(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
主発振器及び増幅器を有し、前記主発振器は、ハロゲンを含むレーザ発振媒体ガスを収容するレーザチャンバを有しており、前記増幅器は、ハロゲンを含むレーザ発振媒体ガスを収容するレーザチャンバを有している、パルス状線狭化ガス放電レーザリソグラフィ光源と、
レーザ作動経過時間及びショットカウントの一方又は両方を含む要素によって決まる規則的間隔で発生することが予め定められたインジェクト機会で補充スキームを実行するコントローラを含むガス補充システムと、を備え、
前記ガス補充システムは、全てのインジェクト機会で同じ量の非ハロゲン含有ガス組成物を前記主発振器及び前記増幅器のそれぞれのレーザチャンバに注入し、少なくとも１回のインジェクト機会の間に所定量のハロゲン含有ガス組成物を前記主発振器及び前記増幅器のそれぞれのレーザチャンバに注入し、前記主発振器及び前記増幅器のそれぞれのレーザチャンバの圧力を低減させるように動作可能であり、
前記所定量は、前記主発振器のハロゲン消費量の計算については、帯域幅と、前記主発振器と増幅器との間の放電のタイミングの差と、を用い、前記増幅器のハロゲン消費量の計算については、前記主発振器のパルスエネルギーと、前記増幅器の放電電圧と、を用いて算出され、
前記非ハロゲンの量は、前記ガス補充システムが、同じ量の非ハロゲン含有ガス組成物を注入する前の前記主発振器及び前記増幅器のそれぞれのレーザチャンバ内の圧力に近似するレベルまで前記主発振器及び前記増幅器のそれぞれのレーザチャンバ内の圧力を低減する時に前記レーザ発振媒体ガスからの有意な量の汚濁物質の除去を可能にするのに十分である、装置。
【請求項２】
前記ハロゲンは、フッ素を含む、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
パルスガス放電レーザ源を用意する段階であって、前記レーザ源は主発振器及び増幅器を有し、前記主発振器は、ハロゲンを含むレーザ発振媒体ガスを収容するレーザチャンバを有しており、前記増幅器は、ハロゲンを含むレーザ発振媒体ガスを収容するレーザチャンバを有している、段階と、
レーザ作動経過時間及びショットカウントの一方又は両方を含む要素によって決まる規則的間隔で発生することが予め定められたインジェクト機会でガス補充スキームを実行する段階と、を含み、
前記ガス補充スキームを実行する段階は、全てのインジェクト機会で同じ量の非ハロゲン含有ガス組成物を前記主発振器及び前記増幅器のそれぞれのレーザチャンバに注入する段階と、少なくとも１回のインジェクト機会の間に所定量のハロゲン含有ガス組成物を前記主発振器及び前記増幅器のそれぞれのレーザチャンバに注入する段階と、前記主発振器及び前記増幅器のそれぞれのレーザチャンバの圧力を低減させる段階とを含み、
前記所定量は、主発振器のハロゲン消費量の計算については帯域幅及び前記主発振器と増幅器との間の放電のタイミングの差を用い、前記増幅器のハロゲン消費量の計算については前記主発振器のパルスエネルギー及び前記増幅器の放電電圧を用いて算出され、
前記非ハロゲンの量は、同じ量の非ハロゲン含有ガス組成物を注入する前の前記主発振器及び前記増幅器のそれぞれのレーザチャンバ内の圧力に近似するレベルまで前記主発振器及び前記増幅器のそれぞれのレーザチャンバ内の圧力が低減する時に前記レーザ発振媒体ガスからの有意な量の汚濁物質の除去を可能にするのに十分である、方法。
【請求項４】
前記ハロゲンは、フッ素を含む、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
パルスガス放電レーザ源であって、前記レーザ源は主発振器及び増幅器を有し、前記主発振器は、ハロゲンを含むレーザ発振媒体ガスを収容するレーザチャンバを有しており、前記増幅器は、ハロゲンを含むレーザ発振媒体ガスを収容するレーザチャンバを有している、パルスガス放電レーザ源と、
レーザ作動経過時間及びショットカウントの一方又は両方を含む要素によって決まる規則的間隔で発生することが予め定められたインジェクト機会でガス補充スキームを実行する手段と、を含み、
前記ガス補充スキームを実行する手段は、全てのインジェクト機会で同じ量の非ハロゲン含有ガス組成物を前記主発振器及び前記増幅器のそれぞれのレーザチャンバに注入する手段と、少なくとも１回のインジェクト機会の間に所定量のハロゲン含有ガス組成物を前記主発振器及び前記増幅器のそれぞれのレーザチャンバに注入する手段と、前記主発振器及び前記増幅器のそれぞれのレーザチャンバの圧力を低減させる手段とを含んでおり、
前記所定量は、主発振器のハロゲン消費量の計算については帯域幅及び前記主発振器と増幅器との間の放電のタイミングの差を用い、前記増幅器のハロゲン消費量の計算については前記主発振器のパルスエネルギー及び前記増幅器の放電電圧を用いて算出され、
前記非ハロゲンの量は、前記ガス補充スキームを実行する手段が、同じ量の非ハロゲン含有ガス組成物を注入する前の前記主発振器及び前記増幅器のそれぞれのレーザチャンバ内の圧力に近似するレベルまで前記主発振器及び前記増幅器のそれぞれのレーザチャンバ内の圧力を低減する時に前記レーザ発振媒体ガスからの有意な量の汚濁物質の除去を可能にするのに十分である、装置。
【請求項６】
前記ハロゲンは、フッ素を含む、請求項５に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
開示内容は、ガス放電レーザ、特に、半導体製造フォトリソグラフィのためのＤＵＶ光源のためのような線狭化環境で利用されるエキシマガス放電レーザに関し、より具体的には、レーザガス補充を含むレーザの出力を制御するための装置及び手段に関する。
関連出願への相互参照
本出願は、２００７年４月２５日出願の「レーザガス注入システム」という名称の米国特許出願出願番号第１１／７９６、０６５号に対する優先権を請求するものであり、かつ２００７年２月２６日出願の「レーザガス注入システム」という名称の米国特許仮出願出願番号第６０／９０３、７２７号に対する優先権も請求するものである。本出願は、２００２年５月２１日に付与された「マイクロリソグラフィレーザのための制御技術」という名称の米国特許第６３９２７４３号と、２００５年１ト１月８日に付与された「ガス放電レーザのための自動ガス制御システム」という名称の米国特許第６９６３５９５号と、２００５年１２月１日に付与された「２チャンバガス放電レーザのための制御スシステム」という名称の米国特許第７０７９５６４号と、２００４年３月２５日に付与された「２チャンバガス放電レーザのための制御システム」という名称の米国特許第７０３９０８６号とに関連するものであり、代理人整理番号第２００３−００５３−０２号である、２００５年１月１３日出願の「ガス放電ＭＯＰＡレーザシステムの出力を制御する方法及び装置」という名称の米国特許出願出願番号第１１／０３５、９３８号と、代理人整理番号第２００４−００８３−０１号であり、２００５年５月５日公開の公開番号第２００５００９４６９８号である、２００４年９月２９日出願の「多重チャンバエキシマ又は分子フッ素ガス放電レーザフッ素注入制御」という名称の出願番号第１０／９５３、１００号と、代理人整理番号第２００３−００５３−０１号であり、２００５年６月２３日公開の公開番号第２００５０２３８０２７号である、２００３年１２月１８日出願の「ガス放電ＭＯＰＡレーザシステムの出力を制御する方法及び装置」という名称の出願番号第１０／７４０、６５９号とにも関連するものであり、これらの各々の開示内容は、本明細書において引用により組み込まれている。
【背景技術】
【０００２】
最先端スキャナに対する収量への要求の高まりにより、光源の有用性の大幅な改善が必要となっている。これは、「ＳＥＭＩ  Ｅ１０」規格で定められるように休止時間を最小にし、かつ生産時間を最大にすることに直接通じる可能性がある。現在、これらの目標を達成することに集中した努力が進んでおり、既に製品光源に有意な改良がもたらされている。生産時間の改善に積極的に寄与するものは、ハロゲンガス補充のための光源停止の最小化とすることができる。本出願人の譲渡人のレーザシステムは、利得媒体として１つ又はそれよりも多くのハロゲンガス充填チャンバを使用している。光源が作動すると、ハロゲンガスが消耗して汚濁物質が蓄積されるので、ガスを定期的に補充する必要がある。
【０００３】
これは、インジェクトと呼ぶ、光源が作動継続中の部分的補充により行うことができ、インジェクトは、光特性がある一定のレーザ出力パラメータに関して所定の選択された仕様内に留まることを保証する制約を受ける。代替的に、それは、リフィルと呼ぶ完全補充で行うことができ、その場合、レーザがレーザ内のガス含有量を０．１％Ｆ2、１．９％Ａｒ、及び９８％ネオンのような本来選択された予混合濃度に戻すために発射されていない間に、チャンバガスの全てが交換される。リフィルは、それらが光源及びスキャナ作動の両方に導入する大きな混乱のために最小にされることになる。益々狭くなる帯域幅と、帯域幅及びいくつかの他のビーム品質パラメータに関する益々増大するパルス単位安定性とに対する光源のエンドユーザ、例えば、半導体製造業者からの間断なき圧力は、このようなエキシマレーザフォトリソグラフィＤＵＶ光源の作動における多くの要素によって影響を受けている。これらの要素には、現在のガス組成及び経時的なガス組成の変化があり、また、ガス組成制御システムによるガス組成修正中でさえもスキャナを作動する必要性及び定期的なガス補充要件による休止時間のような作動効率及び経済性に関する問題がある。先に参照した付与済みの特許及び現在特許出願中の出願において説明したシステムの１つ又はそれよりも多くにある一定の弱点が明らかとなっている。
【０００４】
本出願人の譲渡人「Ｃｙｍｅｒ、Ｉｎｃ．」は、例えば、スキャナにおける使用に向けて、超狭帯域幅、高パルス繰返し数、高電力、かつ超安定なパルス単位ＤＵＶ光源として半導体製造フォトリソグラフィ上で利用されるもののような単一チャンバ及び多重チャンバの両方の線狭化レーザシステムに向けていくつかのレーザガス制御方法及び装置を提案かつ採用している。例えば、先に参照した米国特許出願出願番号第１０／９５３、１００号では、ガス交換において使用するハロゲンの量を計算することができる方法及びガス交換が発生した時にそれを判断することができる方法が説明されている。
【０００５】
ガス管理に対する改良と共に、光源故障低減、モジュール長寿命化、及びモジュール交換の最適化における広範囲における大きな努力により、複合光源／スキャナ有用性の大幅な増大をもたらすことができる。収量に関する要求が最先端のスキャナに対して高まる時に、休止時間を最小にすると共に生産時間を最大にすることにより多く着目することが不可欠になる。過去には、最先端の光源では、リソグラフィ工程により要求される高い性能要件を供給することに主として着目されてきた。しかし、光源製造業者側には、製品が成熟する時に光源が改善した有用性を提供することを保証する責任が高まっている。「ＳＥＭＩ  Ｅ１０」規格では、休止時間には、光源チャンバ及び光学器械のような消耗品の予防保守及び交換が含まれるように定められている。「機器信頼性、有用性、及び保守性の定義及び測定に関する仕様」と呼ばれる「ＳＥＭＩ  Ｅ１０」規格には、モジュール交換による総損失時間（休止時間）及びハロゲンガスリフィルを含む非生産的製造待機時間が含まれている。本出願人の譲渡人Ｃｙｍｅｒは、光源有用性に対する良好な傾向が維持されることを保証するために大きな尽力を払ってきた。今日まで、光源の完全なハロゲンガス補充を可能にするためにスキャナ作業を中断することは、避けられない必須事項であった。しかし、本発明の開示する内容の実施形態の態様により、本出願人は、レーザの放電停止が必要である完全ハロゲンガス補充（交換）回数がより少なくて済み、生産時間のかなりの利得をもたらすより良好なガス制御アルゴリズムを提案する。
【０００６】
本出願人の譲渡人ＣｙｍｅｒのＸＬＡ及び７０００シリーズレーザでは、利得媒体として１つ又はそれよりも多くのハロゲンガス充填チャンバを使用している。光源が作動する時、ハロゲンガスが消耗して汚濁物質が蓄積されるのでガスを定期的に補充する必要がある。
ハロゲンガスは、例えば、ネオン（Ｎｅ）及び同じくフッ素（Ｆ2）と共に、望ましいレーザ波長に基づいてアルゴン（Ａｒ）又はクリプトン（Ｋｒ）から成るとすることができる。光源がエネルギをその電極にわたって放出して「深紫外線（ＤＵＶ）」光を発生する時、フッ素原子の一部は、一時的に解離状態になり、一時的にＡｒＦ又はＫｒＦの二量体を形成する場合がある。それらの一部は、光源チャンバ内の他の化合物（例えば、金属）と再結合し、チャンバ内にデブリとして蓄積する固体粒子を形成する可能性がある。このデブリは、２つの悪影響を有する可能性、すなわち、（１）電極間の誘電体としての使用に利用可能なフッ素量の低減、及び（２）光線源効率を低減する汚濁物質として作用する可能性がある。炭素化合物、大気中の気体、フッ素とのこれらの分子の結合を含む他の汚濁物質も、チャンバガスに存在する場合がある。これらの化合物は、例えば、一定のパルスエネルギを作り出すのに必要な放電電圧の増加として見られるレーザ効率の減少を引き起こすことを時間と共に示す可能性がある。放電電圧は上限を有するので、汚濁物質を除去すると共に典型的に完全なガス補充（リフィル）の形態で損失フッ素を補充する対策を講じなければならない。
【０００７】
上述のように、リフィルの必要性は、光源に光の放出の停止を要求する。これが起こると、リソグラフィ工程は、処理中のウェーハの再加工を防止するために、制御された方法で停止させる必要がある。この制御は、スキャナでリフィルを調整することによって達成される。しかし、リフィルの必要性は、いくつかの複雑かつ予測不能であることが多い変数（光源発射パターン、光源エネルギ、光源モジュールの経年数のような）に依存する可能性がある。従って、スキャナによるリフィルの調整は、規則的なスケジュールにより行ない、それによって光源が何らかの作動限界値に到達することによる光源作動の予期しない中断が発生することがないことが保証される。このスケジュールは、多くの場合に、リフィルとリフィルの間の時間に関して非常に保守的な上限値をもたらす。すなわち、光源の一部のユーザが低いパルス使用量で作業した場合、次回の所要のリフィルまでの実際の時間は、簡単なスケジュールが許すものを遥かに超える可能性がある。本出願人の譲渡人は、この保守主義を軽減し、平均してガス長寿命化をもたらすようにリフィルの必要性をより正確に予測する技術を開発した。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】米国特許出願出願番号第１１／７９６、０６５号
【特許文献２】米国特許仮出願出願番号第６０／９０３、７２７号
【特許文献３】米国特許第６３９２７４３号
【特許文献４】米国特許第６９６３５９５号
【特許文献５】米国特許第７０７９５６４号
【特許文献６】米国特許第７０３９０８６号
【特許文献７】米国特許出願出願番号第１１／０３５、９３８号
【特許文献８】米国特許出願出願番号第１０／９５３、１００号
【特許文献９】米国特許出願出願番号第１０／７４０、６５９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本出願人は、先に参照した単一チャンバ及び多重チャンバレーザガス制御システムのある一定の態様に対するある一定の改良を提案する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
