続時間に関連するウォームアップ手順メトリックを決定するように構成され得る。ウォームアップ手順メトリックは、ウォームアップ手順中に光発生装置を励起する回数であり得る。
[0009] 光発生装置は、主発振器及びパワー増幅器を含み得る。
[0010] 光発生装置は、単一の放電チャンバを含み得る。
[0011] 光発生装置は、複数の放電チャンバを含み得、及び放電チャンバの各々は、パルス光ビームをビームコンバイナに向かって放出するように構成され得る。
[0012] 別の態様では、光源のためのコントローラは、制御システムを含む。制御システムは、光源のアイドル期間の持続時間に関連する情報にアクセスすることと、アイドル期間前に生じた期間中に光源に印加された励起信号の特性の値に関連する情報にアクセスすることと、励起信号の特性の更新値を、アイドル期間の持続時間と、アイドル期間前に生じた期間中の励起信号の特性の値とに基づいて推定することとを行うように構成される。
[0013] 実装形態は、以下の特徴の１つ以上を含み得る。
[0014] 制御システムは、アイドル期間後、特性の更新値を有する励起信号を光源に印加するように構成され得る。制御システムは、特性の推定された更新値と、アイドル期間後に光発生装置に印加された励起信号の特性の実際値とに基づいてエラーメトリックを決定するように構成され得る。制御システムは、エラーメトリックに基づいて適応パラメータの値を更新するように構成され得る。制御システムは、複数の適応パラメータの各々に関する値を更新するように構成され得、複数の適応パラメータの各々は、第２の期間の異なる持続時間に関連付けられる。
[0015] 制御システムは、特性の推定された更新値に基づいて、光源のウォームアップ手順を開始するかどうかを決定するようにも構成され得る。
[0016] 制御システムは、コンピュータ可読メモリモジュールから、光源のアイドル期間の持続時間に関連する情報と、アイドル期間前に生じた期間中の励起信号の特性の値に関連する情報とにアクセスするように構成され得る。
[0017] 制御システムはまた、コンピュータ可読メモリモジュールと、コンピュータ可読メモリモジュールに結合された１つ以上の電子プロセッサとを含み得る。
[0018] 別の態様では、方法は、光源のアイドル期間の持続時間に関連する情報にアクセスすることと、アイドル期間前に生じた期間中に光源に印加された励起信号の特性の値に関連する情報にアクセスすることと、励起信号の特性の更新値を、アイドル期間の持続時間と、アイドル期間前に生じた期間中の励起信号の特性の値とに基づいて推定することとを含む。
[0019] 上述したいずれかの技術の実装形態は、ＤＵＶ光源、システム、方法、プロセス、デバイス又は装置を含み得る。１つ以上の実装形態の詳細が添付の図面及び以下の記載に記述される。他の特徴は、本明細書及び図面並びに特許請求の範囲から明らかになるであろう。
[0020]異なる時間における光源のブロック図である。 [0020]異なる時間における光源のブロック図である。 [0020]異なる時間における光源のブロック図である。 [0021]異なる時間における別の光源のブロック図である。 [0021]異なる時間における別の光源のブロック図である。 [0021]異なる時間における別の光源のブロック図である。 [0022]励起信号の特性の値を推定するためのプロセスのフローチャートである。 [0023]ウォームアップ手順を開始するかどうかを決定するためのプロセスのフローチャートである。 [0024]時間の関数としてのアイドル時間のプロットである。 [0025]時間の関数としての電圧メトリックのプロットである。 [0026]時間の関数としての、第１のＤＵＶ光源の電極に印加される電圧のプロットである。 [0027]時間の関数としての、第２のＤＵＶ光源の電極に印加される電圧のプロットである。 [0028]図５Ｄの第２のＤＵＶ光源に関するアイドル時間の関数としてのエラーメトリックのプロットである。 [0029]図５Ｄの第２のＤＵＶ光源に関するアイドル時間の関数としてのエラーメトリックのプロットである。 [0030]フォトリソグラフィシステムのブロック図である。 [0031]光リソグラフィシステムのブロック図である。 [0032]図７Ａの光リソグラフィシステムのための投影光学システムのブロック図である。
[0033] 図１Ａ～図１Ｃの各々は、異なる時間における光源１００のブロック図である。図１Ａは、時間ｔ１における光源１００を示す。図１Ｂは、時間ｔ２における光源１００を示す。図１Ｃは、時間ｔ３における光源１００を示す。時間ｔ１は、第１の期間中に生じ、時間ｔ２は、第２の期間中に生じ、及び時間ｔ３は、第３の期間中に生じる。第１の期間は、第２の期間前に生じ、及び第２の期間は、第３の期間前に生じる。例示を目的として、３つの期間が示されている。しかしながら、光源１００は、４つ以上の期間にわたって動作することができる。
[0034] 光源１００は、光発生装置１１０と、励起信号１０９の特性を推定する制御システム１５０とを含む。励起信号１０９は、制御システム１５０により、又は制御システム１５０によって制御される別個の装置（電圧源若しくは電流源など）により生成することができる。励起信号１０９は、光発生装置１１０に光ビーム１０５を発生させるのに十分な任意のタイプの信号である。例えば、励起信号１０９は、光発生装置１１０内の励起機構（図２Ａ～図２Ｃの励起機構２１１、図６の電極６１１Ａ及び６１１ｂ又は図７の電極７１１－１ａ、７１１－１ｂなど）に印加される信号であり得る。光ビーム１０５は、例えば、パルスレーザビーム又は連続波レーザビームであり得る。光発生装置１１０は、ＤＵＶ範囲（例えば、約１００ナノメートル（ｎｍ）～約４００ｎｍの波長）内のパルス光ビームを放出する深紫外（ＤＵＶ）光学システムであり得る。いくつかの実装形態では、光発生装置１１０は、各アクティブ期間中にパルスのバーストを放出する。パルスのバーストは、数百又は数千の光パルスを含む。
[0035] 励起信号１０９は、光発生装置１１０がアクティブ状態であるとき、光発生装置１１０又は光発生装置１１０の構成要素に印加される。光発生装置１１０は、アクティブ状態中に光ビーム１０５を生成する。光発生装置１１０は、非アクティブ状態又はアイドル状態も有する。非アクティブ状態又はアイドル状態である間、励起信号１０９は、光発生装置１１０又はその構成要素に印加されず、光発生装置１１０は、光ビーム１０５を生成しない。アイドル状態又は非アクティブ状態中、光発生装置１１０は、例えば、電源オフであるか若しくは遮断されているか、又は電源オンであり、光を全く生成していない場合がある。図１Ａ～図１Ｃの例では、光発生装置１１０は、第１及び第３の期間ではアクティブ状態であり、第２の期間ではアイドル状態である。第２の期間の時間的な持続時間は、アイドル時間とも称され、第２の期間は、アイドル期間とも称される。
[0036] 以下で更に詳細に論じるように、制御システム１５０は、第３の期間中に光発生装置１１０に印加する励起信号１０９の特性を、アイドル期間の持続時間と、以前のアクティブ期間（例えば、第１の期間）中に光発生装置１１０に印加された励起信号１０９の特性の値とに基づいて推定する。特性は、例えば、光発生装置１１０内の励起機構に供給される電圧及び／又は電流信号の振幅であり得る。
[0037] アイドル時間と、第１の期間中の特性の値とを使用して励起信号１０９の特性を決定することにより、制御システム１５０は、光源１００の性能を改善する。例えば、いくつかの従来技術は、アイドル時間のみに基づいて励起信号を決定する。これらの従来技術は、例えば、アイドル時間が所定の閾値よりも大きい場合、予め定められた励起信号を使用し、及び／又はアイドル時間が所定のアイドル時間の閾値よりも大きい場合、光発生装置１１０をウォームアップモードに移行させる。
[0038] 他方では、制御システム１５０は、励起信号１０９の特性の以前の値を考慮して、励起信号１０９の更新値を推定する技術を実現する。制御システム１５０によって採用されるアプローチは、第３の期間において印加される励起信号１０９の特性のより正確な決定をもたらし、ウォームアップ手順の使用を改善する。例えば、制御システム１５０は、ウォームアップ手順の不必要な実行を低減又は排除する一方、ウォームアップ手順が適切に呼び出されることを確実にすることも促進する。
