(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
パルスレーザシステムであって、
第１のガス放電エキシマ又は分子フッ素レーザチャンバを備えてパルスのレーザ出力光ビームを含む出力を生成するシードレーザ発振器と、
再生リング電力増幅ステージとを含み、
前記再生リング電力増幅ステージは、前記シードレーザ発振器の出力を受け取る部分反射光学要素、ビーム反転器、そして、前記部分反射光学要素と前記ビーム反転器の間に設けられた第２のガス放電エキシマ又は分子フッ素レーザチャンバ内の増幅利得媒体を含み、かつ、これらによって画定され、
前記増幅利得媒体は、前記シードレーザ発振器の出力を増幅してパルスのレーザ出力光ビームを含むパルスレーザシステムの出力を生成し、
ここで、前記再生リング電力増幅ステージは、前記部分反射光学要素とビーム反転器との間に配置されたビーム縮小ステージ及びビーム拡大ステージ含み、前記ビーム縮小ステージは、レーザビームが前記部分反射光学要素から前記増幅利得媒体へ進むときはこれを縮小し、前記ビーム拡大ステージは、レーザビームが前記増幅利得媒体から前記部分反射光学要素へ進むときはこれを拡大するよう構成されている、
ことを特徴とする、パルスレーザシステム。
【請求項２】
前記リング電力増幅ステージは、ボウタイ型ループを含む、
ことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記リング電力増幅ステージは、レーストラック型ループを含む、
ことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記リング電力増幅ステージは、前記シードレーザ発振空洞の前記出力を１ｍＪ以上のパルスエネルギまで増幅する、
ことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
１２ｋＨｚまでの出力パルス繰返し数で作動する、
ことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
前記シードレーザ発振器は、第１の発振空洞内の線狭化モジュールを含む、
ことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
前記リング電力増幅ステージは、
前記シードレーザ発振器出力光ビームが、前記リング電力増幅ステージ内に注入される時に通る前記部分反射光学要素を含む注入機構、
を含む、
ことを特徴とする請求項６に記載のシステム。
【請求項８】
前記リング電力増幅ステージは、ボウタイ型ループを含む、
ことを特徴とする請求項６に記載のシステム。
【請求項９】
前記リング電力増幅ステージは、レーストラック型ループを含む、
ことを特徴とする請求項６に記載のシステム。
【請求項１０】
前記シードレーザ発振器と前記増幅利得媒体の中間にある干渉破壊機構、
をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項１１】
前記干渉破壊機構は、パルスの前記シードレーザ発振器レーザ出力光ビームにおけるパルスの可干渉距離よりも長い遅延長さを有する光学遅延経路を含む、
ことを特徴とする請求項１０に記載のシステム。
【請求項１２】
前記光学遅延経路は、パルスの前記シードレーザ発振器レーザ出力光ビームにおける前記パルスの長さを増大しない、
ことを特徴とする請求項１１に記載のシステム。
【請求項１３】
前記干渉破壊機構は、第１の長さの第１の光学遅延経路及び第２の長さの第２の光学遅延経路を含み、該第１及び第２の遅延経路の各々における光学遅延は、パルスの前記シードレーザ発振器レーザ出力光ビームにおけるパルスの可干渉距離を超えるが、該パルスの長さを増大せず、該第１の遅延経路及び該第２の光学遅延経路の該長さの差は、該パルス該可干渉距離を超える、
ことを特徴とする請求項１０に記載のシステム。
【請求項１４】
前記部分反射光学要素は、リング電力増幅ステージからの光ビームのうち少なくとも一部を通過させるよう構成されている、
ことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項１５】
前記ビーム反転器は、前記増幅利得媒体を通って第１の経路に沿って進む光ビームと、前記増幅利得媒体を通って第２の経路に沿って進む光ビームとを交差させるよう構成されているプリズムである、
ことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項１６】
レーザシステムであって、
パルスシード光ビームを生成するシードレーザ発振器と、
前記パルスシード光ビームを受け取って該パルスシード光ビームを増幅し、パルスレーザ出力光ビームを形成するガス放電エキシマ又は分子フッ素レーザチャンバに増幅利得媒体を収容する、レーザ増幅ステージと、
を含み、
前記レーザ増幅ステージは、部分反射光学要素とビーム反転プリズムとの間に画定された再生リングを含み、
前記レーザシステムはさらに、
前記再生リング内部のビーム修正システムであって、
前記パルスシード光ビームが前記部分反射光学要素を通過した後でかつ前記増幅利得媒体に入る前に、前記パルスシード光ビームの直径を圧縮する圧縮器と、
前記増幅利得媒体を出て前記部分反射光学要素に向かうパルス光ビームを拡大する拡大器と、
を含む前記ビーム修正システムと、
を含む、
ことを特徴とするシステム。
【請求項１７】
前記圧縮器は、前記ビームの直径を水平軸内で縮小することを特徴とする請求項１６に記載のシステム。
【請求項１８】
前記シードレーザ発振器の出力は、前記リング電力増幅ステージ内で２つの方向に循環することを特徴とする請求項１に記載のパルスレーザシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
開示する内容は、例えば集積回路フォトリソグラフィ、又は薄型ビーム順次側方固化（ｔｂＳＬＳ）のような低温ポリシリコン処理（ＬＴＰＳ）のためのレーザ焼鈍のような他のレーザ処理用途において使用されるＤＵＶ光源のための高電力ガス放電レーザシステムに関する。
関連出願への相互参照
本出願は、全てが２００６年９月１４日出願の代理人整理番号第２００５−０１０３−０２号である「レーザシステム」という名称の米国特許出願出願番号第１１／５２１、９０４号、代理人整理番号第２００５−０１０４−０１号である「レーザシステム」という名称の米国特許出願出願番号第１１／５２２、０５２号、代理人整理番号第２００５−０１０５−０１号である「レーザシステム」という名称の米国特許出願出願番号第１１／５２１、８３３号、代理人整理番号第２００６−０００７−０１号である「レーザシステム」という名称の米国特許出願出願番号第１１／５２１、８６０号、代理人整理番号第２００６−００１２−０２号である「レーザシステム」という名称の米国特許出願出願番号第１１／５２１、８３４号、２００６年９月１４日出願の代理人整理番号第２００６−００１３−０１号である「レーザシステム」という名称の米国特許出願出願番号第１１／５２１、９０６号、代理人整理番号第２００６−００１８−０１号である「レーザシステム」という名称の米国特許出願出願番号第１１／５２１、８５８号、代理人整理番号第２００６−００２０−０１号である「レーザシステム」という名称の米国特許出願出願番号第１１／５２１、８３５号、及び代理人整理番号第２００６−００７１−０１号である「レーザシステム」という名称の米国特許出願出願番号第１１／５２１、９０５号の一部継続出願である２００６年１０月２０日出願の「レーザシステム」という名称の米国特許出願出願番号第＿＿＿＿＿＿号に対する優先権を請求するものであり、これらの出願及び本出願は、代理人整理番号第２００５−００９４−０１号である２００５年１１月１日出願の「２００Ｗガス放電エキシマ又は分子フッ素多重チャンバレーザ」という名称の米国特許仮出願出願番号第６０／７３２、６８８号、代理人整理番号第２００５−０１０３−０１号である２００６年６月１６日出願の「２００ワットＤＵＶガス放電レーザシステム」という名称の出願番号第６０／８１４、２９３号、及び代理人整理番号第２００６−００１２−０１号である２００６年６月１６日出願の「ＭＯＰＯ構成レーザシステムにおける長寿命ＭＯ」という名称の出願番号第６０／８１４、４２４号に対する優先権を請求するものであり、これらの各々の開示は、引用により本明細書に組み込まれている。本出願は、上述の同時係属及び同時出願の特許出願において参照された出願にも関連するものであり、この参照出願の開示も、本明細書に引用により組み込まれている。
【背景技術】
【０００２】
集積回路フォトリソグラフィ製造工程に使用されるもののような遠紫外線光源は、殆ど専らエキシマガス放電レーザ、特に９０年代初めより製造されている約２４８ｎｍのＫｒＦエキシマレーザ及びその後の１９８ｎｍのＡｒＦレーザの領域であり、分子フッ素Ｆ2レーザも約１５７ｎｍで提案されているが、依然として製造されていない。
固定波長及び固定ＮＡ（すなわち、０．９３のＮＡを有するＸＴ：１４００上での１９３ｎｍＸＬＡ）での分解能低減を達成するために、ｋ１を最適化しなければならず、ここで、ｋ１は、分解能に影響を与える処理依存係数である。
【０００３】
レーリーの方程式に基づいて、今日の乾式ＡｒＦツールに対しては、最先端の高い開口数によるＡｒＦリソグラフィの分解能の低減は、「分解能強化技術（ＲＥＴ）」でのみ達成することができる。ＲＥＴは、ＩＣ製造における小寸法化への積極的な進化を維持するコスト効率の高い方法であって、製造リソグラフィ解決法と一体となっている。
これらの処理関係の分解能強化の努力（ｋｌの低下）は、二重マスク上での位相シフト又はパターン分割のような方法を用いたレチクル設計が中心となっている。これらの技術は、結像を改善するが、収量損失を含む大きな欠点がある。そこで、ｋ１がある一定の用途に向けて最適化される時、分解能を改善する唯一の方法は、波長又はＮＡに戻ることである。
【０００４】
液浸リソグラフィでは、４５ｎｍに対してこれを行うだけであり、波長は、導入水が１．３５までのＮＡを考慮するように１９３ｎｍで一定であり、それによって３２ｎｍでの処理を必要とするまでは、ｋ１の要件が弛められている。
ＤＵＶ波長でのエキシマレーザ光源の最初の導入以来、これらの光源の製造業者は、波長を低減するばかりでなく、このような光源の所要な顧客、すなわち、ここでは日本のキャノン及びニコン、及びオランダのＡＳＭＬのステッパ及びスキャナにより実行される製造工程においてウェーハへ供給される平均電力を増大させるよう絶えず迫られている。
【０００５】
波長の短縮化のこのような要件は、ステッパ及びスキャナ製造業者が集積回路ウェーハ上に印刷する限界寸法を短縮化することができるように集積回路製造業者から起こったものである。高電力化の必要性は、一般的に、ウェーハ上の特定のフォトレジストの露光のための高収量化又は高線量化又はその両方に対する必要性に後押しされている。
集積回路の機能、及び従って単位面積当たりのトランジスタ数、及び同じく基本的に益々小さくなる限界寸法に関するいわゆるムーアの法則により形成されたこのような道を着実に進むと、光源製造業者が対処すべき各種の深刻な問題が発生する。特に、光源の１９３ｎｍ波長ノードへの動きにより、いくつかの課題が生じている。
【０００６】
１９３ｎｍレーザシステムからの光子の波長が低くなるほど従来技術のＫｒＦ２８４ｎｍ光源よりもエネルギが高く、光源製造業者及び今日のスキャナ製造業者の両方に対して問題が発生している。特に、単位面積当たりの高いエネルギ密度レベルでは、これらの高いエネルギ光子を受け取る光源及びスキャナの領域は、あらゆる適切な期間にわたってこれらの光学的に有害な光子まで耐えることができる単一の窓／レンズ材料、すなわち、ＣａＦ2で製造することが必要とされている。スキャナ内のこのような単一材料によるレンズでは、スキャナ製造業者は、例えば、レンズ内の色収差を回避するために、例えば、レーザ光源システムから出る実質的な単色光を要求しなければならないようになっている。
【０００７】
帯域幅の短縮化（単色光化）の要求は、例えば、エタロン又は回折格子線狭化光学要素を含む正確で敏感な線狭化ユニットを必要とする。古い単一チャンバレーザ光源では、このような線狭化ユニットの寿命が短いという問題があったが、これは、特に、線狭化ユニットに入る光の大部分が線狭化処理で消散され、すなわち、必要とされる出力帯域幅の狭化に伴って損失が増大するからである。従って、必要とされたのは、レーザシステムから所定のパルスエネルギを取得するために線狭化ユニットに送り込む際の高エネルギ化であった。従って、例えば、以前利用されていた単一チャンバＡｒＦレーザシステムは、線狭化ユニットの適度にコスト効率の高い寿命と共に、約５ｍＪのレーザ出力パルスが可能であった。
【０００８】
とりわけ、漸進的に狭化する帯域幅及びより高い出力平均電力を得るためにＡｒＦ光源に関するこれらの問題に対処する光源製造業者の第１の手法は、パルス当たりで本質的に同じパルスエネルギでパルス繰返し数を増大させることであった。従って、ほぼ２００２年から、パルス繰返し数は、数百パルス／秒から４ｋＨｚに増大した。それによってパルス当たりの光学的損傷は抑えられていたが、線狭化ユニット内でのレーザ光学要素の全体的な露光が増大し、どの位置でもパルス繰返し数が増大する時に増大した。更に、パルス繰返し数が高くなる時に、光源製造業者に他の問題が発生し、そのうちの主なものは、例えば、電極劣化率の増大及びレーザチャンバ内でのガス循環速度の高速化に対する要求であり、すなわち、ファンモータ出力の増強を必要とすると共に、チャンバ及びファンモータ及び軸受アセンブリへの熱の増強が追加され、従って、レーザチャンバ交換までの平均時間が短くなった。
【０００９】
パルス繰返し数が高くなると、同じく、例えば磁気スイッチ式パルス電源に光源製造業者が対処すべきである問題が発生し、熱負荷が増大によるタイミング及び構成要素寿命に対する悪影響が、パルス繰返し数が高くなると、例えばパルス電力システム中の磁気スイッチング要素に発生した。
光源製造業者が対処すべき問題に拍車を掛けるように、集積回路でも、他のレーザパルスパラメータ、例えば、ビームプロフィール及び発散、例えば、帯域幅及びエネルギ及びスキャナからのトリガ信号からのタイミングに関するパルス間の安定性の要件が引き続き求められている。この性質のレーザ出力パラメータ及び作動パラメータの様々な制御を行うことができる点は、負荷サイクル（レーザが発射されている時間の割合）、スキャナにより選択されるパルスエネルギ、レーザチャンバ内のＦ2の涸渇速度のような事柄の変動と共に、パルスエネルギ要求量の増大及びパルス繰返し数の増大のいずれか又はその両方により悪影響を受けることがある。
【００１０】
例えば、９０年代後半に紹介された世界初の可変２４８ｎｍＫｒＦエキシマ単一チャンバレーザシステムであった本出願人の譲渡人の製品であるＥＬＳ−６０１０は、当時そうであった半導体製造の１３０ｎｍノードに適用可能な高度な光学的性能を達成したものであった。また、半値全幅（ＦＷＨＭ）で約０．５ｐｍ及び約１．４ｐｍ（９５％エネルギ積分）という当時そうであった高度線狭化帯域幅を達成したものであり、従って、リソグラフィステッパ及びスキャナは、＞０．７５の開口数を有するレンズを使用して１００％の結像性能を達成することができた。ＥＬＳ−６０１０は、例えば、２０Ｗの平均電力で最大２．５ｋＨｚまで８ｍＪパルスエネルギで作動する当時の高収量率をサポートするものであり、ＥＬＳ−６０１０は、ＣＤ制御の改善及び収率増大に対して当時そうであったウェーハでの線量安定性の改善も行った。ＥＬＳ−６０１０は、減衰の必要性を低減し、パルス使用量を最適化するべく正確なエネルギ制御のためのものでもあり、かつレーザ消耗品の有効使用寿命を延ばした。波長安定性モジュール内の信号処理構成要素の改良により、データ取得が高速化し、波長安定性の信頼性が高まった。
【００１１】
ＥＬＳ−６ＸＸＸモデルの次に、サブ−１３０設計ノードに対する半導体業界の要件の更に別の厳密化に対処する本出願人の譲渡人が命名した後続モデルＥＬＳ−７０００が登場した。この同じくＫｒＦ２４８ｎｍ波長のエキシマ単一チャンバレーザシステムは、半導体リソグラフィにおいてＣＤ幾何学形状を縮小するために、出力増強に伴って帯域幅が更に厳しく制約されたものであり、収量が更に改善すると共に運転費が低減された。この７０００は、ＡｒＦ１９３ｎｍ波長バージョンにおいても利用可能とされたものであった。平均供給電力の増強は、パルス繰返し数を２．５ｋＨｚから４ｋＨｚに増大させることにより行われた。この７０００は、例えば、より良好な焦点制御を保証し、露光緯度を最大化して、半導体回路限界寸法決定（ＣＤ）制御を改善するために、更に、線狭化性能（帯域幅を選択して）及び波長安定化の改善が行われた。また、例えば、優れたエネルギ安定性を達成するために露光シーケンス中に正確な少量のガスをレーザチャンバに注入するガス注入アルゴリズムにおいて改良が行われた。ＥＬＳ−７０００は、２４８ｎｍ露光ツール上のサブ−０．１３ミクロンデバイスの大量生産の要件を満たすことを狙ったものであった。４ｋＨＺ、７．５ｍＪ、３０Ｗ光出力、及び６０１０と同じ超狭帯域幅性能、高速波長制御により、ＥＬＳ−７０００は、レーザ消耗品経費の低減を達成した。
【００１２】
ＥＬＳ−７０００の次に、２００１年頃にサブ−１００ｎｍ設計ノードに対する半導体業界の性能及び経費上の要件に更に積極的に対処した本出願人の譲渡人のＥＬＳ−７０１０モデルが登場した。ＥＬＳ−７０１０及び４ｋＨｚクリプトンフッ素（ＫｒＦ、２４８ｎｍ）エキシマ光源により、サブ−１００ｎｍ設計ノードに対する半導体業界によるリソグラフィの要求への対処が行われた。ＥＬＳ−７０１０は、ＫｒＦ光源に対する出力及び帯域幅性能パラメータが更に増強されており、それでも消耗品経費（ＣｏＣ）の更なる減少を達成した。ＥＬＳ−７０１０では、主要消耗品モジュールの各々の予想使用寿命が５０％から１００％改善すると同時に、出力の増強及び帯域幅の更なる低減が行われた。ＥＬＳ−７０１０は、４ｋＨｚ、１０ｍＪ、４０Ｗ、（ＦＷＨＭ）０．３５ｐｍ、及び（Ｅ９５％）１．２ｐｍ，単一チャンバレーザシステムであった。
【００１３】
単一チャンバエキシマレーザ技術の別の後続、かつ恐らくその更なる延長は、２００２年頃に紹介された本出願人の譲渡人のＮａｎｏｌｉｔｈ−７０００ＡｒＦ（１９３ｎｍ）単一チャンバレーザシステムであった。Ｎａｎｏｌｉｔｈ−７０００は、１９３ｎｍでＥＬＳ−７０００とほぼ同じ帯域幅仕様であり、すなわち、５ｍＪで≦０．５ｐｍＦＷＨＭ、≦１．３ｐｍ（Ｅ９５％強度積分）、及び優れたスペクトル出力及び高度に集束された線狭化帯域幅を有する次世代リソグラフィツールに電力を供給する４ｋＨｚ（２０ワット）作動でのＡｒＦレーザシステムであると同時に、同じくレーザ消耗品経費、殆ど波長光の低減から生じる光損傷の増大による１９３ｎｍでの難作業の低減を達成した。高度に線狭化された高電力、高精度の同調波長制御を備えたフォトリソグラフィ半導体量産のための１９３ｎｍＮａｎｏｌｉｔｈ−ＡｒＦ光源により、例えば、１００ｎｍモードを下回ってＮＡ＞０．７５で当時の最も高度な結像が可能であり、それでも画像コントラスト及びウェーハ収量のような他の当時で既存の他の要件を満たし、チップ設計は、更に一層縮小することができ、例えば、プロセッサの高速化、メモリのチップ当たりの大容量化、同時にウェーハ当たりの収率の改善に対処した。
【００１４】
例えば、新しいチャンバ設計を特徴とするＮａｎｏｌｉｔｈ−７０００は、露光線量エネルギの厳しい制御（＜±０．３％）及びレーザ波長安定性（＜±０．０３％）を可能にするために、出力設計、レーザ放電チャンバ、波長制御において新しい技術的進歩を取れ入れたものであった。搭載レーザ測定技術により、遷移波長不安定性を最小にするパルス間のデータ取得及びはフィードバック制御が達成され、従って、露光処理寛容度及びＣＤ制御が強化された。
【００１５】
しかし、帯域幅縮小及び出力増強に対する留まることない要求が本出願人の譲渡人の世界クラスの単一チャンバレーザシステムの技術的な進歩を超えさえもする時に、単一チャンバシステムの代替があるべきであるということが明らかになった。単に仕様を超えないことではなく、例えば、ＯＰＣ上の理由から何らかの特定の範囲に保つことを含む帯域幅のようなビームパラメータを更に最適化することは、必要な平均出力レベルでは不可能になりつつあった。当時、繰返し数の増強も、いくつかの理由から取るべき有効な道ではないと見なされていた。
【００１６】
本出願人の譲渡人の選択した解決法は、シードレーザパルス生成レーザチャンバ、例えば、シードビームを増幅する役目をするここでも同じエキシマガス放電レーザタイプの増幅レーザ媒体を有する別のレーザチャンバ、すなわち、電力増幅器（ＰＡ）にシード供給するここでもガス放電エキシマタイプの主発振器（ＭＯ）を含む２チャンバレーザシステムであった。他のいわゆる主発振器−電力増幅器（ＭＯＰＡ）レーザシステムは、、殆ど本質的に出力を押し上げるための固体レーザ当業技術で公知であった。本出願人の譲渡人は、望ましいビームパラメータ、例えば、帯域幅、ビームプロフィール、ビーム空間強度分布、パルス時間的形状などを選択／制御し、次に、増幅媒体内で望ましいパラメータでパルスを本質的に増幅するためにそのチャンバの作動を最適化することを目的とした、シードレーザが生成されるシードレーザチャンバ、例えば、ＰＡの利用という概念を想起した。本出願人の譲渡人によるこの現状打開策は、固体リソグラフィレーザＵＤＶ光源に関するノードサイズの縮小の連続に付随する当時の既存の要求を満たすことができるものであった。
【００１７】
これらの２チャンバレーザシステムの第１号は、超線狭化高電力アルゴンフッ素（ＡｒＦ）生成光源において最先端の光学特性かつ電力性能を達成するＸＬＡ−１００であった。本出願人の譲渡人により開発された２チャンバ主発振電力増幅器（ＭＯＰＡ）アーキテクチャは、Ｃｙｍｅｒの初期の単一チャンバベースのＮａｎｏｌｉｔｈ−７０００ＡｒＦモデルの２倍である４０Ｗの平均出力が可能であったと同時に、＜１００−ｎｍノードでの半導体チップ製造に必要な厳しくなる一方の性能及びコスト上の要件を満たすものでもあった。当時、すなわち、２００３年頃まで遠紫外線（ＤＵＶ）生成光源の最も厳しいスペクトル帯域幅性能であった約０．２５ｐｍＦＷＨＭ及び約０．６５ｐｍＥ９５％積分という超線狭化スペクトル帯域幅をするＸＬＡ−１００は、最大０．９までの開口数を有するリソグラフィツールの高コントラスト結像を可能にする光を達成した。
【００１８】
これは、殆ど、選択した光パラメータ、例えば、帯域幅でビームを生成する際にＭＯチャンバ内で浪費されたエネルギが減り、かつ増幅媒体により、１０ｍＪというＰＡ出力まで約例えば１ｍＪでＭＯの出力と４ｋＨｚでの作動パルス繰返し数で４０ワットの平均出力電力を得るために多量の増幅が行われたためであった。それによって例えば露光窓当たりのパルスを低減することができ、例えば、露光当たりの使用パルス数を低減することが可能となった。ＭＯ及びＰＡの両方の出力部でのサンプリングを備えたパルス間のデータ取得及びフィードバック制御を原位置測定システムに行うことにより、同じ厳しい露光制御、すなわち、露光線量（約±０．３％）及び波長安定性（約±０．０２５ｐｍ）が利用可能であった。
【００１９】
２００５年の終り頃に、本出願人の譲渡人は、ＸＬＡ−２００、すなわち、２代目２チャンバＸＬＡレーザシステムを紹介し、これは、ガス放電光源により初代のＸＬＡ−１００シリーズよりも５０％を超える平均出力電力で超線狭化出力を更に一層低減することを可能にする世界初の液浸フォトリソグラフィになった。特徴部小型化の追求において、ムーアの法則及び相伴う留まることのないＣＤ小型化の必須要件を満たすために、新しいかつ革新的な技術が必要とされ、特に、極紫外線源（ＥＵＶ）納入日は、２０００年の最初の１０年の終り又はそれ以降に引き延ばされている。液浸リソグラフィとして公知である露光処理への空気と異なる屈折率の流体、例えば、水の導入は、サブ−６５ｎｍ処理ノード、すなわち、超高開口数（ＮＡ）液浸スキャナシステムを満足させるために１９３ｎｍ波長リソグラフィ技術を拡張するコスト効率の高くかつ製造に実行可能な技術になりつつあった。
【００２０】
ＸＬＡ−２００は、サブ−６５ｎｍ露光に必要とされる超高ＮＡスキャナシステムをサポートする最も洗練された半導体チップ製造技術である約０．１２ｐｍＦＷＨＭ及び０．２５ｐｍＥ９５％積分に必要な厳しい性能及びコスト上の要件を満たすと同時に、高電力（最大６０Ｗまで）を供給して業界の高い生産率必要性をサポートするものであった。ＸＬＡシリーズで使用される最先端のスペクトル測定方法により、例えば、液浸リソグラフィ技術に必要とされる処理制御を行う搭載された高精度Ｅ９５％強度積分帯域幅測定方法を含む非常に高いスペクトル純度のモニタリング及び維持が可能になった。ＸＬＡ−２００は、１９３ｎｍ、４ｋＨｚ、１５ｍＪ、６０Ｗ２チャンバレーザシステムであった。
【００２１】
次に、本出願人の譲渡人は、２００６年始め頃にＸＬＡ−２００の６ｋＨｚ、９０ＷバージョンであるＸＬＡ−３００を紹介した。１９３ｎｍの場合、液浸リソグラフィは、ＸＬＡ−３００が要件を満たす最低３２ｎｍノードまでの臨界層処理に対して最先端のものとして登場した。４５ｎｍ時でさえも、異なる層の限界寸法決定、プロフィール、線エッジ粗度、及び重複要件は、設計余裕に影響を与え、かつ収率を制限するものである。偏光照射効果及び最適化「解像度強化技術（ＲＥＴ）」と共に、高収量ハイパーＮＡ（＞１．２）露光ツールは、処理制御に必要とされると思われ、これを満たすことができるのは、本出願人の譲渡人のＸＬＡ−３００シリーズレーザシステムの導入によってのみである。ｋ１物理的限界が０．２５（メモリ用途に対して＜０．３０は積極的なものであり、論理は、通常、高めである）では、４５ｎｍ処理に対しては、高ＮＡ露光ツール及び高スペクトル出力（高レーザ電力及び高スペクトル純度）レーザが必要である。これは、本出願人の譲渡人のＸＬＡ−３００シリーズのレーザが、現在送出しているものである。
【００２２】
残念ながら、ムーアの法則は、達成されておらず、ＥＵＶは、依然として開発プロジェクトの域を出ていない。従って、１９３ｎｍレーザ光源の留まることのない高電力化要件に対処することが必要である。上述の単一チャンバレーザシステム及びその後の２チャンバレーザシステムでの電力出力の進歩において立証された一般的なパルスパルス繰返し数の増大に対する２つの障害は、６ｋＨｚを超えるとエキシマガス放電レーザシステムチャンバを作動させることが困難である点、及びＭＯＰＡアーキテクチャの場合でさえも、パルス繰返し数が上昇時に作動中に１９３ｎｍ光の最も厳しい線量に露光される特定の光学要素の光損傷の増加である。更に、例えば、線狭化ＭＯチャンバからできるだけ多くのパルスエネルギを抽出するために必要とされるＭＯの高圧力化による作動を含む様々な理由から、例えば、約３８ｋＰａのフッ素部分圧というほぼ最大値での例えば約３８０ｋＰａの全ガス圧が原因でチャンバ長寿命化に有利である条件が達成不可能になり、これは、ＬＮＭ寿命の問題と共にＸＬＡ−レーザシステムのＣｏＣの増大の一因になりつつあった。
【００２３】
この最新世代のＭＯＰＡベースのアルゴンフッ素光源は、超高開口数光屈折及び反射屈折レンズ液浸リソグラフィスキャをサポートする僅か０．１２ｐｍＦＷＨＭ及び０．３０ｐｍ９５％エネルギ積分という超線狭化帯域幅光源を達成することができる。ＸＬＡ−３００では、４５Ｗから９０Ｗの電力を送出する拡張可能な６ｋＨｚプラットホームを導入している。パルス拡張と共に、繰返し数の増大により、スキャナシステム光学要素の損失が最小にされている。最先端の搭載Ｅ９５％帯域幅測定方法及び帯域幅安定性の改善により、限界寸法制御が強化されている。チャンバ長寿命化及び実証済み電力光学要素技術により、重要なレーザモジュールの長寿命化を図って、例えば、チャンバ長寿命化及び重要なレーザモジュールの長寿命化を図る実証済み電力光学要素技術を通じて、ＣｏＣ（消耗品経費）が改善（低減）している。
【００２４】
６ｋＨｚをあまり上回らずに作動するレーザシステムで、例えば、１００ｗ以上及び最大２００ｗ以上までもの高い平均電力を単に生成する分野においては、ＭＯの所要アーキテクチャから線狭化を排除するＭＯＰＡシステムでは、依然として新技術が必要とされている。
１つの可能な解決法は、電力発振器を含む増幅媒体を使用することである。本出願人の譲渡人のＰＡは、増幅及び最適化された例えば線狭化でＭＯ内で生成される望ましい出力ビームパルスパラメータの保存に向けて最適化されている。発振器つまり電力発振器（ＰＯ）でもある増幅媒体は、２００４年４月１３日にナカオ他に付与された「注入ロックタイプ又はＭＯＰＡタイプのレーザ装置」という名称の米国特許第６、７２１、３４４号、２００４年５月２５日にノタトチ他に付与された「フォトリソグラフィ分子フッ素レーザシステム」という名称の米国特許第６、７４１、６２７号、及び２００５年１月４日にタケヒシャ他に付与された「超狭帯域フッ素レーザ装置」という名称の米国特許第６、８３９、３７３号において立証されているように、本出願人の譲渡人の競合相手ＧｉｇａＰｈｏｔｏｎにより提案され、かつ使用されている。
【００２５】
残念ながら、前部及び後部の反射鏡（部分反射出力カプラ及び９５％反射後部反射体の１つにおける開口を通じた又は９５％反射後部反射体を通る入力結合を含む）を有するような発振器の使用には、いくつかの欠点がある。ＭＯから増幅媒体までの入力結合では、エネルギ損失が非常に発生しやすい。このような発振空洞を有する増幅媒体においては、例えば、増幅媒体として使用されるこのような発振器内で、ＭＯチャンバ内で選択された最適化ビームパラメータを指定することができる。問題になるレベルのＡＳＥが生成される場合もある。
【００２６】
本出願人は、本出願人の譲渡人の現在のＸＬＡ−ＸＸＸシステムと殆ど同程度までＭＯチャンバ内で生成された最適化ビームパラメータを保存すると同時に、例えば、結果的にＭＯのＣｏＣの大幅の低減になるＭＯ（シードレーザ）からの著しく低減された出力パルスエネルギで現在のレベルの出力平均電力が得られるように、増幅媒体からの増幅の大幅な高効率化を行うことができるアーキテクチャを提案する。更に、本出願人は、開示する本発明の態様に従って、例えば、パルス間安定性又はいくつかのレーザ出力パラメータ大幅に改善することができるのではないかと考えている。
【００２７】
大量生産における「遠紫外線リソグラフィ」の厳しくなる要件を維持する「ウェーハ収量及び生産率」の増大及びレーザ使用経済性に関する重要性の高まりは、レーザ繰返し数を６ｋＨｚに、出力電力を９０Ｗに増大させることにより部分的に満足される。１９３ｎｍ時での高度リソグラフィにおける分解能及び限界寸法（ＣＤ）制御では、スペクトル狭帯域幅が必要であり、これは、全てのレンズ材料がある程度の色収差を有しており、狭帯域により光源内の波長変動を低減する必要があり、従って、色収差の影響が減少するからである。超狭帯域幅により、システムの最終的な分解能を改善することができ、又はレンズ設計者により大きい焦点寛容度を与えることができる。高価なフッ化カルシウムには、溶融石英より１９３ｎｍ時の色収差が劣るという問題がある。狭帯域幅レーザにより、１９３ｎｍ露光システムにおけるフッ化カルシウム光学要素に対する必要性が低減される。例えば、光近接効果補正の使用の積極化及びレンズの高ＮＡ化により後押しされる限界寸法制御のスペクトル工学により、超えるべきではない帯域幅仕様ばかりでなく、高（以前は超えるべきではないタイプの限界値）と低の間の比較的狭い範囲の帯域幅仕様を含むＢＷ及びＢＷ変化に対する感度が増大した。安定したＢＷは、ＫｒＦよりもＡｒＦに対して遥かに重要である。超低ＢＷでさえも、上限値よりも小さい大きな変動があれば、粗悪なＣＤになる可能性がある。従って、ＢＷ測定方法もＢＷの安定化も、良好なＣＤ制御に極めて重要な技術である。
【００２８】
６ｋＨｚ繰返し数では、従って、線量性能も改善して４５ｎｍノードでＣＤ変動を最小にし、それによって例えば露光スリットが線量中の全てのパルスを捕捉するわけではない時に発生する線量定量化誤差を低減することができる。更に、レーザビーム動特性による線量誤差により、露光スリットプロフィールの度重なる不完全さが発生する可能性がある。ＸＳＬ−３００の新設計ＬＮＭでは、例えば、分散要素の分解能強化及び波長制御起動機構の改善が用いられており、それによって優れた帯域幅安定性を達成している本出願人の譲渡人の「低減音響電力（ＲＡＰ）」チャンバと組み合わせてＬＮＭが改善されている。
【００２９】
他の問題がこのような構成において存在しており、例えば、ＡＳＥ製造は、例えば、電力増幅ステージにおいては、ＡＳＥが帯域外であるために線狭化バージョンにおいて下流側の問題を引き起こすほど十分に重大になる可能性がある。ＡＳＥは、例えば、細長の超薄型、例えば、１０μ程度の幅のビームを生成するビーム処理が、増幅ステージにおいてエキシマレーザにより通常生成される広帯域からかなり外れると光の影響を受けやすい可能性があるので、例えば、広帯域、例えば、ＬＴＰＳバージョンにおいて問題を引き起こす恐れもある。更に、ＡＳＥは、利得媒体を奪い、従って、増幅ステージの有効帯域内又は他の使用可能な出力を低下させる可能性がある。
【００３０】
Ｂｕｃｚｅｋ他著「ＣＯ2再生リング電力増幅器」、Ｊ．Ａｐｐ．Ｐｈｓｙ．第４２巻、第８号（１９７１年７月）は、上述の安定した（条件的に安定）作動の単方向性再生リングＣＯ2レーザに関するものであり、ＣＯ2レーザ性能に関する利得飽和の役割を説明している。Ｎａｂｏｒｓ他著「１３Ｗ  Ｎｄ：ＹＡＧリングレーザの注入ロック」、「Ｏｐｔｉｃｓ  Ｌｔｒｓ．」、第１４巻、第２１号（１９８９年１１月）は、ダイオードポンプ固体Ｎｄ：ＹＡＧ主発振器により固定されたランプポンプ固体ＣＷリングレーザ注入に関するものである。シードは、半位相差板、ファラデー回転子、及びシードレーザと増幅器の間に光ダイオードを形成する薄膜偏光器によりリングレーザ内に結合される。Ｐａｃａｌａ他著「波長走査可能ＸｅＣｌ発振器−リング増幅器レーザシステム」、Ａｐｐ．Ｐｈｙｓ．Ｌｔｒｓ．、第４０巻、第１号（１９８２年１月）は、線狭化ＸｅＣｌ発振器によりシード供給される単一通過エキシマ（ＸｅＣｌ）レーザシステムに関するものである。１９７０年９月２２日にＢｕｅｒｒａ他に付与された「光増幅システム」という名称の米国特許第３、５３０、３８８号は、２つの単一通過リングレーザの各々と結合するビーム分割器入力部と直列であるリングレーザにシード供給する発振レーザに関するものである。１９７１年２月２３日にＡｍａｕｄに付与された「パイロット周波数増幅のためのマルチモード光再生増幅器を利用する光通信構成」という名称の米国特許第３、５６６、１２８号は、リング増幅器を有する光通信システムに関するものである。１９７２年２月２９日にＢｕｃｚｅｋ他に付与された米国特許第３、６４６、４６８号は、低出力発振器、高電力発振器、及び共振調整手段を有するレーザシステムに関するものである。１０９７年２月２９日にＢｕｃｚｅｋ他に付与された「進行波再生増幅器」という名称の米国特許第３、６４６、４６９号は、増幅器共振周波数を発振器の出力部の周波数に固定するための手段を有する米国特許第３、６４６、４６８号のＢｕｃｚｅｋ特許と同様のレーザシステムに関するものである。１９７６年７月１３日にＣｈｅｎａｕｓｋｙに付与された「不安定レーザ共振器からの強化放射結合」という名称の米国特許第３、９６９、６８５号は、遠距離場の中心ローブにおけるエネルギの大きな部分をもたらす不安定共振器内の利得媒体からのエネルギの結合に関するものである。１９８７年８月１５日にＨｉｌｌ他に付与された「ＣＷブリュアンリングレーザ」という名称の米国特許第４、１０７、６２８号は、散乱周波数を変調する音響光学要素を有するブリュアン散乱リングレーザに関するものである。１９７９年１月２３日にＭｃＬａｆｆｅｒｔｙに付与された「円筒鏡を有する不安定リング共振器」という名称の米国特許第４、１３５、７８７号は、中間空間フィルタを有する不安定リング共振器に関するものである。１９８０年１０月２１日にＤｏｍｓｃｈｎｅｒに付与された「電磁波リング発生器」という名称の米国特許第４、２２９、１０６号は、例えば、レーザ波が反対の偏光で共振することを可能にするために、共振するレーザ波の電界分布を空間的に回転させる手段を有するリングレーザ共振器に関するものである。１９８��年１２月１６日にＣａｒｓｏｎに付与された「傾斜球面鏡を有する不安定光共振器」という名称の米国特許第４、２３９、３４１号は、「同時共焦」を取得して非球面鏡の必要性を未然に防ぐために非対称拡大を達成する不安定共振器内の傾斜球面鏡の使用に関するものである。１９８１年１月２７日にＬｉｎｄｏｐに付与された「リングレーザ」という名称の米国特許第４、２４７、８３１号は、屈折デバイスに振動平行移動を印加するための手段と共に、平行面が平行面と交差する光路の一部に対して傾斜角を成す少なくとも１つの平行面を有する等方性屈折デバイス、例えば、プリズムを有する共振空洞に関するものである。１９８１年５月１９日にＪｏｈｎｓｔｏｎ他に付与された「リングレーザのための頂点取付式先端ブルースター板」という名称の米国特許第４、２６８、８００号は、リングレーザ空洞の反射光学要素の１つとして機能する平坦後部鏡近くに位置するリングレーザを微調整する先端ブルースター板に関するものである。１９８０年２月５日にＫａｒｎｉｎｇ他に付与された「リングレーザ」という名称の米国特許第４、４９９、５８２号は、所定の波長の部分反射入力カプラによる２つの別々の対の電極での折り返し経路を有するリングレーザシステムに関するものである。１９９２年３月１７日にＶｅｒｄｉｅｌ他に付与された「リング空洞レーザ装置」という名称の米国特許第５、０９７、４７８号は、主レーザからのビームを使用してリング空洞内に位置するスレーブレーザの作動を制御又は固定するリング空洞に関する。それは、例えば、４段の９−１８行で説明するように、例えば、振動を抑制するための安定化のために絶縁体の必要性を回避する空洞内の非線形媒体を使用するものである。ナベカワ他著「ゲート利得増幅を備えた５０Ｗ平均電力、２００−Ｈｚ繰返し数、４８０−ｆｓのＫｒＦエキシマレーザ」、ＣＬＥＯ（２００１年）、９６ページは、例えば、図１に関して説明しているように、ＫｒＦエキシマ増幅に対して約２４８ｎｍに到達するように周波数逓倍される固体シードを有する多重通過増幅レーザに関するものである。２００２年４月１６日にＪａｃｏｂに付与された「紫外波長でコヒーレント放射線を生成するシステム及び方法」という名称の米国特許第６、３７３、８６９号は、シードを多重通過ＫｒＦ増幅器に供給するＮｄ：ＹＡＧ源、光パラメータ発振器、周波数逓倍器の使用に関するものである。２００５年３月３１日にＰａｓｋに付与された「安定固体ラマンレーザ及びその作動方法」という名称の米国特許第６、９０１、０８４号は、出力波長を周波数シフトするラマン散乱機構をレーザシステム発振器内に有する固体レーザシステムに関するものである。２００５年９月６日にＢｕｔｔｅｒｗｏｒｔｈ他に付与された「光ポンピング固体レーザ」という名称の米国特許第６、９４０、８８０号は、例えば、図１、図２、図３、図５、及び図６に対して説明するように、ボウタイ構成を有することを含む例えば非線形水晶がリング内に位置するリング空洞の一部を成す光ポンピング固体レーザ共振空洞に関するものである。２００４年１０月１４日公開の発明者Ｈｕａ他による「主発振電力増幅器エキシマレーザシステム」という名称の米国公開特許��願第２００４／０２０２２２０号は、ＰＡを通して伝達された発振ビームのうちの少なくとも一部を反対方向にＰＡを通して戻すように向け直す１組の反射光学器械を有する例えばＭＯＰＡ構成のエキシマレーザシステムに関するものである。２００３年１月１日公開のＧｏｖｏｒｋｏｖによる「光学器械長寿命を有する主発振電力増幅器（ＭＯＰＡ）エキシマ又は分子フッ素レーザシステム」という名称の米国公開特許出願第２００５／０００２４２５号は、パルス拡張器を有し、パルス拡張器内でビーム分割器プリズム、（ＭＯ＋ＰＡ）及び反射光学器械を封入するハウジング、パルス拡張器がその上に取り付けられた状態でＰＡ周りに遅延線を形成する反射光学器械を使用するＭＯＰＡに関するものである。２００６年１月１２日公開の発明者Ｇｏｖｏｋｏｖ他による「帯域幅限定長パルス主発振電力増幅器レーザシステム」という名称の米国公開特許出願第２００６／０００７９７８号は、発振器内の帯域幅を制限するプリズムを有するリング発振器に関するものである。
【００３１】
２００３年７月８日にＯｎｋｅｌｓ他に付与された「線選択及び区別を備えた注入シードＦ２レーザ」という名称の米国特許第６、５９０、９２２号では、Ｆ2レーザにおける分子フッ素ガス放電レーザ内のＦ2スペクトルの望ましい部分の線選択に向けてＦ2スペクトルの望ましい部分を選択的に増幅する単一通過電力増幅器を通じて１つの波長を中心としたＦ2レーザ不要放射線の逆注入が開示されている。
【００３２】
２００５年６月７日にＹａｇｅｒ他に付与された「長寿命光学器械を有する高電力深紫外レーザ」という名称の米国特許第６、９０４、０７３号では、光学器械の保護に向けてフッ素を含有するレーザガス混合物に露光される水晶光学器械を収容する空洞内フッ素が開示されている。
１９９７年３月６日公開の公開国際特許出願ＷＯ９７／０８７９２では、交差点を通る光を増幅するポンピング源を対象とする同じ交差点を通る１６通過の各通過を通す光路を有する空洞内光学システムを有する増幅器が開示されている。
【００３３】
ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｒｐ−ｐｈｏｔｏｎｉｃｓ．ｃｏｍ／ｒｅｇｅｎｅｒａｔｉｖｅ＿ａｍｐｌｉｆｉｅｒｓ．ｈｔｍｌに見出されるＲ．Ｐａｓｃｈｏｔｔａ著「再生増幅器」（２００６年）では、再生増幅器は、例えば、短い光パルスの強力な増幅を達成するために、パルスがある一定の回数の往復を行うレーザ空洞を有する光増幅器と考えることができるという事実を説明している。利得媒体、例えば、固体又は気体状レーザ媒体を通る複数の通過は、例えば、光スイッチ、例えば、電気光学変調器及び／又は偏光器と共に、利得媒体を光空洞内に配置することにより達成することができる。利得媒体には、ある程度のエネルギを蓄積するようにポンピングを行うことができ、次に、例えば、電気光学（又は、時には音響光学）スイッチで、短時間にわたって（往復時間より短い）開かれていたポートを通じて初期パルスを空洞に注入することができる。次に、パルスは、何回も（恐らく数百回）空洞を往復しながら高いエネルギレベルまで増幅させることができ、多くの場合にこれを発振と呼ぶ。次に、電気光学スイッチを再度使用して、空洞からパルスを解放することができる。代替的に、レーザ媒体内の誘導発光により生成された光の量が、エネルギを有する有用なパルスが例えば電気的ポンピングが行われるガス放電パルスレーザシステムにおいて毎回のそれぞれの励起媒体開始及び保守中に通過し、電極間のガス放電が、望ましいパルス繰返し数で電極にわたって電圧を印加することにより電極間でガス放電が引き起こされるようなものになるまで空洞内で生成された光のある程度の部分、約１０％から２０％を反射させて空洞に戻す部分反射出力カプラを使用して、発振回数を決めることができる。Ｕｐｐａｌ他著「一般的な非対称Ｎｄ：ガラスリングレーザの性能」、応用光学器械、第２５巻、第１号（１９８６年１月）では、Ｎｄ：ガラスリングレーザが説明されている。Ｆｏｒｋ他著「二重共焦点空洞を使用するフェムト秒光パルスの増幅」、「Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｌｅｔｔｅｒｓ」、第１４巻、第１９号（１９８９年１０月）では、リング構成による利得媒体を追加する複数の通過を備えたシードレーザ／電力増幅システムが開示されており、このシステムは、「パルスを導入して閉鎖型再生器から抽出するために．．．空洞を構成し、付加的な手段（を提供する）４つの鏡のうちの２つの小さな向け直しにより閉鎖型多重通過増幅器に変換する」ことができるとＦｏｒｋ他が示しているものである。この参考文献では、増幅器部分を通る固定された数の通過（光学器械、及び例えばビームがレンズから離れて「共振器」としての増幅器部分を出るのに掛かる時間により固定される）を備えた開放端増幅器部分に言及している。本明細書で使用される場合、共振器という用語及び他の関連の用語、例えば、空洞、発振、出力カプラは、有用なパルスがレーザ出力パルスとして部分反射出力カプラから現れるのに十分なパルス強度が存在するまで空洞内の発振により発生するレージングとして、特に、主発振器、又は増幅器部分、すなわち、電力発振器を示すために使用される。これは、レーザ空洞の光学特性、例えば、空洞サイズ及び出力カプラの反射率、更に、固定の回数、例えば、１回通過、２回通過���どの電力増幅器、又はＦｏｒｋ他に開示されている実施形態の６回程度の回数で利得媒体を通るシードレーザ入力を向ける反射回数に依存する。１９９９年２月３日に出願され、２０００年８月１１日に公開された「半導体製造装置及び半導体素子製造」という名称の三菱が公開した日本特許出願出願番号ＪＰ１１−０２５８９０、公開番号２０００２３４０８では、固体シードレーザ、及び位相遅延ホモジナイザー、例えば、グリズム又はグリズム状の光学器械が主発振器と増幅器の間にある注入ロック電力増幅器が開示されている。先の公開出願第２００４／０２０２２２０号の分割である２００６年８月３日公開の「主発振器−電力増幅器エキシマレーザシステム」という名称の米国公開特許出願第２００６／０１７１４３９号は、重なり合う娘パルスを有する入力パルスから拡張パルスを作成する光学遅延経路が主発振器と電力増幅器の中間にある主発振器／電力増幅器レーザシステムを開示している。
【００３４】
Ｐａｒｔｌｏ他著「拡散器スペックルモデル：複数の移動式拡散器への適用」では、スペックル低減の態様が説明されている。１９９３年８月３日にＰａｒｔｌｏ他に付与された「コヒーレントレーザパルスにおけるスペックルを低減する方法及び手段」という名称の米国特許第５、２３３、４６０号では、エキシマレーザシステムのようなガス放電レーザシステムの出力部での干渉破壊に関する光学遅延経路のずれが説明されている。
【００３５】
例えば、スイッチ要素を使用する再生増幅器の電力効率は、空洞内の損失（特に、電気光学スイッチ）の影響により激しく低減される可能性がある。また、部分反射出力カプラの反射率は、空洞内の損失及び出力パルスの持続時間のような両方に影響を与える可能性がある。このような損失に対する影響度は、特に、利得が低い場合には、利得が低いと特定の全体的な増幅係数を達成するために所要の空洞往復回数が増加するために高い可能性がある。再生増幅器の可能な代案は、上述の本出願人の譲渡人のＸＬＡ−モデルのレーザシステムにおいて使用されるもののような多重通過増幅器である。複数の通過（例えば、通過毎に若干異なる伝播方向を有する）は、１組の鏡で形成することができる。この手法では、高速変調器は不要であるが、利得媒体を通る通過回数が多い場合は、複雑に（かつ整列し難く）なる。
【００３６】
出力カプラは、レーザの発振空洞内にフィードバックを提供すると共にレーザの共振空洞からエネルギを引き出す部分反射光学器械を意味すると一般的に当業技術で理解されている。
例えば、フォトリソグラフィ光源用途の例えばＡｒＦエキシマレーザの消耗品経費の改善に対する必要性に関しては、ＫｒＦのＣｏＣは、例えば、ＫｒＦの場合のより高い２４８ｎｍでの光学器械の堅牢性のためにチャンバ寿命に長い間支配されていた。Ｃｙｍｅｒ製ＡｒＦ光学器械及び設計の近年の進歩により、ＡｒＦの光学的寿命が大幅に延びており、例えば、ＡｒＦ回折格子長寿命化策が「Ｃｙｍｅｒ  ＮＬ−７０００Ａ」に対して開発され、例えば、２ステージＸＬＡ−システムにおいては、ＬＮＭの強度は低いものとなっている。ＡｒＦエタロン材料の改善策は、ＡｒＦ波長計、安定化モジュール、ＬＡＭ、ＳＡＭ、ＢＡＭに対しては長寿命化に寄与している。更に、ＫｒＦチャンバ寿命は、Ｃｙｍｅｒ製のＥＬＳ−７０００及びＥＬＳ−７０１０製品に対しては、例えば、固有の電極技術を通じて大幅に延びている。しかし、長寿命化電極技術では、ＥＬＳ−７０００及びＥＬＳ−７０１０のＫｒＦチャンバ、ＸＬＡ−２００、及びＸＬＡ−３００のＰＡのチャンバにおいて満たされるなどの特定の作動パラメータが必要である。しかし、これらのパラメータは、システムの全体的な出力電力要件のために、例えば、Ｃｙｍｅｒ製ＡｒＦのＸＬＡ−ＭＯチャンバのいずれにおいても利用することはできない。本出願人は、例えば、集積回路製造フォトリソグラフィに使用される例えばＡｒＦの２重チャンバ主発振器／増幅器製品における消耗品経費に対するこの障害を緩和する方法を提案する。
【００３７】
