(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
再生リング共振器と制御システムとを備える遠紫外光源であって、
前記再生リング共振器は、
電極と、前記電極の間の利得媒体を有する放電チャンバと、
部分的に反射性の光結合器であって、前記放電チャンバから前記光結合器に当たる光ビームの少なくとも一部分が、前記放電チャンバを通って後方反射され、前記放電チャンバから前記光結合器に当たる前記光ビームの少なくとも一部分が前記光結合器を通って透過される、光結合器と、
前記光ビームに対して少なくとも部分的に反射性の表面を有し、前記共振器内で前記光ビームの経路内に配置される減衰光学系であって、複数の別個の減衰状態を有し、各減衰状態が、光ビームに適用される別個の減衰率を規定する、減衰光学系と、を含み、
前記制御システムは、前記減衰光学系に接続されており、前記光ビームに適用される減衰状態を選択し、それによって前記光源から出力される前記光ビームのエネルギーを調整するように構成され、
前記再生リング共振器が、前記光ビームが第１の方向に沿って前記光結合器から前記放電チャンバの方へ進むときは前記光ビームを縮小し、前記光ビームが第２の方向に沿って前記放電チャンバから離れて前記光結合器の方へ進むときは前記光ビームを拡大するビーム拡大および縮小段を備え、
前記減衰光学系が、前記拡大および縮小段の内側に位置する、遠紫外光源。
【請求項２】
前記再生リング共振器が、前記光結合器と、前記放電チャンバ上で前記光結合器が面している側とは反対側に位置するビーム反転器とによって画定される、請求項１に記載の光源。
【請求項３】
前記拡大および縮小段が、プリズムセッットを含む、請求項１に記載の光源。
【請求項４】
前記プリズムセットが、第１、第２、および第３のプリズムを含み、前記第１および第３のプリズムが、第１の方向に沿って前記拡大および縮小段を通って進む前記光ビームのプロファイルの横断方向の寸法を低減させ、前記第３および第２のプリズムが、第２の方向に沿って前記拡大および縮小段を通って進む前記光ビームのプロファイルの横断方向の寸法を増大させるように構成されている、請求項３に記載の光源。
【請求項５】
前記減衰光学系が、前記一部反射面を画定し、前記光ビームが進む少なくとも１つのメッシュ部分を有するプレートを含み、前記メッシュ部分が、光ビームに減衰率を適用する、請求項１に記載の光源。
【請求項６】
前記メッシュ部分が、前記一部反射面内に画定された貫通開口を含み、前記開口の寸法及び幾何形状並びに前記一部反射面の反射率が、前記光ビームの反射率を決定する、請求項５に記載の光源。
【請求項７】
前記光ビームに適用される前記減衰率が、前記光ビームに適用される減衰量を含む、請求項１に記載の光源。
【請求項８】
前記光ビームに適用される前記減衰量が、前記光ビームの光束の強度の損失である、請求項７に記載の光源。
【請求項９】
前記減衰光学系が、前記反射面が適用されるプレートを備え、前記プレートが、前記光ビームが進む開口を有し、前記反射面が、前記共振器内で前記光ビームの経路からの前記光ビームの一部を反射する、請求項１に記載の光源。
【請求項１０】
前記プレートが、銅から作られており、前記反射面が、少なくとも部分的に前記銅プレート上のアルミニウム被覆から形成される、請求項９に記載の光源。
【請求項１１】
前記反射面が、前記アルミニウム被覆の上にフッ化マグネシウムのオーバーコーティングをさらに含む、請求項１０に記載の光源。
【請求項１２】
電極と、前記電極の間の利得媒体を有する放電チャンバと、
部分的に反射性の光結合器であって、前記放電チャンバから前記光結合器に当たる光ビームの少なくとも一部分が、前記放電チャンバを通って後方反射され、前記放電チャンバから前記光結合器に当たる前記光ビームの少なくとも一部分が前記光結合器を通って透過される、光結合器と、
前記光ビームの減衰を調整する減衰光学系と、を備え、
前記減衰光学系は、複数の位置の間を動くことができるようにアクチュエータに取り付けられた、減衰領域を有するプレートを備え、ビームプロファイルが減衰領域によって覆われるようにビーム経路内の各位置に減衰領域が配置され、前記光ビームが当たる前記減衰領域の面積は、前記減衰領域の位置の変化に応じて変化し、前記減衰領域の位置及び幾何学的形状が前記光ビームに適用される減衰率を決定する、再生リング共振器。
【請求項１３】
前記プレートが、部分的に反射性の表面を画定し、前記プレートが、前記光ビームが進む少なくとも１つのメッシュ部分を有し、前記メッシュ部分が、前記光ビームに減衰率を適用する、請求項１２に記載の再生リング共振器。
【請求項１４】
前記メッシュ部分が、前記部分的に反射性の表面内に画定された貫通開口を含み、前記開口の寸法及び幾何形状並びに前記部分的に反射性の表面の反射率が、前記光ビームの減衰率を決定する、請求項１３に記載の再生リング共振器。
【請求項１５】
前記光ビームに適用される前記減衰率が、前記光ビームに適用される減衰量を含む、請求項１２に記載の再生リング共振器。
【請求項１６】
前記光ビームに適用される前記減衰量が、前記光ビームの光束の強度の損失である、請求項１５に記載の再生リング共振器。
【請求項１７】
前記プレートが、部分的に反射性の表面を画定し、前記プレートが、前記光ビームが進む開口を有し、前記部分的に反射性の表面が、前記再生リング共振器内で前記光ビームの経路からの前記光ビームの一部を反射する、請求項１２に記載の再生リング共振器。
【請求項１８】
前記プレートが、銅から作られており、前記プレートが、前記銅から作られたプレート上のアルミニウム被覆から形成されている、少なくとも部分的に反射性の表面を含む、請求項１７に記載の再生リング共振器。
【請求項１９】
前記部分的に反射性の表面は、前記アルミニウム被覆の上にフッ化マグネシウムのオーバーコーティングを更に含む、請求項１８に記載の再生リング共振器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示の主題は、高出力の２段式遠紫外光源の電力増幅器向けの共振器内損失要素に関する。
【背景技術】
【０００２】
フォトリソグラフィでは、半導体集積回路を製造するために、ガス放電レーザが使用される。半導体の製造が進歩し、ますます小さい特徴寸法（すなわち、集積回路を製作するのに使用される最小の特徴寸法）を必要とするようになるにつれて、これらのレーザの設計および性能は改善されてきた。たとえば、ガス放電レーザは、より短い波長およびより狭い帯域幅を提供し、より高い分解能に対応し、より大きい出力を提供してより高い処理量を可能にし、また露光量、波長、および帯域幅などの性能パラメータを安定させるように再設計されてきた。
エキシマレーザは、フォトリソグラフィで使用される１つのタイプのガス放電レーザであり、低減させたスペクトル帯域幅でナノ秒のパルスを生成するように、紫外（ＵＶ）スペクトル領域において高い平均出力電力で動作することができる。