[0039] 更に、制御システム１５０は、光発生装置１１０の１つ以上の特徴の経時的な変化を説明する適応パラメータを決定することもできる。例えば、光発生装置１１０のエネルギー効率は、経時的に変化する場合がある。エネルギー効率は、一定量のエネルギーを有する光を生成するために光発生装置１１０に供給されるエネルギー量間の関係である。例えば、励起信号１０９が、光発生装置１１０の電極に印加される電圧信号である実装形態では、光発生装置１１０のエネルギー効率が低下するにつれて、光ビーム１０５を生成するために、より多くの電圧が必要となる。光発生装置１１０のエネルギー効率は、アイドル時間中に低下する場合もある。以下で更に詳細に論じるように、適応パラメータは、光発生装置１１０のエネルギー効率の変化を推定及び追跡することができる。経時的に変化する光発生１１０の特徴を考慮することにより、制御システム１５０は、励起信号１０９の特性の推定の精度を改善する。
[0040] 図２Ａ～図２Ｃを参照すると、光源２００のブロック図が示されている。光源２００は、光源１００の実装形態である。図２Ａ～図２Ｃの各々は、異なる時間における光源２００を示す。光源２００は、図２Ａ及び図２Ｃではアクティブ状態であり、図２Ｂではアイドル状態であることが示されている。光源２００は、光発生装置２１０及び制御システム２５０を含む。光発生装置２１０は、励起機構２１１及び利得媒体２１２を含む。
[0041] 光発生装置２１０は、アクティブ状態において光ビーム２０５を生成する。励起信号２０９は、光発生装置２１０がアクティブ状態であるとき、光発生装置２１０に印加され、励起機構２１１を励起する（図２Ａ及び図２Ｃ）。光発生装置２１０は、非アクティブ状態又はアイドル状態も有する（図２Ｂ）。光発生装置２１０がアイドル状態である場合、励起信号２０９は、光発生装置に印加されず、励起機構２１１を励起しない。図２Ａ～図２Ｃの例では、光源２００は、第１の期間（時間ｔ１を含む）中及び第３の期間（時間ｔ３を含む）中、アクティブ状態である。光源２００は、第２の期間（時間ｔ２を含む）中、アイドル状態である。第２の期間の持続時間は、アイドル時間とも称される。例示を目的として、３つの期間が示されている。しかしながら、光源２００は、４つ以上の期間にわたって動作することができる。
[0042] 励起機構２１１は、励起信号２０９に応答して利得媒体２１２を励起する。利得媒体２１２は、用途に必要な波長、エネルギー及び帯域幅で光ビームを生成するのに好適な任意の媒体である。例えば、利得媒体２１２は、ガス、結晶、ガラス、半導体又は液体であり得る。
[0043] 励起機構２１１は、利得媒体２１２を励起することが可能な任意の機構である。例えば、励起機構２１１は、ガス状利得媒体を励起する複数の電極であり得る。励起信号２０９は、例えば、電気信号（電圧信号など）であり得るか、又は追加の要素（電圧源若しくは電流源など）に、励起機構２１１に供給される電気信号を生成させるコマンド信号であり得る。励起信号２０９は、正弦波電圧信号又は方形波電圧信号など、時変直流（ＤＣ）電気信号又は交流（ＡＣ）電気信号であり得る。これらの実装形態では、励起信号２０９の特性は、時変信号の最大振幅、時変信号の平均振幅、時変信号の最小振幅、時変信号の周波数、時変信号のデューティサイクル及び／又は時変信号に関連する任意の他の特性であり得る。
[0044] 制御システム２５０は、励起信号２０９の特性を推定する。特性は、例えば、光発生装置２１０内の励起機構２１１に供給される電圧及び／又は電流信号の振幅、周波数及び／又はデューティサイクルであり得る。制御システム２５０は、以前の又は先行するアイドル時間と、励起信号２０９の特性の以前の又は先行する値とに基づいて励起信号２０９の特性を推定する。励起信号２０９の特性を推定するために、制御システム２５０は、図３に関して議論したプロセス３００などのプロセスを実現することができる。制御システム２５０は、図４に関して議論したプロセス４００などの他のプロセスをスタンドアロン型プロセスとして又はプロセス３００と共に実現することもできる。更に、制御システム２５０は、任意のタイプの光学源と共に使用することができる。例えば、制御システム２５０は、フォトリソグラフィシステム６００（図６）又は光リソグラフィシステム７００（図７）と共に使用することができる。
[0045] 制御システム２５０は、電子処理モジュール２５１、コンピュータ可読メモリモジュール２５２及びＩ／Ｏインターフェース２５３を含む。電子処理モジュール２５１は、コンピュータプログラムの実行に好適な１つ以上のプロセッサ、例えば汎用又は専用マイクロプロセッサと、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とを含む。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（ＲＡＭ）又はその両方から命令及びデータを受信する。電子処理モジュール２５１は、任意のタイプの電子プロセッサを含むことができる。電子処理モジュール２５１の１つ又は複数の電子プロセッサは、命令を実行し、メモリモジュール２５２に記憶されたデータにアクセスする。１つ又は複数の電子プロセッサは、メモリモジュール２５２にデータを書き込むことも可能である。
[0046] メモリモジュール２５２は、ＲＡＭなどの揮発性メモリであり得るか、又は不揮発性メモリであり得る。いくつかの実装形態では、メモリモジュール２５２は、不揮発性及び揮発性の部分又は構成要素を含む。メモリモジュール２５２は、制御システム２５０の動作で使用されるデータ及び情報を記憶することができる。例えば、メモリモジュール２５２は、アイドル期間に関連する情報と、過去及び直近のアイドル時間前に生じた１つ以上の期間中に光発生装置２１０に印加された励起信号２０９の特性の値に関連する情報とを記憶することができる。メモリモジュール２５２は、直近のアイドル期間の直前に生じたアクティブ期間中に印加された励起信号２０９に関連付けられた１つ以上の値を記憶することができる。例えば、励起信号２０９は、電圧信号であり得るか、又は電圧源により生成される電圧を指定する信号であり得る。この例では、メモリモジュール２５２は、直近のアクティブ期間中の電圧信号の平均値、最小値及び最大値を記憶することができる。メモリモジュール２５２は、光源２００及び／又は光発生装置２１０から受信した情報を記憶することもできる。
[0047] Ｉ／Ｏインターフェース２５３は、制御システム２５０が、データ及び信号を、オペレータ、光発生装置２１０及び／又は別の電子デバイス上で動作する自動化されたプロセスと交換することを可能にする任意の種類のインターフェースである。例えば、メモリモジュール２５２に記憶された規則又は命令が編集される場合がある実装形態では、編集は、Ｉ／Ｏインターフェース２５３を介して行うことができる。別の例では、Ｉ／Ｏインターフェース２５３は、光発生装置２１０から、及び／又は光発生装置２１０のハードウェア及び／又はソフトウェアサブシステムからデータを受信する。例えば、光発生装置２１０は、Ｉ／Ｏインターフェース２５３を介して、光発生装置２１０に関するアイドル時間及び他の情報を制御システム２５０に提供することができる。Ｉ／Ｏインターフェース２５３は、視覚的ディスプレイ、キーボード及び通信インターフェース、例えばパラレルポート、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）接続及び／又は例えばイーサネットなどの任意のタイプのインターフェースの１つ以上を含み得る。Ｉ／Ｏインターフェース２５３は、例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１、Bluetooth又は近距離無線通信（ＮＦＣ）接続を介した、物理的接触のない通信を可能にすることもできる。
[0048] 制御システム２５０は、データ接続２５４を介して光発生装置２１０に結合される。データ接続２５４は、物理ケーブル又は他の物理データ導管（例えば、ＩＥＥＥ８０２．３に基づくデータ転送をサポートするケーブル）、無線データ接続（例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１又はBluetoothを介してデータを提供するデータ接続）又は有線及び無線のデータ接続の組み合わせであり得る。データ接続を介して提供されるデータは、任意のタイプのプロトコル又は形式を介して設定できる。データ接続２５４は、対応する通信インターフェース（図示せず）において光発生装置２１０に接続される。通信インターフェースは、データを送受信できる任意の種類のインターフェースであり得る。例えば、データインターフェースは、イーサネットインターフェース、シリアルポート、パラレルポート又はＵＳＢ接続であり得る。いくつかの実装形態では、データインターフェースは、無線データ接続を介したデータ通信を可能にする。例えば、データインターフェースは、ＩＥＥＥ８１１．１１トランシーバ、Bluetooth又はＮＦＣ接続であり得る。制御システム２５０は、光発生装置２１０内のシステム及び／又は構成要素に接続することができる。例えば、制御システム２５０は、励起機構２１１に接続することができる。