本明細書で使用される場合、共振器という用語及び他の関連の用語、例えば、空洞、発振、出力カプラは、有用なパルスがレーザ出力パルスとして部分反射出力カプラから現れるのに十分なパルス強度が存在するまで空洞内の発振により発生するレージングとして、特に、主発振器、又は増幅器部分、すなわち、電力発振器を示すために使用される。これは、レーザ空洞の光学特性、例えば、空洞サイズ及び出力カプラの反射率、更に、固定の回数、例えば、１回通過、２回通過などの電力増幅器、又はＦｏｒｋ他に開示されている実施形態の６回程度の回数で利得媒体を通るシードレーザ入力を向ける反射回数に依存し、空洞内の何らかの光スイッチの作動には依存しない。しかし、文献の一部においては、増幅利得媒体周りの閉鎖型空洞、例えば、ボウタイ又はレーストラックループ長を有する増幅器は、「電力発振器」よりむしろ、「電力増幅器」又は再生増幅器であると考えることができる。従って、本出願及び特許請求の範囲の目的上、「電力増幅ステージ」又は「リング電力増幅ステージ」という用語の使用は、電力増強ステージに閉鎖型光空洞が組み込まれるこれらの構造の一切を包含するように想定されている。本明細書で使用される時の閉鎖型ループ経路又は発振ループは、シードレーザパルス光が増幅ステージで周囲を振動し、かつ開示する内容の実施形態の態様に従って、交差経路（ボウタイ）又は非交差経路（レーストラック）構成におけるものかを問わず、ループ周りの往復当たりで利得媒体を通る少なくとも２つの通過を含む、増幅利得媒体を通る経路、例えば、エキシマ又は同様のガス放電レーザ増幅ステージを意味する。
【００３８】
【特許文献１】米国特許出願出願番号第１１／５２１、９０４号
【特許文献２】米国特許出願出願番号第１１／５２２、０５２号
【特許文献３】米国特許出願出願番号第１１／５２１、８３３号
【特許文献４】米国特許出願出願番号第１１／５２１、８６０号
【特許文献５】米国特許出願出願番号第１１／５２１、８３４号
【特許文献６】米国特許出願出願番号第１１／５２１、９０６号
【特許文献７】米国特許出願出願番号第１１／５２１、８５８号
【特許文献８】米国特許出願出願番号第１１／５２１、８３５号
【特許文献９】米国特許出願出願番号第１１／５２１、９０５号
【特許文献１０】米国特許仮出願出願番号第６０／７３２、６８８号
【特許文献１１】米国特許出願番号第６０／８１４、２９３号
【特許文献１２】米国特許出願番号第６０／８１４、４２４号
【特許文献１３】米国特許第６、７２１、３４４号
【特許文献１４】米国特許第６、７４１、６２７号
【特許文献１５】米国特許第６、８３９、３７３号
【特許文献１６】米国特許第３、５３０、３８８号
【特許文献１７】米国特許第３、５６６、１２８号
【特許文献１８】米国特許第３、６４６、４６８号
【特許文献１９】米国特許第３、６４６、４６９号
【特許文献２０】米国特許第３、９６９、６８５号
【特許文献２１】米国特許第４、１０７、６２８号
【特許文献２２】米国特許第４、１３５、７８７号
【特許文献２３】米国特許第４、２２９、１０６号
【特許文献２４】米国特許第４、２３９、３４１号
【特許文献２５】米国特許第４、２４７、８３１号
【特許文献２６】米国特許第４、２６８、８００号
【特許文献２７】米国特許第４、４９９、５８２号
【特許文献２８】米国特許第５、０９７、４７８号
【特許文献２９】米国特許第６、３７３、８６９号
【特許文献３０】米国特許第６、９０１、０８４号
【特許文献３１】米国特許第６、９４０、８８０号
【特許文献３２】米国公開特許出願第２００４／０２０２２２０号
【特許文献３３】米国公開特許出願第２００５／０００２４２５号
【特許文献３４】米国公開特許出願第２００６／０００７９７８号
【特許文献３５】米国特許第６、５９０、９２２号
【特許文献３６】米国特許第６、９０４、０７３号
【特許文献３７】公開国際特許出願ＷＯ９７／０８７９２
【特許文献３８】日本特許出願出願番号ＪＰ１１−０２５８９０、公開番号２０００２３４０８
【特許文献３９】米国公開特許出願第２００６／０１７１４３９号
【特許文献４０】米国特許第５、２３３、４６０号
【特許文献４１】米国特許第６、９２８、０９３号
【特許文献４２】米国特許出願出願番号第１１／４４７、３８０号
【特許文献４３】米国特許出願出願番号第１０／８８１、５３３号
【特許文献４４】米国公開特許第２００５０２８６５９９号
【特許文献４５】米国特許出願出願番号第１１／３９４、５１２号
【特許文献４６】米国特許出願出願番号第１０／８４７、７９９号
【非特許文献１】Ｂｕｃｚｅｋ他著「ＣＯ2再生リング電力増幅器」、Ｊ．Ａｐｐ．Ｐｈｓｙ．第４２巻、第８号（１９７１年７月）
【非特許文献２】Ｎａｂｏｒｓ他著「１３Ｗ  Ｎｄ：ＹＡＧリングレーザの注入ロック」、「Ｏｐｔｉｃｓ  Ｌｔｒｓ．」、第１４巻、第２１号（１９８９年１１月）
【非特許文献３】Ｐａｃａｌａ他著「波長走査可能ＸｅＣｌ発振器−リング増幅器レーザシステム」、Ａｐｐ．Ｐｈｙｓ．Ｌｔｒｓ．、第４０巻、第１号（１９８２年１月）
【非特許文献４】Ｒ．Ｐａｓｃｈｏｔｔａ著「再生増幅器」、ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｒｐ−ｐｈｏｔｏｎｉｃｓ．ｃｏｍ／ｒｅｇｅｎｅｒａｔｉｖｅ＿ａｍｐｌｉｆｉｅｒｓ．ｈｔｍｌ（２００６年）
【非特許文献５】Ｕｐｐａｌ他著「一般的な非対称Ｎｄ：ガラスリングレーザの性能」、応用光学器械、第２５巻、第１号（１９８６年１月）
【非特許文献６】Ｆｏｒｋ他著「二重共焦点空洞を使用するフェムト秒光パルスの増幅」、「Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｌｅｔｔｅｒｓ」、第１４巻、第１９号（１９８９年１０月）
【非特許文献７】Ｐａｒｔｌｏ他著「拡散器スペックルモデル：複数の移動式拡散器への適用」
【非特許文献８】Ｊ．Ｎｉｌｓｓｏｎ他著「高電力波長同調可能クラッド−ポンプ希土ドープ珪土ファイバーレーザ」、「Ｏｐｔ．Ｆｉｂｅｒ  Ｔｅｃｎｏｌ．」、１０、５ページから３０ページ（２００４年）
【発明の開示】
【００３９】
線狭化パルスエキシマ又は分子フッ素ガス放電レーザシステムを含むことができ、システムが、パルスのレーザ出力光ビームを含む出力を生成し、かつ第１のガス放電エキシマ又は分子フッ素レーザチャンバと第１の発振空洞内の線狭化モジュールとを含むことができるシードレーザ発振器と、シードレーザ発振器の出力を受け取ってシードレーザ発振器の出力を増幅し、パルスのレーザ出力光ビームを含むレーザシステム出力を形成する第２のガス放電エキシマ又は分子フッ素レーザチャンバに増幅利得媒体を収容し、かつリング電力増幅ステージを含むことができて、シードレーザ発振器の出力がこのリング電力増幅ステージの増幅利得媒体をループ毎に少なくとも２回通過するレーザ増幅ステージとを含むことができる装置及び方法を開示することは、当業者によって理解されるであろう。リング電力増幅ステージは、シードレーザ発振器出力光ビームがリング電力増幅ステージ内に注入される時に通る部分反射光学要素を含む注入機構を含むことができる。リング電力増幅ステージは、ボウタイ型ループ又はレーストラック型ループを含むことができる。シードレーザ発振器の出力のパルスエネルギは、０．１ｍＪ、又は０．２ｍＪ、又は０．５ｍＪ、又は０．７５ｍＪに等しいか又はそれ未満とすることができる。リング電力増幅ステージは、シードレーザ発振空洞の出力を≧１ｍＪ、又は≧２ｍＪ、又は≧５ｍＪ、又は≧１０ｍＪ、又は≧１５ｍＪのパルスエネルギまで増幅することができる。レーザシステムは、１２ｋＨｚまで、又は≧２かつ≦８ｋＨｚ、又は≧４かつ≦６ｋＨｚの出力パルス繰返し数で作動することができる。装置及び方法は、広帯域パルスエキシマ又は分子フッ素ガス放電レーザシステムを含むことができ、システムは、パルスのレーザ出力光ビームを含む出力を生成し、かつ第１のガス放電エキシマ又は分子フッ素レーザチャンバを含むことができるシードレーザ発振器と、シードレーザ発振器の出力を受け取ってシードレーザ発振器の出力を増幅し、パルスのレーザ出力光ビームを含むレーザシステム出力を形成する第２のガス放電エキシマ又は分子フッ素レーザチャンバに増幅利得媒体を収容することができ、かつリング電力増幅ステージを含むことができて、シードレーザ発振器の出力がこのリング電力増幅ステージの増幅利得媒体をループ毎に少なくとも２回通過するレーザ増幅ステージとを含むことができる。開示する内容の実施形態の態様によれば、干渉破壊機構が、シードレーザ発振器と増幅利得媒体との中間に位置することができる。干渉破壊機構は、パルスのシードレーザ発振器レーザ出力光ビームにおけるパルスの可干渉距離よりも長い遅延長さを有する光学遅延経路を含むことができる。光学遅延経路は、パルスのシードレーザ発振器レーザ出力光ビームにおけるパルスの長さを大きくは増大しないと考えられる。干渉破壊機構は、第１の長さの第１の光学遅延経路及び第２の長さの第２の光学遅延経路を含むことができ、第１及び第２の遅延経路の各々における光学遅延は、パルスのシードレーザ発振器レーザ出力光ビームにおけるパルスの可干渉距離を超えるが、パルスの長さを大きくは増大せず、第１の遅延経路及び第２の光学遅延経路の長さの差は、パルス可干渉距離を超える。実施形態の態様による装置及び方法は、線狭化パルスエキシマ又は分子フッ素ガス放電レーザシステムを含むことができ、システムは、パルスのレーザ出力光ビームを含む出力を生成し、かつ第１のガス放電エキシマ又は分子フッ素レーザチャンバと第１の発振空洞内の線狭化モジュールとを含むことができるシードレーザ発振器と、シードレーザ発振器の出力を受け取ってシードレーザ発振器の出力を増幅し、パルスのレーザ出力光ビームを含むレーザシステム出力を形成する第２のガス放電エキシマ又は分子フッ素レーザチャンバに増幅利得媒体を収容し、かつリング電力増幅ステージを含むことができて、シードレーザ発振器の出力がこのリング電力増幅ステージの増幅利得媒体をループ毎に少なくとも２回通過するレーザ増幅ステージと、シードレーザ発振器とリング電力増幅ステージとの中間の干渉破壊機構とを含むことができる。実施形態の態様によれば、装置及び方法は、広帯域パルスエキシマ又は分子フッ素ガス放電レーザシステムを含むことができ、システムは、パルスのレーザ出力光ビームを含む出力を生成し、かつ第１のガス放電エキシマ又は分子フッ素レーザチャンバを含むことができるシードレーザ発振器と、シードレーザ発振器の出力を受け取ってシードレーザ発振器の出力を増幅し、パルスのレーザ出力光ビームを含むレーザシステム出力を形成する第２のガス放電エキシマ又は分子フッ素レーザチャンバに増幅利得媒体を収容し、かつリング電力増幅ステージを含むことができて、シードレーザ発振器の出力がこのリング電力増幅ステージの増幅利得媒体をループ毎に少なくとも２回通過するレーザ増幅ステージと、シードレーザ発振器とリング電力増幅ステージとの中間の干渉破壊機構とを含むことができる。実施形態の態様による装置及び方法は、パルスエキシマ又は分子フッ素ガス放電レーザシステムを含むことができ、システムは、パルスのレーザ出力光ビームを含む出力を生成し、かつ第１のガス放電エキシマ又は分子フッ素レーザチャンバと第１の発振空洞内の線狭化モジュールとを含むことができるシードレーザ発振器と、シードレーザ発振器の出力を受け取ってシードレーザ発振器の出力を増幅し、パルスのレーザ出力光ビームを含むレーザシステム出力を形成する第２のガス放電エキシマ又は分子フッ素レーザチャンバに増幅利得媒体を収容するレーザ増幅ステージと、シードレーザ出力光ビームパルスの可干渉距離を超える光学遅延経路を含むシードレーザ発振器とレーザ増幅ステージとの中間の干渉破壊機構とを含むことができる。増幅ステージは、レーザ発振空洞、又は増幅利得媒体を通る固定数の通過を定める光路を含むことができる。干渉破壊機構は、単一の入力パルスから順に遅延した複数のサブパルスを発生する干渉破壊光学遅延構造を含むことができ、各サブパルスは、次のサブパルスからパルス光の可干渉距離よりも大きく遅延する。
【００４０】
また、パルスＵＶ光で加工物を照射する照射機械と、ＵＶ光入射開口部と、加工物保持台と、ＵＶ光パルスの可干渉距離を超える光学遅延経路を含む干渉破壊機構とを含むことができる処理機械を含むことができる装置及び方法を開示することも当業者によって理解されるであろう。光学遅延経路は、ＵＶ光パルスの長さを大きくは増大させないと考えられる。干渉破壊機構は、第１の長さの第１の光学遅延経路及び第２の長さの第２の光学遅延経路を含むことができ、第１及び第２の遅延経路の各々における光学遅延は、ＵＶ光パルスの可干渉距離を超えるが、パルスの長さを大きくは増大せず、第１の遅延経路及び第２の光学遅延経路の長さの差は、パルス可干渉距離を超える。第１及び第２の光学遅延経路の少なくとも一方は、ビーム反転又はビーム平行移動機構を含むことができる。
【００４１】
また、実施形態の態様によりレーザ光源システムを含み、システムが、シードレーザ出力を供給する固体レーザシードビーム源と、シードレーザ出力をエキシマ又は分子フッ素ガス放電レーザのシードに適する波長に変換する周波数変換ステージと、変換されたシードレーザ出力を増幅してほぼ変換波長でパルスのガス放電レーザ出力ビームを生成するエキシマ又は分子フッ素ガス放電レーザ利得媒体と、出力パルス可干渉距離よりも長い遅延経路を有する光学遅延要素を含む干渉破壊機構とを含むことができる装置及び方法を開示することは、当業者によって理解されるであろう。エキシマ又は分子フッ素レーザは、ＸｅＣｌ、ＸｅＦ、ＫｒＦ、ＡｒＦ、及びＦ2レーザシステムを含む群から選択することができる。レーザ利得媒体は、単一通過増幅器ステージ又は多重通過増幅器ステージを含むことができる電力増幅器を含むことができる。利得媒体は、ボウタイ構成又はレーストラック構成を含むことができるリング電力増幅ステージを含むことができ、かつ入力／出力カプラシード注入機構も含むことができる。干渉破壊機構は、レーザシードビーム源とガス放電レーザ利得媒体との中間とすることができる。固体シードレーザビーム源は、Ｎｄベースの固体レーザを含み、かつＮｄベース固体レーザをポンピングする周波数逓倍ポンプを含むことができる。Ｎｄベース固体レーザは、ファイバー増幅器レーザを含み、かつＮｄ：ＹＡＧ、Ｎｄ：ＹＬＦ、及びＮｄ：ＹＶＯ4固体レーザを含むことができる群から選択されたＮｄベース固体レーザを含むことができる。固体シードレーザビーム源は、ファイバーレーザを含むことができるＥｒベースの固体レーザを含むことができる。Ｅｒベース固体レーザは、Ｅｒ：ＹＡＧレーザを含むことができる。周波数変換ステージは、Ｔｉ：サファイア結晶又はアレキサンドライトを含む結晶を含むことができる線形周波数変換器を含むことができる。周波数変換ステージは、非線形周波数変換器、例えば、２次高周波発生器又は和周波混合器を含むことができる。実施形態の態様による装置及び方法は、シードレーザ出力を供給する固体レーザシードビーム源と、シードレーザ出力をエキシマ又は分子フッ素ガス放電レーザのシードに適する波長に変換する周波数変換ステージと、変換されたシードレーザ出力を増幅してほぼ変換波長でガス放電レーザ出力を生成し、かつリング電力増幅ステージを含むことができるエキシマ又は分子フッ素ガス放電レーザ利得媒体とを含むレーザ光源システムを含むことができる。本方法は、固体レーザシードビーム源を利用してシードレーザ出力を供給する段階と、周波数変換ステージにおいてシードレーザ出力をエキシマ又は分子フッ素ガス放電レーザのシードに適する波長に周波数変換する段階と、エキシマ又は分子フッ素ガス放電レーザ利得媒体を利用して、変換されたシードレーザ出力を増幅してほぼ変換波長のガス放電レーザ出力を生成する段階とを含むことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４２】
開示した内容の実施形態の態様によれば、例えば、改良型シードレーザ結合配列を利用することができる例えば主発振器電力利得増幅構成とすることができると考えられる多重チャンバ（多重部分）発振器／増幅器構成におけるエキシマ又は分子フッ素ガス放電シード発振器レーザとの使用に適する利得増幅媒体は、一般的に主発振器レーザ媒体が励起される間に殆ど損失がなく、かつ増幅器振動及び／又はＡＳＥが主発振器に戻ることを防ぐようにして、基本的に、シードレーザ光、例えば、主発振器シード出力レーザ光パルスビームパルスを増幅利得媒体内に挿入するように設計される。このようなものは、例えば、適切に狭化されたシード発振器出力レーザ光パルスビームパルス帯域幅を生成する線狭化モジュールに関して、主発振器の適正な作動を妨げる可能性があると考えられる。
【００４３】
しかし、開示する本発明の実施形態の態様によれば、好ましい構成は、例えば、リング空洞、例えば、電力発振器、又は「電力リング発振器（ＰＲＯ）」、又は「電力リング増幅器（ＰＲＡ）」を含むことができる。このような構成は、特に、同一のガス放電増幅器レーザ多重部分レーザシステムに対するガス放電シードレーザに対して、線狭化多重部分（シードレーザ−増幅器）構成におけるレーザ作動の高電力化の非常に有効な解決法であると本出願人によって判断されている。このようなレーザシステムは、作動面では、電力リング増幅ステージを備えているが、本出願人の雇用主のＸＬＡ−シリーズレーザと類似のものとすることができる。ＣｏＣの改善は、開示する本発明の実施形態の態様に従って達成することができる。
【００４４】
しかし、同じく、電力リング増幅ステージは、例えば、周波数シフト及び／又は周波数逓倍により、例えば、エキシマ又は分子フッ素ガス放電レーザ増幅器のレージング波長に適合された同じ形式のガス放電レーザ、例えば、固体シード以外のシードレーザの場合を含む他の用途に有用なものであろう。このようなシステムは、レーザシステム出力レーザ光パルスビームパルスパラメータ、例えば、帯域幅、帯域幅安定性、出力パルスエネルギ、出力パルスエネルギ安定性などの最終的な制御に有用であると考えられる。このようなシステムにおいては、例えば、増幅ステージの出力部でのパルストリミングは、レーザシステム出力パルスパラメータの制御にも有用であると考えられる。従って、開示する本発明の実施形態の態様によれば、リング空洞ＰＯは、例えば、以下でより詳細に説明するように、既存のＯＰｕＳビーム分割器を含む、例えば、２４％出力カプラと共に形成することができる。
【００４５】
開示する本発明の実施形態の態様に従って、本出願人は、例えば、開示する本発明の実施形態の態様に従って本明細書で電力増幅器ステージと総称するリング構成（電力再生増幅器）により、ＭＯＰＡからＭＯＰＲＯ（電力リング発振器）又はＭＯＰＲＡ、再生増幅器を有するシードレーザに、例えば、エキシマベースのＭＯを伴って、既存のＸＬＡ−製品を再構成することを提案する。このようなシステムは、（１）例えば、パルス間で飽和又は実質的な飽和時に増幅ステージを操作することによってパルス間のエネルギ安定性をより正確に保証することにより、エネルギ安定性を改善し、（２）例えば、所要ＭＯ出力レベルをμＪレベルに低減することにより、例えば、増幅ステージ内の増幅を（本出願人の譲渡人の従来のＭＯＰＡ構成よりも）ほぼ１０倍増大させることによってＬＮＭ長寿命化を達成し、かつ（３）全体的なレーザシステム寿命に有用な他の方法で１ｍＪ未満で作動する機能を開発することができる。
【００４６】
開示する本発明の実施形態の態様による多重チャンバレーザシステムの利点により、例えば、高電力化、パルスエネルギ安定性の改善、帯域幅制御の改善及びより低い達成可能帯域幅、高繰返し数、運転費低減の上述の要件を満たすことができる。例えば、ＭＯ低出力エネルギ化の要件は、例えば、線狭化におけるＭＯ内の低エネルギ損失化によるパルスパラメータ、例えば、ＭＯ内の帯域幅の制御の更なる改善を提供すると共に、出力電力を維持又は増大さえもしながら、熱の影響、例えば過渡期を低減すると共に、線狭化光学器械の光損失を低減することができる。更に、現在利用可能なレーザシステム出力光平均電力の増加を達成することができる。これは、線狭化システムにも、広帯域システム、例えば、薄膜トランジスタ製造のための例えば結晶化基板製造のための例えばＬＴＰＳ処理における例えば基板上のアモルファスシリコンの焼鈍しに使用される例えばＸｅＣｌ多重チャンバレーザシステム又はＸｅＦ多重チャンバレーザシステムにも有用と考えられる。
【００４７】
開示する本発明の実施形態の態様によれば、例えば、２つの増幅利得媒体チャンバが並列である、例えば、１２０Ｗから１８０Ｗ又はそれよりも大きいレーザシステムの超高電力増幅ステージ空洞に望ましい特定の性能要件がある。本明細書で説明する例は、この要件が２００Ｗ又はそれよりも大きいとすることができるという仮定に基づくものである。それらは、直線偏光（＞９８％）を生成するはずである。各増幅ステージは、例えば、ＡｒＦの１９３ｎｍ波長で≧４０Ｗの平均出力エネルギを生成して機能し続けるべきであるが、≧６０ｗの期待値も仕様として考えられ、又は波長が長く、例えばＫｒＦで２４８、ＸｅＦで３５１、又はＸｅＣｌで３１８になる時に厳しくないものになるが、Ｆ2では１５７ｎｍで一層厳しいものになると考えられる。一実施形態における各増幅ステージは、少なくとも約４ｋＨｚ又はそれよりも高く作動することができ、６ｋＨｚ又はそれよりも高いものも恐らく期待値になる。開示する本発明の実施形態の態様によれば、増幅ステージは、比較的小さなシードレーザエネルギで完全なシード供給を示すことができる（飽和時又は飽和時の近くで）。開示する本発明の実施形態の態様によれば、シードレーザエネルギは、約１μＪに過ぎないが、このような場合のシステム全体出力電力は、２００Ｗ未満とすることができる。本出願人は、増幅ステージも、例えば数ｍＲａｄ内の角度範囲で例えば干渉セルを除去することによってうっかり干渉を改善することを回避するために、例えばシードレーザの角度広がりを維持するために一部の用途に対しては適度に大きな角分布をサポートする必要があると考えている。逆移動放射線からのシードレーザの保護も、重要な作動要件である。適切にシードを供給された時、増幅ステージにより生成されるＡＳＥレベルは、開示する本発明の実施形態の態様によれば、全出力の１．０％未満又はそれ未満とすべきである。
【００４８】
開示する本発明の実施形態の態様に従って、本出願人は、（１）利得断面が、既存のＡｒＦチャンバ、例えば、本出願人の譲渡人のＸＬＡ−ＡｒＦレーザシステム電力増幅器（ＰＡ）チャンバと類似のものになり、（２）利得長も、既存のＡｒＦチャンバと類似のものになり、（３）利得持続時間も、既存のＡｒＦチャンバと類似のものになると予想している。
開示する本発明の実施形態の態様に従って、本出願人は、例えば、約１ｍＪシードレーザ出力光パルスエネルギで１２ｋＨｚで作動する固体シードレーザとｔｉｃ−ｔｏｃした単一のＭＯ／利得増幅媒体ＸＬＡを提案するものであり、２つの増幅ステージは、各々がほぼ１７ｍＪ出力パルスエネルギで作動し、すなわち、交互にそれぞれの２つの増幅利得媒体（本明細書で説明するように同じく含むことができると考えられる）に入るように分割されたシードレーザからのｔｉｃ及びｔｏｃ出力パルスをそれぞれの増幅利得媒体チャンバ内で増幅し、２種類の以上の増幅利得媒体及びパルスが交互のパルス以上に分割され、例えば、３種類の利得媒体及び３つのパルスが時間と共に繰り返されて、それぞれの利得媒体に対してシードパルス出力から逐次分割され、従って、利得媒体は、シードレーザ出力部で並列に使用される利得媒体の種類によってシードレーザのパルス繰返し数の僅かな部分であるパルス繰返し数で作動する。
【００４９】
更に、開示する本発明の実施形態の態様に従って、本出願人は、利得媒体を通過する光学的に定められた一定の通過数で例えばＭＯＰＡ構成での電力増幅器増幅（ＰＡ）ステージと比較してシードレーザからの低いエネルギで例えば０．１μＪのような１ｍＪ未満でのシードレーザからのシードパルスエネルギの増幅時に効率的である可能性がある発振レーザによって生成された光子が発振当たりに少なくとも２回利得媒体を通過する再生利得媒体、例えばリング電力増幅ステージ、リング電力発振器、又はリング電力増幅器の利用を提案する。このようなリング電力増幅ステージに対しては、ｔｉｃ−ｔｏｃモードでは、必要とされるＭＯエネルギは、例えばμＪからμＪの１／１０の範囲でかなり低いものになると考えられる。試験の目的で、本出願人は、線狭化ＡｒＦレーザを使用して固体１９３ｎｍシードレーザからの入力のシミュレーションを行った。
【００５０】
本出願人は、上述のパラメータの異なる値に対してＡＳＥとＭＯ−ＯＰタイミングの差を考慮して図４５に示す結果を得た。同様に、これらの同じパラメータの関数としてのＭＯＰＯエネルギとＭＯ−ＰＯタイミングの考察も図４５に例示している。
例えば、公知のリソグラフィレーザ光源技術の制約事項を含む上述の要件を満たすために、本出願人は、開示する本発明の実施形態の態様に従って、上述の要件及び制約事項に対処する作業可能な方法を達成すると考えられるいくつかの全体的なアーキテクチャを提案する。第１のアーキテクチャは、例えば、各々が実施形態に従って約１７ｍ／パルスを生成する単一のほぼ１２ｋＨｚのシステムを製造するために約４ｋＨｚ、好ましくは約６ｋＨｚ程度で稼動して交互発射時間で約１７ｍＪで出力パルスを生成するように構成された、２種類の２チャンバレーザ発振器／電力増幅器構成で本出願人の譲渡人のＸＬＡ−ＸＸＸレーザシステムシリーズのラインに沿って２つの多重チャンバレーザシステムを達成するためのものであると考えられる。
【００５１】
ここで図１を参照すると、本出願人の譲渡人のＸＬＡ−多重チャンバＭＯＰＡレーザシステムのようなある程度一般的なＭＯＰＡレーザシステム２０が概略部分ブロック図の形態で示されている。レーザシステム２０は、例えば、発振器シードレーザチャンバ２２と、増幅利得媒体レーザチャンバ２４、例えば、多重通過電力増幅器（ＰＡ）とを含むことができる。ＭＯ２２は、例えば、半導体製造フォトリソグラフィのような用途に対しては、それに関連して線狭化モジュール（ＬＮＭ）２６を含むことができ、又は例えばＬＴＰＳのような用途に対して広帯域モードで作動することが所望される場合には線狭化を行わないとすることができる。例えば、適用可能な公称中心波長の選択反射率、例えば、ＸｅＦレーザ発振器の場合は約３５１ｎｍ、ＫｒＦレーザ発振器の場合は２４８ｎｍ、ＡｒＦレーザ発振器の場合は１９３ｎｍ、又は分子フッ素レーザ発振器の場合は１５７を有する出力カプラ２８、例えば部分反射鏡は、ＬＮＭ２６によって（広帯域作動）の場合はＬＮＭ２６に対して置換される（特定の公称中心波長のための最大反射鏡）（図示せず）により行われる後端反射と共にレーザ２０発振空洞を形成する役目をすることができる。
【００５２】
例えば反射鏡４４と反射鏡４６とを含む中継光学器械４０は、増幅器モジュールレーザチャンバ２４の入力部に至る光路（光軸）６０に沿って線中心（中心波長）分析モジュール（ＬＡＭ）４２を出るシード発振レーザ２０出力レーザ光パルスビーム６２を偏向させる役目をすることができる。ＬＡＭは、中心波長モニタリング機器（図示せず）に加えて、ＬＡＭ４２の内側にあるビーム分割器５０により、測定のために、例えば公称中心波長及びエネルギ検出のために、ＭＯチャンバ２２からのレーザ出力光パルスビームの一部の供給を受けることができるＭＯエネルギモニタ４８を含むことができる。反射鏡４４は、光ビーム経路に沿って主発振器２２出力レーザ光パルスビーム６２パルスを反射鏡４６に供給することができ、反射鏡４６は、ビーム６２をビーム６４として増幅器チャンバ２４内に反射させることができる。
【００５３】
図１のシステム２０の場合、利得増幅器２４は、電力増幅器として設定され、すなわち、ＭＯから受光された光、すなわち、ＭＯシード出力レーザ光パルスビームパルスは、ビーム経路７２に沿って窓８０を通じてレーザ利得増幅媒体を出て、縁部結合光学器械及びビーム戻し器（反転器）光学器械７０、例えば、以下でより詳細に説明する逆反射鏡として図１に概略的に例示するように設定された反射鏡４６を含む例えば光学器械により決定された固定された数の回数で利得増幅媒体を通過し、窓８０は、例えば、光学器械上でのエネルギ密度低減、従って、特定の公称中心波長及び窓８０の材料、例えばＡｒＦレーザシステムの公称中心波長のような短い波長のためのＣａＦ2の熱負荷を最適化するために、出力側ビーム経路７２に対して例えば約７０°で、又は出る側の光の透過率を最適化するためにほぼブルースター角で設置することができる。出力側光１００は、帯域幅分析モジュール（ＢＡＭ）内のビーム分割器７４を通過することができる。レーザシステム出力ビーム１００は、先に参照した２００５年８月９日にＷｅｂｂ他に付与された「長い遅延及び高ＴＩＳパルス拡張器」という名称の米国特許第６、９２８、０９３号でより詳細に説明されているように、ビーム１００を遅延経路８８内に向けることにより、例えば、ビーム１００としてシステムを出るレーザシステム２０出力レーザ光パルスビーム１００パルスのＴisを約１７ｎｓから約４０ｎｓに増大させる４Ｘパルス拡張器として上述の本出願人の譲渡人のレーザシステムの多くと共に含まれるようなパルス拡張器８６、例えば、「光パルス拡張器（ＯＰｕＳ）内の第１のビーム分割器７６及び第２のビーム分割器７８を通過することができる。
【００５４】
また、レーザシステム２０出力レーザ光パルスビーム１００パルスの経路において、例えば、レーザシステム２０出力レーザ光パルスビーム１００パルスを利用するスキャナ（図示せず）において、ＯＰｕＳ８６ビーム分割器７６、７８及び光学遅延ｌｉｎｇ鏡９０及び光学器械を含む下流側光学器械上で例えばエネルギ密度を減少するビーム拡大器８４があるとすることができる。レーザシステム２０は、例えば、シャッター９６内の出力エネルギモニタ（図示せず）内でのエネルギ測定のためにレーザシステム２０出力レーザ光パルスビーム１００パルスの一部を除去する例えばシャッタービーム分割器９８を含むシャッター９６を含むことができる。
【００５５】
ＯＰｕＳ８６
図１に示すこの既存のＸＬＡ−ＭＯＰＡ構成は、この概略図をより簡単にかつ理解しやすくするために、いくつかの位置においてこの図が水平軸と垂直軸が入れ換わるという意味で概略的に更に例示する。本明細書で説明する概念のいずれも、光路の水平軸及び垂直軸を適正に示すことによりその影響は受けない。
図２を参照すると、開示する本発明の実施形態の態様により、例えば、シード注入機構１６０と置換される例えばビーム反転器７０と下部反射鏡４４の間に形成されたリング空洞電力発振器（リング空洞再生増幅器としても公知である）を有する例えば電力リング増幅ステージを含む開示する本発明の実施形態の態様による電力発振器増幅又は再生増幅構成電力増幅ステージと共にＭＯＰＡ構成から主発振器への変換例が例示されている。図１に示すようなＢＡＭは、移動させるか又はその機能性をシャッター９６内に含めることができる。
【００５６】
開示する本発明の実施形態の態様によれば、入口窓、及び例えば密封機構を有する適切な手段、例えば溶接又はボルト留めにより利得媒体チャンバ１４４に固定することができるハウジング１４０の内側に、例えば、第１及び第２のビーム拡大プリズム及び分散プリズム１４６、１４８を含むビーム拡大器１４２を設置することを含むことができる。これらの光学器械１４６、１４８は、例えばＣａＦ2、例えば本出願人の譲渡人のＯＰｕＳで現在使用され、かつ以下でより詳細に説明するリング電力増幅ステージ空洞のシード注入機構の一部を形成する例えば入射光の２０％を発射するコーティングで被覆された形式のビーム分割器で形成することができる例えば図２０から図２２に例示するように例えばビーム戻し器７０を形成する最大反射体上でエネルギ密度を低減するために直交シード注入機構１６０入力／出力結合部分反射鏡１６２とビーム戻し器７０の間に形成されたリング空洞の内側に設置することができる。プリズムは、電力増幅ステージが自ら発振せず、従って、ＡＳＥをシステム出力から低減するか又は低減する必要性を排除する実施形態では、非分散とすることができる。ビーム反転器７０は、ハウジング１４０と類似のハウジングの装着で空洞利得媒体共振チャンバ１４４の内側に移動させることができる。
【００５７】
ビーム拡大光学器械１４６、１４８及びビーム戻し器／反転器７０は、フッ素含有水晶を含む構成とチャンバ１４４及びハウジング１４０、１５０内レージング媒体ガス内のフッ素への露出との理由で光損傷から保護することができる。例えば、フッ素含有水晶、例えば、ＣａＦ2で同様に構成された「増幅ステージ」チャンバ窓１６８は、部分的には空洞内で拡大されたビーム１４Ｚのビーム拡大及び約４５°、例えば４７°の向きの使用の理由で、リング電力発振器発振空洞に面する最高エネルギ密度に露出される面での保護コーティングを有する必要はない。
【００５８】
開示する本発明の実施形態の態様によれば、例えば、図２で一例として示すように、例えば、ビーム拡大がチャンバ１４４の出力カプラ側で行われ、かつビーム拡大プリズム１４６、１４８が正味分散を生成するように方向付けられた（ＡＳＥ低減又は排除に有用である場合の）リング電力発振空洞は、例えば、シードエネルギを非常に効率的に利用する特に１９３ｎｍ以下で高電力及び超短公称中心波長のための保護コーティングが不要になる例えばＡＳＥ率を低減する役目をすることができる空洞内の分散、及び例えば既存のレーザシステム（ビーム分割器７６、７８及び鏡９０）上の本出願人の譲渡人のＯＰｕＳで行われているように必要に応じて被覆されるか又はされない場合もある例えばシード注入機構の出力カプラ部１６２及びシード注入機構の最大反射鏡（Ｒｍａｘ）部１６４を形成する光学器械上での問題のないエネルギ密度を含むいくつかの顕著な利点を有する。更に、この構成では、例えば、レーザシステム出力レーザ光パルスビーム１００がＯＰｕＳ８６に入る前に、必要とされるビーム拡大機能を実行することができ、増設部１４０及び１５０を有するチャンバ１４４は、例えば、既存の窓取付アセンブリの代わりに、例えば、２つの「突出部」１４０、１５０を加えることにより、本出願人の譲渡人の既存のチャンバ、例えば、ＸＬＡ−モデルチャンバから容易に作成することができる。これは、例えば、図２３により詳細な部分概略図で示している。
更に、例えば、突出部１４０、１５０を含むチャンバの内側の全ての光学器械は、例えば、チャンバダスト源から更に除去することができる。この構成は、例えば、現在のＸＬＡ光学器械ベイ内に収まるようにすることができる。
【００５９】
他の箇所で説明するように、例えば、図１２及び図１３に示すようなリング空洞は、入力／出力カプラビーム分割器２６２からビーム反転器２７０まで横断してビーム分割器２６２に戻るように、相対的な長い往復時間、例えば、約７ｎｓで使用することができる。リング電力増幅ステージは、例えば、約１ｍＪという現在値ではなく、ＭＯから遥かに少ないエネルギであるほぼ１００μＪの使用を可能にすることができる。開示する本発明の実施形態の態様によるＭＯエネルギ出力要件のこのほぼ１０倍又はそれよりも多くの低減により、本出願人の譲渡人により利用される既存のＬＮＭ寿命モデルに基づいて、ＬＮＭ寿命の例えば１０倍の延びを発生させることができる。本出願人の譲渡人は、増幅ステージから約１８ｍＪの出力を生成するために電力リング増幅ステージにシードを供給することができるエネルギは僅か１μＪから１０μＪで済むと少なくとも実験及びシミュレーションを通じて判断している。また、言うまでもなく、特に広帯域実施形態では、ただし、線狭化実施形態でも、開示する本発明の実施形態の態様によれば、より一般的な１ｍＪから３ｍＪのＭＯ出力により、例えば、既存のＬＸＡ−ＸＸＸレーザシステムを凌いで増幅ステージから平均電力が大幅に増大する。
【００６０】
更に、このような小さなＭＯエネルギは、一部の場合には、いくつかのチャンバ長寿命化による利点と共に低ＭＯチャンバ圧力の使用を可能にすると考えられる。
例えば、２００Ｗ範囲で単に高い生電力で機能し続ける方法を企図すべきであることよりはむしろ、代替的に、本出願人は、開示する本発明の実施形態の態様に従って、全繰返し数、例えば、４ｋＨｚ及び６ｋＨｚ及び更にそれ以上で作動しながら、考えられている構成のエネルギ安定性、ポインティング安定性、プロフィール安定性、及びＡＳＥ安定性を改善することを中心にすることを考えている。
【００６１】
ここで図３を参照すると、リング電力増幅ステージレーザシステム４００が、例示的かつ部分概略ブロック図の形態で示されており、リング電力増幅ステージレーザシステム４００は、図２に示す要素に加えて、例えば、チャンバ入力／出力窓９４、及び例えばビーム拡大プリズム及び分散プリズム１７２及び１７４を含むビーム拡大分散光学器械１７０と整列したシード注入カプラ機構１６０を含むことができ、ビーム拡大プリズム及び分散プリズム１７２及び１７４は、例えば、チャンバ延長部１５０内のビーム反転器７０に至って入力／出力カプラ部分反射鏡１６２に戻る１つの経路７４にビーム６４を収縮、誘導、及び分散させることができる。バッフル１９０及び１９２は、例えば、チャンバ１４４内で循環する塵から、それぞれ後部突出部１５０及び前部突出部１４０内の光学器械を保護することができる。
【００６２】
図４においては、類似のシステムＡ１０は、開示する本発明の実施形態の態様によれば、例えば、ビーム戻し器／反転器１７０をチャンバ１４Ａの外側に含むことができ、チャンバ１４Ａは、例えば、バッフル１９０、１９２と共に、それぞれ、前部入力／出力窓１９４及び後部窓１９６を循環する塵から保護するために改造突出部１４０、１５０を組み込むことができる。この実施形態は、例えば、望ましくない偏光を光空洞外に反射することによって望ましい偏光を清浄化するために、例えば、ブルースター楔４２０及び４３０を含むことができる。
【００６３】
図５は、例えばリング電力増幅ステージが、例えば偏光ビーム分割器３３６、２分の１位相差板３３８、出力カプラ３４０の使用によって設定されたシステム３３０を概略部分ブロック図の形態で例示している。作動面においては、シードレーザ３３４は、シードレーザ出力レーザ光パルスビーム６２をビーム分割器３３６に供給し、リング空洞は、例えば、単一の最大反射後部鏡２４３及び部分反射出力カプラ３４０で構成される。
【００６４】
同様に、共振空洞は、開示する本発明の実施形態の態様に従って図６に示すように、出力カプラ４１０と後部空洞鏡４１２の間に設定することができる。
例えば、図９から図１１及び図１４に概略部分ブロック図の形態で例示するように、ＭＯからの出力レーザ光パルスビームパルスを電力増幅ステージに結合させる可能な方法はいくつかある。図９に示すように、部分反射入力結合発振器増幅ステージ又は電力再生増幅器２００は、チャンバ２０２及び前部部分反射光学器械出力カプラ２０６と共に、例えば、カプラチャンバとの入力カプラとしての部分反射光学器械２０４を有することができる。作動面においては、ＭＯ入力６２は、例えば、説明上の明瞭さのために、リング発振器ではなく、垂直発振器であるように示す空洞２００に入ると、入力側部分反射光学器械２０４及び出力カプラ部分反射光学器械２０６により形成された空洞内で発振し、時間と共に、発振により、従って当業技術では十分に理解されているように、レーザシステム出力光パルスビーム１００のかなりの十分なパルスが出力カプラを出る。
【００６５】
図１０に概略部分ブロック図の形態で例示するリング電力増幅ステージを形成する偏光入力結合発振器２２０は、例えば、チャンバ２１０と、偏向ビーム分割器２１２と、１／４位相差板２１４と、後部最大反射鏡と、出力カプラ２１６とを含むことができる。作動面においては、図２と同様の発振空洞の最大反射鏡２１８及び出力カプラ２１６はまた、便宜上、リング発振器ではなく、通常の発振器として示されている。偏光ビーム分割器及び１／４位相差板２１４は、例えば、増幅ステージからＭＯを隔離する役目をする。入射ビーム６２は、ビーム分割器２１２により空洞内に反射される極性を有し、例えば、１／４位相差板２１４ビーム６２を循環偏光ビームとして空洞内に伝達し、出力カプラ２１６からの戻りビームを偏光ビーム分割器２１２により伝達された偏光に変換する。
【００６６】
図１１に例示するように、スイッチ式入力／出力カプラ結合発振器２３０が、概略部分ブロック図の形態で示されており、例えば、チャンバ２３２は、例えば、最大反射鏡２４０及び窓２３８により形成された空洞内に含めることができ、電気光学スイッチ、例えば、Ｑスイッチ２３６は、振動が選択点まで達することを可能にするスイッチとして機能し、Ｑスイッチは、レーザシステム出力レーザパルスビーム１００パルスを放出することを可能にするように起動される。
【００６７】
図１２には、開示する本発明の実施形態の態様による例えば増幅器チャンバ２５２及びシードレーザ２５４を含むことができる多重通過再生リング発振器レーザシステム２５０が概略部分ブロック図の形態で示されている。システム２５０は、入力／出力カプラ、例えば、シード注入入力／出力カプラ機構２６０を含むことができる。入力／出力カプラ２６０は、例えば、部分反射鏡２６２を含むことができ、部分反射鏡２６２は、例えば、レーザ機器と共に販売されている本出願人の譲渡人のＯＰｕＳにより現在使用されている形式のビーム分割器とすることができる。システム２５０は、例えば、ビーム戻し器／反転器２７０からの第２通過ビーム２７８としてＭＯビーム６２に戻ることができる単一通過ビーム２７６として空洞の電極領域に偏向する最大反射光学器械２６４を含むことができ、ビーム戻し器／反転器２７０は、例えば、第１の最大反射鏡２７２及び第２の最大反射鏡２７４を含むことができる。ビーム２７６、２７８が、各々、毎回の往復中に１回各方向に電極（図示せず）の間で形成された利得媒体を通過するこのような実施形態では、次に、平均エネルギ出力は、「レーストラック」構成の一方向のみが利得媒体が通過するシステムにわたって大幅に増大される。
【００６８】
図１３は、開示する本発明の実施形態の態様に従ってボウタイ構成の形態での多重通過再生リング電力増幅ステージレーザシステム２８０を概略部分ブロックの形態で例示している。これは、例えば、チャンバ２８２、シードレーザ２８４、シード注入機構２６０、及びビーム戻し器／反転器２７０を含むことができ、そのうちの後の２つは、例えば、電極間のガス放電により利得媒体を生成する電極（図示せず）のそれぞれの縦方向及び横方向の中心線軸の交差部で又はその近くで、従って利得媒体の縦方向及び横方向の軸の交差部で、入力通過ビーム２８６と出力通過ビーム２２８の交差を行うように構成（斜め配置）することができる。このような実施形態では、２つの通過間の角度は、知覚されないほど小さなものであると考えられ、従って、事実上、ビーム２８６、２８８は、電極間に形成された放電の中心線縦軸に整列し、これらのビームの一方、例えば、ビーム２８８は、レーザシステムのビーム１００の光軸を形成することができる。本出願で適用可能な図に概略的にかつ不釣合いな状態で示すように、図１３に例示するいずれのビーム経路２８６、２８８も、電極の中心線縦軸に沿って延びないように示される場合があり、又は中心線縦軸が識別可能ではない側面図から分らない場合がある。しかし、実際には、一方の通過は、軸とのずれはごく僅かであり、他方の通過は、このようなアラインメントが光学的に達成可能であると共にこのようなレーザシステムの光学的な列に対して許容される公差内である限り、本質的に整列することになる。
【００６９】
図１５は、図１３に例示するような実施形態２８０の平面図を概略部分ブロック図の形態で示すものであり、例えば、ＭＯ出力レーザ光パルスビーム６２は、上方に位置決めされたＭＯ（用紙の平面の垂直な方向）電力増幅ステージチャンバ２８２から来る。更に、図１６は、概略部分ブロック図の形態で図１３及び図１５の装置２８０の側面図を例示している。反射鏡の最大反射体４３０は、ＭＯレーザ出力光パルスビーム６２を例えばシード注入機構２６０内に入れ、発振共振空洞４２４内の交差（ボウタイ）通過２７６、２７８が、後部鏡ビーム戻し器／反転器２７０（図１６では図示せず）及びシード注入機構２７０入力／出力カプラ部分反射鏡２６２により形成され、出力カプラを有するガス放電レーザ発振空洞の当業技術で公知のように、通常の発振空洞出力カプラとして機能する光学器械２６２を通過するレーザシステム出力光パルスビーム１００を形成する。図１５及び図１６で分るように、ＭＯ出力ビーム６２は、ＭＯに戻るシステム出力ビーム１００の逆結合を防止するシステム出力ビーム１００の軸に関して、一方向から空洞出力カプラも形成する部分反射鏡２６２を通じてリング電力増幅ステージ発振空洞に入る。また、ビームの一部は、最大反射鏡２６４に伝達されて、入力／出力カプラ２６２は、ビーム２７６、２７８の毎回の往復時に鏡２６４に至るビーム２７８の増幅ステージ部分反射部分の多重通過経路の一部を成す。
【００７０】
図１７は、開示する本発明の実施形態の態様に従ってボウタイ構成の形態で例えば単一の最大反射後部空洞鏡３１０を有する例えば多重通過再生リング発振器レーザシステム３００に関する単一の後部鏡空洞３００の入力／出力結合方法を概略部分ブロック図の形態で例示している。作動面においては、ＭＯレーザ入力／出力カプラ、例えば、直交シード注入機構１６０は、ＭＯレーザ出力レーザ光パルスビーム６２を例えば単一の最大反射鏡３１０により後部に形成された空洞内に方向付けて、例えば第１の通過経路７６及び第２の通過経路７８を有する「半割」ボウタイ構成を形成する。
【００７１】
ここで図８を参照すると、開示する本発明の実施形態の態様に従って本出願人がＯＰｕＳ効果空洞３２０と呼ぶもの、例えば、偏光ビーム分割器３２２及び最大反射後部空洞鏡３２４を１／４位相差板３２６及び出力カプラ３２８と共に使用することができる。システム３２０は、開示する本発明の実施形態の態様に従って例えば光学器械３２２及び３２４の何らかのずれのために、例えばずれにより引き起こされた後部鏡３２４と出力カプラ３２８の間に形成された発振空洞内に生成された複数の通過を有することができる。
【００７２】
開示する本発明の実施形態の態様に従って直交シード注入機構は、光学器械３５０の縦方向の範囲にわたって概略断面で図１８に例示する例えば光学器械３５０のような直交シード注入光学器械を含むことができる。光学器械３５０は、例えばＣａＦ2、例えば被覆なしＣａＦ2で製造することができ、例えば開示する本発明の実施形態の態様に従って外部入力／出力インタフェース面３５２、全反射面３５４、内部入力／出力インタフェース面を含むことができる。作動面においては、光学器械当業技術の当業者によって理解されるように、ＭＯレーザ出力光パルスビーム６２は、入射して例えば約７０°の例えば入射角度で外部入力／出力インタフェース面３５２により受光され、かつ光学器械３５０内でビーム６２’として全反射面３５４に屈折させることができ、全反射面３５４は、ビーム６２’をビーム６２’’として内部入力／出力インタフェース面３５６上に全反射させるように傾斜配置することができ、その場合、例えば第１の経路７６に沿ってチャンバ（図示せず）の内側にあるレージング利得媒体環境に入ると再び屈折され、再び利得媒体を通過した後、例えば、ビーム反転器（図１８においては図示せず）からの屈折後に再び入射して、ビーム７８として面３５６を通過すると、ビーム７８’として光学器械３５０内で屈折され、この外部入力／出力インタフェース面３５２などを通じてレーザシステム出力光パルスビーム１００として光学器械３５０を出る。ビーム７６、７８は、開示する本発明の実施形態の態様に従ってビーム反転器（図１８では図示せず）と共に、例えば図１３に示すように、又は図１２のようにではなく横断することができる。ビーム７８’は、ビーム７８’’（６２’）としても全反射面３５４上に部分反射し、部分反射部分は、ビーム６２’’及び同じく７６になり、従って、光学器械３５０は、誘導放出部が実質的なレーザシステム出力レーザ光パルスビーム１００を成すように十分な発振が行われるまで出力カプラとして機能することが理解されるであろう。
【００７３】
開示する本発明の実施形態の態様に従って縦軸に沿って概略断面で図１９に例示するシード注入光学器械３６０の別バージョンは、例えば、外部入力／出力インタフェース面３６２と、全反射面３６４と、内部入力／出力インタフェース面３６６とを含むことができる。作動面においては、ＭＯからのビーム６２は、外部入力／出力インタフェース面３６２に入射して、ビーム６２’として光学器械３６０内で全反射面３６４に屈折し、ビーム６２２’’として内部入力／出力インタフェース面３６６に反射させることができ、そこから出て、ビーム７６としてレージング媒体環境のガス内で再び屈折することになる。ビーム反転器（図１９においては図示せず）から戻った後、ビーム７８は、ビーム７８’として光学器械３６０内で屈折して、レーザシステム出力光パルスビーム１００として外部入力／出力インタフェース面３６２を通過する。また、ビーム７８’は、ビーム７８’’（６２’）として全反射面３６４上に部分反射して、部分反射部分は、ビーム６２’’及び同じくビーム７６になり、従って、光学器械３６０は、誘導放出部が実質的なレーザシステム出力レーザ光パルスビーム１００を成すように十分な発振が行われるまで出力カプラとして機能することも、図１８の実施形態の場合と同様に当業者によって理解されるであろう。
【００７４】
開示する本発明の実施形態の態様に従って、様々なビーム戻し器／反転器３７０は、例えば、図２０から図２２に概略的に例示するように利用することができる。図２０の光学器械３７０は、作動面においては、第１の方向に利得媒体を通過するビーム７６が、面３７２で入射すると、面３７４、３７６、３７８により反射されて第２の方向で利得媒体を通過するビーム７８として入力／出力面３７２で光学器械３７０を出ることができるように、例えば、入力／出力面３７２と、第１の全反射面３７４と、第２の全反射面３７６と、第３の全反射面３７８とを組み込むことができる。それぞれ、光学器械３８０及び３９０において２つの内部全反射面３８４、３８６、及び３９４、３９６しかない類似のビーム反転器３８０を図２１及び図２２に断面で概略的に例示している。
【００７５】
