(57)【要約】      （修正有）【課題】照明ビームの時間的パルス幅およびエタンデュの両方を増加させる改善された方法、装置、およびシステムを提供する。【解決手段】リソグラフィ装置の照明システムのパルス変更ユニットは、放射の入力パルスを受け取り、１つまたは複数の対応する放射の出力パルスを発するビームスプリッタを含む。このビームスプリッタは、第１のパルス部分を第２の光路に沿って方向付けし、第２の部分を出力ビームの一部分として第１の光路に向ける。第２の光路は、発散光学エレメントよって、ビームサイズを縮小することなくビームの発散を増加することができ、したがってエタンデュを増加することができる。それぞれがある曲率半径を有する第１および第２のミラーが、所定の離隔距離で互いに対向して配設され、パルスモディファイアを通る第２の部分の光路が第１の部分の光路より長く、離隔距離が曲率半径未満であるように、その方向を変えるように構成される。【選択図】図２Ａ
2010157715.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１および第２の湾曲した反射デバイスと、ビームスプリッタと、発散光学エレメントとを備えるシステムであって、
前記ビームスプリッタが、ビームの第１の部分を前記発散光学エレメントに向けて反射し、
前記発散光学エレメントがサイクルを開始し、
前記サイクルの間中、前記ビームが当該システムを通って進み、かつ前記ビームの第２の部分を透過させて出力ビームの少なくとも一部分を生成するように構成され、
前記ビームの前記第１の部分が前記第１の反射デバイスと前記第２の反射デバイスとの間を２回以上横断するように、前記サイクルの間中、前記発散光学エレメントが、前記ビームの前記第１の部分を前記第１の反射デバイスと前記第２の反射デバイスとの間のビーム経路に沿って方向付けし、
前記ビームの前記第１の部分の第１の要素が、前記ビームスプリッタによって反射され、当該システムを出て前記出力ビームの別の部分を生成し、前記ビームの前記第１の部分の第２の要素が、前記ビームスプリッタを通って透過されて前記サイクルを繰り返すように、前記サイクルが、前記第１の反射デバイスと前記第２の反射デバイスとの間の横断の後に終了する、
システム。
【請求項２】
前記サイクルの第１のセグメントが、前記第１の反射デバイスから前記第２の反射デバイスへのビーム経路を備え、
前記サイクルの第２のセグメントが、前記第２の湾曲した反射デバイスから前記第１の湾曲した反射デバイスへのビーム経路を備え、
前記サイクルの第３のセグメントが、前記第１の湾曲した反射デバイスから前記第２の湾曲した反射デバイスへのビーム経路を備え、
前記サイクルの第４のセグメントが、前記第２の湾曲した反射デバイスから前記ビームスプリッタへのビーム経路を備える、
請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記第１および第２の湾曲した反射デバイスが共焦点ミラーを備える、
請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記発散光学エレメントが光学ウェッジを備える、
請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記発散光学エレメントが、前記出力ビーム中のスペックルを実質的に低減または解消するように構成される、
請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
前記発散光学エレメントが、ビームサイズを縮小することなく前記ビームの前記第１の部分の発散を増加させて、前記出力ビームのエタンデュを増加するように構成される、
請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
前記第１および第２の湾曲した反射デバイスが、前記ビームの前記第１の部分を遅延させ、かつ前記ビームスプリッタで再び像を形成するように構成される、
請求項１に記載のシステム。
【請求項８】
前記発散光学エレメントが、ビームサイズを縮小することなく前記ビームの前記第１の部分の発散を増加させて、前記出力ビームの前記第１の部分の時間的パルス長を増加するように構成される、
請求項１に記載のシステム。
【請求項９】
前記発散光学エレメントが、前記ビームスプリッタならびに前記第１および第２の湾曲した反射デバイスに対する前記発散光学エレメントの角度を変化させることによって、前記ビームの前記第１の部分の前記発散を変化させるように構成される、
請求項１に記載システム。
【請求項１０】
前記ビームの前記第１の部分の前記発散が、前記発散光学エレメントを通る後続の通過による前記ビーム経路の各サイクルの後に変化する、
請求項１に記載のシステム。
【請求項１１】
前記発散光学エレメントと前記ビームスプリッタとが結合される、
請求項１に記載のシステム。
【請求項１２】
第１および第２の湾曲した反射デバイスと、第１および第２のビームスプリッタと、第１および第２の発散光学エレメントとを備えるシステムであって、
前記第１のビームスプリッタが、ビームの第１の部分を前記第１の発散光学エレメントに向けて反射し、
前記第１の発散光学エレメントが第１のサイクルを開始し、
前記第１のサイクルの間中、前記ビームが当該システムを通って進み、かつ前記ビームの第２の部分を前記第２のビームスプリッタに向けて透過させるように構成され、
前記第２のビームスプリッタが、ビームの第３の部分を前記第２の発散光学エレメントに向けて反射し、
前記第２の発散光学エレメントが第２のサイクルを開始し、
前記第２のサイクルの間中、前記ビームが当該システムを通って進み、かつ前記ビームの第４の部分を透過させて前記出力ビームの少なくとも一部分を生成するように構成され、
前記ビームの前記第１の部分が前記第１の反射デバイスと前記第２の反射デバイスとの間を２回以上横断するように、前記第１のサイクルの間中、前記第１の発散光学エレメントが、前記ビームの前記第１の部分を、前記第１の反射デバイスと前記第２の反射デバイスとの間の第１のビーム経路に沿って方向付けし、
前記ビームの前記第１の部分が前記第１の反射デバイスと前記第２の反射デバイスとの間を２回以上横断するように、前記第２のサイクルの間中、前記第２の発散光学エレメントが、前記ビームの前記第３の部分を前記第１の反射デバイスと前記第２の反射デバイスとの間の第２のビーム経路に沿って方向付けし、
前記ビームの前記第１の部分の第１の要素が前記第１のビームスプリッタによって前記第２のビームスプリッタに向けて反射され、
前記ビームの前記第１の部分の第２の要素が、前記第１のビームスプリッタを通って透過されて前記第１のサイクルを繰り返すように、前記第１のサイクルが、前記第１の反射デバイスと前記第２の反射デバイスとの間の横断の後に終了し、
前記ビームの前記第３の部分の第１の要素が前記第２のビームスプリッタによって反射され、当該システムを出て前記出力ビームの別の部分を生成し、前記ビームの前記第３の部分の第２の要素が、前記第２のビームスプリッタを通って透過されて前記第２のサイクルを繰り返すように、前記第２のサイクルが、前記第１の反射デバイスと前記第２の反射デバイスとの間の横断の後に終了する、
システム。
【請求項１３】
第１および第２の湾曲した反射デバイスと、ビームスプリッタと、平行平板の光学エレメントとを備えるシステムであって、
前記ビームスプリッタが、ビームの第１の部分を前記平行平板の光学エレメントに向けて反射し、
前記平行平板の光学エレメントがサイクルを開始し、
前記サイクルの間中、前記ビームが当該システムを通って進み、かつ前記ビームの第２の部分を透過させて出力ビームの少なくとも一部分を生成するように構成され、
前記ビームの前記第１の部分が前記第１の反射デバイスと前記第２の反射デバイスとの間を２回以上横断するように、前記サイクルの間中、前記平行平板の光学エレメントが、前記ビームの前記第１の部分を前記第１の反射デバイスと前記第２の反射デバイスとの間のビーム経路に沿って方向付けし、
前記ビームの前記第１の部分の第１の要素が前記ビームスプリッタによって反射され、当該システムを出て前記出力ビームの別の部分を生成し、前記ビームの前記第１の部分の第２の要素が、前記ビームスプリッタを通って透過されて前記サイクルを繰り返すように、前記サイクルが、前記第１の反射デバイスと前記第２の反射デバイスとの間の横断の後に終了する、
システム。
【請求項１４】
放射源からの放射ビームをパターニングするように構成されたパターニングデバイスを支持するように構成された第１のサポートと、
基板を支持するように構成された第２のサポートと、
前記基板のターゲット部分上に放射ビームを投影するように構成された投影システムと、
前記第１のサポートと前記放射源との間に配置されたパルスストレッチャと、
を備えるリソグラフィ装置であって、