[0049] 図２Ａ～図２Ｃの例では、制御システム２５０は、光発生装置２１０から分離され、データ接続２５４を介して接続されるものとして示されている。しかしながら、いくつかの実装形態では、制御システム２５０は、光発生装置２１０及び制御システム２５０が単一の一体化されたパッケージの一部となる（例えば、同じハウジング内に閉じ込められる）ように、光発生装置２１０の一部として実現される。これらの実装形態では、データ接続２５４は、制御システム２５０の態様を実現するソフトウェアモジュールの１つのソフトウェアモジュールと、光発生装置２１０のための他の機能性を実現するソフトウェアモジュールの他のソフトウェアモジュールとの間での通信を可能にするデータパスであり得る。
[0050] 図３は、プロセス３００のフローチャートである。プロセス３００は、励起信号２０９の特性の値を推定するためのプロセスの一例である。プロセス３００は、光発生装置に関連付けられた制御システムにより実行することができる。例えば、プロセス３００は、制御システム１５０（図１）又は制御システム２５０（図２Ａ～図２Ｃ）により実行することができる。以下の議論では、プロセス３００は、制御システム２５０及び光発生装置２１０に関して議論される。例えば、図２Ａ～図２Ｃを参照すると、プロセス３００は、メモリモジュール２５２に記憶され、電子処理モジュール２５１内の１つ以上の電子プロセッサによって実行される命令（例えば、コンピュータプログラム又はコンピュータソフトウェア）の集合として実現することができる。
[0051] 光発生装置２１０のアイドル期間の持続時間に関する情報にアクセスする（３１０）。アイドル期間の持続時間（アイドル時間とも称される）は、光発生装置２１０がアイドル状態又は非アクティブ状態である連続する期間の長さである。アイドル時間は、過去に生じたアイドル期間に関連し、直近のアイドル期間の持続時間であり得る。例えば、アイドル時間は、図２Ｂに示す時間ｔ２を含む第２の期間の持続時間であり得る。
[0052] アイドル時間は、メモリモジュール２５２に記憶され得る。これらの実装形態では、制御システム２５０は、メモリモジュール２５２からのアイドル時間の値にアクセスする。アイドル時間の値は、メモリモジュール２５２からアクセスされるとは限らない。例えば、いくつかの実装形態では、アイドル時間は、Ｉ／Ｏインターフェース２５３を介してオペレータによって提供される。更に、アイドル時間に関する情報は、アイドル時間を表す数値であり得、その情報は、他の形式であり得る。例えば、アイドル時間に関する情報は、アイドル期間が開始した時間及びアイドル時間が終了した時間を含むことができる。これらの実装形態では、制御システム２５０は、アクセスされた情報に基づいてアイドル時間を決定するように構成される。
[0053] アイドル期間前に生じたアクティブ期間中、光発生装置２１０に印加された励起信号２０９の特性の値に関する情報にアクセスする（３２０）。例えば、情報は、直近のアクティブ期間中に励起機構２１１に印加された最大電圧であり得る。情報は、以前のアクティブ期間中の特性の複数の値を含む場合がある。例えば、情報は、以前のアクティブ期間中に励起機構２１１に印加された最大電圧及び最小電圧を含むことができる。別の例では、情報は、アクティブ期間中に一定の時間間隔で励起機構２１１に印加された電圧を表す時系列を含むことができる。励起信号２０９の特性の値に関連する情報は、メモリモジュール２５２からアクセスされ得るか、又はその情報は、Ｉ／Ｏインターフェース２５３を介してアクセスされ得る。
[0054] 励起信号２０９の特性の更新値は、アイドル期間の持続時間と、アイドル期間前に生じた期間中の励起信号２０９の特性の値とに基づいて推定される（３３０）。以下の議論は、励起信号２０９が、励起機構２１１に印加される時変電圧信号である例に関する。推定される励起信号２０９の特性は、アイドル期間が終了した後に励起機構２１１に印加される電圧の最大振幅（Ｖｍａｘ）である。励起信号２０９は、多数の個々のパルス（例えば、数百又は数千）を含むパルスのバーストを生成する。各パルスは、時変電圧励起信号２０９における対応するパルスによって形成される。以下の議論では、最大電圧（Ｖｍａｘ）は、アクティブ期間中に光パルスを形成するために励起機構２１１に印加される電圧の最大の大きさであり、最小電圧（Ｖｍｉｎ）は、アクティブ期間中に光パルスを形成するために励起機構２１１に印加される。最大電圧（Ｖｍａｘ）は、通常、アイドル期間後、光発生装置２１０が光ビーム２０５を生成し始めることに関連して過渡的な影響を受けている間、特定のバーストの比較的初期に生じる。最小電圧（Ｖｍｉｎ）は、通常、過渡的な効果が終了した後であり、光発生装置２１０が定常状態であるとき、バーストの後半で生じる。
[0055] アイドル時間が終了した後に励起機構２１１に印加される励起信号２０９の電圧信号の値は、式（１）に示すように推定することができる。
式中、ｉは、光発生装置２１０のアクティブ期間にインデックス付けする整数値であり、
は、ｉ番目のアクティブ期間で使用するための励起信号２０９の最大電圧の推定値であり、Ｖｍｉｎ（ｉ－１）は、（ｉ－１）番目のアクティブ期間中の励起信号２０９の最小電圧の値であり、α（ｉ－１）は、（ｉ－１）番目のアクティブ期間に関連付けられた適応パラメータαの値であり、ΔＴ（ｉ）は、ｉ番目のアクティブ期間の直前のアイドル期間のアイドル時間である。ｉ番目のアクティブ期間は、現在のアクティブ期間であり、（ｉ－１）番目のアクティブ期間は、現在のアクティブ期間の直前のアクティブ期間である。アイドル時間ΔＴ（ｉ）を有するアイドル期間は、ｉ番目のアクティブ期間と（ｉ－１）番目のアクティブ期間との間である。
[0056] 例えば、現在の又はｉ番目のアクティブ期間は、図２Ｃに示すようなｔ３を含む第３の期間であり得、以前のアクティブ期間は、図２Ａに示すようなｔ１を含む第１の期間であり得る。この例を続けると、アイドル時間は、図２Ｂに示すようなｔ２を含む第２の期間である。したがって、この例では、Ｖｍｉｎ（ｉ－１）は、第１の期間中に励起機構２１１に印加される最小電圧であり（（３２０）においてアクセスされた情報に基づく）、ΔＴ（ｉ）は、第２の期間又はアイドル時間の持続時間であり（（３１０）においてアクセスされた情報に基づく）、励起信号の推定された特性は、第３の期間中に励起機構２１１に印加される最大電圧である。
[0057] 上記の議論は、励起信号２０９が、励起機構２１１に印加される時変電圧信号であり、推定される励起信号２０９のメトリックが最大電圧（Ｖｍａｘ）の値である例に関する。しかしながら、他のメトリックが推定される場合がある。例えば、いくつかの実装形態では、励起機構２１１に定電圧が印加され、光ビーム２０５の出力エネルギーは、アイドル時間と、アイドル時間前の光ビーム２０５の出力エネルギーとの知識に基づいて、アイドル期間後に推定される。換言すれば、上で論じた手法を使用して、アイドル期間後に光ビーム２０５で発生する光エネルギーを予測することができる。
[0058] 適応パラメータα（ｉ－１）は、第１の期間に関連付けられた適応パラメータの値である。第１の期間に関連付けられた適応パラメータの値は、メモリモジュール２５２に記憶されるか、又はＩ／Ｏインターフェース２５３を介して制御システム２５０に提供され得る。プロセス３００は、終了するか、（３１０）に戻るか、又は（３４０）に続き得る。
[0059] いくつかの実装形態では、適応パラメータαは、アクティブ期間ごとに更新される。これらの実装形態では、エラーメトリックが決定される（３４０）。エラーメトリックは、アクティブ期間中に励起機構２１１に印加される励起信号２０９の推定された特性（３３０において推定された）と、そのアクティブ期間中に印加された励起信号２０９の特性の実際値とに基づく。エラーメトリックは、式（２）に示すように決定できる。
式中、ｉは、光発生装置２１０のアクティブ期間にインデックス付けする整数値であり、ｅｖ（ｉ）は、ｉ番目のアクティブ期間に関連付けられたエラーメトリックであり、Ｖｍａｘ（ｉ）は、ｉ番目のアクティブ期間中に光発生装置２１０に印加された、励起信号２０９の印加された最大電圧の実際値であり、
は、ｉ番目のアクティブ期間に関する励起信号２０９の推定最大電圧である。
[0060] 適応パラメータの値が更新され得る（３５０）。適応パラメータは、経時的に変化する、光発生装置２１０の特徴を表す任意のパラメータである。例えば、適応パラメータは、光発生装置２１０のエネルギー効率の推定値であり得る。エネルギー効率は、入力エネルギー（励起機構２１１に供給される電圧）を出力エネルギー（光ビーム２０５における光エネルギー）に関連付ける。この関連性は、ほぼ線形である場合がある。アイドル時間に対する又はアイドル時間に対する線形関係の傾きを適応パラメータとして使用することができる。
