针对重复率相关性能变量的在线校准

本申请是申请日为2016年10月18日、申请号为201680073543.3、发明名称为“针对重复率相关性能变量的在线校准”的中国发明专利申请的分案申请。

本申请要求于2015年12月21日提交的标题为“针对重复率相关性能变量的在线校准(ONLINE CALIBRATION FOR REPETITION RATE DEPENDENT PERFORMANCE VARIABLE)”的美国实用专利申请No.14/976,829的权益，其全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本公开涉及激光源的在线校准，该激光源产生电磁光谱的深紫外(“DUV”)部分的辐射。

背景技术

用于半导体光刻的激光辐射通常被供应为指定重复率的一系列脉冲。为了实现工艺的均一性，期望激光器能够满足一组性能规范，例如，在所有预期的操作条件下的带宽、波长和能量稳定性。这些激光器性能参数可能会受到激光器以其运行的重复率的影响。因此，不能假定激光器会在所能够操作的所有重复率下满足性能规范。但是，可能期望选择以不同重复率来进行操作。例如，改变激光器的输出功率的常用方法是减小重复率，而不是减少每个脉冲的输出能量。

通过以固定的重复率(例如，6kHz)操作激光器，可以利用重复率对性能的未知变化进行工程设计。然而，这具有缺点，即，如果期望使用较低的有效重复率，则与激光源相关联的扫描仪必须阻止或以其他方式衰减脉冲，因为源自激光器的实际脉冲数将保持相同。这意味着与如果在希望时可以降低实际激光重复率的情况下所需的激光脉冲相比，更多激光脉冲用于晶片生产。

因此，需要能够提供一种激光源，该激光源可以以多个可用重复率中的任何一个来操作，而不用担心激光源可能未在可接受的性能规范内操作。

发明内容

以下给出一个或多个实施例的简要发明内容，来提供对实施例的基本理解。该发明内容不是对所有预期实施例的广泛概述，并且不旨在标识所有实施例的关键或重要要素，也不旨在描绘任何或所有实施例的范围。其唯一目的是以简化形式提供一个或多个实施例的一些概念，作为稍后呈现的更详细描述的序言。

根据一个方面，公开了一种系统，包括：能够以多个重复率运行的激光器；可操作地连接到激光器的激光器控制单元，用于控制激光器以其进行操作的重复率；测量单元，被布置为测量来自激光器的输出，用于以重复率测量激光器的至少一个操作参数；可操作地连接到测量单元的比较单元，用于提供操作参数的测量值是否在操作参数的值的预定范围内的指示；以及可操作地连接到比较单元的存储单元，用于存储基于该指示并且与重复率相关联的值。激光器控制单元可操作地连接到存储单元并且被配置为仅当与第一重复率相关联地存储的值指示操作参数被测量为处于预定范围内时，才允许激光器以重复率来操作。操作参数可以是能量稳定性、带宽稳定性、波长稳定性、射束形状稳定性、致动器状态或这些中的一些或全部的一些组合。

根据另一方面，公开了一种系统，包括：能够以多个重复率运行的激光器；可操作地连接到激光器的激光器控制单元，用于驱动激光器以多个重复率来顺序地操作；测量单元，被布置为测量来自激光器的输出，用于针对多个重复率中的每个重复率测量激光器的至少一个操作参数；可操作地连接至测量单元的比较单元，用于针对多个重复率中的每个重复率提供操作参数的测量值是否在值的预定范围内的指示；以及可操作地连接到比较单元的存储单元，用于针对多个重复率中的每个重复率存储基于指示的第一值以及指示以其获得值的重复率的第二值。激光器控制单元可操作地连接到存储单元，并且被配置为仅当所选择的重复率是多个重复率中的、与重复率相关联地存储的值针对其指示操作参数被测量为在预定范围内的重复率时，才允许激光器以所选择的重复率来操作。操作参数可以是能量稳定性、带宽稳定性、波长稳定性、射束形状稳定性、或者这些中的一些或全部的某些组合。可操作地连接到激光器以用于驱动激光器以多个重复率顺序地操作的激光器控制单元可被配置为：使激光器通过一系列重复率步进。步进之间的差可以保持基本恒定、可以随重复率增加、可以随重复率减小、或者可以是非单调性的方法(例如，随机扫描)。

根据另一方面，公开了一种系统，包括：测量模块，被配置为记录至少一个性能特性相对于脉冲式激光器的脉冲重复率的依赖性；比较模块，可操作地连接到测量模块，并且被配置为至少部分地基于所记录的依赖性和规范标准来标识脉冲式激光器的允许的脉冲重复率集合；以及输出，可操作地连接到比较模块，并且被配置为将允许的脉冲重复率集合传送到光刻工具的扫描仪。操作参数可以是能量稳定性、带宽稳定性、波长稳定性、射束形状稳定性或其中一些或所有这些的某个组合。

根据另一方面，公开了一种系统，系统包括：能够以多个重复率运行的激光器；可操作地连接到激光器的激光器控制单元，用于驱动激光器以多个重复率顺序地操作；测量单元，被布置为测量来自激光器的输出，用于针对多个重复率中的每个重复率测量激光器的至少一个操作参数；以及可操作地连接到测量单元的评分单元，用于至少部分地基于所测量的操作参数，针对多个重复率中的每个重复率来确定得分；以及可操作地连接到评分单元的存储单元，用于针对多个重复率中的每个重复率存储基于得分的第一值以及指示针对其确定得分的重复率的相应第二值。激光器控制单元可操作地连接到存储单元，并且被配置为基于重复率的得分来确定以其操作激光器的重复率。