前記パルスストレッチャが、第１および第２の湾曲した反射デバイスと、第１および第２のビームスプリッタと、第１および第２の発散光学エレメントとを備え、
前記第１のビームスプリッタが、ビームの第１の部分を前記第１の発散光学エレメントに向けて反射し、前記第１の発散光学エレメントが第１のサイクルを開始し、前記第１のサイクルの間中、前記ビームが前記システムを通って進み、かつ前記ビームの第２の部分を前記第２のビームスプリッタに向けて透過させるように構成され、
前記第２のビームスプリッタが、ビームの第３の部分を前記第２の発散光学エレメントに向けて反射し、前記第２の発散光学エレメントが第２のサイクルを開始し、前記第２のサイクルの間中、前記ビームが前記システムを通って進み、かつ前記ビームの第４の部分を透過させて前記出力ビームの少なくとも一部分を生成するように構成され、
前記ビームの前記第１の部分が前記第１の反射デバイスと前記第２の反射デバイスとの間を２回以上横断するように、前記第１のサイクルの間中、前記第１の発散光学エレメントが、前記ビームの前記第１の部分を、前記第１の反射デバイスと前記第２の反射デバイスとの間の第１のビーム経路に沿って方向付けし、
前記ビームの前記第１の部分が前記第１の反射デバイスと前記第２の反射デバイスとの間を２回以上横断するように、前記第２のサイクルの間中、前記第２の発散光学エレメントが、前記ビームの前記第３の部分を前記第１の反射デバイスと前記第２の反射デバイスとの間の第２のビーム経路に沿って方向付けし、
前記ビームの前記第１の部分の第１の要素が前記第１のビームスプリッタによって前記第２のビームスプリッタに向けて反射され、前記ビームの前記第１の部分の第２の要素が、前記第１のビームスプリッタを通って透過されて前記第１のサイクルを繰り返すように、前記第１のサイクルが、前記第１の反射デバイスと前記第２の反射デバイスとの間の横断の後に終了し、
前記ビームの前記第３の部分の第１の要素が前記第２のビームスプリッタによって反射され、前記システムを出て前記出力ビームの別の部分を生成し、前記ビームの前記第３の部分の第２の要素が、前記第２のビームスプリッタを通って透過されて前記第２のサイクルを繰り返すように、前記第２のサイクルが、前記第１の反射デバイスと前記第２の反射デバイスとの間の横断の後に終了する、
リソグラフィ装置。
【請求項１５】
放射ビームを第１の部分と第２の部分とに分割する工程と、
前記ビームの前記第１の部分の発散を増加させる工程と、
前記第１の部分の光路が前記第２の部分の光路より長くなるように、前記ビームの前記第１の部分を反射する工程と、
前記ビームの前記第１の部分を前記第２の部分に再結合する工程と、
を含む方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
[0001]  本発明は、一般にリソグラフィに関し、より詳細には照明パルスの変更に関する。
【背景技術】
【０００２】
[0002]  リソグラフィは、集積回路（ＩＣ）ならびに他のデバイスおよび／または構造体の製造における重要なプロセスとして広く認められている。リソグラフィ装置は、リソグラフィ中に使用され、基板のターゲット部分上など、基板上に所望のパターンを与えるマシンである。リソグラフィ装置を用いてＩＣを製造する間、ＩＣの個々の層上に形成するべき回路パターンを生成するのにマスクまたはレチクルと称されるパターニングデバイスを使用することがある。このパターンは、基板（例えばシリコンウェーハ）上のターゲット部分（例えば１つまたはいくつかのダイの一部分を構成する）に転写することができる。パターンの転写は、一般に基板上に与えられた放射感応性材料（例えばレジスト）の層上に像を形成することによって行われる。一般に、単一の基板は、次々とパターニングされる隣接したターゲット部分の回路網を含む。
【０００３】
[0003]  既知のリソグラフィ装置は、ターゲット部分上に全パターンを一度に露光させることによって各ターゲット部分が照射されるステッパと、放射ビームによってパターンを所定方向（「スキャン」方向）にスキャンし、同時に、基板をこの方向と平行または逆平行に同期してスキャンすることによって、各ターゲット部分が照射されるスキャナとを含む。基板上にパターンを刻印することによりパターニングデバイスから基板へパターンを転写することも可能である。
【０００４】
[0004]  一般に、リソグラフィ装置に、パルスビームの放射（例えば高輝度紫外線パルス）の形で放射を与えるのに、エキシマレーザが用いられる。大きくて高くつくレンズ素子が、何十億ものパルスを受けた後に劣化することがある。パルスの輝度（すなわち、ｃｍ２当りの光パワー（エネルギー／時間）すなわちｍＪ／ナノ秒／ｃｍ２）の増強に伴って光損傷が増加することがある。これらのレーザからの代表的なパルス持続時間は約２０ナノ秒であり、このため、５ｍＪのレーザパルスは、約０．２５ｍＪ／ナノ秒（０．２５ＭＷ）のパルスパワー輝度を有することになる。パルス持続時間を変更せずに、パルスエネルギーを１０ｍＪへ増加すると、結果としてパルスのパワーが約０．５ｍＪ／ナノ秒へと倍増し、これによってレンズ素子の使用可能な寿命が著しく短縮する恐れがある。
【０００５】
[0005]  パルスストレッチャは、パルス持続時間を実質的に増加することによって光損傷および劣化を最小化するように、リソグラフィ装置とともに使用するように構成することができる。パルスのコピーを生成することによってパルス持続時間の増加が達成され、各コピーは、光遅延を用いることにより時間で分離される。
【０００６】
[0006]  既知のパルスストレッチユニットを使用するには、リソグラフィ装置の初期の再較正が必要になることがある。また、パルスストレッチユニットは、追加の周期的較正をしてやらないと、ビームのサイズまたは方向を制御することができない。
【０００７】
[0007]  さらに、パルスストレッチユニットは、動的スペックルの生成が問題になることがある。スペックルは、パルス持続時間ならびにビームのエタンデュの両方の関数である。スペックルは、パルス持続時間が有限であること、およびレーザからの部分的コヒーレント放射のスペクトルの線幅に制約があることによってもたらされ得る。スペックルは、しばしば、線幅粗さ（ＬＷＲ）と称される結像されたフィーチャのサイズの局所的変動の原因となる、ウェーハ上の照射量の微視的不均一性をもたらす恐れがある。ある期間にわたってパルス持続時間を伸ばすことにより、またはビームのエタンデュを増加することにより、スペックルを低減することができる。
【発明の概要】
【０００８】
[0008]  前述のことからして、照明ビームの時間的パルス幅およびエタンデュの両方を増加するパルスモディファイアを提供する改善された方法、装置、およびシステムが必要とされている。
【０００９】
[0009]  本発明の実施形態は、ビームスプリッタ、発散光学エレメント、ならびに第１および第２の湾曲したミラーを備えたエタンデュ調整が可能なパルスモディファイアを含む。ビームスプリッタは、放射の入力パルスを受け取って、入力パルスを第１のパルス部分と第２のパルス部分とに分割する。ビームスプリッタは、第１のパルス部分を発散光学エレメントへ向け、発散光学エレメントが、第１のパルス部分をある角度だけ方向転換してエタンデュが増加した発散をもたらす。ビームスプリッタは、第２のパルス部分を、出力ビームの一部分として方向付ける。第１のミラーおよび第２のミラーは、それぞれがある曲率半径を有して所定の離隔距離で互いに対向し、方向転換された第１のパルス部分を受け取り、方向転換されたビーム経路に沿って第１のパルス部分の方向を変える。パルスモディファイアを通る第１のパルス部分の光路は、第２のパルス部分の光路より長く、入力パルスの遅延および引伸しをもたらす。
【００１０】
[0010]  本発明の別の実施形態は、ビームスプリッタ、発散光学エレメント、ならびに第１および第２の湾曲したミラーを備えたエタンデュ調整が可能なパルスモディファイアを含み、ビームスプリッタと発散光学エレメントとが結合されて、単一の素子になる。発散／ビームスプリッタは、放射の入力パルスを受け取ってその入力パルスを第１のパルス部分と第２のパルス部分とに分割し、第１のパルス部分をある角度だけ方向転換して、エタンデュが増加した発散をもたらす。発散／ビームスプリッタは、第２のパルス部分を、出力ビームの一部分として方向付ける。第１のミラーおよび第２のミラーは、それぞれがある曲率半径を有して所定の離隔距離で互いに対向し、方向転換された第１のパルス部分を受け取り、ビーム経路に沿って第１のパルス部分の方向を変える。パルスモディファイアを通る第１のパルス部分の光路は、第２のパルス部分の光路より長く、入力パルスの遅延および引伸しをもたらす。
【００１１】