[0061] 適応パラメータ（α）の値は、式（３）に示すように更新できる。
α（ｉ）＝α（ｉ－１）＋ηｅｖ（ｉ） 式（３）
式中、ｉは、光発生装置２１０のアクティブ期間にインデックス付けする整数値であり、ηは、ステップサイズ又は重み付け係数であり、ｅｖ（ｉ）は、ｉ番目のアクティブ期間のエラーメトリックである。式（３）の例では、ｉは、現在のアクティブ期間（例えば、図２Ｃの時間ｔ３を含む第３の期間）であり、ｉ－１は、直前のアクティブ期間（例えば、図２Ａの時間ｔ１を含む第１の期間）である。
[0062] ステップサイズ又は重み付け係数ηは、光源２００のオペレータにより意図的に変更されない限り、経時的に一定のままである。ステップサイズ又は重み付け係数ηは、エラー値ｅｖ（ｉ）が適応パラメータαにどの程度影響を及ぼすかを決定する。ステップサイズ又は重み付け係数ηの値が比較的大きいと、比較的小さい値と比較して、適応パラメータαの変化が大きくなる。ステップサイズ又は重み付け係数ηは、光発生装置２１０が組み立てられ、メモリモジュール２５２に記憶されるとき、製造業者によって設定され得、及び／又はオペレータは、Ｉ／Ｏインターフェース２５３を介してステップサイズ又は重み付け係数を更新し得る。
[0063] 適応パラメータαの更新値は、制御システム２５０が後に使用するために適応パラメータの値にアクセスできるように、ｉ番目のアクティブ期間に関連付けられたメモリモジュール２５２に記憶され得る。
[0064] いくつかの実装形態では、適応パラメータの複数のインスタンスが使用され、各インスタンスは、特定のアイドル時間又はアイドル時間の範囲に関連付けられる。例えば、適応パラメータαの２つ、５つ、７つ又はそれを超えるインスタンスが初期化され、次いで式（４）、（５）及び（６）に基づいて更新され得る。
式中、ｊは、１つのインスタンスであり、αｊは、ｊ番目のインスタンスに対応する適応パラメータであり、ΔＴは、ｊ番目のインスタンスに関連付けられたアイドル時間範囲である。アイドル時間範囲は、必ずしも同じではない。例えば、一実装形態では、適応パラメータαｊの５つ（ｊ＝５）のインスタンスは、アイドル時間範囲ΔＴ（ｉ）、すなわち０～６０秒、６１～１２０ｓ、１２１～６００ｓ、６０１～３６００ｓ及び３６００ｓ超の各々に対して、適応パラメータαｊの１つのインスタンスで初期化される。したがって、アイドル時間が６０秒以下である場合、αｊとしてα（１）が使用される。アイドル時間が３６００秒以上である場合、αｊとしてα（５）が使用される。
[0065] 適応パラメータαｊの１つ以上のインスタンスを使用することにより、プロセス３００の全体的な精度が改善する。例えば、光発生装置２１０のエネルギー効率は、一般に、アイドル時間が増加するにつれて減少する。エネルギー効率とアイドル時間との関係は、アイドル時間が比較的短い（例えば、アイドル時間が１０分未満）場合、多くの場合に線形であるが、アイドル時間が比較的長い場合、エネルギー効率は、必ずしも線形でない方式でアイドル時間に対して低下する。これを考慮するために、それぞれ異なる範囲のアイドル時間に関連付けられた適応パラメータαｊの複数のインスタンスを使用することができる。この手法は、より効率的なプロセスをもたらし、より長いアイドル時間に対して正確な結果を確実にすることができる。なぜなら、エネルギー効率が各範囲において線形又はほぼ線形になるようにアイドル時間の範囲を選択でき、したがって、式（３）を使用して、様々な調整可能なパラメータを更新することができるからである。
[0066] いくつかの実装形態では、制御システム２５０は、制御システム２５０が他の条件下で適応パラメータを更新する場合でも、特定の条件下で適応パラメータを意図的に更新しない。例えば、光発生装置２１０は、１つ以上の較正モード及び／又は保守モードを有し得、そのモードでは、光発生装置２１０は、アクティブ状態であるが、典型的な使用条件を反映しない条件下で動作する。較正及び／又は保守モード中に適応パラメータが更新されると、適応パラメータの値は、不正確になる場合があり、光発生装置２１０が保守及び／又は較正モードを出た後、励起信号の特性の計算精度に影響を与える場合がある。したがって、光発生装置２１０が保守及び／又は較正モードである場合、制御システム２５０は、プロセス３００の一部、例えば（３４０）及び（３５０）をスキップするように構成することができる。制御システム２５０は、Ｉ／Ｏインターフェース２５３を介して、光発生装置２１０又はオペレータから、保守及び／又は較正モードに入ったこと及び出たことの指標を受け取ることができる。
[0067] 図４を参照すると、プロセス４００のフローチャートが示されている。プロセス４００は、光発生装置に関連付けられた制御システムにより実行することができる。例えば、プロセス４００は、制御システム１５０（図１）又は制御システム２５０（図２）により実行することができる。以下の議論では、プロセス４００は、制御システム２５０及び光発生装置２１０に関して議論される。プロセス４００は、メモリモジュール２５２に記憶され、電子処理モジュール２５１内の１つ以上の電子プロセッサによって実行される命令（例えば、コンピュータプログラム又はコンピュータソフトウェア）の集合として実現することができる。
[0068] プロセス４００は、ウォームアップ手順を開始するかどうかを決定するためのプロセスの一例である。光発生装置２１０がアイドル期間の直後に光ビーム２０５を生成し始める場合、光ビーム２０５の１つ以上の特性（例えば、波長、帯域幅、エネルギー及び／又は時間的なパルス持続時間）は、光ビーム２０５を使用する用途に関連付けられた仕様を満たさない場合がある。このような状況では、光発生装置２１０は、コールドスタート状態であると見なされる場合がある。コールドスタート状態では、光発生装置２１０は、光ビーム２０５を生成するが、光ビーム２０５は、その用途に不適切である。コールドスタート状態を改善するために、ウォームアップ手順が光発生装置２１０に適用される。ウォームアップ手順中、励起信号２０９は、励起機構２１１に供給されるが、光ビーム２０５は、光ビーム２０５が性能仕様を満足するまで下流のツール又はシステムに提供されない（又は下流のツール又はシステムによって使用されない）。例えば、ウォームアップ手順が実行されている間、光ビーム２０５は、遮断又は進路変更される場合がある。
[0069] いくつかの従来技術は、アイドル時間のみに基づいてウォームアップ手順を開始する。例えば、これら従来技術は、アクティブ期間の直前のアイドル時間が閾値を超えた場合にウォームアップ手順を開始する場合がある。しかしながら、アイドル時間のみでは、ウォームアップ手順を開始すべきかどうかの正確な指標になるとは限らないため、そのような手順では、アイドル時間が比較的長い場合、ウォームアップ手順が不必要に呼び出される場合がある。更に、そのような手順では、アイドル時間が比較的短い場合、誤ってウォームアップ手順が実行されないという結果がもたらされる場合がある。図５Ａ及び図５Ｂは、アイドル時間のみに依存することにより、ウォームアップ手順を開始するかどうかの誤った決定にどのようにつながり得るかの一例を示す。これに対して、以下で論じるように、制御システム２５０は、励起信号２０９の特性の推定値を使用して、ウォームアップ手順を開始するかどうかを決定するプロセス４００を実現する。
[0070] 励起信号２０９の推定された特性を分析して、ウォームアップ手順を開始するかどうかを決定する（４１０）。励起信号２０９の推定された特性は、プロセス３００の（３３０）で決定され、プロセス４００に渡され得る（例えば、関数呼び出しを介して）。いくつかの実装形態では、プロセス４００は、プロセス３００とは独立して実行される。これらの実装形態では、励起信号２０９の推定された特性は、Ｉ／Ｏインターフェース２５３を介して光源２００のオペレータによって提供され得るか、又はメモリモジュール２５２から読み取られ得る。
[0071] 励起信号２０９の特性の推定値は、推定値を閾値と比較することにより分析することができる。例えば、推定値は、推定最大電圧値
であり得る。この例では、推定最大電圧の値が高いほど、効率が比較的低く、ウォームアップ手順を実行する必要があることを示す。これに対して、推定最大電圧が比較的低いことは、効率が比較的高く、ウォームアップ手順が必要ないことを示す。