ハロゲン含有レーザ発振ガスを含むフォトリソグラフィ工程のためのガス放電レーザ光源に対してガス寿命を予測する段階を含むことができ方法及び装置を開示し、予想する段階は、複数のレーザ作動入力及び／又は出力パラメータの少なくとも１つを利用する段階と、フォトリソグラフィ工程における少なくとも１つの利用パラメータの集合を利用し、それぞれの入力又は出力パラメータに関してガス使用モデルを判断する段階と、モデルとそれぞれの入力又は出力パラメータの測定値とに基づいてガス寿命の終了を予測する段階とを含むことができる。パラメータは、パルス利用パターンを含む。本方法及び装置は、ハロゲン含有レーザ発振ガスを含むフォトリソグラフィ工程のためのガス放電レーザ光源に対してガス管理を行う段階を含むことができ、本方法及び装置は、一般的に完全なガスリフィルにおいてレーザに供給される予混合比率と略同じ比率で、かつ注入前に総ガス圧の２パーセントよりも小さい量でハロゲンガス及びバルクガスの混合物を含むインジェクトを含む定期的かつ頻繁な部分的なガスリフィルを利用する段階を含むことができる。装置及び方法は、ハロゲン含有レーザ発振ガスを含むフォトリソグラフィ工程のためのガス放電レーザ光源に対してガス寿命を予測する予測手段を含むことができ、予測する段階は、複数のレーザ作動入力及び／又は出力パラメータの少なくとも１つを利用する手段と、フォトリソグラフィ工程における少なくとも１つの利用パラメータの集合を利用して、それぞれの入力又は出力パラメータに関してガス使用モデルを判断する手段と、モデルとそれぞれの入力又は出力パラメータの測定値とに基づいてガス寿命の終了を予測する段階とを含むことができる。装置及び方法は、ハロゲンを含むレーザ発振媒体ガスを収容するレーザチャンバと、バルクガスのフラッシュ量と共にハロゲンの補充量のインジェクト機会の発生時にインジェクトを行う段階を含む補充スキームを実行するコントローラを含むガス補充システムとを含むパルス状線狭化ガス放電レーザリソグラフィ光源を含むことができる。ハロゲンは、フッ素を含むことができる。フラッシュ量は、制御システムがインジェクト前にチャンバ内の圧力に近似するレベルにチャンバ内の圧力を低減する時に、レーザ発振媒体ガスから有意な量の汚濁物質の除去を可能にするのに十分であるとすることができる。フラッシュ量は、延長期間にわたってレーザ発振ガス媒体の成分のほぼリフィル百分率の維持を可能にする。コントローラは、経過時間及びショットカウントの一方又は両方を含む要素により決まる規則的間隔で発生するインジェクト機会で補充スキームを実行する。補充スキームは、いかなるハロゲンもなしでバルクガスのフラッシュ量のインジェクトを行う段階を含む。補充スキームは、インジェクト機会の選択されたインスタンスでいかなるハロゲンもなしでバルクガスのフラッシュ量のインジェクトを行う段階を含むことができる。ガスコントローラは、チャンバ内の実フッ素消費量の推定に従って選択された補充量を修正することができる。実フッ素消費量の推定は、公知の方法でレーザ発振媒体ガス中のフッ素含有量の変化と共に変わるレーザシステム入力又は出力作動パラメータの測定値に基づくことができる。本方法及び装置は、作動パラメータ値の１つ又はそれよりも多くが作動上の又はユーザが選択した境界条件を超える前に時間又はショット蓄積を最大にする段階と、このような作動パラメータの部分集合Ｓ1を、このようなパラメータの部分集合Ｓ2の最大化と共に、最小にする段階とを含むことができる段階により、レーザ入力／出力作動パラメータ値の長期的修正に応答して、測定レーザ作動システムパラメータの集合から導出された部分集合の１つ又はそれよりも多くのメンバを調節してレーザ効率を調節する段階を含むことができる方法を利用してハロゲンを含むレーザ発振媒体ガスを収容するレーザチャンバ内へのパルス状線狭化ガス放電レーザリソグラフィ光源におけるガス補充を制御する段階を含むことができる。本方法及び装置は、部分集合メンバを重み付け及び／又は正規化してそれぞれの部分集合メンバに重要度の順を割り当てる段階を含むことができる。部分集合Ｓ1又はＳ2は、空集合を含むことができる。装置及び方法は、パラメータの部分集合Ｓ3間のノルム値又は他のノルムを最小にする段階を含むことができ、パラメータの部分集合Ｓ3間のノルム値又は他のノルムを最小にする段階を含むことができ、かつ最大化又は最小化に緩い制約及び／又は厳しい制約を与える段階を含むことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】開示内容の実施形態の態様による一例としてのレーザガスコントローラの概略ブロック図である。
【図２】開示内容の実施形態の態様による開ループ注入コントローラの概略ブロック図である。
【図３】開示内容の実施形態の態様によるフラッシュリフィルスケジュールを示す図である。
【図４】開示内容の実施形態の態様による多重チャンバレーザガス制御システムに関する充電電圧に関連する性能を示す図である。
【図５】開示内容の実施形態の態様による多重チャンバレーザガス制御システムに関する例えばＭＯ出力におけるμＪ／ボルト単位のｄＥ／ｄＶに関連する性能を示す図である。
【図６】開示内容の実施形態の態様による多重チャンバレーザガス制御システムに関するＭＯ出力エネルギに関連する性能を示す図である。
【図７】開示内容の実施形態の態様による多重チャンバレーザガス制御システムに関する帯域幅測定値、例えば、フェムトメートル単位のＥ９５％７０及びＦＷＨＭ７２の変動に関連する性能を示す図である。
【図８】開示内容の実施形態の態様による多重チャンバレーザガス制御システムに関するｄｔＭＯＰＡに関連する性能を示す図である。
【図９】開示内容の実施形態の態様によるＭＯＰＡシステムにおいて充電電圧を維持する機能の試験を示す図である。
【図１０Ａ】開示内容の実施形態の態様による同じ試験実行中の他の測定値を示す図である。
【図１０Ｂ】開示内容の実施形態の態様による同じ試験実行中の他の測定値を示す図である。
【図１０Ｃ】開示内容の実施形態の態様による同じ試験実行中の他の測定値を示す図である。
【図１１Ａ】開示内容の実施形態の態様による同じ試験実行に関する電圧の測定値を示す図である。
【図１１Ｂ】開示内容の実施形態の態様による同じ試験実行に関するｄＥ／ｄＶの測定値を示す図である。
【図１２Ａ】開示内容の実施形態の態様によるＭｏエネルギの測定値を示す図である。
【図１２Ｂ】開示内容の実施形態の態様による帯域幅の測定値を示す図である。
【図１２Ｃ】開示内容の実施形態の態様によるｄｔＭＯＰＡの測定値を示す図である。
【図１３】開示内容の実施形態の態様によるＦ2消費量変動を示す図である。
【図１４】開示内容の実施形態の態様によるフラッシュ率を示す図である。
【図１５】開示内容の実施形態の態様による最適化アルゴリズムを一例として示す図である。
【図１６】最適化をどのように用いて例えば作動寿命を最大にすることができるかのような開示内容の実施形態の態様を示す図である。
【図１７】開示内容の実施形態の態様による一定のフラッシュインジェクト制約の例示的なプロットを示す図である。
【図１８】開示内容の実施形態の態様によるある一定の方程式の解の挙動を表す図である。
【図１９Ａ】開示内容の実施形態の態様によるＭＯ内へのほぼ１０ｋＰａインジェクトに関するｄＥ／ｄＶの変化を示す図である。
【図１９Ｂ】開示内容の実施形態の態様によるＭＯ内へのほぼ１０ｋＰａインジェクトに関する有効出力エネルギの変化を示す図である。
【図１９Ｃ】開示内容の実施形態の態様によるＭＯ内へのほぼ１０ｋＰａインジェクトに関するｅ９５帯域幅の変化を示す図である。
【図２０Ａ】開示内容の実施形態の態様によるＰＡへの類似インジェクトの効果を示す図である。
【図２０Ｂ】開示内容の実施形態の態様によるＰＡへの類似インジェクトの効果を示す図である。
【図２０Ｃ】開示内容の実施形態の態様によるＰＡへの類似インジェクトの効果を示す図である。
【図２１Ａ】開示内容の実施形態の態様による実験中の全体的な電圧を示す図である。
【図２１Ｂ】開示内容の実施形態の態様による実験中の帯域幅を示す図である。
【図２１Ｃ】開示内容の実施形態の態様による実験中のエネルギを示す図である。
【図２２】開示内容の実施形態の態様によるＦ2濃度の変化に伴う帯域幅の変化を示す図である。
【図２３】開示内容の実施形態の態様によるガスコントローラの概略ブロック図である。
【図２４】開示内容の実施形態の態様によるリフィルを必要とするまでのショット回数の予測を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
チャンバガスリフィルは、従来的に、例えば、汚濁物質を除去し、フッ素（Ｆ2）を補充して既知の状態にガスを全般的に「リセットする」ためのＤＵＶフォトリソグラフィレーザ光源の必要な一部である。このようなリフィルがないと、一定のエネルギを維持するレーザ発射電圧は、飽和まで、すなわち、何らかの望ましい上限を超えて増加する傾向ある。補充の後、電圧は、大幅に下がってサイクルが繰り返される。レーザモジュールの経年変化によっても所要の電圧が増加することになる。補充は、この影響を効果を補正することができるものではないが、この影響は、ガスベースの現象より遥かに長い時間尺度で発生する。ＡｒＦレーザのリフィルは、従来的に、一般的に、Ｍショット１００回毎という頻度で必要であり、ＫｒＦレーザの方が、頻繁なリフィルに対する要求度が小さい。リフィル毎に完了するのに一般的に約１８分が必要であるので、レーザの休止時間は、リフィルに対して約７．５分／日である。補充中、レーザは、光源として作動しておらず、例えばフォトリソグラフィ工程は停止すべきである。補充による休止時間を排除すれば、フォトリソグラフィスキャナシステム当たりの収量で０．５％の改善になる。ＤＲＡＭウェーハ層は、露光するのに約１分掛かると仮定すると、これは、関連ＤＵＶ狭帯域エキシマレーザ光源で、例えば、約２５〜３０台のスキャナを利用する製造業者では、総量で潜在的に更に２１０個多いウェーハ層／日になる。開示内容の実施形態の態様により、リフィルを排除することができると共に注入時間を短縮することができ、更に収量改善が後押しされる。インジェクトによる収量改善及び開示内容の実施形態の態様によるリフィル排除を組み合わせれば、レーザ収量で１％の改善、及び潜在的に更に〜４００個多いウェーハ層／日又は約１６ウェーハ（２５層／ＤＲＡＭを仮定）を得ることができる。
【００１３】
開示内容の実施形態の態様により、提案するガス制御アルゴリズムによって結果的にリフィル不要とすることができる。例えば、このようなアルゴリズムは、非常に頻繁なガス注入及び抽気を行うことができる。インジェクトは、以前のアルゴリズムに使用されたような典型的なＦ2量を含むことができるが、フラッシュ量としてここ（本明細書）で定める、ずっと多くのバッファ希ガス（ネオン）量を注入することもできる。次に、抽気により初圧にチャンバを戻すことができる。緩衝ガス（及び恐らく希ガス（例えばＫｒＦ又はＡｒＦに対してはそれぞれＫｒ又はＡｒ、集合的に「バルクガス」）も含む）のこのような多量の注入は、例えば、ガスを「フラッシュ」する量が既存の注入アルゴリズムよりも大きくなりがちになる可能性があり、従って、永久的かつ機能的なガス状態が維持される。ガスのフラッシュは、汚濁物質を除去して、レーザが永遠に発射することを可能にするレベルまで、すなわち、予混合比で又は予混合比の近くにＦ2濃度を維持する傾向がある。
【００１４】
開示内容の実施形態の態様により、例えば、本出願人の譲渡人のＸＬＡレーザシステムのような多重チャンバレーザシステムに対しては、各チャンバ（主発振器チャンバ及び増幅媒体チャンバ）には、注入機会毎に、０ｋＰａと１．５ｋＰａ間のＦ2及び５．０ｋＰａと７．０ｋＰａ間の適切なＡｒ／Ｎｅ混合物を注入することができる。このような注入機会は、定期的に、ショットカウントの場合には、例えば、Ｘ百万回のショット（ＸＭショット）毎に行うことができ、例えば、５００Ｋショットを交互に、すなわち、チャンバ１つ置きに１Ｍショット／チャンバとすることができる。可能な好ましい実施形態により、何らかの最小レベルのフッ素注入を毎回の注入で行うことができ、すなわち、フッ素レベルは、０に設定されない。これは、本質的に、単一チャンバレーザに対して繰り返すことができ、すなわち、選択した回数のショット毎に、例えば、チャンバにおいて、５００Ｋショット又は１Ｍショットであり、フッ素の注入は、好ましくは、０ではなく、０ｋＰａと１．５ｋＰａの間に設定する。０Ｆ2又は何らかの最小固定Ｆ2でいずれかのモードの選択は、例えば、工場で（又は、設置時に）設定し、本質的にその後は変更することができないか、又は何らかの時間が経過して他のモードに変更することができる。更に、フッ素量又はフッ素と緩衝ガス又は緩衝ガスと希ガスの混合物（集合的にバルクガス）の比は、レーザ作動時間にわたって、例えば、現地保守により変わる場合があり、かつインジェクトの総量も、例えば、７．のｋＰａからリセットすることができる。すなわち、何らかの時点で、例えば、Ｆ2と他のガスの比は、１：６．９から２：６．９、又は４：６．９に変更することができ、又は全体的な注入は、例えば、Ｆ2：他のガスを１：８に変更した状態で、例えば、９．０ｋＰａに変更することができる。更に、時間と共に、総量を例えば６ｋＰａに低減することができ、かつＦ2及び他のガスの量も同様に調節することができる。これは、インジェクト前に約３ｋＰａのＦ2及び３００ｋＰａの総ガス圧を含めてレーザに注入される。ガス注入コントローラは、レーザの実際の作動中はこの選択には無関係であり、すなわち、単に、予め選択されるようなインジェクトを、すなわち、例えば、一部はＦ2あり、一部はＦ2なしのパターンを、比較的長期間のガス寿命に対して予め選択されたように混合物及び／又はパターン化が再度選択されるまで又はガス寿命切れになるまで実行する。
【００１５】
当業者は、これらの数字は、レーザ作動の期間にわたるアルゴリズムの作業に対して言及した可能な変化であるなどの例示的なものに過ぎないことを理解するであろう。これらの数字は、レーザが一般的に作動中であって例えばスキャナに光を供給している間、ダイ間で又はウェーハ間で又はウェーハと他の「オフ」時間との間にスキャナを移送する通常の時間のために、エンドユーザにより制御される「典型的な」作動パラメータ、例えば、負荷サイクル（本出願の目的上レーザオン時とレーザオフ時の比を意味する）のような事柄に基づいてレーザシステム間で変化する場合があり、フォトリソグラフィ半導体処理スキャナ内での一般的な使用に対しては、スキャナに対する保守のような時間、及びチャンバサイズ及び材料組成、電極浸食、電圧、総ガス圧、ガスの適切な量を選択して何らかの最小時間内でレーザチャンバに供給することに関するガス制御システム機能、レーザの作動との干渉、例えば、インジェクトのサイズ及び／又はインジェクト内のフッ素含有量のサイズによるｄＥ／ｄＶ、パルスエネルギ安定性のようなレーザ自体の作動に関する１つ又はそれよりも多くの要素を含まない。
【００１６】
一例として、一部のレーザチャンバでは、レーザ作動耐用期間にわたってガス汚濁率が低減され、それによってフラッシュの軽減に向けて、すなわち、例えば、レーザ作動寿命開始時の上述の例示的な７．９ｋＰａよりも小さい総ガス注入の軽減に向けて緩和され、例えば、バルクガス含有量が低減されると思われ、一部の場合には、一方で、例えば、レーザ作動寿命にわたる電極侵食の増加による、例えば、経時的なＦ2消費量の増加のために注入におけるＦ2が増加することが公知である。
【００１７】
更に、この望ましい「フラッシュ」は、例えば、定期的なインジェクトの一部のみでフッ素を、及び残りのインジェクトでは他のガス（バルクガス）を注入するシステムで達成することができ、例えば、上述の例示的な数字を用いて、４回毎のインジェクトのうち１回でＦ2と他のガスの比を１：６．９とすることができ、残り３回のインジェクトに対しては、比率は、０：６．９とすることができ、これによって上述の率の１／４でフッ素が注入され、又は例えば４回毎の注入機会のうち１回でのＦ2の注入は、４：６．９の比率とすることができることが理解されるであろう。これによって全体的に上述のものと同じ率でＦ2が注入される。これは、多重チャンバシステムにおいてチャンバ間で交互に、すなわち、第１のチャンバで選択した回数の注入機会毎に、第２のチャンバで選択した回数の注入機会毎に行うことができ、選択した回数は、等しい場合があり、又は等しくない場合もある。
【００１８】
これは、上述したものを含む理由でレーザ作動寿命に後でシフトされるモードとすることができる。同様に、希ガス、例えば、Ａｒ又はＫｒは、インジェクトの全回数よりも少ない回数でインジェクト混合物に含めて、依然としてバルクガスを含むそれらのインジェクトに注入される比較的多量の他のガスの抽気によりレーザチャンバからの汚濁物質の望ましい定期的かつ繰返し式の頻繁なフラッシュを得るという目標をもたらし、更には、本出願人の譲渡人により製造される例示的なＡｒＦレーザに対しては、例えば約０．１％Ｆ2、１．０％Ａｒ、及び９８．９％Ｎｅでガスの初期充填を目的とした初期予混合の近くにチャンバ内でガス混合物を維持することができる。