[0011]  本発明のさらに別の実施形態では、パルスモディファイアは、第１および第２のビームスプリッタ、第１および第２の発散光学エレメント、ならびに第１および第２の湾曲したミラーを備える。第１の発散／ビームスプリッタは、放射の入力パルスを受け取ってその入力パルスを第１のパルス部分と第２のパルス部分とに分割し、ビームの第２の部分を第２のビームスプリッタへ向ける。第２のビームスプリッタは、ビームの第４の部分を、出力ビームの少なくとも一部分として通す。第１のビームスプリッタは、第１の発散光学エレメントの方へビームの第１の部分の向きを変え、第１の発散光学エレメントが、第１のパルス部分をある角度だけ方向転換してエタンデュが増加した発散をもたらす。第１の発散光学エレメントは、第１の反射デバイスと第２の反射デバイスとの間に第１のビーム経路をさらに生成し、ここで、ビームの第１の部分が、第１の反射デバイスと第２の反射デバイスとの間を２回以上横断する。第２のビームスプリッタは、第２の発散光学エレメントの方へビームの第３の部分の向きを変え、第２の発散光学エレメントが、第３のパルス部分をある角度だけ方向転換してエタンデュが増加した発散をもたらす。第２の発散光学エレメントは、第１の反射デバイスと第２の反射デバイスとの間に第２のビーム経路をさらに生成し、ここで、ビームの第３の部分が、第１の反射デバイスと第２の反射デバイスとの間を２回以上横断する。ビームの第１の部分の一部分は、第１の反射デバイスと第２の反射デバイスとの間を横断した後に第１のビームスプリッタによって第２のビームスプリッタの方へ反射されるが、ビームの第１の部分の別の一部分は、第１のビームスプリッタを通過する。ビームの第３の部分の一部分は、第１の反射デバイスと第２の反射デバイスとの間を横断した後に第２のビームスプリッタによって反射され、出力ビームの一部分としてシステムを出るが、ビームの第３の部分の別の一部分は、第２のビームスプリッタを通過する。
【００１２】
[0012]  本発明の実施形態は、パルスモディファイアを有するリソグラフィシステムをさらに含む。パターニングデバイスの照明のための放射ビームを調整するように、リソグラフィシステムは、パルスモディファイアを含む照明システムで構成される。パルスモディファイアは、第１および第２のビームスプリッタ、第１および第２の発散光学エレメント、ならびに第１および第２の湾曲したミラーを含み、ビームスプリッタと発散光学エレメントとが結合されて、単一の素子になる。第１の発散／ビームスプリッタは、放射の入力パルスを受け取ってその入力パルスを第１のパルス部分と第２のパルス部分とに分割し、ビームの第２の部分を第２の発散／ビームスプリッタへ向ける。第２の発散／ビームスプリッタは、ビームの第４の部分を、出力ビームの少なくとも一部分として通す。第１の発散／ビームスプリッタも、ビームの第１の部分を傾け、かつ方向を変えて第１の反射デバイスと第２の反射デバイスとの間に第１のビーム経路を生成するように構成され、ここで、ビームの第１の部分が、第１の反射デバイスと第２の反射デバイスとの間を２回以上横断する。第２の発散／ビームスプリッタは、ビームの第３の部分を傾け、かつ方向を変えて第１の反射デバイスと第２の反射デバイスとの間に第２のビーム経路を生成し、ここで、ビームの第３の部分が、第１の反射デバイスと第２の反射デバイスとの間を２回以上横断する。ビームの第１の部分の一部分は、第１の反射デバイスと第２の反射デバイスとの間を横断した後にビームスプリッタによって第２のビームスプリッタの方へ反射されるが、ビームの第１の部分の別の一部分は、第１のビームスプリッタを通過する。ビームの第３の部分の一部分は、第１の反射デバイスと第２の反射デバイスとの間を横断した後にビームスプリッタによって反射され、出力ビームの一部分としてシステムを出るが、ビームの第３の部分の別の一部分は、ビームスプリッタを通過する。
【００１３】
[0013]  本発明のさらなる特徴および利点、ならびに本発明の様々な実施形態の構造および動作が、添付図面を参照しながら以下で詳細に説明される。本発明は、本明細書で説明された特定の実施形態に限定されないことに留意されたい。そのような実施形態は、単に説明の目的のために本明細書に示されている。その他の実施形態は、本明細書に含まれる教示に基づいて、当業者には明白になるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
[0014]  本明細書に組み込まれて本明細書の一部分を形成する添付図面は、本発明を示し、さらに記述が加わって本発明の原理を説明し、かつ当業者が本発明を製作し使用することを可能にする働きをする。
【００１５】
【図１Ａ】[0015]本発明の一実施形態による反射型リソグラフィ装置を示す図である。
【図１Ｂ】[0016]本発明の一実施形態による透過型リソグラフィ装置を示す図である。
【図２Ａ】[0017]本発明の一実施形態による、１つのビームスプリッタおよび１つの発散光学エレメントを使用した非対称パルスモディファイアを示す図である。
【図２Ｂ】[0018]非対称パルスモディファイアへの入力ビームの断面図である。
【図２Ｃ】図２Ｂの入力ビームに対応する出力ビームの断面図である。
【図３】[0019]本発明の一実施形態による、結合された発散／ビームスプリッタを使用した非対称パルスモディファイアを示す図である。
【図４Ａ】[0020]本発明の一実施形態による、２つのビームスプリッタおよび複数の反射を伴う２つの発散光学エレメントを使用した対称パルスモディファイアを示す図である。
【図４Ｂ】[0021]本発明の一実施形態による対称パルスモディファイアへの入力ビームの断面図である。
【図４Ｃ】図４Ｂの入力ビームに対応する出力ビームの断面図である。
【図５Ａ】[0022]本発明の一実施形態による対称パルスモディファイアの立体図である。
【図５Ｂ】[0023]発明の一実施形態による対称パルスモディファイアの上面図である。
【図５Ｃ】本発明の一実施形態による対称パルスモディファイアの立体図である。
【図５Ｄ】発明の一実施形態による対称パルスモディファイアの上面図である。
【図６】[0024]本発明の一実施形態による、結合された発散／ビームスプリッタを使用した対称パルスモディファイアを示す図である。
【図７】[0025]本発明の一実施形態による、互いに約９０度で配向された２つのビームスプリッタを示す図である。
【図８】[0026]本発明の一実施形態によるパルスモディファイアにおけるパルス発散のＺｅｍａｘシミュレーションの例を示す図である。
【図９】本発明の一実施形態によるパルスモディファイアにおけるパルス発散のＺｅｍａｘシミュレーションの例を示す図である。
【００１６】
[0027]  本発明の特徴および利点は、以下に示す詳細な説明が図面とともに解釈されることから、より明白になるであろう。図を通して、同じ参照文字は対応する素子を示す。図では、同じ参考番号は、同一の素子、機能的に類似した素子、および／または構造的に類似した素子を全体的に示す。ある素子が初めて出現する図面では、対応する参照番号の最上位桁によって示される。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
[0028]  本発明の実施形態は、エタンデュ調整が可能なパルスモディファイアを対象とする。この明細書は、本発明の特徴を組み込む１つまたは複数の実施形態を開示する。開示された実施形態は、本発明の単なる例示である。本発明の範囲は、開示された実施形態に限定されない。本発明は、本明細書に添付された特許請求の範囲によって定義される。
【００１８】
[0029]  説明された実施形態、および本明細書における、「一実施形態」、「実施形態」、「例示の実施形態」などへの言及は、説明された実施形態が、特定の特徴、構造、または特性を含み得るが、どの実施形態も必ずその特定の特徴、構造、または特性を含むとは限らないことを示す。さらに、そのような語句は、必ずしも同一の実施形態を参照するとは限らない。その上、一実施形態に関連して特定の特徴、構造または特性が説明されたとき、他の実施形態に関連してそのような特徴、構造または特性を達成することは、明示的に説明されたか否かにかかわらず、当業者の理解の範囲内にあることを理解されたい。
【００１９】
[0030]  本発明の実施形態は、ハードウェア、ファームウェア、ソフトウェア、またはそれらの任意の組合せで実施され得る。本発明の実施形態は、１つまたは複数のプロセッサによって読み取られかつ実行され得る、機械可読媒体上に記憶された命令として実施することができる。機械可読媒体は、マシン（例えば演算デバイス）によって読取り可能な形式で情報を記憶または送信するための任意の機構を含み得る。例えば、機械可読媒体は、読取り専用メモリ（ＲＯＭ）と、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）と、磁気ディスク記憶媒体と、光記憶メディアと、フラッシュメモリデバイスとを含み得る。さらに、ファームウェア、ソフトウェア、ルーチン、命令が、特定の動作を実行するものとして本明細書で説明されることがある。しかし、そのような説明は単に便宜のためであり、また、そのような動作は、演算デバイス、プロセッサ、コントローラ、またはファームウェア、ソフトウェア、ルーチン、命令などを実行する他のデバイスに実際に起因するものであることを理解されたい。