根据另一方面，公开了一种方法，包括以下步骤：在针对激光器的非曝光时段期间执行的步骤系列，系列包括以下步骤：以多个重复率连续运行激光器；针对多个重复率中的每个重复率测量激光器的至少一个操作参数；针对多个重复率中的每个重复率提供操作参数的测量值是否在值的预定范围内的指示；以及针对多个重复率中的每个重复率存储基于指示的第一值和指示以其获得值的重复率的第二值；以及在针对激光器的后续曝光时段期间执行的步骤：仅当所选择的重复率是多个重复率中的、与重复率相关联地存储的值针对其指示操作参数被测量为在预定范围内的重复率时，才允许激光器以所选择的重复率来操作。

根据另一方面，公开了一种由光刻工具执行的方法，光刻工具包括照射系统和扫描仪，方法包括以下步骤：由照射系统执行的以下步骤：记录至少一个性能特性相对于脉冲式激光器的脉冲重复率的依赖性；至少部分地基于所记录的依赖性和规范标准，标识脉冲式激光器的允许的脉冲重复率集合；以及将允许的脉冲重复率集合传送到扫描仪。

根据另一方面，公开了一种在针对激光器的非曝光时段期间执行的方法，包括以下步骤：以第一重复率操作激光器；在激光器以第一重复率操作时，测量激光器的一个或多个操作性能变量；确定在测量步骤中测量的值是否满足针对值的性能标准；存储与第一重复率相关联的、指示确定步骤的结果的指示；以第二重复率操作激光器；在激光器以第二重复率操作时，测量激光器的一个或多个操作性能变量；确定在测量步骤中测量的值是否满足针对值的性能标准；以及存储与第二重复率相关联的、指示确定步骤的结果的指示。

根据另一方面，公开了一种方法，方法包括在针对激光器的非曝光时段期间执行的第一步骤系列，第一步骤系列包括以下步骤：以第一重复率操作激光器；在激光器以第一重复率操作时，测量激光器的一个或多个操作性能变量；确定在测量步骤中测量的值是否满足针对值的性能标准；存储与第一重复率相关联的、指示确定步骤的结果的指示；以第二重复率操作激光器；在激光器以第二重复率操作时，测量激光器的一个或多个操作性能变量；确定在测量步骤中测量的值是否满足针对值的性能标准；以及存储与第二重复率相关联的、指示确定步骤的结果的指示；以及在针对激光器的曝光时段期间执行的步骤：仅当针对激光器所选择的重复率是表示针对所选择的重复率满足性能标准的指示针对其在存储步骤中的一个存储步骤中被存储的重复率时，才允许激光器的操作。

根据另一方面，公开了一种光刻工具，包括扫描仪和照射系统，其中扫描仪包括用于针对照射系统请求重复率的模块，并且照射系统包括被配置为向扫描仪指示是否允许所请求的重复率的模块，并且其中扫描仪还包括被配置为在照射系统指示允许所请求的重复率的情况下、使照射系统以所请求的重复率进行操作、并且在照射系统指示不允许所请求的重复率的情况下、以其他方式请求另一重复率的模块。

根据另一方面，公开了一种由光刻工具执行的方法，光刻工具包括照射系统和扫描仪，方法包括以下步骤：由扫描仪执行的步骤：针对照射系统请求重复率；由照射系统执行的步骤：向扫描仪提供所请求的重复率是否是产生符合规范的性能所允许的重复率的指示；以及由扫描仪执行的步骤：在照射系统指示允许所请求的重复率的情况下，使照射系统以所请求的重复率进行操作，并且在照射系统指示不允许所请求的重复率的情况下，以其他方式请求另一重复率。

根据另一方面，公开了一种光刻工具，包括扫描仪和照射系统，其中扫描仪包括：被配置为针对照射系统请求重复率的模块，并且照射系统包括保存信息的存储器，信息标识照射系统已经确定的多个重复率产生符合规范的性能；以及被配置为向扫描仪提供多个重复率中的与所请求的重复率最接近的重复率的模块；并且其中扫描仪进一步包括被配置为在扫描仪确定所指示的重复率足够接近所请求的重复率的情况下、使照射系统以所提供的重复率进行操作、并且在扫描仪确定所指示的重复率与所请求的重复率不足够接近的情况下、以其他方式请求另一重复率的模块。在此处和其他位置，“足够接近”意味着扫描仪确定所指示的重复率与所请求的重复率之间的差在当前的生产应用中不产生实质影响。

根据另一方面，公开了一种由光刻工具执行的方法，光刻工具包括照射系统和扫描仪，方法包括以下步骤：由扫描仪执行的步骤：针对照射系统请求重复率；由照射系统执行的步骤：保存标识照射系统已经确定的多个重复率产生符合规范的性能的信息，并且向扫描仪提供多个重复率中与所请求的重复率最接近的重复率；以及由扫描仪执行的步骤：在扫描仪确定所指示的重复率足够接近所请求的重复率的情况下，使照射系统以所提供的重复率进行操作，并且在扫描仪确定所指示的重复率与所请求的重复率不足够接近的情况下，以其他方式请求另一重复率。