【０００３】
場合によっては、これらのレーザは、狭いスペクトル帯域幅を提供する機能と、高い平均出力のパルスエネルギーを生成する機能とを分離するように、第１および第２のチャンバを有するデュアルチャンバ設計で設計される。第１のチャンバは、シードレーザビームを提供するマスタ発振器（ＭＯ）と呼ばれ、第２のチャンバは、電力増幅器（ＰＡ）または電力発振器（ＰＯ）と呼ばれる。電力増幅器が再生リング共振器として設計される場合、これを電力リング増幅器（ＰＲＡ）と呼ぶ。電力増幅器は、ＭＯからシードレーザビームを受け取る。ＭＯチャンバにより、比較的低出力のパルスエネルギーで、中心波長および帯域幅などのパラメータの微調整が可能になる。電力増幅器は、マスタ発振器からの出力を受け取り、この出力を増幅して、フォトリソグラフィで使用するために出力に必要な電力を獲得する。デュアルチャンバ設計は、第２のチャンバがどのように使用されるかに応じて、ＭＯＰＡ、ＭＯＰＯ、またはＭＯＰＲＡと呼ぶことができる。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
いくつかの概略的な態様では、遠紫外光源が、再生リング共振器と、再生リング共振器に接続された制御システムとを含む。再生リング共振器は、電極および電極間の利得媒体を有する放電チャンバと、部分的に反射性の光結合器であり、放電チャンバから光結合器に当たる光ビームの少なくとも一部分が放電チャンバを通って後方反射され、放電チャンバから光結合器に当たる光ビームの少なくとも一部分が光結合器を通って透過される、光結合器と、共振器内で光ビームの経路内に位置する減衰光学系であり、複数の別個の減衰状態を有し、各減衰状態が、光ビームに適用される別個の減衰率を規定する、減衰光学系とを含む。制御システムは、減衰光学系に接続されており、光ビームに適用される減衰状態を選択し、それによって光源から出力される光ビームのエネルギーを調整するように構成される。
態様は、以下の特徴の１つまたは複数を含むことができる。たとえば、再生リング共振器は、光結合器と、放電チャンバ上で光結合器が面している側とは反対側に位置するビーム反転器とによって画定することができる。
再生リング共振器は、光ビームが第１の方向に沿って光結合器から放電チャンバの方へ進むときは光ビームを縮小し、光ビームが第２の方向に沿って放電チャンバから離れて光結合器の方へ進むときは光ビームを拡大するビーム拡大および縮小段を含むことができる。減衰光学系は、拡大および縮小段と光結合器との間に位置することができる。減衰光学系は、拡大および縮小段の内側に位置することもできる。拡大および縮小段は、１組のプリズムを含むことができる。プリズムセットは、第１、第２、および第３のプリズムを含むことができ、第１、第２、および第３のプリズムは、第１および第３のプリズムが、第１の方向に沿って拡大および縮小段を通って進む光ビームのプロファイルの横断方向の寸法を低減させ、第３および第２のプリズムが、第２の方向に沿って拡大および縮小段を通って進む光ビームのプロファイルの横断方向の寸法を増大させるように構成および配置される。
【０００５】
減衰光学系は、少なくとも１つのメッシュ部分を有するプレートを含むことができ、そのメッシュ部分を通って光ビームが進み、メッシュ部分は、光ビームに減衰率を適用する。メッシュ部分は、プレート本体内に画定された開口を含むことができ、開口の寸法および幾何形状が、光ビームの減衰率を決定する。
光ビームに適用される減衰率は、光ビームに適用される減衰の量を含むことができる。光ビームに適用される減衰量は、光ビームの光束の強度の損失とすることができる。
減衰光学系は、光結合器と放電チャンバとの間に位置することができる。減衰光学系は、複数の減衰領域を含むプレートを含むことができ、各領域が減衰率を規定し、プレートは、複数の位置間を動くことができ、各位置が、光ビームが進む減衰領域を画定する。
【０００６】
別の概略的な態様では、電力増幅器の再生リング共振器にシード光ビームを提供するマスタ発振器を含む遠紫外光源から出力される光ビームのパルスエネルギー範囲間を切り換える方法が実行される。この方法は、複数のパルスエネルギー範囲の中から、出力される光ビームに対するパルスエネルギー範囲を選択するステップと、出力される光ビームに対する選択されたパルスエネルギー範囲に基づいて、マスタ発振器に対する利用可能な電圧制御範囲から選択された電圧を、マスタ発振器のガス放電チャンバの電極に印加し、再生リング共振器のガス放電チャンバの電極に電圧を印加するステップと、選択されたパルスエネルギー範囲で光源を動作させるステップと、出力される光ビームのパルスエネルギー範囲を変化させるべきであると判定した場合、利用可能な電圧制御範囲に対するマスタ発振器電極に印加される電圧の変化の比を所定の値未満で維持しながら、再生リング共振器内で光ビームの減衰を調整することによって、出力される光ビームに対して別のパルスエネルギー範囲を選択するステップとを含む。
【０００７】
実装形態は、以下の特徴の１つまたは複数を含むことができる。たとえば、パルスエネルギー範囲は、電力増幅器のガス放電チャンバのガスの配合を維持しながら、変化させることができる。
再生リング共振器内の光ビームの減衰は、光ビームの光束の少なくとも一部を吸収することによって調整することができる。光ビームの減衰は、光ビームの光束の少なくとも２０％を吸収することによって調整することができる。
【０００８】
利用可能な電圧制御範囲に対するマスタ発振器電極に印加される電圧の変化の比は、０．１０という所定の値未満で維持することができる。
再生リング共振器内の光ビームの減衰は、再生リング共振器に損失を加えることによって調整することができる。
別の概略的な態様では、光ビームの経路内の再生リング共振器は、電極および電極間の利得媒体を有する放電チャンバと、部分的に反射性の光結合器であり、放電チャンバから光結合器に当たる光ビームの少なくとも一部分が放電チャンバを通って後方反射され、放電チャンバから光結合器に当たる光ビームの少なくとも一部分が光結合器を通って透過される、光結合器と、共振器内で光ビームの経路内に位置する減衰光学系であり、複数の別個の減衰状態を有し、各減衰状態が、光ビームのエネルギーの調整を提供するように光ビームに適用される別個の減衰率を規定する、減衰光学系とを含む。
別の概略的な態様では、フォトリソグラフィシステムは、リソグラフィ露出装置と、リソグラフィ露出装置に光を供給する遠紫外光源とを含む。光源は、再生リング共振器と、光源に接続された制御システムとを含む。再生リング共振器は、電極および電極間の利得媒体を有する放電チャンバと、部分的に反射性の光結合器であり、放電チャンバから光結合器に当たる光ビームの少なくとも一部分が放電チャンバを通って後方反射され、放電チャンバから光結合器に当たる光ビームの少なくとも一部分が光結合器を通って透過される、光結合器と、共振器内で光ビームの経路内に位置する減衰光学系であり、複数の別個の減衰状態を有し、各減衰状態が、光ビームに適用される別個の減衰率を規定する、減衰光学系とを含む。制御システムは、減衰光学系に接続されており、光ビームに適用される減衰状態を選択し、それによって光源から出力される光ビームのエネルギーを調整するように構成される。