【００２０】
[0031]  図１は、それぞれリソグラフィ装置１００およびリソグラフィ装置１００’を示し、これらで本発明の実施形態を実施することができる。リソグラフィ装置１００およびリソグラフィ装置１００’は、それぞれ、放射ビームＢ（例えばDUV放射またはEUV放射）を調節するように構成された照明システム（イルミネータ）ＩＬと、パターニングデバイス（例えばマスク、レチクル、または動的パターニングデバイス）ＭＡを支持するように構成され、パターニングデバイスＭＡを正確に位置決めするように構成された第１ポジショナＰＭに接続されるサポート構造（例えばマスクテーブル）ＭＴと、基板（例えばレジストコートウェーハ）Ｗを保持するように構成され、基板Ｗを正確に位置決めするように構成された第２ポジショナＰＷに接続される基板テーブル（例えばウェーハテーブル）ＷＴとを含む。リソグラフィ装置１００および１００’は、基板Ｗのターゲット部分（例えば１つまたは複数のダイを備える）Ｃ上へパターニングデバイスＭＡによって放射ビームＢに与えられたパターンを投影するように構成された投影システムＰＳも有する。リソグラフィ装置１００では、パターニングデバイスＭＡおよび投影システムＰＳは反射型である。リソグラフィ装置１００’では、パターニングデバイスＭＡおよび投影システムＰＳは透過型である。
【００２１】
[0032]  この照明システムＩＬは、放射Ｂを導くか、形作るか、または制御するために、屈折、反射、磁気、電磁気、静電気など様々なタイプの光学コンポーネント、または他のタイプの光学コンポーネント、あるいはそれらの任意の組合せを含むことができる。
【００２２】
[0033]  サポート構造ＭＴは、パターニングデバイスＭＡの配向、リソグラフィ装置１００および１００’の設計、および、例えばパターニングデバイスＭＡが真空環境中で保持されるかどうかなど他の条件に左右される形でパターニングデバイスＭＡを保持する。サポート構造ＭＴは、パターニングデバイスＭＡを保持するために、機械的、真空、静電気、または他のクランプ技法を用いることができる。サポート構造ＭＴは、例えばフレームまたはテーブルであり得て、必要に応じて固定式または可動式であり得る。サポート構造ＭＴは、パターニングデバイスが、例えば投影システムＰＳに対して確実に所望位置にあるようにすることができる。
【００２３】
[0034]  用語「パターニングデバイス」ＭＡは、基板Ｗのターゲット部分Ｃ内にパターンを作成するなど、その横断面内にパターンを備えた放射ビームＢを与えるために使用され得るあらゆるデバイスを指すものと広義に解釈されたい。放射ビームＢに与えられたパターンは、集積回路などのターゲット部分Ｃに作成されるデバイス内の特定の機能の層に対応することができる。
【００２４】
[0035]  パターニングデバイスＭＡは、（図１Ｂのリソグラフィ装置１００’のように）透過型または（図１Ａのリソグラフィ装置１００のように）反射型であり得る。パターニングデバイスＭＡの例には、レチクル、マスク、プログラマブルミラーアレイおよびプログラマブルＬＣＤパネルが含まれる。マスクはリソグラフィにおいて周知であり、マスクタイプとして、バイナリ、レベンソン型（alternating）位相シフト、およびハーフトーン型（attenuated）位相シフトなど、ならびに様々なハイブリッドマスクタイプも含まれる。プログラマブルミラーアレイの一例は、それぞれが入ってくる放射ビームを様々な方向に反射するように個々に傾斜させることができる、小さなミラーのマトリクス配置を使用する。傾けられたミラーが、ミラーマトリクスによって反射される放射ビームＢ内にパターンを与える。
【００２５】
[0036]  用語「投影システム」ＰＳは、用いられる露光放射あるいは液浸液の使用または真空の使用など他の要因に適切なものとして、屈折システム、反射システム、反射屈折システム、磁気システム、電磁気システム、および静電気光学システムあるいはそれらの任意の組合せを含むあらゆるタイプの投影システムを包含することができる。他の気体が多量の放射または電子を吸収し過ぎる恐れがあるので、ＥＵＶまたは電子ビーム放射向けに真空環境が用いられ得る。したがって、真空壁および真空ポンプの支援によって、ビーム経路の全体に真空環境が与えられ得る。
【００２６】
[0037]  リソグラフィ装置１００および／またはリソグラフィ装置１００’は、２つ（デュアルステージ）またはそれ以上の基板テーブル（および／または複数のマスクテーブル）ＷＴを有するタイプであり得る。そのような「マルチステージ」マシンでは、追加の基板テーブルＷＴが並行して使用され得るか、あるいは１つまたは複数の他の基板テーブルＷＴが露光に使用されている間に、１つまたは複数のテーブル上で準備工程が行われ得る。
【００２７】
[0038]  図１Ａおよび図１Ｂを参照すると、イルミネータＩＬは放射源ＳＯから放射ビームを受け取る。例えばこの放射源ＳＯがエキシマレーザであるとき、放射源ＳＯとリソグラフィ装置１００、１００’は別個の実体であり得る。そのような例では、放射源ＳＯがリソグラフィ装置１００または１００’の一部分を形成するとは見なされず、放射ビームＢは、例えば適当な誘導ミラーおよび／またはビームエキスパンダを含むビームデリバリシステムＢＤ（図１Ｂ）の支援により、放射源ＳＯからイルミネータＩＬまで通過する。他の例では、例えば放射源ＳＯが水銀灯であるとき、放射源ＳＯはリソグラフィ装置１００、１００’の一体型部品であり得る。放射源ＳＯおよびイルミネータＩＬは、必要に応じてビームデリバリシステムＢＤも一緒に、放射システムと呼ばれ得る。
【００２８】
[0039]  イルミネータＩＬは、放射ビームの角度強度分布の調整のためにアジャスタＡＤ（図１Ｂ）を含むことができる。一般に、少なくともイルミネータの瞳面内輝度分布の外側および／または内側半径範囲（一般にそれぞれσ-outerおよびσ-innerと呼ばれる）は調節することができる。さらに、イルミネータＩＬは、インテグレータＩＮおよびコンデンサＣＯなどの様々な他のコンポーネント（図１Ｂ）を備えることができる。イルミネータＩＬは、その断面内の所望の均一性および強度分布を得るために放射ビームＢを調節するように使用され得る。
【００２９】
[0040]  図１Ａを参照すると、放射ビームＢは、サポート構造（例えばマスクテーブル）ＭＴ上に保持されるパターニングデバイス（例えばマスク）ＭＡ上に入射し、パターニングデバイスＭＡによってパターニングされる。リソグラフィ装置１００では、放射ビームＢはパターニングデバイス（例えばマスク）ＭＡから反射される。放射ビームＢは、パターニングデバイス（例えばマスク）ＭＡから反射された後、基板Ｗのターゲット部分Ｃ上に放射ビームＢを集中させる投影システムＰＳを通過する。基板テーブルＷＴは、第２ポジショナＰＷおよび位置センサＩＦ２（例えば干渉計デバイス、リニアエンコーダまたは容量センサ）を用いて（例えば放射ビームＢの経路内へ個別のターゲット部分Ｃを位置決めするように）正確に移動され得る。同様に、第１のポジショナＰＭおよび別の位置センサＩＦ１は、放射ビームＢの経路に対してパターニングデバイス（例えばマスク）ＭＡを正確に位置決めするのに使用され得る。パターニングデバイス（例えばマスク）ＭＡおよび基板Ｗは、マスクアライメントマークＭ１、Ｍ２および基板アライメントマークＰ１、Ｐ２を使用して整列させることができる。
【００３０】
[0041]  図１Ｂを参照すると、放射ビームＢは、サポート構造（例えばマスクテーブルMT）上に保持されたパターニングデバイス（例えばマスクMA）上に入射し、パターニングデバイスによってパターニングされる。放射ビームＢは、マスクＭＡを横切って、基板Ｗのターゲット部分Ｃの上にビームを集中させる投影システムＰＳを通過する。基板テーブルＷＴは、第２ポジショナＰＷおよび位置センサＩＦ（例えば干渉計デバイス、リニアエンコーダまたは容量センサ）を用いて（例えば放射ビームBの経路内へ個別のターゲット部分Cを位置決めするように）正確に移動され得る。同様に、第１ポジショナＰＭおよび別の位置センサ（図１Ｂには示されていない）が（例えばマスクライブラリからの機械的検索の後、またはスキャン中に）、放射ビームＢの経路に対してマスクＭＡを正確に位置決めするのに使用され得る。
【００３１】