【００１９】
要するに、レーザシステム（単一チャンバ、又は多重チャンバ）の作動寿命全体の選択された時期でのアルゴリズムは、インジェクト量を選択して、選択された予混合ガス比で（このような選択により可能な程度までレーザ作動を最適化する意図で選択）又は選択された予混合ガス比の近くでレーザチャンバ内でガス混合物を維持しながら、また、同時に、例えば、半導体製造フォトリソグラフィ工程のためのレーザ光源としてのレーザシステムの作動の所要の仕様内でパルスエネルギ、パルスエネルギ安定性、帯域幅、帯域幅安定性、線量、線量安定性のような重要なレーザ作動パラメータの維持を大幅に妨害せずに、得られる抽気でチャンバ内の選択された全体的なガス圧までレーザチャンバから汚濁物質を含む有意な量のガスをフラッシュするのに十分な量の少なくとも緩衝ガスと共に、選択された補充量で定期的にレーザチャンバにフッ素を注入する。
【００２０】
開示内容の実施形態の態様により、開ループ定期的注入を使用するこのアルゴリズムに加えて、ガス制御システムは、１つ又はそれよりも多くのレーザ入力作動パラメータ、例えば、充電電圧、又はシードレーザ及び増幅レーザの放電タイミングの差（本明細書では簡単な言い方として「ｄｔＭＯＰＡ」、但し、電力増幅器、すなわち、ＰＡである増幅レーザ部分に限定されない）、及び／又はレーザ出力作動パラメータ、例えば、帯域幅、例えば、特に、Ｅ９５％（例示的なＭＯＰＡレーザシステムの帯域幅出力の９５％の積分尺度）、又は、例えば、エネルギ出力、例えば、シードレーザ部分からのエネルギ出力（本明細書では簡単な言い方としての「ＥMO」、但し、例えば、本出願人の譲渡人のＸＬＡシリーズＭＯＰＡレーザシステムにおけるエキシマ主発振器に限定されない）の状態に関する何らかのフィードバックに従って、注入されるガス、例えば、Ｆ2の選択された量を修正することができる。多重チャンバレーザシステムに対しては、このようなガス制御アルゴリズムの例は、「ＮＡＦＦＡ」と呼ぶものであり、その態様は、先に参照した特許及び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説明されており、単一チャンバレーザシステムに対しては、このようなアルゴリズムは、本出願人の譲渡人がＡＦＩ（１又は２）と称しているものであり、その態様は、先に参照した特許及び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説明されており、これらの特許の各々の態様は、本発明のシステムに適用可能なものとして以下で説明する。
【００２１】
開示内容の実施形態の態様によるＮＡＦＦＡ及びＡＦＩ（１又は２）は、レーザ入力及び／又は出力作動パラメータの実測値を用いるのではなく、様々なレーザ入力及び／又は出力作動パラメータ、例えば、負荷サイクルなど、レーザ作動のある側面を正規化したものを用いて、単一チャンバレーザにおけるフッ素の推定消費量、又は多重チャンバレーザシステムについては、シートレーザ部分、例えば、ＭＯ、及び増幅レーザ部分、例えば、ＰＡにおけるフッ素の推定消費量を判断する。
【００２２】
ＮＡＦＦＡに対しては、開示内容の実施形態の態様により、正規化したパラメータ値を基準値と比較することによって判断したフッ素含有量の２つの重み付け（ゼロ重み付けを含む）推定値の合計に基づいて、例えば、ＭＯ及びＰＡにおける消費フッ素を推定する。推定消費量は、基準値からフッ素含有量の変化までのそれぞれのレーザ作動パラメータ値の以前に判断した関係に基づくものである。例えば、ｄｔＭＯＰＡ及びＢＷの変化に基づく推定消費量の合計は、シードレーザ部分、例えば、ＭＯの消費量を推定するのに使用することができ、電圧及びＥＭＯの変化に基づく推定消費量の合計は、増幅レーザ部分、例えば、ＰＡの消費量を推定するのに使用することができる。それぞれのチャンバに注入機会（例えば例示的な多重チャンバレーザシステムにおいてはチャンバ間で交替することができる）が発生した時、及びそれぞれの推定値が選択最小限注入量を上回った場合、本発明のシステムは、それぞれのチャンバにインジェクトで行う。ＮＡＦＦＡが以上の説明した開ループ注入アルゴリズムに加えて実行中である時、特定の注入機会に対して選択したＦ2注入の量に基づいて、Ｆ2の注入がある場合もあればない場合もある。例えば、Ｆ2が、特定の注入機会ではそれぞれのチャンバに注入されないか、又は予め選択されたＦ2注入率が、全ての注入機会に対して０である上述のモードでは、Ｆ2の注入が行われるか否かは、例えば、最小注入量に等しいか又は最小注入量を超える、例えば、このような量を正確に注入するためにガス制御システムにより必要なＦ2注入に対してＮＡＦＦＡアルゴリズムにより表示される量に依存する。上記が該当しない場合、それぞれのチャンバのそれぞれの注入機会に対してはＦ2注入は行われない。言うまでもなく、アルゴリズムの開ループ部でのＦ2に関する選択注入量、例えば１ｋＰａが所要インジェクト最小値を超えるように選択されることが考えられている。
【００２３】
開示内容の実施形態の態様によるＮＡＦＦＡは、例えば、例示的な多重チャンバレーザシステム、例えば、ＭＯＰＡ又はＭＯＰＯの２つのチャンバレーザシステムに関して、以下の式に従って、ＭＯにおいて消費されるフッ素量
0005986708.tif 000002
、及びＰＡ／ＰＯにおいて消費されるフッ素量
0005986708.tif 000003
を推定することができる。
0005986708.tif 000004
0005986708.tif 000005
ｄｔＭＯＰＡは、シードレーザチャンバ（例えば、ＭＯチャンバ）における電極間及び増幅器レーザ（例えば、ＰＡ／ＰＯチャンバ）における電極間で、放電が発生する時間の差を表している。ＥMOは、ＭＯチャンバのパルスエネルギ出力である。Ｅ９５は、例示的なＭＯＰＡレーザシステムの帯域幅出力の９５％の積分尺度である。Ｖは、電極にわたる（名目上、チャンバ毎に同じに維持）電圧である。実際のアルゴリズムにおいては、ｄｔＭＯＰＡ、Ｅ９５、ＥＭＯ、及びＶの値は、別のレーザシステム作動パラメータに対して、例えば、ＡＦＩに対して説明した部分で上述のように、負荷サイクル及び／又はレーザシステム出力エネルギに対して正規化することができる。
【００２４】
従って、ＭＯで消費されるフッ素の推定量
0005986708.tif 000006
は、何らかの基準からのｄｔＭＯＰＡの所定の変化に関する経験的に判断したフッ素消費量にある程度基づくものである。基準点（ｄｔＭＯＰＡREF）によりΔｄｔＭＯＰＡ／ΔＦ2曲線上の作動点が決まる。同じことが、ΔＥ９５／ΔＦ2曲線上の基準点ΔＥ９５REFに基づくＥ９５に対して当て嵌まる。Ｅ９５又は帯域幅の何らかの他の尺度は、増幅器レーザ部分、例えばＰＡの出力で測定することができる。一部の実施形態では、α２は、ゼロに設定することができる。同様に、ＥMO及びＶに関する正規化値及びそれぞれの基準点を使用して、増幅器レーザ部分、例えば電力増幅器レーザにおける推定フッ素消費量
0005986708.tif 000007
を判断することができる。
【００２５】
開示内容の実施形態の態様により、単一チャンバレーザシステムに対しては、ＡＦＩ、例えばＡＦＩ２では、注入は、以下の式に従って行うことができる。
0005986708.tif 000008
レーザ作動パラメータ、即ち、電圧及び帯域幅は、そのパラメータ値の変化量を、フッ素含有量変化とともに掛けた当該パラメータの重み付け正規化値を使用することもでき、フッ素含有量変化を推定するために合計される。消費予測が何らかの最小値を超える場合（これは、常に、閉ループフッ素量がゼロ以外に設定され、かつ恐らく上述の最小注入額を超える時である）、システムは、各注入機会で注入を引き起こす。
各注入の後、例えば、１００万回のショット毎に（２チャンバシステムに対しては交互に５００Ｋショット）、圧力は、抽気により選択量まで減圧される。従って、この効果は、非常に頻繁にそれぞれのチャンバをフラッシュして汚濁物質を除去すると同時に、フッ素も入れ替えて最適のガス混合物に維持するか、又はその近くに維持することである。
【００２６】
固定注入開ループ調節及び閉ループ調節のこの結合をＧＬＸと呼ぶ。
更に、選択数のパルス（例えば、経験的に判断）毎に、又はコントローラがそれを検出する時、又は電圧が選択ＶＲＥＦからドリフト中であることを検出した時、システムは、チャンバ内の圧力を上げることができる。このような昇圧は、ここでもまた、圧力が上限値に到達するまで、パラメータ、例えばＶＲＥＦを維持することに応じて随時続行することができる。次に、システムコントローラは、別のレーザシステム入力又は出力作動パラメータ、例えばＶＲＥＦを選択することができ、かつ次に元の圧力に戻ることができる。システムは、何百億回ものショットの寿命にわたってもリフィルが不要であるようにこの工程を繰返し続けることができる。チャンバ寿命にわたる圧力及び電圧のこの変化を本出願人の譲渡人はガス最適化、すなわち、略してＧＯと称している。
【００２７】
また、インジェクト量は、定期的にフラッシュを行うほど大きいが、また、本質的に単一のインジェクトによりｄＥ／ｄＶ又はエネルギのようなパラメータに大幅に影響を与えないほど小さいものであるように選択する。このような制御は、レーザの有用性を増大させることができ、その理由は、例えば、レーザの効率の状態が、手動による干渉を待つのではなく、例えばリフィルの形態で、絶えず最適かつ確固たるものに維持されているからである。従って、このような制御により、従来技術の形態のガス最適化を行うことと関連の休止時間が短縮される。長期間にわたるエキシマレーザ放電ガスの状態の安定化及び完全なチャンバガス交換（リフィル）の必要性の低減又は完全な防止により、その利点は、レーザガス組成以外のシステム構成要素によって定められるようなあらゆる以前のガス寿命にわたって、恐らくレーザ作動寿命期間にわたってさえも延長される完全なガス置換に必要なレーザ利用不能度を低減し、例えば１０億回又は数１０億回さえものショットを保証することにある。
【００２８】
図３をここで参照すると、開示内容の実施形態の態様によるフラッシュリフィルスケジュール５０が示されている。スケジュール５０は、例えば、多重チャンバレーザシステム、例えば、本出願人の譲渡人の「ＸＬＡ  ＭＯＰＡ」シリーズレーザシステムのようなＭＯＰＡ、又は本出願人の譲渡人の近々公開されるＸＬＲシリーズレーザシステムのようなＭＯＰＯのためのものとすることができ、一方は、例えばＭＯのための別々のフラッシュスケジュール５２、他方は、例えばＰＡ増幅レーザ部分のためのフラッシュスケジュール５４である。ＭＯ及びＰＡフラッシュスケジュール５２、５４のいずれも、たとえ補充／フラッシュ機会６０がこのリフィル延期５４中に発生したとしても、インジェクトを行うことはできないように、例えば、リフィル延期５４により、例えば、一期間にわたって又は数回のショット例えば３Ｍショット分阻止される可能性がある。この延期期間の後、例えば、フラッシュ機会６０は、例えば、１Ｍショット毎、すなわち、２Ｍショット毎にそれぞれのチャンバにおける注入機会に、一方のチャンバ、すなわち、ＭＯと、他方のチャンバ、すなわち、例示的なシステムのＰＡとの間で交互に発生する。
一方、例えば、フィードバックガス制御システム、例えば、ＮＡＦＦＡの制御下では、注入機会６６は、レーザ発射中に定期的に例えば５００、０００回のショット毎に発生中であり、Ｆ2注入量は、バルクガスあり又はなしで、同じく例えばＡｒ及びＮｅ、又はＫｒ及びＮｅも上述のようにそれぞれのチャンバに対してこのようなインジェクト機会毎に判断される。
【００２９】
図４〜図８は、一例として、固定の６９％「負荷」サイクルで、かつＰＡからの一定の１０ｍＪ出力で、最小Ｆ2インジェクトサイズ＝０．７ｋＰａ、及びＡｒＮｅフラッシュ＝６．３ｋＰａで作動する多重チャンバレーザガス制御システムに関する性能を示しており、図４は、両チャンバ（各チャンバの電極にわたる極限電圧を判断する）充電電圧に関し、図５は、例えばＭＯ出力におけるμＪ／ボルトのｄＥ／ｄＶに関し、図６は、ＭＯ出力エネルギに関し、図７は、帯域幅測定値、例えば、フェムトメートル単位のＥ９５％７０及びＦＷＨＭ７２の変動に関し、図８は、ｄｔＭＯＰＡに関する。
【００３０】
図９は、更に１Ｂ回を超えるショット中にガスリフィルなしで、本質的に０正味電圧変化で、寿命終了時に又は寿命終了の近くであった、例えば、１３Ｂショットが行われていた、例えば、ＭＯチャンバを有するＭＯＰＡシステムにおいて充電電圧を維持する機能の試験を示している。「スパイク」は、途中で実行される試験における停止を反映するものである。図１０Ａ〜図１０Ｃは、同じ試験中の他の測定値、例えば、ＭＯ出力エネルギ（１０Ａ）、Ｅ９５％７０及びＦＷＨＭ７２帯域幅（１０Ｂ）及びｄｔＭＯＰＡを反映するものである。図１０Ａは、ＭＯ出力エネルギが約０．４ｍＪに収束することを示している。図１０Ｂは、両方の帯域幅測定値が本出願人がまだ説明していないいくらかの変動がありながら比較的安定したままであることを示している。図１０Ｃは、ｄｔＭＯＰＡが約２６ｎｓに収束して比較的安定したままであることを示している。
【００３１】
図１１Ａ及び図１１Ｂは、例えば、比較的長いバースト間隔で短いバーストを用いたよりもストレスの多い発射プロフィールで、かつエネルギ及び負荷サイクルの変化を伴い、また、４時間ずつの休止及び１０＋時間の３回の休止を含む異なる試験実行に関するそれぞれ電圧及びｄＥ／ｄＶの測定値を示している。図１１Ａの中の測定値は、最小値、最大値、及び平均値を反映しており、かつほぼ１０００Ｍショットにわたる本質的にゼロ正味電圧上昇を示している。
【００３２】
図１２Ａ〜図１２Ｃは、同じほぼ１ＢショットにわたるＭｏエネルギ、帯域幅、及びｄｔＭＯＰＡの測定値に関する。ここでもまた、ＥMOは、約１ｍＪに収束するように示されており、Ｅ９５（７０）は、比較的安定したままであり、一方、ＦＷＨＭ帯域幅７２は、計器誤差のためと考えられる一部の変動を有し、ｄｔＭＯＰａは、レーザが発射中に例えば約３２．５ｎｓで比較的安定したままである。
図１３は、Ｆ2消費量変動を示し、この変動は、４Ｂ回を少し超えるショットにわたってほぼ線形に減少する。
【００３３】
図１４を参照すると、様々なフラッシュ率の関数としての定常状態のガス濃度が示されている。全体的なインジェクト濃度を増大させると、線は、線形に上昇するが、図示していない。例えば、図１３のグラフに基づいて０．５ｋＰａ／Ｍショットの最大消費率を仮定すると、ガス制御システムは、０．５ｋＰａ／ＭショットＦ２消費率で線１００の左まで作動させることができるように見える。それぞれの平均Ｆ２消費量に対しては、７ｋＰａ注入フラッシュ率により公称濃度の約６０％が得られ、１３ｋＰａでは、約８０％が得られるということが見出されている。
【００３４】
以下の用語は、開示内容の実施形態の実施態様に従って列挙した意味を有するものとする。
ＷF＝１チャンバのＦ２フラッシュ率（ｋＰａ／１００万回ショット［Ｍショット］）
ＷR＝１チャンバの希ガスフラッシュ率（ｋＰａ／Ｍショット）
Ｗフラッシュ＝１チャンバの総ガスフラッシュ率（ｋＰａ／Ｍショット）
Ｆ＝フラッシュ（無次元）におけるＦ２と希ガスの比
ＧF＝１チャンバＦ２インジェクトのサイズ（ｋＰａ／インジェクト）
ＧR＝１チャンバの希ガスインジェクトサイズ（ｋＰａ／インジェクト）
Ｇt＝両方のインジェクトが１チャンバに対して同時に行われる場合の総最大インジェクトサイズ（ｋＰａ／インジェクト）
ＳF＝Ｆ２インジェクト間のチャンバショット回数（Ｍショット／インジェクト）
ＳR＝希ガスインジェクト間のチャンバショット回数（Ｍショット／インジェクト）
ｋ＝１チャンバに対するＦ２インジェクト間の希ガスインジェクト回数（無次元）
Ｔ＝１チャンバに対して最大インジェクト、すなわち、Ｆ２＋希ガスを行う時間（秒）
Ｐ＝レーザフレームショット累積率（Ｍショット／秒）
Ｎ＝レーザ上のチャンバ数
これらの変数を関連付けるためにこれらの定義を適用すると、以下が得られる。