また、３回の内部反射で、例えば本出願人の譲渡人のＸＬＡ−モデルレーザシステム上のビーム反転器として現在使用されているような３鏡構成で、入力ビーム７６及び出力ビーム７８は、実質的に整列して平行になり、かつその関係は、例えば、図２０のページの平面に垂直な軸周りに光学器械、例えば光学器械３７０の例えば回転があっても変らないことが、当業者によって理解されるであろう。それぞれ、図２１及び図２２の反転器３８０、３９０に対しては、偶数回の内部反射、例えば２回の内部反射は、ビーム７６、７８が図２１及び図２２のページの平面で可変の角度関係を有することによるものである。
【００７６】
本出願で言及するシード注入機構及びビーム反転器／戻し器の様々な組合せを利用して、例えば図２、図３、図４、及び図１３に例示するように、又は例えば図１２に例示するようなものと異なる要領で、例えば経路７６、７８上のビームを交差させることができることが光学器械の当業者によって理解されるであろう。また、これらの光学器械の操作により、利得媒体励起電極間の放電中に、例えばレージングガス利得媒体の縦軸及び／又は垂直軸に沿って、例えばレージング利得媒体の範囲に対して、経路、例えば７６、７８の例えば交差位置の選択が可能になることが理解されるであろう。これを利用して、最終的なレーザシステム出力レーザ光パルスビームパルスのパラメータ、例えば、エネルギ、エネルギ安定性などを変えることができる。
【００７７】
ここで図２３を参照すると、突出部１４０が例示されており、その様々なバージョンは、例えば図２、図３、及び図４に概略的に例示されている。突出部１４０は、例えば、窓ハウジング５５０を含み、窓ハウジング５５０は、外部取付板５５２と、ハウジング板５５２と共に機械加工されるか又は他の方法でハウジング板５５２に固定されたハウジング壁５５４とを含むことができる。また、窓ハウジング５５６も示されている。例示的に示すこの窓ハウジング５５０は、開示する本発明の実施形態の態様に従って本出願人の譲渡人のレーザシステム上で現在使用されているこのような窓ハウジングと類似のものとすることができ、かつ突出部１４０のレーザ側に、図２３に示すようなレーザ端板５７０と類似である窓ハウジング端板（明瞭さのためにこの図では図示せず）を有することができる。図示していない窓取付レーザ端板は、窓ハウジング５５６の位置にあるとすることができる。同様に、突出部１４０は、窓ハウジング５５０を突出部１４０の残りの部分に固定するために端板５５２と類似である窓端板（明瞭さのためにこの図で図示せず）を有することができる。レーザチャンバ取付端板５６８は、取付ボルト５７４により、例えばレーザチャンバ、例えば図２の１４４に装着し、かつビーム、例えば７６がチャンバ１４４に入り、ビーム７８がチャンバ１４４から戻る開口５７２を有することができる。
【００７８】
部分概略部分ブロック図の形態で図２３に示すように、例えば、ビーム拡大プリズム１４６及びビーム拡大プリズム１４８を含むビーム拡大器１４２は、図２３の切取り部において概略的に示すように、突出部１４０内とすることができる。プリズム１４６、１４８の少なくとも一方は、他方に対する移動プリズムとしてマウント（図示せず）に取り付けることができる。これは、例えばコントローラ６００により、例えばアクチュエータ５８０、例えばプリズム１４２、及び同じく他の光学器械、例えば直交シード注入機構（図２３においては図示せず）、及び／又はビーム戻し器／反転器（図２３においては図示せず）に対する位置を変えるために、例えばシャフト５８２の軸上でのプリズム１４８の回転が得られるように、アクチュエータシャフト５８２により、それぞれの少なくとも１つのプリズム、例えばプリズム１４８に結合された先に参照した特許又は現在特許出願中の出願の１つ又はそれよりも多くにおいて参照したようなレーザシステム光位置決め制御の当業技術で公知のステッパ電動機又は他の適切なアクチュエータにより制御することができる。
【００７９】
同様に、例えば図１３及び図１５に概略部分ブロック図の形態で例示するように、ビーム戻し器／反転器２７０及び／又はシード入力／出力結合光学器械２６０は、ビーム戻し器／反転器のための９５０及び入力／出力光学器械、例えば、直交シード注入機構２６０のための５９４のアクチュエータの作動を制御するコントローラ６００により、例えばアクチュエータ５９０、５９４がそれぞれ制御信号線５９２、５９６により６００に結合された状態で制御することができる。
例えば、出力カプラシードレーザ結合を備えたリング空洞、例えば、シード注入機構は、恐らくより複雑な構成であるが、シードレーザエネルギを最も有効に利用するものである。
【００８０】
開示する本発明の実施形態の態様に従って、シードレーザ入力／出力結合に対しては、最大反射鏡の範囲は、例えば、本出願人の譲渡人のＡｒＦ１９３ｎｍのＬＮＭ上で使用されるように、例えば、約４５平方度Ｒｍａｘから約３０平方度Ｒｍａｘまで利用することができる。Ｐ偏光の反射率は、４５°で約８５％のみである。
例えば、ＡＳＥのためにｓ偏光の減衰を必要とすると考えられる開示する本発明の実施形態の態様によれば、それは、ブルースター反射と、電力増幅ステージ空洞内での又は内への部分反射体の挿入とを通じて達成することができる。
【００８１】
ＭＯＰＯエネルギと増幅ステージタイミングは、シードレーザエネルギ、ＡｒＦチャンバガス混合物、出力カプラ（空洞Ｑ）の％反射率、及びシードレーザ持続時間の異なる値で検証しており、その結果は、図７に関連して説明する通りである。シードパルスの最大強度は、増幅ステージの初期、超低レベルの蛍光中に発生することが観察されている。この超低レベル蛍光（及び従って利得）は、ＭＯＰＯ出力で観察されるように、このシードにより強化されると考えられる。増幅ステージ発射よりも早いか又は遅い、例えば、増幅ステージ発射前の約２０ｎｍ程度のタイミングの調整により、例えば「始原」光子が増幅ステージ内で生成される時の指示である弱い線出力の増加が発生する可能性がある。
【００８２】
ＡＳＥとＭＯ−ＰＯタイミングは、シードレーザエネルギ、ＡｒＦチャンバガス混合物、出力カプラ（空洞Ｑ）の％反射率、及びシードレーザパルス持続時間の異なる値に対して検証しており、その結果も、図７に関連して説明する通りである。
前進エネルギとシードエネルギの関係も検証されており、その結果を例えば図２４及び図２５に例示している。測定結果は、ＭＯ内のレージング媒体内の放電及びリング電力増幅ステージ内のレージング媒体内の放電の最適タイミングと考えられたタイミングで採取したものである。図２４においては、曲線６１０は、前進エネルギ値を表し、曲線６１２は、後進エネルギ値を表し、正方形のデータ点は、Ｐ９０フィルタ＋Ｐ７０フィルタを使用した作動を表し、部分反射体の挿入後に再アラインメントが行われ、結果は、図２５に示す通りである。
【００８３】
ＡＳＥは、ＭＯＰＯ設計に対しては非常に重要であるとすることができる。タイミングが不適切であると、電力発振器ステージ内に本質的に広帯域（ＡＳＥ）レージングのみが発生するほどのＭＯステージ及び電力増幅ステージにタイミングミスが発生した時のＡＳＥのみの発生までを含むＡＳＥの増加が発生する可能性があり、これは、電力増幅ステージ内で電極間で放電が発生した時に発振器がレーザ光を発するということである。光学的構成により一定の回数でシードビームが増幅ステージを通過する本出願人の譲渡人のＸＬＡ−ＸＸＸレーザシステム内でのもののような電力増幅器と異なり、開示する本発明の実施形態の態様によるシステムにおいては、増幅自然放出光（ＡＳＥ）レージングは、シードレーザパルスが増幅のために存在するか否かを問わず発生する。増幅器空洞からの後方散乱は、寄生的レーザ空洞を形成する可能性がある。一部の増幅器空洞光学器械は、増幅器とＭＯとの間で偶然のレーザ空洞を形成する可能性がある。従って、不要のレージングを低減するか又は実質的に排除するＡＳＥを限界値未満に保つために、開示する本発明の実施形態の態様に従って慎重なタイミング制御が行われる。
【００８４】
ＡＳＥ測定は、中及び底程度のシード入力エネルギで行った。例えば、中程度のエネルギ、例えば約５０μＪのシードエネルギの場合、約９５０Ｖの放電電圧Ｖｃｏ及びフッ素部分圧／全圧の３８／３８０での「増幅ステージ」ガス充填で最適な約−１０ｎｓと＋１０ｎｓの間の相対タイミングで、ＡＳＥ率は、約３ｘ１０-5未満であることが公知である。低程度のシードエネルギ、例えば５μＪでは、同じ電圧及び充填で、ＡＳＥ率は、相対タイミングの約１０ｎｓと＋１０ｎｓとの間で約６ｘ１０-4未満に保たれる。
【００８５】
適正ＡＳＥ性能を維持するには、不要な偏光を排除するために適切な選択性を有する適切な増幅器空洞光学器械を選択すること（例えば、適切なコーティング／入射角などを利用すること）が必要があると考えられ、従って、それによって不要な偏光の抑制が改善する可能性があり、従って、それによって例えばＳ偏光からのＡＳＥが低減される可能性がある。また、例えば、ビーム拡大プリズム及び分散プリズムによって増幅器空洞内で分散を作り出すことは、開示する本発明の実施形態の態様に従ってどのようなＡＳＥ仕様が選択されようと、それに対する実質的に大きくい十分な余裕に寄与するＡＳＥ率を更に低減する有効な方法であると本出願人は判断している。
【００８６】
開示する本発明の実施形態の態様に従って、このアーキテクチャの他の特徴、例えば低いシードエネルギ、高効率、エネルギ安定性などをより良く利用するために、リング増幅器でのＡＳＥを低減する方法を提案する。本出願人は、ある程度の広帯域（主要な放射線方向と反対の方向に伝播する線狭化シード放射線よりも少なくとも遙かに広い）を導入してこの方向でＡＳＥを増大させて主要な方向でＡＳＥを低減することを提案する。すなわち、広帯域利得は、主要方向でＡＳＥの有効利得を低減するためにリング周りで反対の経路で利用されることになる。これは、例えば、光学器械からのシードレーザビームのある程度の散乱で、例えば、シードレーザの蛍光をリング電力増幅ステージに供給することにより達成することができる。広帯域発光は、従って、例えばＡＳＥに有効な利得を消耗させる可能性があり、かつ主要放射線方向と反対に伝播されて、主要方向で広帯域発光が低減されることになる。
【００８７】
開示する本発明の実施形態の態様に従って、それぞれのＭＯと増幅利得媒体チャンバ内の電極との間の放電の発射の非常に厳しく制御されたタイミングを有する参照した特許又は特許出願の１つ又はそれよりも多くにおいて上述した磁気スイッチ式システムのような及び本出願人の譲渡人のレーザシステムと共に販売されているような固体パルス電力システムは、ＭＯＰＲＯ構成におけるリング電力増幅ステージの特性と共に、例えば、本出願人の譲渡人のＸＬＡ−ＭＯＰＡシステム（例えば、全飽和又は全飽和に非常に近くでリング電力増幅ステージを操作している）において現在利用可能である線量安定性の約２倍を有するレーザシステム出力レーザ光パルスのリソグラフィツール又はＬＴＰＳツールなどへの送出を可能にするものであることが理解されるであろう。
【００８８】
図２６は、開示する本発明の実施形態の態様によるエネルギ／線量制御システム６２０を概略部分ブロック図で示している。ブロック図の形態で例示するように、エネルギ／線量制御システム６２０は、例えば、本出願人の譲渡人の既存のレーザシステム、例えば、ＸＬＡ−ＭＯＰＡ構成レーザシステムと共に販売され、かつ先に参照した特許又は現在特許出願中の出願のうちの１つ又はそれよりも多くにおいて説明されているタイミング及びエネルギ制御モジュール６２２により制御することができる上述のような磁気スイッチ式パルス電力システムのような固体パルス電力システム６２４を含むことができる。ＳＳＰＰＭ６２４と組み合わされたこのようなタイミング及びエネルギ制御モジュールは、非常に細かいパルス間のエネルギ制御、例えばＭＯの外で及び例えば図１５及び図１６に例示するようなＭＯ２４内の第１の対の電極（図示せず）と増幅ステージ１４４内の電極４２４との間の放電の発射の相対的なタイミングの非常に細かい、例えば数ナノ秒内での制御が可能である。それによって先に参照した特許又は現在特許出願中の出願のうちの１つ又はそれよりも多くにおいて説明されているように、例えば、ＭＯからの出力レーザ光パルスビームパルスの一部の選択により、例えば帯域幅を制御して、また、他の全体的なレーザシステム出力光パルスビームパラメータに影響を与えるために、増幅利得媒体のようなシード供給を開始することができる。それによって飽和、例えば飽和の約５％から１０％又はそれよりも多くで又はその近くで作動するリング電力発振器と組み合わせて、本発明のシステムは、例えば、本出願人の譲渡人のＸＬＡ−レーザシステム又は例えばＬＴＰＳのための既存のレーザ焼鈍光源において現在利用可能であるような線量安定性の約２倍を実施することができる。
【００８９】
図３１を参照すると、ビーム１０５２上で作動するビーム混合器／反転器１０５０（例示のために上部白半割部と下部黒半割部を有する）が示されている。以下でより詳細に説明するように、ビーム混合器１０５０は、ビームの強度プロフィールを変え、例えば、ビームの選択軸に沿って強度対称性を改善するのに使用することができ、かつビーム干渉性を低減するために、又はその両方に使用することができる。図示の実施形態に対しては、ビーム混合器１０５０は、ビーム分割器１０５４及び鏡１０５６ａから１０５６ｃを含む。
【００９０】
図３１に示す構成に対しては、ビーム１０５２は、最初にビーム分割器１０５４に入射することができ、その時点でビームの一部は、反射を通じて鏡１０５６ａに向けることができ、残りは、ビーム分割器１０５４を通じて（例えば、実質的に方向の変化なく）伝達されて、出力ビーム経路１０７０でビーム混合器１０５０を出る。１つの設定、すなわち、ビーム分割器１０５４に入射する初期ビームの約４０％から５０％間を反射するビーム分割器１０５４においては、例えば、５０％を使用することができる。この設定の場合、ビーム分割器１０５４に入射する初期ビーム約５０％は、鏡１０５６ａに向けて方向付けられる。ビーム混合器１０５０に対しては、鏡１０５６ａから１０５６ｃは、ほぼ平坦な最大反射鏡とすることができる。図３１に示すように、鏡１０５６ａは、ほぼ３０°の入射角でビーム分割器１０５４から光を受光するように位置決めし、かつ配向することができる。更に示すように、鏡１０５６ｂは、ほぼ３０°の入射角で鏡１０５６ａから反射された光を受光するように位置決めし、かつ配向することができ、鏡１０５６ｃは、ほぼ３０°の入射角で鏡１０５６ｂから反射された光を受光するように位置決めしかつ配向することができる。
【００９１】
引き続き図３１を参照すると、１０５６ｃから反射された光は、約４５°の入射角でビーム分割器１０５４に入射させることができる。５０％反射率ビーム分割器の場合、鏡１０５６ｃからの光の約半分は、出力ビーム経路１０７０上に反射され、鏡１０５６ｃからの光の約半分は、図示のように鏡１０５６ａに向うビーム経路上のビーム分割器１０５４を通過する。従って、出力ビーム経路１０７０は、ビーム分割器１０５４を通過した初期ビーム１０５２の部分と、ビーム分割器１０５４から反射される鏡１０５６ｃからの光の部分とを含む結合ビームを含む。同様に、ビーム分割器１０５４から鏡１０５６ａへの経路上の光は、ビーム分割器１０５４により反射される初期ビーム１０５２の部分と、ビーム分割器１０５４を通過する鏡１０５６ｃからの光の部分とを含む結合ビームを含む。
【００９２】
図３１のビーム混合器１０５０に入るビームは、例示的に、長軸１０５８を定める矩形断面を有するように示されている。この形式のビームは、一方の放電電極から他方の放電電極への方向に対応する長軸を有するエキシマレーザにより生成されるレーザビームの特徴を示している。一般的なビームは、約３ｍｍｘ１２ｍｍの寸法を有することができる。更に、エキシマレーザの出力の場合、１つの軸内の強度プロフィール、例えば長軸１０５８は、一般的に非対称形であり、一方、他方の軸上の強度プロフィール、例えば短軸（すなわち、長軸１０５８に垂直な軸）は、ほぼガウス分布形である。図示のビーム混合器１０５０は、特に高電力エキシマ放電レーザの対称性を改善するのに適するものであるが、他の形式のレーザシステムと共に、かつ他の用途にも使用することができ、例えば、ビーム混合器は、固体レーザにより生成されたビーム内の干渉性を低減するのに使用することができることは認められるものとする。
【００９３】
図３１は、ビームが、第１の縁部１０６０から第２の縁部１０６２に軸１０５８に沿って延びることを示している。図３１は、鏡１０５６ａから１０５６ｃが、始め１０６４と終り１０６６とを有する空間的に反転する経路を確立することも示している。図３１が例示するように、反転経路は、反転経路の始めで第１の縁部１０６０近くのビームの一部が、反転経路の終り１０６６の第２のビームエッジに平行移動する点で特徴付けることができる。より具体的には、図示の混合器１０５０に対しては、鏡１０５６ａに衝突するビームの「上部」の光子は、平行移動してビームの「底部」で鏡１０５６ｃを出る。反転経路は遅延経路を成すので、パルスのある程度の時間的な拡張があると考えられ、これは、特に干渉破壊機構が主発振器／シードレーザと増幅利得媒体、例えばリング電力増幅ステージとの間にある実施形態では有用である可能性がある。シードレーザと増幅利得媒体の間のパルス拡張は、増幅利得媒体から出るパルスをある程度拡張させることができる。これはまた、例えば遅延経路を例えば約１ｎｓ程度の長さに最小にすることによって最小にすることができる。適切な遅延経路時間などにより、他の箇所で説明するように、ビーム混合器１０５０は、例えば、図４８に関して説明した干渉破壊器ミニＯＰｕＳを形成することができる。
【００９４】
ビーム混合器１０５０は、シードビームレーザ部分と、ＭＯＰＡ又は図１から図９及び図９から図１６に示すもののようなＭＯＰＲＯ（例えば、リング電力増幅ステージを有する）構成の多重チャンバレーザシステムの増幅器レーザ部分との間に設置することができる。例えば、先に参照した代理人整理番号第２００６−００３９−０１号である２００６年６月５日出願の「高エネルギパルスレーザ用途に向けてビーム形状及び対称性を安定させる装置及び方法」という名称の米国特許出願出願番号第１１／４４７、３８０号、２００４年６月２９日出願の「ガス放電レーザ出力光干渉低減方式及び装置」という名称の出願番号第１０／８８１、５３３号、及び２００５年１２月２９日公開の米国公開特許第２００５０２８６５９９号、並びに先に参照した本出願と同日出願の代理人整理番号第２００５−０１０３−０２号である「レーザシステム」という名称の出願番号第＿＿＿＿＿＿号に説明されているようなＭＯとＰＡとの間で受動形式の他の形態の干渉破壊を用いることができる。
【００９５】
図３１に示すようなより暗い及びより明るいエントリビーム部分は、空間的に分離された別々の供給源からの別々のビームとすることができ、ビーム混合器１０５０は、単一のビームのために干渉破壊器として使用されることに加えて、又は単一のビームのために干渉破壊器として使用される代わりに、そのような役目をすることができる。
ビーム拡大器、干渉破壊器、又はその両方を含む遅延経路のいくつかの可能な実施形態を本出願において例示するが、採用することができる光学遅延経路、例えば、少なくともビームパルス（娘パルスを含む）が、主パルス及び娘パルスに対して反転／混合（又はその両方）されることを条件として、ビーム遅延、反転、及び／又は混合機能を実行する結像鏡を有するもの及び結像鏡を有していないもの又は両方の混合物を有するものを排除するものではないことが理解されるであろう。
【００９６】
開示する本発明の実施形態の態様に従って本出願で開示するように、期待されていた電力及び帯域幅に関する改良点を超えて、光源、例えばＡｒＦ光源の納入業者に課せられていたスキャナ製造業者及び半導体製造業者及びユーザからの顧客の要望の満足を本出願人が可能にしていることは、当業者によって理解されるであろう。例えば、ＣｏＣ改善が要求される理由は、例えばＡｒＦが大規模大量生産で例えばコストの影響を受け易い製品に使用されており、その技術が成熟する時にＫｒＦにおいて従来的に要求されていたＡｒＦの運転費及び従って消耗品経費の同等の低減に関する業界の期待があるからである。更に、エネルギ安定性改良は、開示する本発明、例えば低Ｋ１リソグラフィ技術の到来と共に増大してきている線量に対する限界寸法変動感度により満たされている。二重露光概念は、例えば、オーバーレイと線量制御との間で妥協される。マスクなし光リソグラフィには、開示する本発明の実施形態の態様による改良される単一のパルス露光制御が必要になると考えられる。
【００９７】
開示する本発明の実施形態の態様に従って、例えば、チャンバの長寿命をもたらすパラメータが、ＸＬＡ−ＭＯＰＡ構成での適正な作動、例えば、少なくとも約１ｍＪのＭＯ出力エネルギの要件に対して十分なＭＯエネルギを生成しないために、例えば、ＸＬＡ−ＭＯチャンバ寿命における「消耗品経費の改善」が有効にされる。開示する本発明の実施形態の態様に従って、例えば、リソグラフィ用途にＭＯ空洞に必要とされるエネルギは、１ｍＪを大幅に下回るものであり、従って、このような低い光源に対しては、ＣｏＣの大幅な低減が可能である。従って、例えば、電極長寿命により多く寄与する作動パラメータを用いて、例えば、本発明のシステムは、例えば、約１００μＪをＭＯ空洞から生成することができる。これは、例えば、ＡｒＦレーザにおいては、例えば、ＭＯチャンバの寿命をＰＡチャンバの寿命まで又はほぼＰＡチャンバの寿命まで延ばすことができ、これは、６０ワットから１００ワット程度の出力で、有効なリソグラフィに向けて、増幅ステージからのシステム出力平均電力を達成しながらの消耗品としての交換前のＭＯ寿命のほぼ２倍の延びである。ＭＯ空洞光学器械、ＬＮＭ光学器械、及びＭＯ出力カプラは、開示する本発明の実施形態の態様に従って、より低い１９３ｎｍ強度を示し、光学器械の大幅な長寿命化が保証される。
【００９８】
エネルギ安定性の改善に関して、ＣｙｍｅｒのＸＬＡ光源により、例えば、２通過ＰＡ増幅で、ＭＯＰＡ構成のＰＡにおいて飽和効果を利用することにより、エネルギ安定性が大幅に改善する。ＸＬＡに対するＥアウト対Ｅインの傾斜は、約１／３である。ＭＯエネルギ不安定性の低減は、このようなＰＡを通過する時に３倍である。しかし、ＰＡによる３倍の改善でさえも、ＭＯＰＡシステムのエネルギ安定性は、それでも、例えば、ＭＯエネルギ不安定性により大きな影響を受ける。ＭＯ及びＰＡの寄与は、ほぼ等しいものである。電圧調整、タイミングジッタ、ＭＯポインティングジッタのような他の寄与は、比較的これらよりも小さい寄与であるが、些細なものではない。ＰＡエネルギ安定性の性能は、一般的な広帯域発振器と完全飽和増幅器との間で多少落ちる。
【００９９】
開示する本発明の実施形態の態様に従って、再循環リング構成、例えば、電力リング増幅ステージは、遥かに強い飽和領域で作動する。例えば、リング電力増幅ステージを有するシードレーザ／増幅利得媒体システムのＥアウト対Ｅインの傾斜は、本出願人の雇用主が測定すると０．０５９であった。ＭＯエネルギ不安定性は、例えば、再循環リング発振器、例えば、リング電力増幅ステージを通過した時に１７倍低減させることができる。約１００μＪのＭＯエネルギの計画作動点では、Ｅアウト対Ｅインは、観察又はシミュレーションによると１／１７であった。
【０１００】
再循環リング構成は、増幅ステージエネルギ安定性は、完全飽和増幅器の特性を示している。本出願人は、少なくともエネルギ安定性の約１．５倍から２倍の改善があるのではないかと予想している。
【０１０１】
【数１】
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【０１０２】
更に、開示する本発明の実施形態の態様に従って、毎回の発振中に利得媒体を通過する少なくとも２つの通過を有する電力リング増幅ステージを利用することができることが当業者によって理解されるであろう。光学器械を利用して、空洞内の発振当たりに４つの通過が得られるように２つ又はそれよりも多くの重なり合うボウタイ又はレーストラックを作成することができる。
このような増幅媒体、例えば、再生又は再循環リング電力増幅ステージの特性として、例えば、半平面において、安定発振器又は不安定発振器とすることができる平行平面性を含むことができる。ビーム戻し器／ビーム反転器は、光学器械の１つ又はそれよりも多くによるある一定レベルのエネルギ密度への露出によっては、チャンバの内側又は外側に位置決めされた複数の鏡又はプリズム又はその組合せを利用することができる。不要な光、例えば、主にＡＳＥは、様々な方法で、例えば、好ましくは、例えばリング電力増幅ステージにおいて、シードレーザパルスビームの発振の再生路と反対の方向に作成されて識別することができる。
【０１０３】
例えば、ブルースター角の垂直方向に対応して増幅ステージ空洞内でビームを拡大することは、リング電力発振空洞内の光学器械を保護すると共に、光を分散してＡＳＥを低減する役目をすることができる。シード注入機構の出力カプラ部分は、例えば、望ましい（帯域内）周波数（又は偏光又はその両方）が得られるように約２０％の反射率を有することができる。ビーム拡大は、複数のプリズムで実行することができると考えられ、その何らかの１つ又はそれよりも多くは、チャンバハウジングの内側及び／又は外側にあるとすることができる。すなわち、このようなプリズムの１つ又はそれよりも多くは、チャンバ外被の内側にあり、かつフッ素含有レーザガス混合物に露光させることができるが、少なくとも１つは、チャンバの外側にあるとすることができる。
【０１０４】
ここで図７を参照すると、一例として、開示する本発明の実施形態の態様によるタイミング及び制御アルゴリズムを例示する図表が示されている。図表は、一部の構成における増幅ステージが、本出願人の譲渡人が電力増幅器と称しているもの、すなわち、本出願人の譲渡人のＭＯＰＡのＸＬＡ−ＸＸＸモデルレーザシステムにおける利得媒体を通過する固定数の通過とは反対に発振はあるが、例えば整数倍数の公称波長とのリング経路長のために厳密にはＰＯではなくＰＡである場合があることを認識して、シードレーザチャンバ及び増幅ステージ、例えば便宜上本明細書ではｄｔＭＯＰＯと称するリング電力増幅ステージ内の放電の差動タイミングの関数として、例えば曲線６００としてレーザシステム出力エネルギがプロットされている。また、曲線６０２として、ｄｔＭＯＰＯの関数としてのレーザシステムの増幅ステージ内で生成されたＡＳＥの代表的な曲線が例示されている。更に、ｄｔＭＯＰＯの関数としてレーザシステムの出力の帯域幅の変化を表す例示的な曲線６０４が示されている。また、曲線６０６としてＡＳＥの選択限界が例示されている。
【０１０５】
ＡＳＥ曲線上の極小値又はその付近で作動点を選択して、例えば、本発明のシステムが作動する作動曲線６０２上の点を判断するために、例えば、ｄｔＭＯＰＯの制御選択をディザ処理することにより、そこで作動させることができることが理解されるであろう。例えば、レーザシステム出力パルスエネルギ及びエネルギσ及び関連の線量及び線量σを一定に問題のない許容値内に維持するために、出力パルスエネルギをエネルギ曲線の比較的平坦な上部に維持しながら、ＡＳＥ曲線６０２の極小値付近で作動するかなりの余裕があることが分る。更に、図示のように、上述のＥ制御を妨げないままで帯域幅範囲から帯域幅を選択するためのｄｔＭＯＰＯの同時使用があるとすることができる。
【０１０６】
これは、使用されるシードレーザの性質、すなわち、固体シードレーザシステム又はガス放電レーザシードレーザシステムに関係なく達成することができる。しかし、固体シードレーザシステムを使用する場合、例えば、固体シードレーザポンピングの例えば程度の制御を行って、シードレーザの帯域幅を選択（制御）する様々な技術の１つが利用可能であると考えられる。このようなポンピング出力制御により、帯域幅を選択するために例えばレージング閾値を超える値にポンピング出力を置くことができる。この帯域幅選択により、曲線６０４の関連の値が変わるか又外れる場合があるが、レーザシステムは、それでも、ＢＷと、同時に、例示するエネルギ曲線６００の平坦な上部領域のある程度一定の値にレーザシステムパルスの出力エネルギを維持する作動点との両方を選択するためにｄｔＭＯＰＯを用いて、上述の形式のＥ及びＢＥの制御に影響を受けやすいであろう。また、非ＣＷ固体とシードレーザを使用すると共に、出力帯域幅を調整することができる。例えば、主発振空洞（空洞−Ｑ）の出力カプラ反射率の選択により、シードレーザシステムの出力帯域幅を調整することができる。シードレーザパルスのパルスタイミングを利用して、レーザシステムの全体的な出力帯域幅を制御することができる。
【０１０７】
選択ＡＳＥ上限値又はｄｔＭＯＰＯの変化があっても比較的平坦なままであるエネルギ曲線の部分の範囲により、選択に利用可能な帯域幅の範囲が限定される場合があることが図７から分る。一定のエネルギ出力及び最小ＡＳＥを維持すると同時に、ｄｔＭＯＰＯ作動値の選択により利用可能な帯域幅範囲から帯域幅を選択するためには、ＢＷ曲線の傾斜及び位置は、ＡＳＥ曲線上の利用可能な作動点に影響を与えることが分る。
ガス放電シードレーザにおける放電パルスのパルス持続時間、特に、例えば、波面制御を用いてシードレーザから公称帯域幅を選択し、従って、一例として図７に例示するようにＢＷ曲線６０４の傾斜及び／又は位置に影響を与えることができることも同様に公知である。
【０１０８】
ここで図２８を参照すると、概略ブロック図の形態で、開示する本発明の実施形態の態様によるレーザシステムコントローラ６２０の例が示されている。コントローラ６２０は、特定の公称中心波長を選択し、同時に、本明細書で上述の範囲に帯域幅を狭化する当業技術で公知のような線狭化モジュール６２４と関連していると考えられるタイプＸｅＣｌ、ＸｅＦ、ＫｒＦ、ＡｒＦ、又はＦ2の当業技術で公知のガス放電レーザのようなレーザシステムの一部、例えば、シードレーザ６２２を含むことができる。シードレーザ６２２は、シードレーザ出力ビーム６２６を生成することができ、シードレーザ出力ビーム６２６は、出力ビーム６２６の僅かに一部を測定ユニット測定モジュール６３２に方向転換するビーム分割器６３０を通過することができ、測定ユニット測定モジュール６３２は、特に、ＭＯエネルギ検出器、及び中心波長及び帯域幅を測定する波長計を含むことができる。
【０１０９】
出力ビーム６２６は、次に、最大反射鏡６３４（公称中心波長のための）によってシード注入機構６３６へ曲げられる。シード注入機構は、例えば、部分反射光学器械６３８及び最大反射光学器械６４０を含むことができ、本明細書の他の箇所で説明するような２つの別々の要素又は単一の光学器械とすることができる。他の箇所で説明するように、シード注入機構は、シードレーザ出力パルスビーム６２６を注入路６５２と共にリング電力増幅ステージ６５０のような増幅利得媒体に注入することができ、それによってパルスビームは、入力／出力カプラ６３８がレーザシステム出力光パルスビーム６５８を出力光を用いるツールまで通すように、リング電力増幅ステージ内の十分な増幅が空洞内のレーザ光発振により発生するような時間まで、戻り逆経路６５４及び部分反射入力／出力カプラ６３８も含むループ内で振動する。ビーム分割器６５４は、例えば、出力エネルギ及び帯域幅を測定することができる測定ユニット６５６内に出力ビーム６５８の僅かな部分を方向転換することができる。測定ユニット６４２は、例えば、レーザチャンバ６５０内のＡＳＥを測定することができる増幅利得媒体レーザ６５０に直接に接続している。
【０１１０】
プロセッサ６６２を含むことができるコントローラ６６０は、適切な場合には、様々な測定ユニット６３２、６４２、及び６５６から入力及びその他を受信して、上述の特許又は現在特許出願中の出願のうちの１つ又はそれよりも多くにおいて参照した制御アルゴリズムの一部と利用し、また、エネルギを一定に維持して選択ＡＳＥ限界により課せられた限界値内の帯域幅を選択すると同時に、ＡＳＥ曲線最小値又はその付近で作動することに対して上述の制御アルゴリズムを組み込んでいる。更に、先に参照した特許又は現在特許出願中の出願のうちの１つ又はそれよりも多くにおいて示すように、コントローラ６６０は、シードレーザ内での出力パルスの作成及び増幅利得媒体内での出力パルスの作成のタイミング（略してｄｔＭＯＰＯ）を制御し、かつ制御信号を線狭化モジュールに供給して、例えば、先に参照した特許又は現在特許出願中の出願のうちの１つ又はそれよりも多くにおいて説明されているような波面操作又は光学的表面操作により、例えば帯域幅を制御することができる。
【０１１１】
ここで図２９を参照すると、概略ブロック図の形態で、図２８のレーザシステム６２０と同様のレーザシステム６８０が例示されており、シードレーザ６８２が、例えば、増幅電力増幅ステージ６５０内での増幅に適する波長にシードレーザ６８２の出力の波長を修正するために、例えば、関連の周波数変換器６８４を有する固体シードレーザである点を除く。更に、コントローラ６６０は、入力をシードレーザ６８２に供給して、例えば、上述のように、ポンピング電力を修正することにより、シードレーザパルスの作成のタイミング及び帯域幅の両方を制御することができる。
【０１１２】
開示する本発明の実施形態の態様に従って、縁部光学器械、すなわち、使用しなければならず、従って、困難である可能性があるその縁部までずっと恐らく被覆される光学器械を選択する必要があると考えられる。このような光学器械は、縁部光学器械の使用を避けるほど余裕がない場合があるので、例えば、両者間の分離によっては、併せて例えば図２に示すシード注入機構のバージョンを成す例えば出力カプラ、例えば図２に示す１６２と、例えば最大反射体、例えば図２に示す１６４との間で必要とされる可能性がある。そうであれば、縁部光学器械は、例えば、Ｃ部分１６２を通過する時に出力側ビームの光線経路のためにＲｍａｘであるように選択すべきである。コーティングの観点からは、層数が少なくなるので、ＯＣは、縁部光学器械にすることが好ましいであろう。しかし、開示する本発明の実施形態の態様に従って、代替設計が本出願人により選択されているので、概略的にかつ一例として図３０に例示するが、例えば、図２に示すビーム拡大器１４２、例えばプリズム１４６、１４８により作成されるような例えば出力側と入力側のリング電力増幅ステージビームの間に広い十分な間隔が達成された場合には、縁部光学器械の使用は、回避することができる。例えば、２つのビーム間の約５ｍｍの間隔は、例えば、あらゆる縁部光学器械の回避を避けるのに十分に満足なものであると判断されている。
【０１１３】
一例として図３０に例示するように、レーザシステム、例えば一例として図２に例示するシステム１１０は、例えば、リング電力増幅ステージ１４４内の主発振器２２の出力ビームを増幅するためにリング電力増幅ステージ１４４を使用して、レーザシステム出力パルスビーム１００を生成することができる。開示する本発明の実施形態の態様の一例としてより詳細に示すビーム拡大器／分散器１４２は、第１の拡大／分散プリズム１４６ａと、第２の拡大／分散プリズム１４６ｂと、第３のプリズム１４８とで形成することができる。
【０１１４】
シード注入機構１６０は、図３０に一例としてかつ部分概略平面図で、すなわち、シード注入機構及び拡張／分散１６０及びリング電力増幅ステージチャンバ（図示せず）を見下ろして示すように、部分反射入力／出力カプラ１６２と、最大反射（Ｒｍａｘ）鏡１６４とを含むことができ、それぞれ、ビーム７４及び７２は、すなわち、主発振器チャンバ２２から進む出力ビーム６２の軸の観点からリング電力増幅ステージを出入りし、説明するこのような実施形態では、主発振器チャンバ２２は、チャンバ１４４の上方に位置決めすることができ（ビーム６２は、ほぼ水平な縦軸に折り込まれており）、ビームは、断面形状においてほぼ正方形にするために、他の箇所で説明するように、ＭＯＰｕｓ内で拡大されている。
【０１１５】
リング電力増幅ステージ空洞の内側のビーム拡大プリズム１４６ａ、１４６ｂ及び１４８の構成に関して、例えば、同じ入射角及び出射角を有する単一プリズム又は２プリズムで、例えば、６８．６°入射角及び２８．１°出射角により行われる例えば４倍拡大を備えた本出願人の譲渡人のＸＬＡ−ＸＸＸモデルレーザシステムにおいて電力増幅器（ＰＡ）ステージの出力部上のビーム拡大の構成に類似の構成を達成することができる。これは、例えば、全フレネル損失の均衡を保ちながら最小にする役目をすることができる。反射率に関するコーティング、例えば反射防止コーティングは、本発明のシステムで最高のエネルギ密度を受けることになることから、これらの表面では回避することができる。開示する本発明の実施形態の態様に従って、拡大器／分散器１６０は、第１のプリズム１４６を小さなプリズム１４６ａ及び１４６ｂに分割して実施することができ、これらのプリズムは、図３０に一例として示すように、１つの同様な角度を有するプリズムが収まる位置に収まるように、例えば、先端を切ったような形の例えば３３ｍｍビーム拡大プリズムとすることができ、分割プリズムは、いくつかの利点、すなわち、低コスト化及びビーム７２、７４（ビーム反転器（図３０においては図示せず）と組み合わせて）及びシステム出力ビーム１００をより良好に整列させ、及び／又は誘導する機能を有する。
【０１１６】
主発振器シードビーム６２は、例えば、ビーム６２ａとして、入力／出力カプラとして機能するビーム分割部分反射光学器械１６２を通じてシード注入機構１６０に入ると、Ｒｍａｘ１６４に至ることができ、Ｒｍａｘ１６４から、ビーム７４ａとして第１のビーム拡大プリズム１４６ａに反射され、第１のビーム拡大プリズム１４６ａは、水平軸において約１／２倍縮小する役目をする（図３０に示すような用紙の平面の垂直軸においては約１０ｍｍから１１ｍｍのままである）。次に、ビーム７４ｂは、第２のビーム拡大プリズム１４８、例えば、４０ｍｍビーム拡大プリズムに向けられて、そこで、再び約１／２倍縮小され、従って、全体的な縮小は、リング電力増幅ステージ（図３０においては図示せず）の利得媒体に入るビーム７４を形成するために約１／４倍である。ビームは、ビーム反転器、例えば、本出願人の譲渡人のＸＬＡ−ＸＸＸモデルレーザシステムＰＡにおいて現在使用されている形式のビーム反転器により反転され、例えば、ボウタイ構成で利得媒体内で交差し、又は大雑把に平行に進んで、一部の場合には、レーストラック構成のバージョンである程度重なり合って、ビーム７２としてプリズム１４８に戻る。ビーム７２が大雑把に２倍拡大されるプリズム１４８から、ビーム７２ｂは、プリズム１４２ｂに向けられ、更にほぼ２倍拡大されてビーム７２ａになる。ビーム７２ａは、ビーム６２ａの一部としてＲｍａｘに部分反射されて戻り、出力ビーム１００として部分的に透過され、出力ビーム１００は、リング電力増幅ステージ内のレージング発振により十分なエネルギの出力ビームパルスが得られるまでエネルギが徐々に増大する。増幅利得媒体、例えば、リング電力増幅ステージに入るビームの狭化には、いくつかの有利な成果があり、例えば、ビームの水平幅を利得媒体内の電極間のほぼガス放電の幅に抑制することがある（ボウタイ構成の場合、２つのビーム間の変位角が非常に小さいので、各々は、たとえ、各々の水平幅が約２ｍｍから３ｍｍであっても本質的に数ｍｍの放電幅内に留まり、レーストラックの実施形態の場合、ビーム７２又はビーム７２のみが毎回の往復で利得媒体を通過するか、又はビームが更に狭化するか、又は放電を拡幅することができ、従って、ビーム７２、７４は、シードビーム７２、７４の毎回の往復で放電利得媒体を通過する）。
【０１１７】
プリズム１４６ａ、１４６ｂ、及び１４８、特に１４６ａ及び１４６ｂの位置決め及びアラインメントは、リング電力増幅ステージからシャッターに向うレーザ出力光光学列への出力ビーム１００の適切なアラインメントを保証するのに利用することができる。入力／出力カプラ１６２を出るビームは、例えば、システム開口（水平軸において）の一部を成す水平方向のサイズ選択開口１３０により、サイズを例えば水平方向で約１０．５ｍｍに固定することができる。例えば、本出願人の譲渡人のＸＬＡ−ＸＸＸレーザシステム製品内の例えば現在のＰＡ−ＷＥＢの位置にある別の開口は、垂直方向にビームをサイズ決めすることができる。開示する本発明の実施形態の態様に従って、本出願人は、システム限定開口は、主システム出力ＯＰｕＳ、例えば、４倍ＯＰｕｓの直後に位置決めするように提案する。リング電力増幅ステージ開口は、レーザシステム内側に更に約５００ｍｍのところに位置することができる。この距離は、所定の測定面（本発明のシステム開口）での位置変化になるポインティング変化を回避するには大きすぎる。代替的に、制限的なシステム開口は、ＯＰｕｓの直後に位置することができ、かつ一般的に使用されるステンレス鋼板の代わりに１９３ｎｍ反射誘電コーティングを有することができる。この設計は、光学アラインメントの容易化をもたらすと同時に、この開口の加熱を低減することができる。
【０１１８】
開示する本発明の実施形態の態様に従って、本出願人は、例えば、ＰＣＣＦ被覆窓の使用ために、先に参照した現在特許出願中の出願において説明されているものと類似であるか又は同じである比較的ストレスのないチャンバ窓構成を実行することを提案する。
開示する本発明の実施形態の態様に従って、本出願人は、ＬＡＭ内で又はＭＯ波面エンジニアリングボックス（ＷＥＢ）内で例えばＡＳＥ検出、例えば後方伝播ＡＳＥ検出を行うことを提案するが、ＭＯ波面エンジニアリングボックスは、本明細書で参照した本明細書の他の箇所で説明するミニＰＯｕＳ、並びに例えばほぼ正方形断面のビームを形成するために、例えば、１つ又はそれよりも多くのビーム拡大プリズムを使用して短軸においてＭＯの出力ビームを拡大するビーム拡大と共に、例えば、本出願人の譲渡人の既存のＸＬＡ−ＸＸＸモデルレーザシステムからのＭＯＷＥＢの要素を含むことができる。既存のＭＯ−ＷＥＢ及びビーム回転機能が、回転鏡、例えば、図２に示す４４として概略的に表されている。しかし、優先的に、すなわち、例えばＲ＝１００％ではなく、例えばＲ＝９５％の反射率を有する折畳み式鏡（折畳み＃２）、例えば図２の４４を採用して、この鏡４４を通じて漏れをモニタすることにより後方伝播検出をＭＯＷＥＢ／ＭＯＰｕＳ「内で」使用することができる。この読取のある程度のドリフト及び不正確さは、許容できるものであり、理由は、例えば、リング電力増幅器がシードパルスを増幅するようなタイミングとなっていないが、それでも広帯域レーザ光を作成する時、それを例えばトリップセンサとして利用することができるからである（すなわち、逆ＡＳＥがあって許容できない時の１０ｍＪ付近と比較して、本質的に逆ＡＳＥがない、条件が許容できる時の０．００１ｍＪ付近の測定）。新しい検出器のための既存のコントローラ、例えば、ＴＥＭコントローラケーブル配線及びポートなどを採用することができる。検出器は、例えば、レーザシステム出力シャッターでのビーム強度を測定するために本出願人の譲渡人により既存のＸＬＡ−ＸＸＸモデルレーザシステム上で現在使用されている検出器とすることができる。
【０１１９】
開示する本発明の実施形態の態様に従って、ミスアラインメントに非常に耐性があり、かつ従って例えば提案する短いＰＯｕＳ、いわゆるミニＯＰｕＳ内で必要とされる軸外れ光線に対して潜在的に収差が低いように共焦点のものであるとすることができる１つ又はそれよりも多くのミニＯＰｕｓは、２つ又はそれよりも多くが使用された場合、それぞれ、４ｎｓ及び５ｎｓの遅延時間を有することができる。これらの値は、干渉破壊に適切な遅延経路に加えて、両方のＯＰｕＳが球面光学器械で低い波面歪みを示すように選択されたものである。この低い波面要件は、実際には、ミニＯＰｕＳ内の透過ビーム及び遅延ビームが互いから若干角度シフトしているようにミニＯＰｕＳの出力からの散開が生成されない限り、例えば、平坦／平坦補正板の代わりに若干楔処理された板を使用することにより、ミニＯＰｕＳからのかなりのスペックル低減を防止することができる。例えば、主発振器からのレーザビームは、部分的に干渉性であり、それによってビーム内にスペックルが発生する。透過ビームと共にミニＯＰｕＳに再び入る反射ビームを角度的にシフトすることにより、主パルス及び娘パルスへの主パルスの遅延経路による分離と共に、例えば、ウェーハで又は焼鈍加工物で加工物（ウェーハ又は結晶化パネル）を照らすレーザ光源パルスの干渉性の低減から生じる非常に相当量のスペックル低減を達成することができる。これは、恐らく共焦点構成では不可能であるが、遅延経路内での何らかの楔の追加で、出力部内への遅延ビームのビーム分割器反射部分の前に、例えば、透過ビーム及びその親パルス及び先行する娘パルス（もしあれば）と意図的に遅延経路鏡をずらすことにより達成することができる。例えば、板に１ミリラジアンの楔があれば、反射娘パルスビーム内に０．８６ミリラジアンの角度オフセットが生成されることになる。
【０１２０】
ミニＯＰｕＳの光学遅延経路は、レーザ性能及び効率に関して他の有利な成果を有することができる。開示する本発明の実施形態の態様に従って、図４８に概略的に示すように、レーザビーム、例えばシードソースレーザ（（図４８においては図示せず）からのシードビーム５００は、部分反射鏡（ビーム分割器）５１０を使用して２つのビーム５０２、５０４に分割することができる。この鏡５１０は、ビームの一部を主ビーム５０２内に透過して、ビーム５００の残りをビーム５０４として光学遅延経路５０６内に反射する。透過された部分５０２は、続いてレーザシステム（図４８においては図示せず）内に入る。反射される部分５０４は、例えば、鏡５１２、５１４、及び５１６を含む光学遅延経路５０６に沿って方向付けられ、鏡５１４は、例えばレーザ出力ビームを形成するために、又はその後の増幅ステージ内の増幅に向けて部分５０４がレーザシステムの残りに再び入ることを可能にするために、この概略図においては用紙の平面に垂直に変位される。次に、ビーム５０４は、元のビーム５００の透過部分５０２と再結合することができる。遅延ビーム５０４は、ビーム５０４の経路内に本質的に垂直に配置された楔（補正板）５２０に通すことができる。従って、遅延経路５０６からの娘パルスビーム５０４は、遠距離場において透過部分内のビームの主要部分から若干角変位される。この変位は、例えば、約５０μＲａｄと５００μＲａｄの間とすることができる。
【０１２１】
遅延経路５０６の長さは、透過されるビームの部分と反射される部分の間に何らかの時間的な例えば干渉性長を超えるがパルス長を遥かに下回るシフト、例えば約１ｎｍから５ｎｍがあるように、ビームパルスを遅延させるものである。遅延時間を決める適切な経路長を選択することにより、２つのビームの追加は、パルス内のエネルギが若干長めのＴisに広げられるようなものとすることができ、これは、主ＯＰｕＳ内のその後のパルス拡張と組み合わせて、レーザ性能を改善し、並びに他の有用なレーザ性能上の利点を達成することができる。
【０１２２】
２つのミニＯＰｕＳは、望ましい効果を達成するために必要とされると考えられる。２つのミニＯＰｕＳからのパルスのオフセット時間は、例えば、１ナノ秒とすることができる。光学的及び機械的考慮事項に基づいて、拡張器に対して選択された遅延は、例えば、第１のミニＯＰｕＳにおいては３ｎｓの遅延経路、第２のミニＯＰｕＳにおいては４ｎｓの遅延経路とすることができる。遅延がこれよりも短い場合、この光学的システムは、例えば、共焦点鏡又は球面鏡を使用する場合に問題になる収差を招く可能性がある。遅延がこれよりも長い場合、レーザキャビネット内の有効スペース内にシステムを収めることは困難であろう。３ｎｓ遅延を達成するためにビームが進まなければならない距離は、９００ｍｍであり、４ｎｍ分遅延するには１２００ｍｍである。図４９に概略的に例示するミスアラインメントに対する感度を最小にする共焦点光学システム５２０は、ビーム分割器５２６と共に、焦点が空間的に同じ位置であり、かつ曲率中心が反対の鏡に位置する２つの鏡５２２、５２４から成ることができる。反射ビーム及び透過ビームが、図４８に対して上述のように若干ミスアラインメント状態であることを確実にするために補正板５３０（例えば、楔）を追加することができる。この場合、補正板は、適切に機能するように角度をつけて遅延ビームの経路内に設けられる。
【０１２３】
ここで図５０を参照すると、開示する本発明の実施形態の態様による線縁部／線幅の粗度（特徴部寸法粗度）制御（低減及び／又は選択）システム１３５０が概略部分ブロック図の形態で示されている。システム１３５０は、フォトリソグラフィツール９０内の照射光入口開口部１３５２にＤＵＶ光を照射する露光を行う本明細書及び／又は本出願と同時に出願された上述の特許出願で開示するもののようなレーザ光源２０を含むことができる。ツール９０、例えばスキャナは、例えばツール９０内のウェーハ保持ステージ９４上に設けられた集積回路ウェーハ（図示せず）を露光させるためにマスク／レチクル９４を照射する当業技術で公知であるような発光体９２を含むことができる。発光体９２とウェーハ処理ステージ９４との中間に、本出願において及び／又は本出願と同時に出願された上述の特許出願において開示されている形式の１つ又はそれよりも多くの例えばミニＯＰｕＳのような干渉破壊機構１３７０を挿入することができる。発光体は、上述の特性を有する投影レンズ（図示せず）を含むことができる。
【０１２４】