[0072] （４２０）において、プロセス４００は、（４１０）において実行された分析に基づいて、ウォームアップ手順を開始するかどうかを決定する。ウォームアップ手順が実行されない場合、プロセス４００は、終了するか又は図３の（３３０）に戻る。ウォームアップ手順が実行される場合、ウォームアップ手順メトリックを決定する（４３０）。ウォームアップ手順メトリックは、例えば、ウォームアップ手順中に励起機構２１１に印加される励起信号２０９の１つ以上の特徴であり得る。例えば、メトリックは、ウォームアップ手順中に励起機構２１１に印加される励起信号２０９の時間的な持続時間及び／又は電圧パルスの回数を示す場合がある。いくつかの実装形態では、電圧パルスの数は、（例えば、式１によって推定される）推定最大電圧値
及びウォームアップ手順後に望まれる電圧に基づいて計算することができる。電圧パルスの数は、ウォームアップ手順後に望まれる電圧を、ウォームアップ手順後に達成された実際の電圧と比較することにより推定することができる。具体的には、ウォームアップ手順後に望まれる電圧と、ウォームアップ手順後に達成された実際の電圧との間の電圧誤差を適応的に更新して、次のウォームアップ手順中に励起機構２１１に印加される電圧パルスの数を推定することができる。いくつかの実装形態では、ウォームアップ手順メトリックは、メモリモジュール２５２に記憶されている予め定められた値である。
[0073] ウォームアップを実行するために、決定された特性を有する励起信号２０９を励起機構２１１に印加する（４４０）。ウォームアップ手順が完了した後、プロセス４００は、終了するか又はプロセス３００に戻る。
[0074] 図５Ａ及び図５Ｂは、コールドスタート状態を正確に検出し、ウォームアップ手順を開始するかどうかを正確に決定するために、アイドル時間のみに依存したのでは不十分であることを示す。図５Ａは、時間の関数としての、秒単位でのアイドル時間のプロットである。図５Ｂは、時間の関数としての電圧メトリックのプロットである。図５Ｂの例では、電圧メトリックは、アイドル期間の直後に電極に印加される電圧である。図５Ａ及び図５Ｂは、同じＸ軸を有する。
[0075] 光源は、第１のアクティブ期間ｔａ＿１を有する。光源は、第１のアクティブ期間後、第１のアイドル期間ｔｉ＿１にある。光源は、第１のアイドル期間後、第２のアクティブ期間ｔａ＿２にある。光源は、第２のアクティブ期間後、第２のアイドル期間ｔｉ＿２にある。第１のアクティブ期間中、光源により生成された光ビームのデューティサイクルは、白丸記号で示すように比較的低い。第２のアクティブ期間中、光ビームのデューティサイクルは、黒丸記号で示すように、より高く、時間的に接近している。これは、励起機構が第１のアクティブ期間よりも第２のアクティブ期間においてより急速に励起されることを示す。第１のアイドル時間（図５Ａ及び図５Ｂのｔ１）は、第２のアイドル時間（図５Ａ及び図５Ｂのｔ２）よりも短い。しかしながら、第１の電圧メトリック（ΔＶ１）は、第２の電圧メトリック（ΔＶ２）よりも大きく、プロセス４００などのプロセスが、ウォームアップ手順が第１のアイドル時間後に有益であるが、第２のアイドル時間後に有益ではないと決定するであろう。しかしながら、アイドル時間のみを考慮し、アイドル時間を、第１のアイドル時間と第２のアイドル時間との間の値を有する閾値と比較するアプローチでは、逆の結果が生じるであろう。したがって、アイドル時間のみを考慮する従来の手法では、第２のアイドル時間後に不必要なウォームアップ手順が開始され、第１のアイドル時間後に有益なウォームアップ手順が開始されないであろう。したがって、励起信号の特性の値（例えば、アイドル期間の直後に印加する電圧の量）の推定値を考慮する、プロセス４００などのプロセスにより、ウォームアップ手順をより効果的に使用することが可能になる。
[0076] 図５Ｃ及び図５Ｄは、プロセス３００などのプロセスの実際の測定値の例を示す。図５Ｃは、時間の関数としての第１のＤＵＶ光源の電極に印加される電圧のプロットである。図５Ｄは、時間の関数としての第２のＤＵＶ光源の電極に印加される電圧のプロットである。図５Ｃ及び図５Ｄの各々において、電極に印加された実際の電圧は、５９６とラベル付けされた白丸記号を有するラインで表される。５９６とラベル付けされた一連のデータの各ポイントは、複数の連続するバーストにわたる最大バースト平均電圧である。単一の適応パラメータαを使用して、プロセス３００の要素（３３０）において予測された電圧の値は、５９４とラベル付けされた白四角記号を有するラインで表される。適応パラメータαの複数のインスタンスを使用して、プロセス３００の要素（３３０）において予測された電圧の値は、５９５とラベル付けされたｘ記号を有するラインで表される。両方の実装形態において、プロセス３００は、励起信号の特性の値を妥当な精度で推定し、適応パラメータαの複数のインスタンスを用いた実装形態は、いくつかの状況において改善された精度をもたらす。
[0077] 図５Ｅ及び図５Ｆは、図３のプロセス３００の（３４０）において決定されたエラーメトリックを秒単位のアイドル時間の関数として示す。図５Ｅ及び図５Ｆに示すデータは、図５Ｄに関して論じた第２のＤＵＶ光源を使用してシミュレートした。図５Ｅ及び図５Ｆでは、白丸は、単一の適応パラメータαを使用したプロセス３００の実装形態に関するエラーメトリックを表し、ｘ記号は、適応パラメータαの複数のインスタンスを使用した実装形態に関するエラーメトリックを表す。図５Ｅに示すように、アイドル時間が約１８秒以下である場合、単一の適応パラメータ手法及び複数の適応パラメータ手法は、同様の精度（約２％以内）で励起信号の特性の値を予測する。図５Ｆに示すように、アイドル時間が約５０秒を超える場合、複数の適応パラメータ手法がより高い精度をアーカイブする。
[0078] 図３及び図４の例は、光発生装置２１０に関して議論されている。しかしながら、制御システム２５０は、他の光源と共に使用され得る。例えば、制御システム２５０は、ガス状利得媒体を包囲する単一の放電チャンバと、利得媒体を励起するように構成された電極とを含むＤＵＶレーザと共に使用することができる。これらの例では、制御システム２５０は、アイドル期間の直後に生じるアクティブ期間について、電極に印加する電圧を推定する。別の例では、制御システム２５０は、２つ以上の放電チャンバであって、各放電チャンバがガス状利得媒体を包囲する、２つ以上の放電チャンバと、媒体を励起するように構成された電極とを含むＤＵＶ光源と共に使用することができる。これらの例では、制御システム２５０は、アイドル期間の直後に生じるアクティブ期間について、放電チャンバの１つ、２つ以上又は全てにおける電極に印加する電圧を推定する。図６、図７Ａ及び図７Ｂは、複数の放電チャンバを含み、制御システム１５０又は制御システム２５０と共に使用することができるＤＵＶ光源の例を示す。
[0079] 図６を参照すると、フォトリソグラフィシステム６００のブロック図が示されている。光学源６１０は、パルス光ビーム６０５を生成し、これがリソグラフィ露光装置６６９に提供される。光学源６１０は、例えば、パルス光ビーム６０５（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６０５がリソグラフィ露光装置６６９に入ると、投影光学システム６７５を通して導かれ、ウェーハ６７０上に投影されて、ウェーハ６７０上のフォトレジスト上に１つ以上のマイクロ電子フィーチャを形成する。フォトリソグラフィシステム６００は、制御システム２５０も含み、制御システム２５０は、図６の例では、光学源６１０及びリソグラフィ露光装置６６９の構成要素に接続される。この例では、制御システム２５０は、パルス光ビーム６０５に関連するデータ又は他の情報をリソグラフィ露光装置６６９から受信することができ、及び／又はコマンドをリソグラフィ露光装置６６９に送信することができる。他の例では、制御システム２５０は、光学源６１０にのみ接続される。
[0080] 図６に示す例では、光学源６１０は、シード光ビーム６２４をパワー増幅器（ＰＡ）６３０に提供する主発振器（ＭＯ）６３１を含む２ステージレーザシステムである。ＭＯ６３１及びＰＡ６３０は、光学源６１０のサブシステム又は光学源６１０の一部であるシステムと見なすことができる。パワー増幅器６３０は、主発振器６３１からシード光ビーム６２４を受け取り、シード光ビーム６２４を増幅して、リソグラフィ露光装置６６９で使用するための光ビーム６０５を生成する。例えば、主発振器６３１は、１パルスあたり約１ミリジュール（ｍＪ）のシードパルスエネルギーを有するパルスシード光ビームを放出することができ、これらのシードパルスは、パワー増幅器６３０により約１０～１５ｍＪに増幅することができる。
[0081] 主発振器６３１は、２つの細長い電極６１１Ａと、ガス混合物である利得媒体６１２と、電極６１１Ａ間でガスを循環させるためのファンとを有する放電チャンバ６１４を含む。共振器は、放電チャンバ６１４の一方の側にあるライン狭隘化モジュール６１６と、放電チャンバ６１４の第２の側にある出力カプラ６１８との間に形成される。ライン狭隘化モジュール６１６は、放電チャンバ６１４のスペクトル出力を微調整する、回折格子などの回折光学系を含むことができる。