１チャンバのＦ２フラッシュ率（ｋＰａ／Ｍショット）＝１チャンバのＦ２インジェクトサイズ（ｋＰａ／インジェクト）／Ｆ２インジェクト間のチャンバショット回数（Ｍショット／インジェクト）、すなわち、
0005986708.tif 000009
１チャンバに関する希ガス（例えば、ネオン及びアルゴン又はネオン及びクリプトン）フラッシュ率（ｋＰａ／Ｍショット）＝１チャンバの希ガスインジェクトサイズ（ｋＰａ／インジェクト）／希ガスインジェクト間のチャンバショット回数（Ｍショット／インジェクト）、すなわち、
0005986708.tif 000010
１チャンバの総ガスフラッシュ率Ｗフラッシュ（ｋＰａ／Ｍショット）＝Ｆ2フラッシュ率＋希ガスフラッシュ率、すなわち、
Ｗフラッシュ＝ＷF＋ＷR（Ｋｐａ／Ｍショット）      （式３）；
フラッシュにおけるＦ２と希ガスの比Ｆ（無次元）＝Ｆ2フラッシュ率÷希ガスフラッシュ率、すなわち、
0005986708.tif 000011
１チャンバに対するＦ２インジェクト間の希ガスインジェクト回数（無次元）＝Ｆ２インジェクト間のチャンバショット（Ｍショット／インジェクト）÷希ガスインジェクト間でチャンバショット（Ｍショット／インジェクト）、すなわち、
0005986708.tif 000012
両方のインジェクトが１チャンバに対して同時に行われる場合の総最大インジェクトサイズＧt（ｋＰａ／インジェクト）＝Ｆ2のインジェクトサイズ＋希ガスのインジェクトサイズ、すなわち、
Ｇt＝ＧF＋ＧR      （式６）；及び
Ｆ2インジェクトサイズと希ガスインジェクトサイズの比＝Ｆ2フラッシュと希ガスフラッシュの比のｋ倍、すなわち、
0005986708.tif 000013
【００３５】
最大許容総インジェクトサイズＧtは、例えば、ｄＥ／ｄＶ、又は充電電圧の特定の変化に対するレーザ出力パルスエネルギの変化のような１つ又はそれよりも多くのレーザ作動パラメータにインジェクトからの悪影響を与える結果を示す他の測定値から分ると推定する。Ｇtは、下限も有し、その理由は、インジェクトの最小サイズが、物理的制約、例えば、ガス注入ハードウエアと、特定のサイズの下限値を超えるインジェクトを正確に制御するコントローラの機能とにより制限されるからである。最大レーザフレームショット累積率Ｐ及び最大注入持続時間Ｔも既知であると推定する。ガス混合比Ｆは、一般的に初期リフィル比と同じであり、初期リフィル比は、多重チャンバレーザシステムの両チャンバ又は全チャンバに対して同じ場合もあればそうでない場合もあるが、開示内容の実施形態の態様の説明上、同じであると仮定する。このような値は、１つ又はそれよりも多くの類似したレーザシステムの作動にわたって、例えば、実験により又は経験的に判断することができ、かつ総フラッシュ率Ｗフラッシュの値は、実験から、７ｋＰａ／Ｍショットと１０ｋＰａ／Ｍショットの間であるように判断した。インジェクト率比ｋの値を使用して、例えば、全体的な結果をパラメータ化することができる。上述の式を用いて、以下の関係を導出することができる。
0005986708.tif 000014
0005986708.tif 000015
例えば、正整数であるようにｋを制約することが有用かつ実際的であり、殆ど、ｋは、例えば、Ｆ２注入が複数の希ガスインジェクトで行われる場合でさえも整数値を仮定する必要があるだけである。すなわち、ｋ回の希ガス注入毎に、ｋが１である場合を含むＦ２インジェクト注入も行われる。ｋ＞１の時、ＳＲにより、インジェクト間の最小ショット回数が決まる。ＳＲは、１チャンバのみがある時を含め（そうでない場合、新しいインジェクトは、チャンバへの先行注入の完了前に開始する）、例えば、全チャンバにインジェクトを行うのに必要な総ショット回数を超えるとすることができる。
ＳR≧ＮＴＰ          （式１０）
Ｇt下限は、１つのインジェクトサイズＧminの下限から判断することができる。最初に、以下のようになる。
0005986708.tif 000016
0005986708.tif 000017
ガスインジェクト比率Ｆは、ＡｒＦレーザに対しては約１／５．７〜１／９、例えば、開示内容の実施形態の態様により約１／６．９とすることができ、恐らく１／７を超えることは決してないであろう。従って、ｋ＜７である限り、０＜ｋＦ＜１であり、ＧFは式（１１）及び（１２）の２つのインジェクトサイズのうち小さい方であることを示唆している。従って、最小インジェクトサイズ制約は、以下により示すことができる。
0005986708.tif 000018
制約（１０）及び（１３）は、結合することができる。これらの制約がどのように相互作用するかを直観的に理解するために、式９からのＳＲの値を、例えば、図１７に示すように、一部の一般的な予想値に対してプロットすることができる。この場合、例えば、Ｔは９０秒、例えば、本出願人の譲渡人の多重チャンバＸＬＡシリーズ既存レーザ製品に対しては現在使用値つまり６０秒（恐らく達成可能な値）とすることができる。Ｐは、例えば、４５００回ショット／秒（例えば、６ｋＨｚレーザで７５％の負荷サイクル）とすることができる。Ｎは、例えば、２（ＸＬＡシリーズレーザに対しては）とすることができる。Ｆは、１／９（例えば、現在一般的な代表的ＸＬＡレーザガス予混合（充填／リフィル）比率）とすることができる。Ｇminは、例えば、０．７ｋＰａとすることができる。総フラッシュ率Ｗフラッシュは、ＸＬＡシリーズレーザシステム（約１０ｋＰａ／Ｍショット）に対しては、両方の現在値で又は約７ｋＰａ／Ｍショットの予想最小値で使用することができる。総インジェクトサイズは、例えば、式１３から計算されるように選択最小値から１０ｋＰａの現在使用値に変換させることができ、この現在使用値は、満足なものであるので上限値と考えることができる。注入率比ｋも変えることができる。
【００３６】
従って、図１７のｋの異なる値に関する各組の線、２００、２０２（ｋ＝１）、２０４、２０６（ｋ＝２）、２０８、２１０（ｋ＝３）、及び２１２、２１４（ｋ＝４）は、インジェクト間のショット回数、例えば、ＳＲの可能な値を包含するものである。各集合（２０２、２０６、２１０、及び２１４）の下部線は、例えば、最大フラッシュ率（例えば、一例においてはＷフラッシュ＝１０ｋＰａ／Ｍショット）を定めることができる。各集合（２００、２０４、２０８、及び２１２）の左側の境界は、例えば、（式１３）から総インジェクトサイズに対する制約を定めることができる。式１０の制約から、黒い水平線は、例えば、ショット累積率Ｐ及び注入する時間Ｔ＝６０（２２０）及びＴ＝９０（２２２）に基づいて、下限値２２０及び上限値２２２を示している。線２００〜２１４がこれらのそれぞれのＴ＝６０及びＴ＝９０限界値２２０、２２２よりも小さい時、全ての制約を満たす注入パラメータをもたらすことができるわけではない。図１７の中の各マーカは、この例の６０と９０の間の特定のインジェクトサイズに関するデータポイントを表している。インジェクトサイズは量子化済みであるので、任意に正確なインジェクトサイズを選択することは不可能である。正確なインジェクトサイズがこのように欠いている点をＧF及びＧRに適用して最終量子化Ｇtを得ることができる。例えば、ｋ＝１（図１７の２００、２０２）に対しては、インジェクトサイズ点にいくつかの間隙があることが見出されている。これは、インジェクトサイズの上で有効解像度の欠如によるものである。従って、例えば、その組の許容パラメータは、それぞれの水平限界線２２０、２２２を超えるＳＲ線のいずれかの上にある。
【００３７】
更に、レーザ入力／出力作動パラメータ値の修正の長期化に応答して、ガスコントローラは、いわゆるガス最適化を行うことができる。これには、例えば、コントローラの出力として、例えば、例示的なＭＯＰＡ多重チャンバレーザシステムに対しては、ＭＯチャンバ全圧、ＰＡチャンバ全圧、Ｆ2のＭＯチャンバ分圧、Ｆ2のＰＡチャンバ分圧、ＭＯチャンバインジェクトＦ2濃度、ＰＡチャンバインジェクトＦ2濃度、ＭＯチャンバガス温度、ＰＡチャンバガス温度、ＭＯチャンバガス補給（インジェクト）の頻度サイズ、及びＰＡチャンバガス補給（インジェクト）の頻度サイズ、充電電圧（「電圧」）を含む測定レーザ作動システムパラメータの集合から、例えば、導出された部分集合の１つ又はそれよりも多くのメンバを調節する方法を含むことができる。長期の作動、例えば、何億回ものショットにわたってレーザ効率を最適化するために、例えば、以下の目的、（１）例えば、上述の集合の入力の１つを表す１つ又はそれよりも多くの信号が作動上の又はユーザが選択した境界条件（例えば作動的に限値まで上昇する電圧）と交差する前に時間又はショット累積を最大にすること、及び（２）部分集合Ｓ1又はＳ2が空集合を含むことができるように、例えば、重要度順序を割り当てるために部分集合メンバに適用された重み付け及び／又は正規化と共に、上述の集合からのパラメータの部分集合Ｓ2の最大化と組み合わせた例えば上述の集合からのパラメータの部分集合Ｓ1の最小化、及びノルム値、例えば、先に参照した集合からの例えばパラメータ部分集合Ｓ3間のユークリッド距離関数又は他のノルム、及び同じか又は他の手段により選択された部分集合Ｓ3のパラメータに関する公称値の最小化を追求することができる。
【００３８】
これは、緩い制約、厳しい制約、又は一般的な制約、又はその組合せ、例えば、違反される場合があるが、最適化がこの方向で続行することを望ましくないものとする罰則が割り当てられる境界条件を設定する緩い制約、信号値により克服することができない境界線を設定する厳しい制約、及び例えば上述の集合からのメンバのあらゆる部分集合の関数である一般的な制約を受ける場合がある。
例えば、システムコントローラは、コントローラへの入力と呼ぶ１組の測定されたレーザ作動システム入力又は出力＝｛集合Ｇ：＝｛Ｖ、Ｅｍｏ、Ｅｐａ、Ｅｓｈ、ｄｔＭＯＰＡ目標、Ｅ９５、ＦＷＨＭ、ＭＯ圧、ＰＡ圧、ＭＯ分圧、ＰＡ分圧、波長、ＭＯ温度、ＰＡ温度、レーザ放電負荷サイクル｝と、集合Ｇのあらゆる他のメンバに対するＧのあらゆるメンバのあらゆる１次又はより高次の導関数と、Ｇのあらゆるメンバ、又は集合Ｇのメンバと依然として相関するあらゆる内部又は外部信号により正規化、スケーリング、又は相殺されたＧのあらゆるメンバとを用いることができる。
【００３９】
コントローラは、例えば、集合「入力」又は「出力」のメンバの１つ又はそれよりも多くを含むことができる数学的なアルゴリズムを実行することができる。このようなアルゴリズムにより、結果として目的基準に従って順序付けすることができる１組の数値メトリック値、又は例えば目的関数基準に従って最小値又最大値に対して解くことができる連続関数の生成を得ることができる。このアルゴリズムの1つ又は複数の解は、「最適な」1つ又は複数の解と見なすことができ、かつ例えば集合「出力」からの選択されたメンバの値になることができる。このようなアルゴリズムの実行は、レーザ耐用期間にわたって（いわゆる反復フィードバック）、望ましい頻度（例えば、ショット回数又は時間に測定）で、手動で、半自動的に、又は自動的に繰り返すことができ、又は最適化を一度行って、予測最適解を達成することができる（いわゆる開ループ）ように、将来的なレーザ経年変化時に（例えば、選択したショットカウントと又は時期に基づいて）順次適用すべきである１組の出力を導出することができる。反復フィードバック及び／又は開ループのいずれか又は両方の組合せを使用して目的基準をもたらすことができる。
【００４０】
例えば、図１５に一例として示す開示内容の実施形態の態様により、最適化アルゴリズム１８０には、レーザシステムの一部の他の作動空間、例えば、全圧、電圧範囲、負荷サイクルのような少なくとも１つの入力、例えば、複数の入力電圧（Ｖ）１９２ａ、ＭＯエネルギ（ＥMO）１９２ｂ、ＰＡエネルギ（ＥPA）１９２ｃ、レーザシステム出力でのシャッターエネルギ（ＥSh）１９２ｄ、及び帯域幅（Ｅ95%、ＦＷＨＭ）１９２ｅなどを供給することができる。数学的なアルゴリズム１９０は、例えば、これらの入力の最大値及び／又は最小値に対して、かつ入力、例えば、１９２ａ〜ｅの１つに対して、レーザ作動寿命にわたる信号変化の割合、例えば、δＶ／δショットを用いて制約を設けることができ、このアルゴリズムを使用して、例えば、それぞれＭＯ及び／又はＰＡ総充填圧１９４ａ及び１９４ｂの値を決めることができ、これらの値は、レーザシステムにＭＯ総充填圧１９４ａ及びＰＡ総充填圧１９４ｂに対してこれらの設定で無期限に残っている場合、入力のうちの１つが制約の１つ又はそれよりも多くと交差する前に最大累積ショット回数が得られるようにシステムが作動し続けるように決めることができ、次に、これは、定期的に、例えば、５００Ｍ又は１Ｂショット毎に、又は時間及びショット回数の組合せで繰り返して、例えば、併用効果が例えば累積ショット回数に対してレーザの作動寿命を最大にするようにレーザ効率を調節することであるように、例えば、ＭＯ及びＰＡ総充填１９４ａ、１９４ｂの新しい値を導出することができる。
【００４１】
図１６は、開示内容の実施形態の態様のこの例、例えば、１組の導出出力を用いてその後この最適化を繰り返し、以降の組の出力を導出して、例えば、作動寿命を最大にするためにどのようにこのような最適化を用いることができるかを示していると見ることができ、その後の組の出力は、レーザ作動寿命を最大にするという目的をもたらすために組み合わせて異なる集合であることを可能にすることができる。最適化は、上述のように、一度だけ実行することができ、信号の経年変化率が例えば経験的な判断から分る場合、将来に特定の時期に適用すべき予測された組の出力を導出して開ループ式に適用することができる。しかし、反復フィードバック法の方が、確固たる結果が得られると予想することができる。
【００４２】
図１６を参照すると、水平軸は、例えばショットカウントにより測定されたレーザシステム耐用期間を表し、縦軸は、上述の１組の入力、例えば、１９２ａ〜ｅからの何らかのレーザシステム作動入力又は出力パラメータを表すことができる。出力設定、例えばＭＯ全圧は、例えばレーザ耐用期間の開始時に開始値１９６ａを有することができ、数回のショットにわたって、例えば、５００Ｍが、軌道１９８ａに沿って制約限界値１９９に向けて例えば何らかの指数曲線に沿って進行し、軌道が加速し始める何らかの点、例えば、δ入力信号／δショット、例えばδＶ／δショットで、コントローラは、点１９６ｂで最適化を行う適切な時間を選択して新しい軌道１９８ｂを開始することができる。システムは、同じく１９６ｃで最適化されると更に第３の軌道１９８ｃを開始することができる。ある時点で最適化後の開始点（図示せず）は、制約１９９に十分に近く、かつ軌道は、制約１９９に向けて十分に傾きが大きい場合がある。図１のｙ軸において置換することができる異なる入力信号、例えばＶREFを最適化に使用することができ、制約、例えば上部制約１９９を確立して、かつ例えば、元のＭＯ全圧を再度確立することができる。
【００４３】
開示内容の実施形態の態様により、チャンバリフィルに関連の休止時間を排除するために多少の連続的リフィルを用いて、本出願人は、Ｆ2及びバルクガス（緩衝ガスネオン及びレーザ希ガス、例えば、Ａｒ又はＫｒ）を連続的に置換する効果を検証した。質量流量制御又は多くの小規模なバルクガス及びＦ2インジェクトのシーケンスを含むいくつかの手法がこのような多少の連続的リフィルに可能である。簡素化を期すために、かつ開示内容の実施形態の態様を説明するために、バルクガス及びＦ2の注入は、連続工程として扱うことができる。個別のインジェクトを用いても、分析の結果に実質的には変わりはない。ガス状態は、２つの状態変数、すなわち、ガス中のＦ2の量ｙ、及びガス中に蓄積された汚濁物質の量ｘにより特徴付けることができる。ガス寿命のいずれかの時点で、システムは、ｒyという平均的な割合でフッ素、及びｒzという割合でバルクガスを注入中であると考えられる。レーザが発射された時、Ｆ2は、割合ｗｙで消費され、汚濁物質は、Ｗｘの割合で蓄積される。更に、例えば、恐らくバルクガスへのＦ2混合物の変換又は汚濁物質へのバルクガスの変換のために更にバルクガス量の何らかの変化ｗｚがある可能性がある。ガスは、気体定数の全圧を保つために割合ｒｅで消耗されると考えられる。
0005986708.tif 000019