附图说明

图1示出了根据本发明的一个方面的总体概念光刻系统的未按比例绘制的示意性图。

图2是根据本发明的一个方面的用于图1的系统的光源的功能框图。

图3是根据本发明的一个方面的用于图1的系统的光学控制器的功能框图。

图4是描述根据本发明的一个方面的校准过程的流程图。

图5是描述根据本发明的另一方面的另一校准过程的流程图。

图6是描述根据本发明的另一方面的重复率选择过程的流程图。

图7是描述根据本发明的另一方面的另一重复率选择过程的流程图。

具体实施方式

现在参考附图描述各种实施例，其中相同的附图标记始终用于表示相同的元件。在以下描述中，为了解释的目的，阐述了许多具体细节来促进对一个或多个实施例的透彻理解。然而，在一些或所有情况下可能明显的是，可以在不采用下面描述的具体设计细节的情况下实践下面描述的任何实施例。在其他实例中，以框图形式示出了公知的结构和设备，以便于描述一个或多个实施例。以下给出一个或多个实施例的简要概述，以提供对实施例的基本理解。本概述不是所有预期实施例的广泛综述，并且不旨在标识所有实施例的关键或重要特征，也不旨在描绘任何或全部实施例的范围。

参考图1，光刻系统100包括照射系统130。照射系统130包括光源105，光源105产生脉冲光束110，并将脉冲光束110引导至在晶片120上对微电子特征进行图案化的光刻曝光设备或扫描仪115。晶片120放置在晶片台122上，晶片台122被构造为保持晶片120并连接到定位器，定位器被配置为根据某些参数将晶片120精确定位。光束110也被引导穿过射束准备系统112，射束准备系统112可以包括修改光束110的若干方面的光学元件。例如，射束准备系统112可以包括反射或折射光学元件、光学脉冲展宽器、以及光学孔径(包括自动遮蔽件)。

光刻系统100使用波长在深紫外(DUV)范围(例如，波长为248纳米(nm)或193nm)内的光束110。在晶片120上图案化的微电子特征的尺寸取决于光束110的波长，其中越低的波长导致越小的最小特征尺寸。当光束110的波长是248nm或193nm时，微电子特征的最小尺寸可以是例如50nm或更小。光束110的带宽可以是其光谱(或发射光谱)的实际瞬时带宽，带宽包含关于如何将光束110的光能或功率分布在不同波长上的信息。光刻系统100还包括测量(或量测)系统170和控制系统185。量测系统170测量光束的一个或多个光谱特征(例如，带宽和/或波长)。量测系统170优选地包括多个传感器。有关量测系统的可能实现的细节公开于2015年5月22日提交的、并且转让给本申请的受让人的、标题为“脉冲光束的光谱特征量测(Spectral Feature Metrology of a Pulsed Light Beam)”、案卷号为2015P00027US/002-121001的美国专利申请No.14/720,207中，其全部公开内容通过引用并入于此。

量测系统170接收光束110的一部分，该部分从射束分离装置160被重定向，射束分离装置160放置在光源105和扫描仪115之间的路径中。射束分离装置160将光束110的第一部分引导到量测系统170中，并朝向扫描仪115引导光束110的第二部分。在一些实现中，大部分光束在第二部分中朝向扫描仪115被引导。例如，射束分离装置160将光束110的一部分(例如，1％-2％)引导到量测系统170中。射束分离装置160可以是例如分束器。

扫描仪115包括具有例如一个或多个聚光透镜的光学装置、掩模和物镜装置。掩模可沿一个或多个方向(例如，沿光束110的光轴或在垂直于光轴的平面中)移动。物镜装置包括投影透镜并且使得图像能够从掩模转印到晶片120上的光致抗蚀剂。照射器系统对光束110撞击在掩模上的角度的范围进行调整。照射器系统还使光束110跨越掩模的强度分布均匀化(使得均匀)。

除了其他特征之外，扫描仪115还可以包括光刻控制器140、空气调节装置以及用于各种电气部件的电源。光刻控制器140控制如何在晶片120上印刷层。如下面更全面描述的，光刻控制器140包括存储器142，存储器142存储诸如工艺选配方案的信息，并且还可以存储关于哪个重复率可被使用或者优选的信息。

晶片120被光束110照射。处理程序或选配方案确定晶片120上的曝光长度、所使用的掩模以及影响曝光的其他因素。在光刻期间，光束110的多个脉冲照射晶片120的相同区域，以构成照射剂量。照射相同区域的光束110的脉冲数量N可以称为曝光窗口或狭缝，并且可以通过放置在掩模之前的曝光狭缝来控制该狭缝的尺寸。在一些实现中，N的值为数十个(例如10-100个脉冲)。在其他实现中，N的值大于100个脉冲(例如，100-500个脉冲)。