本発明のシステムは、センサ、例えば画像コントラストセンサ１３７２を含むことができ、画像コントラストセンサは、全体として又はその一部としての集積回路のパターン化に及ぼすスペックルの影響を検出するために、又は選択軸内に例えば集積回路の１つの軸内に延びる主特徴部寸法部にほぼ平行な軸、及び例えば第１の軸と略直交する別の軸内に配置することができる。センサ出力は、コントローラ１３７４に供給することができ、コントローラ１３７４は、レーザ又はスキャナの制御システムの一部、又はレーザ及びスキャナの両方の全体的な制御システムとすることができ、かつセンサ１３７２から干渉破壊機構へのフィードバックに基づいて制御信号を供給することができる。制御信号は、例えば、一方又は両方の軸において、すなわち、各々が上述のように直列に配置された別々のミニＯＰｕＳ内に含まれた少なくとも２つの補正板の各々において、例えば、異なる量及び／又は方向で主パルス及び娘パルスの角変位を修正するために、例えば、図４７から図４８に関して上述したようなミニＯＰｕＳ内の位置補正板５２０、５３２を修正するという例えばいずれか又は両方の軸内のビーム誘導機構のための例えば起動信号を修正することにより、干渉破壊機構の作動を変えることができる。
【０１２５】
ここで図５１を参照すると、図５０のものと類似のものである開示する本発明の実施形態の態様による線縁部／線幅粗度（特徴部寸法粗度）制御（低減及び／又は選択）システム１４００が概略部分ブロック図の形態で示されているが、干渉破壊機構は、光源光入力側開口部１３５２と発光体９２との中間にある。同様に、図５２及び図５３に、開示する本発明の実施形態の態様による線縁部／線幅粗度（特徴部寸法粗度）制御（低減及び／又は選択）システムが概略部分ブロック図の形態で示されており、コントローラ１３７４（（図５２又は図５３においては図示せず、例えばツール９０内）は、それぞれのレーザシステム、図５２の１４５０及び図５３の１４６０内で、干渉破壊機構、図５２の１４５４及び図５３の１４６２に制御信号を供給し、各図において、干渉破壊機構は、図５２においてはパルス拡張ＯＰｕＳ１４５２とリソグラフィツール９２の中間に及び図５３のレーザシステム１４６０内ではレーザ光源２０とのパルス拡張ＯＰｕＳ１４６２との中間に示されている。
【０１２６】
干渉破壊及び他の目的のためのミニＯＰｕＳ内の遅延経路時間は、短いものはほぼ時間的な可干渉距離ほど、かつミスアラインメント及び収差許容誤差のような説明した光学的及び空間上の考慮事項に対してはできるだけ長いものとすることができる。２つ又はそれよりも多くのミニＯＰｕＳがある場合、各ミニＯＰｕＳにおける遅延経路は、例えば可干渉距離を上回ってその長さが異なり、かつ別々のＯＰｕＳからの娘パルスの交差による実質的な干渉応答（増大）がないように選択することができる。例えば、遅延経路時間は、光学的構成によっては、少なくとも可干渉距離だけ、及びある程度の量を上回らず、例えば４又は５可干渉距離だけ分離することができる。
【０１２７】
開示する本発明の実施形態の態様に従って、本出願人は、例えば、単一の入力パルスから順番に遅延された複数のサブパルスを生成する干渉破壊光学構造を採用することを提案するが、同じく各サブパルスは、次のサブパルスから光可干渉距離を上回って遅延され、更に、各サブパルスのポインティングは、入力パルスの発散よりも小さい量だけ意図的にチャープ処理される。更に、本出願人は、位置の干渉破壊光学遅延構造を利用することを提案するが、１対の光学遅延構造間の光学遅延時間さは、入力光の可干渉距離を超える。２つの光学遅延構造の各々は、上述の干渉破壊光学遅延構造の態様に関して説明したような制御チャープ処理ポインティングでサブパルスを生成することができる。
【０１２８】
開示する本発明の実施形態の態様に従って、例えば、提案する短いＯＰｕＳ、いわゆるミニＯＰｕＳ内で必要とされる軸外れ光線に対するミスアラインメントに対して耐性が高く、従って、潜在的に収差が低いように共焦点とすることができる２つの結像ミニＯＰｕＳは、それぞれ、４ｎｓ及び５ｎｓの遅延時間を有することができる。これらの値は、両方のＯＰｕＳが球面光学器械で低い波面歪みを示すように選択されたものである。この低い波面要件は、ミニＯＰｕＳの出力からの散開が生成されない限り、例えば、平坦／平坦補正板の代わりに若干楔処理された板を使用することにより、ミニＯＰｕＳからのかなりのスペックル低減を防止することができる。
【０１２９】
開示する本発明の実施形態の態様に従って、集積回路フォトリソグラフィフォトレジスト露光、又は例えば低温再結晶化処理のためのガラス基板上のアモルファスシリコンのレーザ焼鈍のためのレーザ加熱においてなどレーザシステムからの照射に露光される加工物の処理に及ぼすスペックルの影響（線縁部粗度及び線幅粗度を含む）を大幅に低減するために、適切な干渉破壊を十分に達成することができることは、当業者によって理解されるであろう。これは、例えば、単一チャンバレーザシステムから、又は多重チャンバレーザシステム出力部から、又は多重チャンバレーザシステムの別のチャンバ内の増幅前にこのような多重チャンバレーザシステム内のシードレーザからのレーザビームを、出力ビームをパルス及び娘パルスに分割してパルス及び娘パルスが何らかの量、例えば約５０μＲａｄと５００μＲａｄとの間で互いに角変位された単一のビームに再結合する光学構成に通すことにより達成することができ、娘パルスの各々は、例えば、少なくとも時間的な可干渉距離だけ、好ましくは、時間的な可干渉距離を超える差で主パルスから遅延されている。
【０１３０】
これは、主ビームを透過してそのビームの一部を遅延経路内に注入し、次に、主ビームを遅延ビームと再結合するビーム分割器を有する光ビーム遅延経路内で行うことができる。この再結合においては、２つのビーム、すなわち、主ビーム及び遅延ビームは、ポインティングチャープを与えると本明細書で称する遠距離場においてごく僅かに互いから角度的にシフトする（異なるポインティング）ことができる。遅延経路は、パルスの時間的な可干渉距離よりも長くなるように選択することができる。
【０１３１】
角変位は、楔が若干異なるポインティングを遅延ビームに行う（ポインティングチャープ）遅延ビームがビーム分割器に戻る前に光学遅延経路内で楔を用いて達成することができる。ポインティングチャープの量は、上述のように、例えば、約５０と５００μＲａｄの間とすることができる。
光学遅延経路は、各々がそれぞれのビーム分割器を備えた２つの遅延経路を直列に含むことができる。このようなイベントにおいては、各遅延経路は、干渉効果がそれぞれの遅延経路からの主パルスと娘パルスの間に作成されないように長さが異なるとすることができる。例えば、第１の遅延経路内の遅延が１ｎｓである場合、第２の遅延経路内の遅延は、約３ｎｓとすることができ、第１の遅延経路内の遅延が３ｎｓである場合、第２の遅延経路内の遅延は、約４ｎｓとすることができる。
【０１３２】
２つの別々の遅延経路内の楔は、第１の遅延経路内の楔が、一方の軸内の干渉（スペックル）を低減する役目をすることができ、他方の遅延経路内の楔が、第１の遅延経路と略直交した他方の軸内の干渉（スペックル）を低減することができるように、ビームプロフィールに対して互いと略直交して配置することができる。従って、スペックルに及ぼす影響、例えば、集積回路製造工程でフォトレジストの露光においてウェーハでの線縁部粗度（ＬＥＲ）及び／又は線幅粗度（ＬＷＲ）への寄与は、ウェーハ上の２つの異なる軸での特徴部寸法に沿って低減することができる。
【０１３３】
開示する本発明の実施形態の態様に従って、例えば、ボウタイ式リング電力増幅ステージ内のボウタイの６ｍＲａｄ交差部で、リング空洞内の拡大プリズムは、入射ビーム及び出射ビームに対して若干異なるものとすることができ、かつリング周りを進む時にビームが成長するか、又はリング周りに進む時に若干収縮するように配置することができる。代替的に及び好ましくは、開示する本発明の実施形態の態様に従って、図３０に一例として例示するように、例えば、出射ビームと入射ビームの間のより大きい間隔、例えば、約５ｍｍと６ｍｍの間によって可能にされるより大きいビーム拡大プリズムを２つの別々の部分に分割する結果、本出願人は、従って、出射ビーム、入射ビームの両方、例えば、図３０にそれぞれ例示的かつ概略的に示すビーム１００及び６２に対して同じ倍率になるように、図４に概略的に示す２つのプリズム、例えば１４６、１４８の角度を調整することを提案する。
【０１３４】
開示する本発明の実施形態の態様に従って、本出願人は、例えば、システム水平軸ビーム出力開口のポインティングと共に、Ｒｍａｘ１６４及びＯＣ１６２を含むシード注入機構のバージョンのＲｍａｘ、例えば１６４部分、及びＯＣ、例えば１６２部分をその同じステージ上に設置することを提案する。それによって例えばユニット全体として各々の事前アラインメントが可能になり、かつ個々の構成要素の現地のアラインメントが不要になる。これは、例えば、図２（シード注入機構）に示すＲｍａｘ／ＯＣアセンブリ、例えば１６０の位置が、ちょうど本出願人の譲渡人の単一チャンバ発振システム（例えば、ＸＬＳ−７０００モデルレーザシステム）内のＯＣの位置が固定されるように固定すること可能にすることができる。同様に、このような構成は、実質的な進行中の調整の必要がなく、Ｒｍａｘ／ＯＣがシステム開口に対して適正に位置決めされるような許容誤差に備えることができる。ビーム拡大プリズムは、増幅利得媒体のチャンバ１４４とシード注入機構アセンブリ、及び出力ビーム１００路とレーザシステム光軸のアラインメントに向けて移動可能にすることができる。
【０１３５】
開示する本発明の実施形態の態様に従って、本出願人は、例えば、アラインメント及び診断中にＭＯ出力を阻止するために本出願人の譲渡人のＯＰｕＳ上で利用されているようなものと同様に、適切な時にＭＯ出力がリングに入ることを阻止するために機械式シャッターを位置決めすることを提案する。正確な位置は、例えば、シードが供給されていないリング電力増幅ステージアラインメント及び作動中にミニＯＰｕＳが保護されるリング電力増幅ステージの前で最終折畳み式鏡の前とすることができる。
【０１３６】
第１のガス放電エキシマ又は分子フッ素レーザチャンバと、第１の発振空洞内の線狭化モジュールとを含むパルスのレーザ出力光ビームを含む出力を生成するシードレーザ発振器と、シードレーザ発振器の出力がループ当たりで少なくとも２回リング電力増幅ステージの増幅利得媒体を通過するリング電力増幅ステージを含むことができる、シードレーザ発振器の出力を受けてシードレーザ発振器の出力を増幅し、パルスのレーザ出力光ビームを含むレーザシステム出力を形成する第２のガス放電エキシマ又は分子フッ素レーザチャンバ内に増幅利得媒体を含むレーザ増幅ステージとを含むことができる線狭化パルスエキシマ又は分子フッ素ガス放電レーザシステムの使用のための装置及び方法が本明細書に開示されていることは、当業者によって理解されるであろう。リング電力増幅ステージは、シードレーザ発振器出力光ビームがリング電力増幅ステージに注入される部分反射光学器械とすることができ、かつ偏光に感応することができる部分反射光学器械、例えばビーム分割器を含むことができる注入機構を含むことができる。シードレーザ発振器は、１ｍＪで出力を供給することができ、かつ例えば１μＪから１０μＪほどの低さとすることができる。リング電力増幅ステージは、ボウタイループ又はレーストラックループを含むことができる。シードレーザ発振器の出力のパルスエネルギは、０．１ｍＪ、又は０．２ｍＪ、又は０．５ｍＪ、又は０．７５ｍＪに等しいか又はそれ未満とすることができる。リング電力増幅ステージは、シードレーザ発振空洞の出力を１ｍＪ、又は２ｍＪ、又は５ｍＪ、又は１０ｍＪ、又は１５ｍＪのパルスエネルギまで増幅することができる。レーザシステムは、例えば最大１２ｋＨｚまで、又は≧２ｋＨｚと≦８ｋＨｚ、又は≧４ｋＨｚと≦６ｋＨｚの出力パルス繰返し数で作動することができる。本発明のシステムは、第１のガス放電エキシマ又は分子フッ素レーザチャンバと、第１の発振空洞内の線狭化モジュールとを含むパルスのレーザ出力光ビームを含む出力を生成するシードレーザ発振器と、シードレーザ発振器の出力がループ当たりで少なくとも２回リング電力増幅ステージの増幅利得媒体を通過するリング電力増幅ステージを含む、シードレーザ発振器の出力を受けてシードレーザ発振器の出力を増幅し、パルスのレーザ出力光ビームを含むレーザシステム出力を形成する第２のガス放電エキシマ又は分子フッ素レーザチャンバ内に増幅利得媒体を含むレーザ増幅ステージとを含むことができる。レーザシステムは、レーザ寿命を最適化し、かつパルスエネルギ安定性の改善などを含む他の有利な実績を出す役目をすることができる作動値のマトリックス内で作動することができ、例えば、レーザガスを含むシードレーザ発振器は、フッ素及び他のガスの混合物を含み、かつ≦３５０ｋＰａの全レーザガス圧、又は≦３００ｋＰａの全レーザガス圧、又は≦２５０ｋＰａの全レーザガス圧、又は≦２００ｋＰａの全レーザガス圧、又は≧３５ｋＰａのフッ素部分圧、又は≧３０ｋＰａのフッ素部分圧、≧２５ｋＰａのフッ素部分圧、又は≧２０ｋＰａのフッ素部分圧及び上述の組合せで作動する。本発明のシステムは、シードレーザ発振器とリング電力増幅ステージとの中��に干渉破壊機構を更に含むことができる。干渉破壊機構は、シードレーザの出力の干渉を十分に破壊し、すなわち、レーザシステムからの光を使用する処理ツール内においてスペックルの影響を低減することができる。干渉破壊機構は、第１の軸干渉破壊機構と第２の軸干渉破壊機構を含むことができる。干渉破壊機構は、ビーム誘導機構を含むことができる。ビーム誘導機構は、１つの軸内で第１の時間変動起動信号により駆動することができる。ビーム誘導機構は、別の軸内で第２の時間変動起動信号により駆動することができる。第１の起動信号は、ランプ信号を含むことができ、第２の起動信号は、正弦波を含むことができる。時間変動信号は、少なくとも１つの完全なサイクルがシードレーザ出力パルスの持続時間内に発生するような周波数を有することができる。干渉破壊機構は、ミスアラインメントの光学器械が鏡の間効果を生成する光学遅延経路を含むことができる。干渉破壊機構は、シードレーザ出力パルスの可干渉距離よりも長い光学遅延経路を含むことができる。干渉破壊機構は、能動光干渉破壊機構と受動光干渉破壊機構を含むことができる。能動干渉破壊機構は、ビーム誘導装置を含むことができ、受動干渉破壊機構は、光学遅延経路を含むことができる。干渉破壊機構は、シードレーザ出力パルスの可干渉距離よりも長い遅延を有する第１の光学遅延経路と、第１の光学遅延経路と直列であり、かつシードレーザ出力パルスの可干渉距離よりも長い遅延を有する第２の光学遅延経路とを含むことができる。第２の光学遅延経路の遅延は、シードレーザ出力パルスの可干渉距離の約３倍に等しいか又はそれよりも大きいとすることができる。干渉破壊機構は、パルス拡張器を含むことができる。パルス拡張器は、負の結像光学遅延経路を含むことができる。パルス拡張器は、６鏡ＯＰｕＳを含むことができる。干渉破壊機構は、ビーム反転機構とすることができる。本発明のシステム及び方法は、第１のガス放電エキシマ又は分子フッ素レーザチャンバと、第１の発振空洞内の線狭化モジュールとを含むことができるパルスのレーザ出力光ビームを含む出力を生成するシードレーザ発振器と、シードレーザ発振器の出力が、ループ当たりで少なくとも２回リング電力増幅ステージの増幅利得媒体を通過するリング電力増幅ステージを含むことができる、シードレーザ発振器の出力を受けてシードレーザ発振器の出力を増幅し、パルスのレーザ出力光ビームを含むレーザシステム出力を形成する第２のガス放電エキシマ又は分子フッ素レーザチャンバ内に増幅利得媒体を含むレーザ増幅ステージと、シードレーザ発振器とリング電力増幅ステージとの中間にある干渉破壊機構とを含むことができる線狭化パルスエキシマ又は分子フッ素ガス放電レーザシステムの使用を含むことができる。リング電力増幅ステージは、シードレーザ発振器出力光ビームがリング電力増幅ステージに注入される部分反射光学器械を含む注入機構を含むことができる。本発明のシステム及び方法は、第１のガス放電エキシマ又は分子フッ素レーザチャンバと、第１の発振空洞内の線狭化モジュールとを含むパルスのレーザ出力光ビームを含む出力を生成するシードレーザ発振器と、シードレーザ発振器の出力がループ当たりで少��くとも２回リング電力増幅ステージの増幅利得媒体を通過するリング電力増幅ステージを含む、シードレーザ発振器の出力を受けてシードレーザ発振器の出力を増幅し、パルスのレーザ出力光ビームを含むレーザシステム出力を形成する第２のガス放電エキシマ又は分子フッ素レーザチャンバ内に増幅利得媒体を含むレーザ増幅ステージと、シードレーザ発振器とリング電力増幅ステージとの中間にある干渉破壊機構とを含むことができる広帯域パルスエキシマ又は分子フッ素ガス放電レーザシステムの使用を含むことができる。リング電力増幅ステージは、シードレーザ発振器出力光ビームがリング電力増幅ステージに注入される部分反射光学器械を含む注入機構を含むことができる。本発明のシステム及び方法は、第１のガス放電エキシマ又は分子フッ素レーザチャンバを含むことができてパルスのレーザ出力光ビームを含む出力を生成するシードレーザ発振器と、第１の発振空洞内の線狭化モジュールと、シードレーザ発振器の出力を受けてシードレーザ発振器の出力を増幅し、パルスのレーザ出力光ビームを含むレーザシステム出力を形成する第２のガス放電エキシマ又は分子フッ素レーザチャンバ内に増幅利得媒体を含むレーザ増幅ステージ、例えば、本出願人の譲渡人のＭＯＰＡのＸＬＡ−ＸＸＸモデルレーザシステムのようなＭＯＰＡ又はＭＯＰＯ構成２チャンバシードレーザ／増幅レーザシステムと、更に、シードレーザ発振器と増幅利得媒体ステージとの中間にある本明細書で説明する種類の干渉破壊機構とを含むことができるパルスエキシマ又は分子フッ素ガス放電レーザシステムの使用を含むことができる。増幅ステージは、レーザ発振空洞を含むことができる。増幅ステージは、増幅利得媒体を通る固定された数の通過を定める光路を含む。
【０１３７】
例えば、リソグラフィのためのレーザシステムは、ＭＯ作動条件のマトリックス内で作動することができる。シードレーザ発振器の出力のパルスエネルギは、０．１ｍＪ、又は０．２ｍＪ、又は０．５ｍＪ、又は０．７５ｍＪ、又は１．０ｍＪ、又は２．０ｍＪ、又は３．０ｍＪ又はそれよりも大きいものに等しいか又はそれ未満である。リング電力増幅ステージは、広帯域シードレーザ発振空洞の出力を１ｍＪ、又は２ｍＪ、又は５ｍＪ、又は１０ｍＪ、又は１５ｍＪ、又は２０ｍＪ又はそれよりも大きいものを超えて増幅することができる。レーザシステムは、１２ｋＨｚまで、又は≧２ｋＨｚと≦８ｋＨｚ、又は≧４ｋＨｚと≦６ｋＨｚの出力パルス繰返し数で作動することができる。本発明のシステムは、フッ素及び他のガスの混合物を含み、かつ≦５００ｋＰａ又は≦４００ｋＰａ、又は≦３５０ｋＰａの全レーザガス圧、又は≦３００ｋＰａの全レーザガス圧、又は≦２５０ｋＰａの全レーザガス圧、又は≦２００ｋＰａの全レーザガス圧で作動するシードレーザ発振器を含むことができる。本発明のシステムは、≦５０ｋＰａ、又は≦４０ｋＰａ、又は≧３５ｋＰａのフッ素部分圧、又は≧３０ｋＰａのフッ素部分圧、≧２５ｋＰａのフッ素部分圧、又は≧２０ｋＰａのフッ素部分圧で作動することができる。
【０１３８】
ここで図３２を参照すると、概略的にパルス拡張器１６０ａが示されており、パルス拡張器１６０ａは、例えば、本出願人の譲渡人のレーザシステムと共に販売されている光パルス拡張器（ＯＰｕＳ）のバージョンとすることができるが、本質的に、パルス拡張器、すなわち、空間及び時間的領域における実質的なパルス拡張器、例えば、本出願人の譲渡人の現在販売されているＯＰｕＳパルス拡張器などにおいて、Ｔｉｓを４倍又はそれよりも多く増大させることを目指した十分な拡張のために設計されていない遅延経路は遥かに短くされている。しかし、干渉破壊を目的としたビームに及ぼすか、又は図３１のビーム混合器に関して説明されているのと同じ折畳み／反転式結像効果を達成することができる。
【０１３９】
干渉破壊器１６０ａは、ビーム分割器１６４ａ、例えば、関連の波長のための部分反射鏡１６４ａで入射する入力ビーム１６２ａを有することができる。複数の鏡、例えば、共焦点鏡１６６ａで構成された遅延経路内に反射されるビーム１６２ａの一部は、例えば、一回又は複数回、部分反射鏡上に結合される。このような光干渉破壊器は、４つを超える鏡、例えば、６つの鏡を有することができるが、便宜上及び明瞭さのために４つのみで概略的に例示されていることが理解されるであろう。遅延経路は、遅延経路を通過する第２及び第３の通過が実質的に干渉破壊器１６０Ａを出入りするパルスと重なり合うが、パルスの拡張さえもしないように、例えば、４倍ＯＰｕＳの７メートルから１０メートル辺りよりも遥かに短いものとすることができる。当業者により理解されるように、遅延経路は、平鏡を含むことができる。また、湾曲結像鏡の数は、奇数とすることができ、その場合、負の１回の結像が発生する場合があるか、又は正の１回の結像が発生する場合がある。
【０１４０】
図３３は、例えば、発散及び従って干渉破壊に関して部分概略部分ブロック図の形態で干渉破壊方法３６０ａの例及び開示する本発明の実施形態の態様による方法の結果を示している。例示するシステムは、例えば、固体又はエキシマシードレーザ３７２ａ、及び発振器増幅器レーザ３９４ａ、又は他の電力増幅ステージ、例えば、リング電力増幅ステージを含む例えば発振器／増幅器レーザ３７０を含むことができる。増幅利得媒体３９４ａは、例えば、全反射後部空洞鏡３９６ａ及び入力／出力カプラ、例えば３９８ａと共に電力発振構成で配置された例えばエキシマレーザとすることができる。一部は本明細書で説明している他のシードレーザ／増幅ステージ構成を図３３に一例として示す概略的に例示する干渉破壊方法と共に使用することができることが理解されるであろう。
【０１４１】
シードレーザ３７２ａの出力部に、比較的高い干渉性を示す単一の点を含むシードレーザ出力レーザ光パルス発散３７４ａの図が例示されている。シードレーザ３７１ａの出力は、１つ又はそれよりも多くの干渉破壊器、例えば、図３２に一例として示すように、例えば、３７６ａ、３７８ａ、又は図３１に例示する１０５０（代理人整理番号第２０５−００３９号である上述の現在特許出願中の出願でより詳細に説明する）、又は先に参照したＵＳ２００５０２８６５９９に開示されているようなもののような他の光学器械、又は上述の１つ又はそれよりも多くのミニＯＰｕＳ干渉破壊機構、又はこれらの組合せに通すことができる。開示する本発明の実施形態の態様による可能な実施形態は、共焦点ＯＰｕＳ、例えば２つの共焦点球面鏡、及び例えば先に参照した代理人整理番号第２００４−０１４４−０１号である２００６年３月３１日出願の「共焦点パルス拡張器」という名称の現在特許出願中の米国特許出願出願番号第１１／３９４、５１２号に説明されているような例えばオフセット補正光学器械を通過し、すなわち、ビーム分割器から鏡番Ｎｏ．１−Ｎｏ．２に至り、Ｎｏ．１に戻り、また、Ｎｏ．２に戻り、次に、ビーム分割器に戻る４つの遅延経路通過を備えた例えば先に参照した代理人整理番号第２００３−０１２１号である２００４年５月１８日出願の「レーザ出力光パルス拡張器」という名称の米国特許出願出願番号第１０／８４７、７９９号に開示されているもののようなものの使用とすることができる。いわゆる「ミニＯＰｕＳ」のこのバージョンは、例えば、遅延経路オフセットがスペックルを低減する際に有用であるＭＯからの出力パルスの全体的な隆起したか又は複数の隆起がある形状上に重ねられた個々のミニピークが処理パルス内で交互配置されるように主発振器の出力の時間的な強度曲線内の高周波ピークを若干シフトするために選択された直列の２つのパルス拡張器を含むことができる。これは、例えば、第１の１ｎｓのための約２ｎｓ、次に、３つのｎｓ遅延線ミニＯＰｕＳ、又は直列である３ｎｓと４ｎｓとの遅延線ミニＯＰｕＳ対の間での又は直列である４ｎｓと５ｎｓとの遅延線ミニＯＰｕＳのための約１ｎｓの遅延オフセットにより達成することができる。パルス自体は、遅延経路が本出願人の譲渡人により販売されている通常のパルス拡張ＯＰｕＳ内の１０メートル辺りの遅延経路よりも遥かに短いので、例えば、他のパルスと重なり合うように更に近づくように大幅には拡張されるのではなく、本質的に全く拡張されないことが理解されるであろう。
【０１４２】
本出願人は、固体シードパルスから５ｎｓ又はそれよりも大きいパルス長を生成することは、現在の最先端技術に挑戦する可能性があることに注目している。しかし、ミニＯＰｕＳを使用すると、大容量記憶装置への注入の前にパルス持続時間を伸ばすことができ、これは、いずれにせよ、５ｎｓよりも長いパルスをシードから生成することができたとしても、これが可能と考えられることも本出願人に示唆している。シードからのより短いパルス及びパルス長を増大させるための１つ、２つ、又はそれよりも多くのミニＯＰｕＳの使用で、ミニＯＰｕＳが若干ミスアラインメントであることにより、増幅ステージ内への注入前の発散の拡幅化が発生するであろう。このような複数シードによるミニＯＰｕＳ法では、本出願人は、特に非固体シードレーザシステムの場合は種類を問わず、単一のパルス内での積極的なビーム誘導は不要であると考えている。それでも、例えば、固体シードレーザシステムにおいて、必要であれば発散の一層の不鮮明化に向けて積極的な偏向を採用したいと思う場合があるが、全ての場合にそれが必要ではあるとは考えられておらず、シードレーザミニＯＰｕＳで必要なのは僅か１フィートの全路遅延であり、シードレーザ光学台上へのミニＯＰｕＳの構築が非常に直接的なものになる。ミニＯＰｕＳ及び通常のＯＰｕＳの積み上げは、光学列を通じて進化する時の発散の略画も示す図３３と似たものになる可能性がある。各ミニＯＰｕＳ３７６ａ、３８０ａからの２．７増倍及び整列していない増幅ステージ空洞１４３からの２．７増倍を仮定すると、別々の１４３パルスを生成することができる。整列していない増幅ステージに関する以前の測定結果により、本出願人には、独立した６パルスが作成され、従って、合計が３１７にもなる可能性があることが既知である。ＥＯ偏向器９８２ａは、少なくとも独立した４パルスを作成するのに十分に大きいポインティングスペースを通じて容易に不鮮明を発生させることができ、潜在的に総計で１２７１パルスになる。１００％の初期スペックルコントラストを仮定すると、従って、このあらゆる考慮後には、２．８％のスペックルコントラストを得ることができる。
【０１４３】
好ましい実施形態は、遅延経路短縮化において拡張されるようなパルス内の遅延短縮及び収差増大によるアラインメント問題の増大のために、多少１ｎｓを超える第１の遅延を用いる。しかし、遅延経路の各々は、本明細書で説明するもののような干渉破壊効果を達成するために、パルスの可干渉距離よりも長く、第２の遅延経路は、第１の遅延経路よりも長い。
ミニＯＰｕＳパルス拡張器は、例えばビーム自体を折り返すか又は第１の１つの軸内で散開させ、例えば第１のミニＯＰｕＳ３７６ａにおいて、従って発散図３７８ａになって、次に別の直交する関係である軸において、例えば、第２のミニＯＰｕＳ３８０ａにおいて、例えば発散図３９０ａになるように選択及び配置することができる。パルス誘導器３９２ａ、例えば、電気光学（Ｅ−Ｏ）要素３９２ａは、シードビームを増幅器部分３９４ａの入力／出力カプラ４００ａ内に掃引する（塗る）ことができ、従って、電力発振器４１０ａからのパルス発散図（また、増幅利得ステージ３９４ａ内への発散図４１０）に示すような１つの軸内でぼけが発生する。例えば、第１のビーム分割器４１４ａ及び第２のビーム分割器４２２ａにより開始される２つの遅延経路４１２ａ、４２０ａを含むことができる「正規の」又は「標準的な」ＯＰｕＳ、例えば、４倍ＴｉｓＯＰｕＳ（大雑把に１０メートルの遅延経路）は、同様に、第１の１つの軸、及び次に第２の軸においてビーム自体を折り返し、従って、それぞれ４１４ａ及び４２４ａのパルス発散図ができるように配置することができる。最終発散図４２４ａは、シードビームの発散が大幅に増大され、すなわち、ビームがシードレーザ３７２ａから増幅利得媒体３９４ａまでの通過において不鮮明が発生し、増幅利得媒体３９４ａ内で増幅され、次に、更に４倍の正規のＯＰｕＳ４１２ａ、４２０ａ内で破壊された干渉性を有することを概略的に示している。それによって干渉性が低減される。
【０１４４】
例えば、固体シードレーザの場合の殆ど完全にコヒーレントである場合から干渉性が殆どないが、それでも例えばエキシマシードレーザによって更に一層低減されることが望ましい干渉性までのシードレーザからのパルスの初期干渉性により、干渉破壊要素の形式、数、及び配置が変わる場合があることは、当業者によって理解されるであろう。例えば、固体シードレーザに対しては、何らかの形式のパルス誘導／塗装で積極的な干渉破壊を行うことのみが必要である場合があり、これは、一部の場合には、用途によっては、ランプ又はＡＣパルス誘導のみが、一方の軸又は他方の軸において必要とすることが判明する場合があり、又はＭＯと増幅利得媒体、例えばＰＯ又はＰＡ又は他の増幅利得媒体ステージ、例えば、リング電力増幅ステージの間のＯＰｕＳ効果干渉破壊と共に、ＤＣ及びＡＣの両方のパルス塗装（混成塗装）を必要とすることが判明する場合があり、かつ増幅利得媒体の出力部に及ぼす正規のＯＰｕＳパルス誘導器の効果を採用することが必要である場合があることは、当業者によって理解されるであろう。固体シードレーザよりも相対的に遥かに低い干渉性を有するエキシマガス放電レーザＭＯの場合、例えば、ミニＯＰｕＳ３７６、３８０、又はＭＯと増幅利得媒体の間の上述のような他の受動的な光学器械と共に、例えば、ＭＯと増幅利得媒体の間の受動的な干渉破壊のみが必要であろう。
【０１４５】
しかし、それでも、それほど本質的でなく掃引角短縮を必要とすると考えられるパルス更に別の不鮮明化（発散拡大）に向けて、上述のような能動ビーム誘導機構によるビーム誘導を行う必要があると考えられる。このようなシードレーザミニＯＰｕＳは、必要とするものがそれぞれ１フィートの全経路遅延のみと考えられ、有利な態様においては、本出願人の譲渡人のＸＬＡ−シリーズレーザシステムにおける中継光学器械に対して現在慣行となっているようなシードレーザ光学台上に構築することができる。
【０１４６】
図３４は、例示的な１ｋＶのＥ−Ｏ偏向器電圧の相対的なスペックル強度と相対的タイミングを例示している。相対的標準偏差曲線５５０ａは、１Ｖに関するものであり、同等のパルス曲線は、曲線５５０ａ’である。２ｋＶのＥ−Ｏ偏向器電圧曲線５５２ａ及び同等のパルス曲線５５２ａ’も、３ｋＶのＥ−Ｏ偏向器電圧曲線５５４ａ及び同等のパルス曲線５５４ａ’と同様に示されている。ポイントシフトとＥ−Ｏ電圧曲線５６０ａの例を一例として図３５に示している。ポインティングシフト（本出願人によりスペックルシフト測定結果から推測）とＥ−Ｏセル印加電圧を図３５に示している。開示する本発明の実施形態の態様に従って、単一のパルス内で、内部のスペックルコントラストを低減するためにシードレーザのポインティングを掃引することを提案する。これは、例えば、電気光学器械、例えば、図６６にある開示する本発明の実施形態の態様の概略部分ブロック図において例示的に示す要素１９１２及び１９１４で行うことができる。エキシマ電力発振器、例えば入力カプラ、例えばビーム分割器の近くなどに設けられたＸｅＦチャンバへのシードレーザパルスの入力の前に垂直拡大を用いて、かつＥ−Ｏ偏向器の明確な開口が直径約３．２ｍｍで、偏向器は、垂直拡大（図６６においては図示せず）の上流側になくてはなければならないであろう。発振空洞、例えば、Ｅ−Ｏ偏向器からの角度傾斜に関連した例えばＸｅＦ空洞１９３０内での平行移動を最小にするために、Ｅ−Ｏ偏向器をできるだけ増幅器空洞近くに設置することが望ましいであろう。
【０１４７】
開示する本発明の実施形態の態様に従って、例えば、トリガされるまでＤＣ電圧レベルを印加することにより、シードパルス持続時間と類似の時間的尺度で時間変化電圧を印加することが考えられており、その時点では、例えば、単一のトランジスタ１１３０ａとして図４５に概略的に例示する例えば高速ＭＯＳＦＥＴＳのスタックを通じて高電圧を接地に短絡させることができる。印加電圧とシードレーザパルス形状のプロットを図３６に示している。Ｅ−Ｏセル端子と電圧供給源の間に直列抵抗体を設置することを利用すると、例えば、Ｅ−Ｏセルに印加された電圧傾斜を制御することができる。例えば、２００Ω抵抗体と直列であるＥ−Ｏセルの５０ｐＦキャパシタンスにより、約１０11μＲａｄ／秒の初期傾斜が得られる。Ｅ−Ｏセルにわたる電圧は、シードパルス持続時間と類似の時間で、例えば、図３６に示すように、ＤＣレベルからゼロ近くに降下する。Ｅ−Ｏセルパルス発生器とシードレーザの間の相対的タイミングを変えることにより、例えば、シードパルス中に発生するポインティング掃引の量を変えることができる。更に、初期ＤＣ電圧の値を変えて、シードパルス中のポインティング掃引の増大又は低減を行うことができる。本出願人は、例えば、シードレーザのみ及びＯＣのみからの反射で、従って、ＯＣ及びＲｍａｘからの複数の反射によるＯＰｕＳの影響なく、かつＭＯＰＯ操作による影響なく、この高速ポインティング機能を試験済みである。Ｅ−Ｏセルとシードパルス間の相対的タイミングに対して最適化しなくても、本出願人は、両者間の範囲に対してのスペックルパターンを捕捉した。本出願人は、最大有効ポインティング傾斜を変えるために、３つの異なるレベルのＤＣ電圧をＥ−Ｏセルに印加した。結果は、例えば、図３４で分るように、約５７ｎｍ相対的タイミングで最小スペックル強度標準化標準偏差であることを示している。シードパルス中のあらゆる角度シフトなく、大小両方の相対的タイミング素値、すなわち、５７ｎｓよりも小さい値及び５７ｎｓを超える値でスペックルコントラストは高い。これは、静的試験中に本出願人が見つけた値と相関するものである。例えば、相対的タイミングによりＥ−Ｏセル電圧傾斜をシードパルスと一致させた時、単一のパルスのスペックルパターンは、劇的かつ満足に垂直方向で不鮮明が発生する。
【０１４８】
例えば、動的なポインティングシフトによってもたらされたコントラストの％による低減を評価するために、これらのコントラスト値を最大値まで正規化することができる。最適相対的タイミング位置で、スペックルコントラストは、ピークの約４０％まで低減されることが分った。同等数の独立したパルスに対して１／（Ｎ）1/2の仮定を用いて、このデータを使用すると、このレベルのスペックルコントラスト低減を達成するために必要とされるパルス数を導出することができる。最適相対的タイミングで、かつＥ−Ｏセルに印加された３ｋＶで、コントラスト低減は、６パルスと同等であることが分った。高電圧レベル化（及び従って単一のパルス中でのポインティングシフト拡大化）でさえも、この結果が改善することができる。本出願人は、ＭＯＰＯ増幅ステージ空洞に入るシードレーザパルスはあるが「増幅ステージ」電極間では放電なしで同様の測定を行い、ＸｅＦ空洞内のＯＣ及びＲｍａｘから、すなわち、ＯＰｕＳ効果からの反射、すなわち、ビーム拡大だけから、最大スペックルコントラストの低減分は、ＯＰｕＳ効果によって予想された量であることが分ることに注目した（Ｎ＝１．５６、２０％ＯＣで、１／（ｎ）1/2＝０．８０を与える。従って、７０％コントラストは、５６％になる）。不鮮明の効果は、初期スペックルコントラストが７０％より低いとしても、完全ＸｅＦ空洞からの２次反射を追加した時には変らないようであった。スペックル低減を目的とした同等のパルスは、それでも、約６パルスである。
【０１４９】
本出願人は、「増幅ステージ」空洞電極間放電に対して、すなわち、「増幅ステージ」空洞内での増幅の効果を意味する測定を行ったが、図３４に示すように、シードビーム誘導を通じたスペックル低減に及ぼす影響の低減が分った。このような構成で、効果は、ＭＯＰＯとして作動した時には、同等の数の生成パルス、すなわち、約３パルスの効果の僅か半分以上であることが分り、また、不鮮明がなくて、ピークスペックルコントラストがかなり大きな低減であることが分った。ＭＯＰＯ作動の従来の測定結果から、約６パルスと同等の低減であることが分っている。これらの結果から、約８パルスと同等の低減であることが分る。本出願人は、「増幅ステージ」空洞が、例えば、平坦−平坦空洞において軸外れ光線角度を差別し、従って、空洞内に送られる多くの角度が、全て等しく増幅されるとは限らない場合があるのではないかと考えている（これは、例えば、真の安定空洞で、例えば、湾曲ＯＣ及び湾曲Ｒｍａｘを採用して補正することができる）。別の説明では、シードパルスの全てが、「増幅ステージ」特性の制御に参加するわけではないということであろう。推測に過ぎないが、例えば、シードパルスの１０パルスから１５パルスのパルス持続時間の最初の５ｎｓは、「増幅ステージ」を制御するものであり、従って、Ｅ−Ｏ掃引は、その小さい方の窓内で発生するほど高速なものではない。これは、例えば、抵抗体小規模化及び掃引範囲短縮化で補正することができる。
【０１５０】
開示する本発明の実施形態の態様に従って、本出願人は、本出願人の譲渡人のＸＬＡ−モデル多重チャンバレーザシステムと共に使用されるＯＰｕＳ内での第１の又は第２のパルス拡張器の一方又は両方の内側での経路遅延の追加に向けて、本出願人の譲渡人により開発された６鏡干渉破壊機構（便宜上、本明細書では光パルス遅延経路は、概略的に遅延経路当たり４つの鏡を有するように示されている）を用いることを提案する。このような遅延経路は、例えば、サブパルス毎に１回の結像を行うことができる。これは、例えば、図３７に概略的に略画風に例示しており、これらの「反転した」サブパルスを要約したものを例示している。例えば、図８に示す反転したサブパルスは、例えば、プロフィール均一性及び対称性の改善を目的として用いることができる。６鏡設計は、ポインティングシフトを発散増大に変換することができ、発散増大は、例えば、ＡＳＥ低減を目指したリング構成において有用と考えられる。標準的な４鏡設計ではそうはいかない。この干渉破壊を目的とした遅延経路は、例えば、フォトリソグラフィに対してパルスＴｉｓの大幅な増大を得るために、パルス拡張に使用される実際のＯＰｕＳと同じ長さである必要がないことが理解されるであろう。むしろ、干渉破壊機構、いわゆる「ミニＯＰｕＳ」は、特定の回数でパルスを折り返す必要があるに過ぎない。これは、パルス５８０ａで例示しており、コーナ（反転前）は５８２ａ、パルスは５８４ａ、５８６ａ、５８８ａと指定されている。更に、遅延経路内での鏡の殆ど不可避なミスアラインメントのために、「鏡の間」又はいわゆるＯＰｕＳ効果により、シードレーザパルス内の干渉性が低減されると考えられ、例えば、遅延経路がビームの空間的可干渉距離を超える限り、更に別の干渉破壊が遅延経路内に発生する。この点に対しては、例えば、アラインメントが容易なように共焦点球面鏡を有する４鏡ミニＯＰｕＳは、両軸内でビーム反転がなくても満足な干渉破壊器として機能することができる。
【０１５１】
開示する本発明の実施形態の態様によると、開示する本発明の実施形態の態様によるシステム内の様々な位置で２つの別々のレーザビームを結合することが必要であろう。６鏡パルス拡張器の入口の半分のみが照射された場合、サブパルスは、例えば、図８に示すように上部と底部の間で反転する。これらの「反転した」サブパルスを合計すると、例えば、図４１に示すパルス反転シミュレーションで例示するような通常レベルのプロフィールの合計になる可能性があり、曲線５６２ａは、遅延経路に入る前のパルスを示し、曲線５６４ａ（黒）は、１つの遅延経路後のパルス、５６６ａ（赤）は、第２の遅延経路後のパルスを示している。次に、レーザ発散を用いて、例えば、ある程度の伝播後に、例えば、約１ｍ程度にわたって中央部５６８ａを埋めることができる。
【０１５２】
リソグラフィのための固体レーザ源の使用は、過去に提案されているが、２つの理由から追求されていない。固体レーザは、リソグラフィに必要とされる高平均電力が可能であると考えられておらず、固体レーザが生成するのは、非常に（完全に）コヒーレントな単一モード出力である。開示する本発明の実施形態の態様に従って、本出願人は、例えば、混成固体シード／エキシマ増幅器の組合せで平均電力が低いという問題に対処することを提案する。固体シードの高干渉性特性には、開示する本発明の実施形態の態様に従っていくつかの方法で、例えば、可干渉距離よりも長い時間で分離されるサブパルスを生成することにより、又は例えば非常に短い時間的尺度にわたって、例えば単一のレーザパルス内で例えばシードレーザポインティングを変えることにより、又は両方の組合せにより対処することができる。干渉破壊は、２チャンバガス放電（例えば、エキシマ）シード／ガス放電（例えば、エキシマ）増幅器部分レーザにおいても有用であることが、本出願人には既知である。
【０１５３】
スペックルパターンの位相散逸は、λ／２ｄで発生することが拡散器６７０ａから分り、ここで、ｄは、例えば、図３８に概略的かつ概略図的に例示するように、スロット開口の照射幅及び円形開口の直径である。スペックルパターンの非干渉性は、パルス拡張器により生成された各サブパルスから分るが、パルス拡張器による各パルス遅延分が時間的な長さを超えることを条件とし、時間的な長さは、各パルス拡張器、例えば、パルス拡張器内の鏡のミスアラインメント分を例えば意図的にごく僅かな量にすることにより、例えば更に利用することができる。実際には、本出願人の雇用主は、例えば、４倍ＴisＯＰｕＳ形式のパルス拡張器内で鏡を正確に整列させることは非常に困難であり、鏡は、意図的にミスアラインメントにする必要もなく、殆ど決まって若干ミスアラインメントであることを試験により見出している。この「通常の」ミスアラインメントの量は、望ましいレベルのスペックル低減を達成するのに十分な量であることを本出願人の雇用主は見出しており、他の箇所で説明するように、図４０に概略的に例示したようなものである。
【０１５４】
同等の独立したパルスの有効数は、各パルス拡張器の時間積分２乗（Ｔis）倍に等しいことが分る。上述の種類の各ＯＰｕＳパルス拡張器は、約〜２．４倍の倍率を有することができる。例えば、３段階のパルス拡張に対しては、独立したサブパルスの数は、（２．４）3＝１３．８になる。スペックルコントラストは、１／（Ｎ）1/2として、独立したサブパルスの数Ｎで変るので、パルス拡張器は、１００％の入力スペックルコントラストで出力スペックルコントラスト１（１３．８）1/2＝２６．９％を達成することができる。これは、それでも高すぎるスペックルコントラストである場合があるので、開示する本発明の実施形態の態様に従って、パルス拡張器の入力スペックルコントラスト又は出力スペックルコントラストを低減する機構を設置することができる。同じことは、他の箇所で説明するいわゆるミニＯＰｕＳに対しても言える。
【０１５５】
ビーム誘導、例えば、ビーム内の単一のパルス内のシードレーザ光パルスビームを誘導する電気光学器械又は音響光学器械を使用することができる。このような光学器械を例えばシードレーザ出力部で利用すると、例えば、開示する本発明の実施形態の態様に従って、低平均電力シードレーザビームを受ける必要があるに過ぎない電気光学材料が発生する可能性がある。例えば、単一のレーザパルス内で、例えば、ビーム誘導を無作為に及び／又は連続的に変えることにより、電力増幅ステージの角度的受入れを角レーザパルスに対して「塗装する」か又は満たすことができる。従って、主パルスは、例えば、ＭＯ／電力増幅ステージの光学的構成により設定された例えばシードレーザの特性により選択されたのではない発散を有することができる。レーザシステム出力レーザ光パルスの干渉の大幅な低減は、その成果とすることができる。
【０１５６】
開示する本発明の実施形態の態様に従って、例えば、平面空洞及び平坦後部鏡を有する注入制御増幅器レーザシステムは、例えば、０．００８５ｍＪから０．９９ｍＪの範囲のシードパルス注入エネルギに対して適切なエネルギ安定性を有することができる。ビームのこのエネルギは、例えば、シードレーザから入力カプラを形成することができる電力増幅ステージの例えば後部鏡に入射することができる。この反射体は、例えば、約９０％の反射率及び約８％の透過率を有することができる。従って、増幅ステージ空洞自体に入るシードエネルギは、おおよそ例えば後方反射体上に入射するものよりも小さい大きさの程度を有することができる。特に、本明細書の他の箇所で説明する、開示する本発明の実施形態の態様による部分反射シード注入機構を有するリング空洞に対しては、例えば、入力シードエネルギは、浪費量が遥かに小さく、例えば、シードレーザ光の約８０％を入れることができる。Ｒｍａｘ及びＯＣは、Ｆ2制御環境内にあるとすることができ、従って、堅牢性は高いが、例えば偏光結合が用いられた場合、結合効率は、それでも、ある一定の用途に対しては最適とはいえない場合がある。例えば、ＭＯＰＡ構成における適切なアーキテクチャは、１対の２つの３通過ＸｅＦ−ＰＡモジュールと共に、２チャンネル（ｔｉｃ−ｔｏｃ）固体シードレーザ、例えば、第３高調波Ｎｄ：ＹＬＦ−ＭＯ又はＮｄ：ＹＡＧシステム（例えば、３５１ｎｍに同調）とすることができる。ＭＯＰＯ、例えば、主発振器／電力増幅ステージ（リング電力発振増幅ステージなど）構成内でのこのようなシステムは、有効な代案とも考えられる。このような２チャンネルＭＯＰＯ手法は、すなわち、２つのシード電力発振器を有するＭＯＰＡ構成と類似のものであるすることができる。様々な結合技術、例えば、偏光技術又はシード注入機構を用いたＭＯ結合を用いることができる。異なるＰＯ／ＰＡ構成に関する効率とＥmoは、ＭＯＰＯ又は３通過ＭＯＰＡの方が良好であることが公知であるが、４通過ＭＯＰＡは試験されていない。例示的なパルス幅（ＦＷＨＭ）は、ＭＯＰＡに対しては約１７．３ｎｓ、ＭＯＰＡ単一通過に対しては約１３．９ｎｓ、ＭＯＰＡ３通過に対しては、約１２．７ｎｓであることが公知である。
本出願人は、角度シフトを備えた非相関に関するスペックルパターンを例えばＮｄ：ＹＬＦシードレーザ及びＸｅＦ電力発振器（平坦／平坦偏光結合構成）で、例えば、ＭＯＰＯ出力ビームにおいて検証した。ＸｅＦ放電と調整済みシードレーザパルスの間の相対的タイミングに対しては、ＸｅＦ利得により生成される弱い線（３５３）の最大抑制が得られるように角度調整及び空間的調整も行った）。
【０１５７】
図３９は、例えば、水平方向及び垂直方向（図３９の用紙の図の平面において例示するような）を導入する例えばスキャナ角度受入れ窓との関係による出力レーザパルスでの干渉破壊方式の結果を概略的に例示している。点７８０ａは、概略的かつ例示的に初期シードレーザパルス発散プロフィール７８０ａを例示するものである。パルス７８２ａのパターンは、完全に整列させたビーム遅延経路内でのビーム折り返し、又はずれたビーム遅延経路を通るビーム折り返し、又はその両方又はその組合せ後のサブパルス発散プロフィールを例示するものであり、円７８４ａは、各々、電気光学的不鮮明の発散プロフィールに及ぼす影響を表している。
【０１５８】
ここで図４０を参照すると、開示する本発明の実施形態の態様による干渉破壊の効果の概略図が示されている。結像遅延経路、例えばパルス拡張器、例えば、いわゆる光パルス拡張器（ＯＰｕＳ）、例えば、上述の本出願人の譲渡人のレーザシステムと共に販売されており、かつ上述の米国特許及び現在特許出願中の出願で例示されている４倍Ｔis６鏡ＯＰｕＳ、又は短縮化遅延経路は、例えば、その遅延経路上でビームを折り返すために、及び／又は上述のような可干渉距離を超える遅延が得られるように使用されたその改造バージョン、いわゆるミニＯＰｕＳを利用して、例えばＭＯと増幅利得媒体、例えばＰＡ又はＰＯ又はリング電力発振増幅ステージとの間である程度の干渉破壊を達成することができる。例えば、図３１に例示するような他の形態の干渉破壊は、単独で又は例えば図３３で及び本明細書の他の箇所で例示するような「ミニＯＰｕＳ」と組み合わせて用いることができる。
【０１５９】
開示する本発明の実施形態の態様に従って、例えば、図１３、図１４、及び図４２に例示する例えばポインティング／発散センサからのフィードバックによる例えば能動的な鏡制御を追加することにより、パルス拡張器、例えば、６鏡、４鏡パルス拡張器、例えば、４倍ＴisＯＰｕＳのような通常のＯＰｕＳ、又はいわゆるミニＯＰｕＳ、又は図３１に関してより詳細に説明する遅延経路のポインティング／発散センサを利用することができる。このような利点としては、例えば、レーザ出力レーザパルスビームが、遅延経路内で平滑化され、更に、実際に、ごく僅かに異なるポインティング、及び従ってパルス拡張器の様々な鏡での入射角の複数のビームのようなものになる例えば鏡の間効果を生成することがある。本出願人の譲受人は、例えば、現在使用されている４倍ＴisＯＰｕＳパルス拡張器の鏡を完全に整列させることは非常に困難であり、従って、パルス拡張器を出るレーザ出力レーザパルスビームの干渉を低減する鏡の間の効果が生成されるパルス拡張器内でこれを観察している。従って、ビーム８６０ａは、複数の別々のビーム８２ａを形成する。図４０においては、これは、概略的にかつ空洞８５２ａの後部及び出力カプラ８５４ａを形成する若干ずれた鏡を有する平坦−平坦空洞８５０ａの結果としても例示するが、同じ効果は、上述の干渉破壊効果で本出願人の雇用主によりＯＰｕＳ内で観察されている。図６０に例示する空洞は、偏光入力カプラ８５８ａ及び１／４位相差板８５６ａを有することができる。
【０１６０】
図４０は、例えば、シードレーザパルスのシードレーザ源からの例えば偏光入力結合が行われる例えば平坦−平坦空洞内での例えばＯＣ反射率とＲｍａｘ反射率の両方を用いた時の干渉性の低減を例示している。例示を明瞭にするために、角度は誇張されている。例えば、複数の光線は、例えば、ＯＣとＲＡＭの間に作成された静的散開、すなわち、「鏡の間」の効果により生成される。空洞を通じた透過損失なし及び完全な反射性を仮定して、これらの光線の理論的なエネルギ重み付けを以下に示している。