[0042]  一般に、マスクテーブルＭＴの動作は、第１ポジショナＰＭの一部分を形成するロングストロークモジュール（粗動位置決め）およびショートストロークモジュール（微動位置決め）を使用して実現することができる。同様に、基板テーブルＷＴの動作は、第２ポジショナＰＷの一部分を形成するロングストロークモジュールおよびショートストロークモジュールを使用して実現することができる。ステッパの場合には（スキャナとは対照的に）、マスクテーブルＭＴは、ショートストロークアクチュエータのみに接続または固定され得る。マスクＭＡおよび基板Ｗは、マスクアライメントマークＭ１、Ｍ２および基板アライメントマークＰ１、Ｐ２を用いて整列され得る。（図示のように）基板アライメントマーク（スクライブラインアライメントマークとして既知である）は専用ターゲット部分を占めるが、ターゲット部分の間のスペースに配置され得る。同様に、マスクＭＡ上に複数のダイが与えられる状況では、マスクアライメントマークはダイ間に配置され得る。
【００３２】
[0043]  リソグラフィ装置１００および１００’は、以下のモードの少なくとも１つで使用され得る。
１．ステップモードでは、サポート構造（例えばマスクテーブル）ＭＴおよび基板テーブルＷＴは基本的に静止状態に保たれ、一方、放射ビームＢに与えられたパターン全体がターゲット部分Ｃの上に一度に投影される（すなわち単一静的露光）。次いで、別のターゲット部分Ｃが露光され得るように、基板テーブルＷＴがＸ方向および／またはＹ方向に移動される。
２．スキャンモードでは、サポート構造（例えばマスクテーブル）ＭＴと基板テーブルＷＴが同期してスキャンされ、一方、放射ビームＢに与えられたパターンがターゲット部分Ｃの上に投影される（すなわち単一動的露光）。サポート構造（例えばマスクテーブル）ＭＴに対する基板テーブルＷＴの速度および方向は、投影システムＰＳの拡大（縮小）特性および像反転特性によって決定され得る。
３．別のモードでは、サポート構造（例えばマスクテーブル）ＭＴがプログラマブルパターニングデバイスを保持して実質的に静止状態に保たれ、基板テーブルＷＴが移動またはスキャンされ、その一方で放射ビームＢに与えられたパターンがターゲット部分Ｃの上に投影される。パルス放射源ＳＯが使用され得て、プログラマブルパターニングデバイスは、基板テーブルＷＴの各動作の後に、またはスキャン中連続した放射パルスの間に必要に応じて更新される。この動作モードは、本明細書で言及されたタイプのプログラマブルミラーアレイなどのプログラマブルパターニングデバイスを利用するマスクレスリソグラフィに容易に適用され得る。
【００３３】
[0044]  説明された使用モードまたは全く異なった使用モードの組合せおよび／または変形形態も用いられ得る。
【００３４】
[0045]  ＩＣの製造におけるリソグラフィ装置の使用に対して本説明に特定の参照がなされ得るが、本明細書に説明されたリソグラフィ装置が、磁気ドメインメモリ、平面パネルディスプレイ、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、および薄膜磁気ヘッドなど向けの集積光学システム、誘導パターンおよび検出パターンの製造など他の用途を有し得ることを理解されたい。当業者なら、そのような代替用途の文脈では、本明細書における用語「ウェーハ」または「ダイ」のいかなる使用も、それぞれ、より一般的な用語「基板」または「ターゲット部分」と同義なものと見なし得ることを理解するであろう。本明細書で言及する基板は、露光前または露光後に、例えばトラック（一般に基板にレジストの層を与え、露出したレジストを現像するツール）、メトロロジーツールおよび／またはインスペクションツール内で処理され得る。適用可能であれば、本開示は、そのようなものおよび他の基板処理ツールに適用され得る。その上、基板は、例えば多層ＩＣを作成するために複数回処理され得て、そのため、本明細書に用いられる用語の基板は、既に複数の処理済の層を含む基板も意味することができる。
【００３５】
[0046]  別の実施形態では、リソグラフィ装置１００は極端紫外線（EUV）源を含み、これはＥＵＶリソグラフィ向けのＥＵＶ放射ビームを生成するように構成される。一般に、ＥＵＶ源は放射システム内に構成され（以下を参照されたい）、対応する照明システムはＥＵＶ源のＥＵＶ放射ビームを調整するように構成される。
【００３６】
[0047]  本明細書で説明される実施形態では、用語「レンズ」および「レンズ素子」は、文脈上可能であれば、屈折、反射、磁気、電磁気、および静電気の光学コンポーネントを含む様々なタイプの光学コンポーネントの任意のものまたはその組合せを意味することができる。
【００３７】
[0048]  さらに、本明細書に用いられる用語「放射」および「ビーム」は、イオンビームまたは電子ビームなどの粒子線と同様に紫外線（UV）放射（例えば３６５ｎｍ、２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、１５７ｎｍまたは１２６ｎｍの波長λを有する）および極端紫外線（EUVまたは軟X線）放射（例えば５ｎｍ〜２０ｎｍの範囲内の、例えば１３．５ｎｍなどの波長を有する）、または５ｎｍ未満の波長で動作する硬Ｘ線を含むすべてのタイプの電磁放射を包含する。一般に、約７８０ｎｍ〜３０００ｎｍの間の（またはより大きな）波長を有する放射は赤外線放射と考えられる。ＵＶは、約１００ｎｍ〜４００ｎｍの波長を有する放射を意味する。リソグラフィでは、用語「ＵＶ」は、水銀放電ランプによって生成され得る４３６ｎｍのＧライン、４０５ｎｍのＨライン、および／または３６５ｎｍのＩラインの波長にも適用される。真空ＵＶすなわちＶＵＶ（すなわち空気によって吸収されたUV）は、約１００ｎｍ〜２００ｎｍの波長を有する放射を意味する。遠紫外線（DUV）は、一般に１２６ｎｍ〜４２８ｎｍの範囲の波長を有する放射を意味し、一実施形態では、エキシマレーザが、リソグラフィ装置内で用いられるＤＵＶ放射を生成することができる。例えば５ｎｍ〜２０ｎｍの範囲内の波長を有する放射は、少なくとも一部が５ｎｍ〜２０ｎｍの範囲内にある特定の波長帯域を有する放射に関係することを理解されたい。
【００３８】
[0049]  図２Ａは、本発明の一実施形態によるビームモディファイア２００（例えばエタンデュ調整が可能な非対称ビームモディファイア）を示す。
【００３９】
[0050]  この例では、ビームモディファイア２００は、ビームスプリッタ２１０、発散光学エレメント２３０、ならびに第１および第２の湾曲した反射デバイス２４０および２４２を含む。
【００４０】
[0051]  一例では、ビームモディファイア２００に入る放射ビームの少なくとも１つが、以下のビーム経路またはサイクルを横断する。入力パルス２０１Ａは、ビーム経路２０５に沿って非対称ビームモディファイア２００に入る。例えば、波形の一例が２０１−Ｉｎ  Ｇｒａｐｈとして図示されている。入力パルス２０１Ａは、ビームスプリッタ２１０によって、反射パルス部分２０１Ｂと透過パルス部分２０１Ｃとを含む２つのパルス部分へ分割される。部分２０１Ｃは、出力ビーム２０１−Ｏｕｔｐｕｔの一部分として非対称ビームモディファイア２００を出る。部分２０１Ｂは、ビーム経路２１１に沿って発散光学エレメント２３０へ進む。例えば光学ウェッジである発散光学エレメント２３０が、部分２０１Ｂを発散（例えば傾斜）させ、その結果、部分２０１Ｂは、ビーム経路２１２に沿って進み、ビーム経路２１１から角度２３５で発散する。経路２１１からの発散角は、発散光学エレメント２３０の角度次第である。部分２０１Ｄは、ミラー２４０から反射され、ビーム経路２１３に沿って進む。ミラー２４２が部分２０１Ｄを反射し、部分２０１Ｄは、ビーム経路２１４に沿って第１のミラー２４０へ進む。部分２０１Ｄは、ミラー２４０から反射され、ビーム経路２１５に沿ってミラー２４２へ進む。部分２０１Ｄは、ミラー２４２から反射され、ビーム経路２１６に沿ってビームスプリッタ２１０へ戻る。部分２０１Ｄは、ビームスプリッタ２１０によって分割される。部分２０１Ｄの反射部分は、再び２０１−Ｏｕｔｐｕｔの一部分を形成する。
【００４１】
[0052]  この例では、部分２０１Ｄは部分２０１Ｃのビーム経路より長いビーム経路に沿って進むので時間的に遅れる。また、部分２０１Ｄの反射部分が２０１−Ｏｕｔｐｕｔに加算されたものは、２０１Ｃのパルス部分より輝度が低い。
【００４２】
[0053]  一例では、部分２０１Ｄの透過部分は、次いでサイクルを繰り返すことができる。各サイクルの通過で、発散光学エレメント２３０がビームをさらに傾斜させる。
【００４３】
[0054]  この実施形態では、単一の発散光学エレメント２３０しかないので、したがって２０１−Ｏｕｔｐｕｔは非対称である。
【００４４】
[0055]  ２つの湾曲したミラー２４０および２４２の反射面は、互いに対向する。これらの湾曲したミラーは、所定の距離または離隔距離だけ分離され、例えば、距離または離隔距離は、それぞれの湾曲したミラーの曲率半径にほぼ等しいものであり得る。例えば、湾曲したミラー２４０および２４２は、曲率半径２ｄを有する共焦点ミラーを形成し、ここで、ｄはミラー２４０とミラー２４２との間の離隔距離である。一例では、湾曲したミラー２４０および２４２は、ビームの一部分に、ビームスプリッタ２１０で再び像を形成させるように構成される。