ここで、ｗは、汚濁物質蓄積、Ｆ2消耗、及びバルクガス変換による正味気圧変化量である。Ｆ2濃度及び汚濁物質濃度を説明する微分方程式は、以下のものであると考えることができる。
0005986708.tif 000020
0005986708.tif 000021
ここで、Ｐは、チャンバ内の全圧である。補充が全体として連続的に又は断続的に行われているか否かを問わず、Ｆ2注入コントローラを依然として使用することができるであろう。Ｆ2注入コントローラの効果は、Ｆ2注入率を調節すること、例えば、チャンバ内のＦ2濃度ｙを一定に保つこととすることができる。ｄｙ／ｄｔをゼロに設定してｒyを解くと、以下が得られる。
0005986708.tif 000022
【００４４】
ガスを補充する本出願人の譲渡人の現在の方法は、いわゆる個別の補充によるものであり、個別の補充では、ガス寿命中にはバルクガス（ネオンのバッファ及び／又はレーザ希ガス（例えば、Ａｒ又はＫｒ）と共にネオンバッファ）を注入しない（例えば、毎回注入されるフッ素の量を寄り良く制御するために行われる、フッ素インジェクト中に管路ガス供給管路からＦ2を押し出すために使用される少量を無視して）。従って、ガス寿命中に、ｒzは同じくゼロ（又は、本質的にゼロ）である。ｒzをゼロに設定して式４をｒyに代入すると、以下が得られる。
0005986708.tif 000023
一般的に、Ｆ2消耗及び汚濁物質蓄積の割合は、少なくとも部分的にレーザ負荷サイクルに依存するようであり、従って、時間と共に変わる可能性がある。しかし、レーザが安定した負荷サイクルで発射される場合を考慮することは有用である。このような例示的な場合には、式１８は、閉形式で解いてｘを求めることができる。
0005986708.tif 000024
従って、ガス寿命が持続時間例えばＴであると定めると、ガス寿命終了時の汚濁物質濃度は、例えば、以下であるように判断することができる。
0005986708.tif 000025
注入Ｆ2＋リフィルの総量は、例えば、以下であるように判断することができる。
0005986708.tif 000026
ここで、連続的リフィル、例えば、レーザが一定の負荷サイクルであるが、バルクガス（例えば、緩衝ガスネオン、又はバッファ及び希ガス、例えば、ネオン及びアルゴン又はネオン及びクリプトン）がガス寿命中にリフィル分のレーザガスを注入するように、例えば、以下の割合であると考える。
0005986708.tif 000027
式１７に代入すると、以下のようになる。
0005986708.tif 000028
例えば１つの「ガス寿命」の期間中、注入される総Ｆ2は、以下であるように判断することができる。
0005986708.tif 000029
式２１と比較すると、例えば、連続的リフィルを用いて従来のガス寿命の期間中に注入されるＦ2の量は、例えば、従来のリフィルと共に使用されるＦ2の総量に同一であるということが見出される。換言すれば、正味Ｆ2注入率／量は、例えば、測定誤差、及びガス制御システム配管及びマニホルドなどによりチャンバに完全には移送されないガスに対する許容値内で本質的に同じことであるように判断することができる。
【００４５】
式２２及び２３を式１５に代入すると、連続的リフィルを用いた時に存在する汚濁物質を説明する微分方程式が得られる。
0005986708.tif 000030
十分に長い連続的リフィルを実行した場合、例えば、最終的に汚濁物質の一定レベルの濃度に収束することができる。式２５の導関数をゼロに設定してｘを解くと以下が得られる。
0005986708.tif 000031
連続的リフィルと個別のリフィルに関して、式２６を式２０と比較することによって、例えば、例えば従来のガス寿命終了時に汚濁レベルに対する連続的リフィル及び個別のリフィルの効果を見ることができる。
0005986708.tif 000032
用語ｋは、正規化した従来のガス寿命期間であると考えることができる。ガス寿命期間終了時の連続的リフィル及び個別のリフィル使用汚濁物質濃度は、２つの異なる関数を除いてほぼ同一である（上述の許容誤差内で）ことが見出されている。
0005986708.tif 000033
ｋＴに対してこれらの関数をプロットした場合、ｋＴの全ての値に対して、ｆ（ｋＴ）はｇ（ｋＴ）より大きいと分ると思われるが、これは、あらゆるガス期間毎に一度ガスを置換するように連続的リフィルを設定した状態で、汚濁濃度がガス寿命終了時に個別のリフィルを用いて達成した値よりも小さい値に収束するはずであることを意味すると解釈することができる。ｋＴを個別のガス寿命中に注入されるＦ2の総量と比較すると、以下のようになる。
0005986708.tif 000034
Ｆ2消費量及び汚濁物質蓄積のために生成される正味ガス量がゼロに近いと仮定して、近似値を取ることができ、これは、不合理な仮定ではない。本出願人の雇い主は、例えば、レーザが注入することなく長期間にわたって発射された試験において、圧力がほぼ一定のままであることを認めた。式２９の結果は、例えば、ｋＴが本質的に個別のガス寿命中に注入される総Ｆ2と総充填圧の比であることが分るであろう。一般的に、チャンバの総充填量は約３００ｋＰａであり、ガス寿命中に、約３０ｋＰａを注入することができ、約３０ｋＰａにより、例えば、約０．１というｋの適切な値が得られる。上述のプロットは、正規化したガス寿命ｋが、例えば、０．１よりも小さいか又は０．１に等しい時にほぼ等しいことを示している。従って、インジェクト期間終了時の汚濁物質濃度は、同量のバルク及びＦ2ガスに対しては個別の又は連続的インジェクトを用いるとほぼ等しいと結論を下すことができる。
【００４６】
この結果は、個別の充填及び連続的充填の両方において、チャンバガスは、例えば連続的充填によるガス寿命中に及び個別の充填によるガス寿命終了時に、例えば、汚濁物質の同様の濃度で消耗されていると考えた時には驚くべきものではない。１つのガス寿命分の汚濁物質を完全に消耗させるのに必要とされるガスの総量がほぼ同じであると考えられるということは道理にかなうことである。
個別のインジェクト及び連続的インジェクトを用いるチャンバ内のＦ2及び汚濁物質の濃度の上述の分析に基づいて、本出願人の雇い主は、例えば、（１）１つのガス寿命期間でバルクガス寿命の１回の充填分を注入するようにバルクガスの充填率を設定した時、連続的充填中に注入されるＦ2の総量は、個別の充填（初期の１回のチャンバリフィルを含む）中に注入される総量に等しい、かつ（２）連続的充填及びバルクガス注入率がガス寿命期間において例えば１チャンバ分のバルクガスを注入すると設定された状態で、汚濁物質の濃度は、個別の充填に関するガス寿命終了時に到達される値よりも小さい値に収束することになると結論を下した。一般的なガス寿命に対しては、汚濁物質の濃度は、個別のガス寿命終了時の濃度にほぼ等しいように収束することが見出されている。
【００４７】
開示内容の実施形態の態様により、単一チャンバ、多重チャンバの両方のレーザシステムにおいて、レーザシステムにガスを注入する提案する新しい方法は、「ガスリフィル排除（ＧＲＥ）」であり、開ループガス補充及び／又は連続的又は疑似連続的ガス補充と別称するものであるということが分るであろう。これは、仮に本発明者のガス補充ハードウエアにおいて質量流量弁を有し、かつ連続的又はほぼ連続的なモードの注入でガス注入を制御するように作動すると信頼している場合には、例えば質量流量弁を用いて定期的に又は連続的に注入することができるが、本発明者は、前者に関して及び同じく明らかに後者に関しても信頼していない。
【００４８】
従って、定期的な注入は、ほぼ連続的になるように、非常に頻繁、かつ少量のものにすることになる。注入は、フッ素及びガス混合、例えば、Ｋｒ及びネオン又はＡｒ及びネオン）の量から成るものになり、定期的な注入は、フッ素及びガス混合のみが点在するこのようなガス混合物から成るものになる（すなわち、点在式注入においてはフッ素なしで）。インジェクトが完全後、チャンバ内の全圧は、チャンバの選択済み全圧まで抽気減圧される。そうすることによって、注入が行われる時、フッ素が入れ替えられるだけでなく、Ｋｒ／Ｎｅ又はＡｒ／Ｎｅが維持される傾向があり、かつ汚濁物質は、注入後、このようなチャンバ、すなわち、単一のチャンバ又はシードレーザ又は増幅段階レーザ、例えば、ＭＯ又はＰＡの総ガス圧に戻るように抽気減圧工程により除去され、リフィル量及び全圧は、シードレーザチャンバから増幅レーザチャンバまで異なっている。
【００４９】
この効果は、ガスリフィルの必要性を大幅に低減するか、又は限界以内で、次のリフィルの必要性までの時間を劇的に長くすることによってこのような必要性を排除することである。これは、例えば、汚濁物質蓄積及びフッ素消費量のために、例えば、電圧で出力パルスエネルギを維持することが不可能であるレベルまで上昇しない充電電圧により明らかになるであろう。
【００５０】
時間と共に、チャンバ内の全圧は、上方に調節することができ、及び／又はリフィル濃度（フラッシュ率）は、更に汚濁物質を除去するように変えることができる。これは、例えば、フッ素、及び次に例えばＡｒ及びＮｅの混合物、又は例えばＦ2、Ａｒ、及びＮｅの混合物を新しく望ましいより高い全圧を超えるまで追加し、次に、新しく望ましいより高い全圧に抽気減圧を行うことができ、従って、汚濁物質がその工程において更に除去される。例えば、１つのチャンバ又は別のチャンバ又は両方のチャンバ内の全圧のこの最適化は、増幅器部例えばＰＡが、Ｖ≧ＶMAXであり、すなわち、出力パルスエネルギの電圧調節が有効ではない状態になるのを防止する際に特に重要である。また、随時、フラッシュ率は、例えば、希ガス／不活性ガス：Ｆ2の相対濃度を調節することによって、例えば、２部のＡｒ／Ｎｅ：１部Ｆ2から４部Ａｒ／Ｎｅ：１部Ｆ2に変えることによって、又は点在するインジェクト内にフッ素なしで点在するインジェクトの回数を調節することによって調節することができる。経時的なこれらの変更は、１００万回ほどのショット毎に行うことができ、かつガス最適化（ＧＯ）と呼ばれる。これらの変更は、電圧がチャンバ寿命に本質的に等しいが既存のガス管理によるガスリフィル間でほぼ１００Ｍショットを確実にかなり超える期間にわたってＶMAXに決して到達しないようにＶMAXに接近している電圧曲線の経路をリセットしようとするものである。
【００５１】
全圧及び／又はフラッシュ率のこれらの変化は、レーザの寿命にわたって、レーザ作動のパラメータ、又は別のパラメータ、例えば、Ｖ、ｄＥ／ｄＶ、ｄＶ／ｄショットカウント、Ｅ、帯域幅などと共にパラメータの変化率に関するフィードバックから判断することができる。更に、初期のフラッシュ率は、このようなインジェクトを実行し、多重チャンバシステムの場合には、下限値としてそれぞれのチャンバ数における連続インジェクトを繰り返すことを実行し、かつ上限値としてインジェクトの発生によるｄＥ／ｄＶ、出力エネルギ又は帯域幅のようなレーザパラメータに及ぼす悪影響を引き起こさない既存のガス管理ハードウエアの機能を考慮して、フッ素及び混合ガスのインジェクトを最適化してフッ素を補充すると共に汚濁物質を抽気除去するように選択することができる。
【００５２】
開示内容の実施形態の態様により、例示的な２チャンバＭＯＰＡ又はＭＯＰＯシードレーザ増幅レーザシステムのような例えば単一チャンバ又は多重チャンバのレーザシステムのためのガス制御システムは、例えば、コアアルゴリズムを含むと考えることができる。図１を参照すると、一例として、例示的なＭＯＰＡレーザシステム３０のためのこのようなアルゴリズムを使用するレーザガスコントローラ２０が示されている。選択インジェクトシーケンスで、例えば、ブロック２２における注入機会間の予め選択したショットカウントと比較されるショットカウントに基づいて、例示的なコアアルゴリズムは、目下、注入機会が発生しているように判断して、これをコントローラ２８に知らせることができる。更に、電圧ｄｔＭＯＰＡ及びＭＯからのエネルギは、それぞれ、それぞれのチャンバ、すなわち、例示的なシステムにおけるＭＯ又はＰＡに対してＦ2インジェクトサイズを計算するＦ2消費量推定計算器２４を含む、例えば、ＮＡＦＦＡフィードバック制御ループの一部を含む比較器３４ａ〜ｃにおいて、それぞれの選択基準値と比較することができる。ブロック２６においては、Ｆ2インジェクトサイズの飽和低又は高が発生する場合がある。
更に、バルクガス、例えば、ＫｒＮｅ又はＡｒＮｅは、例えば、注入機会時の計算Ｆ2量と共に選択することができ、かつ例えば、計算Ｆ2量が何らかの最小インジェクト量インジェクトmin（ＩＮＪMIN）を超えるか否かを問わず、それぞれのチャンバの各注入機会で常にそれぞれのチャンバ内に注入されるように選択することができる。
【００５３】
ここで図２を参照すると、開ループ注入コントローラ４０は、例えば、比較器４２において、選択した時期（又はショットカウント）と比較される何らかの時期（又はショットカウント又はその両方）に基づいて、それぞれのチャンバ３０（図１に図示）に対して注入機会の発生を判断して、注入機会信号をコントローラ４６に供給することができる。予め選択したＦ2量、例えば、ブロック４４においては飽和状態低又は高である受動的又は開ループＦ2量を各注入機会で選択したバルクガス量と共にそれぞれのチャンバ内に注入することができ、又はバルクガスのみを何らかの注入機会で注入することができ、かつ選択したＦ2量を有する混合物が選択した間隔で、例えば、注入機会３回毎に１回又は４回毎に１回発生する場合がある。図２のシステムは、例えば、２つのバルクガスインジェクトサイズが一致して、及び／又は各このような注入機会に対して合計で望ましいＡｒＦ／ＫｒＦ注入全量になるか、又はバルクガスが各々のそれぞれの注入機会でフィードバックコントローラ２０又は開ループ受動的コントローラ３０によってのみ注入されるように、それぞれのチャンバに対して同じ注入機会判断を用いることができる。
【００５４】
例えば、開ループ又は受動的Ｆ2注入におけるＫｒＮｅ／ＡｒＮｅバルクガス注入のサイズは、約１ｋＰａでのＦ2の注入と共に、例えば、現在使用されている約２ｋＰａバルクガス注入に対して、一定かつ「大」（例えば、１：６．３ｋＰａ〜１：９ｋＰａのＦ2：ＡｒＦ／ＫｒＦ）とすることができる。インジェクト期間（注入機会間の時期／ショット回数は、例えば、ＲＡＴＥrefreshMIN−．ＲＡＴＥrefreshMAXから、最小ガスリフレッシュ率（ｋＰａ／Ｍショット）又は望ましいリフレッシュ率の何らかの範囲のリフレッシュ率が得られるように選択することができる。Ｆ2インジェクトサイズは、あらゆるインジェクト時の最小Ｆ2とＡｒＮｅ（ＫｒＮｅ）の比が、例えば、元の予混合リフィル濃度（１：９）に等しい状態で、例えば、開示内容の実施形態の態様により、例えば、飽和状態低及び高の両方とすることができる。他の可能な実施形態は、上述の理由から他の比、例えば１：６．９を使用することができる。
【００５５】
更に、開示内容の実施形態の態様により、純粋に受動的インジェクトは、例えば、受動的消費アルゴリズムに従って開ループインジェクトと同様に処理することができ、受動的消費アルゴリズムは、例えば、一定のサイズを注入し、かつ一定の期間にＦ2−ＡｒＮｅ（ＫｒＮｅ）比でレーザが発射中ではない間にショット回数を蓄積する現在使用されている多重チャンバレーザシステムのためのＮＡＦＦＡ及び単一チャンバレーザシステムのためのＡＦ１２と本質的に同じとすることができる。Ｆ2のこの一定量は、例えば、Ｆ2消費量がチャンバ寿命にわたって減少することが可能なことを図１３に一例として示すように、例えば、ガス消費量の経験的に判断した長期的変化を反映する既存のルックアップテーブルを使用して、例えば、チャンバ寿命にわたって例えば変わる可能性がある。開示内容の実施形態の態様により、同様の理由からチャンバ寿命にわたってインジェクト比、並びに率を変える必要があると考えられ、これは、例えば、任意的／構成可能な特徴とすることができる。
【００５６】