[0082] 主発振器６３１はまた、出力カプラ６１８から出力光ビームを受け取るライン中心分析モジュール６２０と、シード光ビーム６２４を形成するために必要に応じて出力光ビームのサイズ又は形状を変更するビーム結合光学システム６２２とを含む。ライン中心分析モジュール６２０は、シード光ビーム６２４の波長を測定又は監視するために使用できる測定システムである。ライン中心分析モジュール６２０は、光学源６１０内の他の場所に配置され得るか、又は光学源６１０の出力に配置され得る。
[0083] 放電チャンバ６１４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好適な任意のガスであり得る。エキシマ源の場合、ガス混合物は、例えば、アルゴン又はクリプトンなどの希ガス（希ガス）、例えばフッ素又は塩素などのハロゲン並びにバッファガスとしてのヘリウム及び／又はネオン以外の微量のキセノンを含むことができる。ガス混合物の具体例としては、約１９３ｎｍの波長で発光するフッ化アルゴン（ＡｒＦ）、約２４８ｎｍの波長で発光するフッ化クリプトン（ＫｒＦ）又は３５１ｎｍの波長で発光する塩化キセノン（ＸｅＣｌ）が挙げられる。エキシマ利得媒体（ガス混合物）は、細長い電極６１１Ａに電圧６０９を印加することにより、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。
[0084] パワー増幅器６３０は、主発振器６３１からシード光ビーム６２４を受け取り、光ビームを、放電チャンバ６４０を通して、ビーム回転光学要素６４８に導くビーム結合光学システム６３２を含み、ビーム回転光学要素は、シード光ビームが放電チャンバ６４０内に送り返されるようにシード光ビーム６２４の方向を変更するか又は変化させる。放電チャンバ６４０は、細長い電極６１１Ｂの対と、ガス混合物である利得媒体６１２と、電極６１１Ｂ間でガス混合物を循環させるためのファンとを含む。
[0085] 出力光ビーム６０５は、ビーム６０５の様々なパラメータ（例えば、帯域幅又は波長）を測定することができる帯域幅分析モジュール６６２を通して導かれる。出力光ビーム６０５は、ビーム準備システム６６３を通しても導かれ得る。ビーム準備システム６６３は、例えば、パルスストレッチャを含むことができ、そこでは、出力光ビーム６０５の各パルスは、例えば、光遅延ユニットにおいて時間的に引き伸ばされて、リソグラフィ露光装置６６９に衝突する光ビームの性能特性が調整される。ビーム準備システム６６３は、例えば、反射及び／又は屈折光学要素（例えば、レンズ及びミラーなど）、フィルタ及び光アパーチャ（自動シャッタを含む）など、ビーム６０５に作用することができる他の構成要素も含み得る。
[0086] 光ビーム６０５は、パルス光ビームであり、時間的に互いに分離されたパルスの１つ以上の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。いくつかの実装形態では、バーストは、数百個のパルス、例えば１００～４００個のパルスを含む。
[0087] 上で論じたように、電極６１１Ａに電圧６０９を印加することにより利得媒体６１２がポンピングされると、利得媒体６１２が発光する。電極６１１Ａに電圧６０９がパルスで印加されると、媒体６１２から放出される光もパルス化される。したがって、パルス光ビーム６０５の反復周波数は、電圧６０９が電極６１１Ａに印加される周波数によって決定され、電圧６０９の印加ごとに光パルスが生成される。光パルスは、利得媒体６１２を通して伝搬し、出力カプラ６１８を通してチャンバ６１４を出る。したがって、電圧６０９を電極６１１Ａに周期的に繰り返し印加することにより、パルスの列が形成される。パルスの反復周波数は、約５００Ｈｚ～６，０００Ｈｚの範囲であり得る。いくつかの実装形態では、反復周波数は、６，０００Ｈｚより大きく、例えば１２，０００Ｈｚ以上であり得る。
[0088] 制御システム２５０からの信号は、主発振器６３１及びパワー増幅器６３０のそれぞれのパルスエネルギー、したがって光ビーム６０５のエネルギーを制御するために、主発振器６３１及びパワー増幅器６３０内の電極６１１Ａ、６１１Ｂをそれぞれ制御するためにも使用することができる。電極６１１Ａに提供される信号と、電極６１１Ｂに提供される信号との間に遅延があり得る。遅延の量は、パルス光ビーム６０５のコヒーレンスの量など、ビーム６０５の特性に影響を及ぼす場合がある。パルス光ビーム６０５は、数十ワットの範囲、例えば約５０Ｗ～約１３０Ｗの平均出力電力を有する場合がある。出力における光ビーム６０５の放射照度（すなわち単位面積あたりの平均電力）は、６０Ｗ／ｃｍ２～８０Ｗ／ｃｍ２の範囲であり得る。
[0089] 図７Ａを参照すると、光リソグラフィシステム７００のブロック図が示される。光リソグラフィシステム７００は、スキャナ装置７８０に提供される露光ビーム７０５を生成する光学源システム７１０を含む。スキャナ装置７８０は、露光ビーム７０５でウェーハ７７０を露光する。示される例では、制御システム２５０は、光学源システム７１０及びスキャナ装置７８０に接続される。他の例では、制御システム２５０は、光学源システム７１０にのみ接続される。
[0090] スキャナ装置７８０は、成形された露光ビーム７０５’でウェーハ７７０を露光する。成形された露光ビーム７０５’は、露光ビーム７０５を投影光学システム７８１に通すことにより形成される。
[0091] 光学源システム７１０は、光発振器７４０－１～７４０－Ｎを含み、Ｎは、１より大きい整数である。各光発振器７４０－１～７４０－Ｎは、それぞれ光ビーム７０４－１～７０４－Ｎを生成する。光発振器７４０－１の詳細を以下で論じる。光学源システム７１０における他のＮ－１個の光発振器は、同じ又は類似の特徴を含む。
[0092] 光発振器７４０－１は、カソード７１１－１ａ及びアノード７１１－１ｂを包囲する放電チャンバ７１５－１を含む。放電チャンバ７１５－１は、ガス状利得媒体７１２－１も含む。カソード７１１－１ａとアノード７１１－１ｂとの間の電位差は、ガス状利得媒体７１２－１において電界を形成する。電位差は、制御システム２５０に結合された電圧源７９７を制御して、電圧７０９をカソード７１１－１ａ及び／又はアノード７１１－１ｂに印加することにより生成することができる。電界は、反転分布を引き起こし、誘導放出を介した光パルスを生成するのに、十分なエネルギーを利得媒体７１２－１に供給する。このような電位差が繰り返し形成されることにより、一連の光パルスが形成されて、光ビーム７０４－１が作られる。パルス光ビーム７０４－１の反復周波数は、電圧７０９が電極７１１－１ａ、７１１－１ｂに印加される周波数によって決定される。パルス光ビーム７０４－１におけるパルスの持続時間は、電極７１１－１ａ及び７１１－１ｂへの電圧７０９の印加の持続時間によって決定される。パルスの反復周波数は、例えば、約５００Ｈｚ～６，０００Ｈｚの範囲であり得る。いくつかの実装形態では、反復周波数は、６，０００Ｈｚより大きくてもよく、例えば１２，０００Ｈｚ以上であり得る。光発振器７４０－１から放出される各パルスは、例えば、約１ミリジュール（ｍＪ）のパルスエネルギーを有し得る。
[0093] ガス状利得媒体７１２－１は、用途に必要な波長、エネルギー及び帯域幅で光ビームを生成するのに好適な任意のガスであり得る。エキシマ源の場合、ガス状利得媒体７１２－１は、例えば、アルゴン又はクリプトンなどの貴ガス（希ガス）、例えばフッ素又は塩素などのハロゲン及びヘリウムなどのバッファガス以外の微量のキセノンを含むことができる。ガス状利得媒体７１２－１の具体例としては、約１９３ｎｍの波長で発光するフッ化アルゴン（ＡｒＦ）、約２４８ｎｍの波長で発光するフッ化クリプトン（ＫｒＦ）又は３５１ｎｍの波長で発光する塩化キセノン（ＸｅＣｌ）が挙げられる。利得媒体７１２－１は、電極７１１－１ａ、７１１－１ｂに電圧７０９を印加することにより、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。
[0094] 共振器は、放電チャンバ７１５－１の一方の側にあるライン狭隘化モジュール７１６－１と、放電チャンバ７１５－１の第２の側にある出力カプラ７１８－１との間に形成される。ライン狭隘化モジュール７１６－１は、放電チャンバ７１５－１のスペクトル出力を微調整する、例えば回折格子及び／又はプリズムなどの回折光学系を含むことができる。いくつかの実装形態では、ライン狭隘化モジュール７１６－１は、複数の回折光学素子を含む。例えば、ライン狭隘化モジュール７１６－１は、４つのプリズムを含み得、それらのいくつかは、光ビーム７０４－１の中心波長を制御するように構成され、その他は、光ビーム７０４－１のスペクトル帯域幅を制御するように構成される。