【００４５】
[0056]  一例では、ビームスプリッタ２１０は、任意の所望の反射対透過の比に構成することができる。例えば、損失が無視できる６０Ｒ／４０Ｔ（反射が６０％で透過が４０％）のビームスプリッタ２１０を用いると、部分２０１Ｂが入力パルス２０１Ａの６０％を表し、部分２０１Ｃが入力パルス２０１Ａの４０％を表す。この例では、２０１−Ｏｕｐｕｔは、時間遅れのある、輝度が低減され、かつ傾斜された一連のパルスから生成される。第１のサイクルの後、部分２０１Ｃの輝度は、入力パルス２０１Ａの輝度の約６０％である。任意選択の第２のサイクルの後、２０１−Ｏｕｔｐｕｔの輝度は、元の入力パルス２０１Ａの輝度の約２４％である。同様に、２０１Ａの元の輝度に対して、第３のサイクルは約９．６％の輝度を生成し、第４のサイクルは約３．９％の輝度を生成し、第５のサイクルは約１．５％の輝度を生成する。したがって、ある程度の数のパルスの後、２０１Ａの輝度は完全に放散し得る。
【００４６】
[0057]  一例では、２０１−Ｏｕｔｐｕｔを構成するパルス間の時間遅れは、ビーム経路２１１、２１２、２１３、２１４、２１５および２１６の経路長に基づくものである。ビーム経路のうちのいくつかはミラー２４０と２４２との間の離隔距離によって画定される。この離隔距離は、オーバーラップ、隣接、または分離した出力パルスを可能にするように設計することができる。２０１−Ｏｕｔｐｕｔを生成するのに用いられるパルス間のそのような時間遅れの結果として、照明ビームの時間パルスが増加する。
【００４７】
[0058]  出力パルスの、入力パルスおよび他の出力パルスに対する相対的輝度は、ビームスプリッタ２１０の反射／透過比に左右される。発散の度合いは、発散光学エレメントの傾斜の度合いの関数であり、これも調整することができる。
【００４８】
[0059]  図２Ｂは、本発明の一実施形態による入力パルス２０１Ａなどの入力パルスの形状を示す。
【００４９】
[0060]  図２Ｃは、本発明の一実施形態による２０１−Ｏｕｔｐｕｔなどの対応する出力ビームの形状を示し、出力パルスの右側に非対称な発散が示されている。このように、ビームサイズを縮小せずにビームの発散が増加し、したがってエタンデュが増加する。
【００５０】
[0061]  リソグラフィでは、スペックルは、ビームのパルス持続時間およびエタンデュの両方の関数である。したがって、上記の実施形態で説明されたように、出力パルス間の時間遅れならびにエタンデュを増加することにより、スペックルが、ある期間にわたってパルス持続時間を伸ばすこと、および／またはビームのエタンデュを増加することにより、実質的に低減され、かつ／または解消され得る。
【００５１】
[0062]  図３は、本発明の一実施形態によるビームモディファイア３００を示す。例えば、ビームモディファイア３００は、ビームスプリッタと発散光学エレメント３２５の組合せを使用した、エタンデュ調整が可能な非対称ビームモディファイアであり得る。ビームモディファイア３００は、図２に示された実施形態のビームモディファイア２００と同様に動作する。しかし、ビームスプリッタの機能は素子３２５によって発散機能と結合される。ビームモディファイア３００は、反射デバイス３４０および３４２も含む。
【００５２】
[0063]  一例では、ビームモディファイアを通って進むビームのサイクルは、ビーム経路３０５に沿って進む入力パルス３０１Ａを含み、入力パルス３０１Ａは、素子３２５によって分割され、かつ発散される。入力パルス３０１Ａは、発散および反射されるパルス部分３０１Ｄと透過されるパルス部分３０１Ｃとから成る２つのパルス部分に分割される。素子３２５は、入力パルス３０１Ａの反射部分を傾斜させて発散および反射される部分３０１Ｄを生成し、部分３０１Ｄは、ビーム経路３１１に沿って角度３１５だけ傾斜される。部分３０１Ｄは、ミラー３４０から反射され、ビーム経路３１３に沿って進み、ミラー３４２から反射され、ビーム経路３１４に沿って進み、ミラー３４０から反射され、ビーム経路３１５に沿って進み、ミラー３４２から反射されて、スプリッタ素子３２５へ戻る。部分３０１Ｄは、素子３２５によって再び分割される。部分３０１Ｄの反射部分は、再び３０１−Ｏｕｔｐｕｔの一部分を形成する。一例では、部分３０１Ｄの透過部分は、サイクルを繰り返して３０１−Ｏｕｔｐｕｔにさらに寄与する。
【００５３】
[0064]  上記で論じられたように、部分３０１Ｄは、パルス部分３０１Ｃよりより長いビーム経路に沿って進むので、パルス部分３０１Ｄは時間的に遅れる。また、前述のように、部分３０１Ｄの反射部分は、素子３２５によって再び分割されるので、３０１−Ｏｕｔｐｕｔに加算される部分３０１Ｄの反射部分は、部分３０１Ｃより輝度が低い。さらに前述されたように、一定のサイクル数の後、パルス３０１Ａの元のエネルギーは、実質的に完全に放散される。
【００５４】
[0065]  この実施形態では、単一の素子３２５しかないので、３０１−Ｏｕｔｐｕｔは非対称である。以下で論じるシステムについても、これらの属性は繰り返されないことになるが、当業者なら、以下で論じるいかなるシステムも、これらの属性を有することができることを理解するであろう。
【００５５】
[0066]  一例では、素子３２５のビーム分割機能は、任意の所望の反射対透過の比に構成することができる。例えば、素子３２５向けに６０Ｒ／４０Ｔ（反射が６０％で透過が４０％）のビーム分割特性を用いて、素子３２５での損失が無視できるものと想定すると、部分３０１Ｄが入力パルス３０１Ａの６０％を表し、透過されるパルス部分３０１Ｃが入力パルス３０１Ａの４０％を表す。以下で論じるいかなるシステムについても、これらの属性は繰り返されないことになるが、当業者なら、以下で論じるいかなるシステムも、これらの属性を有することができることを理解するであろう。
【００５６】
[0067]  図４Ａは、本発明の一実施形態によるビームモディファイア４００（例えばエタンデュ調整が可能な対称ビームモディファイア）を示す。
【００５７】
[0068]  この例では、ビームモディファイア４００は、第１および第２のビームスプリッタ４１０および４３０、第１および第２の発散光学エレメント４２０および４３０、ならびに第１および第２の湾曲した反射デバイス４４０および４４２を含む。
【００５８】
[0069]  一例では、ビームモディファイア４００に入る放射ビームの少なくとも１つが、以下のビーム経路またはサイクルを横断する。入力パルス４０１Ａは、ビーム経路４０５に沿って対称ビームモディファイア４００に入る。入力パルス４０１Ａは、第１のビームスプリッタ４１０によって、反射されるパルス部分４０１Ｂと透過されるパルス部分４０１Ｃとを含む２つのパルス部分へ分割される。部分４０１Ｃは、ビーム経路４１７に沿って第２のビームスプリッタ４３０へ進み、ここで、部分４０１Ｃは、反射されるパルス部分４０１Ｅと透過されるパルス部分４０１Ｆとに分割される。部分４０１Ｆは、出力ビーム４０１−Ｏｕｔｐｕｔの一部分として対称ビームモディファイア４００を出る。
【００５９】
[0070]  この例では、入力パルス４０１Ａは、第１および第２のビームスプリッタ４１０および４３０の両方によって分割され、個別の面に存在することができる２組の独立したビーム経路を進む。入力パルス４０１Ａの第１の分割は、第１のビームスプリッタ４１０によって行われ、部分４０１Ｂの発散は、第１の発散光学エレメント４２０によって、部分４０１Ｂがビーム経路４１１、４１２、４１３、４１４、４１５、および４１６に沿って進むように実行される。ビーム４０１Ａの第２の分割は部分４０１Ｃであり、第２のビームスプリッタ４３０によって行われ、部分４０１Ｅの発散は、第２の発散光学エレメント４４５によって実行され、部分４０１Ｅは、ビーム経路４３１、４３２、４３３、４３４、４３５、および４３６に沿って進む。
【００６０】
[0071]  この例では、部分４０１Ｂは、ビーム経路４１１に沿って第１の発散光学エレメント４２０へ進む。例えば光学ウェッジである発散光学エレメント４２０が、部分４０１Ｂを発散（例えば傾斜）させ、その結果、部分４０１Ｂは、ビーム経路４１２に沿って進み、ビーム経路４１１から角度４２５で発散する。経路４１１からの発散角は、発散光学エレメント４２０の角度次第である。部分４０１Ｄは、ミラー４４０から反射され、ビーム経路４１３に沿って進む。ミラー４４２が部分４０１Ｄを反射し、部分４０１Ｄは、ビーム経路４１４に沿ってミラー４４０へ進む。部分４０１Ｄは、ミラー４４０から反射され、ビーム経路４１５に沿ってミラー４４２へ進む。部分４０１Ｄは、ミラー４４２から反射され、ビーム経路４１６に沿って第１のビームスプリッタ４１０へ戻る。部分４０１Ｄは、第１のビームスプリッタ４１０によってさらに分割され、その結果、反射部分は、ビーム経路４１７に沿って第２のビームスプリッタ４３０へ向けられ、透過部分は、任意選択の追加サイクルの通過に向けて経路４１１上を進む。