【０１６１】
（表）
0005506194.tif 000003
【０１６２】
各光線は、例えば、ＯＣとＲｍａｘの間の経路長が時間的な可干渉距離よりも長いように維持される場合に、他の光線の全てに対して非干渉性であると仮定することができる。各光線は、例えば、完全なアラインメントが、特に垂直方向においては極めて困難であると考えられることから、他の全ての光線と若干異なる角度であると仮定することができる。本出願人は、非相関スペックルを作成するためには垂直方向において約３７μｒａｄの角度差を必要とすると考えている。正規化されたエネルギ重み付けを総和して同等の数の独立したパルスをもたらし、かつ平方根を取って標準偏差の低減をもたらすと、上記からの和は、１．５６である。平方根は、１．２５であり、従って、ＯＣ反射とＲｍａｘ反射の両方を用いた時の標準偏差は、０．５５１／１．２５＝０．４４０であり、これは、本出願人が測定した値、すなわち、０．４２７に十分に同等のものである。
【０１６３】
本明細書では鏡の間の効果とも呼ばれる静的散開は、本質的には手動のアラインメントでは不可避のものであり、すなわち、シードレーザ単独よりも２．５０倍小さい増幅利得媒体での増幅で単一のパルススペックルコントラストを生成すると考えられる。この低減は、６．３非相関サブパルスに等しいものである。このコントラスト低減の一部は、発振増幅ステージの効果を試験するのに使用されたＸｅＦ電力発振器からの弱い線含有量によるものであるが、大半は、静的散開の効果によるものであると考えられる。同様に、ＯＣ−Ｒｍａｘ（ＯＣ−後部空洞鏡）反射のＯＰｕＳのような静的散開特性により作成されたサブパルスの多くは、全て、ほぼ等しい強度に増幅され、従って、上表に示すものよりも多い同等の独立したパルスが作成される。
【０１６４】
非相関スペックルパターンを作成するために必要される傾斜角は、大きなものである場合がある。１．０から１．５５への同等のパルスの第１の大きなジャンプは、殆ど、ＭＯＰＯとして稼動している時のスペックルパターンのパルス間の反復性不良によるものであると本出願人は考えている。全く鏡傾斜を変えない場合でさえも、２つのパルスの相関度は、高々３０％から３５％である。シードのみでは、このパルス間の相関度は、８５％から９５％であることが公知である。同等のパルス数の長い緩やかな上昇では、例えば、図４６に例示するような約４００μｒａｄの鏡傾斜まで２．０の値に到達することさえない。この結果は、例えば、単一のパルス内にいくつかの非相関スペックルパターンを作成するために、例えば、約±５００μｒａｄから１０００μｒａｄの大きな角掃引の必要性があることを意味している可能性がある。
干渉に関連する実験を通じて、本出願人の雇用主は、例えば、パルス拡張器により生成されたサブパルスは、非干渉性のものであり、角度が若干ずれた場合は異なる縞模様が発生することを知っている。ピンホール縞模様は、入力角度がλ／２ｄの時に最大から最小に移行する。
【０１６５】
ポインティングシフト（スペックルシフト測定からの本出願人による推測）とＥ−Ｏセル印加電圧のプロットを図３５に示している。開示する本発明の実施形態の態様に従って、本出願人は、単一のパルス内で、内部のスペックルコントラストを低減するためにシードレーザのポインティングを掃引することを提案する。これは、例えば、電気光学器械、例えば、図３３に概略的に例示する要素３９２ａで行うことができる。入力カプラ、例えば、ビーム分割器近傍などに設けられたエキシマ電力発振器、例えば、ＸｅＦチャンバ内へのシードレーザパルス入力前に垂直拡大を用いて、かつ直径が約３．２ｍｍのＥ−Ｏ偏向器の開口部で、偏向器は、垂直拡大の上流側でなければならないであろう（図３３においては図示せず）。例えば、Ｅ−Ｏ偏向器からの角度傾斜に関連した発振空洞内での平行移動を最小にするために、Ｅ−Ｏ偏向器をできるだけ増幅器空洞近くに設置することが望ましいと考えられる。
【０１６６】
ここで図４２を参照すると、開示する本発明の実施形態の態様によるビームカプラシステム６００ａが、概略部分ブロック図の形態で示されている。ビームカプラシステム６００ａは、例えば、第１の増幅利得媒体部分６０２ａ及び第２の増幅利得媒体部分６０４ａを含むことができ、その各々は、例えば、本明細書の他の箇所で説明するように、ＰＡ又はＰＯリング電力発振増幅ステージとすることができる。増幅部分６０２ａ、６０４ａの各々の出力は、ビーム拡大器６０８を通過することができ、ビーム拡大器６０８は、例えば、ビームを４倍拡大するプリズム６１０ａ及びプリズム６１２ａを含むことができる。回転鏡６２０ａは、増幅器６０２ａからの第１のレーザシステム出力光パルスビーム６２２ａを第２の回転鏡６２４ａに誘導することができ、第２の回転鏡６２４ａは、パルスビーム６２２ａを誘導して第１のパルス拡張器６４０ａのビーム分割器上に、及び次に第２のパルス拡張器６４４ａのビーム分割器６４６ａにパルスビーム６３２ａを形成することができる。回転鏡６３０ａは、第２の増幅器６０４ａからの第２のレーザシステム出力光パルスビーム６３２ａを第２の回転鏡６３４ａに誘導することができ、第２の回転鏡６３４ａは、ビーム６３２ａを誘導してビーム分割器６４２ａ上に、及び次にビーム分割器６４６ａに入射するビーム６３４ａを形成することができる。本明細書の他の箇所で説明するような「ミニＯＰｕＳ」とすることができる第１のＯＰｕＳ及び第２のＯＰｕＳの出力は、別のビーム分割器６５０ａを通過することができ、そこで、例えば、レーザシステムレーザ光パルスビームの僅かに一部だけを例えば測定のために方向転換させて、例えば、集束レンズ６５２ａにより発散検出器６５４ａ内に集束させることができ、発散検出器は、例えば、第１及び／又は第２のＯＰｕＳ６４０ａ、６４４ａのビーム分割器６４２ａ、６４６ａ又はビーム６３２ａ、６３４ａのための回転鏡にフィードバック制御信号６５６ａを供給して発散を増加又は低減する制御システム（図示せず）の一部とすることができる。このような干渉破壊は、出力部とは対照的に、例えば、図４２に示す増幅器６０２ａ、６０４ａの入力部でのものとすることができる。
【０１６７】
同等の独立したレーザパルスの有効数は、各パルス拡張器のＴis倍率に等しいことが分る。上述の種類の各ＯＰｕＳパルス拡張器は、約〜２．４倍の倍率を有することができる。例えば、３段階のパルス拡張では、独立したサブパルスの数は、（２．４）3＝１３．８になる。スペックルコントラストは、独立したサブパルスの数Ｎで１／Ｎ1/2として変るので、パルス拡張器は、１００％の入力スペックルコントラストで、１（１３．８）1/2＝２６．９％の出力スペックルコントラストを達成することができる。これは、それでも高すぎるスペックルコントラストと考えられるので、開示する本発明の実施形態の態様に従って、パルス拡張器内外のスペックルコントラストを低減する機構を設置することができる。同じことは、他の箇所で説明するいわゆるミニＯＰｕＳに対しても言える。
【０１６８】
例えば１９３ｎｍでの電気光学器械の利用で、例えば、パルストリミングが明らかにされている。一部の他の形態のパルストリミングで使用される偏光回転よりは、むしろ、ビーム誘導、例えば、ビーム中の単一のパルスのシードレーザ光パルスビームを誘導するために電気光学器械を使用することができる。例えば、シードレーザの出力部でこのようなものを利用すると、開示する本発明の実施形態の態様に従って、例えば、低平均電力シードレーザビームを受ける必要があるに過ぎない電気光学材料が発生する可能性がある。例えば、ビーム誘導を無作為に及び／又は連続的に変えることにより、電力増幅ステージの角度的受入れを角レーザパルスに対して「塗装する」か又は満たすことができる。従って、主パルスは、例えば、ＰＯ／電力増幅ステージの光学的構成により設定された例えばシードレーザの特性により選択されたのではない発散を有することができる。レーザシステム出力レーザ光パルスの干渉の大幅な低減は、その成果とすることができる。
【０１６９】
開示する本発明の実施形態の態様に従って、例えば、平面空洞及び平坦後部鏡を有する注入制御増幅器レーザシステムは、例えば、０．００８５ｍＪから０．９９ｍＪの範囲のシードパルス注入エネルギに対して適切なエネルギ安定性を有することができる。ビームのこのエネルギは、例えば、シードレーザから入力カプラを形成することができる電力増幅ステージの例えば後部鏡に入射することができる。この反射体は、例えば、約９０％の反射率及び約８％の透過率を有することができる。従って、増幅ステージ空洞自体に入るシードエネルギは、例えば、後方反射体上に入射するものよりも小さい大きさの程度をほぼ有することができる。特に、本明細書の他の箇所で説明する、開示する本発明の実施形態の態様による部分反射シード注入機構を有するリング空洞に対しては、例えば、入力シードエネルギは、浪費量が遥かに小さく、例えば、シードレーザ光の約８０％を入れることができる。Ｒｍａｘ及びＯＣは、Ｆ2制御環境内にあるとすることができ、従って、堅牢性は高いが、例えば、偏光結合が用いられた場合、その結合効率は、それでも、ある一定の用途に対しては最適とはいえない場合がある。例えば、ＭＯＰＡ構成における適切なアーキテクチャは、１対の２つの３通過ＸｅＦ−ＰＡモジュールと共に、２チャンネル（ｔｉｃ−ｔｏｃ）固体シードレーザ、例えば、第３高調波Ｎｄ：ＹＬＦ−ＭＯ又はＮｄ：ＹＡＧシステム（例えば、３５１ｎｍに同調）とすることができる。ＭＯＰＯ、例えば、主発振器／電力増幅ステージ（リング電力発振増幅ステージなど）構成内でのこのようなシステムは、有効な代案とも考えられる。このような２チャンネルＭＯＰＯ手法は、すなわち、２つのシード電力発振器を有するＭＯＰＡ構成と類似のものであるすることができる。様々な結合技術、例えば、偏光技術又はシード注入機構を用いたＭＯ結合を用いることができる。異なるＰＯ／ＰＡ構成に関する効率とＥmoは、ＭＯＰＯ又は３通過ＭＯＰＡの方が良好であることが公知であるが、４通過ＭＯＰＡは試験されていない。例示的なパルス幅（ＦＷＨＭ）は、ＭＯＰＡに対しては約１７．３ｎｓ、ＭＯＰＡ単一通過に対しては約１３．９ｎｓ、ＭＯＰＡ３通過に対しては、約１２．７ｎｓであることが公知である。
【０１７０】
本出願人は、角度シフトを備えた非相関に関するスペックルパターンを例えばＮｄ：ＹＬＦシードレーザ及びＸｅＦ電力発振器（平坦／平坦偏光結合構成）で、例えば、ＭＯＰＯ出力ビームにおいて検証した。ＸｅＦ放電と調整済みシードレーザパルスの間の相対的タイミングに対しては、ＸｅＦ利得により生成される弱い線（３５３）の最大抑制が得られるように角度調整及び空間的調整も行った）。
シードパルスの最大強度は、増幅ステージの初期の超低レベル蛍光中に発生することが観察されている。この超低レベル蛍光（及び従って利得）は、ＭＯＰＯ出力において観察されたように、このシードにより高められると考えられる。増幅ステージ発射よりも前約２０ｎｓ程度前に又は後に例えばシードのタイミングを調整すると、例えば、弱い線の出力の増加をもたらすことができる。
【０１７１】
開示する本発明の実施形態の態様に従って、干渉破壊は、電気光学器械によるビーム誘導、例えば、望ましい公称中心波長に対して適合された例えばＣｏｎＯｐｔｉｃｓのＥ−Ｏ偏向器アセンブリを使用する例えば単一パルス中のシードビームのポインティングにより達成することができる。このようなＥ−Ｏデバイスは、ビームを変調するのに使用されるＥ−Ｏ偏向器を有する二重Ａｒイオン線を３５１ｎｍ近くで使用するＣＤ及びＤＶＤ書込装置で使用されるもののようなものとすることができる。例えば、約０．６μｒａｄ／ボルトのポインティング係数で及び５０ｐＦのキャパシタンスで、完全なｍｒａｄの偏向でさえも、必要な電圧は１、７００Ｖに過ぎない。例えば、図４０に概略的に例示するようなパルストリミングに有用な駆動回路（本出願の他の箇所でより詳細に説明する）を例えば直列の抵抗体と共に使用して、制御された掃引速度を例えば単一パルス中に生成することができる。シードレーザ持続時間は、約１５ｎｓとすることができ、従って、上昇速度は、最大ｍＲａｄまでのような適切なポインティングの変化に関しては十分にこのような駆動装置の機能の範囲である。発振ポンプダイオードまでの約３０Ａと４Ａのポンピングダイオード電流で、シードレーザ出力レーザ光パルスビームパルスは、１．２ｍＪであると判断したが、これは、ガス放電レーザ、例えばＸｅＦガス放電レーザをシード供給するには十分なものであった。
【０１７２】
ＭＯＰＯ構成に対するスペックルコントラストのプロット（平均スペックル相互相関対鏡傾斜−入力角変化）を一例として図７５に示している。発振器構成であるが増幅利得媒体の励起がない増幅利得媒体を通過するシードレーザパルスのみの同様のプロットを、図４６に一例としてプロット５９０として例示するが、図４６は、同等の独立したパルスのプロット５９２を一例として示すものである。ＰＯ内のシードレーザパルスだけに関する同様のプロットを図７４に示すが、曲線５９６は、同等の独立したパルスであり、曲線５９４は、制御下標準偏差であり、曲線５９８は、相互相関である。ＭＯＰＯの場合と同様に、完全に又は本質的に完全に非相関スペックルパターンを生成するのに、約１５０μｒａｄから２５０μｒａｄの傾斜及び約２つの同等の独立したパルスが必要である。しかし、上述のように、シフトなしを目指した開始スペックルコントラストは、ＯＣ反射の場合よりも約１．２５の係数だけ小さいものであると考えられる。従って、開示する本発明の実施形態の態様に従って、本出願人は、ＭＯＰＯ単一パルススペックルコントラストは、実質的にシードのみの場合よりも低いと考えられ、その理由は、例えば、複数のＯＣ−Ｒｍａｘ−ＯＣ−Ｒｍａｘ反射により生成された光線の静的散開のためであり、例えば、これらの反射の各々は、例示する別々の若干異なる角度で出て、図７５に一例として示すような非相関スペックルパターンが生成されるからであることを見出している。
【０１７３】
開示する本発明の実施形態の態様に従って、本出願人は、この発見を利用すると必要な干渉破壊方法を大幅に簡素化することができると考えており、その場合、必要な干渉破壊の程度が低減されると見出されるであろう。例えば、一方又は両方の軸内で、例えば、発散空間全体を誘導及び／又は急激に変調する（「混成塗装」、両方を用いる場合）電気光学機能を作成する（高周波デバイスを必要とする）のではなく、例えば、一方の軸又は他方の軸、又はその両方内でＰＯに至るシードを若干ずらして、この広がる静的光線散開効果、いわゆる鏡の間の効果を利用することができる。次に、例えば、一方の軸が、一方の軸内のみで広がる場合の他方の軸である場合に、例えば、Ｅ−Ｏ駆動電子機器に関する要件の大幅な低減で、一方の軸又は他方の軸又はその両方に沿ってポインティングの線形掃引のみを用いることも可能であろう。最も単純な場合では、ミスアラインメントの広がり（ビーム散開、いわゆる鏡の間の効果）を一方の軸内でのみ採用し、例えば鋸歯が傾斜鏡に合図し、かつＡＣが混成塗装を作成せずに他方の軸内で「単独に塗装する」ことができる。より複雑な並び替え及びこれらの干渉破壊技術の組合せも適用可能であると考えられる。
【０１７４】
図４３は、例えば、遅延経路内、又は増幅利得媒体内、ＰＡ又はＰＯ、又は他の電力増幅ステージ内に「塗装される」シードパルスの強度に関連して、傾斜路式（時間変動）Ｅ−ＯのＤＣ電圧信号上に重ね合わされた理想化された高周波塗装Ｅ−Ｏ電圧信号の例を示す。ランプ電圧は、例えば、図４５の回路内に概略的に例示するようなＥ−Ｏセルキャパシタンスの高速Ｒ−Ｃの減衰により作り出すことができる。本出願人が製造して試験してきた試験回路に対するある一定の制約事項、例えば、ＲＦ周波数の制限、インピーダンス不適合、Ｅ−Ｏロードセルキャパシタンス不適合などのために、プローブ搭載などに関する問題を考慮して、測定可能であるほど良好な「塗装」電圧回路によって送出される実際の電圧を図４４に示している。これらは、必要とされるＲＦ周波数（例えば、４００ＭＨｚに対して約１００ＭＨｚ）の約２５％であり、必要とされるピーク間電圧の１０％（例えば、±２０００ｋＶに対して約±２００ｋＶ）である。塗装電圧は、言うまでもなく、更に良好に最適化することができるであろうが、試験回路は、例えば、互いに直交する関係である例えば１つの軸内に一方、第２の軸内に他方に、時間変動ＤＣ変更とＡＣ変調の両方を用いる混成塗装で、干渉／スペックル低減に対してシードビームを増幅利得媒体内に「塗装する」効果を明らかにするのに使用したものである。
【０１７５】
本出願人の実験測定では、ランプ電圧及びＡＣ電圧がなければ、全体的な２Ｄスペックルコントラストは７６．８％であり、水平軸から垂直軸に変化すると判断した。ランプ電圧だけを使用している塗装では、全体的なスペックルコントラストは２９．４％であり、同じく２つの軸内で変動した。ＡＣ電圧だけによる塗装では、全部で５９．９％のスペックルコントラストが得られ、同じく２つの軸内で変動した。印加したランプ電圧及び交流電圧で、スペックルコントラストは、全部で２８．１％であり、両方の軸内で変動した。これは、試験には利用可能ではない図４０のものほどは最適化されていない回路を使用したものであり、実際に試験した回路の試験結果を図４４に示している。
【０１７６】
本出願人は、図４５に一例として示すより最適化された回路であれば、スペックルコントラストの低減を更に改善することさえも可能と考えている。図４０の回路１１００ａは、例えば、ＥＯセルキャパシタンス１１０４ａ及びインピーダンス適合誘導子１１１０ａ及びＮ：１逓昇変圧器１１１２０ａと共に、上述のもののようなＥＯセルを含むことができる。また、例示するように、大型抵抗体１１３０ａを通じてコンデンサ１１２６ａを充電する例えばＤＣ電源１１２２ａ、及び抵抗体を通じて高速作動スイッチ、例えばトランジスタ１１４０ａに接続した（実際には並列のこのようなトランジスタの列で）ＲＦ周波数発生器を含むことができる。また、コンデンサ１１２６ａは、スイッチ１１４０ａが閉成された時に小形抵抗体１１４２ａを通じて放電される。
【０１７７】
開示する本発明の実施形態の態様に従って、「塗装」は、塗装をパルス時間内で行う必要があるか、又はこのような塗装に十分な高速である圧電駆動装置が利用可能であるか又は利用可能になる場合に、かつ他の場合では、例えば、電気光学又は音響光学ビーム偏向器で、例えば、増幅部の上流側の鏡、例えば、圧電調整可能鏡を傾けることにより、増幅利得媒体の上流側で行うことができる。シードのみ、ＯＣのみ、及びＯＣ反射及びＲｍａｘ反射の両方による結果は、鏡を傾ける場合のような例えば図２２に例示するような拡散器を通じて本出願人が測定したものと酷似のように見える。先の測定の場合と同様に、ＯＣ反射−Ｒｍａｘ反射のＯＰｕＳのような特性により、単一パルスのスペックルコントラスト値の低減分は、同等の数の生成されたサブパルスであることが分る。非相関スペックルパターンを生成するために必要される角度傾斜は、約２００μｒａｄから２５０μｒａｄであり、ここでも、例えば、電力増幅ステージから下流側で鏡を傾ける場合の結果と類似のものであると判断した。
【０１７８】
本出願人は、例えば、１９３ｎｍ固体レーザの予想パルスエネルギを模擬するように例えば大幅に減衰されたエキシマシードレーザを使用した固体ＭＯ／電力増幅ステージの特徴付けを行っている。しかし、生成されたパルス持続時間は、１９３ｎｍ固体レーザから予想されたものと適合するものではなかった。本出願人は、シードパルス持続時間の適切なシミュレーションにより、ＭＯ／電力増幅ステージ作動に必要とされる総シードレーザエネルギが更に低減されるはずであると考えている。パルストリマ、例えば、エキシマシードレーザパルス形状（１／４λ電圧＝２．５ｋＶ）のその後の部分をトリミング処理するようにタイミングが取られた例えば階段状電圧が印加されたＰｏｃｋｅｌｓセルを使用して、エキシマシードレーザパルスの上昇時間及びＰｏｃｋｅｌｓセルの降下時間のために達成された最も短い実際的なパルス形状は、ＦＷＨＭ約９ｎｓ、フット間で〜１５ｎｓであった。シードパルスのその後の部分のトリミング処理は、排除されたシードパルスエネルギのほぼ２５％でさえも、ＭＯ／電力増幅ステージ出力パルス特性、例えば強度には実質的に影響を与えないと判断した。しかし、本明細書の他の箇所で説明するように、パルストリミングは、出力パルスの最大の干渉性（最低スペックルコントラスト）を有する部分を排除することにより、スペックルを更に低減することができる。
【０１７９】
開示する本発明の実施形態の態様に従って、例えば、単一のトランジスタ１１３０として図４０に概略的に例示する例えば高速ＭＯＳＦＥＴＳのスタックを通じて高電圧を接地に短絡させることができる時点であるトリガされるまで、例えばＤＣ電圧レベルを印加することにより、シードパルス持続時間と類似の時間的尺度で時間変化電圧を印加することが考えられている。印加電圧とシードレーザパルス形状のプロットを図１９に示している。Ｅ−Ｏセル端子と電圧供給源の間に直列抵抗体を設置すると、例えば、Ｅ−Ｏセルに適用された電圧勾配を制御することができる。例えば、２００Ω抵抗体と直列であるＥ−Ｏセルの５０ｐＦキャパシタンスにより、約１０11μｒａｄ／秒の初期勾配が得られる。Ｅ−Ｏセル周りの電圧は、例えば、図１９で分るように、シードパルス持続時間と類似の時間でＤＣレベルからゼロ近くに降下する。Ｅ−Ｏセルパルス発生器とシードレーザの間の相対的タイミングを変えることにより、例えば、シードパルス中に発生するポインティング掃引量を変えることができる。更に、シードパルス中にポインティング掃引量を増加又は低減させるために、初期ＤＣ電圧の値を変えることができる。本出願人は、例えば、シードレーザのみ及びＯＣのみからの反射で、及び従ってＯＯＣ及びＲｍａｘからの複数の反射からのＯＰｕＳ効果がなく、かつＭＯＰＯ作動による影響なく、この高速ポインティング機能を試験している。Ｅ−Ｏセルとシードパルスの間の相対的タイミングを得るための最適化なしで、本出願人は、両者間のタイミングの範囲に対してスペックルパターンを捕捉した。本出願人は、最大有効ポインティング勾配を変えるために３つの異なるレベルのＤＣ電圧をＥ−Ｏセルに印加した。その結果から、約５７ｎｓ相対的タイミングでの最小スペックル強度正規化標準偏差が分った。シードパルス中の角度シフトが一切なしで、大小両方の相対的タイミング値で、すなわち、５７ｎｓを超えて５７ｎｓよりも小さいと、スペックルコントラストは高い。これは、静的試験中に本出願人が見つけた値と相関するものである。例えば、相対的タイミングによりＥ−Ｏセル電圧勾配がシードパルスと一致した時、単一パルスのスペックルパターンは、劇的にかつ満足に垂直方向で不鮮明にされる。
【０１８０】
現在理解されているような所要限界値は、約５μＪのシードレーザエネルギ及びそれ未満で、例えば、長いシードパルス形状で達成可能と考えられる。飽和試験結果から、本出願人は、出力エネルギが、短持続時間シードパルスを使用した時に、僅か３．７５μＪのシードレーザエネルギで達成可能であり、かつ同じＡＳＥ上限値を達成可能であることを見出した。シードパルス持続時間の更なる低減が可能であり、従って、シードエネルギ要件が更に小さくなると考えられる。しかし、このようなシードエネルギの更なる低減は、本出願人が〜１０μＪの固体１９３ｎｍシードエネルギを仮定していることから不要であると考えられる。例えば、パルス持続時間の短縮化は、各ミニＯＰｕＳの遅延長が、シードレーザパルス持続時間よりも大きいという要件により、例えば、２つの段階のミニＯＰｕＳを例えばシードレーザと電力増幅ステージとの間で使用して、得られる拡張されたパルスがほぼ１０ｎｓＦＷＨＭであると考えられるので困難であると分るであろう。
【０１８１】
例えば、動的なポインティングシフトによってもたらされたコントラストのパーセントによる低減を評価するために、コントラスト値を最大値で正規化することができる。最適相対的タイミング位置で、スペックルコントラストは、ピーク約４０％まで低減されることが分った。同等の数の独立したパルスに対して１／（Ｎ）1/2の仮定を用いてデータを使用すると、このレベルのスペックルコントラスト低減を達成するために必要されるパルス数を導出することができる。最適相対的タイミングで、及びＥ−Ｏセルに印加された３ｋＶで、コントラスト低減は、６パルスと同等であることが分った。高電圧レベル化でさえも（及び従って単一パルス中のポインティングシフト拡大でさえも）、この結果を改善することができる。本出願人は、電力増幅ステージ空洞に入るシードレーザパルスはあるが、増幅ステージ電極間の放電なしで同様の測定を行ない、ＸｅＦ空洞内のＯＣ及びＲｍａｘから、ＯＰｕＳ効果から、ビーム拡大からの反射で、最大スペックルコントラストの低減分が、ＯＰｕＳ効果により予想された量であることに注目した（２０％ＯＣでＮ＝１．５６、従って、１／（ｎ）1/2＝０．８０。すなわち、７０％コントラストは５６％になる。）。不鮮明化の効果は、初期スペックルコントラストが７０％より低いとしても、完全ＸｅＦ空洞からの２次反射を追加した時には変らないようであった。スペックル低減を目的とした同等のパルスは、それでも約６パルスである。
【０１８２】
本出願人は、図１７に示すようにシードビーム掃引を通じたスペックル低減に及ぼす影響の低減を示す増幅ステージ空洞内で放電し、かつ従ってその増幅の効果を意味する増幅ステージ空洞電極により同様の測定を行った。このような構成で、その効果は、ＭＯ／増幅ステージとして作動した時には同等の数の生成パルス、すなわち、約３パルスの効果の僅か半分以上であることが分り、また、不鮮明化がなくて、ピークスペックルコントラストがかなり大きな低減であることが分った。ＭＯ／増幅ステージ作動の従来の測定結果は、約６パルスと同等の低減を示している。これらの結果は、約８パルスと同等の低減を示している。本出願人は、増幅ステージ空洞が、例えば、平坦／平坦空洞において軸外れ光線角度を差別し、従って、空洞内に送られる多くの角度は、全て、等しく増幅されるとは限らない場合があるのではないかと考えている（これは、例えば、真の安定空洞で、例えば、湾曲ＯＣ及び湾曲Ｒｍａｘを採用して補正することができる）。別の説明では、シードパルスの全てが、増幅ステージ特性の制御に参加するわけではないということである。推測に過ぎないが、例えば、シードパルスの１０パルスから１５パルスのパルス持続時間の最初の５ｎｓは、増幅ステージを制御するものであり、従って、Ｅ−Ｏ掃引は、その小さい方の窓内で発生するほど高速なものではない。これは、例えば、抵抗体小規模化及び掃引範囲短縮化で補正することができる。
【０１８３】
図４７を参照すると、例えばレーザ処理システム、及び例えば低温でガラス基板のシート上でアモルファスシリコンを溶融及び再結晶化するＬＴＰＳ又はｔｂＳＬＳレーザ焼鈍システムが、概略ブロック図の形態で例示されている。システム１０７０は、例えば、本明細書で説明するようなレーザシステム２０と、レーザ２０出力光パルスビームを約５ｘ１２ｍｍから例えば加工物取扱いステージ１２７４上に保持された加工物を処理する１０ミクロン程度ｘ３９０ｍｍ又はそれよりも長い細いビームに変形する光学システム１２７２とを含むことができる。
【０１８４】
第１のガス放電エキシマ又は分子フッ素レーザチャンバと、第１の発振空洞内の線狭化モジュールとを含むことができ、パルスのレーザ出力光ビームを含む出力を生成するシードレーザ発振器と、シードレーザ発振器の出力が、ループ当たりで少なくとも２回、リング電力増幅ステージの増幅利得媒体を通過するリング電力増幅ステージを含むことができ、シードレーザ発振器の出力を受け、かつシードレーザ発振器の出力を増幅して、パルスのレーザ出力光ビームを含むレーザシステム出力を形成する第２のガス放電エキシマ又は分子フッ素レーザチャンバ内に増幅利得媒体を含むレーザ増幅ステージとを含むことができる線狭化パルスエキシマ又は分子フッ素ガス放電レーザシステムを含むことができる装置及び方法を本明細書で開示することは、当業者によって理解されるであろう。リング電力増幅ステージは、部分反射光学器械、例えば、シードレーザ発振器出力光ビームがリング電力発振増幅ステージに注入されるビーム分割器を含むことができる。リング電力発振増幅ステージは、例えば、シードビーム増幅ステージ内のレーザ発振器の各ループ内で双方向に増幅ステージ利得媒体の一部を通過するように、ボウタイループ又はレーストラックループを含むことができる。シードレーザ発振器の出力のパルスエネルギは、０．１ｍＪ、又は０．２ｍＪ、又は０．５ｍＪ、又は０．７５ｍＪに等しいか又はそれ未満とすることができる。リング電力増幅ステージは、シードレーザ発振空洞の出力を≧１ｍＪ、又は≧２ｍＪ、又は≧５ｍＪ、又は１０ｍＪ、又は≧１５ｍＪのパルスエネルギまで増幅することができる。レーザシステムは、最大１２ｋＨｚまで、又は≧２ｋＨｚと≦８ｋＨｚ、又は≧４ｋＨｚと≦６ｋＨｚの出力パルス繰返し数で作動することができる。装置及び方法は、第１のガス放電エキシマ又は分子フッ素レーザチャンバを含むことができてパルスのレーザ出力光ビームを含む出力を生成するシードレーザ発振器と、シードレーザ発振器の出力が、例えば、上述のようにループ当たりで少なくとも２回、リング電力増幅ステージの増幅利得媒体を通過するリング電力増幅ステージを含み、シードレーザ発振器の出力を受け、かつシードレーザ発振器の出力を増幅して、パルスのレーザ出力光ビームを含むレーザシステム出力を形成する第２のガス放電エキシマ又は分子フッ素レーザチャンバ内に増幅利得媒体を含むレーザ増幅ステージとを含むことができる広帯域パルスエキシマ又は分子フッ素ガス放電レーザシステムを含むことができる。リング電力発振増幅ステージは、シードレーザ発振器出力光ビームがリング電力発振増幅ステージに注入される部分反射光学器械を含む注入機構を含むことができる。リング電力発振増幅ステージは、ボウタイループ又はレーストラックループを含むことができる。装置及び方法は、シードレーザ発振器と増幅利得媒体との中間にある干渉破壊機構を含むことができる。干渉破壊機構は、パルスのシードレーザ発振器レーザ出力光ビーム内のパルスの可干渉距離よりも長い遅延長を有する光学遅延経路を含むことができる。光学遅延経路は、パルスのシードレーザ発振器レーザ出力光ビーム内のパルスの長さを大幅には増大させることはできず、遅延は、例えば、シードパルスの高周波数化要素を交互配置するのに十分な長さであるが、例えば、パルスのＴis、並びに時間的長さ及び空間的長さも大幅に増大させる何メートルもの遅延経路を有する本出願人の譲渡人により販売されている４倍ＯＰｕＳ内で発生するような重なり合うパルスを作り出すほどの長さではない。干渉破壊機構は、第１の長さの第１の光学遅延経路と、第２の長さの光学遅延経路とを含むことができ、第１及び第２の遅延経路の各々での光学遅延は、シードレーザ発振器レーザ出力光ビーム内のパルスの可干渉距離を超えるが、パルス長を実質的に増大させるものではなく、第１の遅延経路と第２の遅延経路の差は、パルスの可干渉距離を超える。装置及び方法は、第１のガス放電エキシマ又は分子フッ素レーザチャンバと、第１の発振空洞内の線狭化モジュールとを含むことができてパルスのレーザ出力光ビームを含む出力を生成するシードレーザ発振器と、シードレーザ発振器の出力が、ループ当たりで少なくとも２回、リング電力増幅ステージの増幅利得媒体を通過するリング電力増幅ステージを含むことができ、シードレーザ発振器の出力を受け、かつシードレーザ発振器の出力を増幅して、パルスのレーザ出力光ビームを含むレーザシステム出力を形成する第２のガス放電エキシマ又は分子フッ素レーザチャンバ内に増幅利得媒体を含むレーザ増幅ステージと、シードレーザ発振器とリング電力増幅ステージとの中間にある干渉破壊機構とを含む線狭化パルスエキシマ又は分子フッ素ガス放電レーザシステムを含むことができる。リング電力発振増幅ステージは、シードレーザ発振器出力光ビームがリング電力発振増幅ステージに注入される部分反射光学器械を含むことができる。干渉破壊機構は、パルスのシードレーザ発振器レーザ出力光ビーム内のパルスの可干渉距離よりも長い遅延長を有する光学遅延経路を含むことができる。光学遅延経路は、パルスのシードレーザ発振器レーザ出力光ビーム内のパルスの長さを大幅には増大させることはできない。干渉破壊機構は、第１の長さの第１の光学遅延経路と、第２の長さの２の光学遅延経路とを含むことができ、第１及び第２の遅延経路の各々における光学遅延は、パルスのシードレーザ発振器レーザ出力光ビーム内のパルスの可干渉距離を超えるが、パルスの長さを実質的に増大させるものではなく、第１の遅延経路と第２の遅延経路の差は、パルスの可干渉距離を超える。干渉破壊機構は、単一の入力パルスから順次遅延された複数のサブパルスを生成する干渉破壊光学遅延構造を含むことができ、各サブパルスは、パルス光の可干渉距離を超える分だけ次のサブパルスから遅延される。装置及び方法は、第１のガス放電エキシマ又は分子フッ素レーザチャンバを含むことができ、パルスのレーザ出力光ビームを含む出力を生成するシードレーザ発振器と、シードレーザ発振器の出力が、ループ当たりで少なくとも２回、リング電力増幅ステージの増幅利得媒体を通過するリング電力増幅ステージを含むことができ、シードレーザ発振器の出力を受け、かつシードレーザ発振器の出力を増幅して、パルスのレーザ出力光ビームを含むレーザシステム出力を形成する第２のガス放電エキシマ又は分子フッ素レーザチャンバ内に増幅利得媒体を含むレーザ���幅ステージと、シードレーザ発振器とリング電力増幅ステージとの中間にある干渉破壊機構とを含むことができる広帯域パルスエキシマ又は分子フッ素ガス放電レーザシステムを含むことができる。リング電力増幅ステージは、シードレーザ発振器出力光ビームがリング電力増幅ステージに注入される部分反射光学器械を含む注入機構を含む。干渉破壊機構は、パルスのシードレーザ発振器レーザ出力光ビーム内のパルスの可干渉距離よりも長い遅延長を有する光学遅延経路を含むことができる。光学遅延経路は、パルスのシードレーザ発振器レーザ出力光ビーム内のパルスの長さを大幅には増大させることはできない。干渉破壊機構は、第１の長さの第１の光学遅延経路と、第２の長さの第２の光学遅延経路とを含むことができ、第１及び第２の遅延経路の各々における光学遅延は、パルスのシードレーザ発振器レーザ出力光ビーム内のパルスの可干渉距離を超えるが、パルスの長さを実質的に増大させるものではなく、第１の遅延経路と第２の遅延経路の差は、パルスの可干渉距離を超える。干渉破壊機構は、単一入力パルスから順次遅延された複数のサブパルスを生成する干渉破壊光学遅延構造を含み、各サブパルスは、パルス光の可干渉距離を超える分だけ次のサブパルスから遅延される。装置及び方法は、第１のガス放電エキシマ又は分子フッ素レーザチャンバを含むことができてパルスのレーザ出力光ビームを含む出力を生成するシードレーザ発振器と、第１の発振空洞内の線狭化モジュールと、シードレーザ発振器の出力を受け、かつシードレーザ発振器の出力を増幅して、パルスのレーザ出力光ビームを含むレーザシステム出力を形成する第２のガス放電エキシマ又は分子フッ素レーザチャンバ内に増幅利得媒体を収容するレーザ増幅ステージと、シードレーザ出力光ビームパルスの可干渉距離を超える光学遅延経路を含む、シードレーザ発振器とレーザ増幅ステージとの中間にある干渉破壊機構とを含むことができるパルスエキシマ又は分子フッ素ガス放電レーザシステムを含むことができる。増幅ステージは、レーザ発振空洞を含むことができる。増幅ステージは、増幅利得媒体を通る固定された数の通過を定める光路を含むことができる。干渉破壊機構は、パルスのシードレーザ発振器レーザ出力光ビーム内のパルスの可干渉距離よりも長い遅延長を有する光学遅延経路を含むことができる。光学遅延経路は、パルスのシードレーザ発振器レーザ出力光ビーム内のパルスの長さを大幅には増大させることはできない。干渉破壊機構は、第１の長さの第１の光学遅延経路と、第２の長さの第２の光学遅延経路とを含むことができ、第１及び第２の遅延経路の各々における光学遅延は、パルスのシードレーザ発振器レーザ出力光ビーム内のパルスの可干渉距離を超えるが、パルスの長さを実質的に増大させるものではなく、第１の遅延経路と第２の遅延経路の差は、パルスの可干渉距離を超える。
【０１８５】
本出願人は、このようなパルスが、総積分スペクトル（Ｔis）を増大させてレーザシステム、例えば、リソグラフィツールスキャナ発光体からの出力光を使用したツール内の光学器械に及ぼすレーザ出力パルス内ピーク強度の影響を低減するためにパルス拡張に使用される本出願人の譲渡人「Ｃｙｍｅｒ、Ｉｎｃ．」により製造されている２つのＯＰｕＳパルス拡張器を通過した後の単一ガス放電（例えば、ＡｒＦエキシマ又はＫｒＦエキシマ）レーザシステム出力パルス内の可干渉距離の位置に関連するスペックル低減の計算によるシミュレーションを行っている。直列の２つのＯＰｕＳがあり、第１のＯＰｕＳは、出力パルスの総積分スペクトル（Ｔis）を約１８．６ｎｓから約４７．８ｎｓに拡張するのに十分な遅延経路を有し、第２のＯＰｕＳは、パルスを更に８３．５ｎｓに拡張するものである。
【０１８６】
未拡張パルスから始めて、本出願人は、０．１０ｐｍのＦＷＨＭ帯域幅及び可干渉距離関数に関するガウス分布を仮定して、パルスを大体の可干渉距離に等しい部分に分割した。第１に、ＯＰｕＳを通過した後のパルスの可干渉距離部分に及ぼすパルス拡張の影響は、拡張パルス内の第１の強度ハンプが主パルスの可干渉距離部分で構成され、第２の強度ハンプが第１の娘パルスの可干渉距離部分と重なり合った主パルスの可干渉距離部分から成ることを示すことである。拡張パルスの強度の第３のハンプは、第１及び第２の娘パルスの重複の結果である。本出願人は、２つのハンプの個々の可干渉距離部分を見て、可干渉距離部分の複数のバージョン（娘パルスを含む）が互いに干渉しないように十分に分離されていることに変わりがないことを観察した。
【０１８７】
シミュレーション（第２のハンプの下には、以前と同様に初めの遅延なしパルス、以前と同様に第１のＯＰｕＳからの第１の遅延パルス、及び第２のＯＰｕＳからの第１の遅延パルスによる寄与があった）において、ここでもまた拡張パルスに第１の３つのハンプの内容を見て、拡張パルスの模擬強度の第２のＯＰｕＳの通過後に、本出願人は、この第２のパルスにおいては、可干渉距離部分の複数のバージョンが共に非常に接近していることを観察した。この原因は、第１のＯＰｕＳは、〜１８ｎｓの遅延を有し、第２のＯＰｕＳは、〜２２ｎｓの遅延を有するということである。従って、僅か〜４ｎｓによって可干渉距離部分のバージョンが分離され、これは、それでも、干渉が発生するほど接近したものではない。
【０１８８】
第３のハンプ下に、本出願人は、第１のＯＰｕＳからの第１の遅延パルス、第１のＯＰｕＳからの第２の遅延パルス、第２のＯＰｕＳからの第１の遅延パルス、及び第２のＯＰｕＳからの第２の遅延パルスからの寄与を観察した。本出願人は、いくつかの関連する干渉部分間の分離は、２つのＯＰｕＳによって拡張されたパルスの強度プロットにおける第３のハンプにおける他の干渉部分よりも大きいことを観察した。この分離の増大は、各ＯＰｕＳを通る２回の往復が、〜３６ｎｓ＝１８*２及び〜４４ｎｓ＝２２*２に等しいということによるものである。従って、可干渉距離間の分離は、毎回の往復と共に増大する。
【０１８９】
本出願人は、本明細書で説明するようなミニＯＰｕＳに対しては、遅延が１つの可干渉距離に等しい単一のミニＯＰｕＳにより、約４可干渉距離値後に消えるパルスの列が作り出されることになると結論を下した。従って、本出願人は、単一のミニＯＰｕＳが有効であるためには、２つの主要なＯＰｕＳでは、娘パルス可干渉距離は互いの４可干渉距離内にならないと判断した。しかし、本出願人は、主ＯＰｕＳは、それだけを行うが、余裕は僅かなものであることをシミュレーションにおいて観察している。第３及びそれ以上のハンプに関する可干渉距離間の分離で十分である。本出願人は、ＭＯと増幅利得媒体との間でのミニＯＰｕＳの影響は、ほぼ、予想した完全な干渉破壊効果になると考えている。ＭＯとＰＡの間の第２のミニＯＰｕＳは、２つの主要ＯＰｕＳと適切に相互作用するものではない場合がある。パルスハンプの関係の可干渉距離部分で埋められていない空き空間は、単一のミニＯＰｕＳを２つの通常のＯＰｕＳと組み合わせた時の方が乏しいものになる。第２のハンプは、過度のものになる場合がある。開示する本発明の実施形態の態様に従って、本出願人は、例えば、リソグラフィツール自体において、レーザシステムの一部であるのか、又は通常の主要なＯＰｕＳの下流側に設けられているのかを含む、ミニＯＰｕＳが設けられた時の通常のＯＰｕＳ遅延長の変化の調整を提案する。本出願人は、このようなミニＯＰｕＳが、ある程度パルス持続時間の谷部を埋めることができ、Ｔisの増大になり、例えば、全体的な可干渉距離分離の改善を目指した２つの主要ＯＰｕＳの一方の遅延長の低減を可能にすると考えている。
【０１９０】
開示する本発明の実施形態の態様に従って、例えば、２つの増幅器利得媒体チャンバが並列である例えば１２０Ｗから１８０Ｗ又はそれよりも大きいレーザシステムの超高電力増幅ステージ空洞に必要なある一定の性能要件がある。それらは、直線偏光（＞９８％）を生成すべきである。各増幅ステージは、例えば、ＡｒＦの１９３ｎｍ波長で又はそれほど厳しくなくより長い波長で、例えばＫｒＦの場合は２４８ｎｍ、ＸｅＦの場合は３５１ｎｍ、又はＸｅＣｌの場合は３５１ｎｍ、更に厳しいものであるがＦ2の場合は１５７ｎｍで、≧６０Ｗの平均電力エネルギを生成しかつ耐えるべきである。一実施形態の各増幅ステージは、約６ｋＨｚ又はそれよりも高く作動することができる。開示する本発明の実施形態の態様に従って、増幅ステージは、比較的小さなシードレーザエネルギで完全なシード供給を示すことができる（飽和時又は飽和近くで）。開示する本発明の実施形態の態様に従って、シードレーザエネルギは、約１μＪに過ぎない場合があるが、このような場合、システム全体出力電力は、２００Ｗ未満とすることができる。本出願人は、増幅ステージは、例えば、数ｍＲａｄ内の角度範囲で、例えば、干渉セルを除去することにより干渉を不利に改善することを回避するために、例えば、シードレーザの同じ角度広がりを維持するように適度に大きな角度分布をサポートすべきであると考えている。逆の移動反射からのシードレーザの保護も、重要な作動要件である。適切にシードが供給された時、増幅ステージにより生成されるＡＳＥは、開示する本発明の実施形態の態様によれば、全出力の０．１％未満又はそれ未満とすべきである。
【０１９１】
開示する本発明の実施形態の態様に従って、本出願人は、（１）利得断面が、既存のＡｒＦチャンバ、例えば、本出願人の譲渡人のＸＬＡ−ＡｒＦレーザシステム電力増幅（ＰＡ）チャンバと類似であり、（２）利得長も、既存のＡｒＦチャンバと類似であり、（３）利得持続時間も、既存のＡｒＦチャンバと類似であることになると予測している。
開示する本発明の実施形態の態様に従って、本出願人は、例えば、約１ｍＪシードレーザ出力光パルスエネルギで１２ｋＨｚで作動する固体シードレーザとｔｉｃ−ｔｏｃである単一のＭＯ／利得増幅媒体ＸＬＡ、及び各々が約１７ｍＪの出力パルスエネルギで作動する２つの増幅ステージを提案する。更に、開示する本発明の実施形態の態様に従って、本出願人は、発振レーザにより生成された光子が発振当たり少なくとも２回利得媒体を通過する再生利得媒体、例えばＭＯＰＡ構成の電力増幅器（ＰＡ）と比較して、例えばリング電力増幅ステージ内での出力パルスエネルギの数回の生成を可能にすることができるリング電力増幅ステージの利用を提案する。このようなリング電力増幅ステージでは、ｔｉｃ−ｔｏｃモードで必要とされるＭＯエネルギを大幅に例えばμＪから数十μＪの範囲で低量化することができる。試験のために、本出願人は、線狭化ＡｒＦレーザを使用して固体１９３ｎｍシードレーザからの入力のシミュレーションを行っている。
【０１９２】
本出願人は、結果を図７に示すように、上述のパラメータの異なる値に対してＡＳＥとＭＯ−ＰＯタイミング差を考察した。同様に、これらの同じパラメータの関数としてのＭＯＰＯエネルギとＭＯ−ＰＯタイミングの考察結果も図７に例示している。
例えば、公知のリソグラフィレーザ光源技術の制約事項を含む上述の要件を満たすために、本出願人は、開示する本発明の実施形態の態様に従って、上述の要件及び制約事項に対処する作業可能な方法を達成すると考えられるいくつかの全体的なアーキテクチャを提案する。第１の方法は、例えば、約１７ｍ／パルスを生成する単一の約１２ｋＨｚシステムを製造するために約６ｋＨｚで稼動して交互配置式発射時間で約１７ｍＪで出力パルスを生成するように各々が構成された２つの２チャンバレーザ発振器／増幅器構成を有する本出願人の譲渡人のＸＬＡ−ＸＸＸレーザシステムシリーズのラインと共に２つの多重チャンバレーザシステムを設置することである。
【０１９３】
すなわち、例えば、図５４に概略ブロック図の形態で例示する開示する本発明の実施形態の態様に従って、超高平均電力レーザシステム、例えば、液浸リソグラフィレーザ光源１５２０は、複数の発振器／増幅器レーザシステム出力光パルスビーム源、例えば、１５２２、１５２４を含むことができ、その各々は、例えば、既存のＸＬＡ−ＸＸＸモード多重チャンバレーザシステムの一部として、本出願人の譲渡人「Ｃｙｍｅｒ、Ｉｎｃ．」により販売されているもののような主発振器チャンバ１５３０を含む主発振器部分を含む。また、各発振器／増幅器レーザシステム１５２２、１５２４内には、例えば、増幅器利得媒体を含む電力増幅部分１５３２を含むことができる。また、２つの発振器／増幅器レーザシステム１５２２、１５２４の各々は、例えば、オーバーリーブ的にビームカプラ１５４０に出力光パルスビームを供給する。
【０１９４】
すなわち、例えば、各レーザシステム１５２２、１５２４が、６ｋＨｚ及び１７ｍＪ出力レーザ光パルスビームで作動している状態で、ビームカプラ１５４０からの結合出力は、１２ｋＨｚ、１７ｍＪ出力とすることができ、従って、平均電力が約２００Ｗのレーザシステムになる。図５４の実施形態は、平均電力が４００Ｗのレーザシステムを生成するために、例えば、更に別の複数の同一発振器増幅器レーザシステム１５２６、１５２８で実行することができることも理解されるであろう。代替的に、発振器／増幅器システム１５２２、１５２４、１５２６、１５２８の各々は、例えば６ｋＨｚ未満で、例えば各々が４ｋＨｚで、及び／又は例えば最大３３ｍＪまでのより高い全体的な発振器／増幅器システム１５２２、１５２４、１５２６、１５２８出力レーザ光パルスビームパルスエネルギで、最終的な出力１００パルス繰返し数及びシステム１５２０からの類似の様々な平均出力電力値を目指したパルスエネルギの様々な組合せに向けて、光損傷限界値及び運転費用から可能になる範囲で作動することができる。
【０１９５】
ここで図５５を参照すると、開示する本発明の実施形態の態様により、超高平均電力ｔｉｃ−ｔｏｃシードレーザ／増幅器システム１５５０が概略ブロック図の形態で例示されている。シードレーザ増幅器システム１５５０は、例えば、シードレーザ部分１５３０、例えば、１ｍＪから２ｍＪ出力エネルギパルスで約１２ｋＨｚで作動する例えばＮｄ：ＹＡＧ又はＮｄ：ＹＬＦ又はＴｉ：サファイア又はファイバーレーザ又は他の固体レーザ、又はエキシマ又は分子フッ素ガス放電シードレーザのような固体シードレーザ、及び各々が例えば本明細書の他の箇所でより詳細に説明するビーム分割器１５５２を通じて例えばシードレーザ部分１５３０からの交替出力パルスが供給される１対の増幅器部分１５３２を含むことができる。パルスは、増幅ステージの繰返し数によっては交替式以外で供給することができる。次に、増幅器部分１５３２の各々は、増幅器部分１５３２の各々からの１７ｍＪの出力のみで、例えば２００Ｗの出力の場合は約６ｋＨｚで稼動させることができる。更に、シードレーザは、約４ｋＨｚから１２ｋＨｚの範囲で作動し、例えば、２増幅ステージ並列実施形態に対しては、８ｋＨｚから２４ｋＨｚの出力が得られるように選択することができる。
【０１９６】
図５６を参照すると、開示する本発明の実施形態の態様により、超高平均電力多重ｔｉｃ−ｔｏｃシードレーザ／増幅器システム１５７０の例が概略ブロック図の形態で示されている。システム１５７０は、例えば、第１及び第２のシードレーザ１５７２を含むことができ、各々は、ビーム分割器１５５２を通じて、かつレーザ光源システム出力レーザ光パルスビーム１００に２００Ｗ又は約２００Ｗの平均出力電力を供給するためにビームカプラ１５７８内で結合された各々の出力で、シードレーザパルスを１対の増幅器部分、例えば、増幅器利得媒体１５７４に供給する。シードレーザは、例えば約１２ｋＨｚで作動する例えば固体レーザとすることができ、増幅器部分は、例えばガス放電レーザ、例えば約６ｋＨｚで作動するエキシマ又は分子フッ素レーザとすることができる。代替的に、例えば、シードレーザ１５７２は、エキシマレーザ、例えば約６ｋＨｚで作動するＫｒＦレーザ、ＡｒＦレーザ、ＸｅＣｌレーザ、ＸｅＦレーザ、又は分子フッ素レーザとすることができ、それぞれの対のｔｉｃ−ｔｏｃ増幅器部分は、各々、合計１２ｋＨｚとして３ｋＨｚ及びリソグラフィ又はＬＴＰＳレーザ光源システム出力レーザ光パルス当たり１７ｍＪ、及び約２００Ｗの得られる平均電力で作動する。周波数変換は、本明細書の他の箇所でより詳細に説明するように、シードレーザ７２、例えば固体レーザの波長をガス放電レーザ増幅器部分１５７４の波長までシフトさせる必要があると考えられる。ビームカプラ１５７８は、図示のような単一のビームカプラ、又は図５４でカプラ１５４０、１５４２において示すような連鎖式カプラとすることができる。