[0095] 光発振器７４０－１は、出力カプラ７１８－１から出力光ビームを受け取るライン中心分析モジュール７２０－１も含む。ライン中心分析モジュール７２０－１は、光ビーム７０４－１の波長を測定又は監視するために使用できる測定システムである。ライン中心分析モジュール７２０－１は、制御システム２５０にデータを提供することができ、制御システム２５０は、ライン中心分析モジュール７２０－１からのデータに基づいて、光ビーム７０４－１に関連するメトリックを決定することができる。例えば、制御システム２５０は、ライン中心分析モジュール７２０－１により測定されたデータに基づいて、ビーム品質メトリック又はスペクトル帯域幅を決定することができる。
[0096] 光学源システム７１０は、流体導管７８９を介して放電チャンバ７１５－１の内部に流体的に結合されたガス供給システム７９０も含む。流体導管７８９は、流体の損失を全くなく又は最小限に抑えて、ガス又は他の流体を輸送することが可能な任意の導管である。例えば、流体導管７８９は、導管７８９内を輸送される１つ又は複数の流体と反応しない材料で作製又はコーティングされるパイプであり得る。ガス供給システム７９０は、利得媒体７１２－１中で使用されるガスを含み、及び／又はそのガスの供給を受けるように構成されたチャンバ７９１を含む。ガス供給システム７９０は、ガス供給システム７９０が放電チャンバ７１５－１からガスを除去すること又は放電チャンバ７１５－１にガスを注入することを可能にするデバイス（ポンプ、弁及び／又は流体スイッチなど）も含む。ガス供給システム７９０は、制御システム２５０に結合される。ガス供給システム７９０は、制御システム２５０により制御されて、例えば補充手順を実行することができる。
[0097] 他のＮ－１個の光発振器は、光発振器７４０－１に類似しており、類似した又は同じ構成要素及びサブシステムを有する。例えば、光発振器７４０－１～７４０－Ｎの各々は、電極７１１－１ａ、７１１－１ｂと同様の電極、ライン狭隘化モジュール７１６－１と同様のライン狭隘化モジュール及び出力カプラ７１８－１と同様の出力カプラを含む。光発振器７４０－１～７４０－Ｎは、全ての光ビーム７０４－１～７０４－Ｎが同じ特性を有するように調整又は構成され得るか、又は光発振器７４０－１～７４０－Ｎは、少なくともいくつかの光発振器が他の光発振器と異なる少なくともいくつかの特性を有するように調整又は構成され得る。例えば、光ビーム７０４－１～７０４－Ｎの全てが同じ中心波長を有し得るか、又は光ビーム７０４－１～７０４－Ｎの各々の中心波長が異なり得る。光発振器７４０－１～７４０－Ｎの特定の１つにより生成される中心波長は、対応するライン狭隘化モジュールを使用して設定することができる。
[0098] 更に、電圧源７９７は、光発振器７４０－１～７４０－Ｎの各々の電極に電気的に接続され得るか、又は電圧源７９７は、Ｎ個の個別の電圧源を含む電圧システムとして実現され得、電源の各々は、光発振器７４０－１～７４０－Ｎの１つの電極に電気的に接続され得る。
[0099] 光学源システム７１０は、ビーム制御装置７８７及びビームコンバイナ７８８も含む。ビーム制御装置７８７は、光発振器７４０－１～７４０－Ｎのガス状利得媒体とビームコンバイナ７８８との間にある。ビーム制御装置７８７は、光ビーム７０４－１～７０４－Ｎのいずれがビームコンバイナ７８８に入射するかを決定する。ビームコンバイナ７８８は、ビームコンバイナ７８８に入射した１つ又は複数の光ビームから露光ビーム７０５を形成する。示される例では、ビーム制御装置７８７は、単一の要素として表される。しかしながら、ビーム制御装置７８７は、個々のビーム制御装置の集合体として実現することができる。例えば、ビーム制御装置７８７は、シャッタの集合を含み得、１つのシャッタが光発振器７４０－１～７４０－Ｎの各々に関連付けられる。
[0100] 光学源システム７１０は、他の構成要素及びシステムを含み得る。例えば、光学源システム７１０は、光ビームの様々な特性（帯域幅又は波長など）を測定する帯域幅分析モジュールを含むビーム準備システム７６３を含むことができる。ビーム準備システム７６３は、パルスストレッチャ（図示せず）も含み得、パルスストレッチャは、パルスストレッチャと相互作用する各パルスを時間的に引き伸ばす。ビーム準備システム７６３は、例えば、反射及び／又は屈折光学要素（例えば、レンズ及びミラーなど）及び／又はフィルタなど、光に作用することができる他の構成要素も含み得る。示されている例では、ビーム準備システム７６３は、露光ビーム７０５の経路内に位置決めされる。しかしながら、ビーム準備システム７６３は、光リソグラフィシステム７００内の他の場所に配置され得る。更に、他の実装形態も可能である。例えば、光学源システム７１０は、ビーム準備システム７６３のＮ個のインスタンスを含み得、インスタンスの各々は、光ビーム７０４－１～７０４－Ｎの１つと相互作用するように配置される。別の例では、光学源システム８１０は、光ビーム７０４－１～７０４－Ｎをビームコンバイナ７８８の方向に向ける光学要素（ミラーなど）を含み得る。
[0101] スキャナ装置７８０は、液浸システム又は乾式システムであり得る。スキャナ装置７８０は、露光ビーム７０５がウェーハ７７０に到達する以前に通過する投影光学システム７８１と、センサシステム又はメトロロジシステム７９９とを含む。ウェーハ７７０は、ウェーハホルダ７８３上に保持される又は収容される。図７Ｂも参照すると、投影光学システム７８１は、スリット７８４、マスク７８５及びレンズシステム７８６を含む投影対物レンズを含む。レンズシステム７８６は、１つ以上の光学要素を含む。露光ビーム７０５は、スキャナ装置７８０に入り、スリット７８４に衝突し、ビーム７０５の少なくとも一部がスリット７８４を通過して、成形された露光ビーム７０５’が形成される。図７Ａ及び図７Ｂの例では、スリット７８４は、矩形であり、露光ビーム７０５を細長い矩形の成形された光ビームに成形し、これは、成形された露光ビーム７０５’である。マスク７８５は、成形された光ビームのいずれの部分がマスク７８５を透過し、いずれの部分がマスク７８５によって遮断されるかを決定するパターンを含む。ウェーハ７７０上の放射感応性フォトレジスト材料の層を露光ビーム７０５’で露光することにより、ウェーハ７７０上にマイクロ電子フィーチャが形成される。マスク上のパターンのデザインは、所望の具体的なマイクロ電子回路の特徴によって決定される。
[0102] メトロロジシステム７９９は、センサ７７１を含む。センサ７７１は、例えば、帯域幅、エネルギー、パルス持続時間及び／又は波長など、成形された露光ビーム７０５’の特性を測定するように構成され得る。センサ７７１は、例えば、成形された露光ビーム７０５’の画像をウェーハ７７０において捕捉することができるカメラ若しくは他のデバイス又はウェーハ７７０においてｘ－ｙ平面内で光エネルギーの量を説明するデータを捕捉することができるエネルギー検出器であり得る。
[0103] 本発明の他の態様は、以下の番号付けされた条項に記載される。
条項１．光源であって、
第１の期間中にアクティブ状態であり、第２の期間中にアイドル状態であり、及び第３の期間中にアクティブ状態であるように構成された光発生装置であって、第１の期間は、第２の期間前に生じ、及び第２の期間は、第３の期間前に生じ、励起信号は、アクティブ状態では光発生装置に印加され、及びアイドル状態では光発生装置に印加されない、光発生装置と、
第３の期間中に光発生装置に印加するための励起信号の特性を、第２の期間の持続時間及び第１の期間中の特性の値に基づいて推定するように構成された制御システムと
を含む光源。
条項２．光発生装置は、
ガス状利得媒体を保持するように構成された放電チャンバと、
放電チャンバ内の複数の電極であって、励起信号は、複数の電極の少なくとも１つに印加される電圧信号を含み、及び励起信号の特性は、電圧信号の大きさを含む、複数の電極と
を含む、条項１に記載の光源。
条項３．電圧信号は、時変電圧信号を含む、条項２に記載の光源。
条項４．制御システムは、第１の期間において電極に印加された電圧信号の大きさを表す少なくとも１つの値を記憶するように構成されたメモリモジュールを含む、条項２に記載の光源。
条項５．第１の期間中の特性の値は、第１の期間中に電極に印加された最小電圧を含む、条項２に記載の光源。
条項６．制御システムは、第３の期間中に光発生装置に印加するための励起信号の特性を、第２の期間の持続時間、第１の期間中に電極に印加された最小電圧及び第１の期間に関連付けられた適応パラメータに基づいて推定するように構成される、条項５に記載の光源。