【００６１】
[0072]  この例では、部分４０１Ｄは部分４０１Ｃのビーム経路より長いビーム経路に沿って進むので時間的に遅れる。また、第２のビームスプリッタ４３０へ進む部分４０１Ｄの反射部分の輝度は、部分４０１Ｃの輝度より低い。
【００６２】
[0073]  一例では、部分４０１Ｄの透過部分は、次いでサイクルを繰り返すことができる。各サイクルの通過で、発散光学エレメント４２０が、ビーム経路に関連した遅延に加えてビームをさらに傾斜させる。
【００６３】
[0074]  第１のサイクルまたは任意選択の追加のサイクルの後、入力パルス部分４０１Ａの透過されるパルス部分４０１Ｃは、ビーム経路４１７に沿って第２のビームスプリッタ４３０へ進み、そこで、反射されるパルス部分４０１Ｅと透過されるパルス部分４０１Ｆとを含む２つのパルス部分に分割される。部分４０１Ｆは、出力ビーム４０１−Ｏｕｔｐｕｔの一部分として対称ビームモディファイア４００を出る。
【００６４】
[0075]  また、この例では、部分４０１Ｅは、ビーム経路４３１に沿って第２の発散光学エレメント４４５へ進む。例えば光学ウェッジである第２の発散光学エレメント４４５が、部分４０１Ｅを発散（例えば傾斜）させ、その結果、部分４０１Ｅはビーム経路４３２に沿って進む。経路４３１からの発散角は、第２の発散光学エレメント４４５の角度次第である。部分４０１Ｅは、ミラー４４２から反射され、ビーム経路４３３に沿って進む。ミラー４４０が部分４０１Ｅを反射し、部分４０１Ｅは、ビーム経路４３４に沿ってミラー４４２へ進む。部分４０１Ｅは、ミラー４４２から反射され、ビーム経路４３５に沿ってミラー４４０へ進む。部分４０１Ｅは、ミラー４４０から反射され、ビーム経路４３６に沿って第２のビームスプリッタ４３０へ戻る。部分４０１Ｅは、反射部分が出力ビーム４０１−Ｏｕｔｐｕｔの一部分としてビーム経路４５０に沿って方向付けられ、透過部分が任意選択の追加サイクルの通過に向けて経路４１７上を進むように、第２のビームスプリッタ４３０によってさらに分割される。
【００６５】
[0076]  この例では、部分４０１Ｅは部分４０１Ｆのビーム経路より長いビーム経路に沿って進むので時間的に遅れる。また、部分４０１Ｅの反射されて出る部分は、パルス部分４０１Ｆより輝度が低い。
【００６６】
[0077]  一例では、部分４０１Ｅの透過部分は、次いでサイクルを繰り返すことができる。各サイクルの通過で、第２の発散光学エレメント４４５が、ビーム経路に関連した遅延に加えてビームをさらに傾斜させる。
【００６７】
[0078]  一例では、２つの湾曲したミラー４４０および４４２の反射面は、互いに対向する。これらの湾曲したミラーは、所定の距離または離隔距離だけ分離され、例えば、距離または離隔距離は、それぞれの湾曲したミラーの曲率半径にほぼ等しいものであり得る。例えば、湾曲したミラー４４０および４４２は、曲率半径２ｄを有する共焦点ミラーを形成し、ここで、ｄはミラー４４０とミラー４４２との間の離隔距離である。
【００６８】
[0079]  図４の実施形態が２組のビームスプリッタおよび発散光学エレメントから成るので、そのようなスプリッタおよび光学エレメントは、図４の出力ビーム４０１−Ｏｕｔｐｕｔが対称になるように配置することができる。
【００６９】
[0080]  図４Ｂは、本発明の一実施形態による入力パルス４０１Ａなどの入力パルスの形状を示す。
【００７０】
[0081]  図４Ｃは、本発明の一実施形態による４０１−Ｏｕｔｐｕｔなどの対応する出力ビームの形状を示し、出力パルスの左側と右側の両方に対称出力の発散が示されている。このように、ビームサイズを縮小せずにビームの発散が増加され、したがってエタンデュが増加する。
【００７１】
[0082]  他の実施形態では、他の面で発散およびエタンデュを増加させるように追加のビームスプリッタおよび発散光学エレメントを構成することができ、図４Ｃに示された水平方向ばかりでなく垂直方向でも発散の増加が起こり得る。増加されたエタンデュでビームを変更するのに使用することができるビームスプリッタおよび発散光学エレメントの数または位置に対する制限はない。
【００７２】
[0083]  図５Ａおよび図５Ｂは、本発明の一実施形態によるビームモディファイア５００の立体図である。例えば、ビームモディファイア５００は、エタンデュ調整が可能な対称ビームモディファイアであり得る。ビームモディファイア５００は、図４に示された実施形態のビームモディファイア４００と同様に動作する。しかし、この実施形態では、ビームスプリッタからのビーム経路の面は対称である。
【００７３】
[0084]  この例では、ビームモディファイア５００は、２つのビームスプリッタ５１０および５３０、２つの発散光学エレメント５２０および５４５、ならびに２つのミラー５４０および５４２を含む。
【００７４】
[0085]  入力パルスは、第１のビームスプリッタ５１０によって分割される前にビーム経路５０５に沿って進む。ビームの反射部分は、第１の発散光学エレメント５２０によって発散され、ビーム経路５１１に沿って進む。ビームの透過部分は、第２のビームスプリッタ５３０へ進む。ビームスプリッタ５３０に基づいて、反射部分は、第２の発散光学エレメント５４５によってビーム経路５１２に沿って発散され、透過部分は、ビーム経路５５０に沿って出る。
【００７５】
[0086]  図５Ｂは、図５ａに示されたこの実施形態の上面図を示し、これは垂直な面に存在するビーム経路５１１および５１２を示す。
【００７６】
[0087]  別の実施形態では、ビーム経路の追加の面を生成するために追加のビームスプリッタおよび発散光学エレメントを付加することができ、最終的に、これらはすべてビーム経路５５０に沿った出力ビームを対象とする。
【００７７】
[0088]  図５Ｃおよび図５Ｄは、本発明の一実施形態によるビームモディファイア５００’を示す。例えば、ビームモディファイア５００’は、エタンデュ調整が可能な対称ビームモディファイアであり得る。ビームモディファイア５００’は、図５Ａおよび図５Ｂに示された実施形態のビームモディファイア５００と同様に動作する。しかし、この実施形態では、発散光学エレメントが平行平板の光学エレメントに置き換えられている。
【００７８】
[0089]  この例では、ビームモディファイア５００’は、２つのビームスプリッタ５１０および５３０、２つの平行平板の光学エレメント５２２および５４７、ならびに２つのミラー５４０および５４２を含む。
【００７９】
[0090]  入力パルスは、第１のビームスプリッタ５１０によって分割される前にビーム経路５０５に沿って進む。ビームの反射部分は、第１の平行平板の光学エレメント５２２によってシフトされ、ビーム経路５１１に沿って進む。ビームの透過部分は、第２のビームスプリッタ５３０へ進む。ビームスプリッタ５３０に基づいて、反射部分は、第２の平行平板の光学エレメント５４７によってビーム経路５１２に沿ってシフトされ、透過部分は、ビーム経路５５０に沿って出る。平行平板の光学エレメント５２２および５４７は、ビームの伝搬方向に対して垂直な軸付近に傾斜され、その結果、ビームの発散を変更することなくビームのサイズが増加し、したがってビームのエタンデュが増加する。
【００８０】
[0091]  図５Ｄは、図５Ｃに示された実施形態の上面図であり、ビーム経路５１１および５１２が、直交する面に存在することを示す。
【００８１】
[0092]  別の実施形態では、ビーム経路の追加の面を生成するために追加のビームスプリッタおよび平行平板の光学エレメントを付加することができ、最終的に、これらはすべてビーム経路５５０に沿った出力ビームに方向付けられる。
【００８２】
[0093]  別の実施形態では、平行平板の光学エレメント５２２はビームスプリッタ５１０と結合され、比較的厚いビームスプリッタを形成して同一の結果を達成する。
【００８３】
[0094]  図６は、本発明の一実施形態によるビームモディファイア６００を示す。例えば、ビームモディファイア６００は、ビームスプリッタと発散光学エレメントとの組合せを用いたエタンデュ調整が可能な対称ビームモディファイアであり得る。ビームモディファイア６００は、図４に示された実施形態のビームモディファイア４００と同様に動作する。しかし、図３の実施形態に関して説明されたのと同様に、ビームスプリッタの機能は発散機能と結合される。
【００８４】
[0095]  この例では、ビームモディファイア６００は、第１および第２の発散／ビーム分割素子６２５および６２７、ならびに第１および第２の湾曲した反射デバイス６４０および６４２を含む。
【００８５】