【０００９】
別の概略的な態様では、減衰光学系は、再生リング共振器を通って進む光ビームのビーム経路内で使用されるように設計される。減衰光学系は、制御システムから電磁信号を受け取るように構成されたアクチュエータと、複数の位置間を動くことができるようにアクチュエータに取り付けられたプレートとを含み、各位置は、ビームプロファイルが減衰領域によって覆われるようにビーム経路内に減衰領域を配置し、各減衰領域は、減衰領域の幾何形状によって決定された、光ビームに適用される減衰率を表す。少なくとも１つの減衰領域は、固体エネルギー吸収面間に複数の均等に隔置された細長い開口を含み、少なくとも１つの減衰領域は、光ビームのビームプロファイルより大きい開口を含む。
【００１０】
いくつかの概略的な態様では、遠紫外光源は、再生リング共振器および制御システムを含む。再生リング共振器は、電極および電極間の利得媒体を有する放電チャンバと、部分的に反射性の光結合器であり、放電チャンバから光結合器に当たる光ビームの少なくとも一部分が放電チャンバを通って後方反射され、放電チャンバから光結合器に当たる光ビームの少なくとも一部分が光結合器を通って透過される、光結合器と、共振器内で光ビームの経路内に配置された、光ビームに対して少なくとも一部反射性の表面を有する減衰光学系とを含む。減衰光学系は、複数の別個の減衰状態を有し、各減衰状態は、光ビームに適用される別個の減衰率を規定する。制御システムは、減衰光学系に接続されており、光ビームに適用される減衰状態を選択し、それによって光源から出力される光ビームのエネルギーを調整するように構成される。
【００１１】
実装形態は、以下の特徴の１つまたは複数を含むことができる。たとえば、再生リング共振器は、光結合器と、放電チャンバ上で光結合器が面している側とは反対側に位置するビーム反転器とによって画定することができる。
【００１２】
再生リング共振器は、光ビームが第１の方向に沿って光結合器から放電チャンバの方へ進むときは光ビームを縮小し、光ビームが第２の方向に沿って放電チャンバから離れて光結合器の方へ進むときは光ビームを拡大するビーム拡大および縮小段を含むことができる。減衰光学系は、拡大および縮小段の内側に位置することができる。拡大および縮小段は、１組のプリズムを含むことができる。プリズムセットは、第１、第２、および第３のプリズムを含むことができ、第１、第２、および第３のプリズムは、第１および第３のプリズムが、第１の方向に沿って拡大および縮小段を通って進む光ビームのプロファイルの横断方向の寸法を低減させ、第３および第２のプリズムが、第２の方向に沿って拡大および縮小段を通って進む光ビームのプロファイルの横断方向の寸法を増大させるように構成および配置される。
減衰光学系は、一部反射面を画定して少なくとも１つのメッシュ部分を有するプレートを含むことができ、そのメッシュ部分を通って光ビームが進み、メッシュ部分は、光ビームに減衰率を適用する。メッシュ部分は、一部反射面内に画定された貫通開口を含むことができ、開口の寸法および幾何形状ならびに一部反射面の反射率が、光ビームの減衰率を決定する。
光ビームに適用される減衰率は、光ビームに適用される減衰の量を含むことができる。光ビームに適用される減衰量は、光ビームの光束の強度の損失とすることができる。
【００１３】
減衰光学系は、反射面が適用されるプレートを含むことができ、プレートは、光ビームが進む開口を有し、反射面は、共振器内で光ビームの経路から光ビームの一部分を反射するように構成される。プレートは、銅から作ることができ、反射面は、少なくとも部分的に銅プレート上のアルミニウム被覆から形成することができる。反射面はまた、アルミニウム被覆の上にフッ化マグネシウムのオーバーコーティングを含むこともできる。
【００１４】
他の概略的な態様では、遠紫外光源から出力される光ビームのパルスエネルギー範囲間を切り換える方法が実行される。遠紫外光源は、電力増幅器の再生リング共振器にシード光ビームを提供するマスタ発振器を含む。この方法は、複数のパルスエネルギー範囲の中から、出力される光ビームに対するパルスエネルギー範囲を選択するステップと、出力される光ビームに対する選択されたパルスエネルギー範囲に基づいて、マスタ発振器に対する利用可能な電圧制御範囲から選択された電圧を、マスタ発振器のガス放電チャンバの電極に印加し、再生リング共振器のガス放電チャンバの電極に電圧を印加するステップと、選択されたパルスエネルギー範囲で光源を動作させるステップと、出力される光ビームのパルスエネルギー範囲を変化させるべきであると判定した場合、利用可能な電圧制御範囲に対するマスタ発振器電極に印加される電圧の変化の比を所定の値未満で維持しながら、再生リング共振器内で光ビームの減衰を調整することによって、出力される光ビームに対して別のパルスエネルギー範囲を選択するステップとを含む。再生リング共振器内で光ビームの減衰を調整することは、光ビームの光束の少なくとも一部を反射することを含む。
【００１５】
実装形態は、以下の特徴の１つまたは複数を含むことができる。たとえば、光ビームの減衰は、光ビームの中心波長で光ビームの光束の少なくとも５０％を反射することによって調整することができる。
利用可能な電圧制御範囲に対するマスタ発振器電極に印加される電圧の変化の比は、この比を０．１０未満で維持することによって、所定の値未満で維持することができる。
他の概略的な態様では、再生リング共振器が光ビームの経路内に位置する。共振器は、電極および電極間の利得媒体を有する放電チャンバと、部分的に反射性の光結合器であり、放電チャンバから光結合器に当たる光ビームの少なくとも一部分が放電チャンバを通って後方反射され、放電チャンバから光結合器に当たる光ビームの少なくとも一部分が光結合器を通って透過される、光結合器と、共振器内で光ビームの経路内に位置する減衰光学系であり、複数の別個の減衰状態を有し、各減衰状態が、光ビームのエネルギーの調整を提供するように光ビームに適用される別個の減衰率を規定し、減衰光学系が、貫通開口を有する反射面を備える、減衰光学系とを含む。