条項７．ガス状利得媒体は、電極の少なくとも１つに印加される電圧信号に応答して深紫外（ＤＵＶ）光を放出するように構成された利得媒体を含む、条項２に記載の光源。
条項８．ガス状利得媒体は、フッ化アルゴン（ＡｒＦ）、フッ化クリプトン（ＫｒＦ）又は塩化キセノン（ＸｅＣｌ）を含む、条項７に記載の光源。
条項９．制御システムは、励起信号の推定された特性と、第３の期間中に光発生装置に印加された励起信号の特性の実際値とに基づいてエラーメトリックを決定するように更に構成される、条項１に記載の光源。
条項１０．制御システムは、エラーメトリックに基づいて適応パラメータの値を更新するように更に構成される、条項９に記載の光源。
条項１１．制御システムは、複数の適応パラメータの各々に関する値を更新するように構成され、及び複数の適応パラメータの各々は、第２の期間の異なる持続時間に関連付けられる、条項１０に記載の光源。
条項１２．制御システムは、励起信号の推定された特性に基づいて、ウォームアップ手順を開始するかどうかを決定するように更に構成される、条項１に記載の光源。
条項１３．ウォームアップ手順が開始される場合、制御システムは、ウォームアップ手順の持続時間に関連するウォームアップ手順メトリックを決定するように更に構成される、条項１２に記載の光源。
条項１４．ウォームアップ手順メトリックは、ウォームアップ手順中に光発生装置を励起する回数である、条項１３に記載の光源。
条項１５．光発生装置は、主発振器及びパワー増幅器を含む、条項１に記載の光源。
条項１６．光発生装置は、単一の放電チャンバを含む、条項１に記載の光源。
条項１７．光発生装置は、複数の放電チャンバを含み、及び放電チャンバの各々は、パルス光ビームをビームコンバイナに向かって放出するように構成される、条項１に記載の光源。
条項１８．光源のためのコントローラであって、制御システムを含み、制御システムは、
光源のアイドル期間の持続時間に関連する情報にアクセスすることと、
アイドル期間前に生じた期間中に光源に印加された励起信号の特性の値に関連する情報にアクセスすることと、
励起信号の特性の更新値を、アイドル期間の持続時間と、アイドル期間前に生じた期間中の励起信号の特性の値とに基づいて推定することと
を行うように構成される、コントローラ。
条項１９．制御システムは、アイドル期間後、特性の更新値を有する励起信号を光源に印加するように更に構成される、条項１８に記載のコントローラ。
条項２０．制御システムは、特性の推定された更新値と、アイドル期間後に光発生装置に印加された励起信号の特性の実際値とに基づいてエラーメトリックを決定するように更に構成される、条項１９に記載のコントローラ。
条項２１．制御システムは、エラーメトリックに基づいて適応パラメータの値を更新するように更に構成される、条項２０に記載のコントローラ。
条項２２．制御システムは、複数の適応パラメータの各々に関する値を更新するように構成され、及び複数の適応パラメータの各々は、第２の期間の異なる持続時間に関連付けられる、条項２１に記載のコントローラ。
条項２３．制御システムは、特性の推定された更新値に基づいて、光源のウォームアップ手順を開始するかどうかを決定するように更に構成される、条項１８に記載のコントローラ。
条項２４．制御システムは、コンピュータ可読メモリモジュールから、光源のアイドル期間の持続時間に関連する情報と、アイドル期間前に生じた期間中の励起信号の特性の値に関連する情報とにアクセスするように構成される、条項１８に記載のコントローラ。
条項２５．制御システムは、
コンピュータ可読メモリモジュールと、
コンピュータ可読メモリモジュールに結合された１つ以上の電子プロセッサと
を含む、条項１８に記載のコントローラ。
条項２６．方法であって、
光源のアイドル期間の持続時間に関連する情報にアクセスすることと、
アイドル期間前に生じた期間中に光源に印加された励起信号の特性の値に関連する情報にアクセスすることと、
励起信号の特性の更新値を、アイドル期間の持続時間と、アイドル期間前に生じた期間中の励起信号の特性の値とに基づいて推定することと
を含む方法。
[0104] 他の実装形態が特許請求の範囲内にある。

Claims (17)

  1. 光源であって、
    第１の期間中にアクティブ状態であり、第２の期間中にアイドル状態であり、及び第３の期間中に前記アクティブ状態である光発生装置であって、前記第１の期間は、前記第２の期間前に生じ、及び前記第２の期間は、前記第３の期間前に生じ、励起信号は、前記アクティブ状態では前記光発生装置に印加され、及び前記アイドル状態では前記光発生装置に印加されない、光発生装置と、
    前記第３の期間中に前記光発生装置に印加するための前記励起信号の特性を、前記第２の期間の持続時間及び前記第１の期間中の前記特性の値に基づいて推定する制御システムと
    を含み、
    前記制御システムは、前記励起信号の前記推定された特性に基づいて、ウォームアップ手順を開始するかどうかを更に決定する、光源。
  2. 前記光発生装置は、
    ガス状利得媒体を保持する放電チャンバと、
    前記放電チャンバ内の複数の電極であって、前記励起信号は、前記複数の電極の少なくとも１つに印加される電圧信号を含み、及び前記励起信号の前記特性は、前記電圧信号の大きさを含む、複数の電極と
    を含む、請求項１に記載の光源。
  3. 前記電圧信号は、時変電圧信号を含む、請求項２に記載の光源。
  4. 前記第１の期間中の前記特性の前記値は、前記第１の期間中に前記電極に印加された最小電圧を含む、請求項２に記載の光源。
  5. 前記制御システムは、前記第３の期間中に前記光発生装置に印加するための前記励起信号の前記特性を、前記第２の期間の前記持続時間、前記第１の期間中に前記電極に印加された前記最小電圧及び前記第１の期間に関連付けられた適応パラメータに基づいて推定する、請求項４に記載の光源。
  6. 前記ガス状利得媒体は、前記電極の少なくとも１つに印加される前記電圧信号に応答して深紫外（ＤＵＶ）光を放出する利得媒体を含む、請求項２に記載の光源。
  7. 前記制御システムは、前記励起信号の前記推定された特性と、前記第３の期間中に前記光発生装置に印加された前記励起信号の前記特性の実際値とに基づいてエラーメトリックを更に決定する、請求項１に記載の光源。
  8. 前記制御システムは、前記エラーメトリックに基づいて適応パラメータの値を更に更新する、請求項７に記載の光源。
  9. 前記ウォームアップ手順が開始される場合、前記制御システムは、前記ウォームアップ手順の持続時間に関連するウォームアップ手順メトリックを更に決定する、請求項１に記載の光源。
  10. 前記ウォームアップ手順メトリックは、前記ウォームアップ手順中に前記光発生装置を励起する回数である、請求項９に記載の光源。
  11. 前記光発生装置は、主発振器及びパワー増幅器を含む、請求項１に記載の光源。
  12. 前記光発生装置は、複数の放電チャンバを含み、及び前記放電チャンバの各々は、パルス光ビームをビームコンバイナに向かって放出する、請求項１に記載の光源。
  13. 光源のためのコントローラであって、制御システムを含み、前記制御システムは、
    前記光源のアイドル期間の持続時間に関連する情報にアクセスすることと、
    前記アイドル期間前に生じた期間中に前記光源に印加された励起信号の特性の値に関連する情報にアクセスすることと、
    前記励起信号の前記特性の更新値を、前記アイドル期間の前記持続時間と、前記アイドル期間前に生じた前記期間中の前記励起信号の前記特性の前記値とに基づいて推定することと
    を行い、
    前記制御システムは、前記特性の前記推定された更新値に基づいて、前記光源のウォームアップ手順を開始するかどうかを更に決定する、コントローラ。
  14. 前記制御システムは、前記アイドル期間後、前記特性の前記更新値を有する前記励起信号を前記光源に更に印加する、請求項１３に記載のコントローラ。
  15. 前記制御システムは、前記特性の前記推定された更新値と、前記アイドル期間後に光発生装置に印加された前記励起信号の前記特性の実際値とに基づいてエラーメトリックを更に決定する、請求項１４に記載のコントローラ。
  16. 前記ウォームアップ手順が開始される場合、前記制御システムは、前記ウォームアップ手順の持続時間に関連するウォームアップ手順メトリックを更に決定する、請求項１３に記載のコントローラ。
  17. 前記制御システムは、
    コンピュータ可読メモリモジュールと、
    前記コンピュータ可読メモリモジュールに結合された１つ以上の電子プロセッサとを含む、請求項１３に記載のコントローラ。
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