【０１９７】
図５６に例示する構成の様々な組合せ及び置換を利用することができることも、当業者によって理解されるであろう。例えば、各々が複数のＢ増幅器部分１５７４にシードを供給し、各々がＸ／ＢｋＨｚで作動し、その組合せが図５６の出力ビーム１００内のＡＸシステム出力レーザ光源出力パルスを供給する、ＸｋＨｚで作動する複数のＡシードレーザ１５７２が存在するとすることができる。次に、必要な平均システム出力電力によっては、複数の増幅器部分７４の各々の出力のパルスエネルギは、例えば、図５６に例示するようにＡ＝２及びＢ＝２、及びＸ＝６ｋＨで判断することができ、全体的な出力ビーム１００は、１２ｋＨｚの出力及び約２００ｗの平均出力電力を得ることができる増幅器部分から１７ｍＪパルスを有することができる。同じことは、図５４の可能な構成に対しても言える。
【０１９８】
例えば、２つの増幅器チャンバの例えば繰返し周波数の２倍で稼動する主発振器によりシード供給されるｔｉｃ−ｔｏｃ増幅器ＬＴＰＳ又は液浸リソグラフィ光源は、ＭＯ／増幅利得媒体構成の２つのエキシマレーザチャンバとすることができることに注意されたい。例えば、各増幅媒体は、再循環／再生リング電力増幅ステージを有することができ、その各々は、代替的に、いずれか一方の増幅ステージエキシマレーザチャンバの繰返し数の２倍で稼動する主発振器によりシード供給される。このようなシステムは、例えば、１５７ｎｍ（Ｆ2）、１９３ｎｍ（ＡｒＦ）、２４８ｎｍ（ＫｒＦ）、３０８ｎｍ（ＸｅＣｌ）、又は３５１ｎｍ（ＸｅＦ）で作動するＭＯ及びＰＡ／ＰＯにより、望ましい波長、例えばＤＵＶ波長のいずれかで稼動させることができる。更に、このようなシステムは、複数の電力増幅ステージ、例えばｔｉｃ−ｔｏｃ構成では、リング電力増幅ステージのような例えば２つの電力増幅ステージにシード供給する、より高いパルス繰返し数で作動する固体又はエキシマシードレーザを含むことができる。
【０１９９】
図５７では、開示する本発明の実施形態の態様による液浸レーザリソグラフィシステム１５８０が、一例として部分概略部分ブロック図の形態で示されている。システム１５８０は、例えば、ＡＳＭＬ又はキャノン又はニコンにより製造されるもののような２００Ｗ又はそれよりも大きい平均電力で線狭化パルスをスキャナ１５９０に供給する超高平均電力出力レーザ光パルスビーム源、すなわち、図５４に示すようなものなど１５２０、図５５に示すようなものなど１５５０、又は図５６に示すようなものなど１５７０を含むことができる。スキャナ１５９０は、発光体１５９２と、レチクル１５９４と、光源１５２０からの放射線による露光に向けてウェーハ１５９８を担持するウェーハステージ１５９６とを組み込むことができる。ウェーハステージ１５９６上には、例えば、液体がレチクル１５９４及びステージ１５９６の周りの周囲と異なる屈折率を有する水である液体源１６０２と、液浸リソグラフィに向けてウェーハ１５９８を覆うために液体１６０６を供給する液体排水路１６０４とが存在するとすることができる。
【０２００】
干渉破壊のために、エキシマ又は他のガス放電レーザ増幅器部分に供給するエキシマ又は他のガス放電シードレーザ又は固体シードレーザに対して、本明細書の他の箇所で説明するようにビームが結合される複数の増幅器部分の使用は、光学的干渉性を減少し、かつ従って例えば集積回路フォトリソグラフィ又はＬＴＰＳ又ｔｂＳＬＳ処理においては、スペックルの影響を低減するのを助ける際に有用な効果を有することができることも理解されるであろう。スキャナ１５９０が液浸スキャナであるか否かを問わず、そのスキャナ１５９０の内側で、本明細書で開示する様々な干渉破壊技術及び／又はその組合せの１つ又はそれよりも多くを利用することができることも理解されるであろう。
【０２０１】
ここで図５８を参照すると、開示する本発明の実施形態の態様により、固体シードレーザからガス放電増幅器レーザまでのシステム１６２０が概略ブロック図の形態で示されている。システム１６２０は、例えば、固体パルスシードレーザ１６２２、例えば、Ｎｄ：ＹＡＧ又はＮｄ：ＹＡＧ又はＮｄ：ＹＬＦポンピング同調可能固体レーザ１６２２を含むことができる。レーザ１６２２の出力は、干渉破壊に関して本明細書の他の箇所で説明するように、例えば、シードレーザ１６２２の出力の周波数シフト及びビーム誘導の両方が可能である例えば単一の光学要素とすることができ、又は例えば図５９に示すように直列の干渉破壊器と共に周波数シフト器とすることができる干渉破壊器／周波数逓倍器１６２６を通過することができる。本発明のシステムは、例えば、ＰＡ又はＰＯ１６２４のような増幅器利得媒体、又は例えば出力１００がスキャナ１５９０（図５７に図示）に供給されるリング電力増幅ステージ１６２４を有することができる。
【０２０２】
当業技術で公知のように、様々な同調機構、例えば作動温度と共に、固体レーザ、例えば、１０６４ｎｍ波長Ｎｄ：ＹＡＧ（ネオジムドープイットリウムアルミニウムガーネット（Ｎｄ：Ｙ3Ａｌ5５Ｏ12）、又は１０５３ｎｍＮｄ：ＹＬＦ（ネオジムドープイットリウムアルミニウムガーネット）、又はＴｉ：サファイアレーザ（約  ６５０ｎｍから１１００ｎｍまで同調可能）が使用可能であり、及び／又は線幅選択によることが理解されるであろう。増幅器部分１６２４における増幅に関する望ましい周波数／波長は、例えば、周波数アップコンバージョン器１６２６で、当業技術でより理解されているように、増幅器部分１６２４内で問題のない増幅レージングを発生させるために、ＸｅＦの場合は約３５１、ＫｒＦの場合は２４８、ＡｒＦの場合は１９３、及び分子フッ素の場合は１５７の公称中心波長から問題のないΔλ以内まで達成することができる。上述のように、本明細書の他の箇所で説明した形式の干渉破壊は、スキャナ１５９０又は他の適用ツール、例えば別のマイクロリソグラフィツール又は細ビームレーザ焼鈍ツールの内部で使用することができる。
【０２０３】
図５９を参照すると、図６９と類似の開示する本発明の実施形態の態様による固体シードレーザ／増幅器レーザシステム１６２０がブロック図の形態で示されており、例えば、周波数逓倍器１６３０及び干渉破壊器１６３２は、例えば、増幅ステージ１６２４のガス放電増幅利得媒体内で例えばシードレーザ出力レーザ光パルスビームパルスの高い干渉性、及び増幅のための望ましい周波数／波長への周波数シフトに対応するように、適切なシードパルスを増幅器レーザ部分１６２４に供給するのに利用することができる。周波数逓倍器１６３０及び干渉破壊器１６３２は、本明細書で説明する他の構成の場合に当て嵌まるように組み合わせることができ、例えば、当業者によって理解されるような適切な駆動信号と共に両方に例えば単一の非線形水晶を使用することができ、又は例えば一部が周波数変換に、その他が干渉破壊器に最適化された状態で複数の水晶を使用することができ、その位置は、交換され、すなわち、干渉破壊、次に周波数シフト及び周波数シフト、次に干渉破壊へと交換することができる。
【０２０４】
図６０を参照すると、本明細書でより詳細に説明するように、例えば、ビーム分割器１６４０と共に周波数変換器１６３０によるシードレーザの出力の変換と、それに続く、それぞれの垂直軸干渉破壊器１６４２及び水平軸干渉破壊器１６４４による１つの軸、例えば、ビームが楕円又は細長矩形ではない場合はレーザビームの長軸又は第１の軸、又はビームが細長矩形ではない場合は短軸又は第２の直交軸における干渉破壊とが概略ブロック図の形態で示されている。干渉破壊器１４６２、１６４４の出力は、他の箇所で説明するように、例えば、図３１及び／又は図３７Ａ及び図３７Ｂに関連して示すように、干渉破壊の機能を助けることができるビーム結合器１６４６内で結合し、かつ出力は、レーザパルスとして増幅利得媒体部分１６４８に供給することができる。そうでなければ、適切な非線形結晶がこのような実施形態に対して求められないと考えられる場合には、干渉破壊は、例えば、干渉破壊１６４２において１つの軸内で行ない、次に、連続して干渉破壊器１４４内の第２の軸内での干渉破壊をその後のビーム結合器１６４６を必要とせずに行うことができる。
図６１を参照すると、例えば、周波数変換器１６３０内の周波数変換が干渉破壊後に、すなわち、ビーム結合器１６４６と増幅部分１６４８との中間で起こる図６０の実施形態のバージョンが、概略ブロック図の形態で示されている。
【０２０５】
開示する本発明の実施形態の態様に従って、３５１ｎｍ放射線、例えば、コヒーレント３５２ｎｍ放射線の生成は、例えば、線形又は非線形周波数変換ステージを駆動する固体駆動レーザを有する半導体構成で行うことができる。３５１ｎｍレーザ放射線の生成は、例示するように、１０５３ｎｍで作動するＮｄ：ＹＬＦレーザの第３高調波変換により達成することができる。しかし、ＸｅＦエキシマ増幅器／発振器のためのシードレーザとしてこの手法を使用するために、例えば、Ｎｄ：ＹＬＦシードレーザ主発振器の公称中心波長が、ＸｅＦの利得スペクトル（３５２．１２ｎｍ及び３５１．２６ｎｍでの２つの線幅）に適合することを保証するべきである。代替手法は、Ｙｂドープファイバーレーザを基本的な駆動レーザシードパルス源として使用することが可能である。Ｙｂ３＋ファイバーレーザは、Ｊ．Ｎｉｌｓｓｏｎ他著「高電力波長同調可能クラッド−ポンプ希土ドープ珪土ファイバーレーザ」、「Ｏｐｔ．Ｆｉｂｅｒ  Ｔｅｃｎｏｌ．」、１０、５ページから３０ページ（２００４年）で説明しているように、１０５０ｎｍと１０６５ｎｍの間の作動を可能にするために固有に同調可能である。ファイバーレーザは、ＬＴＰＳ及びマイクロリソグラフィのような超信頼性を必要とする用途において特に有用であると考えられるいくつかの設計簡素化の例を達成することができる。本出願人は、中程度のピーク電力（５ｋＷから５０ｋＷ）高パルス繰返し数（複数ｋＨｚ、例えば、約１２ｋＨｚから１５ｋＨｚまで）１０５４ｎｍ狭帯域パルス放射線源としてパルスファイバーレーザシステムを提案する。このようなレーザは、ｑスイッチ式ファイバ発振器、ファイバ増幅されたパルスダイオード源、又は変調されて（内部的又は外部的に）ファイバ増幅されたＣＷ源（ファイバ発振器又はダイオード）のいずれかである標準的なＹｂ3+パルスファイバーレーザ技術を用いて構成することができると考えられる。
【０２０６】
１０５４ｎｍ放射線を発生させた後に、それは、１０５４ｎｍから５２７ｎｍまでの非線形周波数変換（第２高調波発生「ＳＨＧ」）、次に、３５１．２ｎｍまでの（〜±０．１ｎｍ帯域幅で）残留基本波による和周波発生（ＳＦＧ）の２段階の非線形周波数変換を用いて、例えば約３５１．２ｎｍまで直接に周波数アップコンバートすることができる。
例えば、ファイバーレーザに適合した超狭帯域幅（超高スペクトル純度）を有するＣＷ固体レーザ、例えばダイオードレーザは、増幅と、例えばＫｒＦレーザ又はＡｒＦレーザのための電力増幅ステージへの超狭帯域パルス固体シードの生成とのために超狭帯域シードをパルス固体ファイバーレーザに供給する。適切なＬＭＡ（大モード区域）ファイバ技術を用いて、ファイバーレーザ増幅発振器又はあらゆるその後の増幅ステージを損なうファイバ内の非線形効果によるスペクトル劣化を最小にすることができる。このような手法を用いると、ファイバ中核部でのピーク電力を低減すると同時に、空間ビーム品質を維持することができる（大モード区域ファイバ内での単一モード作動を保証する技術が存在する）。
開示する本発明の実施形態の態様により、ファイバーレーザベースの固体３５１ｎｍＭＯをＸｅＦに対して達成することができる。このような主発振器アーキテクチャは、バルク固体レーザよりも単純なより堅牢な解決法と考えられる。
【０２０７】
ここで図６２から図６５を参照すると、開示する本発明の実施形態の態様により、複数の光注入型３５１ｎｍガス放電主発振器／増幅器利得媒体レーザシステム固体主発振器１７００が概略部分ブロック図の形態で示されている。主発振器１７００は、例えば、ダイオードポンプ１７１２及びシードレーザ、例えば、１０５４ｎｍＣＷシードダイオードレーザ１７１４と共に、例えば、Ｙｂ3+ドープファイバ発振器又は増幅器１７１０を含むことができる。
【０２０８】
図６２を参照すると、主発振器発振空洞は、ファイバ発振器１７１０の公称１０５４ｎｍ中心波長で９０％反射とすることができる後部空洞全反射鏡１７２０及び部分反射光学要素出力結合器１７２２により形成することができる。主発振器１７００には、当業技術で公知のように、Ｑスイッチ１７２４が開成される前に、主発振器２１０の出力パルスエネルギがエネルギにおいて十分に高くなるまで発振空洞内に蓄積することを可能にするために、Ｑスイッチ１７２４を採用することができる。従って、主発振器１７００の出力は、例えば、約１２ｋＨｚの割合で、Ｑスイッチの作動の周波数によりパルス駆動させることができる。ファイバ発振器レーザ１７１０の出力は、元の周波数を第２高調波に追加して第３高調波、すなわち、例えば利得媒体（図６２から図６５においては図示せず）を増幅する例えばＸｅＦガス放電レーザ電力増幅器又は電力発振器又はリング電力発振増幅ステージにおける増幅に適する約３５１ｎｍの波長を生成するために、第２高調波発生器１７３０、及び次に周波数加算器１７３２を通過させることができる。
【０２０９】
図６３を参照すると、開示する本発明の実施形態の態様により、固体主発振器１７００が概略部分ブロック図の形態で示されている。この実施形態では、外部振幅変調器１７４０、例えば、音響光学スイッチ又は電気光学スイッチ、又は他の適切な機構を使用して、ＣＷシード１７１４をファイバ増幅器１７１０に律動的に送り込んで、主発振器１７００のパルス出力を生成することができる。
図６４の実施形態では、１０５４シード、例えば、パルスシードダイオード１７５０を利用して、例えば、約１２ｋＨｚで主発振器１７１０からパルス出力を生成することができる。図６５の実施形態では、同調可能ＣＷＹｂ3+主発振器１７６０は、主発振器１７００からパルスシードレーザ出力を得るために、上述のもののような外部振幅変調器でファイバ増幅器１７１０に切り換えることができる。ファイバ増幅器１７１０は、ポンプダイオード１７１２を利用して、ファイバ増幅器１７１０のポンピングを行うことができる。ファイバーレーザは、当業技術で公知のように、入力信号の増幅に向けて、単一のファイバ又は例えば各ファイバが最適化された状態で連続的に設けられた複数のファイバを含むことができる。
【０２１０】
開示する本発明の実施形態の態様に従って、本出願人は、他の箇所で説明するように、固体シードレーザの選択をＮｄ：ＹＡＧレーザ、Ｎｄ：ＹＬＦレーザ、Ｔｉ：サファイアレーザ、及びファイバーレーザの選択を後押しすることができる例えばパルスエネルギ、パルス持続時間、及びタイミングジッタを含むシードレーザ、例えばフォトリソグラフィ又はＬＴＰＳ用途のためのシードレーザ、例えば固体シードレーザによって望ましく立証されたある一定の特性を判断した。
【０２１１】
開示する本発明の実施形態の態様に従って、本出願人はまた、ある一定の増幅ステージ共振空洞特性を考察した。一方では、単純なビーム分割器入力／出力結合を備えた平坦−平坦空洞とすることができ、これは、構造が単純であるが、恐らく製造システムにおいて実際的というよりもシードレーザエネルギを浪費するであろう。他方では、再循環又は再生電力発振器、例えば、ビーム分割器／鏡入力／出力結合器及び電力増幅ステージの発振空洞内での利得媒体を通る毎回の発振当たり複数の通過を備えた例えばリング電力発振増幅ステージとすることができる。例えば、ＭＯＰＯ構成レーザシステムに関連して使用される発振器及び空洞などの用語は、上述のように、シードレーザ部分によりシード供給されるレーザシステムの増幅部分が、共振器内で発射するシードビームパルスからの誘発発光によりレーザ光を発することを意味することは当業者によって理解されるであろう。これは、本出願人の譲渡人のＭＯＰＡ構成のＸＬＡ−ＸＸＸシリーズレーザシステムのＰＡ部分のような電力増幅器と呼ぶ場合があるものと区別される。これとは対照的に、増幅は、シードレーザパルスが光学的構成、例えば本出願人の譲渡人の現在のＸＬＡ−ＸＸＸシリーズレーザシステム内で使用されているような２通過光学システムにより、固定の回数で励起状態で通過した時にレーザシステムの増幅部分の増幅利得媒体内のガス放電中の誘発発光により電力増幅器内で発生する。しかし、文献の一部においては、閉鎖空洞が増幅利得媒体の周り、例えば、ボウタイループ又はレーストラックループ経路長さにある増幅器は、「電力発振器」というよりも「電力増幅器」又は再生増幅器であると見なすことができる。従って、本明細書及び特許請求の範囲の運用上、用語「リング電力増幅ステージ」の使用は、電力増強ステージに閉鎖光空洞と共に利得媒体が組み込まれている上述の構造の一切を包含するように想定されている。
【０２１２】
平坦−平坦構成では、例えば、図６６及び図６９に関して以下でより詳細に説明するように、例えば、偏光ビーム分割器、１／４位相差板、部分反射出力結合器による従来の偏光に入力／出力結合を用いることができる。これは、シードレーザエネルギのより有効な使用を行うことができるが、例えば、高パルスエネルギ及び／又は高平均出力電力での熱の影響をより受けやすい可能性もある。本明細書の他の箇所で説明するように、他の入力／出力結合を採用することができる。
【０２１３】
ここで図４１及び図１６を参照すると、それぞれ、開示する本発明の実施形態の態様により、超高電力、例えば、平均出力電力が約２００Ｗ又はそれよりも大きいレーザシステム２８０及び４５０が概略部分ブロック図の形態で示されている。これらのレーザシステム２８０、４５０は、例えば、図１４の場合、リング電力発振増幅ステージ構成のレーザシステム２８０を含むことができる例えば液浸リソグラフィ又はＬＰＴＳなどに使用することができる。システム２８０は、レーザ出力光パルスのシードレーザ出力光パルスビーム２８８で、例えば、約１．０ｍＪ又はそれ未満、及び例えば約６ｋＨｚのパルス繰返し数でシードレーザパルスを供給することができるシードレーザ２８６を含むことができる。シードレーザ２８６からのビーム２８８は、シード注入結合機構３００を通過してレーザシステム２８０の増幅利得媒体部分２９０に入ることができる。
【０２１４】
増幅利得部分２９０は、一方が図１４の図で見ることができる１対のガス放電電極２９４を含むリング電力発振増幅ステージ２９２を含むことができる。チャンバ２９２は、入力チャンバ区画２９６及びビーム反転チャンバ区画２９８を含むことができ、その各々は、例えば、入力区画２９６及びビーム反転区画２９８内の光学要素をチャンバ区画２９２９２、２９６、２９８内に密封されたレージングガス混合物内のフッ素に有益に露出されるように、チャンバ２９２と共に形成するか、又は例えば適切な漏れ防止手段によりチャンバ２９２に装着することができる。
【０２１５】
シード注入機構は、例えば、コーティングで被覆するか、又は他の方法で例えばＡｒＦの場合は約１９３ｎｍ、ＫｒＦの場合は２４８ｎｍ、ＸｅＣｌの場合は３１８、ＸｅＦレーザシステムの場合は３５１の公称中心波長で、シードレーザ光に部分反射するように選択又は製造することができるビーム分割器／入力出力結合器２０８、及びそれぞれのＡｒＦ、ＫｒＦ、ＸｅＣｌ、又はＸｅＦのようなガス放電レーザシステムの選択公称中心波長で最大反射する最大反射鏡３０４を含むことができる。ビーム反転器３１０は、例えば、本出願人の譲渡人のＸＬＡ−ＭＯＰＡ構成レーザシステム、ＸＬＡ−ＸＸＸシステムにおいて販売されている電力増幅器ビーム反転器と類似のものとすることができる。ＸＬＡ−ＸＸＸ内のこのようなビーム反転器は、例えば、ＭＯの出力からのビームをＰＡを通過してパルス拡張器の入口に至って、次に、シャッターを通じてレーザシステムを出るように向ける中継光学要素サブシステムの一部とすることができるモジュールを形成することができる。中継光学要素システムは、ＭＯ波面エンジニアリング／偏向ボックス（ＷＥＢ）と、ＰＡ−ＷＥＢと、ビーム反転器モジュールとを含むことができる。ビーム反転器モジュールは、ＰＡチャンバの後端部を出るビームを受光して、ＰＡチャンバを通じて所定の角度及び位置でＰＡ−ＷＥＢに送り戻すものである。モジュールは、ビーム反転プリズムを含み、ビーム反転プリズムは、ビームを誘導してＰＡチャンバを通過させ、第１の例においてはＰＡチャンバ内にビームを誘導するＰＡ−ＷＥＢ回転プリズムをその通過に適応させることを保証する。ビームは、例えば、図２０から図２２に示すように、ＰＡ−ＷＥＢからビーム反転器に至るのと若干異なる経路でＰＡチャンバに戻り、それによって、例えば、垂直軸で同じ経路に、水平軸で異なる交差路にある増幅利得媒体を通過し、水平及び垂直は、電極及び放電レージング増幅媒体に対して水平及び垂直であって、必ずしも真の水平軸及び垂直軸に向けられる及び／又は対応するわけではない。それによって、上述のようなＭＯＰＡ電力増幅器の電力増幅器利得媒体（密封空洞ではなく）を通るシードレーザからのシードビームの光学的に決定された傾斜二重通過が形成される。ビーム反転器は、２つのビームがＰＡチャンバの内側で重複し（例えば、チャンバの長さのほぼ中央、すなわち、電極の縦方向の長さの中央で交差）、かつＰＡ−ＷＥＢ回転プリズムで空間的に分離されるように反射して再びＰＡチャンバを通るビームに、例えば、僅かな角度（数ミリラジアン）及び僅かなオフセット（数ミリメートル）を導入することができる。開示する本発明の実施形態の態様によるビーム戻し器では、光学的コーティングがない反転プリズムを利用することができる。ビームは、例えば、近ブルースター角でビーム戻し器プリズムを出入りすることができ、かつ内部全反射が内部反射面に発生し、従って、実質的に表面損失がない。プリズムは、高価なエキシマ等級ＣａＦ2で製造すべきである。複屈折、バルク吸収、及び散乱損失を考慮に入れるべきであるが、これらの現象は、問題ではないと予想される。
【０２１６】
入力窓３１２を通じて光学的にアクセス可能である入力区画２９６には、ビーム拡大器３２０を設置することができ、ビーム拡大器３２０は、プリズム３２２とプリズム３２４とで形成することができ、プリズムは、協働してチャンバ２９２に入る途中でビーム２８８を狭化し、チャンバ２９２を出る途中で逆に拡大することができ、かつ出る途中での拡大は、例えば、光学要素、例えば入力／出力結合器３００を保護する役目をし、チャンバ２９２に入る途中でのビーム２８８の狭化は、例えば、電極２９４の分離にほぼ垂直な方向で、電極２９４の間のほぼ放電幅に増幅利得媒体に入るビーム３４０を狭化する役目をする。
バッフル３３０は、例えば、チャンバ２９２内のレージングガス混合物と共に循環するデブリから生じる損傷から、例えば、チャンバ２９２の入力区画２９６及びビーム反転区画２９８内の光学要素を保護する役目をすることができる。
【０２１７】
リング電力発振増幅ステージ２９０の空洞の内側では、ビーム２８８は、第１の方向の再循環発振経路３４０を通って、第２の方向の再循環発振経路３４２でシード注入機構３００に戻り、そこで、部分反射入力／出力結合器は、発振レーザ空洞の従来の出力結合器として機能し、発振レーザ光光子の一部をＲｍａｘ鏡３０４に反射して経路３４０に沿って戻す。従って、シード注入機構３００及びビーム反転器３１０により形成された空洞内の発振は、発振光子が発振ループ毎に異なる方向にかつ異なる経路で２回以上、例示する例においては２回電極２９４間利得媒体を通過するように、多重通過発振経路となっている。このような多重通過発振は、上述のように、このような電力増幅器光路に沿って発振することなく、利得媒体を通過する固定された数、例えば、本出願人の譲渡人のＸＬＡ−ＸＸＸレーザシステムにおいては２回の通過を成す電力増幅器内の光子と異なるものである。再循環／再生路３４０、３４２内の発振により十分なパルスエネルギが蓄積された時、レーザシステム出力レーザ光パルスビーム１００が、シード電力発振器レーザシステム２８０から生成される。シードレーザ２８６は、ガス放電、例えば、エキシマレーザ又はフッ素レーザ又は固体レーザとすることができる。
【０２１８】
図１６は、開示する本発明の実施形態の態様によるリング電力発振増幅ステージ４９０により置換された本出願人の譲渡人のＰＡを有するＸＬＡ−ＸＸＸ多チャンバＭＯＰＡレーザシステムと同様に構成されたリング電力発振増幅ステージレーザシステム４９０を概略部分ブロック図の形態で示している。レーザシステム４５０は、後部空洞鏡を形成する反射要素、例えば、波長及び帯域幅選択回折格子と、主発振器４５２発振空洞の他端を形成する部分反射出力結合器４５８とを有する線狭化モジュール４５６と共に、主発振器レーザチャンバ４５４を含むことができるエキシマガス放電レーザシードレーザ４５２で形成することができる。出力結合器４５８を出る主発振器４５２シードレーザ出力レーザ光パルスビームは、測定モジュール（線幅中央分析モジュール「ＬＡＭ」）４７０を通過することができ、測定モジュール（線幅中央分析モジュール「ＬＡＭ」）４７０は、ビーム分割器４７２を使用してＭＯチャンバ５４５の出力の一部をサンプリングすることができ、かつ主発振器シードレーザ出力レーザ光パルスビームの公称中心波長を測定する波長計（図示せず）に加えて、ＭＯレーザ出力光パルスビームパルスエネルギモニタ４７４、及び蛍光検出器のようなＡＳＥモニタ４７６を含むことができる。ＡＳＥ検出器、例えば広帯域光検出器は、広帯域光の高い十分な強度の存在を検出して、帯域内での大きなレージングが発生しないように増幅利得媒体内の放電のタイミングが外れており（シードパルスは、放電中に増幅ステージの空洞内にあるように時間調節されるわけではない）、かつ本質的に広帯域レージングのみが増幅ステージ内の放電中に発生していることを示す役目をすることができる。
【０２１９】
次に、主発振器シードレーザ４５２出力レーザ光パルスビームは、回転鏡４８０に至り、そこから、チャンバ入力区画４９４とチャンバビーム反転区画４９６とを有するリング電力発振増幅ステージチャンバ４９２を含むことができる増幅利得媒体部分４９０に至るシード注入機構３００入力部に至る。レーザシステム４５０のこの概略図は、ＭＯ４５２からＰＯチャンバ４４２までのビームの光路の様々な面を反映したものではなく、用紙の平面に合わせて概略的に描かれており、かつ両者間及び増幅ステージチャンバ４９２に入る光路の光学的現実ではないことは当業者によって理解されるであろう。
【０２２０】
シード注入機構３００は、例えば、部分反射入力／出力結合器３０２、例えば、光パルス拡張器（ＯＰｕＳ）として本出願人の譲渡人のレーザシステムと共に販売されているものと類似のものである例えばビーム分割器とある一定の公称中心波長のための最大反射鏡Ｒｍａｘ３０４とを含むことができ、部分反射出力結合器３０２は、上述のような入力／出力結合器、具体的には、リング電力発振増幅ステージ４９０発振空洞（ビーム反転器３１０によっても定義）として機能する。ＭＯ４５２からのシードレーザ出力レーザ光パルスビームは、入力窓５００を通じてリング電力発振増幅ステージチャンバ４９２に入り、また、図１４に関して上述したようなビーム拡大器５１０を通過することができる。リング電力発振増幅ステージチャンバ４９２の入力区画４９４は、例えば、プリズム５１２及びプリズム５１４から成るビーム拡大器５１０を収容することができる。他の形態のシード注入機構は、本出願が優先権を請求する米国特許仮出願と同日出願の先に参照した現在特許出願中の米国特許仮出願及びその米国特許仮出願の優先権を請求する他の現在特許出願中の出願又は本出願が優先権を請求する米国特許仮出願で説明したものを含むことができる。
【０２２１】
リング電力発振増幅ステージ発振器４９０の出力は、レーザパルスの全体的なシステム出力レーザ光パルスビームとすることができるが、図１６に例示するように、このビーム（最終的には利用ツール、例えば、スキャナに至る出力ビーム１００）は、測定ユニット（帯域幅分析モジュール「ＢＡＭ」）を通過し、そこで、例えば、ビーム内の各パルスに対して、かつパルス拡張器、例えば、レーザシステム出力ビームがビーム分割器５２６を通じて入る第１の遅延経路５５２とビーム分割器５２８を通じて入れられた第２の遅延経路５２４（鏡５３０により形成された遅延経路）を含むことができる４倍ＯＰｕＳ５２０を通じて出力レーザ光パルスビーム帯域幅を測定することもできる。ＯＰｕＳ５２０を出ると、出力ビーム１００は、例えば、パルスエネルギを測定するために、例えば、レーザシステム出力レーザ光パルスビーム１００の一部を取り去るために、ビーム分割器５４２を有することができるシャッター５４０を通過する。
【０２２２】
ビーム拡大器、すなわち、図３の１７０及び図２の１４２がリング電力発振増幅ステージ発振空洞内に設けられた状態で、増幅ステージ１８０のリング空洞の入力／出力結合器１６０を形成する最大反射体１６４及び部分反射体１６２上で例えばエネルギ密度の低減１４４が達成される。ビーム反転器７０が空洞の内側に移動された状態で、空き状態になった空間にＢＡＭ（又はＳＡＭ）を収容することができる。光学的コーティングは、例えば、入力／出力結合部分反射鏡１６２及び最大反射鏡１６４上での光学的影響に対する光学的影響の低減のために不要とすることができ、ビーム反転器７０は、光損傷を低減するために傾斜され、例えば、入力部及び出力部は、吸収を低減するために、また、入力面及び出力面でビームを広げるために約ブルースター角である。また、増幅ステージチャンバ窓１９４、１６８上の保護コーティングは不要とすることができる。出力窓１９４、１６８は、４７°の配向とすることができる。
【０２２３】
ある一定の用途におけるリング電力増幅ステージは、実際に、約１ｍＪから３ｍＪという現在値ではなく、ＭＯからの遥かに少ないエネルギ、約１μＪから１００μＪの使用を可能にすることができる。例えば、非液浸超高平均電力レーザリソグラフィ光源システムにより実際に必要とされる電力が２００Ｗの約１／３から半分である例えば通常のフォトリソグラフィにおいては、約３倍から１０倍のＭＯエネルギ所要量の低減があれば、現在のＬＮＭ寿命モジュールに基づいて、それに対応したＬＮＭの長寿命化になる可能性がある。更に、このような少量のＭＯエネルギは、一部の場合には、例えば約１．５ｍＪから３ｍＪで、１ｍＪを超える作動に必要なＭＯチャンバ圧力及び部分フッ素圧は、低圧の使用を可能にすることができ、チャンバ寿命の観点から有用な結果が生まれる。また、電力増幅器ステージは、１００μＪ及びそれ以下、例えば最低約５μＪ程度のＭＯエネルギで強力な飽和になるので、出力エネルギ安定性は、良好なリング電力増幅ステージ特性及び理想的なＭＯエネルギ安定性を下回らない特性により特徴付けられると考えられる。現在のＣｙｍｅｒ製ＸＬＡ−ＸＸＸ−ＭＯＰＡシステムは、ＭＯエネルギ不安定性が特徴となっている。他の出力レーザビームパラメータ、例えば、ポインティング安定性、プロフィール安定性、及びＡＳＥ安定性は、ＭＯエネルギ出力の低減を利用する開示する本発明の実施形態の態様による構成により有益な影響を受けると考えられる。
【０２２４】
開示する本発明の実施形態の態様に従って、本出願人は、本出願人の譲渡人のＸＬＡモデル多チャンバレーザシステムと共に使用されるＯＰｕＳ内の第１及び第２のパルス拡張器の一方又は両方の内側での更に別の経路遅延に対して本出願人の譲渡人により開発された６鏡干渉破壊機構（本明細書では便宜上、光パルス遅延経路は、遅延経路当たり４つの鏡を有すると概略的に示されている）の使用を提案する。このような遅延経路は、例えば、奇数の結像鏡で１回の結像を行うことができる。これは、例えば、図３７及び図８に概略的に略画風に例示されており、「反転した」サブパルスの合計が例示されている。例えば、図８に示す反転サブパルスは、例えば、プロフィール均一性及び対称性の改善、及び例えばビーム結合器として異なる供給源からの同じ出力開口パルスへの重複のために使用することができる。
【０２２５】
この干渉破壊を目的とした遅延経路は、パルスＴis及び重複パルスの多くの増大を取得するためにパルス拡張に使用される実際のＯＰｕＳほどの長さである必要はないことが理解されるであろう。むしろ、特に、干渉破壊機構、いわゆる「ミニＯＰｕＳ」は、ある一定の回数でパルスを折り返すことができる。これは、パルス５８０により例示されており、コーナ（反転前）は５８２、パルスは５８４、５８６、５８８と指定されている。更に、遅延経路内の鏡のミスアラインメントのために、ミスアラインメントとなったビームの小部分による「鏡の間」効果により、例えば、遅延経路がビームの時間的な可干渉距離を超える限り、シードレーザパルス内の干渉性を低減することができる。この点に対しては、４鏡ミニＯＰｕＳは、例えば、アラインメントが容易なように共焦点配置式球面鏡であり、本明細書の他の箇所で説明するような両軸でのビーム反転がなくても満足な干渉破壊器として機能することができる。基本的要件は、例えば、１つ又はそれよりも多くの軸で軸自体に関して折り返すことにより、すなわち、負の１回の結像が発生するか否かを問わず、ビームを混合させることである。これは、少なくとも遅延経路の毎回の往復において、娘パルスが、主パルス及び互いに対して少なくとも１つの軸内で反転されるように、ＯＰｕＳのような遅延経路、又はいわゆるミニＯＰｕＳのような遅延経路内で、すなわち、結像鏡でだけでなく平坦鏡で遅延経路において行うことができる。
【０２２６】
開示する本発明の実施形態の態様に従って、開示する本発明の実施形態の態様によるシステム内の様々な地点で２つの別々のレーザビームを結合することが必要であると考えられる。６鏡パルス拡張器の入口の半分だけが照射された場合、サブパルスは、例えば、図８に示すように上部と底部の間で反転する。これらの「反転した」サブパルスを合計すると、例えば、図４１に示すパルス拡張シミュレーション内で例示するような充填された全サイズのプロフィールをもたらすことができ、曲線５６２は、遅延経路に入る前のパルスを示し、曲線５６４（黒）は、１つの遅延経路後のパルスを示し、５６６（赤）は、第２の遅延経路後のパルスを示している。次に、レーザ発散を利用して、例えばある程度の伝播後に、例えば約１ｍ程度にわたって、中央部分５６８を充填することができる。
【０２２７】
ここで図４０を参照すると、開示する本発明の実施形態の態様による干渉破壊の効果の概略図が示されている。結像遅延経路、例えばパルス拡張器、例えば、いわゆる光パルス拡張器（ＯＰｕＳ）、例えば、上述の本出願人の譲渡人のレーザシステムと共に販売されており、かつ上述の米国特許及び現在特許出願中の出願で例示されている４倍Ｔis４鏡ＯＰｕＳ、又は短縮化遅延経路は、例えば、その遅延経路上でビームを折り返すために、及び／又は上述のような可干渉距離を超える遅延が得られるように使用されたその改造バージョン、いわゆるミニＯＰｕＳを利用して、例えばＭＯと増幅利得媒体、例えばＰＡ又はＰＯ又はリング電力発振増幅ステージとの間である程度の干渉破壊を達成することができる。例えば、図３１に例示するような他の形態の干渉破壊は、単独で又は例えば図４１で及び本明細書の他の箇所で例示するような「ミニＯＰｕＳ」と組み合わせて、又はミニＯＰｕＳ自体として用いることができる。
【０２２８】
開示する本発明の実施形態の態様に従って、パルス拡張器、例えば４鏡又は６鏡パルス拡張器、例えば４倍ＴisＯＰｕＳのような通常のＯＰｕＳ、又はいわゆるミニＯＰｕＳ、又は図３１に関してより詳細に説明する遅延経路、及び一部又は全ての鏡が平坦（非結像）である遅延経路も含めて、そのポインティング／発散感度はまた、例えば図４２及び図６６に例示されている例えばポインティング／発散センサからのフィードバックを備えた能動的な鏡制御を追加することにより有利にすることができる。この利点としては、例えば、鏡の間の効果を生成又は持続することがあり、それによって例えばレーザ出力光パルスビームは、遅延経路内で平滑化され、例えば、パルス拡張器の様々な鏡上で及び／又は遅延経路の下流側で極僅かに異なるポインティング及び従って入射角の複数のビームに何か似たものになる。本出願人の譲渡人は、これをパルス拡張器内で観察しており、例えば、現在使用されている４倍ＴisＯＰｕＳパルス拡張器の鏡を完全に整列させることが非常に困難であり、従って、パルス拡張器を出るレーザ出力光パルスビームの干渉を低減する鏡の間の効果が発生する。従って、ビーム８６０ａは、複数の別々のビーム８６２ａを形成する。
【０２２９】
図４０は、例えば、シードレーザパルスのシードレーザ源からの例えば偏光入力結合が行われる例えば平坦−平坦空洞内での例えばＯＣ反射率とＲｍａｘ反射率の両方を用いた時の干渉性の低減を例示している。例示を明瞭にするために、角度は誇張されている。例えば、複数の光線は、例えば、ＯＣとＲＡＭの間に作成された静的散開、すなわち、「鏡の間」の効果により生成される。空洞を通じた透過損失なし及び完全な反射性を仮定して、これらの光線の理論的なエネルギ重み付けを以下に示している。
【０２３０】
（表）
0005506194.tif 000004
【０２３１】
各光線は、例えば、ＯＣとＲｍａｘの間の経路長が時間的な可干渉距離よりも長いように維持され、かつ例えば重ね合わない拡張で、すなわち、パルス長を遙かに下回るものである場合に、他の光線の全てに対して非干渉性であると仮定することができる。各光線は、例えば、完全なアラインメントが、特に垂直方向においては極めて困難であると考えられることから、他の全ての光線と若干異なる角度であると仮定することができる。本出願人は、非相関スペックルを作成するためには垂直方向において約３７μｒａｄの角度差を必要とすると考えている。正規化されたエネルギ重み付けを総和して同等の数の独立したパルスをもたらし、かつ平方根を取って標準偏差の低減をもたらすと、上記からの和は、１．５６である。平方根は、１．２５であり、従って、ＯＣ反射とＲｍａｘ反射の両方を用いた時の標準偏差は、０．５５１／１．２５＝０．４４０であり、これは、本出願人が測定した値、すなわち、０．４２７に十分に同等のものである。
【０２３２】
本明細書では鏡の間の効果とも呼ばれる静的散開は、本質的には手動のアラインメントでは不可避のものであり、すなわち、シードレーザ単独よりも２．５０倍小さい増幅利得媒体での増幅で単一のパルススペックルコントラストを生成すると考えられる。この低減は、６．３非相関サブパルスに等しいものである。このコントラスト低減の一部は、発振増幅ステージの効果を試験するのに使用されたＸｅＦ電力発振器からの弱い線含有量によるものであるが、大半は、静的散開の効果によるものであると考えられる。同様に、ＯＣ−Ｒｍａｘ（ＯＣ−後部空洞鏡）反射のＯＰｕＳのような静的散開特性により作成されたサブパルスの多くは、全て、ほぼ等しい強度に増幅され、従って、上表に示すものよりも多い同等の独立したパルスが作成される。
【０２３３】
図４０においては、これは、僅かにミスアラインメントである鏡に共振器８５２ａの後部を形成した入力結合器及び出力結合器８５４ａで、例えば、平坦−平坦空洞８５０ａ内のビーム拡大を概略的に示すことができるが、同じ効果は、上述の干渉破壊の影響を伴って本出願人の雇用主によりＯＰｕＳにおいて観察されている。図４０に例示する空洞は、偏光入力結合器８５８ａと１／４位相差板８５６ａとを有することができる。
【０２３４】
非相関スペックルパターンを作成するために必要される傾斜角は、大きなものである場合がある。１．０から１．５５への同等のパルスの第１の大きなジャンプは、殆ど、ＭＯＰＯとして稼動している時のスペックルパターンのパルス間の反復性不良によるものであると本出願人は考えている。全く鏡傾斜を変えない場合でさえも、２つのパルスの相関度は、高々３０％から３５％である。シードのみでは、このパルス間の相関度は、８５％から９５％であることが公知である。同等のパルス数の長い緩やかな上昇では、例えば、図３７に例示するような約４００μｒａｄの鏡傾斜まで２．０の値に到達することさえない。この結果は、例えば、単一のパルス内にいくつかの非相関スペックルパターンを作成するために、例えば、約±５００μｒａｄから１０００μｒａｄの大きな角掃引の必要性があることを意味している可能性がある。
干渉に関連する実験を通じて、本出願人の雇用主は、例えば、パルス拡張器により生成されたサブパルスは、非干渉性のものであり、サブパルスの遅延分が時間的な可干渉距離よりも長いことを条件として、角度が若干ずれた場合は異なる縞模様が発生することを知っている。ピンホール縞模様は、入力角度がλ／２ｄの時に最大から最小に移行する。
【０２３５】
リソグラフィのための固体レーザ源の使用は、過去に提案されているが、２つの理由から追求されていない。固体レーザは、リソグラフィに必要とされる高平均電力が可能であると考えられておらず、固体レーザが生成するのは、非常に（完全に）コヒーレントな単一モード出力である。開示する本発明の実施形態の態様に従って、本出願人は、例えば、混成固体シード／エキシマ増幅器の組合せで平均電力が低いという問題に対処することを提案する。固体シードの高干渉性特性には、開示する本発明の実施形態の態様に従っていくつかの方法で、例えば非常に短い時間的尺度にわたって、例えば単一のレーザパルス内で、シードレーザポインティングを変えることと共に、例えば可干渉距離よりも長い時間で分離されるサブパルスを生成することにより、又はその両方の組合せにより対処することができる。干渉破壊は、２チャンバガス放電（例えば、エキシマ）シード／ガス放電（例えば、エキシマ）増幅器部分レーザにおいても有用であることが、本出願人には既知である。
【０２３６】
例えば、電力発振器又は他の増幅利得ステージ、例えば、リング電力増幅ステージを利用して、レーザシステムの帯域内の望ましい放射線出力を妨げる大きなＡＳＥが殆どないか又は全くなく、例えば、ＡＳＥと帯域内の放射線の間の比率が約５ｘ１０-4又はそれ未満で例えばパルス当たりの電力増幅ステージ共振器内への例えば１００μＪのパルスエネルギ入力で、波長のＤＵＶ範囲、例えば、ＸｅＦの場合は３５１、ＸｅＣｌの場合は３１８、ＫｒＦの場合は２４８、ＡｒＦの場合は１９３、及びＦ2レーザの場合は１５７におけるエキシマ又は分子フッ素ガス放電レーザシステムで、例えば、１００Ｗよりも大きいか又はそれよりも大きい超高平均出力電力に到達する方法及び装置を開示することは、当業者によって理解されるであろう。開示する本発明の実施形態の態様に従って、不要なリング電力増幅ステージ光は、後方に伝播し、かつ診断及びＡＳＥフィードバック制御のためにサンプリングすることができる。例えば、プリズム同調で少量の線狭化を追加することは、電力増幅ステージからのＡＳＥを抑制する一助になると考えられる。また、開示する本発明の実施形態の態様に従って、ＰＡは、例えば、固体ＭＯ、例えば、発振はないが満足できる増幅と恐らくは十分に高い飽和とを備えた４通過増幅器と共に使用することができる。このような設計に対しては、例えば、４つの通過が、各々、４つの通過の各々において利得断面全体を横断することが必要であろう。空洞は、例えば、被覆空洞光学器械上でのエネルギ密度を低減し、かつＡＳＥ低減に対して分散を行うために２つのプリズムを空洞の各々の側面に有することができる。
【０２３７】
更に、ＭＯＰＯ又は他の主発振器／電力増幅ステージ構成における最終的なＡＳＥレベルは、必然的に、ＭＯエネルギの減少と共に増大することはないと考えられ、従って、開示する本発明の実施形態の態様により、１０μＪを下回りさえもするＭＯ出力エネルギの低減があっても、例えば、部分反射軸外シード注入機構及び／又は再生リング電力増幅ステージ構成なしであっても、問題になるＡＳＥは発生しないと考えられる。例えば、ビーム幅及び交差角により指定されるチャンバ窓から数センチの距離を隔てて、例えば、横方向平行移動を可能にするために、例えば、ビーム拡大プリズムがチャンバから十分に離れた状態で、今日のＸＬＡの空洞長を上回らないビーム拡大及び交差ビームを備えた空洞を形成することができる。プリズム及び／又はビーム反転器光学器械のための別々の容器は、例えば、レージングガス混合物と異なる濃度で、例えば約１％の濃度での直接的なＦ2供給の使用を可能にすることができる。これはまた、例えば、光学器械保持具からの汚れを回避することができる。
【０２３８】
例えば、僅か約１フィートの遅延経路を有するミニＯＰｕＳにおいて、例えば、光学遅延経路における反転結像の効果を例えばビームコーナ５８２ａがビーム５８２ａの最初に右下コーナの正方形により指定されている入力ビーム５８０ａに対して図３７に例示している。例えば、入口ビーム分割器と第１のミニＯＰｕＳ鏡の間の第１のサブパルス５８４ａに対しては、ビームコーナ５８２ａは、同じままである。例えば、第１の鏡から反射された第２のサブパルス８５６においては、ビームは、例えば、第２のミニＯＰｕＳ鏡に例えば負側に結像されていたものであり、そのビームコーナは、左上コーナに移動して、次に、第３のサブパルス５８８ａに対しては第４のミニＯＰｕＳ鏡に反射され、そこで、ビームコーナは、図２に例示するように、右下コーナに戻って負側に結像されていたものである。パルスがＴisの観点からあまり著しく拡張されないように比較的短い光パルス遅延によってこれらのサブパルスの全てを出力パルスの中に結合すると、それでも、遅延経路内の鏡の数によっては、複数回でビーム自体を折り返すこの効果により干渉性を実質的に低減することができる。
【０２３９】
図８は、例えば、ビームの半分に及ぼすこの同じ効果が、例えば、２つの別々の供給源、例えば、２ＸｋＨｚシステムにおいてＸｋＨｚで作動する例えば２つの固体シードレーザの遅延経路に入る前に例えば２つの半割部に分割されたビームであることを例示している。見て分るように、２つの半割部は、各パルスにおいて同様に負側に結像されており、従って、例えば、図３７の一例として示す形状の例えば単一出力パルスへの２つの半割パルスの結合により形成された全体的な出力パルス内の干渉性が更に一層低減される。上述のように、これは、別々の供給源から別々のビームを結合する実質的にビーム結合器／混合器として機能することができる。
【０２４０】
ここで図４２を参照すると、開示する本発明の実施形態の態様により、ビーム結合器システム６００が概略部分ブロック図の形態で示されている。ビーム結合器システム６００は、例えば、第１の増幅器利得媒体部分６０２と第２の増幅器利得媒体部分６０４とを含むことができ、その各々は、例えば、本明細書の他の箇所で説明するように、例えば、電力発振増幅ステージのＰＡ又はＰＯリングとすることができる。増幅部分６０２、６０４の各々の出力は、ビーム拡大器６０８を通過することができ、ビーム拡大器６０８は、例えば、ビームを２倍拡大するプリズム６１０及びプリズム６１２を含むことができる。回転鏡６２０は、増幅器６０２からの第１のレーザシステム出力光パルスビーム６２２を第２の回転鏡６２４に誘導することができ、第２の回転鏡６２４は、パルスビーム６２２を誘導して第１のパルス拡張器６４０のビーム分割器上に、次に、第２のパルス拡張器６４４のビーム分割器６４６にパルスビーム６３２を形成することができる。回転鏡６３０は、第２の増幅器６０４からの第２のレーザシステム出力光パルスビーム６３２を第２の回転鏡６３４に誘導することができ、第２の回転鏡６３４は、ビーム６３２を誘導してビーム分割器６４２に、次に、ビーム分割器６４６に入射するビーム６３４を形成することができる。本明細書の他の箇所で説明するような「ミニＯＰｕＳ」とすることができる第１のＯＰｕＳ及び第２のＯＰｕＳの出力は、別のビーム分割器６５０を通過することができ、そこで、例えば、レーザシステムレーザ光パルスビームの僅かに一部を例えば測定のために方向転換させて、例えば、集束レンズ６５２により発散検出器６５４内に集束させることができ、発散検出器は、例えば、第１及び／又は第２のＯＰｕＳ６４０、６４４のビーム分割器６４２、６４６又はビーム６３２、６３４のための回転鏡にフィードバック制御信号６５６を供給し、例えば、ビームが１つのビームとして見えるように、また、例えば、ＯＰｕＳの共焦点性のために導出された２つのパルス拡張器がポインティングチャープを維持するように、両方の増幅器からのポインティングが遠距離場において重なり合ったままであることを保証する制御システム（図示せず）の一部とすることができる。
【０２４１】
図３８は、干渉性／スペックル低減に関してビームのポインティングを変える（ビームを掃引する）影響を概略的に例示している。パルス拡張器６６２は、例えば、拡散器６７０上へのビーム１００のポインティングを掃引するビーム分割器の角度を変えることにより、レーザシステム出力レーザ光パルスビーム１００をビーム分割器６６４上で受光することができる。得られる検出スペックルパターン６８０は、掃引が、干渉性コントラスト及び従ってスペックルを低減することを示している。
【０２４２】
ここで図６６を参照すると、例えば、高パルス繰返し数、例えば、１２ｋＨｚの固体シードレーザ７０２を含むことができる超高電力固体シード液浸リソグラフィレーザ光源７００が概略部分ブロック図の形態で一例として例示されている。シードレーザ７０２の出力は、フォーマット設定光学器械７０４を通過することができ、フォーマット設定光学器械７０４は、例えば、レンズ７０６とレンズ７０８とを含むことができ、レンズ７０６とレンズ７０８を使用して、丸いビームから増幅部分内の利得媒体の形状と両立する形状にビームをフォーマット設定し直すことができる。次に、シードレーザ７０２からの出力レーザ光パルスビームは、本明細書の他の箇所で説明するように、高周波ＡＣ塗装電圧と共に、例えば、約１ｍｒａｄで、利用ツール（例えば、スキャナ又は焼鈍ツール）開口の適切な割合を塗装するために、各々が例えば互いに直交するそれぞれの軸でビームの掃引を行うｘ軸電気光学（Ｅ−Ｏ）誘導機構７１２、及び／又はｙ軸Ｅ−Ｏ誘導機構７１４、又はその両方、例えば、先に参照したＥ−Ｏセルモデルを通過することができる。次に、シードレーザ７０２からのレーザ出力光パルスビームパルスは、ビーム分割器において分割され、交替（ｔｉｃ−ｔｏｃ）入力パルスを増幅器利得媒体、例えば、第１の電力発振器７３０及び第２の電力発振器７３０のそれぞれの１つに供給することができる。電力発振器７３０は、リング電力発振器を含むことができる。