他の概略的な態様では、減衰光学系は、再生リング共振器を通って進む光ビームのビーム経路内に位置する。減衰光学系は、電磁信号を受け取るように構成されたアクチュエータと、複数の位置間を動くことができるようにアクチュエータに取り付けられたプレートとを含み、各位置は、ビームプロファイルが減衰領域によって覆われるようにビーム経路内に減衰領域を配置し、各減衰領域は、減衰領域の幾何形状によって決定された、光ビームに適用される減衰率を表す。少なくとも１つの減衰領域は、固体エネルギー反射面間に複数の均等に隔置された細長い開口を含み、少なくとも１つの減衰領域は、光ビームのビームプロファイルより大きい開放面積を含む。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】遠紫外光源および共振器内減衰光学系を含むフォトリソグラフィシステムのブロック図である。
【図２Ａ】図２Ａの遠紫外光源の例示的な電力リング増幅器のブロック図である。
【図２Ｂ】図２Ａの電力リング増幅器の例示的なビーム補正光学系のブロック図である。
【図３】図２Ａの遠紫外光源の例示的な電力リング増幅器のブロック図である。
【図４】図２Ａの遠紫外光源の例示的な電力リング増幅器のブロック図である。
【図５】図２Ａの遠紫外光源の例示的な電力リング増幅器のブロック図である。
【図６】図２Ａの遠紫外光源の例示的な電力リング増幅器のブロック図である。
【図７】図２Ａの遠紫外光源の例示的な電力リング増幅器のブロック図である。
【図８】図２Ａの遠紫外光源の例示的な電力リング増幅器のブロック図である。
【図９Ａ】減衰光学系を含む例示的なビーム補正光学系のブロック図である。
【図９Ｂ】減衰光学系を含む例示的なビーム補正光学系のブロック図である。
【図１０Ａ】減衰光学系が第１の減衰状態にあるときの光ビームの横断方向のビームプロファイルの相対位置を示す、光ビームの光軸に沿って切り取った例示的な減衰光学系の図である。
【図１０Ｂ】図１０Ａの例示的な減衰光学系の側面図である。
【図１０Ｃ】減衰光学系が第２の減衰状態にあるときの光ビームの横断方向のビームプロファイルの相対位置を示す、光ビームの光軸に沿って切り取った図１０Ａの減衰光学系の図である。
【図１０Ｄ】図１０Ｃの減衰光学系の側面図である。
【図１１Ａ】減衰光学系が第１の減衰状態にあるときの光ビームの横断方向のビームプロファイルの相対位置を示す、光ビームの光軸に沿って切り取った例示的な減衰光学系の図である。
【図１１Ｂ】図１１Ａの減衰光学系の側面図である。
【図１１Ｃ】減衰光学系が第３の減衰状態にあるときの光ビームの横断方向のビームプロファイルの相対位置を示す、光ビームの光軸に沿って切り取った図１１Ａの減衰光学系の図である。
【図１１Ｄ】図１１Ｃの減衰光学系の側面図である。
【図１１Ｅ】減衰光学系が第４の減衰状態にあるときの光ビームの横断方向のビームプロファイルの相対位置を示す、光ビームの光軸に沿って切り取った図１１Ａの例示的な減衰光学系の図である。
【図１１Ｆ】図１１Ｅの減衰光学系の側面図である。
【図１２】図１のリソグラフィ露出装置に入力される光ビームの出力電力を調整するように遠紫外光源によって実行される手順の流れ図である。
【図１３Ａ】反射減衰光学系を含む例示的なビーム補正光学系のブロック図である。
【図１３Ｂ】反射減衰光学系を含む例示的なビーム補正光学系のブロック図である。
【図１４Ａ】反射減衰光学系が第２の減衰状態にあるときの光ビームの横断方向のビームプロファイルの相対位置を示す、光ビームの光軸に沿って見た例示的な反射減衰光学系の図である
【図１４Ｂ】図１４Ａの反射減衰光学系の上面図である。
【図１４Ｃ】図１４Ａの反射減衰光学系の側面図である。
【図１５Ａ】図１３Ａ〜１４Ｃの反射減衰光学系内で使用することができる例示的な反射板の光ビームの光軸に沿って切り取った図である。
【図１５Ｂ】図１５Ａの線Ｂ−Ｂに沿って切り取った例示的な反射板の底面横断面図である。
【図１５Ｃ】図１５Ａの線Ｃ−Ｃに沿って切り取った例示的な反射板の側面横断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図１を参照すると、フォトリソグラフィシステム１００が、パルス光ビーム１６０（レーザビームとすることができる）を出力するエキシマ光源などの遠紫外光源１１０を含み、光ビーム１６０は、リソグラフィ露出装置１６５へ誘導される。光ビーム１６０は、装置１６５に入ると、ビームをフィルタリングする焦点板（またはマスク）などのビームを補正する光学系１６７を通って誘導され、その補正されたビームは、準備されたウェーハ１６９上へ投影される。このようにして、チップ設計がフォトレジスト上へパターニングされ、次いでこのフォトレジストはエッチングされて清浄にされ、この処理が繰り返される。リソグラフィ露出装置１６５は、適用分野に応じて、浸漬システムまたは乾燥システムとすることができる。
システム１００はまた、システム１００の様々な動作を制御するように光源１１０の構成要素ならびにリソグラフィ露出装置１６５に接続された制御システム１７０を含む。
【００１８】
光源１１０は、電力増幅器（ＰＡ）１３０にシード光ビームを提供するマスタ発振器（ＭＯ）１１２を含むデュアルチャンバアーキテクチャとして設計することができ、電力増幅器１３０は、再生リング共振器として構成することができる。マスタ発振器１１２により、比較的低出力のパルスエネルギーで、中心波長および帯域幅などのパラメータの微調整が可能になる。電力増幅器１３０は、マスタ発振器１１２からの出力を受け取り、この出力を増幅して、リソグラフィ装置１６５内で使用するために出力に必要な電力を光ビーム１６０内で獲得する。
【００１９】
マスタ発振器１１２は放電チャンバ１１４を含み、放電チャンバ１１４は、２つの細長い電極１１５と、混合ガスである利得媒体と、電極１１５間でガスを循環させるファンとを有する。放電チャンバ１１４の一方の側に位置する線狭化モジュール１１６と、放電チャンバ１１４の第２の側に位置する出力結合器１１８との間に、共振器が形成される。線狭化モジュール１１６は、放電チャンバ１１４のスペクトル出力を微調整する格子などの回折光学部品を含むことができる。マスタ発振器１１２はまた、出力結合器１１８からの出力を受け取る線中心分析モジュール１２０と、シード光ビーム１２４を形成するように必要に応じて光ビームの寸法または形状を補正するビーム補正光学系１２２とを含む。放電チャンバ１１４内で使用される混合ガスは、必要とされる波長（紫外）および帯域幅で光ビームを生じさせるのに適した任意のガスとすることができる。たとえば、エキシマ源の場合、混合ガスは典型的に、バッファガスとして働くヘリウムおよび／またはネオンとは別に、貴ガス（希ガス）（たとえば、アルゴン、クリプトン、またはキセノン）と、ハロゲン（たとえば、フッ素または塩素）とを含有する。混合ガスの特有の例には、約１９３ｎｍの波長で発光するフッ化アルゴン（ＡｒＦ）、約２４８ｎｍの波長で発光するフッ化クリプトン（ＫｒＦ）、または約３５１ｎｍの波長で発光する塩化キセノン（ＸｅＣｌ）が含まれる。エキシマの利得媒体（混合ガス）は、細長い電極１１５に電圧を印加することによって、高圧放電時の短い（たとえば、ナノ秒の）電流パルスで励起される。
【００２０】
