揭示了用于测量激光发射光的带宽的一种方法和装置，可包括：第一和第二波长敏感光学带宽检测器，分别提供表示第一参数的输出，该第一参数分别表示第一和第二带宽检测器测量的激光发射光的带宽，以及实际带宽计算装置，适合将这两个输出用作多变量线性方程式的一部分，该多变量线性方程式采用第一或第二带宽检测器专用的预定校准变量来计算第一实际带宽参数或第二实际带宽参数。第一实际带宽参数是最大值的某百分比上的光谱全宽（“ＦＷＸＭ”），而第二实际带宽参数是包含能量的某百分比的一部分（“ＥＸ”）。第一和第二带宽检测器是标准具，且输出可表示ＦＷＸＭ上各个标准具的光学输出的干涉条纹的干涉条纹宽度。预先计算的校准变量可分别从用第一和第二实际带宽参数的已知值来表示与校准输入光相关的检测器输出的三维曲线中导出，其中第一和第二实际带宽参数可以是ＦＷＸＭ和ＥＸ。第一／第二三维曲线提供的解为：（第一／第二输出）＝ａ／ｄ＊（ＦＷＸＭ的校准输入光已知值））＋（ｂ／ｅ＊（ＥＸ的校准输入光已知值）＋ｃ／ｆ；且实际带宽计算装置可使用导出方程式：（第一实际带宽参数）＝（（ｂ＊（第二输出））－（ｅ＊（第一输出））＋ｃｅ－ｂｆ）／（ｂｄ－ａｅ），或方程式：（第二实际带宽参数）＝（（ａ＊（第二输出））－（ｄ＊（第一输出））＋ｃｄ－ａｆ）／（ａｅ－ｂｄ）。ＦＷＸＭ可以是ＦＷＨＭ，而ＥＸ可以是Ｅ９５。第一光学带宽检测器的转换函数被选为对ＦＷＸＭ比对ＥＸ更加敏感，而第二光学带宽检测器的转换函数被选为对ＥＸ比对ＦＷＸＭ更加敏感。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于发射极窄带宽激光光的激光发射光带宽的检测，例如误差为百分之皮米或以下的亚皮米带宽，尤其涉及准确估算使用例如干涉仪或分光仪器(“光谱计”)的光源的带宽，这些干涉仪或分光仪器的脉冲响应函数一般具有与所测量光源可比或更大的带宽。
技术介绍
众所周知，光谱计是用于测量比如激光的光源的波长和带宽的。这种带宽计的输出例如实际上是使用如光电二极管阵列(“PDA”)的测量结果，PDA是本领域内众所周知用来测量如光谱测量仪器的输出带宽的，该输出实际上是输入到带宽计的光谱的实际带宽(要测量的实际带宽)和带宽计的响应函数的卷积。带宽计具有在带宽测量期间改变所测量光谱的它自己的响应函数。如果该过程能准确表示成两个解析高斯光谱或两个解析洛仑兹光谱的卷积，则激光的带宽可用简单的代数方程式从仪器的响应中确定。然而，大多数激光的输出光谱并不是这种简单的解析形式，也不是分光带宽检测仪器(如标准具)的响应函数。光谱仪器，尤其是例如标准具的光学干涉仪，具有可通过公式f＝(πr1/2)/l-r计算的有限灵敏度(finesse)，其中r是标准具内并置的部分反射镜的反射率。标准具也具有通过等式FSR＝λ2/2*n*d得到的自由光谱范围(“FSR”)的属性，其中λ是波长、n是分开部分反射镜的并置反射表面的材料的折射率、而d是两者的间距。带宽中称为标准具分辨率(“ER”)的因子通过等式ER＝FSR/finesse得到。它的合理近似的而非准确的表示是洛仑兹形曲线。目前在用于比如激光的例如具有皮米级范围带宽的带宽计中，误差通常用使用一些校准常数的偏差或δ函数来处理，因为例如带宽计中使用的标准具的带通相对所测量激光输出的带宽要宽得多。然而，因为对例如超大规模集成“ULSI”集成电路制造的更窄临界尺寸线特征的要求在不断提高(临界尺寸减小)，对极窄波长(深紫外线-“DUV”和极深紫外线-“EUV”)上纯激光且其纯度由中央波长周围的极窄控制带宽限定的要求，用于这种测量的标准具在响应函数上变得与激光本身的带宽越来越接近，所以传统的δ函数不再适用。例如，在本申请转让所有人Cymer Inc.的新产品-XLA100上，机载带宽计采用了带通约0.12皮米的标准具，且激光提供了约在0.1皮米～0.18皮米之间的输出，减少了带宽共振。然后卷积使所测激光失真(例如带宽上)，从而因为波长和/或带宽从期望目标移开或移出期望范围f，使得对用来更改激光操作的控制器的适当输入的测量(例如半最大值全宽(“FWHM”))不够精确。这至少部分是因为能量从所测量的激光中释放到标准具输出光谱中。该释放问题在标准具的带通大于所测输入光的带宽且两者值接近时甚至更为恶化，因为这使标准具的带通更受所测激光光谱的影响(失真)。目前用来表示所测激光带宽的带宽计的输出是，例如由标准具仪器产生的干涉条纹(fringe)的FWHM上干涉条纹宽度减去某些比如ER或称为标准具校正(“EC”)常数误差值的度量。然而如上所述，除非标准具的输出分布是洛仑兹型的(实际上并不是)这才精确。使问题更严重的是，即使开始时测量在足以使给定激光系统的带宽计在刚制成时的规范内的ER上进行，也发现标准具像激光带宽计仪器一样会随着时间变化，激光操作的可变条件随着时间影响实际ER。