掩模、物镜装置和晶片120中的一个或多个可以在曝光期间相对于彼此移动，以跨越曝光场扫描曝光窗口。曝光场是晶片120在曝光狭缝或窗口的一次扫描中被曝光的区域。

参考图2，示例性光源105是脉冲式激光源，脉冲式激光源产生脉冲式激光束作为光束110。如图2的示例中所示，光源105是包括主振荡器(MO)300的两级激光系统，主振荡器(MO)300向功率放大器(PA)310提供种子光束。主振荡器300通常包括其中发生放大的增益介质以及诸如光学谐振器的光学反馈机构。功率放大器310通常包括增益介质，在增益介质中，当使用来自主振荡器300的种子激光束接种时发生放大。如果功率放大器310被设计为再生环形谐振器，则其被描述为功率环形放大器(PRA)，并且在这种情况下，可以从环形设计提供足够的光学反馈。主振荡器300使得能够在相对较低的输出脉冲能量下微调诸如中心波长和带宽的光谱参数。功率放大器310接收来自主振荡器300的输出，并将该输出放大以获得该输出的用于光刻中使用所需的功率。

主振荡器300包括具有两个细长电极的放电室、充当增益介质的激光气体以及使得电极之间的气体循环的风扇。在放电室一侧上的光谱特征选择系统150与在放电室第二侧上的输出耦合器315之间形成激光谐振器。光源105还可以包括从输出耦合器315接收输出的线中心分析模块(LAM)320以及根据需要修改激光束的尺寸和/或形状的一个或多个射束修改光学系统325。线中心分析模块320是可用于测量种子光束的波长(例如，中心波长)的测量系统的一个类型的示例。在放电室中使用的激光气体可以是用于产生期望波长和带宽附近的激光束的任何合适的气体，例如，激光气体可以是发射波长约为193nm的光的氟化氩(ArF)、或者发射波长约为248nm的光的氟化氪(KrF)。

功率放大器310包括功率放大器放电室，并且如果功率放大器310是再生环形放大器，则功率放大器还包括将光束反射回放电室以形成循环路径的射束反射器330。功率放大器放电室包括细长电极对、用作增益介质的激光气体、以及用于使气体在电极之间循环的风扇。种子光束通过反复穿过功率放大器310而被放大。射束修改光学系统325提供了内耦合种子光束并且外耦合来自功率放大器的经放大的辐射的一部分以形成输出光束110的方式(例如，部分反射镜)。

线中心分析模块320监测主振荡器300的输出的波长。线中心分析模块可以放置在光源105内的其他位置处，或者可以放置在光源105的输出处。

光谱特征选择系统150接收来自光源105的光束，并基于来自控制系统185的输入对光源105的光谱输出进行微调。参考图3，示出了耦合到来自光源105的光的示例性光谱特征选择系统450。在一些实现中，光谱特征选择系统450接收来自主振荡器300的光，以使得能够对光谱特征(例如，主振荡器300内的波长和带宽)进行微调。

光谱特征选择系统450可以包括诸如光谱特征控制模块452的控制模块，光谱特征控制模块452包括固件和软件的任意组合形式的电子器件。模块452连接到一个或多个致动系统(例如，光谱特征致动系统454、456、458)。致动系统454、456、458中的每一个可以包括连接到光学系统466的相应光学特征460、462、464的一个或多个致动器。光学特征460、462、464被配置为对所生成的光束110的特定特性进行调整，从而对光束110的光谱特征进行调整。控制模块452从控制系统185接收控制信号，控制信号包括用于操作或控制致动系统454、456、458中的一个或多个致动系统的特定命令。致动系统454、456、458可以被选择并设计为协同工作。

每个光学特征460、462、464被光学地耦合到由光源105产生的光束110。在一些实现中，光学系统466是线缩窄模块。线缩窄模块包括作为光学特征的色散光学元件(例如，反射光栅)和折射光学元件(例如，棱镜)，光学元件中的一个或多个可旋转。可以在于2009年10月23日提交的标题为“用于选择和控制光源带宽的系统方法和设备(System Method andApparatus for Selecting and Controlling Light Source Bandwidth)”的美国专利申请No.12/805,306('306申请)中找到该线缩窄模块的一个示例，该申请的说明书通过引用并入本文。在'306申请中，描述了一种线缩窄模块，其包括扩束器(包括一个或多个棱镜)和诸如光栅的色散元件。

致动系统454、456、458的致动器中的每一个是用于移动或控制光学系统466的相应光学特征460、462、464的机械装置。致动器接收来自模块452的能量并将该能量转换成赋予光学系统的光学特征460、462、464的某种运动。例如，在'306申请中，致动系统被描述为例如力装置(将力施加到光栅的区域)以及用于旋转扩束器的一个或多个棱镜的旋转台。致动系统454、456、458可以包括例如诸如步进电机的电机、阀、压力控制装置、压电装置、线性电机、液压致动器、音圈等。

通常，控制系统185包括数字电子电路、计算机硬件、固件和软件中的一个或多个。控制系统185还包括可以是只读存储器和/或随机存取存储器的存储器。适用于有形地体现计算机程序指令和数据的存储装置包括所有形式的非易失性存储器，例如，包括半导体存储器装置，诸如EPROM、EEPROM、和闪存装置；诸如内部硬盘和可移动磁盘的磁盘；磁光盘；以及CD-ROM光盘。

控制系统185还可以包括一个或多个输入设备(例如，键盘、触摸屏、麦克风、鼠标、手持式输入设备等)以及一个或多个输出设备(例如，扬声器或者监视器)。控制系统185还包括一个或多个可编程处理器以及有形地体现在机器可读存储设备中以供一个或多个可编程处理器执行的一个或多个计算机程序产品。一个或多个可编程处理器可以分别执行指令程序，以通过对输入数据进行操作并生成适当的输出来执行期望的功能。通常，处理器从存储器接收指令和数据。任何前述内容可以由专门设计的ASIC(专用集成电路)补充或并入其中。