電力増幅器１３０はビーム補正光学系１３２を含み、ビーム補正光学系１３２は、マスタ発振器１１２からのシード光ビーム１２４を受け取り、この光ビームを、放電チャンバ１４０を通ってビームターニング光学要素１５０へ誘導する。ビームターニング光学要素１５０では、光ビームが再び放電チャンバ１４０内へ送られるように、光ビームの方向が補正される。電力増幅器１３０が再生リング共振器として設計される場合、光ビームは、循環経路を形成するように、電力増幅器１３０を通って誘導される。
【００２１】
放電チャンバ１４０は、１対の細長い電極１４１と、混合ガスである利得媒体と、電極１４１間で混合ガスを循環させるファンとを含む。再生リング共振器の設計において、シード光ビーム１２４は、放電チャンバ１４０を繰返し通過することによって増幅される。光学系１３２は、シード光ビーム１２４を中に結合し、増幅させた放射の一部分をリング共振器から外へ結合して、出力される光ビーム１６０を形成する方法（たとえば、以下で論じる部分反射鏡などの光結合器）を提供する。出力される光ビーム１６０は、帯域幅分析モジュール１６２を通って誘導され、帯域幅分析モジュール１６２でビーム１６０の様々なパラメータを測定することができる。出力される光ビーム１６０はまた、パルス伸長器を通って誘導することができ、出力される光ビーム１６０のパルスはそれぞれ、リソグラフィ装置１６５に当たる光ビームの性能特性を調整するように、たとえば光遅延ユニット内で引き伸ばされる。
電力増幅器１３０はまた、増幅器１３０内に画定された共振器内の光ビームの経路内に減衰光学系１５２を含む。以下でより詳細に論じるように、減衰光学系１５２は、複数の別個の減衰状態を有し、各減衰状態は、光ビーム１６０に適用される別個の減衰率を規定する。
【００２２】
光学系１５２は、光ビームの経路内に直接位置しているという点で、光ビームの「経路内」に位置し、したがってビームプロファイルは、光学系１５２の物体に当たり、または光学系１５２は、光ビームの経路に近接しており、したがってビームプロファイルは、光学系１５２の物体に接触することなく、光学系１５２内もしくはその付近を自由に通過する。光学系１５２の様々な構成要素は、光ビーム１６０に適用される減衰率を調整するために動かすことができ、たとえば、光ビームの光軸の周りもしくは光軸に直交する軸の周りを回転させることができ、または以下で論じるように、光ビームの光軸に直交する直線の経路に沿って並進させることができる。したがって、減衰光学系１５２はまた、調整を提供するために光学系１５２の構成要素を動かす１つまたは複数のアクチュエータを含むことができる。光ビーム１６０に適用される減衰率の調整は、段階的もしくは個別に行うことができ、または連続して行うことができる。
【００２３】
マスタ発振器１１２および電力増幅器１３０から出力されるパルスエネルギーは、適用されるそれぞれの利得およびそれぞれのチャンバ内の損失（利得媒体を通るビーム光束の強度の損失を引き起こす）によって決定される。マスタ発振器内の利得および電力増幅器内の利得は、それぞれの動作電圧、すなわちそれぞれの放電電極に印加される電圧によって決定される。したがって、電力増幅器１３０から出力されるパルスエネルギーは、電力増幅器１３０内の損失を調整することによって調整することができ、マスタ発振器１１２または電力増幅器１３０の動作電圧を調整する必要はない。したがって、減衰光学系１５２は、電力増幅器１３０内の損失を調整し、それによって電力増幅器１３０から出力される光ビーム１６０のパルスエネルギーを調整するように、電力増幅器１３０内で提供され、動作電圧の調整を必要とせず、また利得媒体の他の調整を必要としない（たとえば、利得を調整するために異なる充填圧力によるガスの再充填を必要としない）。加えて、減衰は電力増幅器１３０内で光ビーム１２４に適用されるため、マスタ発振器１１２の共振器損失は補正されず、マスタ発振器１１２の動作電圧が許容レベル内に留まるため、マスタ発振器１１２の出力パルスエネルギーはそれほど変化しない。
【００２４】
制御システム１７０は、光源１１０の様々な構成要素に接続される。たとえば、制御システム１７０は、マスタ発振器１１２および電力増幅器１３０のそれぞれのパルスエネルギーを制御し、またパルス繰返し率を制御するために、それぞれマスタ発振器１１２および電力増幅器１３０内の電極１１５、１４１に結合される。パルス繰返し率は、約１０００〜１２，０００Ｈｚまたはそれ以上の範囲とすることができる。したがって、制御システム１７０は、パルスおよび露光量エネルギーのフィードバックおよびフィードフォワード制御により、マスタ発振器１１２のチャンバ内の放電および電力増幅器１３０のチャンバ内の放電を互いに対して繰返し作動させる。繰返しパルス光ビーム１６０は、数ワットから数百ワット、たとえば約４０Ｗ〜約２００Ｗの平均出力電力を有することができる。出力における光ビーム１６０の照度（すなわち、単位面積当たりの平均電力）は、少なくとも約６０Ｗ／ｃｍ2または少なくとも約８０Ｗ／ｃｍ2とすることができる。
【００２５】
典型的には、光源１１０の出力電力は、公称パルス繰返し率および公称パルスエネルギーにおいて、１００％のデューティーサイクル（すなわち、光源１１０のマスタ発振器１１２および電力増幅器１３０内の電極を連続して作動させる）で計算される。したがって、たとえば、公称パルス繰返し率を６０００Ｈｚとし、公称パルスエネルギーを１５ｍＪとすると、光源１１０の出力電力（光ビーム１６０の電力）は９０Ｗである。別の例として、公称パルス繰返し率を６０００Ｈｚとし、公称パルスエネルギーを２０ｍＪとすると、光源１１０の出力電力（光ビーム１６０の電力）は１２０Ｗである。
制御システム１７０は、減衰光学系１５２の構成要素を動かして、（光ビームに適用される減衰率を補正することによって）電力増幅器１３０内の損失を調整し、それによって光ビーム１６０の平均出力電力を調整するように、減衰光学系１５２のアクチュエータに接続される。
【００２６】
上記で論じたように、マスタ発振器１１２の動作電圧を許容レベル内で維持しながら、減衰が光ビーム１６０に適用される。動作電圧は、マスタ発振器１１２に適用される電圧であり、マスタ発振器１１２の電極１１５に適用される電圧は、光ビーム１６０に適用される減衰が調整されたときに変化することが可能である。しかし、利用可能な電圧制御範囲に対するこの印加電圧の変化の比は、所定の許容値未満で保たれる。たとえば、動作電圧は、減衰率に調整が加えられたときは最大約２０Ｖ変化することができるが、利用可能な電圧制御範囲は約２００Ｖであり、この例では、比は最大０．１０である。
【００２７】
図２Ａおよび図２Ｂを参照すると、例示的な電力リング増幅器１３０が示されており、減衰光学系１５２は、電力リング増幅器１３０内の一般的な位置に配置される。減衰光学系１５２に対する特有の例示的な配置は、図３〜８で説明および図示する。