此外，当使用备件时带宽计不能用将变成现场带宽计的相同激光在工厂校准，且校准系统需要易于在客户场地四处移动以使带宽计与客户激光相互匹配，因而在每个客户场地供给一个校准系统是昂贵的。更甚之，本领域中有越来越多的人相信例如对于亚-0.1微米线宽制造中的半导体制造，用于适当纯度控制的带宽的实际测量是比如E95，即对激光输出光谱内构成一些百分比的能量积分的测量，在该情形中，对于E95为光谱内总能量的95％，这种测量在峰值两侧上的能量在+/-无穷大上降到零时受某有限边界(通常约为10皮米)的限制。本申请人还发现取决于驱动脉冲激光的占空度，FWHM和E95会变化，这些变化太大而无法在亚-皮米激光的ER内进行初始校准，并且会随着各个激光和激光寿命变化。基于例如分光光学元件或光学干涉现象的带宽检测器(测波仪)，例如光谱计，是众所周知的通常用于测量光源的绝对波长和带宽的仪器。当用作带宽测量工具(“带宽检测器/计”)时，光谱计的有限脉冲响应的效果必须在确定所测量源的带宽时考虑。为了这种应用，“带宽”可指任何数量的度量或数学结构，诸如光谱在半最大值强度上的全宽(“FWHM”)、最大值的某个其它百分比上的全宽(“FWXM”)、包括95％强度积分的宽度(“I95％”或“E95％”)，或者光谱部分所包括能量的某个其它百分比(“IX％”或“EX％”)等。光源带宽的准确了解对许多科技应用都是非常重要的，例如液体或气体的光谱学、半导体光刻技术中的临界尺寸控制等。在极为简单的情形中，例如当光源的光谱和光谱计脉冲响应通过解析高斯函数或解析洛仑兹函数来准确表示时，对大多数带宽度量而言，光谱计脉冲响应的效果可使用简单的代数方程式简便地说明。然而，大多数光源(例如激光)的输出光谱并不具有这种简单的形式，且光谱计的脉冲响应类似地也是复杂和/或未知的，或者随着时间或不同的操作环境而改变。此外，光源本身光谱的具体形状可随时间或变化的操作条件而改变。用来克服这些障碍的一种一般的方法是采用一种光谱计，其脉冲响应具有与要测量光源的期望带宽相比极窄的带宽，从而在所测量光谱与带宽检测仪器的脉冲效应的卷积中，带宽检测仪器的影响可视为忽略不计。即，光谱计脉冲响应可由简单的数学δ函数来近似。然而，获得具有这种窄带宽脉冲效应的光谱计并非总是实际的甚至可能的，特别是当与诸如本身带宽极为狭窄(波长尺度在数十飞米甚至更小)的激光这样的光源相比必须狭窄时。第二种较为复杂的通常所用的方法是用解析函数(例如洛仑兹、高斯、或混合型)来近似光谱计脉冲响应函数和光源光谱，光谱计内的卷积效果可用简单的数学项来表达。如上所述，这不一定是好的近似，且取决于带宽度量的特定类型常常会失败或极难实现。诸如I95％的积分带宽度量计算在应用这种技术时会不准确或者计算量非常大。作为第二种方法及其缺点的说明，本申请受让人的新产品XLA-100包含一个机载带宽计，它采用具有约0.12皮米(pm)的FWHM带通的单个标准具，用来询问具有约0.17pm平均典型FWHM带宽的深紫外线受激准分子激光光源的输出。作出以上近似，其中激光和标准具光谱计假设都有解析洛仑兹光谱形状；因此，仪器的FWHM输出在数学上是激光光源和标准具光谱计脉冲响应的FWHM之和。那么在该近似中，激光带宽由该仪器的FWHM输出减去标准具光谱计脉冲响应的FWHM(独立测量所确定)来估算。然而，因为光源光谱和脉冲响应函数的FWHM带宽比率接近于一致，所以该方法在激光光谱的形状与近似洛仑兹形状相差太远时会失去准确性。例如，伴随着能量在实际激光光谱的近翼处的增加，光源光谱的中央光谱峰值的变窄，可导致该近似中FWHM带宽的过度估算。此外，如果激光光谱的具体形状固定，则该示例中减去的偏移量可作调整以进行补偿。然而，如果激光光谱的形状随例如操作条件、系统定位、产品寿命而改变，甚至该补偿都不能保持准确。还会产生问题的是制造设置中的复杂可能性，标准具光谱计可对一个激光测试和校准偏移，但最终会本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种带宽计，用于测量输入到带宽计的激光的发射光的光谱带宽，包括：第一光学带宽检测器，提供表示一参数的第一输出，该参数表示所述第一带宽检测器实际测量的激光的发射光的带宽；第二光学带宽检测器，提供表示一参数的第二输出，该参数表示 所述第二带宽检测器实际测量的激光的发射光的带宽；实际带宽计算装置，适合将所述第一输出和第二输出用作多变量线性方程式的一部分，所述多变量线性方程式采用所述第一带宽检测器或所述第二带宽检测器专用的预定校准变量来计算实际带宽参数。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：RJ拉法克，
申请(专利权)人：西默股份有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。