控制系统185包括光谱特征分析模块、光刻分析模块、决策模块、光源致动模块、光刻致动模块和射束准备致动模块。这些模块中的每一个可以包括由一个或多个处理器执行的计算机程序产品集合。光谱特征分析模块接收来自量测系统170的输出。光刻分析模块从扫描仪115的光刻控制器140接收信息。决策模块接收来自分析模块的输出并确定哪个或哪些致动模块需要基于分析模块的输出而被致动。光源致动模块连接到光源105和光谱特征选择系统150中的一个或多个。光刻致动模块连接到扫描仪115，并且具体地连接到光刻控制器140。射束准备致动模块连接到射束准备系统112的一个或多个部件。

控制系统185可以包括其他模块。附加地，控制系统185可以由物理上彼此远离的部件组成。例如，光源致动模块可以在物理上与光源105或光谱特征选择系统150位于同一位置。

通常，控制系统185从量测系统170接收关于光束110的至少一些信息，并且光谱特征分析模块对信息执行分析，以确定如何调整供应到扫描仪115的光束110的一个或多个光谱特征(例如，带宽)。基于该确定，控制系统185向光谱特征选择系统150和/或光源105发送信号来控制光源105的操作。

光源控制系统185使得光源以给定的重复率进行操作。更具体地，针对每个激光脉冲(即，基于逐个脉冲)，扫描仪115向光源105发送触发信号，并且这些触发信号之间的时间间隔可以是任意的，但是当扫描仪115以固定的间隔发送触发信号时，则这些信号的速率是重复率。重复率可以是扫描仪140所请求的速率。优选地，光刻系统100向用户提供根据特定应用的需求选择多个重复率中的任一个的能力。然而，因为性能特性可以随着重复率而变化，所以期望将扫描仪115限制为使用已知产生符合规范的性能的重复率(或者相反地，防止操作器或扫描仪115使用已知产生不符合规范的性能的重复率，或为扫描仪115至少提供关于哪些速率更可能产生符合规范的性能的信息)。还期望能够周期性地或临时地(针对每个激光器本身)确定可接受的重复率，因为随着重复率的性能变化，可能在激光器之间改变，即使对于相同类型的激光器，也可能随着系统的操作年限而发生变化，使得在整个使用寿命期间对于相同类型的所有激光器或甚至是单个激光器，所接受的重复率(或所禁止的重复率的“排除区域”)的先验整体“包含区域”的定义通常不实际。即使没有明确允许或不允许重复率，也可以基于他们产生可接受性能的可能性而对其分配得分。

这些目标可以通过使用能够对“良好”重复率进行标识和/或评分的自动化校准系统来实现。“良好”重复率的评分可以是二进制的，即基于速率是否产生或可能产生符合规范的性能而允许(并且因此可用)或不允许(并且因此不可用)速率。备选地，自动校准系统可以对速率进行评分，其中速率评分越高，因此是优选的(在其更可能产生符合规范的性能的情况下)，并且为不太可能产生符合规范的性能的速率分配较低的得分。在这样的实施例中，分配较低得分的速率将不会被绝对地禁止，并且如果基于其他技术考虑优选不使用具有较好得分的速率，则扫描仪115可以使用这些较低得分的速率。

在这样的系统中，照射系统130以各种重复率测量其自身的性能，并且根据重复率而记录性能。照射系统130然后将指示测量结果的信息传送给扫描仪115。可以根据所发射的光的特性来测量性能。也可以根据如上所述的致动器的操作特性(例如，其可用动态范围)来测量性能。还可以根据这些特性或其他参数的某个组合来测量性能。可以预定义用于对重复率进行选择/评分的特性，或者特性可以是可选择的或者甚至是动态确定的。

可以基于以该速率进行的测量来直接确定或者可以推断针对给定速率的评分。例如，照射系统130对包括在速率集合中的速率子集进行性能测量，然后使用诸如内插的数学运算来推断集合中其他速率的性能。

优选地，这样的照射系统130可以根据重复率来进行激光性能的周期性自动校准，并且使用一组标准来自动选择光刻系统100可以使用哪些重复率，同时保持期望的性能。照射系统130然后可以向光刻控制器140中的扫描仪剂量控制器提供所允许的重复率，以用作现有剂量选配方案计算(包括晶片上的剂量、扫描速度、激光能量输出等)的一部分。

根据一个实施例，控制系统180确定所测量的特性中的一个或多个是否满足预定的规范标准(例如，所测量的特性是否在可接受的范围内)并存储该信息。控制系统180可以将所测量的值与以其对值进行测量的重复率R相关联地存储，然后确定是在稍后时间是可接受的那些值。控制系统180也可以针对每个重复率R简单地存储针对该重复率测量的值是否可接受的指示。

优选地，可以在气体再填充过程期间周期性地执行这样的自动校准。例如，由本申请的受让人制造的XLR 700ix源包括称为自动气体优化(AGO)的校准，AGO校准在每次再填充时运行并且可以被修改为包括重复率校准步骤。在与该申请共同转让的公布的美国专利申请No.2013/0003773中描述了AGO，所公布的美国专利申请No.2013/0003773的说明书通过引用并入本文。例如，具有NXT:1970和NXT:1980扫描仪的XLR 700ix源接口由ASMLNetherlands B.V公司制造。