これらの例では、電力リング増幅器１３０は、再生リング共振器として設計される。そのような設計では、放電チャンバ１４０を通る標準的な傾斜した複光路が、光結合器２３４の使用によって閉じられて、マスタ発振器１１２からのシード光ビームパルスの再生増幅を可能にする再循環共振構造を形成する。マスタ発振器１１２からのシード光ビーム１２４は、光結合器２３４を通って誘導される。光結合器２３４は、部分反射鏡であり（入出力結合器と呼ぶことができる）、リング共振器内への入口とリング共振器からの出口との両方として働く。光結合器２３４は、約１０％〜約６０％の反射率を有することができ、放電中に放電チャンバ１４０内の電極間で励起された利得媒体を通って発振中にパルス強度を増加させることが可能な発振共振器を形成する。
【００２８】
光結合器２３４を通って進む光ビームは、鏡２３６などの反射光学系から放電チャンバ１４０の方へ反射される。鏡２３６は、高い反射率を有することができ、たとえばその反射率は、使用される入射角で所望の偏光を得るために、光ビームの中心波長またはその付近で約９０％より大きい。鏡から反射された光ビームは、放電チャンバ１４０を通ってビームターニング光学要素１５０の方へ誘導される。この実装形態では、ビームターニング光学要素１５０はプリズム２５４である。プリズム２５４の２つの表面から反射された光ビームは、別の経路に沿って再び放電チャンバ１４０に入り、光結合器２３４の方へ戻る。上記で論じたように、光ビームの一部はリング共振器内へ後方反射されるが、光ビームの一部は光結合器２３４を通って出力される光ビーム１６０として透過される。
【００２９】
ビームターニング光学系１５０は、フッ化カルシウム（ＣａＦ２）などの結晶構造を有する材料などの精密な光学材料を有する１つまたは複数の精密デバイスから作られた光学系であり、また光学的に精密に仕上げた面を含む。これらの例ではプリズム２５４が示されているが、ビームターニング光学系１５０は、光ビームを受け取り、光ビームが再び放電チャンバ１４０内へ透過されるように光ビームの方向を変化させる１つまたは複数の光学デバイスの任意の組合せとすることができる。したがって、他の実装形態では、ビームターニング光学系１５０は、光ビームを放電チャンバ１４０内へ後方反射するように配置された複数の鏡を含むことができる。
加えて、鏡２３６から放電チャンバ１４０を通って反射される光ビームは通常、圧縮されてから放電チャンバ１４０に入り、その結果、放電チャンバ１４０内の利得媒体の横断方向の寸法に実質上整合することができる。光ビームが圧縮されてから放電チャンバ１４０に入る場合、光ビームはまた、放電チャンバ１４０から出るときに拡張する。圧縮および拡張を実行するために、放電チャンバ１４０と鏡２３６および光結合器２３４との間にビーム拡大／縮小システム２３８が位置決めされる。ビーム拡大／縮小システム２３８は、ビームの圧縮および拡張を実行するために、任意の数のプリズムなどの光学要素を含むことができる。
【００３０】
ビーム拡大／縮小システム２３８の特定の一実装形態を、図２Ｂに示す。このシステム２３８は、第１のプリズム２４２、第２のプリズム２４４、および第３のプリズム２４６を含む。第１のプリズム２４２および第３のプリズム２４６はともに、入ってくる光ビーム１２４を圧縮するように作用し、第３のプリズム２４６はまた、入ってくる光ビームを放電チャンバ１４０の両方の窓と位置合わせする。第３のプリズム２４６は、出ていく光ビーム１４０（プリズム２５４によって放電チャンバ１４０を通って後方反射される）を第２のプリズム２４４へ移動させ、第２のプリズム２４４は、光ビームを光結合器２３４へ移動させる。第３のプリズム２４６および第２のプリズム２４４はともに、出ていく光ビームを拡大または拡張するように作用し、この光ビームは、入ってくる光ビーム１２４の横断方向の寸法に整合するように、放電チャンバ１４０を出て光結合器２３４の方へ進む。出ていく光ビームは光結合器２３４に当たり、光結合器２３４を通って透過されて光ビーム１６０を形成し、またはリング共振器内へ後方反射される。
【００３１】
光学構成要素（光結合器２３４、鏡２３６、プリズム２４２、２４４、２４６、２５４、およびチャンバ窓など）はすべて、典型的には結晶構造であり、非常に高いパルスエネルギーの光またはレーザパルスを非常に短い波長（遠紫外波長）において最小の損失で透過することが可能である。たとえば、これらの構成要素は、フッ化カルシウム（ＣａＦ２）、フッ化マグネシウム（ＭｇＦ２）、または溶融石英から作ることができる。
以下の議論では、電力リング増幅器１３０内で見られる光学効果について説明するために、「ビームプロファイル」、「近接場」、および「遠方場」という用語を使用する。「ビームプロファイル」という用語は、ビーム伝搬方向を横断する方向におけるエネルギーの位置的な分布である。「近接場」ビームプロファイルは、ビームの形状を変化させる物体（たとえば、開口またはマスク）近傍の電磁エネルギーの分布を指す。「遠方場」ビームプロファイルは、物体から遠く離れた電磁エネルギーの分布である。
【００３２】
図３〜８を参照すると、一実装形態で、電力リング増幅器１３０全体にわたって様々な可能な位置に配置された減衰光学系１５２が示されている。たとえば、図３では、減衰光学系１５２は、ビーム補正光学系１３２の内側で、光ビームが鏡２３６からビーム拡大／縮小システム２３８の方へ進むときの光ビームの経路内に配置されている。図４では、減衰光学系１５２は、ビーム補正光学系１３２の内側で、光ビームがビーム拡大／縮小システム２３８から光結合器２３４の方へ進むときの光ビームの経路内に配置されている。図５では、減衰光学系１５２は、ビーム補正光学系１３２の内側で、光ビームが放電チャンバ１４０からビーム拡大／縮小システム２３８の方へ進むときの光ビームの経路内に配置されている。図６では、減衰光学系１５２は、光ビームが放電チャンバ１４０からプリズム２５４の方へ進むときの光ビームの経路内に配置されている。図７では、減衰光学系１５２は、光ビームがビーム拡大／縮小システム２３８から放電チャンバ１４０の方へ進むときの光ビームの経路内に配置されている。図８では、減衰光学系１５２は、光ビームがビーム拡大／縮小システム２３８を通って放電チャンバ１４０の方へ進むときの光ビームの経路内に配置されている。
【００３３】
図９Ａおよび図９Ｂを参照すると、例示的な実装形態では、減衰光学系１５２は、ビーム拡大／縮小システム２３８の内側に配置することができる。この場合、減衰光学系１５２は、光ビームが第１のプリズム２４２から第３のプリズム２４６の方へ進むときの光ビームの経路内に位置する。図９Ａに示すところでは、減衰光学系１５２は第１の減衰状態で設置されており、光ビーム全体は、いかなる損失または減衰も受けずに、第１のプリズム２４２から第３のプリズム２４６の方へ進むことが可能である。以下で論じるように、光ビームに適用される減衰率は１である。図９Ｂに示すところでは、減衰光学系１５２は第２の減衰状態で設置されており、光ビームは、第１のプリズム２４２から第３のプリズム２４６の方へ進むときに、光学系１５２のうち、光ビームの光束の少なくとも一部を吸収し、光ビームの光束の少なくとも一部を拡散反射し、または光ビームの光束の少なくとも一部を吸収かつ拡散反射する部分を通って進むことによって、損失を受ける。