上述のように、開示内容の実施形態の態様により、必要とされるバルクガス（ＡｒＮｅ、ＫｒＮｅ）リフレッシュ率のような事柄は、汚濁率、例えば、最大汚濁率、Ｆ2消費率、例えば、最大Ｆ2消費率、例えば、非常に長いガス寿命（例えば、５００、０００、０００回のショットを超える）中にアルゴリズムが大きな変化を処理するか否かを説明するために行う必要があると考えられること、例えば、変動に示す場合にインジェクト毎にガス寿命が終了する場合があるかを検出してインジェクトオリフィス測定を更新するために行うことができることのような要素から判断することができる。上述のように、開示内容の実施形態の態様により、例えば、例示的なレーザに関して１：６．７〜１：９のＦ2：バルクガスで、及び上述の境界及び範囲で、かつ一部の場合にはＦ2注入量のフィードバック変動も、又は上述のように、一部の選択した定期的注入機会スロットでの恐らくゼロＦ2注入を伴った十分に高いフラッシュ率、又は消費量推定フィードバックによる指示がない場合には、十分なフラッシュ及びＦ2注入により、Ｆ2及び汚濁物質の両方に対して有効定常状態の条件になる可能性がある。更に、定常状態のＦ2が十分に高く維持され、かつ定常状態の汚濁物質が十分に低く維持された状態で、リフィルを行うか、又は遥かに少ない頻度で、例えば、リフィル間で１００Ｍではなく１０億回台のショットで少なくともリフィルを行う必要性で長いガス寿命をもたらすことができる。
【００５７】
例えば、開示内容の実施形態の態様により、例えば通常のリフィル濃度（Ｆ2：ＡｒＮｅ＝１：９）で又は通常のリフィル濃度辺りで、又は上述のように選択されるように注入の更に小さいバルクガス百分率で、多重チャンバシステムの全てのチャンバ、例えば、例示的なＭＯＰＡ又はＭＯＰＯ構成の両方のチャンバに対して同じとすることができる望ましい全体的なガスフラッシュ率をもたらすように選択された例えばインジェクトのサイズ及び頻度で定期的に注入することができる例えばＮＡＦＦＡのようなフィードバック制御システムと共に例えば一定インジェクトモードを使用して、本出願人は、負荷サイクル又は目標出力エネルギの大きくかつ頻繁な変動のようなストレスの発生する発射パターンでも少なくとも１０億回のショットを超えるガス寿命を明らかにした。これは、本出願人の雇用主が見出したように、このような注入中に他のレーザ作動パラメータを仕様外に置くこともなく、許容された注入のサイズで上述の制約内で行うことができる。従って、例えば、インジェクト中のｄＥ／ｄＶ及び／又はエネルギの例えば変化は、仕様を満足することができることを示すのであり、本出願人は、これは、定期的な汚濁物質除去に少なくとも部分的によるものであると考えており、それによってガス状態は、予混合インジェクト濃度に近いレベルに達するか又はこのレベルを維持し、従って、インジェクトにより大きな擾乱が発生しない。これは、早期のインジェクト制御システム、例えば、ＮＡＦＦＡと対照的なものであると考えられ、ＮＡＦＦＡは、一般的に、インジェクトと濃度が非常に異なるガスを含むチャンバに注入することができ、従って、より大きい擾乱が発生する。
【００５８】
本出願人は、増幅器レーザ部分レーザ発振チャンバを交換した後、例えば１７Ｂショット後、開ループフラッシュがその後繰返し失敗したことを認めた。これは、フラッシュ率を所定の最大値に増大させた後でさえも変わりはなかった。これは、内部デブリ管理及び電極構造が異なる新しいＰＡ内のＦ2消費率の大幅な増大により引き起こされたと考えられる。次に、図１３に示すように、Ｆ2濃度及び変化率を測定した。ＮＡＦＦＡを実行する他のＸＬＡレーザのＦ2消費率の推定も行った。推定を行う際、例えば図１３に示すように、リフィル＝０．１％Ｆ2濃度（例えば、Ｆ2モニタ読取値を正規化するため）であると仮定した。各測定値は、例えば、１＋Ｍショット間隔で、少なくとも５つのＦ2読取値で線形当て嵌めを反映しており、一方、各Ｆ2読取値は、３つの別々のサンプルから成るものであった。
【００５９】
図１４は、Ｆ2消費率がガス状態にどのように影響を与えることが可能であるかを示している。総フラッシュ率は、例えば、１：９のＦ2：バルクガスの予混合／リフィルガス構成比を利用したものである。図１４は、例えば、８ｋＰａ、線８２、９ｋＰａ、線８４、１０ｋＰａ、線８６、１１ｋＰａ、線８８、及び１２ｋＰａ、線９０が介在した状態で、７ｋＰａ、線８０から１３ｋＰａ、線９２までインジェクトフラッシュ量を増大させると、消費率が線形に減少することを示す。
【００６０】
本出願人は、開ループフラッシュでは、例えば、他の作動パラメータ、例えば、負荷サイクルによっても、例えば、図１３に示すように、例えば、高いＦ2消費率を有することができる新しいチャンバのような場合では、恐らく問題のないガス濃度が維持されない可能性があると判断した。例えば、負荷サイクルが比較的高いレベル、例えば、５０％辺りを超える時により多くのフラッシュを必要とする可能性がある。しかし、負荷サイクルが低くなると、所要のインジェクト率、例えば、２５ｋＰａ／Ｍショットでのフラッシュでリフィル排除をもたらすことができる可能性がある。本出願人は、開ループフラッシュでは、例えば、予測可能なガス状態を必ずしも得ることができるとは限らず、特に、予測可能な性能パラメータを得ることはできないことにも注意した。
【００６１】
しかし、リフィル排除は、開ループフラッシュを例えば予混合リフィル濃度で用いると、注入には、一部のチャンバ内の一部の状態では上述のようにいくつかの制限がある場合があるということにも関わらず機能することが証明された。例えば注入ガスの開ループ予混合リフィル濃度で汚濁物質を除去することは、ガスを寿命化する際の１つの要素であるように見える。正確な汚濁率又は概算汚濁率さえも、例えばチャンバ耐用期間にわたるその変化にも関する不確実性により、フラッシュに必要とされるリフィル率に関する不確実性になる場合があるが、本出願人は、リフィル排除は比較的高いＦ2消費率でさえも可能であると考えている。
【００６２】
開示内容の実施形態の態様により、本出願人は、バルクガス、例えば、ＡｒＮｅで、定期的に、例えば、たとえ何であれ注入機会毎に、また、バルクガス：Ｆ2の比較的高い割合で、また、例えば、各開ループ注入機会毎に注入されるＦ2ゼロで注入するか、又は各注入機会で注入される最小Ｆ2インジェクト量を増大するフィードバックループ判断なしで、その量とその後に考えることができるＦ2の選択開ループ注入を増すＦ2量を判断するＮＡＦＦＡのようなシステムを用いて、Ｆ2消費推定値からのフィードバック制御を可能にすることも含め、チャンバをフラッシュすることを提案する。更に、システムは、開示内容の実施形態の態様により、例えば、レーザシステムが発射中ではない経過時間に基づいて受動的消費量を推定することができる例えばＮＡＦＦＡのようなフィードバック制御システムの制御下で、レーザシステムが発射中ではない時に例えばＦ2消費量に相当する受動的インジェクトを利用することができる。
【００６３】
従って、開示内容の実施形態の態様により、システムは、例えば選択リフィル濃度で又はこの濃度辺りで選択ショット回数毎に、又は例えば何らかの経過時間毎に、又はその両方の組合せ毎に、インジェクトをもたらし、従って、例えば、強制汚濁物質フラッシュ排除をもたらすことができる。しかし、更に、システムは、例えば、必要に応じてＦ2インジェクト率を増大させて、例えば、変動中のＦ2消費量を補正することができる。従って、この規則的なフラッシュにより、例えば、ガス状態を安定化させると共にガスを大幅に長寿命化することになる可能性がある。
上述のように、Ｆ2消費率は、チャンバ寿命にわたって例えば５ｘを上回って変動することが可能なので、非常に高い消費率を開ループフラッシュだけにより実際的に終了することはできないように見える。開示内容の実施形態の態様により、フィードバックループ、例えばＮＡＦＦＡで修正された開ループ注入により、優れた性能の低消費量チャンバから高消費量チャンバまでをもたらすことができる。
【００６４】
開示内容の実施形態の態様により、例えば、長期間にわたってエキシマレーザ放電ガスの状態を安定化させ、かつ例えば完全なチャンバガス置換の必要性を低減するか又は完全に防止し、従って、また、完全なガス置換、及び一部の場合には、注入時のフォトリソグラフィのためのレーザ作動の防止に必要なレーザ利用不能度を低減することができる。実施形態のこのような態様により、頻繁な間隔で少量のレーザガスを、ハロゲンガス（一般的にＦ2）及びバルクガス又は緩衝ガス（一般的にアルゴン−ネオン又はクリプトン−ネオン）の所定の濃度で新鮮なガスと定期的に置換する。置換量は、重要なレーザパラメータを過度に妨害しないほどの少量であり、続行されたかつ長期作動に向けて問題のない定常状態に到達するのに十分な頻度である。更に、レーザ作動パラメータ、例えば、総チャンバガス圧を動的に調節してガスリフィルの必要性を先延ばしするようにオンラインガス最適化を含めることができる。調節のサイズは、例えば、オンラインガス最適化から判断することができ、実際の調節は、次回及びその後の小規模なガスインジェクト置換中に行うことができる。
【００６５】
開示内容の実施形態の態様により、本出願人は、例えば、レーザ作動パラメータに及ぼす大規模ガス注入の影響、例えば、レーザシステム、例えば、多重チャンバレーザシステム、例えば、本出願人の譲渡人により製造及び販売されている形式の「ＸＬＡ  ２００」レーザに対する、例えば、ｄＥ／ｄＶ及び有効エネルギを判断するために実験を行った。大規模なインジェクトは、本出願で説明するように、完全なチャンバガスリフィル間の期間を動的に短縮するか、又はレーザシステム作動寿命にわたって排除するように仮定されているガス制御アルゴリズムの一部である。本出願人の譲渡人は、大規模レーザチャンバ注入をリフィル濃度注入又は一定フラッシュモード注入と称しており、それによって例えばレーザガス制御システムは、例えば、初期充填と同じか又はほぼ同じ相対的Ｆ2及び緩衝ガス（ＸＬＡに対してはＡｒＮｅ）濃度で頻繁かつ比較的大規模なガス注入を提供する。それによって汚濁物質を離してフラッシュが行われ、かつ従来のガス制御アルゴリズムよりも着実にＦ2濃度が維持されることが見出されている。開示内容の実施形態の態様により、チャンバを通した十分なレベルの正味ガス流量をもたらすために、例えば、インジェクトのサイズは、このような仕様により許容されたものよりも高いことが可能な例えばレーザフォトリソグラフィＤＵＶ光源用途のための厳しい仕様に従ったレーザ作動パラメータ、例えば、ｄＥ／ｄＶ及び（有効）エネルギの変化を引き起こすことがあり得る一般的に問題がないと以前は考えられていたものよりも大幅に大きなものとすることができる。
【００６６】
従って、本出願人は、様々なインジェクトサイズに対して、具体的に、例えば、ｄＥ／ｄＶ及びエネルギの変化を測定して、例えば、いわゆる一定のフラッシュモードでこれらの影響を測定する実験を行った。例えば、ｄＥ／ｄＶを比較的迅速に推定することができるように、通常のｄＥ／ｄＶ推定値を修正することによって、システムに、例えば、インジェクトから生じる「高速の」挙動変化を捕捉させることができる。ＭＯ：３８ｋＰａのＦ2／３８０ｋＰａ全圧、ＰＡ：２８ｋＰａのＦ2／２８０ｋＰａ全圧の初期充填をこのような実験に使用することができ、例えば、レーザは、例えば、５００、０００回のショットが得られるように一定の７５％負荷サイクル（４０００Ｈｚ繰返し数、１２００バーストカウント、０．１秒バースト間隔）で発射することができる。レーザは、次に、熱過渡期を衰退させるために９０秒間、２種類の繰返し数、例えば、３０００Ｈｚ又は８００Ｈｚの一方で連続モードで発射することができる。次に、繰返し数を維持しながらインジェクトを開始することができる。
【００６７】
インジェクト（Ｆ2及び緩衝ガスの両方）のサイズは、試験スケジュールにより決めることができる。インジェクト中、例えば、レーザ電圧、エネルギ、ｄＥ／ｄＶタイミング、帯域幅、及び他の関連パラメータのデータを収集することができ、チャンバガス温度及び圧力を約１０Ｈｚで記録することができる。インジェクト後、あと５００、００００回のショットが得られるように、バーストモード７５％負荷サイクルにレーザを戻すことができ、シーケンスを繰り返すことができる（例えば、スケジュールにより決定されるのと同じか又は異なる連続的繰返し数及びインジェクトサイズで）。
【００６８】
ある一定のレーザ作動条件、例えば、真の一定のフラッシュ作動モードを適正にエミュレートするために、例えば、８回の大規模インジェクトをリフィル濃度で又はリフィル濃度の近くで、例えば、他のサイズのインジェクト間で、例えば、チャンバ毎に４回を含むスケジュールを選択することができる。すなわち、例えば、１．１ｋＰａのＦ2及び９ｋＰａのＡｒNｅのインジェクトが、例えば、このようなサイクルを１回繰返して２チャンバ（シード／増幅器）レーザシステム内でチャンバ毎に行われる。このような代表的なインジェクトスケジュールに従って、例えば、各インジェクト間で、レーザを７５％負荷サイクルで発射させることができる。レーザガス放電繰返し数（出力光パルス繰返し数）は、選択期間にわたって、例えば、インジェクト９０秒前に、３０００Ｈｚ又は８００Ｈｚのような選択値で保持することができ、次に、インジェクトは、所定の繰返し数で行われる。
【００６９】
実験後、ストリーミングデータを処理して各インジェクト中のｄＥ／ｄＶ及び有効エネルギの変化を計算することができる。結果を下表Ｉに示している。更に、ｄＥ／ｄＶ、有効エネルギ、及び帯域幅のストリーミングデータは、例えば、各データセット内の同じショットでのデータをこのようなデータセットにわたって平均化してアンサンブル平均し、例えば、アンサンブル最小値及び最大値も定めて、平均ショット履歴を生成することができる。このようなアンサンブル平均は、各インジェクトサイズ、繰返し数、及びチャンバを対象とすることができる。更に、アンサンブル最小値及び最大値を計算及びプロットすることができる。これらの結果は、３０００Ｈｚで作動する例えばＭＯ内へのこのような約１０ｋＰａインジェクトに関するｄＥ／ｄＶ、有効出力エネルギ、及びｅ９５帯域幅の変化に対して、例えば、図１９に示すように、各形式に対してエンベロープ及び平均を構成することができ、上部帯域は最大値、中央帯域は平均値、下部帯域は最小値を示している。図２０は、３０００ＨｚでのＰａへの同様のインジェクトの影響を示している。図１９及び図２０の図表は、多くのインジェクトにわたる平均値を表している。図１９Ａ〜図１９Ｃ及び図２０Ａ〜図２０Ｃは、インジェクトがどこで開始及び停止するか、並びにある一定の可能な厳しい仕様限界値、すなわち、０秒と２００秒の間での上限値及び下限値を示すものである。
【００７０】
これらの実験結果が確実に例えば予測可能かつ比較的一定のガス状態を表すようにするために、図２１Ａ〜図２１Ｃは、実験を通した全体的な電圧、帯域幅、及びエネルギを示している。値は、試験を通して若干変化していることが分るが、これは、例えば、実験では真の一定のフラッシュモードをもたらすことはできず、近似するだけであることによると考えられ、その理由は、例えば、実験中のインジェクトサイズが多少変動したからであり、かつ比較的大規模な例えば１．１：９のインジェクトのみが適切な濃度であったと考えられるからである。また、本出願人は、緩衝ガス、例えばＡｒＮｅのみのインジェクトが、例えば、ガスの全体的な濃度が真の一定のフラッシュモードを達成することができるべきであるものよりも若干線形（Ｆ2が低い）であると判明するような混乱を引き起こすソフトウエア上の制約に遭遇した場合があるという点に注目した。しかし、実験結果は、無効とするものではなく、その理由は、得られるｄＥ／ｄＶ及び有効エネルギ変化データの対応する傾向が無かったと思われるからである。
【００７１】
（表Ｉ）
0005986708.tif 000035
【００７２】