如上所述，在照射系统130正在运行(即，在线)、但其光未被扫描仪115使用(即，在非曝光时段期间)的同时，发生以各种重复率运行照射系统130并以这些速率测量一个或多个性能特性的过程。之后，当扫描仪115试图使用特定的重复率时，控制器180确定在在线校准期间该重复率是否产生符合规范的性能。如果该重复率产生符合规范的性能，则控制器180可以允许使用该重复率。

备选地，控制器180可以将所允许的重复率传送到扫描仪115，在扫描仪115处将其存储在存储器142中的查找表中。扫描仪15然后简单地从所允许的重复率列表中拾取待使用的重复率。换言之，照射系统130将可用于扫描仪115的重复率的可靠值作为所允许的值。扫描仪115将所允许的重复率存储在查找标签中，以由扫描仪115用作扫描仪剂量选配方案的一部分。然后允许照射系统130/扫描仪系统使用那些经允许的重复率。光刻控制器140中的扫描仪剂量控制器然后可以使用所允许的速率作为剂量选配方案计算(包括晶片上的剂量、扫描速度、激光能量输出等)的一部分。

因此，源(照射系统130)以各种重复率对其性能进行自我评估。然后它将该评估的结果(或至少部分基于该评估的信息)传送到扫描仪115。扫描仪115可以使用该信息来填充“良好”速率的查找表。也可以在照射系统130照射晶片120时更新该表。扫描仪115也可以被配置为在使用给定的重复率之前询问照射系统130，以确定是否可以以令人满意的可能性(速率将产生符合规范的性能)来使用该速率。

在图4的流程图中示出了可以由根据本发明的自动校准系统执行的示例性校准例程。通常应理解，均可由照射系统130来执行这些步骤中的大多数或所有步骤，但这不是必需的并且可以由光刻系统100的一些其他部件来执行步骤。在第一步骤S1中，虽然照射系统130仍然在线执行步骤，但是例如在气体再填充循环期间，其输出由扫描仪115使用，照射系统130以重复率R进行操作。在所计划的停机期间执行校准过程防止了针对校准过程必须安排附加的停机时间，因为根据需要存在专用于校准的停机时间。在步骤S2中，当照射系统130以重复率R操作时，通过照射系统130来测量激光器的一个或多个操作性能变量(例如，带宽、波长、射束宽度稳定性和能量稳定性)。在步骤S3中，确定步骤S2中测量的值是否在如上所述由照射系统130’的内部量测系统测量的那些变量的预定可接受范围内。在步骤S4中，与指示步骤S3中进行的确定的结果的重复率R相关联地存储指示。在步骤S5中，将重复率R改变为新的重复率，并且根据需要针对R的多个值来重复步骤S1至S4。如下面更全面的解释的，可以通过将紧邻的前一个值递增固定量来获得R的新值，或者可以使用其他方法(包括将R减少固定量、将R增大或减小可变(包括随机)的量、或者通过只测试那些预期感兴趣的R值)来改变R的值。

随后，当照射系统130处于操作模式时，扫描仪115可检查其想要使用的重复率是否是所允许的重复率，或从所允许的重复率列表中选择重复率。当照射系统130不处于操作模式时，照射系统130还可以传送“良好”重复率。例如，可以将支持符合规范的性能的重复率传送给扫描仪115。扫描仪115然后可以将这些速率存储在查找表中，并且可以针对给定的期望剂量来选择这些速率中的一个。如果允许期望的重复率，则系统在没有任何警告或干扰的情况下，以该重复率来运行照射系统130。另一方面，如果不允许期望的重复率，那么照射系统130可以向扫描仪115提供所请求的重复率可能产生不符合规范的性能、或者其可能禁止扫描仪115以该请求的重复率操作照射系统130、或两者的指示。

在图5的流程图中示出了图4的过程的变型的一个示例。通常将再次理解，这些步骤中的大多数或全部步骤将由照射系统130执行，但这不是必需的并且可以由光刻系统100的一些其他部件来执行步骤。在图5中，在步骤S10中，照射系统130以重复率R进行操作。在步骤S11中，针对该重复率来测量一个或多个性能变量。在步骤S12中，将在步骤S11中执行的测量结果与当前的重复率相关联。在步骤S13中，针对所有期望的重复率来确定是否已完成在步骤S10到S12中执行的过程。如果在步骤S13中确定尚未针对所有期望重复率完成校准过程，则在步骤S14中改变重复率，并且以新的重复率来执行步骤S10至步骤S12。如果在步骤S13中确定已针对所有期望重复率完成过程，则确定哪些测量的性能变量处于可接受的范围中。备选地，在步骤S15中，照射系统130可以将得分分配给指示重复率R将产生符合规范的性能的可能性的重复率R。

照射系统130还可以使用或备选地使用除由照射系统130产生的光的特性之外的参数。例如，系统可以利用上述的致动器454、456、和458的状态来确定选择“良好”重复率时激光反馈控制器的可用动态范围。