【００３４】
減衰光学系１５２は、制御システム１７０から電磁信号を受け取るように構成されたアクチュエータ９５３と、複数の位置間を動くことができるようにアクチュエータに取り付けられたプレート９５４とを含む。この場合、プレート９５４は、２つの位置間を動くことができる。各位置は、ビームプロファイルが減衰領域によって覆われるようにビーム経路内に減衰領域を配置し、各減衰領域は、減衰領域の幾何形状によって決定された、光ビームに適用される減衰率を表す。少なくとも１つの減衰領域は、固体エネルギー吸収面間に複数の均等に隔置された細長い開口を含み、少なくとも１つの減衰領域は、光ビームのビームプロファイルより大きい開口を含む。
【００３５】
概して、減衰率は、光学系１５２の材料、幾何形状、ならびに光ビームに対する光学系１５２の配置によって決定される。
減衰光学系１０５２に対する例示的な設計を、図１０Ａ〜１０Ｄに示す。この設計で、システム１０５２は、複数の貫通開口１０５６を有する固体プレート１０５４を含み、プレート１０５４が光ビームの経路１０５８内へ直接挿入されたとき、光ビームの一部は、貫通開口１０５６を通過することができる。
【００３６】
システム１０５２内で、貫通開口１０５６は、細長い方形の幾何形状を有する。しかし、以下で論じるように、他の幾何形状も可能である。開口１０５６の幾何形状は、特有の減衰率を提供するように選択または構成することができる。たとえば、光ビームに適用される減衰率は、光ビームが当たる総面積に対する総開放面積の比になるように決定することができる。総開放面積とは、光ビームの光軸（経路１０５８の方向に沿っている）を横断する平面に沿って切り取った開口１０５６のうち、ビームプロファイル１０６２によって覆われた総面積であり、総面積とは、開放面積とビームプロファイル１０６２によって覆われた固体表面との両方の総面積である。したがって、減衰率は、固体面積に対する開放面積の相対的な寸法を調整することによって調整することができ、プレート１０５４の幾何形状に直接依存する。たとえば、光ビームがいかなる損失も受けずに減衰光学系１０５２を通過する場合、総開放面積は、ビームプロファイル１０６２によって覆われた総面積に等しく、したがって減衰率は１である。別の例として、総開放面積が、ビームプロファイル１０６２によって覆われた総面積の２分の１である場合、減衰率は０．５である。したがって、減衰率は０〜１の範囲であり、０の場合、光ビームに加えられる損失が１００％になり（この場合、光ビームは完全に阻止される）、１の場合、光ビームに加えられる損失は０％になる（この場合、光ビームはいかなる損失も受けずに完全に通過する）。
【００３７】
システム１０５２には、２つの別個の減衰状態が関連する。図１０Ａおよび図１０Ｂに示す第１の状態では、減衰は存在せず、１の減衰率が光ビームに適用される。プレート１０５４は、完全に光ビームの経路１０５８の外に位置し、したがって光ビームプロファイル１０６２全体が、阻害されずに経路１０５８に沿って電力リング増幅器１３０を通過する。図１０Ｃおよび図１０Ｄに示す第２の状態では、約０．５の減衰率が光ビームに適用される。プレート１０５４、具体的には開口１０５６を有する部分が、光ビームの経路内に配置され、したがって光ビームのビームプロファイル１０６２がプレート１０５４に当たる。
加えて、開口１０５６の幾何形状は、ビームプロファイルの特定の特性を改善するように選択することができる。したがって、たとえば、図１０Ａ〜１０Ｄに示すような細長い方形の開口は、光ビームの近接場ビームパラメータの仕様を維持するために、または光ビームの遠方場プロファイル上ではビーム変調の効果を低減させるために、適したものとすることができる。選択される実際の幾何形状は、ビームプロファイル特性に依存する。
開口１０５６は、ビームプロファイル１０６２全体が確実に覆われるように、ビームプロファイル１０６２を越えて延びるように配置することができる。加えて、開口１０５６の配置および形状は、ビームの平面に追加の変調を加えなくても、ビームプロファイル１０６２全体にわたって均一の幾何学的分布を提供するように選択することができる。しかし、適用分野およびビームプロファイル１０６２の特性に応じて、開口１０５６を不均一またはさらには無作為に配置することも可能とすることができる。
【００３８】
プレート１０５４の材料は、いくつかの要因に基づいて選択される。材料を選択するときに考慮すべき１つの要因は、光ビームのエネルギーまたは光束を吸収する材料の能力である。同時に、考慮することができる他の要因は、表面からの非拡散反射を低減すること、および放射率を低くすることである。これらの要因は、プレート１０５４の熱安定性にとって重要となる可能性がある。たとえば、タングステンは、良好な熱伝達、低い放射率、高い吸収率、およびより少量の非拡散反射を提供するのに適した材料である。
熱安定性が減衰光学系１０５２および１５２に伴う問題である場合、プレートからヒートシンクへの専用の熱流経路を提供することが可能である。
【００３９】
減衰光学系１１５２に対する別の例示的な設計を、図１１Ａ〜１１Ｆに示す。この設計で、光学系１１５２は、４つの別個の減衰状態Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４を規定する円形で回転可能なプレート１１５４を含む。各状態は、プレート１１５４の一領域によって規定され、領域は、経路１１５８に交差するように中心軸１１６４（ビーム経路１１５８に対して平行である）の周りでプレート１１５４を回転させることによって、選択的に動かすことができ、領域は、光ビームに適用すべき所望の減衰率に応じて選択される。
第１の減衰状態Ｓ１を、図１１Ａおよび図１１Ｂに示す。この状態で、１の減衰率が光ビームに適用されているため、減衰は存在しない。プレート１１５４のうち、ビームプロファイル１１６２の経路１１５８内に位置する領域は完全に開放されており、したがって、第１の減衰状態では、光ビームプロファイル１１６２全体が、阻害されずに経路１１５８に沿って電力リング増幅器１３０を通過する。
【００４０】
残りの減衰状態Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４は、複数の貫通開口を有するプレートの固体領域によって規定され、状態Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４はそれぞれ、光ビームが当たる総面積に対する総開放面積の別個の比を有する。たとえば、図１１Ｃおよび図１１Ｄでは、第３の減衰状態Ｓ３が選択され、状態Ｓ３に関連する０．５の減衰率が光ビームに適用されている。プレート１１５４、具体的には第３の状態Ｓ３を規定する開口１１５６を有する領域が、光ビームの経路内に配置され、したがって光ビームのビームプロファイル１１６２は、その領域内でプレート１１５４に当たる。