【０２４３】
ビーム分割器７２０は、例えば、選択的に、例えば第２の増幅器利得媒体７３０内に至るシードレーザ７０２からの出力ビームの５０％を回転鏡７２４及び回転鏡７２６上に透過して、第２の利得媒体に至る５０％を回転鏡７２８に反射するビーム分割器７２２を含むことができ、例えば、各パルスに対して、ビーム分割器７２０はまた、例えば、交互に作動して交替パルス上で折り畳み鏡７２８又は折り畳み鏡７２４に光を送る電気光学又は音響光学ビーム偏向器を含むことができると考えられる。
【０２４４】
各それぞれの増幅器利得媒体７３０は、例えば、電力増幅ステージチャンバ７３２と、入力結合器／後部空洞鏡７３４、例えば、不安定発振空洞の当業技術で公知のような後部空洞鏡７３４及び前部空洞鏡により形成された空洞内にシードレーザビームを入れる開口が鏡面の回転軸上にある凹面鏡とを含むことができる。増幅利得媒体は、本明細書で言及した他の構成、例えば、先に参照した現在特許出願中の出願及び同時出願の出願に説明されているシード注入機構を有する安定共振器、及び例えばリング電力増幅ステージ、又は発振空洞がなく、かつ増幅のための固定移動路のみを有する電力増幅器とすることができ、一方、利得媒体は、レーザ発振器が発生することなく、すなわち、レーザ発振空洞の当業技術で公知のような出力結合器なく、当業技術で公知あるように通電される（例えば、反転分布が存在する）ことが理解されるであろう。発振空洞環境においては、例えば、凸面鏡は、例えば、本明細書でより詳細に説明するシード注入機構のような入力結合器と置換され、凸面鏡７３６は、出力結合器と置換することができる。それぞれの出力ビーム、すなわち、第１の増幅器利得媒体７３０からの７６６及び第２の増幅器利得媒体７３０からの７６４のビーム拡大、ビーム結合、及び干渉破壊及び発散測定（例えば、ＡＳＥが重要である場合）、及びフィードバック制御は、例えば、プリズム７４２及び７４４を含むそれぞれのビーム拡大器７４０と、第１の増幅器利得媒体７３０からの鏡７５０、７５２及び第２の増幅器利得媒体７３０からの鏡７６０、７６２を含むビーム結合器と、パルス拡張器６４０及び６４４と、測定ユニット６５４とにより、図２１で説明するように行うことができる。
【０２４５】
図３９は、例えば、水平方向及び垂直方向（図３９のページの図の平面で例示するように）を導入する例えばスキャナ受入れ窓に関する出力光パルスに対する干渉破壊法の結果を概略的に例示している。点７８０は、初期シードレーザ出力パルスプロフィール７８０を概略的にかつ一例として例示するものである。パルス７８２のパターンは、完全に整列したビーム遅延経路における又はずれたパルス拡張器を通じて又はその両方、又はその組合せでのビーム折り返し後のサブパルスプロフィールのパターンを例示し、各々の周りの円７８４は、電気光学的不鮮明性のプロフィールに及ぼす影響を表している。
【０２４６】
図６７は、本明細書でより詳細に説明するように、リング電力増幅ステージ発振レーザシステム１８００と、シード注入機構１８１２とを一例として概略部分ブロック図の形態で例示している。レーザシステム１８００は、例えば、ボウタイリング電力増幅ステージ１８０４と、シードレーザ、例えば、固体又はガス放電シード発振器１８０２とを含むことができる。シード発振器１８０２は、フィードバック光子からの不要なレージングを防止するために、例えば、適切なシード注入機構８１２に対しては不要と考えられる絶縁体により電力増幅ステージ１８０４の発振空洞から隔離することができる。電力増幅ステージ区画１８０４は、例えば、電力増幅ステージチャンバ１８１０と、シード注入機構１８１２とを含むことができ、シード注入機構１８１２は、入力／出力結合器１８１４と、シード発振器１８０２から増幅部分チャンバ１０８４に出力ビーム１８０６を反射する最大反射（Ｒｍａｘ）鏡１８１６ビーム反転器１８２０とを含み、また、ビーム反転器／戻し器１８２０を含むこともでき、ビーム反転器／戻し器１８２０は、例えば、第１の最大反射鏡１８２２と、例えば、レーザシステムの公称中心波長、例えば、ＸｅＦの場合は３５１、ＸｅＣｌの場合は３１８、ＫｒＦの場合は２４８、ＡｒＦの場合は１９３、及びＦ2レーザの場合は１５７当たりで適切な帯域幅に向けて最大反射するように選択された例えばＲｍａｘ鏡１８１６と同様の材料で製造された第２の鏡１８２４とを含むことができる。本明細書でより詳細に説明するように、シード注入機構及びビーム戻し器は、発振経路１８２６、１８２８に沿った各発振時に、シードレーザ１８０２からの出力ビーム１８０６が、１対の放電電極間で、すなわち、経路の第１の方向の１８２６と、第１の方向に略反対であるが、出力レーザ光パルスビーム１００の形成中に毎回の発振当たりに利得媒体を通過する第２の方向の１８２８とに沿って発振当たり２回以上、形成された利得媒体を通過するように、電力増幅ステージ１８４０の発振空洞（技術的には、空洞長により、発振又は増幅発振ステージのいずれか）を形成するように配置することができ、出力レーザ光パルスビーム１００は、最終的には、レーザ発振の当業技術で公知のように、発振空洞１８０４を出て、レーザ発振器からの出力レーザ光パルスを作り出す。ビーム８２６、８２８のオフセット角度は、例示のために非常に誇張されており、かつ１μｒａｄとすることができることは理解されるであろう。
【０２４７】
図６８は、開示する本発明の実施形態の態様により、固体シード／電力増幅器レーザシステム１８８０を概略部分ブロック図の形態で例示している。本発明のシステムは、固体１２ｋＨｚシードレーザ１８２２と、１対の地利得媒体、例えば、１対の電力増幅器チャンバ１８８８とを組み込むことができる。光学的インタフェースモデル１８８４は、シードレーザ１８８２の出力を受光して、ｔｉｃ−ｔｏｃ方式で、例えば、交替パルスで、それぞれの増幅器利得媒体１８８８内に向けることができる。光学的インタフェースモデル１８８４は、例えば、１対の円筒形望遠鏡１８８６を含むことができ、１対の円筒形望遠鏡１８８６は、例えば、出力が非点収差である場合があり、望遠鏡がこの非点収差を除去する役目をするという理由で、ビームをフォーマット設定する役目をすることができ、かつ例えば、各々が例えば鏡１９０２と、鏡１９８０と、鏡１９１０とを含む入力光学器械モジュール１８９０を含むことができ、これらの鏡は、鏡１９０４及び１９０６と共に、例えば固定数の通過、例えば３通過電力増幅器（ＰＡ）として構成され、すなわち、レーザ発振が増幅器利得媒体内で行われない例えば電極（図６８においては図示せず）間の利得媒体を通過する３つの通過を形成することができる。それぞれの電力増幅器１８８８のそれぞれの出力は、一方では回転鏡１９３０、１９３２により、他方ではそれぞれのエネルギセンサを通じて誘導することができる。本発明のシステム１８８０からのこれらの出力ビームは、本明細書でより詳細に説明するように、ビーム結合器内で結合することができる。
【０２４８】
例えば、入力光学器械モジュール８９０内のそれぞれの鏡９１０の傾斜を調節する干渉破壊器、例えば、自動２軸角度調節機構１９１０は、例えば、発散の拡大化、及び従って本明細書の他の箇所で説明するように、干渉破壊に対して側面から側面に及び／又は上下に増幅器利得媒体に入るビームを掃引することにより、図６６のＸ軸及びＹ軸のビーム誘導電気光学器械１７１２、１７１４と類似の目的に役立たせることができる。
【０２４９】
ここで図６９を参照すると、開示する本発明の実施形態の態様により、固体シード／電力増幅ステージレーザシステム１９５０が概略部分ブロック図の形態で例示されている。本発明のシステム１９５０は、例えば、シードレーザ、例えば、出力が光学的インタフェースモジュール１８８４内に、例えば図６８の実施形態におけるように、１対の円筒形望遠鏡１８８６のそれぞれの１つの中に入ることができる固体１２ｋＨｚシードレーザ１９２を含むことができる。入力結合モジュール１９６０は、例えば、偏光結合を用いてシードレーザ１９５２の出力、すなわち、それぞれのシードビーム１９７０、１９７２をそれぞれの増幅器利得媒体、例えば、出力結合器１９８２を有する例えば電力増幅ステージ発振器内に協働で結合するように機能する偏光ビーム分割器１９６２と、Ｒｍａｘ１９６４と、１／４位相差板１９６６と、入力結合器Ｒｍａｘ鏡１９６８とを含むことができる。回転鏡１９８８４、１９８６、１９９４、１９９６は、図６８の実施形態内のそれぞれの回転鏡と同じ目的に役立つ。
【０２５０】
図７０は、例示的な正規化されたＭＯＰＯ強度１０００と、正規化された単一通過ｐａ強度１００２と、正規化された２通過ＰＡ強度１００４を表している。
図７１は、例示的な巨視的誘導パルス１０１０を表し、これは、例えば、例示するように、例えば、３つの異なる高電圧の何らかのパターンで繰り返すことができる複数の交替高ＤＣ電圧及び低ＤＣ電圧１０１０、０１０２、及び１０１４と、例えば、より高い電圧及び低電圧の両方で発生させることができる重畳交替電流高周波誘導電圧１０１６とを含むことができる。例示するように、例えば、高電圧は、異なるパルス持続時間及び異なる低電圧持続時間間隔を有することができる。図７３に示すように、これらの高電圧１０３２は、重畳ＡＣ１０３４と同じ値及び同じ低電圧持続時間間隔とすることができる。
【０２５１】
図７２は、開示する本発明の実施形態の態様により、光学切換及び塗装システム１０２０を概略部分ブロック図の形態で例示しており、システム１０２０は、例えば、固体シード１０２２と、周波数変換器１０２４と、光学切換及び塗装器１０２６とを含むことができ、光学切換及び塗装器１０２６は、例えば、パルスが例えば図７３に示すように高い（図７３の１０３６）時の増幅器利得媒体１０３０の第１のものに、及びパルスが低い（図７３の１０３６）時の他方の増幅器利得媒体１０３２の第１のものにビームを誘導し、かつＡＣビーム誘導１０３４を各増幅器１０３０、１０３２に適用する電気光学ビーム導波器を含むことができる。第２の周波数シフト器１０２８は、ビーム分割器／塗装器１０２６とそれぞれの増幅器利得媒体１０３２との中間とすることができ、かつ要素１０２４の周波数シフト器に追加するもの又はその代わるものとすることができる。
【０２５２】
開示する本発明の実施形態の態様に従って、本出願人は、固体シードレーザを利用して１９３ｎｍレーザ光を生成すること、例えば、線形又は非線形周波数変換ステージを駆動する固体シード駆動レーザ（又は複数のレーザ）との固体構成によるコヒーレント１９３ｎｍ放射線の生成を提案する。１つの潜在的なシード駆動レーザは、約１０６０ｎｍでレーザ光を発し、１０５０ｎｍから１０８０ｎｍの範囲で同調可能であるパルスＹｂファイバーレーザである。例えば、時間的持続時間が短いパルス（１ｎｓから５ｎｓ）を数ｋＨｚの繰返し周波数で生成するように形成することができるこのようなレーザは、成熟したかつ強力なファイバーレーザ技術を成すものである。最長波長混合源として１０６０ｎｍを使用して１９３ｎｍを生成するために、開示する本発明の実施形態の態様に従って、本出願人は、例えば、長い周波数及び適度に短い周波数を使用した和周波発生（ＳＦＧ）を用いて遠紫外線（ＤＵＶ）を発生させることを提案する。１９３ｎｍに到達する第２高調波発生（ＳＨＧ）は、他方の混合波長としての２３６．５ｎｍ源が現在は欠如しているために不可能である。しかし、このような供給源は、ＱスイッチダイオードポンピングＮｄ：ＹＡＧレーザの９４６ｎｍ出力（９４６ｎｍは、Ｎｄ：ＹＡＧにおいては効率が劣る透過である）の第４高調波発生（ＦＨＧ）により導出することができる。
【０２５３】
Ｎｄ：ＹＡＧの出力は、本質的に固定波長であり、全体的な同調可能性は、Ｙｂファイバーレーザ、例えば、Ｙｂ+3ファイバーレーザの出力波長を同調することにより達成することができる。Ｙｂファイバーレーザ出力の同調可能性は、ＣＷダイオードシードレーザ、例えば、「Ｎｅｗ  Ｆｏｃｕｓ  Ｖｏｒｔｅｘ  ＴＬＢ−６０２１」を通じて取得することができる。このようなダイオードレーザシード供給器は、リソグラフィ源用途に対する必要に応じて、例えば、反射体の積分ＰＺＴ制御を通じて、有限の波長範囲にわたって高速の波長制御を行い、かつ高いスペクトル純度を有することができる。Ｎｄ：ＹＡＧレーザは、数ｋＨｚの繰返し周波数で作動可能であり、システム全体の繰返し数が実際的なエキシマレーザ注入シード供給源に関する繰返し数要件を満たすことを保証する。
【０２５４】
狭帯域作動を達成するために、両レーザ源は、個別に狭帯域である必要がある。Ｎｄ：ＹＡＧシステムにおいては、これは、例えば、単一縦方向モード出力で作動する例えば非平面リング発振器アーキテクチャにおいて、例えば、ＣＷ低電力Ｎｄ：ＹＡＧレーザによる注入シードにより達成することができる。Ｙｂファイバーレーザの場合、帯域幅は、ＣＷダイオードレーザシード供給器を通じて保証することができ、ＣＷダイオードレーザシード供給器は、例えば、１００ＭＨｚのＦＷＨＭ程度で超狭線幅で一般的に作動する。更に、適切な大モード区域（ＬＭＡ）ファイバ技術を用いて、例えば、ファイバーレーザ発振器を含むファイバ又はあらゆるその後の増幅ステージ内での非線形効果によるスペクトル劣化を最小にすることができる。
【０２５５】
１９３．４ｎｍ放射線を発生させるために、例えば、図７６に概略部分ブロック図の形態で例示するように、システム１２００は、例えば、９４６ｎｍシードレーザによりシード供給されるパルス９４６ｎｍＮｄ：ＹＡＧレーザ１０２４、例えば、周波数変換器１２０６内でＮｄ：ＹＡＧレーザ１２０４周波数の出力が倍増する９４６ｎｍＣＷのＮｄ：ＹＡＧシードレーザ１２０２を含み、周波数変換器１２０６は、例えば、周波数逓倍器１２０８、例えば、ＬＢＯ又はＫＴＰ水晶のような非線形材料、次に、別の周波数逓倍器（図示せず）、又は第３高調波発生器１２１０、第４高調波発生器１２１２を含むことができ（例えば、各々は、例えば、上述の水晶を用いて残留ポンプ放射線による和周波発生を用いて行われる）、いずれかの手法で、２３６．５ｎｍで第４高調波が生成される。次に、２３６．５ｎｍ放射線は、最終非線形水晶混合ステージ、和周波発生器１２４０、例えば、ＣＬＢＯ又はＢＢＯ水晶において、Ｙｂファイバーレーザの１０６０ｎｍ出力と例えば和周波発生において混合させることができる。すなわち、例えば、１／１０４０（．０００９４３）＋１／２３６．５（．００４２３）＝１／１９３．３（．００５１７３）である。ファイバーレーザ１２２２は、Ｑスイッチ１２２８と共に、後部発振空洞鏡１２２４と前部窓１２２６とを有することができる。
【０２５６】
ＣＬＢＯは、ホウ酸セシウムリチウムであり、Ｎｄ：ＹＡＧ出力光のための有効第４高調波又は第５高調波発生器であり、１９４ｎｍ作動に向けて位相整合させることができ、＞２６ＧＷ／ｃｍ2の損失閾値を有する。ＢＢＯは、ベータホウ酸バリウム（ｂ−ＢａＢ2Ｂ4）であり、ベータホウ酸バリウムは、Ｎｄ：ＹＡＧレーザ、Ｔｉ：サファイアレーザ、アルゴンイオン及びアレクサンドライトレーザの第２高調波又はそれ以上の高調波発生に利用可能であり、かつ一般的に使用されている最も適応可能な非線形水晶材料の１つである。ＣＬＢＯは、より高い透過率及び高い受光角度に対して使用することができるが、より高い透過率及び高い受光角度には、位相整合のための低温冷却が必要である場合があり、また、ＣＬＢＯは、吸湿性材料であるために問題になる場合がある。代案は、例えばＢＢＯであり、ＢＢＯは、位相整合させることができるが、〜１９０ｎｍで吸収帯域縁部に非常に近く操作される。また、ＢＢＯは、ＣＬＢＯよりも遥かに狭い受光角度を有するが、これは、光学的設計により、例えばアナモフィック集束で対処することができる。開示する本発明の実施形態の態様に従って、両レーザ１０２４、１０２２は、例えば約２５ＫＷを超える真の出力電力で比較的強力に製造して、非線形周波数変換ステージ１２０６、１２４０内のあらゆる非効率性を補正する一助にすることができる。
【０２５７】
開示する本発明の実施形態の態様に従って、エキシマ増幅器利得媒体にシード供給するための固体レーザによる１９３．３ｎｍの生成は、例えば、エキシマレーザの現在の同調と類似の方法で波長同調可能であるとすることができる成熟した駆動レーザ技術を用いて行うことができる。図７７に概略部分ブロック図の形態で例示するシードレーザシステム１２００’は、例えば、約１５５０ｎｍでレーザ光を発するが、１５４０ｎｍから１５７０ｎｍの範囲で同調可能である例えばＥｒファイバーレーザ１２６０を含むことができる。Ｅｒファイバーレーザは、利用可能であり、かつＹｂファイバーレーザと類似の一般的な技術が使用される。このような手法は、例えば、ファイバベースの電気通信、例えば、光ファイバ通信における信号増強器として使用されるエルビウムドープファイバ増幅器又はＥＤＦＡ内で適用されるこの波長範囲に関するファイバ及びポンプダイオードレーザ技術が成熟しているので魅力的である。
【０２５８】
開示する本発明の実施形態の態様に従って、本出願人は、中程度のピーク電力高パルス繰返し数（複数ｋＨｚ、例えば、少なくとも１２ｋＨｚ）１５４６．５ｎｍ狭帯域パルス放射線源としてパルスファイバーレーザ発振器１２６０を使用することを提案する。そのレーザ１２６０は、標準的なパルスファイバーレーザ技術を用いて、ファイバーレーザ発振器１２６０のためのシード注入器として、単一モードＣＷ同調可能狭帯域ダイオードレーザ１２６２を使用して、狭帯域単一波長性能を保証すると共にリソグラフィ光源用途に必要とされる高速波長同調性を可能にするように形成することができる。この形式のダイオードレーザシード供給器１２６２の例は、例えば、「Ｎｅｗ  Ｆｏｃｕｓ  Ｖｏｒｔｅｘ  ＴＬＢ−１６４７」であり、これは、拡張波長範囲作動のための機械式駆動装置と並列して、有限の波長範囲にわたる高速波長駆動のためのＰＺＴ波長起動を備えた外部共振器ダイオード構成を用いている。更に、例えば、適切な大モード区域（ＬＭＡ）ファイバ技術を用いて、例えば、ファイバーレーザ増幅発振器又はあらゆるその後の増幅ステージを含むファイバにおける非線形効果によるスペクトル劣化を最小にすることができる。このような手法を用いると、例えば、大モード区域ファイバにおける単一モード作動を保証する技術を採用して、ファイバ中核部でのピーク電力を低減すると同時に空間ビーム品質を維持することを可能にすることができる。１５４６．５ｎｍ放射線が生成された後、５段階の非線形周波数変換、第２高調波発生、又は和周波発生のいずれかを用いて、直接、１９３．３ｎｍまで周波数をアップコンバートすることができる。これは、図７８に説明する段階を通じて達成することができ、その１つが図７７に一例として例示されており、ωは、１５４６．５ｎｍを指し、８ωは、１９３．３ｎｍである。図７７においては、例えば、基本周波数をＳＦＨ１２５８内の第２高調波に追加して、３ωを取得し、３Ｗを周波数を２倍にして周波数逓倍器１２５８内で６ωを取得し、次に、ＳＦＧ１２５２及び１２５４において上述の要領による同様のこのような和周波発生により、それぞれ、７ω及び８ωを取得することによるＳＨＧ１２０８における１５４４６．５ｎｍの第２高調波２ωの発生及び第３高調波発生が示されている。更に、開示する本発明の実施形態の態様に従って、例えば、スペクトル／波長制御に向けてダイオードレーザによりシード供給される比較的低電力のパルスファイバーレーザ発振器出力は、次に、例えば、ファイバ増幅（図示せず）のその後のステージを通じてピーク電力において高めることができる。本出願人は、この手法に基づく全ファイバ固体駆動レーザの開発も提案する。
【０２５９】
図４７を参照すると、例えばレーザ処理システム、及び例えば低温でガラス基板のシート上でアモルファスシリコンを溶融及び再結晶化するＬＴＰＳ又はｔｂＳＬＳレーザ焼鈍システムが、概略ブロック図の形態で例示されている。システム１０７０は、例えば、本明細書で説明するようなレーザシステム２０と、レーザ２０出力光パルスビームを約５ｘ１２ｍｍから例えば加工物取扱いステージ１２７４上に保持された加工物を処理する１０ミクロン程度ｘ３９０ｍｍ又はそれよりも長い細いビームに変形する光学システム１２７２とを含むことができる。
【０２６０】
ＭＯ／増幅ステージエネルギとＭＯ／増幅ステージタイミングは、シードレーザエネルギ、ＡｒＦチャンバガス混合物、出力結合器（空洞Ｑ）の％反射率、及びシードレーザパルス持続時間の異なる値で検証しており、その結果は、図７に関して説明する通りである。
ＡＳＥとＭＯ／増幅ステージタイミングは、シードレーザエネルギ、ＡｒＦチャンバガス混合物、出力結合器（空洞Ｑ）の％反射率、及びシードレーザパルス持続時間の異なる値で検証しており、その結果も、図７に関して説明する通りである。
【０２６１】
ここで図７を参照すると、一例として、開示する本発明の実施形態の態様によるタイミング及び制御アルゴリズムを例示する図表が示されている。図表は、一部の構成における増幅ステージが、本出願人の譲渡人が電力増幅器と称しているもの、すなわち、本出願人の譲渡人のＭＯＰＡのＸＬＡ−ＸＸＸモデルレーザシステムにおける利得媒体を通過する固定数の通過とは反対に発振はあるが、例えば整数倍数の公称波長とのリング経路長のために厳密にはＰＯではなくＰＡである場合があることを認識して、シードレーザチャンバ及び増幅ステージ、例えば便宜上本明細書ではｄｔＭＯＰＯと称するリング電力増幅ステージ内の放電の差動タイミングの関数として、例えば曲線６００ａとしてレーザシステム出力エネルギがプロットされている。また、曲線６０２ａとして、ｄｔＭＯＰＯの関数としてのレーザシステムの増幅ステージ内で生成されたＡＳＥの代表的な曲線が例示されている。更に、ｄｔＭＯＰＯの関数としてレーザシステムの出力の帯域幅の変化を表す例示的な曲線６０４ａが示されている。また、曲線６０６ａとしてＡＳＥの選択限界が例示されている。
【０２６２】
タイミング曲線上でＡＳＥの極小値又はその付近の作動点を選択して、例えば、本発明のシステムが作動する作動曲線６０２ａ上の点を判断するために、例えば、ｄｔＭＯＰＯの制御選択をディザ処理することにより、そこで作動させることができることが理解されるであろう。例えば、レーザシステム出力パルスエネルギ及びエネルギσ及び関連の線量及び線量σを一定に問題のない許容値内に維持するために、出力パルスエネルギをエネルギ曲線の比較的平坦な上部に維持しながら、ＡＳＥ曲線６０２ａの極小値付近で作動するかなりの余裕があることが分る。更に、図示のように、上述のＥ制御を妨げないままで帯域幅範囲から帯域幅を選択するためのｄｔＭＯＰＯの同時使用があるとすることができる。
【０２６３】
これは、使用されるシードレーザの性質、すなわち、固体シードレーザシステム又はガス放電レーザシードレーザシステムに関係なく達成することができる。しかし、固体シードレーザシステムを使用する場合、例えば、固体シードレーザポンピングの例えば程度の制御、又は当業技術で公知のいくつかの手段のいずれかにより、シードレーザの帯域幅を選択（制御）する様々な技術の１つが利用可能であると考えられる。このようなポンピング出力制御により、帯域幅を選択するために例えばレージング閾値を超える値にポンピング出力を置くことができる。この帯域幅選択により、曲線６０４ａの関連の値が変わるか又外れる場合があるが、レーザシステムは、それでも、ＢＷと、同時に、例示するエネルギ曲線６００の平坦な上部領域のある程度一定の値にレーザシステムパルスの出力エネルギを維持する作動点との両方を選択するためにｄｔＭＯＰＯを用いて、上述の形式のＥ及びＢＥの制御に影響を受けやすいであろう。また、非ＣＷ固体とシードレーザを使用すると共に、出力帯域幅を調整することができる。例えば、主発振空洞（空洞−Ｑ）の出力カプラ反射率の選択により、シードレーザシステムの出力帯域幅を調整することができる。シードレーザパルスのパルスタイミングを利用して、レーザシステムの全体的な出力帯域幅を制御することができる。
【０２６４】
選択ＡＳＥ上限値又はｄｔＭＯＰＯの変化があっても比較的平坦なままであるエネルギ曲線の部分の範囲により、選択に利用可能な帯域幅の範囲が限定される場合があることが図７から分る。一定のエネルギ出力及び最小ＡＳＥを維持すると同時に、ｄｔＭＯＰＯ作動値の選択により利用可能な帯域幅範囲から帯域幅を選択するためには、ＢＷ曲線の傾斜及び位置は、タイミング曲線上の利用可能な作動点に影響を与えることが分る。
ガス放電シードレーザにおける放電パルスのパルス持続時間、特に、例えば、波面制御を用いてシードレーザから公称帯域幅を選択し、従って、一例として図７に例示するようにＢＷ曲線６０４の傾斜及び／又は位置に影響を与えることができることも同様に公知である。
【０２６５】
開示する本発明の実施形態の態様に従って、縁部光学器械、すなわち、使用しなければならず、従って、困難である可能性があるその縁部までずっと恐らく被覆される光学器械を選択する必要があると考えられる。このような光学器械は、縁部光学器械を使用することを回避するには余裕が小さすぎる場合があるので、例えば、両者の分離によっては、併せて図２に示すシード注入機構のバージョンを形成する例えば出力結合器、例えば図２に示す１６２と、最大反射体、例えば、図２示す１６０との間で必要とされる可能性がある。そうである場合、縁部光学器械は、例えば、ＯＣ部分１６２を通過させるような既存のビームの光線経路に対してＲｍａｘであるように選択すべきである。コーティングの観点から、層数が少なくなるので、ＯＣを縁部光学器械に適応させることが好ましいと考えられる。しかし、開示する本発明の実施形態の態様に従って、代案の設計が、本出願人により選択され、図３０に概略的かつ一例として例示されており、例えば、縁部光学器械の使用は、図２に示すビーム拡大器１４２、例えばプリズム１４６、１４８により作成されるような例えば十分に大きな間隔が出射リング電力増幅ステージビームと入射リング電力増幅ステージビームとの間に設けられている場合は回避することができる。例えば、２つのビームの間の約５ｍｍの間隔は、例えば、あらゆる縁部光学器械の使用を回避するのに十分に満足なものであると判断される。
【０２６６】
図４６に一例として例示するように、レーザシステム、例えば、図２に一例として例示するシステム１１０は、例えば、リング電力増幅ステージ１１４を使用してリング電力増幅ステージ１１４内の主発振器２２の出力ビーム６２を増幅して、レーザシステム出力パルスビーム１００を生成することができる。開示する本発明の実施形態の態様の一例としてより詳細に示すビーム拡大器／分散器１４２は、第１の拡大／分散プリズム１４６ａと、第２の拡大／分散プリズム１４６ｂと、第３のプリズム１４８で形成することができる。
【０２６７】
シード注入機構１６０は、部分反射入力／出力結合器１６２と、図３０に一例としてかつ部分概略的に、すなわち、シード注入機構及び拡大／分散１６０、及びそれぞれビーム７４及び７２が横断して出入りするリング電力増幅ステージチャンバ（図示せず）を見下ろす平面図で、すなわち、主発振器チャンバ２２から移動する出力ビームの軸の斜視図から例示する最大反射鏡（Ｒｍａｘ）１６４とを含むことができ、この主発振器チャンバは、説明しているこのような実施形態では、他の箇所で説明するように、チャンバ１４４の上方のその短軸に位置決めして（ビーム６２は、図示のようにほぼ水平縦方向軸に折り返されている（このビームはまた、ＭＯＰｕｓ（他の箇所で説明するようにミニＯＰｕＳとビーム拡大器とを有するＭＯ−ＷＥＢとも呼ばれる）内に拡張されている））、それを断面形状でほぼ正方形にすることができる。
【０２６８】
リング電力増幅ステージ共振器の内側でのビーム拡大プリズム１４６ａ、１４６ｂ、及び１４８の構成に関しては、例えば、単一のプリズム上で又は２つのプリズム上で同じ入射角及び出射角により、例えば、６８．６°入射角と２８．１°出射角により達成された例えば４倍拡大を備えた本出願人の譲渡人のＸＬＡ−ＸＸＸモデルレーザシステム内の電力増幅器（ＰＡ）ステージの出力上でのビーム拡大と類似の構成を達成することができる。これは、例えば、全フレネル損失の均衡を保ちかつ最小にする役目をすることができる。反射率に関するコーティング、例えば反射防止コーティングは、最高のエネルギ密度を本発明のシステム内で受けると思われるので、これらの表面上では回避することができる。開示する本発明の実施形態の態様に従って、ビーム拡大器／分散器１６０は、第１のプリズム１４６が小さなプリズム１４６ａ及び１４６ｂに分割された状態で実行することができ、第１のプリズムは、いくつかの利点、例えば、低コスト及びより良好にビーム７２、７４及びシステム出力ビーム１００を整列及び／又は誘導する機能（ビーム反転器（（図３０においては図示せず）と組み合わせて）を有する分割プリズムと共に１つの重要な角度を成すプリズムが収まることができる位置に収まるように、図３０に一例として示すように、例えば、先端を切ったような形である例えば３３ｍｍビーム拡大プリズムとすることができる。
【０２６９】
主発振器シードビーム６２は、シード注入機構１６０に入ると、入力／出力結合器として機能するビーム分割器部分反射光学器械１６２を通って、第１及び第２のビーム拡大プリズム１４６ａにビーム７４ａとして反射されるビーム６２ａとしてＲｍａｘ１６４に至ることができ、第１のビーム拡大プリズム１４６ａは、水平軸でビームを約１／２ｘ縮小する役目をする（図３０に示すような用紙の平面に入る垂直軸において約１０ｍｍから１１ｍｍのままである）。次に、ビーム７４ｂは、第２のビーム拡大プリズム１４８、例えば、４０ｍｍビーム拡大プリズムに方向付けられ、そこで、再び約１／２ｘ縮小され、従って、全体の縮小は、リング電力増幅ステージ（図３０においては図示せず）の利得媒体に入るビーム７４を形成するように約１／４倍である。ビームは、ビーム反転器、例えば、本出願人の譲渡人のＸＬＡ−ＸＸＸモデルレーザシステムＰＡにおいて現在使用されている形式のビーム反転器により反転されて、例えば、ボウタイ構成において利得媒体内で交差し、又はレーストラック構成のバージョンにおいて恐らくある程度重なり合って、大雑把に平行に移動した後、プリズム１４８にビーム７２として戻る。ビーム７２が大雑把に２倍に拡大されているプリズム１４８から、ビーム７２ｂは、プリズム１４２ｂに方向付けられて、更に約２倍拡大されてビーム７２ａになる。ビーム７２ａは、部分反射されてビーム６２ａの一部としてＲｍａｘに戻り、出力ビーム１００として部分的に透過され、出力ビーム１００は、十分なエネルギを有する出力ビームパルスがリング電力増幅ステージ内のレージング発振により得られるまでエネルギが徐々に増大する。増幅器利得媒体、例えば、リング電力増幅ステージに入るビームの狭化には、いくつかの有利な利点があり、例えば、ビームの水平幅を利得媒体内の電極間でほぼガス放電の幅に抑制する（ボウタイ構成の場合、２つのビーム間の変位角は非常に小さいので、各々が本質的に水平幅が約２ｍｍから３ｍｍであっても数ｍｍの放電幅内に留まり、レーストラック構成の実施形態の場合、ビーム７２又はビーム７２のみが、毎回の往復で利得媒体を通過し、又はビームは、双方向ビーム７２、７４がシードビーム７２、７４の毎回の往復において放電利得媒体を通過するように更に狭化されるか又は放電が拡幅される）。
【０２７０】
プリズム１４６ａ、１４６ｂ、１４８、特に、１４６ａ及び１４６ｂのポインティング及びアラインメントを利用して、リング電力増幅ステージからシャッターに向うレーザ出力光学列への出力ビーム１００の適切なアラインメントを保証することができる。入力／出力結合器１６２を出るビームは、システム開口の一部を約１０．５ｍｍに定める（水平軸において）例えば水平サイズ選択開口１３０により、例えば水平方向でサイズを固定することができる。例えば、本出願人の譲渡人のＸＬＡ−ＸＸＸレーザシステム製品内の例えば大雑把に現在のＰＡ−ＷＥＢの位置の別の開口は、垂直寸法決定においてビームをサイズにすることができる。ビームは約１ｍＲａｄの発散を有するので、サイズ決定は、各寸法においては、シャッターで判断される実際のビーム寸法よりも若干、例えば約１ｍｍ小さなものになる場合がある。開示する本発明の実施形態の態様に従って、本出願人は、システム制限開口が、主システム出力ＯＰｕＳ、例えば、４倍ＯＰｕＳの直後に位置決めされるように提案する。リング電力増幅ステージ開口は、更に約５００ｍｍだけレーザシステムの内側に位置することができる。この距離は、所定の測定面（現在のシステム開口）での位置変化になるポインティング変化を回避するには大きすぎるものである。代替的に、制限的システム開口は、ＯＰｕＳの直後に位置することができ、かつ一般的に使用されているステンレス鋼板の代わりに１９３ｎｍの反射誘電コーティングを有することができる。この設計は、光学アラインメントの容易化を提供する同時に、この開口の加熱を低減することができる。
【０２７１】
開示する本発明の実施形態の態様に従って、本出願人は、この位置での例えばＰＣＣＦ被覆窓の使用ために、例えば、チャンバの少なくともビーム反転器側で、先に参照した現在特許出願中の米国特許出願において説明されているものと類似か又は同じの比較的応力がないチャンバ窓構成を実行することを提案する。
開示する本発明の実施形態の態様に従って、本出願人は、例えば、ＬＡＭにおいて、又はＭＯ波面エンジニアリングボックス（ＷＥＢ）又は本明細書の他の箇所で説明するミニＯＰｕＳと共に、本出願人の譲渡人の既存のＸＬＡ−ＸＸＸモデルレーザシステムによるＭＯＷＥＢの要素を含むことができるいわゆるミニＯＰｕＳにおいて、例えばＡＳＥ検出、例えば後方伝播ＡＳＥ検出、並びに例えば１つ又はそれよりも多くのビーム拡大プリズムを使用して短軸でＭＯの出力ビームを拡大して例えばほぼ正方形の断面ビームを形成するビーム拡大を行うことを提案する。現在のＭＯ−ＷＥＢ及びそのビーム回転機能は、概略的に回転鏡、例えば、図２に示す４４として表されている。しかし、優先的に、後方伝播検出器を、ＭＯ−ＷＥＢ／ＭＯＰｕｓ「内」に、すなわち、例えば、Ｒ＝１００％ではなくて反射率Ｒ＝９５％を有する例えば折り畳み鏡（重み畳み＃２）、例えば、図２の４４を採用して、この鏡４４を通じた漏光をモニタすることにより設置することができる。この読取値のある程度のドラフト及び不正確さは、例えば、リング電力増幅器がシードパルスを増幅するようなタイミングとなっていないが、それでも広帯域レーザ光を作り出す時に、例えば、トリップセンサとして利用することができるので満足できる（すなわち、各種条件が問題ない時に０．０００１ｍＪ付近での本質的に逆ＡＳＥのない測定結果に問題がある時の逆ＡＳＥありの約１０ｍＪに対して）。新しい検出器のための既存のコントローラ、例えば、ＴＥＭコントローラ、ケーブル、及びポートなどを採用することができる。検出器は、例えば、レーザシステム出力シャッターで例えばビーム強度を測定するために既存のＸＬＡ−ＸＸＸモデルレーザシステム上で本出願人の譲渡人により現在使用されている検出器とすることができる。
【０２７２】
開示する本発明の実施形態の態様に従って、例えば、提案する短いＯＰｕＳ、いわゆるミニＯＰｕＳ内で必要とされる軸外れ光線に対してミスアラインメントに非常に強く、従って、収差が潜在的に低いように共焦点とすることができる１つ又はそれよりも多くのミニＯＰｕＳは、２つ又はそれよりも多くが採用されている場合には、それぞれ、４ｎｓ及び５ｎｓの遅延時間を有することができる。これらの値は、両方のＯＰｕＳが、干渉破壊のための適切な遅延経路に加えて、球面光学器械を使用して低い波面歪みを示すように選択されたものである。低い波面要件は、実際には、透過ビーム及びミニＯＰｕＳ内の遅延ビームが互いから若干角度オフセットであるように、特殊手段が利用されていない限り、ミニＯＰｕＳからの大きなスペックル低減、例えば、平坦−平坦補正板を若干楔処理された板と置換することにより生成される例えばミニＯＰｕＳの出力からの角度散開を防止することができる。他の手段、例えば、一方又は両方の軸内での例えば上下又は左右へのビーム反転、負側の一回の結像、上下及び左右への反転の組合せ、及びビーム平行移動（剪断）を採用することができ、これは、例えば、代理人整理番号第２００４−０１４４−０１号である、２００６年３月３１日出願の「共焦点パルス拡張器」という名称の上述の現在特許出願中の出願番号第１１／３９４、５１２号で示めされるような補正板を除去すること又は例えば第１の軸の補正板と直交する第２の軸内の第２の補正板の追加により達成することができる。
【０２７３】
例えば、主発振器からのレーザビームは、部分的にコヒーレントであり、それによってビームに反転が発生する。主パルス及び娘パルスへの主パルスの遅延経路による分離と共に、透過ビームと共にミニＯＰｕＳ出力部に再び入る反射ビームを角度的にシフトすることにより、例えば、ウェーハのところで又は焼鈍のための加工物のところで、加工物（ウェーハ又は結晶化パネル）を照射するレーザ光源パルスの干渉の低減から生じる非常に相当量のスペックル低減を達成することができる。これは、一部の場合には、共焦点構成では不可能であるが、遅延経路内での何らかの楔の追加でも、出力部内への遅延ビームのビーム分割反射部分の前に例えば透過ビーム及びその親パルス及び先行する娘パルス（もしあれば）と意図的に遅延経路鏡をミスアラインメントにすることにより達成することができる。例えば、板に１ミリラジアンの楔があれば、反射娘パルスビーム内に０．８６ミリラジアンの角度シフトが生成される。
【０２７４】
ミニＯＰｕＳの光学遅延経路は、レーザ性能及び効率に関して他の有利な成果を有することができる。開示する本発明の実施形態の態様に従って、図４８に概略的に示すように、レーザビーム、例えば、シードソースレーザ（（図４８においては図示せず）からのシードビーム５００は、部分反射鏡（ビーム分割器）５１０を使用して２つのビーム５０２、５０４に分割することができる。この鏡５１０は、ビームの一部を主ビーム５０２内に透過して、ビーム５００の残りをビーム５０４として光学遅延経路５０６内に反射する。透過された部分５０２は、続いてレーザシステム（図４８においては図示せず）内に入る。反射される部分５０４は、例えば、鏡５１２、５１４、及び５１６を含む光学遅延経路５０６に沿って方向付けられ、鏡５１４は、例えば、レーザ出力ビームを形成するために、又はその後の増幅ステージ内の増幅に向けて部分５０４がレーザシステムの残りに再び入ることを可能にするために、この概略図においては用紙の平面に垂直に変位される。次に、ビーム５０４は、元のビーム５００の透過部分５０２と再結合することができる。遅延ビーム５０４は、ビーム５０４の経路内に本質的に垂直に配置された楔（補正板）５２０に通すことができる。従って、遅延経路５０６からの娘パルスビーム５０４は、遠距離場において透過部分内のビームの主要部分から若干角変位される。この変位は、例えば、約５０μＲａｄと５００μＲａｄの間とすることができる。
【０２７５】
遅延経路５０６の長さは、透過されるビームの部分と反射される部分の間に何らかの時間的な例えば干渉性長を超えるがパルス長を遥かに下回るシフト、例えば、約１ｎｍから５ｎｍがあるように、ビームパルスを遅延させるものである。遅延時間を決める適切な経路長を選択することにより、２つのビームの追加は、パルス内のエネルギが若干長めのＴisに広げられるようなものとすることができ、これは、主ＯＰｕＳ内のその後のパルス拡張と組み合わせて、レーザ性能を改善し、並びに他の有用なレーザ性能上の利点を達成することができる。
【０２７６】
２つのミニＯＰｕＳは、望ましい効果を達成するために必要とされると考えられる。２つのミニＯＰｕＳからのパルスのオフセット時間は、例えば、１ナノ秒とすることができる。光学的及び機械的考慮事項に基づいて、拡張器に対して選択された遅延は、例えば、第１のミニＯＰｕＳにおいては３ｎｓの遅延経路、第２のミニＯＰｕＳにおいては４ｎｓの遅延経路とすることができる。遅延がこれよりも短い場合、この光学的システムは、例えば、共焦点鏡又は球面鏡を使用する場合に問題になる収差を招く可能性がある。遅延がこれよりも長い場合、レーザキャビネット内の有効スペース内にシステムを収めることは困難であろう。３ｎｓ遅延を達成するためにビームが進まなければならない距離は、９００ｍｍであり、４ｎｍ分遅延するには１２００ｍｍである。図４９に概略的に例示するミスアラインメントに対する感度を最小にする共焦点光学システム５２０は、ビーム分割器５２６と共に、焦点が空間的に同じ位置であり、かつ曲率中心が反対の鏡に位置する２つの鏡５２２、５２４から成ることができる。反射ビーム及び透過ビームが、図４８に対して上述のように若干ミスアラインメント状態であることを保証するために、補正板５３０（例えば、楔）を追加することができる。この場合、補正板は、適切に機能するように角度をつけて遅延ビームの経路内に設けられる。
【０２７７】
干渉破壊及び他の目的のためのミニＯＰｕＳ内の遅延経路時間は、短いものはほぼ時間的可干渉距離ほど短く、ミスアラインメント及び収差許容誤差のような説明した光学的及び空間上の考慮事項のために実際的に可能な限り長くすることができる。２つ又はそれよりも多くのミニＯＰｕＳがある場合、各ミニＯＰｕＳにおける遅延経路は、例えば、可干渉距離を上回って長さが異なり、かつ別々のＯＰｕＳからの娘パルスの交差による実質的な干渉応答（増大）がないように選択することができる。例えば、遅延経路時間は、光学的構成によっては、少なくとも可干渉距離だけ、及びある程度の量を上回らず、例えば４は５可干渉距離だけ分離することができる。
【０２７８】
開示する本発明の実施形態の態様に従って、本出願人は、例えば、単一の入力パルスから順番に遅延された複数のサブパルスを生成する干渉破壊光学構造を採用することを提案するが、サブパルスも、次のサブパルスから光可干渉距離を上回って遅延され、更に、各サブパルスのポインティングは、意図的に入力パルスの発散よりも小さい量だけ意図的にチャープ処理される。更に、本出願人は、１対の干渉破壊光学遅延構造を利用することを提案するが、１対の光学遅延構造間の光学遅延時間の差は、入力光の可干渉距離を超える。２つの光学遅延構造の各々は、上述の干渉破壊光学遅延構造の態様に関して説明したような制御チャープ処理ポインティングでサブパルスを生成することができる。
【０２７９】
開示する本発明の実施形態の態様に従って、例えば、提案する短いＯＰｕＳ、いわゆるミニＯＰｕＳ内で必要とされる軸外れ光線に対してミスアラインメントに非常に強く、従って、収差が潜在的に低いように共焦点とすることができる２つのミニＯＰｕＳは、２つ又はそれよりも多くが採用されている場合には、それぞれ、４ｎｓ及び５ｎｓの遅延時間を有することができる。これらの値は、両方のＯＰｕＳが球面光学器械を使用して低い波面歪みを示すように選択されたものである。低い波面要件は、透過ビーム及びミニＯＰｕＳ内の遅延ビームが互いから若干角度オフセットであるように、特殊手段が利用されていない限り、ミニＯＰｕＳからの大きなスペックル低減、例えば、平坦−平坦補正板を若干楔処理された板と置換するか、又は異なる軸に別の補正板を追加することにより生成される例えば角度散開、又は位置平行移動／剪断（位置チャープ）又は上述のようなビーム反転／逆転を防止することができる。
【０２８０】
開示する本発明の実施形態の態様に従って、集積回路フォトリソグラフィフォトレジスト露光又は例えば低温再結晶化処理のためのガラス基板上のアモルファスシリコンのレーザ焼鈍のためのレーザ加熱におけるなどのレーザシステムからの照射に露光される加工物の処理に及ぼすスペックルの影響（線縁部粗度及び線幅粗度を含む）を大幅に低減するために、適切な干渉破壊を十分に達成することができることが当業者によって理解されるであろう。これは、例えば、単一のチャンバレーザシステムから、又は多チャンバレーザシステム出力部から、又は多チャンバレーザシステムの別のチャンバ内の増幅前にこのような多チャンバレーザシステム内のシードレーザからのレーザビームを、出力ビームをパルス及び娘パルスに分割してパルス及び娘パルスが何らかの量、例えば約５０μＲａｄと５００μＲａｄとの間で互いに角変位された単一のビームに再結合する光学構成に通すことにより達成することができ、娘パルスの各々は、例えば、少なくとも時間的な可干渉距離だけ、好ましくは、時間的な可干渉距離を超えて主パルスから遅延される。
【０２８１】
これは、主ビームを透過してそのビームの一部を遅延経路内に注入し、次に、主ビームを遅延ビームと再結合するビーム分割器を有する光ビーム遅延経路内で行うことができる。この再結合においては、２つのビーム、すなわち、主ビーム及び遅延ビームは、ポインティングチャープを与えると本明細書で称するように、遠距離場においてごく僅かに互いから角度的にオフセットさせる（異なるポインティングが行われる）ことができる。遅延経路は、パルスの時間的な可干渉距離よりも長くなるように選択することができる。
角変位は、楔は若干異なるポインティングを遅延ビームに行う（ポインティングチャープ）遅延ビームがビーム分割器に戻る前に光学遅延経路内で楔を用いて達成することができる。ポインティングチャープ量は、上述のように、例えば、約５０μＲａｄと５００μＲａｄの間とすることができる。
【０２８２】
光学遅延経路は、各々がそれぞれのビーム分割器を備えた２つの遅延経路を直列に含むことができる。このようなイベントにおいては、各遅延経路は、干渉効果がそれぞれの遅延経路からの主パルスと娘パルスの間に生成されないように長さが異なるとすることができる。例えば、第１の遅延経路内の遅延が１ｎｓである場合、第２の遅延経路内の遅延は、約３ｎｓとすることができ、第１の遅延経路内の遅延が３ｎｓである場合、第２の遅延経路内の遅延は、約４ｎｓとすることができる。
【０２８３】
２つの別々の遅延経路内の楔は、第１の遅延経路内の楔が、１つの軸内の干渉（スペックル）を低減する役目をすることができ、他方の遅延経路内の楔が、第１の遅延経路と略直交した他方の軸内の干渉（スペックル）を低減することができるように、ビームプロフィールに対して互いに略直交して配置することができる。従って、スペックルに及ぼす影響、例えば、集積回路製造工程でフォトレジストの露光におけるウェーハでの線縁部粗度（ＬＥＲ）及び／又は線幅粗度（ＬＷＲ）への寄与は、ウェーハ上の２つの異なる軸での特徴部寸法に沿って低減することができる。
上述のような他の特殊な手段、例えば、ビーム平行移動、ビーム結像、及び散開反転などを採用することもできる。
【０２８４】
開示する本発明の実施形態の態様に従って、例えば、ボウタイ式リング電力増幅ステージ内のボウタイの６ｍＲａｄ交差部で、リング空洞内の拡大プリズムは、入射ビーム及び出射ビームに対して若干異なるものとすることができ、かつリング周りを進む時にビームが成長するか、又はリング周りに進む時に若干収縮するように配置することができる。代替的に及び好ましくは、開示する本発明の実施形態の態様に従って、図３０に一例として例示するように、例えば、出射ビームと入射ビームの間のより長い間隔、例えば、約５−６ｍｍによって可能にされるより大きいビーム拡大プリズムを２つの別々の部分に分割する結果、本出願人は、従って、出射ビーム及び入射ビームの両方、例えば、図３０にそれぞれ例示的かつ概略的に示すビーム１００及び６２に対して同じ倍率になるように、図４に概略的に示す２つのプリズム、例えば、１４６、１４８の角度を調整することを提案する。
【０２８５】
開示する本発明の実施形態の態様に従って、本出願人は、例えば、システム水平軸ビーム出力開口の位置決めと共に、Ｒｍａｘ１６４及びＯＣ１６２を収容するシード注入機構のバージョンのＲｍａｘ、例えば１６４部分、及びＯＣ、例えば１６２部分をその同じステージ上に設置することを提案する。それによって例えばユニット全体として各々の事前アラインメントが可能になり、かつ個々の構成要素の現地でのアラインメントが不要になる。これは、例えば、図２（シード注入機構）に示すＲｍａｘ／ＯＣアセンブリ、例えば、１６０の位置をちょうど本出願人の譲渡人の単チャンバ発振システム（例えば、ＸＬＳ−７０００モデルレーザシステム）内のＯＣの位置が固定されるように固定することを可能にすることができる。同様に、このような構成は、実質的な進行中の調整の必要がなく、Ｒｍａｘ／ＯＣがシステム開口に対して適切に位置決めされるように許容誤差を考慮することができる。ビーム拡大プリズムは、増幅利得媒体のチャンバ１４４とシード注入機構アセンブリ、及び出力ビーム１００経路とレーザシステム光軸のアラインメントに向けて移動可能にすることができる。
【０２８６】
開示する本発明の実施形態の態様に従って、本出願人は、単一の入力パルスから順番に遅延された複数のサブパルスを生成する干渉破壊光学構造を採用することを提案するが、サブパルスはまた、次のサブパルスから光可干渉距離を上回って遅延され、更に、各サブパルスのポインティングは、意図的に入力パルスの発散よりも小さい量だけ又は上述の他の特殊な手段のいずれかにより意図的にチャープ処理される。更に、本出願人は、１対の干渉破壊光学遅延構造を利用することを提案するが、１対の光学遅延構造間の光学遅延時間の差は、入力光の可干渉距離を超える。２つの光学遅延構造の各々は、上述の干渉破壊光学遅延構造の態様に関して説明したような制御チャープ処理ポインティングで又は上述の他の特殊な手段のいずれかによりサブパルスを生成することができる。