[0096]  一例では、ビームモディファイア６００に入る放射ビームの少なくとも１つが、以下のビーム経路またはサイクルを横断する。入力パルス６０１Ａは、ビーム経路６０５に沿ってビームモディファイア６００に入る。入力パルス６０１Ａは、発散および反射されるパルス部分６０１Ｄと透過されるパルス部分６０１Ｃとから成る２つのパルス部分に分割される。部分６０１Ｃが、反射されるパルス部分６０１Ｅと透過されるパルス部分６０１Ｆとに分割されるように、部分６０１Ｃは、ビーム経路６１７に沿って第２の発散／ビーム分割素子６２７へ進む。部分６０１Ｆは、出力ビーム６０１−Ｏｕｔｐｕｔの一部分として対称ビームモディファイア６００を出る。
【００８６】
[0097]  この例では、素子６２５は、入力パルス６０１Ａの反射部分を傾斜させて発散および反射される部分６０１Ｄを生成し、部分６０１Ｄは、ビーム経路６１１に沿って角度６１５だけ傾斜される。部分６０１Ｄは、ミラー６４０から反射され、ビーム経路６１３に沿って進む。ミラー６４２が部分６０１Ｄを反射し、部分６０１Ｄは、ビーム経路６１４に沿ってミラー６４０へ進む。部分６０１Ｄは、ミラー６４０から反射され、ビーム経路６１５に沿ってミラー６４２へ進む。部分６０１Ｄは、ミラー６４２から反射され、ビーム経路６１６に沿って素子６２５へ戻る。部分６０１Ｄは、素子６２５によってさらに分割され、その結果分割された部分６０１Ｄの反射部分は、ビーム経路６１７に沿って素子６２７へ向けられ、部分６０１Ｄの透過部分は、別のサイクルの透過に向けて経路６１１上を進む。
【００８７】
[0098]  この例では、部分６０１Ｄは部分６０１Ｃのビーム経路より長いビーム経路に沿って進むので時間的に遅れる。また、素子６２７へ進む部分６０１Ｄの反射部分の輝度は、パルス部分６０１Ｃの輝度より低い。
【００８８】
[0099]  一例では、部分６０１Ｄの透過部分は、次いでサイクルを繰り返すことができる。各サイクルの通過で、素子６２５が、ビーム経路に関連した遅延に加えてビームをさらに傾斜させる。
【００８９】
[00100]  この例では、入力パルス部分６０１Ａの透過されるパルス部分６０１Ｃは、ビーム経路６１７に沿って素子６２７へ進み、そこで、反射および発散されるパルス部分６０１Ｅと透過されるパルス部分６０１Ｆとを含む２つのパルス部分に分割される。部分６０１Ｆは、出力ビーム６０１−Ｏｕｔｐｕｔの一部分として対称ビームモディファイア６００を出る。
【００９０】
[00101]  素子６２７は、パルス部分６０１Ｃの反射パルス部分を傾斜させて発散および反射される部分６０１Ｅを生成し、部分６０１Ｅは、ビーム経路６３１に沿って角度６４５だけ傾斜される。部分６０１Ｅは、ミラー６４２から反射され、ビーム経路６３３に沿って進む。部分６０１Ｅは、ミラー６４２から反射され、ビーム経路６３３に沿って進む。ミラー６４０が部分６０１Ｅを反射し、部分６０１Ｅは、ビーム経路６３４に沿ってミラー６４２へ進む。部分４０１Ｅは、ミラー６４２から反射され、ビーム経路６３５に沿ってミラー６４０へ進む。部分６０１Ｅは、ミラー６４０から反射され、ビーム経路６３６に沿って第２の発散／ビームスプリッタ６２７へ戻る。部分４０１Ｅは、素子６２７によってさらに分割され、そこで、反射部分は出力ビーム６０１−Ｏｕｔｐｕｔの一部分としてビーム経路６５０に沿って方向付けられ、透過部分は別のサイクルの通過に向けて経路６１７上を進む。
【００９１】
[00102]  この例では、部分６０１Ｅは、部分６０１Ｆのビーム経路より長いビーム経路に沿って進むので時間的に遅れる。また、部分６０１Ｅの反射されて出る部分は、パルス部分６０１Ｆより輝度が低い。
【００９２】
[00103]  一例では、部分６０１Ｅの透過部分は、次いでサイクルを繰り返すことができる。各サイクルの通過で、素子６２７が、ビーム経路に関連した遅延に加えてビームをさらに傾斜させる。
【００９３】
[00104]  この例では、２つの湾曲したミラー６４０および６４２の反射面は互いに対向する。これらの湾曲したミラーは、所定の距離または離隔距離だけ分離され、例えば、距離または離隔距離は、それぞれの湾曲したミラーの曲率半径にほぼ等しいものであり得る。例えば、湾曲したミラー６４０および６４２は、曲率半径２ｄを有する共焦点ミラーを形成し、ここで、ｄはミラー６４０とミラー６４２との間の離隔距離である。
【００９４】
[00105]  図７は、本発明の一実施形態によるデュアルビームスプリッタ７００（例えば、エタンデュ調整が可能な対称ビームモディファイア内に含むことができる）を示す。
【００９５】
[0100]  この例では、デュアルビームスプリッタ７００は、第１のビームスプリッタ７２５および第２のビームスプリッタ７２７を含む。別の例では、上記で論じられたように、これらの素子７２０および７２５はスプリッタ／発散素子であり得る。
【００９６】
[0101]  一例では、素子の厚さが有限であるために、素子７２５および７２７を通過するビームの位置シフトがあり得る。これは経路７０５と経路７１７との間の経路７１６として示されている。しかし、素子７２７を素子７２５に対してほぼ垂直に配向することによって、このシフトは、経路７１７と経路７５０との間でビーム経路をシフトするビームシフト７１８によって実質的に補正される。
【００９７】
[0102]  図８および図９は、本発明の一実施形態によるＺｅｍａｘシミュレーションの例８００および９００を示す。
【００９８】
[0103]  図８は、図４に示された対称ビームモディファイアの実施形態を用いた初期のＺｅｍａｘシミュレーション８００を示す。発散光学エレメントの傾斜角は約０．００度に設定され、約１ｍｒａｄの発散を送出する。
【００９９】
[0104]  図９は、発散光学エレメントの傾斜角を約０．０４度増加させたことに起因する差を示すシミュレーション９００を示す。発散は、約２．７ｍｒａｄに増加する。したがって、各発散光学エレメントの発散角度の量の調整およびビームスプリッタの透過量の調整によって所望の発散プロファイルを実現することができ、このときビームサイズが縮小することなくエタンデュが増加する。
【０１００】
[0105]  特許請求の範囲を解釈するのに、発明の概要の節および要約の節ではなく、発明を実施するための形態の節が用いられるように意図されていることを理解されたい。発明の概要の節および要約の節は、本発明者によって企図された１つまたは複数の本発明の例示的実施形態を説明することができるが、すべての例示的実施形態を説明するものではなく、したがって、これらの節は、決して本発明および添付の特許請求の範囲を限定するようには意図されていない。
【０１０１】
[0106]  特定の諸機能およびそれらの関係の実装形態を示す機能的構成ブロックを用いて、本発明が上記で説明されてきた。これらの機能的構成ブロックの境界は、説明に好都合なように本明細書で便宜的に定義されたものである。特定の諸機能およびそれらの関係が適切に実行される限り、代替の境界を定義することができる。
【０１０２】
[0107]  特定の実施形態の上記説明は、他者が、本発明の一般的な概念から逸脱することなく、必要以上の実験作業なしで、当技術の熟練範囲内の知識を適用することによって、そのような特定の実施形態を容易に変更し、かつ／または様々な用途に適合させることができるように、十分に本発明の一般的性質を示すはずである。したがって、そのような適合形態および変更形態は、本明細書に示された教示および手引に基づく開示された実施形態の等価物の意味および範囲内にあるように意図されている。本明細書の表現または用語は、上記教示および手引に照らして当業者によって解釈されるべきであり、そのような表現または用語は、限定するためではなく説明のためのものであることを理解されたい。
【０１０３】
[0108]  本発明の広さおよび範囲は、前述の例示的実施形態のうちいかなるものによっても限定されるべきではなく、添付の特許請求の範囲およびそれらの等価物によってのみ定義されるべきである。
【図１Ａ】
2010157715.tif 000003
【図１Ｂ】
2010157715.tif 000004
【図２Ａ】
2010157715.tif 000005
【図２Ｂ】
2010157715.tif 000006
【図２Ｃ】
2010157715.tif 000007
【図３】
2010157715.tif 000008
【図４Ａ】
2010157715.tif 000009
【図４Ｂ】
2010157715.tif 000010
【図４Ｃ】
2010157715.tif 000011
【図５Ａ】
2010157715.tif 000012
【図５Ｂ】
2010157715.tif 000013
【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
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【図６】
2010157715.tif 000016
【図７】
2010157715.tif 000017
【図８】
2010157715.tif 000018
【図９】
2010157715.tif 000019
【外国語明細書】
2010157715000001.pdf