本出願人は、インジェクト、及び非常に大規模なインジェクトでさえも、ｄＥ／ｄＶがいかなる状況においても仕様に反する原因になるべきではないと考えている。これは、例えば、システムがエネルギコントローラに対して過度の混乱を引き起こすことなく大規模なインジェクトを実行することを可能にすることができる。しかし、インジェクト中のエネルギの有効変化は、時として仕様に反することが可能であるとも考えられるが、これは、誤解を招くか、又は少なくともデータの保守的見方である可能性がある。例えば、図１７は、インジェクトが始まる前でさえも（すなわち、レーザが本質的に静止状態であり、すなわち、３０００Ｈｚで連続モードで発射中）、エネルギ変化がいくつかの時点で仕様に反するより悪い場合を示すが、これは、性能を評価する有効な方法ではないと考えられる。エンベロープの中央を通る線で示すアンサンブル平均の方が、真の性能の遥かに良好な指標であろう。これらの数量を用いて性能を評価すると、有効エネルギの変化も全てのインジェクトに対して十分に仕様内であるように見える。しかし、アンサンブル平均はまた、インジェクト間の他の大きな変化における外れ値又はいくらかの位相遅延の影響を覆い隠すことが可能であると考えられる。従って、代替方法を用いてインジェクト中の有効エネルギの変化を計算することができる。電圧データを「平滑化」する一般的な方法は、移動平均又はバースト平均を用いることである。このデータにおいては、バーストはなかったので（すなわち、発射は連続モードであった）、代替的に、適切なウィンドウサイズを選択し、その上で移動平均処理を行うことができる。本出願人は、例えば、本出願人のＸＬＡ３６０レーザシステム仕様に向けて明記した最小ウィンドウサイズに基づいて、非常に控えめなサイズは約４０回のショットであると考えている。これによって２５０ミリ秒台掛かる変化を８００Ｈｚで観測可能にすることができる。３０００Ｈｚは、これよりも高速の変化でさえも観測可能であり、本出願人は、これで十分であると考えており、その理由は、例えば、ガス注入は、２秒〜１０秒（又はそれよりも長い）の期間にわたって行われるからである。
【００７３】
平均電圧まで４０回ショットの移動ウィンドウを使用して表Ｉの有効エネルギ変化統計データを再計算すると、表ＩＩに示す別の結果が得られる。最大値は、依然として殆どの場合に仕様を超えることに変わりはないが、平均値は、全て仕様内である（一部が境界線であるにも関わらず）。アンサンブル平均は、従って、いかなる大きな影響も覆い隠さず、かつ有効な分析である。
【００７４】
（表ＩＩ）
0005986708.tif 000036
【００７５】
ｄＥ／ｄＶ、有効エネルギ、及び帯域幅の変化をインジェクトサイズの範囲に対してインジェクト中に調べ、特に、非常に大規模なインジェクトを調べた（１．１ｋＰａ＋Ｆ２＋９．０ｋＰａ緩衝ガス）。データは、非常に大規模なインジェクトでさえも、例示的な仕様に反するｄＥ／ｄＶ又は有効エネルギの変化は発生しないことを示している。
【００７６】
上述の開示内容の実施形態の態様により、エキシマレーザ、例えば、ハロゲンガス（典型的にフッ素）及び緩衝ガス（典型的にアルゴン希ガス及びネオン緩衝ガス又はクリプトン希ガス及びネオン緩衝ガス）の混合物と共に、例えば、少量のチャンバガスをチャンバ内に定期的及び頻繁に注入することによって、フッ素を補充すると同時にチャンバからの汚濁物質を含むガスをフラッシュすることによって、厳しく制御されたレーザシステム出力作動パラメータを維持しながら、ガス組成を元の最適化予混合組成で維持するフォトリソグラフィにおいて使用される狭帯域ガス放電エキシマレーザにおけるガス組成制御の方法及び装置を開示したことが当業者により理解されるであろう。これらの小さなガス置換機能は、一定の数のレーザパルスで（レーザが放電中に）、又は一定の量の時間で（レーザが放電中ではない時）、又は両方の組合せで定期的に行うことができる。各ガス置換注入において使用される緩衝ガス又は希ガス／緩衝ガスの量は、比較的長い時間／パルス数にわたって同じままとすることができ、かつインジェクト間でガス制御システムにより制御されたりしない。各ガス置換機能において使用されるハロゲンガスの量は、長期的なレーザ作動入力／出力パラメータの一定の変化に対応するように長期的に、又はインジェクト間で１つ又はそれよりも多くのレーザ入力／出力作動パラメータに基づいて直接フィードバックループで、又はその両方の組合せで、例えば、レーザ作動信号に基づいて変えることができる。
【００７７】
使用することができる例示的なレーザシステム入力／出力作動パラメータには、測定レーザ光帯域幅、光エネルギ、放電電圧、又は多重チャンバレーザシステム内のチャンバ間の放電遅延を表す値があるが、これらの値は、例えば、他のレーザシステム作動条件、例えば、出力エネルギ及び／又は負荷サイクルに対して正規化することができ、レーザガス内のハロゲン濃度の変化の指標であると考えることができる。これらの信号が望ましいレベル、例えば、選択基準値、例えば、ＶREF、ＥMOREF、Ｅ95REF、又はｄｔＭＯＰＡREFと異なる時、必要とされるハロゲンの量の推定値を計算して、例えば、特定のチャンバに対して注入機会、すなわち、ガス置換機能中に注入することができ、この機能は、例えば、多重チャンバレーザシステムに対して又は上述の単一チャンバレーザシステムに対して先に参照した「多重チャンバエキシマ又は分子フッ素ガス放電レーザフッ素注入制御」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１０／９５３、１００号において、又は先に参照した特許及び現在特許出願中の特許出願の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行うことができる。
【００７８】
開示内容の実施形態の態様により、補充は、上述のように、例えば、注入機会毎に、すなわち、何らかの選択期間又は何らかの選択回数のガス放電（ショット）に又はその両方の組合せで、例えば、レーザ作動が開始してから、例えば、設置及び初期ガス充填、及び恐らく製造作業を開始する前の何らかの初期試験及び／又は何らかの初期注入延期期間後にも行うことができる。このような注入は、例えば、注入がハロゲン消費量の何らかのフィードバック推定に基づいて注入機会の時に必要とされることがあり得るハロゲンの計算推定消費量に関係がないものとすることができる。各補充における緩衝ガス／希ガスの量は、一定とすることができる。各注入機会で注入されるハロゲンの一定量は、注入機会間で変え、すなわち、補充機能の一部として一定である注入もあれば、ゼロである注入もあるとすることができる。すなわち、ハロゲンは、何らかの一定量では、注入４回毎に１回、又は同じ全体的なハロゲン（例えばフッ素）補充率に対する各注入において、注入されるその量の１／４で注入することができる。
【００７９】
様々な導出した信号及びアルゴリズムを使用して、例えば、開示内容の実施形態の態様により、ガス寿命の終了を予測して、リフィルがいつ必要になるか動的に判断することができる。リソグラフィユーザのパルス利用パターンに基づいて、これは、所定のかつ比較的固定したリフィルスケジュールのような簡単かつ控え目なリフィルスケジュールに頼るのではなく、リフィル間でのガス寿命の長寿命化を可能にすることができる。本出願人は、実験を通して、標準的なガス制御アルゴリズムなどに結合した寿命予測手段を使用してガス寿命の大幅な長寿命化を達成可能にすることができると判断した。
近年増強されたガス制御アルゴリズムにより、高度ガス補充方法及び高性能化した推定器を通じたガス寿命の複数回の長寿命化が明らかにされている。最新のガスアルゴリズムの進歩とガス寿命予想手段とを結合することはまた、ガス管理の進歩に向けて次の画期的ステップを提供することができる。
【００８０】
開示内容の実施形態の態様により、ガス補充は、例えば、光特性が確実に仕様内であるように保証する制約を受ける場合があるインジェクトと呼ぶ光源が作動し続ける間の部分的な補充とすることができる。代替的に、当業技術で用いられているように、レーザが発射中でない間にチャンバガスの全てが置換されるリフィルという完全な補充が使用される。リフィルは、上述のように、光源及びスキャナ作動の両方に招く大きな混乱のために最小化すべきである。このようなリフィル補充中、ハロゲンのほぼ全ては、前回のガス寿命中に生成された大部分の汚濁物質を含むチャンバから真空供給すべきである。次に、新鮮なハロゲンガスをバルクガスと共にチャンバに導入してチャンバ内で初期開始予混合を再度確立し、レーザ効率は、ほぼ完全にその基本に戻る。しかし、チャンバ全体をガス交換する欠点は、排気が本質的に指数関数的な時間曲線上に発生し、あらゆる特定の量のガスを除去する時間は、時間と共に増大し、ハロゲンガス分圧を０に又は約０に減圧する工程が非常に時間を消費するものになるということである。
【００８１】
開示内容の実施形態の態様による補充時間を低減する１つの有望な方法は、例えば、単に部分的なリフィルを行うことによるものとすることができる。毎回僅かな全てのチャンバのガスを交換すると、例えば、特に補充ではスキャナ停止が必要ではない場合に、光源の停止時間及び関連の休止時間をかなり短縮しながら、有意な汚濁物質の除去という利点を得ることができる。実際には、ある一定のレーザ性能パラメータをこのような部分的なリフィル中に仕様内に保つことができる場合、光源を停止する必要がなく、従って、休止時間がない。また、開示内容の実施形態の態様により、部分的なリフィルは、例えば、チャンバ内に残る汚濁物質の何らかのレベルを完全なリフィルよりも高いままにする可能性があるので、部分的なリフィルは、例えば、関連の効率損失を通じた許容不能電圧上昇を回避するほど十分に頻繁に行われるべきである。インジェクト又は部分的なリフィル、及び非常に希には完全リフィルさえもトリガする制御アルゴリズムの利用を通じて、本出願人は、全体的な光源休止時間を大幅に短縮することができると考えている。
【００８２】
従来、ガス制御アルゴリズムの主な目的は、ハロゲンガス濃度が帯域幅、放電電圧効率、及びエネルギ安定性を含むレーザ性能パラメータに影響を与えるので重要であった放電チャンバ内側でのハロゲンガス濃度の基本安定性をもたらすことであった。図１９は、ハロゲンガス（例えば、Ｆ2／ＡｒＮｅ）濃度が例えば、一般的な例示的なＭＯＰＡ構成のＭＯチャンバで調節される時に、例えば、レーザを出る光のＥ95帯域幅がどのように変わるかを示している。「Ｃｙｍｅｒ  ＸＬＡ」プラットフォーム（ＭＯＰＡシステム）のＭＯチャンバ応答は、例えば、「Ｃｙｍｅｒ  ＥＬＳ−７０１０」プラットフォームの単一チャンバ応答と類似のものであることが既知である。レーザが発射中である間、上述のように、フッ素は消耗し、かつ現世代ガス制御アルゴリズムは、ある一定の基本特性（例えば、帯域幅、放電電圧効率、及びエネルギ安定性）が全て仕様内のままであるようにチャンバに注入されるフッ素の割合及びサイズを調節する。このような現世代制御アルゴリズムでは、例えば、上述の特許／現在特許出願中の特許出願の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、電圧、ＭＯ及びＰＡエネルギ、電圧放電効率、ＭＯとＰＡの間の他と異なる整流時間、Ｅ95帯域幅、パルス負荷サイクル、及びＭＯ及びＰＡチャンバ圧力及び温度信号を含む、例えば、１組のレーザ信号は、例示的なＭＯ及びＰＡチャンバの又はこのようなレーザシステムの１チャンバ内のＦ2濃度を予測するように信号プロセッサを通ってかつ２つの推定器内にルーティングすることができる。Ｆ2濃度情報の変化は、ＭＯチャンバ及びＰＡチャンバへのＦ2／ＡｒＮｅインジェクトの割合及びサイズを判断して重要なレーザ基本性能特性が仕様内のままであるように適切なＦ2濃度を回復する制御アルゴリズムに供給される。
【００８３】
これらの基本特性の安定化により、他のレーザ制御アルゴリズム及びアクチュエータは、特定のレーザ属性の性能を最適化することができる。例えば、Ｅ95帯域幅は、ガス制御アルゴリズムを用いて基本安定性に到達すると、他のアクチュエータを用いて調節することができる。しかし、現世代ガス制御アルゴリズムは、例えば、蓄積汚濁物質レベルをリフィルによってのみ改善することができるまでの有限の期間にわたって、ハロゲンガス濃度を一定に保ち、従って、基本特性を安定に保つことしかできない。汚濁物質抑制技術のいかなる追加もなしでは、Ｆ2濃度制御アルゴリズムは、増加中の汚濁物質に対してそれがあたかもＦ2濃度の減少かのように反応することができるのみである。本質的に、Ｆ2推定器は、汚濁物質レベル上昇とＦ2濃度レベル下降の間の差を実質的に観測することができない。
【００８４】
図２４は、開示内容の実施形態の態様によるリフィルを必要とするまでのショットの予測を示している。
開示する本発明の実施形態の態様により、例えば、基本Ｆ2濃度安定化及び部分的なリフィル技術を使用し、かつレーザが性能パラメータを仕様内で維持しながら発射し続けることを可能にする制御アルゴリズムを利用して、例えば、大幅に増大したガス寿命機能をもたらすことができる。図２３は、概略ブロック図形式でこのような結合コントローラ２５０の例を示している。開示する本発明の実施形態の態様により、例えば、既存のＦ2濃度制御アルゴリズム２５２及び汚濁制御アルゴリズム２５４の並列化を使用することができる。これらの２つの制御アルゴリズム２５２、２５４は、例えば、相前後して機能して、全体的なハロゲンガス補充、すなわち、完全なリフィルの必要性の前に非常に長期の光源作動という目的をもたらすことができる。
【００８５】
開示する本発明の実施形態の態様により、２つの推定器２５８を使用して、例えば、搭載レーザ作動パラメータ入力信号及び／又は作動パラメータ出力信号を用いてチャンバ汚濁のレベルを推定することができる。次に、これらの汚濁物質推定値を汚濁物質制御アルゴリズム２５４が利用して、例えば、分散式部分的リフィルを開始することができる。例えば、厳しい境界が設けられた増分に部分的リフィルを分散させることによって、アルゴリズム２５０は、連続作動に必要とされるレベルの汚濁物質除去を供給し、一方、同時に、レーザ基本性能特性を仕様内に保つのに必要とされる制約を満足することができる。例えば、汚濁物質軽減を使用するこのような制御アルゴリズム２５０は、例えば、本出願人の譲渡人Ｃｙｍｅｒのレーザシステムのようなレーザシステムにおける他の技術的進歩からの汚濁物質源の低減のために実行可能である可能性がある。改良型チャンバ汚濁回避及びより清潔なチャンバ構築手順は、開示内容の実施形態の態様によるガス制御アルゴリズムの利用をある程度可能にすることができ、従って、完全なチャンバリフィルが必要な前に又は実質的にそれらを完全に排除する前に、非常に長いガス寿命をもたらす。
【００８６】
図１１及び図１２Ａ〜図１２Ｃは、電圧図表及びｄＥ／ｄＶ図表及びＥ９５（上部）図表で、例示的なレーザシステム、例えば、「Ｃｙｍｅｒ  ＸＬＡ  １００」プラットフォームのそれぞれ図１１で指令電圧及び効率、及び図１２でＥ９５帯域幅を示している。これは、例えば、レーザ負荷サイクルを様々な値に変え、及び／又は目標エネルギを変えながらのあらゆる更に別のチャンバリフィルなしの無視することができる電圧上昇を示している。本出願人は、１Ｂパルスでさえも、ガスは経年変化の徴候を殆ど又は全く示さなかったように判断した。このようなプロットは、利用可能と考えられる開示内容の実施形態の態様によるガス制御アルゴリズムを使用したガス長寿命化の可能性を示している。
【００８７】
（ａ）光モジュールが経年変化する割合、（ｂ）フッ素が枯渇する割合、及び（ｃ）これらの割合に影響を与えたパラメータの知識を結合して、本出願人は、特定の光源のガス寿命を予測するのに使用することができる動的モデルを構成することができた。これらのモデルをガス寿命の開始以来の作動パラメータの履歴で較正することは、例えば、レーザから所定の特定の測定値を考慮して、将来への何らかの期間にわたる性能の予測を可能にすることができる。
【００８８】
図２４は、このような予測器をどのように作動させることができるかの例を示している。ｘ軸は、ガス寿命上で蓄積されるショットの現在の回数を示している。ｙ軸は、リフィルを必要とする前にこのガス寿命上に残っている予測ショット回数である。類似のものとして、ｘ軸は、車両のオドメータと考えることができ、ｙ軸は、走行可能距離表示器と考えることができる。最初に、リフィルとほぼ３００Ｍショットの間で、予測器は、例えば、光源性能データを収集し、また、例えば、工程の動的モデルを通じてフィルタ処理することができる。ガス寿命増加の長さに関するモデル信頼性を増大させる時に、予測ショット残り回数が増加することが見出されている。最終的には、残りショット回数は、ガス寿命の実際の終了になるまでガス寿命が進む時に減少し始めることが見出されている。この時点で、予測器は、例えば、光源が性能仕様要件をもはや満たすことができないこと、かつリフィルが必要であることを示すことができる。例えば、図の左下に直線により示されるような簡単なスケジュールでは、３００Ｍショットでの強制的リフィルを用いて、ガス寿命は、任意にかつ早期に終了していたであろう。