【０２８７】
開示する本発明の実施形態の態様に従って、本出願人は、例えば、アラインメント及び診断中にＭＯ出力を阻止するために本出願人の譲渡人のＯＰｕＳ上で利用されているようなものと同様に、適切な場合には、ＭＯ出力がリングに入ることを阻止するために機械式シャッターを位置決めすることを提案する。正確な位置は、例えば、シード供給されていないリング電力増幅ステージアラインメント及び作動中にミニＯＰｕＳが保護されるリング電力増幅ステージの前では最終折り畳み鏡のすぐ上とすることができる。
【０２８８】
ここで図７９を参照すると、開示する本発明の実施形態の態様により、レーザＤＵＶ光源が概略部分ブロック図で示されている。システム１３００は、例えば、本明細書の他の箇所で説明するように、例えば、固体レーザ１３０２、１３０４、１３０６とすることができる複数のシードレーザシステムを含むことができ、シードレーザ１３０６は、システム内のｎ番目のシードレーザである。各シードレーザに対しては、対応する増幅レーザシステム、例えば、１３１０、１３２０、及び１３３０があるとすることができ、増幅レーザシステム１３０６は、ｎ番目の増幅レーザシステムである。各増幅レーザシステム  １３１０、１３２０、１３３０は、例示的場合ではＡ＝２である複数のＡを有することができ、増幅利得媒体１３１２、１３１４、及び１３２２、１３２４、及び１３３２、１３３４を有することができ、増幅利得媒体１３３２、１３３４は、例示的なｎ番目の増幅利得媒体システム１３３０を含む。各利得媒体１３１２、１３１４、１３２２、１３２４、１３３２、１３３４は、エキシマ又は分子フッ素レーザのようなガス放電レーザを含むことができ、より具体的には、本明細書の他の箇所で及び本出願と同日出願の上述の現在特許出願中の出願で説明するようなリング電力増幅ステージを含むことができる。それぞれのＡ増幅利得媒体１３１２、１３１４、及び１３２２、１３２４、及び１３３２、１３３４の各々には、ビーム分割器１３０８によりそれぞれのシードレーザ１３０２、１３０４、及び１３０６からの出力パルスを供給することができる。それぞれの増幅器利得媒体１３１２、１３１４、１３２２、１３２４及び１３３２、１３３４は、それぞれのシードレーザパルス繰返し数Ｘ、例えば、Ａ／Ｘのある一定の割合で作動することができる。ビーム結合器１３４０は、増幅器利得媒体１３１２、１３１４、１３２２、１３２４、１３３２、１３３４の出力を結合して、ｎＸのパルス繰返し数のパルスのレーザシステム１３００出力レーザ光源ビーム１００を形成することができる。
【０２８９】
図８０を参照すると、開示する本発明の実施形態の態様により、レーザシステム１３５０が概略ブロック図の形態で例示されており、レーザシステム１３５０は、例えば、本明細書の他の箇所で説明するような固体レーザ１３５２ａ、１３５２ｂ、１３５２ｃとすることができる複数のシードレーザ１３５２ａ、１３５２ｂ、及び１３５２ｃを含むことができ、シードレーザ１３５２ｃは、システム１４５０内のｎ番目のシードレーザである。シードレーザの各々は、１対のそれぞれの増幅器利得媒体１３５６、１３５８、１３６０、１３６２、及び１３６４、１３６６にシード供給することができ、増幅器利得媒体１３６４、１３６６は、それぞれのビーム分割器１３５４と共に、ｎ番目のシードレーザ１３５２ｃに対応してシステム１３５０内のｎ番目のものである。各増幅利得媒体は、エキシマ又は分子フッ素レーザのようなガス放電レーザとすることができ、より具体的には、本明細書の他の箇所でかつ本出願と同日出願の上述の現在特許出願中の出願に説明するようなリング電力増幅ステージとすることができる。１対の増幅利得媒体１３５６、１３５８、１３６０、１３６２、及び１３６４、１３６６の各々は、それぞれのシードレーザ１２５２ａ、１３５２ｂ、及び１３５２ｃのパルス繰返し数Ｘの１／２で作動することができ、シードレーザ１３５２ａ、１３５２ｂ、及び１３５２ｃは、全て、ｎＸでパルスのレーザ光源出力光ビーム生成するために同じパルス繰返し数Ｘで作動するか、又は各々は、それぞれのパルス繰返し数Ｘ、Ｘ’、Ｘ’’．．．Ｘn'で作動することができ、その一部ではあるが全部ではないものは、ビーム結合器１３７０を通じて、出力パルスビーム１００内の出力パルス繰返し数がΣＸ＋Ｘ’’．．．Ｘnになるように他に等しいとすることができる。
【０２９０】
シードレーザ出力を供給する固体シードビーム源と、例えば選択ガス放電レーザレージング媒体内で増幅することができると当業者が理解するであろうそれぞれの形式のガス放電レーザの出力の公称中心波長程度の波長の帯域内でエキシマ又は分子フッ素ガス放電レーザにシード供給するのに適する波長にシードレーザ出力を変換する周波数変換ステージと、それぞれの形式のガス放電レーザの出力の公称中心波長程度の波長の帯域内であると当業者が理解するであろう変換シードレーザ出力を増幅してほぼ変換波長でパルスのガス放電レーザ出力ビームを生成するエキシマ又は分子フッ素ガス放電レーザ利得媒体とを含むことができ、適切な波長のシードレーザパルスが励起レージング媒体内の誘発発光により増幅されることになるレーザ光源システムを含むことができる方法及び装置を本明細書で開示することは、当業者によって理解されるであろう。エキシマ又は分子フッ素レーザは、ＸｅＣｌレーザシステム、ＸｅＦレーザシステム、ＫｒＦレーザシステム、ＡｒＦレーザシステム、及びＦ2レーザシステムを含む群から選択することができる。レーザ利得媒体は、電力増幅器を含むことができる。電力増幅器は、１通過増幅ステージと、多重通過増幅ステージとを含むことができる。利得媒体は、リング電力増幅ステージ又は電力発振器を含むことができる。リング電力増幅ステージは、ボウタイ構成又はレーストラック構成を含むことができる。本方法及び装置は、入力／出力結合器シード注入機構を更に含むことができる。本方法及び装置は、干渉破壊機構を更に含むことができる。固体レーザビーム源は、例えば、Ｎｄベースの固体レーザをポンピングする周波数逓倍ポンプを有するＮｄベースの固体レーザを含むことができる。Ｎｄベースの固体レーザは、ファイバ増幅レーザを含むことができる。Ｎｄベースの固体レーザは、Ｎｄ：ＹＡＧ固体レーザと、Ｎｄ：ＹＬＦ固体レーザと、Ｎｄ：ＹＶＯ4固体レーザとを含む群から選択することができる。固体シードレーザ源は、Ｅｒベースの固体レーザを含む例えばファイバーレーザを含むことができる。Ｅｒベースの固体レーザは、Ｅｒ：ＹＡＧレーザ、又は例えばＥｒ：ガラスレーザを含むことができる。周波数変換ステージは、線形周波数変換器を含むことができ、例えば、Ｔｉ：サファイア水晶を含むことができ、又はアレクサンドライトを含むことができる水晶を含むことができる。周波数変換ステージは、非線形周波数変換器を含むことができ、例えば、第２高調波発生器又は和周波混合器を含む。
【０２９１】
本出願人は、このようなパルスが総積分スペクトル（Ｔis）を増大させてレーザシステム、例えばリソグラフィツールスキャナ発光体からの出力光を使用したツール内の光学器械に及ぼすレーザ出力パルス内ピーク強度の影響を低減するためにパルス拡張に使用される本出願人の譲渡人「Ｃｙｍｅｒ、Ｉｎｃ．」により製造されている２つのＯＰｕＳパルス拡張器を通過した後の単一のガス放電（例えば、ＡｒＦエキシマ又はＫｒＦエキシマ）レーザシステム出力パルス内の可干渉距離位置に関連するスペックル低減の計算によるシミュレーションを行っている。直列の２つのＯＰｕＳがあり、第１のＯＰｕＳは、出力パルスの総積分スペクトル（Ｔis）を約１８．６ｎｓから約４７．８ｎｓに拡張するのに十分な遅延経路を有し、第２のＯＰｕＳは、例えば、Ｅ９５％（パルスエネルギの９５％が中に含まれるスペクトルの幅）でパルスを更に８３．５ｎｓに拡張するものである。
【０２９２】
未拡張パルスから始めて、本出願人は、０．１０ｐｍのＦＷＨＭ帯域幅及び可干渉距離関数に対してガウス分布を仮定し、パルスを大体の可干渉距離に等しい部分に分割した。第１に、ＯＰｕＳを通過した後のパルスの可干渉距離部分に及ぼすパルス拡張の影響は、拡張パルスのスペクトル内の第１の強度ハンプが主パルスの可干渉距離部分で構成され、第２の強度ハンプが第１の娘パルスの可干渉距離部分と重なり合った主パルスの可干渉距離部分から成ることを示すことである。強度スペクトル内の第３のハンプは、第１及び第２の娘パルスの重複の結果である。本出願人は、２つのハンプの個々の可干渉距離部分を見て、可干渉距離部分の複数のバージョン（娘パルスを含む）が互いに干渉しないように十分に分離されていることに変わりがないことを観察した。
【０２９３】
第２のＯＰｕＳを通過した後、ここでも拡張パルスに第１の３つのハンプの内容を見ただけのシミュレーションにおける模擬スペクトル（第２のハンプの下には、以前と同様の初めの遅延なしパルス、以前と同様の第１のＯＰｕＳからの第１の遅延パルス、及び第２のＯＰｕＳからの第１の遅延パルスによる寄与があった）では、本出願人は、この第２のパルスにおいて可干渉距離部分の複数のバージョンが互いに非常に接近していることを観察した。この原因は、第１のＯＰｕＳが〜１８ｎｓの遅延を有し、第２のＯＰｕＳが〜２２ｎｓの遅延を有するということである。従って、僅か〜４ｎｓにより、可干渉距離部分のバージョンが分離され、これは、依然として干渉が発生するほど接近したものではない。
【０２９４】
第３のハンプ下に、本出願人は、第１のＯＰｕＳからの第１の遅延パルス、第１のＯＰｕＳからの第２の遅延パルス、第２のＯＰｕＳからの第１の遅延パルス、及び第２のＯＰｕＳからの第２の遅延パルスからの寄与を観察した。本出願人は、いくつかの関連する干渉部分間の分離が、２つのＯＰｕＳにより拡張されたパルスの強度スペクトルにおける第３のハンプにおける他の干渉部分よりも大きいことを観察した。この分離の増大は、各ＯＰｕＳを通る２回の往復が、〜３６ｎｓ＝１８*２及び〜４４ｎｓ＝２２*２に等しいということによるものである。従って、可干渉距離間の分離は、毎回の往復と共に増大する。
【０２９５】
本出願人は、各単一ミニＯＰｕＳが有効であるためには、２つの主要なＯＰｕＳでは、娘パルス可干渉距離が互いの約４可干渉距離内になるべきではないと判断した。すなわち、相関した時間的干渉要素が重なり合わないことを保証するためには、主ビームからの時間的干渉要素が、異なる遅延経路により要素の遅延バージョンの一致を通じて自らとその後に再結合しないように、別々の遅延経路の仕様を考慮に入れるべきである。遅延経路の様々な組合せの影響による時間的なこのような重複は、スペックル低減の観点から望ましくないものである。
【０２９６】
時間的干渉要素の時間的衝突を回避するために、ミニＯＰｕＳ及び主ＯＰｕＳの遅延長の選択には注意すべきである。開示する本発明の実施形態の態様に従って、本出願人は、例えば、リソグラフィツール自体において、レーザシステムの一部であるのか又は通常の主要なＯＰｕＳの下流側に設けられているのかを含むミニＯＰｕＳが設けられた時の通常のＯＰｕＳ遅延長の変化の調整を提案する。本出願人は、このようなミニＯＰｕＳが、ある程度パルス持続時間の谷部を埋めることができ、Ｔisの増大になり、例えば、全体的な可干渉距離分離の改善を目指した２つの主要ＯＰｕＳの一方の遅延長の低減が可能になると考えている。
開示する本発明の実施形態の態様に従って、干渉破壊は、遅延経路及び上述の特殊な手段、例えば、上述のようなビーム反転、負側の１回の結像、ビーム平行移動／剪断、ビームチャープ、又はビーム散開との組合せを通じたものであるとすることができる。
【０２９７】
ここで図８１Ａから図８１Ｃを参照すると、例えば、ＭＯチャンバ２２と増幅利得媒体チャンバ１４４とを含む開示する本発明の実施形態のための光線追跡が部分概略斜視図で示されており、図８１Ａは、上にあるシー光レーザチャンバ２２及び下にある増幅利得媒体チャンバ１４４内の追跡光線の左手側部分を示している。ビームは、ＬＮＭ開口２９を通じて線狭化モジュールＬＮＭ（図８１Ａにおいては図示せず）を出ると、ＭＯチャンバ後部窓２８を通じてシードレーザチャンバに入る。ボウタイの左側では、ビームは、後部窓１６７を通じて増幅利得媒体チャンバ４４を出て、ビーム反転器開口７１を通過すると、上述のように、ビーム反転器７０内で反転されて、例示的な場合にはボウタイを形成する交差構成でビーム反転器／戻し器７０に至る経路と若干異なる経路で開口７１及び窓１６７を通じて増幅利得媒体チャンバ１４４に戻る。
【０２９８】
ここで図８１Ｂを参照すると、シードレーザチャンバ２２と増幅利得媒体チャンバ１４４との中間に中継光学器械及び干渉破壊遅延経路の一部が部分概略斜視図で示されている。パルスのシードレーザ出力光パルスビーム内のシードレーザチャンバ２２からのシードパルス出力は、シードレーザ右手窓２７と、出力結合器２８と、ＬＡＭビーム分割器とを通過して、そこで、例えばビームの一部は、測定のために方向転換される。次に、ビームは、１対の回転鏡４４ａ及び４４ｂ内で水平方向及び垂直方向に回転されて、第１のミニＯＰｕＳ遅延経路３７６、例えば、３ｎｓ遅延経路内のビーム分割器５２６に方向付けられ、ビームの一部、例えば４０％は、遅延経路内に反射され、残りは、第２の遅延経路３８０内に入る。補正楔５３０は、遅延経路３７６を出る娘パルスを重なり合わせるために整列させるか、又は遅延経路３７６からの出口でそれぞれの娘パルスに若干異なる空間経路を与えるために若干ミスアラインメントにすることができる（ビーム剪断）。遅延経路３７６は、例えば、遅延ビームをビーム分割器５２６に戻す遅延経路の各端部での２つ又はそれよりも多くの共焦点又は非共焦点鏡を含む１対の共焦点鏡５２２、５２４又は他の鏡構成により形成することができる。次に、ビームは、第２の遅延経路３８０、例えばビーム分割器５２６’を有する４ｎｓ遅延経路に入ることができ、そこで、ビーム、例えば４０５の一部は、遅延経路内に反射され、残りは、遅延経路３８０を出て、例えばビーム拡大器３０に入る。遅延経路は、異なる遅延、例えば４ｎｓを有することを除き、遅延経路３７６と同一に構成することができ、又は異なる多種のもの、例えば、ビーム反転及び／又は負側の１回の結像などに向けて配置された例えば異なる鏡構成を有するものとすることができる。ミスアラインメントである補正板の代わりに、第１又は第２の遅延経路３７６、３８０は、一方又は他方を出力ビーム重複に向けてアラインメント状態にすることができ、又は他の箇所で先に詳細に説明したように、一方又は他方をビーム反転光学器械で置換することができる。
第２の遅延経路を出るビームは、ビーム拡大器、例えば、第１の拡大プリズム３２と第２の拡大プリズム３０とを含む二重プリズムビーム拡大器３０を通過することができる。
【０２９９】
ここで図８１２Ｃを参照すると、入力／出力結合光学器械と、ビーム拡大器３０を出て例えばボウタイリング電力増幅構成において増幅利得媒体ステージ１４４に入った後に出るシードレーザビームの入力に関連するレーザシステム出力ビーム光路とが例示されている。ビーム拡大器３０を出るビームは、回転鏡４５により、増幅利得媒体ステージ１４４のためのビーム分割器／入力／出力結合器光学器械として機能する部分反射鏡１６２内に回転される。部分反射鏡１６２は、入力入射側に反射防止コーティングを有し、かつ出力結合器機能を実行するために、反対側の増幅利得媒体チャンバ空洞側で例えば２０％から３０％反射することができる。部分反射鏡は、ビームを最大反射鏡（所定の波長に対して）に通し、最大反射鏡は、ビーム拡大器光学アセンブリ及びチャンバ右側窓１６８を通じて増幅利得媒体チャンバ１４４にビームを反射することができる。ビーム拡大器光学構成は、第２のビーム拡大器プリズム１４８上にかつ第１の経路に沿った増幅利得媒体チャンバ内に向かう第１の（入力）ビーム拡大器プリズム部分１４６ａを含むことができ、一方、例えば、ボウタイループ内の戻りビームは、第２のビーム拡大器プリズム１４８を通り、かつ第１のビーム拡大器プリズムの第２の部分１４６ｂを通過することができ、第２の部分１４６ｂは、入力／出力結合器１６２を通って出るか、又は出力結合器１６２からの反射を通じてチャンバに及びボウタイ発振ループの最大反射鏡１６４に戻る増幅ビームを拡大する。
【０３００】
出力結合器１６２を通じて増幅利得媒体チャンバ１４４を出るビームは、ビームの一部が測定のために向け直されるＢＡＭビーム分割器と、レーザシステム出力パルスのＴisを長くするためにビームがビーム拡張に向けてより多くのＯＰｕＳの１つを通じて主要部分と遅延部分に分離されるＯＰｕＳビーム分割器と、システム開口９２と、ビームの一部が測定のために分離されるシャッタービーム分割器とを通過することができる。
【０３０１】
ここで図８２Ａ及び図８２Ｂを参照すると、シードレーザチャンバと増幅利得媒体レーザチャンバとの間の中継光学器械を含む部分概略斜視図で図８１Ａから図８２Ｃの光学列の一部の上面図が例示されている。図８３Ａは、遅延経路３７６及び３８０、及びビーム拡大器３０の詳細を部分概略斜視図で示している。図８３Ｂは、ビーム拡大器３０のより詳細部分の側面図を示している。
遅延経路、例えば３ｎｓ遅延経路の設計は、反射ビームが透過ビームと重なり合うように、３．１８ｍｍ厚ビーム分割器５２６、例えば２２５ｍｍの曲率半径を有する２つの凹面鏡５２２、５２４、及び補正板５３０を含むことができる。反射／遅延ビームが透過ビームと重なり合わないことが望まれる場合には、例えば、補正板５３０の傾斜を含む一部の実施形態を採用することができる。従って、例えば、１．０４８ｍｍでビーム分割器５２６を通過するビームのオフセットにより、補正板５３０は、ビーム分割器５２６の反対の角度で設置することができる。次に、反射ビームは、透過ビームと重なり合うことになる。補正板５３０の回転角を変えることにより、透過ビームと第１の反射ビームとシフトを制御することができる。ビーム分割器５２６がビームに垂直である場合、２つのビーム間のオフセットは、１．０４８ｍｍである。角度の関数としての２つのビーム間のデルタオフセットを図８５に示している。０．５ｍｍのシフトを生成するために、２７°の入射角度が必要である。このオフセットを生成する別の方法は、例えば、補正板５３０を薄肉化又は肉厚化することとすることができる。１．６６ｍｍ又は４．７０ｍｍの板厚は、０．５ｍｍのオフセットができることになる。４５°で薄くした板を使用する利点は、反射防止コーティングが同じままであるということである。しかし、２７°で板を使用するには、基板に対してビーム分割器５２６と同じ厚みを用いる。補正板５３０に入射するビームは、ｓ偏光処理され、従って、その部分は、反射防止コーティングに対して４５°ではなく２７°である方が良好である。
【０３０２】
更に、いずれかの遅延経路も、上述のビーム剪断技術がその１つであると考えられる他の箇所で説明する特殊な手段のうちの１つ又はそれよりも多くに対して設定することができ、他方の遅延経路、例えば４ｎｓ遅延経路は、同じか又は本質的に同じビーム操作を有し（特定の長さの遅延と共に）、又は異なる干渉破壊手法を有することができる。例えば、図８３に概略的に例示するように、第２の長い方の遅延経路、例えば、４ｎｓ遅延経路３８０は、ビーム反転機構、例えば、二等辺プリズム５２５のようなプリズムを組み込むことができ、二等辺プリズム５２５は、先に参照した代理人整理番号第２００３−０１２０−０１号である２００５年１２月２９日出願の「ガス放電レーザ出力光干渉低減方法及び装置」という名称の現在特許出願中の出願番号第１０／８８１５３３号に開示されている干渉破壊光学器械と同様に、例えば、１つ又はそれよりも多くの軸でビーム自体を反転することができる。例示的なビーム反転光学器械５２５は、図８６に概略的に例示するように、娘パルスがプリズムを通過してプリズム内で内部反射する時に、例えば、長軸内で各娘パルスをそれ自体に反転することができる。他の箇所で説明するように、１つ又は複数の遅延経路を有するこのような干渉破壊、及び他の箇所で説明するようなビーム反転、平行移動、及び結像などのための同様の又は種々の他の特殊手段は、増幅利得媒体の出力で、シードレーザと増幅利得媒体の中間で、レーザシステムシャッターの後で、ビーム送出ユニット内、例えば、レーザシャッターと、レーザ光を使用するツール、例えばスキャナ又はｔｂＳＬＳ機械への入力との中間又はツール自体の内側の封入及び吸収種なしビーム経路内で行うことができる。
【０３０３】
線狭化パルスエキシマ又は分子フッ素ガス放電レーザシステムを含むことができ、システムが、パルスのレーザ出力光ビームを含む出力を生成し、かつ第１のガス放電エキシマ又は分子フッ素レーザチャンバと第１の発振空洞内の線狭化モジュールとを含むことができるシードレーザ発振器と、シードレーザ発振器の出力を受け取ってシードレーザ発振器の出力を増幅し、パルスのレーザ出力光ビームを含むレーザシステム出力を形成する第２のガス放電エキシマ又は分子フッ素レーザチャンバに増幅利得媒体を収容し、かつリング電力増幅ステージを含むことができて、シードレーザ発振器の出力がこのリング電力増幅ステージの増幅利得媒体をループ毎に少なくとも２回通過するレーザ増幅ステージとを含むことができる装置及び方法を開示することは、当業者によって理解されるであろう。リング電力増幅ステージは、シードレーザ発振器出力光ビームがリング電力増幅ステージ内に注入される時に通る部分反射光学要素を含む注入機構を含むことができる。リング電力増幅ステージは、ボウタイ型ループ又はレーストラック型ループを含むことができる。シードレーザ発振器の出力のパルスエネルギは、０．１ｍＪ、又は０．２ｍＪ、又は０．５ｍＪ、又は０．７５ｍＪに等しいか又はそれ未満とすることができる。リング電力増幅ステージは、シードレーザ発振空洞の出力を≧１ｍＪ、又は≧２ｍＪ、又は≧５ｍＪ、又は≧１０ｍＪ、又は≧１５ｍＪのパルスエネルギまで増幅することができる。レーザシステムは、１２ｋＨｚまで、又は≧２かつ≦８ｋＨｚ、又は≧４かつ≦６ｋＨｚの出力パルス繰返し数で作動することができる。装置及び方法は、広帯域パルスエキシマ又は分子フッ素ガス放電レーザシステムを含むことができ、システムは、パルスのレーザ出力光ビームを含む出力を生成し、かつ第１のガス放電エキシマ又は分子フッ素レーザチャンバを含むことができるシードレーザ発振器と、シードレーザ発振器の出力を受け取ってシードレーザ発振器の出力を増幅し、パルスのレーザ出力光ビームを含むレーザシステム出力を形成する第２のガス放電エキシマ又は分子フッ素レーザチャンバに増幅利得媒体を収容することができ、かつリング電力増幅ステージを含むことができて、シードレーザ発振器の出力がこのリング電力増幅ステージの増幅利得媒体をループ毎に少なくとも２回通過するレーザ増幅ステージとを含むことができる。開示する内容の実施形態の態様によれば、干渉破壊機構が、シードレーザ発振器と増幅利得媒体との中間に位置することができる。干渉破壊機構は、パルスのシードレーザ発振器レーザ出力光ビームにおけるパルスの可干渉距離よりも長い遅延長さを有する光学遅延経路を含むことができる。光学遅延経路は、パルスのシードレーザ発振器レーザ出力光ビームにおけるパルスの長さを大きくは増大しないと考えられる。干渉破壊機構は、第１の長さの第１の光学遅延経路及び第２の長さの第２の光学遅延経路を含むことができ、第１及び第２の遅延経路の各々における光学遅延は、パルスのシードレーザ発振器レーザ出力光ビームにおけるパルスの可干渉距離を超えるが、パルスの長さを大きくは増大せず、第１の遅延経路及び第２の光学遅延経路の長さの差は、パルスの可干渉距離を超え、また、パルスの長さを大きくは増大させない。実施形態の態様による装置及び方法は、線狭化パルスエキシマ又は分子フッ素ガス放電レーザシステムを含むことができ、システムは、パルスのレーザ出力光ビームを含む出力を生成し、かつ第１のガス放電エキシマ又は分子フッ素レーザチャンバと第１の発振空洞内の線狭化モジュールとを含むことができるシードレーザ発振器と、シードレーザ発振器の出力を受け取ってシードレーザ発振器の出力を増幅し、パルスのレーザ出力光ビームを含むレーザシステム出力を形成する第２のガス放電エキシマ又は分子フッ素レーザチャンバに増幅利得媒体を収容し、かつリング電力増幅ステージを含むことができて、シードレーザ発振器の出力がこのリング電力増幅ステージの増幅利得媒体をループ毎に少なくとも２回通過するレーザ増幅ステージと、シードレーザ発振器とリング電力増幅ステージとの中間の干渉破壊機構とを含むことができる。実施形態の態様によれば、装置及び方法は、広帯域パルスエキシマ又は分子フッ素ガス放電レーザシステムを含むことができ、システムは、パルスのレーザ出力光ビームを含む出力を生成し、かつ第１のガス放電エキシマ又は分子フッ素レーザチャンバを含むことができるシードレーザ発振器と、シードレーザ発振器の出力を受け取ってシードレーザ発振器の出力を増幅し、パルスのレーザ出力光ビームを含むレーザシステム出力を形成する第２のガス放電エキシマ又は分子フッ素レーザチャンバに増幅利得媒体を収容し、かつリング電力増幅ステージを含むことができて、シードレーザ発振器の出力がこのリング電力増幅ステージの増幅利得媒体をループ毎に少なくとも２回通過するレーザ増幅ステージと、シードレーザ発振器とリング電力増幅ステージとの中間の干渉破壊機構とを含むことができる。実施形態の態様による装置及び方法は、パルスエキシマ又は分子フッ素ガス放電レーザシステムを含むことができ、システムは、パルスのレーザ出力光ビームを含む出力を生成し、かつ第１のガス放電エキシマ又は分子フッ素レーザチャンバと第１の発振空洞内の線狭化モジュールとを含むことができるシードレーザ発振器と、シードレーザ発振器の出力を受け取ってシードレーザ発振器の出力を増幅し、パルスのレーザ出力光ビームを含むレーザシステム出力を形成する第２のガス放電エキシマ又は分子フッ素レーザチャンバに増幅利得媒体を収容するレーザ増幅ステージと、シードレーザ出力光ビームパルスの可干渉距離を超える光学遅延経路を含むシードレーザ発振器とレーザ増幅ステージとの中間の干渉破壊機構とを含むことができる。増幅ステージは、レーザ発振空洞、又は増幅利得媒体を通る固定数の通過を定める光路を含むことができる。干渉破壊機構は、単一の入力パルスから順に遅延した複数のサブパルスを発生する干渉破壊光学遅延構造を含むことができ、各サブパルスは、次のサブパルスからパルス光の可干渉距離よりも大きく遅延する。また、実施形態の態様によりレーザ光源システムを含み、システムが、シードレーザ出力を供給する固体レーザシードビーム源と、シードレーザ出力をエキシマ又は分子フッ素ガス放電レーザのシードに適する波長に変換する周波数変換ステージと、変換されたシードレーザ出力を増幅してほぼ変換波長でパルスのガス放電レーザ出力ビームを生成するエキシマ又は分子フッ素ガス放電レーザ利得媒体と、出力パルス可干渉距離よりも長い遅延経路を有する光学遅延要素を含む干渉破壊機構とを含むことができる装置及び方法を開示することは、当業者によって理解されるであろう。エキシマ又は分子フッ素レーザは、ＸｅＣｌ、ＸｅＦ、ＫｒＦ、ＡｒＦ、及びＦ2レーザシステムを含む群から選択することができる。レーザ利得媒体は、単一通過増幅器ステージ又は多重通過増幅器ステージを含むことができる電力増幅器を含むことができる。利得媒体は、ボウタイ構成又はレーストラック構成を含むことができるリング電力増幅ステージを含むことができ、かつ入力／出力カプラシード注入機構も含むことができる。干渉破壊機構は、レーザシードビーム源とガス放電レーザ利得媒体との中間とすることができる。固体シードレーザビーム源は、Ｎｄベースの固体レーザを含み、かつＮｄベース固体レーザをポンピングする周波数逓倍ポンプを含むことができる。Ｎｄベース固体レーザは、ファイバー増幅器レーザを含み、かつＮｄ：ＹＡＧ、Ｎｄ：ＹＬＦ、及びＮｄ：ＹＶＯ4固体レーザを含むことができる群から選択されたＮｄベース固体レーザを含むことができる。固体シードレーザビーム源は、ファイバーレーザを含むことができるＥｒベースの固体レーザを含むことができる。Ｅｒベース固体レーザは、Ｅｒ：ＹＡＧレーザを含むことができる。周波数変換ステージは、Ｔｉ：サファイア結晶又はアレキサンドライトを含む結晶を含むことができる線形周波数変換器を含むことができる。周波数変換ステージは、非線形周波数変換器、例えば、２次高周波発生器又は和周波混合器を含むことができる。実施形態の態様による装置及び方法は、シードレーザ出力を供給する固体レーザシードビーム源と、シードレーザ出力をエキシマ又は分子フッ素ガス放電レーザのシードに適する波長に変換する周波数変換ステージと、変換されたシードレーザ出力を増幅してほぼ変換波長でガス放電レーザ出力を生成し、かつリング電力増幅ステージを含むことができるエキシマ又は分子フッ素ガス放電レーザ利得媒体とを含むレーザ光源システムを含むことができる。本方法は、固体レーザシードビーム源を利用してシードレーザ出力を供給する段階と、周波数変換ステージにおいてシードレーザ出力をエキシマ又は分子フッ素ガス放電レーザのシードに適する波長に周波数変換する段階と、エキシマ又は分子フッ素ガス放電レーザ利得媒体を利用して、変換されたシードレーザ出力を増幅してほぼ変換波長のガス放電レーザ出力を生成する段階とを含むことができる。
【０３０４】
また、照射されている半導体製造ウェーハ又は薄膜トランジスタパネルのような加工物に、前者ではフォトリソグラフィ処理及び後者ではアモルファスシリコン結晶化のためのレーザ焼鈍の一部として、パルスＵＶ光、例えば２４８ｎｍ又は１９３ｎｍでの例えばＤＵＶ光、又は例えば約１３ｎｍでのＥＵＶ光で照射する照射機構と、ＵＶ光入力開口部と、加工物保持台、例えばウェーハ移送ステージ又は薄膜パネル移送ステージと、ＵＶ光パルスの可干渉距離を超える光学遅延経路を含む干渉破壊機構とを含むことができる処理機械を含むことができる装置及び方法を開示することは、当業者によって理解されるであろう。光学遅延経路は、ＵＶ光パルスの長さを増大することはできない。干渉破壊機構は、第１の長さの第１の光学遅延経路と、第２の長さの第２の光学遅延経路とを含むことができ、第１及び第２の遅延経路の各々における光学遅延は、ＵＶ光パルスの可干渉距離を超えるが、パルスの長さを大きくは増大させるものではなく、第１の遅延経路と第２の遅延経路の差は、パルスの可干渉距離を超える。第１及び第２の光学遅延経路の少なくとも一方は、ビーム反転又はビーム平行移動機構、例えば、ずれた補正板、反転光学要素、及び負側１回結像光学要素などを含むことができる。
【０３０５】
上記で開示した開示内容の実施形態の態様は、好ましい実施形態であることのみを意図しており、いかなる点においても開示内容の開示を限定するものではなく、特に、特定の好ましい実施形態だけに限定するものではないものとすることが当業者によって理解されるであろう。開示した発明の実施形態の開示した態様には、当業者によって理解及び認められるような多くの変更及び修正を行うことができる。特許請求の範囲は、その範囲及び意味において、開示内容の実施形態の開示した態様だけではなく、当業者には明らかになると思われる均等物及び他の修正及び変更も包含するものとする。上述の開示内容の実施形態の開示して請求した態様に対する変更及び修正に加えて、他のものも実施することができると考えられる。
【０３０６】
「３５Ｕ．Ｓ．Ｃ．§１１２」を満足するために必要とされる詳細において本特許出願において説明しかつ例示した「レーザシステム」の実施形態の特定の態様は、上述の実施形態の態様のあらゆる上述の目的、及び上述の実施形態の態様により又はその目的のあらゆる他の理由で又はその目的にために解決すべき問題を完全に達成することができるが、開示内容の上述の実施形態のここで説明した態様は、開示内容によって広く考察された内容を単に例示しかつ代表することは、当業者によって理解されるものとする。実施形態のここで説明しかつ主張する態様の範囲は、本明細書の教示内容に基づいて当業者に現在明らかであると考えられるか又は明らかになると考えられる他の実施形態を漏れなく包含するものである。本発明の「レーザシステム」の範囲は、単独にかつ完全に特許請求の範囲によってのみ限定され、いかなるものも特許請求の範囲の詳細説明を超えるものではない。単数形でのこのような請求項における要素への言及は、解釈において、明示的に説明していない限り、このような要素が「１つ及び１つのみ」であることを意味するように意図しておらず、かつ意味しないものとし、「１つ又はそれよりも多い」を意味する意図とし、かつ意味するものとする。当業者に公知か又は後で公知になる実施形態の上述の態様の要素のいずれかに対する全ての構造的及び機能的均等物は、引用により本明細書に明示的に組み込まれると共に、特許請求の範囲によって包含されるように意図されている。本明細書及び／又は本出願の請求項に使用され、かつ本明細書及び／又は本出願の請求項に明示的に意味を与えられたあらゆる用語は、このような用語に関するあらゆる辞書上の意味又は他の一般的に使用される意味によらず、その意味を有するものとする。実施形態のいずれかの態様として本明細書で説明した装置又は方法は、それが特許請求の範囲によって包含されるように本出願において開示する実施形態の態様によって解決するように求められる各及び全て問題に対処することを意図しておらず、また必要でもない。本発明の開示内容におけるいかなる要素、構成要素、又は方法段階も、その要素、構成要素、又は方法段階が特許請求の範囲において明示的に詳細に説明されているか否かに関係なく、一般大衆に捧げられることを意図したものではない。特許請求の範囲におけるいかなる請求項の要素も、その要素が「〜のための手段」という語句を使用して明示的に列挙されるか又は方法の請求項の場合にはその要素が「作用」ではなく「段階」として列挙されていない限り、「３５Ｕ．Ｓ．Ｃ．§１１２」第６項の規定に基づいて解釈されないものとする。
【０３０７】
また、米国の特許法の順守において、本出願人が、本出願の明細書に添付のあらゆるそれぞれの請求項、及び一部の場合には１つのみの請求項において説明した各発明の少なくとも１つの権能付与的かつ機能する実施形態を開示したことは、当業者によって理解されるであろう。本出願の長さ及び起草時間を切り詰めて本特許出願を本発明者及び他の者により読みやすくするために、本出願人は、開示している内容の実施形態の態様／特徴／要素、その作用、又はその機能性を定義し、及び／又はその態様／特徴／要素のあらゆる他の定義を説明する際に、随時又は本出願を通して、限定動詞（例えば、「である」、「する」、「有する」、又は「含む」など）、及び／又は他の限定動詞（例えば、「生成する」、「引き起こす」、「サンプリングする」、「読み取る」、又は「信号を送る」など）、及び／又は動名詞（例えば、「生成すること」、「使用すること」、「取ること」、「保つこと」、「作ること」、「判断すること」、「測定すること」、又は「計算すること」など）を使用した。いずれかのこのような限定語又は語句などが、本明細書で開示する１つ又はそれよりも多くの実施形態のいずれかの態様／特徴／要素、すなわち、いずれかの特徴、要素、システム、サブシステム、構成要素、下位構成要素、処理、又はアルゴリズム段階、又は特定材料などを説明するのに使用される場合は常に、それは、本出願人が発明して請求するものに関する内容の範囲を解釈するために、以下の制限的語句、すなわち、「例示的に」、「例えば、」、「例として」、「単に例示的に」、「例示としてのみ」などの１つ又はそれよりも多く又は全てが先行し、及び／又は語句「することができる」、「可能性がある」、「かもしれない」、及び「することができるであろう」などのいずれか１つ又はそれよりも多く又は全てを含むように読むべきである。全てのこのような特徴、要素、段階、及び材料などは、特許法の要件の達成において、たとえ本出願人が特許請求する内容の実施形態又はあらゆる実施形態のいずれかのこのような態様／特徴／要素の単一の権能付与可能な例だけを開示するとしても、１つ又はそれよりも多くの開示する実施形態の可能な態様としてのみ、かついずれかの実施形態のいずれか１つ又はそれよりも多くの態様／特徴／要素の唯一の可能な実施として及び／又は特許請求する内容の唯一の可能な実施形態としてではなく説明されると考えるべきである。明示的かつ具体的に本出願又は本出願の実施において説明されていない限り、その出願人は、特許請求する内容のいずれかの開示する実施形態又はいずれかの特定の開示する実施形態の特定的な態様／特徴／要素が、特許請求する内容又はあらゆるこのような特許請求の範囲に説明されるいずれかの態様／特徴／要素を実施する１つかつ唯一の方法になると考えており、本出願人は、本特許出願で特許請求する内容のいずれかの開示する実施形態又は実施形態全体のいずれかの開示する態様／特徴／要素のいずれの説明も、特許請求する内容又はそのいずれかの態様／特徴／要素を実施するそのような１つかつ唯一の方法であり、従って、特許請求する内容の他の可能な実施と共に、あらゆるこのような開示する実施を包含するのに十分に広範囲であるいずれの特許請求の範囲も、このような開示する実施形態のこのような開示する態様／特徴／要素又はこのような開示する実施形態に限定するように解釈されるべきであるということを意図していない。本出願人は、特に、親請求項に説明した請求する内容又は直接又は間接的に従属する請求項のいずれかの態様／特徴／要素又は段階などのあらゆる更なる詳細を有する従属請求項を従属させるいずれの請求項も、親請求項内の説明事項が、他の実施と共に従属請求項に更なる詳細を包含するのに十分に広範囲であること、かつ更なる詳細が、あらゆるこのような親請求項で請求する態様／特徴／要素を実施し、かつ従って従属請求項の更なる詳細を親請求項に組み込むことによることを含むあらゆるこのような親請求項のより幅広い態様／特徴／要素の範囲をいかなる点でも制限するためにあらゆるこのような従属請求項に説明されるあらゆるこのような態様／特徴／要素の更なる詳細に制限する唯一の方法ではないことを意味するように解釈すべきであることを明示的かつ明解に意図するものである。
【０３０８】
上記で開示した開示内容の実施形態の態様は、好ましい実施形態であることのみを意図しており、いかなる点においても開示内容の開示を限定するものではなく、特に、特定の好ましい実施形態だけに限定するものではないものとすることが当業者によって理解されるであろう。開示した内容の実施形態の開示した態様には、当業者によって理解及び認められるような多くの変更及び修正を行うことができる。特許請求の範囲は、その範囲及び意味において、開示内容の実施形態の開示した態様だけではなく、当業者には明らかになると思われる均等物及び他の修正及び変更も包含するものとする。上述の開示内容の実施形態の開示して請求した態様に対する変更及び修正に加えて、他のものも実施することができると考えられる。
【図面の簡単な説明】
【０３０９】
【図１】公知のＭＯＰＡ構成の多重チャンバレーザシステムを示す図である。
【図２】開示した請求する内容の実施形態の態様を示す図である。
【図３】開示した請求する内容の実施形態の態様を示す図である。
【図４】開示した請求する内容の実施形態の態様を示す図である。
【図５】開示した請求する内容の実施形態の態様を示す図である。
【図６】開示した請求する内容の実施形態の態様によるタイミング及び制御方式を示す図である。
【図７】開示した請求する内容の実施形態の態様によるタイミング及び制御方式を示す図である。
【図８】図３７と類似の複数の反射、又は開示した内容の実施形態の態様による開口の異なる空間部分を満たす別々のビームの使用を概略で示す図である。
【図９】開示した内容の実施形態の態様による有用な入力結合を示す概略図である。
【図１０】開示した内容の実施形態の態様による有用な入力結合を示す概略図である。
【図１１】開示した内容の実施形態の態様による有用な入力結合を示す概略図である。
【図１２】開示した内容の実施形態の態様による有用な入力結合を示す概略図である。
【図１３】開示した内容の実施形態の態様による有用な入力結合を示す概略図である。
【図１４】開示した内容の実施形態の態様による有用な入力結合を示す概略図である。
【図１５】開示した内容の実施形態の態様による有用な入力結合機構の実施形態の態様の概略上面図である。
【図１６】開示した内容の実施形態の態様により有用な図１５の入力結合機構の概略側面図である。
【図１７】開示した内容の実施形態の態様による有用な入力結合を示す概略図である。
【図１８】開示した内容の実施形態の態様による直交シード注入機構の実施形態の態様の概略断面図である。
【図１９】開示した内容の実施形態の態様による直交シード注入機構の実施形態の態様の概略断面図である。
【図２０】開示した内容の実施形態の態様によるビーム戻し器の実施形態の態様の概略断面図である。
【図２１】開示した内容の実施形態の態様によるビーム戻し器の実施形態の態様の概略断面図である。
【図２２】開示した内容の実施形態の態様によるビーム戻し器の実施形態の態様の概略断面図である。
【図２３】開示した内容の実施形態の態様によりチャンバ内に光学器械を収容するレーザチャンバの拡張部の部分概略部分切取り斜視図である。
【図２４】開示した内容の実施形態の態様によるリング電力増幅器内の前後のエネルギの測定結果を示す図である。
【図２５】開示した内容の実施形態の態様によるリング電力増幅器内の前後のエネルギの測定結果を示す図である。
【図２６】開示した内容の実施形態の態様によるＭＯＰＡのタイミング及び制御システムの概略ブロック図である。
【図２７】開示した内容の実施形態の態様によるＭＯ出力パルスエネルギの変動によるリング電力発振器の飽和度を示す図である。
【図２８】開示した内容の実施形態の態様によるレーザ制御システムの概略ブロック図である。
【図２９】開示した内容の実施形態の態様によるレーザ制御システムの概略ブロック図である。
【図３０】開示した内容の実施形態の態様によるシード注入機構及びビーム拡大器の概略図である。
【図３１】開示した内容の実施形態の態様による干渉破壊器の概略図である。
【図３２】本発明の実施形態の態様による干渉破壊器の概略図である。
【図３３】開示した内容の実施形態の態様による干渉破壊方式の要素の例及びその方式の態様の結果を示す部分概略部分ブロック図である。
【図３４】開示した内容の実施形態の態様によるシードレーザ内のＥ−Ｏとパルス発生との相対タイミングに関連する様々なＥ−Ｏ誘導電圧に対する相対スペックル強度を示す図である。
【図３５】開示した内容の実施形態の態様によるＥ−Ｏ電圧に対するポインティングシフトを示す図である。
【図３６】開示した内容の実施形態の態様によるＥ−Ｏ誘導電圧とシードレーザパルススペクトルのタイミングの例を示す図である。
【図３７】開示した内容の実施形態の態様によるビーム自体への折り返しからのビーム干渉に対する影響を示す概略図である。
【図３８】開示した内容の実施形態の態様による干渉性に対するビーム誘導／塗装の影響を示す図である。
【図３９】複数の干渉破壊方式の影響を概略的かつ略画的に示す図である。
【図４０】開示した内容の実施形態の態様による干渉低減方式の概略図である。
【図４１】模擬のビームパルス反転結果の結果を示す図である。
【図４２】開示した内容の実施形態の態様による発散制御を備えたビームカプラの概略部分ブロック図である。
【図４３】開示した内容の実施形態の態様による経時的なシードパルス強度スペクトルに対する模擬Ｅ−Ｏ供給電圧を示す図である。
【図４４】開示した内容の実施形態の態様による経時的なシードパルス強度スペクトルに対する試験Ｅ−Ｏ供給電圧を示す図である。
【図４５】開示した内容の実施形態の態様によるＥ−Ｏセル駆動回路を示す図である。
【図４６】開示した内容の実施形態の態様による例示的な試験結果を示す図である。
【図４７】開示した内容の実施形態の態様によるＤＵＶレーザ光を使用した広帯域光源及びレーザ表面処理システムの概略ブロック図である。
【図４８】開示した内容の実施形態の態様による干渉破壊器光学遅延経路の概略図である。
【図４９】開示した内容の実施形態の態様による干渉破壊器光学遅延経路の概略図である。
【図５０】開示した内容の実施形態の態様によるフォトリソグラフィツールの概略ブロック図である。
【図５１】開示した内容の実施形態の態様によるフォトリソグラフィツールの概略ブロック図である。
【図５２】開示した内容の実施形態の態様によるレーザフォトリソグラフィツールの概略ブロック図である。
【図５３】開示した内容の実施形態の態様によるレーザフォトリソグラフィツールの概略ブロック図である。
【図５４】開示した内容の実施形態の態様による超高平均電力レーザ光源の概略ブロック図である。
【図５５】開示した内容の実施形態の態様による超高平均電力レーザ光源の概略ブロック図である。
【図５６】開示した内容の実施形態の態様による超高平均電力レーザ光源の一例の概略ブロック図である。
【図５７】開示した内容の実施形態の態様による例示的な液浸レーザリソグラフィシステムの部分概略部分ブロック図である。
【図５８】開示した内容の実施形態の態様によるガス放電増幅レーザシステムに対する固体シードレーザの概略ブロック図である。
【図５９】開示した内容の実施形態の態様による固体シードレーザ／増幅レーザシステムの概略ブロック図である。
【図６０】開示した内容の実施形態の態様によるビーム分割器と共に例えば周波数変換器によるシードレーザの出力の変換、及びそれに続く干渉破壊の概略ブロック図である。
【図６１】開示した内容の実施形態の態様による図６０の実施形態のバージョンの概略ブロック図である。
【図６２】開示した内容の実施形態の態様による注入シードＤＵＶガス放電主発振器／増幅器利得媒体レーザシステム固体主発振器の概略部分ブロック図である。
【図６３】開示した内容の実施形態の態様による注入シードＤＵＶガス放電主発振器／増幅器利得媒体レーザシステム固体主発振器の概略部分ブロック図である。
【図６４】開示した内容の実施形態の態様による注入シードＤＵＶガス放電主発振器／増幅器利得媒体レーザシステム固体主発振器の概略部分ブロック図である。
【図６５】開示した内容の実施形態の態様による注入シードＤＵＶガス放電主発振器／増幅器利得媒体レーザシステム固体主発振器の概略部分ブロック図である。
【図６６】開示した内容の実施形態の態様による超高電力固体シードレーザ及び利得増幅器レーザシステムの概略部分ブロック図である。
【図６７】開示した内容の実施形態の態様による再生／再循環電力利得発振器電力増幅器ステージの概略部分ブロック図である。
【図６８】開示した内容の実施形態の態様による固体シードレーザ／利得増幅器レーザシステムの概略部分ブロック図である。
【図６９】開示した内容の実施形態の態様による固体シードレーザ／利得増幅器レーザシステムの概略部分ブロック図である。
【図７０】開示した内容の実施形態の態様によるレーザシステムからの正規化出力パルス形状を示す図である。
【図７１】開示した内容の実施形態の態様によるＥ−Ｏセルレーザ誘導入力電圧の概略図である。
【図７２】開示した内容の実施形態の態様によるレーザ誘導システムの概略ブロック図である。
【図７３】開示した内容の実施形態の態様によるＥ−Ｏセルレーザ誘導電圧入力信号の概略図である。
【図７４】開示した内容の実施形態の態様による例示的な干渉破壊試験結果を示す図である。
【図７５】開示した内容の実施形態の態様による例示的な干渉破壊試験結果を示す図である。
【図７６】開示した内容の実施形態の態様により約１９３ｎｍ出力光を有する固体シードレーザの概略部分ブロック図である。
【図７７】開示した内容の実施形態の態様により約１９３ｎｍ出力光を有する固体シードレーザの概略部分ブロック図である。
【図７８】様々な周波数アップコンバージョン方式を示す図である。
【図７９】開示した内容の実施形態の態様によるレーザシステムの概略部分ブロック図である。
【図８０】開示した内容の実施形態の態様によるレーザシステムの概略部分ブロック図である。
【図８１Ａ】開示した内容の実施形態の態様によるシードレーザ増幅利得媒体に対する光線経路の分解斜視部分概略図である。
【図８１Ｂ】開示した内容の実施形態の態様によるシードレーザ増幅利得媒体に対する光線経路の分解斜視部分概略図である。
【図８１Ｃ】開示した内容の実施形態の態様によるシードレーザ増幅利得媒体に対する光線経路の分解斜視部分概略図である。
【図８２Ａ】図８１Ａ−Ｃの光線経路の一部分の上面図の斜視部分概略図である。
【図８２Ｂ】図８１Ａ−Ｃの光線経路の一部分の側面図の斜視部分概略図である。
【図８３Ａ】図８１Ａ−Ｃ及び図８２Ａ−Ｂの中継光学器械の一部分の斜視部分概略図である。
【図８３Ｂ】図８１Ａ−Ｃ、図８２−Ｂ、及び図８３Ａのビーム拡大器のより詳細な側面図である。
【図８４Ａ】開示した内容の実施形態の態様によるビーム空間平行移動／散開／チャープ機構の概略上面図である。
【図８４Ｂ】開示した内容の実施形態の態様によるビーム空間平行移動／散開／チャープ機構の概略側面図である。
【図８５】オフセット角に対するビーム変位の図表である。
【図８６】開示した内容の実施形態の態様によるビーム遅延経路内のビーム反転機構の概略図である。
【符号の説明】
【０３１０】
４４  下部反射鏡
７０  ビーム反転器
１４２  ビーム拡大器
１４４  利得媒体チャンバ
１６０  シード注入機構
【図１】
0005506194.tif 000005
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図８５】
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【図８６】
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