因此，照射系统130可以确定在测量一个或多个性能变量之后的任何时间允许或优选哪些重复率。例如，照射系统130可以与测量基本上同时地进行确定，或者照射系统130可以将测量结果与获得测量结果的重复率相关联地存储并且在稍后时间进行确定。而且，照射系统130可以存储与重复率相关联的实际测量结果，或者针对每个重复率存储指示重复率是否产生符合规范的性能的值。因此，可以在已经存储所有值之后、或进行中(与测量同时)、或二者的某个组合中，确定给定的速率是良好的(产生或可能产生符合规范的性能)还是不好的(产生或可能产生不符合规范的性能)。当然，照射系统130可以存储不允许的速率的表(而不是允许的速率的表)，或者它可以存储两者。

扫描仪115为照射系统130提供离散的所允许的“基本”重复率集合作为接口规范的一部分。扫描仪115还为照射系统130提供在运行期间使用的参考(或最大)重复率。参考重复率可以通常约为6kHz，但也可以使用其他参考重复率。自动气体优化将以该参考重复率来进行优化。

在针对操作选择重复率时，扫描仪115可以询问照射系统130关于扫描仪115可以计划请求的特定重复率的信息。照射系统130使用从校准扫描导出的信息进行响应。在一个方面，照射系统130基于在重复率校准期间获得的信息以二进制“允许”或“不允许”(OK/NOK)进行响应。如果允许重复率，则扫描仪115可以在所选择的重复率的±2Hz内操作。

根据另一方面，扫描仪115被配置为能够使得照射系统130启动重复率校准。备选地或附加地，照射系统130可以请求扫描仪115启动重复率校准。

优选地，照射系统130可以在分钟量级的较短时间段内执行重复率校准。照射系统130也可以被配置为执行不同分辨率的重复率校准，以控制校准过程的总体持续时间。例如，照射系统130可以被配置为执行“高分辨率”校准，其中在每个扫描步骤中将重复率增加10Hz，这将导致以每个突发300个脉冲、约400个重复率进行的测量。这样的扫描通常消耗75秒左右的时间。或者照射系统130可以被配置为执行“中等分辨率”校准，其中在每个扫描步骤中将重复率增加15Hz，这将导致以每个突发300个脉冲、约270个重复率进行的测量。这样的扫描通常消耗50秒左右的时间。或者，照射系统130可以被配置为执行“中等分辨率”校准，其中在每个扫描步骤中将重复率增加20Hz，这将导致以每个突发500个脉冲、大约200个重复率进行的测量。这样的扫描通常消耗50秒左右的时间。或者照射系统130可以被配置为执行“中等分辨率”校准，其中在每个扫描步骤中将重复率增加20Hz，这将导致以每个突发300个脉冲、约200个重复率进行的测量。这样的扫描通常消耗40秒左右的时间。或者照射系统130可以被配置为执行“低分辨率”校准，其中在每个扫描步骤中将重复率增加100Hz，这将导致以每个突发300个脉冲、约40个重复率进行的测量。这样的扫描通常消耗8秒左右的时间。

如将理解的，每个突发的脉冲或突发的大小可以从短(例如，每个突发100个脉冲)到中等(例如，每个突发300个脉冲)到长(例如，每个突发500个脉冲)。可以使用其他数量的脉冲。

扫描模式可以是若干类型中的任何一个。例如，扫描模式可以是线性的，其中在所采样的重复率之间具有恒定的步长。或者扫描模式可以是呈对数的，其中所采样的重复率之间的步长大小以对数形式减少。这将导致更高的重复率下的更多采样，这对于在更高的重复率下预期重复率的性能变化更大的情况尤其有用。或者扫描模式可以是谐波相关的，其中所采样的重复率之间的步长大小谐波相关地增加。这样可以以较低的重复率进行更多的采样，这在较低重复率下预期重复率性能变化更大的情况尤其有用。另一可能的扫描模式是“缓冲”扫描模式，其中对于所采样的每几个(例如，两个)重复率，照射系统130返回并以参考重复率(例如，8kHz)进行测量。该扫描模式在重复率的性能依赖性可能偏移的情况可能是特别有利的，因此时常返回到参考重复率来验证在参考重复率下的性能仍然是以前测量的性能以及相对于参考重复率来调整或规范每个重复率的性能有利的。

重复率的选择/评分可以基于各种参数或量测。例如，选择/评分可以基于所发射的光的光谱带宽。备选地或附加地，选择/评分可以基于从激光器的第一级产生射束的时间到从激光器的第二级产生射束的时间之间的时间延迟(称为DtMopatarget)。备选地或附加地，选择/评分可以基于所发射的光的能量稳定性。备选地或附加地，选择/评分可以基于必须施加到激光器的电压的幅度。

选择/评分可以基于在预定边界内满足开环量测的程度，或者基于在预定边界内满足闭环控制的程度。在某些情况下，可能期望通过使用测量值的内插或通过使用它们相对于重复率的变化的变化速率(导数)来将这些量测的变化的影响最小化。

例如，量测可以是某些预设限度内的致动器定时。作为另一示例，量测可以是保持预设限度内的能量稳定性、或者在预设限度内的相对于参考重复率(例如，6kHz)下的操作电压的电压偏移。作为又一示例，量测是在预设限度内的相对于参考重复率(例如，6kHz)下的能量增益的能量增益偏移。备选地，可以使用这些量测的一些组合。

照射系统130可以被配置为向扫描仪115提供标识所禁止的重复率的信息，即，照射系统130可以过滤掉不足以产生符合规范的性能的重复率，或者照射系统130可以被配置为向扫描仪115提供标识所允许的重复率的信息，即，照射系统130可以“过滤出”足以产生符合规范的性能的重复率。选择/评分可以是固定的(通过单个校准扫描来确定)或自适应的(通过多次校准扫描来确定，其中结果被平均、加权或不加权)。