【００８９】
予測の効果は、モデル精度及びモデル内で導出された信頼性に依存する。モデル精度は、光源がどのように作動されるか、及び他の非モデル化動力学がいかに重要であるかにある程度依存する可能性がある。しかし、開示内容の実施形態の態様によるガス長寿命化アルゴリズムに結合した時、このような変動は、例えば、予測に対する重要性が小さくなる可能性があり、従って、多くの作動領域にわたって予測器の精度が増す。例えば、完全なリフィルを必要とする前にハロゲンガス寿命を最大化し、従って、生産時間に対するガス補充の影響が最小にされる制御アルゴリズムで、長寿命化モジュールのデザイン及び有用性予算に対する最小の影響を保証する迅速なモデル交換の最良の実施法を考えることができることは、当業者により理解されるであろう。このようなアルゴリズムは、例えば、相乗効果で作動する複数の推定器及びコントローラを使用して同時にＦ2濃度を調節し、かつリフィルを必要とする前に１０億パルスを超える非常に長いガス寿命をもたらすことができるようにチャンバ汚濁物質成長率を最小にすることができる。
【００９０】
ハロゲン含有レーザ発振ガスを含むフォトリソグラフィ工程のためのガス放電レーザ光源に対してガス寿命を予測する段階を含むことができ方法及び装置を本明細書で開示し、予想する段階は、複数のレーザ作動入力及び／又は出力パラメータの少なくとも１つを利用する段階と、フォトリソグラフィ工程における少なくとも１つの利用パラメータの集合を利用し、それぞれの入力又は出力パラメータに関してガス使用モデルを判断する段階と、モデルとそれぞれの入力又は出力パラメータの測定値とに基づいてガス寿命の終了を予測する段階とを含むことができることが、当業者により理解されるであろう。パラメータは、パルス利用パターンを含む。本方法及び装置は、ハロゲン含有レーザ発振ガスを含むフォトリソグラフィ工程のためのガス放電レーザ光源に対してガス管理を行う段階を含むことができ、本方法及び装置はまた、一般的に完全なガスリフィルにおいてレーザに供給される予混合比率と略同じ比率で、かつ注入前に総ガス圧の２パーセントよりも小さい量でハロゲンガス及びバルクガスの混合物を含むインジェクトを含む定期的かつ頻繁な部分的なガスリフィルを利用する段階を含む。装置及び方法は、ハロゲン含有レーザ発振ガスを含むフォトリソグラフィ工程のためのガス放電レーザ光源に対してガス寿命を予測する予測手段を含むことができ、予測する段階は、複数のレーザ作動入力及び／又は出力パラメータの少なくとも１つを利用する手段と、フォトリソグラフィ工程における少なくとも１つの利用パラメータの集合を利用して、それぞれの入力又は出力パラメータに関してガス使用モデルを判断する手段と、モデルとそれぞれの入力又は出力パラメータの測定値とに基づいてガス寿命の終了を予測する段階とを含むことができる。装置及び方法は、ハロゲンを含むレーザ発振媒体ガスを収容するレーザチャンバと、バルクガスのフラッシュ量と共にハロゲンの補充量のインジェクト機会の発生時にインジェクトを行う段階を含む補充スキームを実行するコントローラを含むガス補充システムとを含むパルス状線狭化ガス放電レーザリソグラフィ光源を含むことができる。ハロゲンは、フッ素を含むことができる。フラッシュ量は、制御システムがインジェクト前にチャンバ内の圧力に近似するレベルにチャンバ内の圧力を低減する時に、レーザ発振媒体ガスから有意な量の汚濁物質の除去を可能にするのに十分であるとすることができる。フラッシュ量は、延長期間にわたってレーザ発振ガス媒体の成分のほぼリフィル百分率の維持を可能にする。コントローラは、経過時間及びショットカウントの一方又は両方を含む要素により決まる規則的間隔で発生するインジェクト機会で補充スキームを実行する。補充スキームは、いかなるハロゲンもなしでバルクガスのフラッシュ量のインジェクトを行う段階を含む。補充スキームは、インジェクト機会の選択されたインスタンスでいかなるハロゲンもなしでバルクガスのフラッシュ量のインジェクトを行う段階を含むことができる。ガスコントローラは、チャンバ内の実フッ素消費量の推定に従って選択された補充量を修正することができる。実フッ素消費量の推定は、公知の方法でレーザ発振媒体ガス中のフッ素含有量の変化と共に変わるレーザシステム入力又は出力作動パラメータの測定値に基づくことができる。本方法及び装置は、作動パラメータ値の１つ又はそれよりも多くが作動上の又はユーザが選択した境界条件を超える前に時間又はショット蓄積を最大にする段階と、このような作動パラメータの部分集合Ｓ1を、このようなパラメータの部分集合Ｓ2の最大化と共に、最小にする段階とを含むことができる段階により、レーザ入力／出力作動パラメータ値の長期的修正に応答して、測定レーザ作動システムパラメータの集合から導出された部分集合の１つ又はそれよりも多くのメンバを調節してレーザ効率を調節する段階を含むことができる方法を利用してハロゲンを含むレーザ発振媒体ガスを収容するレーザチャンバ内へのパルス状線狭化ガス放電レーザリソグラフィ光源におけるガス補充を制御する段階を含むことができる。本方法及び装置は、部分集合メンバを重み付け及び／又は正規化してそれぞれの部分集合メンバに重要度の順を割り当てる段階を含むことができる。部分集合Ｓ1又はＳ2は、空集合を含むことができる。装置及び方法は、パラメータの部分集合Ｓ3間のノルム値又は他のノルムを最小にする段階を含むことができ、パラメータの部分集合Ｓ3間のノルム値又は他のノルムを最小にする段階を含むことができ、かつ最大化又は最小化に緩い制約及び／又は厳しい制約を与える段階を含むことができる。
【００９１】
開示する本発明の実施形態の態様により、開示するガス管理システムは、開ループシステム及びＡＦＩのＮＡＦＦＡのようなフィードバックシステムの組合せであると考えることができることは、当業者により理解されるであろう。しかし、開ループ部及びフィードバック部は、本出願の目的上、一般的に別々のエンティティとは考えない。開示内容は、例えば、常に所要のＦ2インジェクトサイズを計算することができる。次に、例えば、インジェクト機会毎にガスインジェクトを行うことができる。注入ガスは、希ガス（ＡｒＮｅ）及びハロゲンガス（Ｆ2）の両方を含むことができる。注入されるＡｒＮｅの量は、一定とすることができる。注入されるＦ2の量も一定とすることができ、又は例えばインジェクト機会時に計算された推定Ｆ2消費量に基づいて計算Ｆ2インジェクトサイズから決めることができる。この計算サイズが、ガス管理システムが何らかのレベルの公差内の精度で注入することができ、又はゼロに設定することさえできる最低インジェクトサイズとすることができる選択したインジェクトminを下回った場合、インジェクトminを注入することができる。この計算したサイズが、例えば、管理システム限界値、及び／又は仕様外れになるインジェクトmaxのような他のレーザ出力パラメータの不当な擾乱のない最大注入に基づくとすることができる選択した最大注入量を上回った場合、インジェクトmaxを注入することができる。そうでなければ、Ｆ2の計算サイズを注入することができる。従って、システムは、インジェクト機会でインジェクトminよりも小さいＦ2の値を計算することができるが、システムは、この計算結果を無視して、とにかく、インジェクトminのインジェクトを進めることができる。システムがインジェクト機会でインジェクトminを超えるＦ2の値を計算した場合、選択した最大値インジェクトmaxまでその量を注入することができる。また、代替例として、例えば、計算Ｆ2がインジェクトminを下回った場合、ＡｒＮｅのみが注入され、その場合、Ｆ2は、注入されない構成可能なソフトウエアがある場合がある。この特徴は、製造中に工場で構成可能な設定とすることができるが、設定された状態で、次に、変化することが予想される場合もあれば予想されない場合もある。
【００９２】
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、開示の内容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ように想定されていることは、当業者により理解されるであろう。当業者により理解及び認められると思われる開示内容の実施形態の開示した態様に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なく、当業者に明らかであると思われるような均等物及び他の修正及び変更を包含するように想定されている。更に、上述の開示内容の実施形態の開示して主張する態様に対する変更及び修正を実施することができる。
【００９３】
「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「レーザガス注入システム」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、開示した内容の上述の実施形態のここで説明した態様は、開示した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であろう。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「レーザガス注入システム」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。
【００９４】
また、米国の特許法の準拠において、本出願人が、本出願の明細書に添付されたあらゆるそれぞれの請求項、おそらく一部の場合には１つの請求項だけ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作用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、かつ本特許出願を本発明者及び他の個人により読みやすくするために、本出願人は、開示する本発明の実施形態の態様／特徴／要素、開示する本発明の実施形態の作用、又は開示する本発明の実施形態の機能性を定義し、及び／又は開示する本発明の実施形態の態様／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定義的な動詞（例えば、「である」、「をする」、「を有する」、又は「を含む」など）、及び／又は他の定義的な動詞（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「知らせる」など）、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」、「製造すること」、「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。あらゆるこのような定義的語又は語句などが、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、特徴、要素、システム、サブシステム、構成要素、下位構成要素、プロセス、又はアルゴリズムの段階、又は特定の材料などを説明するのに使用されている場合は、常に、本出願人が発明及び主張したものの本発明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」、「例示的に限り」、「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によって先行し、及び／又は語句「の場合がある」、「とすることができる」、「の場合があるであろう」、及び「とすることができるであろう」などの１つ又はそれよりも多く又は全てを含んでいると読むべきである。全てのこのような特徴、要素、段階、及び材料などは、例え特許法の要件の準拠において本出願人が特許請求の範囲の本発明の実施形態のあらゆるこのような態様／特徴／要素の又はあらゆる実施形態の権能付与的な例だけを開示したとしても、１つ又はそれよりも多くの開示した実施形態の可能な態様としてのみ、かつあらゆる１つ又はそれよりも多くの実施形態、又はあらゆる実施形態の態様／特徴／要素、及び／又は主張するような本発明の唯一の可能な実施形態の唯一の可能な例としてではなくそれを説明していると考えることができる。明示的かつ具体的に本出願又は本出願の遂行において説明されていない限り、本出願人は、あらゆる開示した実施形態の特定的な態様／特徴／要素又は特許請求の範囲の本発明のあらゆる特定の開示した実施形態が、特許請求の範囲の発明又はあらゆるそのような請求項に説明されるあらゆる態様／特徴／要素を実行する１つ及び唯一の方法になると考えており、本出願人は、本特許出願の特許請求の範囲の発明のあらゆる開示した実施形態のあらゆる開示した態様／特徴／要素の説明が、特許請求の範囲の本発明又はそのあらゆる態様／特徴／要素を実行する１つ及び唯一の方法であり、従って、特許請求の範囲の本発明の他の可能な実施例と共にあらゆるこのような開示した実施例を包含するのに十分に広範囲にわたるものであるあらゆる請求項をそのような開示した実施形態のそのような態様／特徴／要素、又はそのような開示した実施形態に限定するように解釈することができることを意図していない。本出願人は、独立請求項又は直接か間接かを問わず独立請求項の従属請求項に説明した内容のあらゆる態様／特徴／要素、又は段階などの更なる詳細と共に、いずれかの請求項に従属する従属請求項を有するあらゆる請求項は、独立請求項の説明事項が他の実施例と共に従属請求項における更なる詳細を包含するのに十分に広範囲にわたるものであること、及び更なる詳細があらゆるそのような独立請求項で主張する態様／特徴／要素を実行する唯一の方法ではないことを意味するように解釈することができることを具体的に、明示的に、かつ明解に意図し、従って、従属請求項の更なる詳細を独立請求項に取り込むことを含むいかなる点においてもあらゆるこのような独立請求項のより幅広い態様／特徴／要素の範囲を制限するように読まれないことも意図している。
【符号の説明】
【００９５】
２０  レーザガスコントローラ
２４  Ｆ2消費量推定計算器
３０  ＭＯＰＡレーザシステム
３４ａ、３４ｂ、３４ｃ  比較器
【図１】
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【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１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１０Ｃ】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１２Ｃ】
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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１９Ａ】
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【図１９Ｂ】
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【図１９Ｃ】
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【図２０Ａ】
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【図２０Ｂ】
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【図２０Ｃ】
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【図２１Ａ】
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【図２１Ｂ】
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【図２１Ｃ】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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