在一个方面，扫描仪115可以向照射系统130指定其可能请求的重复率的集合。照射系统130可以在整个集合上或仅在集合的子集上进行校准。使得可以在整个集合上进行校准不切实际的考虑因素是这样的校准可能需要的时间量。使得不期望仅可以在整个系统的子集上进行校准的考虑因素是照射系统130可能不批准不包括在该子集中的可能的“良好”重复率。因此存在时间相对于灵活性的潜在的折衷。无论是在整个集合范围内进行校准，还是仅在整个集合的子集上进行校准，将通常取决于特定应用的要求。

关于重复率的选择，参考图6，在步骤S61中，例如通过请求照射系统130以该重复率进行操作，扫描仪115可以请求特定重复率的状态。根据一个方面，在步骤S62中，照射系统130可以基于先前校准(一个或多个)、利用二进制的“OK/NOK”状态指示来对扫描仪115的请求做出响应。如果在步骤S62中照射系统130向扫描仪115提供“OK”状态指示，则扫描仪115可以在步骤S63中使用所请求的速率。如果照射系统130在步骤S62中向扫描仪115提供“NOK”指示，则扫描仪115可以请求另一重复率。可以重复该过程，直到照射系统130使用“OK”指示作出响应。如果该过程持续一时间段或大于步骤S64中确定的某个预定持续时间或数目的迭代次数，则扫描仪115/照射系统130可以回退到步骤S65中、使用默认重复率。

参考图7，根据另一方面，当扫描仪115在步骤S71中请求给定的重复率时，照射系统30可以利用最近的“良好”重复率的指示做出响应。扫描仪115然后可以在步骤S72中接受或拒绝所指示的重复率。如果扫描仪115在步骤S73中接受所指示的重复率，则扫描仪115使用该重复率。如果扫描仪115在步骤S73中拒绝所指示的重复率，则可以请求另一重复率。该过程可以继续，直到照射系统130指示扫描仪115在步骤S73中确定为可接受的重复率。如果照射系统130未在预定时间内或在步骤S75中所确定的尝试次数内指示扫描仪115可接受的重复率，则在步骤S64中，扫描仪115和照射系统130可默认已知的良好重复率。

根据另一方面，扫描仪115可以请求给定的重复率，并且照射系统130可以发射预定数量的突发，以确定该重复率是否产生符合规范的性能。照射系统130然后将校准结果的指示传送给扫描仪115。这具有实现相对快速校准的潜力。

根据另一方面，照射系统130可以连续监测重复率，并且当一个或多个量测落在由较高和较低边界限定的可接受窗口之外时，选择重复率/对重复率评分。

根据另一方面，一旦创建了示出各种重复率的选择/评分的基线重复率表，照射系统130就可以对表中的重复率“抖动”(以少量进行变化)。该信息可用于确定给定量测对表中重复率附近的重复率变化的灵敏度，即，量测相对于重复率的局部导数。然后可以更新该表来包括将局部量测变化最小化的重复率。

在另一方面，扫描仪115可以指定大量的基本重复率。例如，扫描仪115可以在4kHz重复率范围内、针对共约400个重复率、以10Hz分辨率指定重复率。照射系统130然后可以标识400个重复率中的二十个最佳重复率。备选地，重复率范围可以被划分为预定数量的收集单元(bin)，每个收集单元具有预设宽度。例如，可以存在各自具有约200Hz的宽度的二十个收集单元。可以使用OK/NOK标志来标识每个收集单元或区段的一个重复率。

在另一方面，照射系统130可维持高分辨率重复率表，该表包含针对每个重复率、关于何时以该重复率进行的校准最近被执行的信息{使用时间}、针对该重复率的量测(例如，DtMopa)、以及OK/NOK标志。如果已针对特定的重复率测量了表中的量测，则可以使用默认值。照射系统130然后以参考重复率测量量测来获得参考量测。然后使用参考量测，照射系统130从每个收集单元中标识最佳重复率并基于量测阈值将其标记为OK或NOK。对于二十个收集单元中被标记为NOK的每一个，照射系统130然后从对应的重复率收集单元中扫描具有最大使用时间的十个重复率并更新其使用时间。照射系统130相对于参考量测对重复率进行选择/评分。如果最佳重复率在该量测的预设方差阈值内，则照射系统130将其标记为OK。否则，照射系统130将其标记为NOK。

以上描述包括多个实施例的示例。当然，不可能为了描述前述实施例的目的而描述部件或方法的每个可想到的组合，但是本领域的普通技术人员可以认识到，各种实施例的许多进一步的组合和置换是可能的。因此，所描述的实施例旨在涵盖落入所附权利要求的精神和范围内的所有这些改变、修改和变化。此外，就在详细描述或权利要求书中使用术语“包含”而言，该术语旨在以类似于术语“包括”的方式是包含性的，因为“包括”在权利要求书中用作过渡性词语。此外，虽然可以以单数形式描述或要求保护所描述的方面和/或实施例的要素，但除非明确声明限于单数，否则可以预期复数。附加地，除非另有说明，否则任何方面和/或实施例的全部或一部分可以与任何其他方面和/或实施例的全部或一部分一起使用。