【００４１】
別の例では、図１１Ｅおよび図１１Ｆでは、第４の減衰状態Ｓ４が選択され、状態Ｓ４に関連する０．７の減衰率（他の減衰状態の減衰率とは別個）が光ビームに適用されている。
記載の実装形態では、減衰光学系１５２は、機械加工された貫通孔または開口を有する固体プレートである。しかし、他の設計も可能である。たとえば、他の実装形態では、減衰光学系１５２は、金属などの細長い材料の撚り線を接続して作られた反透過性の障壁からなるメッシュ構造を含むことができる。メッシュ構造は、ネット構造に類似のものとすることができ、織り込まれた撚り線を有することができる。
他の実装形態では、減衰光学系１５２は、光ビームの一部分を拡散屈折させ、それによって電力リング増幅器内の損失を増大させるように設計することができる。他の実装形態（後述する図１３Ａ〜１５Ｃに示すものなど）では、減衰光学系１５２は、一定割合の光ビームを離れる方へ反射し、反射した光をビームダンプへ誘導するように設計することができる。
電力リング増幅器１３０の他の構成要素は、本質的な減衰を光ビームに提供するが、減衰光学系１５２は、調整可能な減衰を提供し、動作電圧またはガス圧力を調整することなくパルスエネルギーの調整を可能にする。
【００４２】
図１２を参照すると、光源１１０から出力される光ビームのパルスエネルギー範囲間を切り換える手順１２８０の流れ図が、システム１００によって実行される。出力される光ビームに対するパルスエネルギー範囲は、複数のパルスエネルギー範囲の中から選択される（ステップ１２８１）。出力される光ビームに対する選択されたパルスエネルギー範囲に基づいて、制御システム１７０は、マスタ発振器１１２のガス放電チャンバ１１４の電極に電圧を印加し、電力リング増幅器１３０の再生リング共振器のガス放電チャンバ１４０の電極に電圧を印加する（ステップ１２８２）。印加電圧は、マスタ発振器１１２に対する利用可能な電圧制御範囲から選択される。光源１１０は、選択されたパルスエネルギー範囲で動作する（ステップ１２８３）。次に、パルスエネルギー範囲を変化させるための命令を受け取らなかった場合（ステップ１２８４）、光源１１０は、選択されたパルスエネルギー範囲で維持される（ステップ１２８３）。しかし、パルスエネルギー範囲を別のパルスエネルギー範囲に変化させるための命令を受け取った場合（ステップ１２８４）、制御システム１７０は、利用可能な電圧制御範囲に対するマスタ発振器電極に印加される電圧の変化の比を所定の値未満で維持しながら、再生リング共振器内で光ビームの減衰を調整するように、減衰光学系１５２に信号を送る（ステップ１２８５）。
【００４３】
加えて、ステップ１２８５で、電力リング増幅器１３０のガス放電チャンバ１４０のガス配合を維持しながら、パルスエネルギー範囲を変化させることができる。
光ビームの減衰は、光ビームの光束の約２０％を吸収することによって、１の減衰率（減衰なし）から０．８の減衰率に調整することができる。
図１３Ａおよび図１３Ｂを参照すると、上記のように、減衰光学系１３５２は、一定割合の光ビームを経路から離れる方へ反射し、反射した光をビームダンプ１３５７へ誘導するように設計することができる。減衰光学系１３５２は、ビーム拡大／縮小システム２３８の内側に配置される。この場合、減衰光学系１３５２は、光ビームが第１のプリズム２４２から第３のプリズム２４６の方へ進むときの光ビームの経路内に位置する。
【００４４】
減衰光学系１３５２は、光ビームのビームプロファイルより大きい開放面積を有し、光ビームが減衰を受けずに完全に通過することが可能である、少なくとも１つの減衰領域ＡＲ１（図１３Ａ）と、固体エネルギー反射面間に複数の均等に隔置された細長い開口（以下でより詳細に論じる）を有し、それにより、光ビームの一部をビームダンプ１３５７の方へ反射することによって光ビームの光束を低減させる、少なくとも１つの減衰領域ＡＲ２（図１３Ｂ）とを含む。
【００４５】
第１の減衰状態（図１３Ａに示す）では、光ビーム全体が、いかなる損失または減衰も受けることなく、減衰領域ＡＲ１を通って第１のプリズム２４２から第３のプリズム２４６の方へ進むことが可能である。第１の減衰状態では、光ビームに適用される減衰率は１である。第１の減衰状態では、プレート１３５４が後退した状態にあると見なすことができる。第２の減衰状態（図１３Ｂに示す）では、光ビームは、第１のプリズム２４２から第３のプリズム２４６の方へ進むとき、光ビームの光束の少なくとも一部をビームダンプ１３５７の方へ反射する光学系１３５２の領域ＡＲ２を通って進むことによって、損失を受ける。第２の減衰状態では、プレート１３５４が挿入された状態にあると見なすことができる（領域ＡＲ２がビーム経路内にあるため）。
上記の減衰光学系１５２と同様に、減衰光学系１３５２は、制御システム１７０から電磁信号を受け取るように構成されたアクチュエータ１３５３と、複数の位置間を動くことができるようにアクチュエータに取り付けられたプレート１３５４とを含む。この場合、プレート１３５４は、２つの位置間を動くことができ、各位置は、ビームプロファイルが減衰領域によって覆われるようにビーム経路内に減衰領域（ＡＲ１またはＡＲ２）を配置し、各減衰領域は、減衰領域の幾何形状によって決定された、光ビームに適用される減衰率を表す。少なくとも１つの減衰領域は、固体エネルギー反射面間に複数の均等に隔置された細長い開口を含み、少なくとも１つの減衰領域は、光ビームのビームプロファイルより大きい開放面積を含む。
【００４６】
概して、減衰率は、光学系１３５２およびプレート１３５４の材料、プレート１３５４および開口の幾何形状、ならびに光ビームに対するプレート１３５４の配置によって決定される。
図１４Ａ〜１４Ｃを参照すると、第２の減衰状態にある例示的な反射減衰光学系１４５２（図１３Ａおよび図１３Ｂに記載の原理に基づいて設計される）が示されており、第２の減衰状態では、光ビーム１４２４のビームプロファイル１４６２全体が、プレート１４５４の領域ＡＲ２の方へ進む。プレート１４５４は、光ビームの光束の少なくとも一部（反射した光ビーム１４６１）をビームダンプ１３５７の方へ反射するエネルギー反射面１４５９を有する。プレート１４５４はまた、固体エネルギー反射面１４５９を貫通して形成された複数の細長い開口１４５６を含む。したがって、光ビーム１４２４の光束の一部は、電力増幅器１３０内で開口１４５６を通過する。
【００４７】
図１４Ａおよび図１４Ｂから明らかなように、プレート１４５４が光軸ＯＡに対して角度Φで配置されているにもかかわらず、開口１４５６の側壁がビーム１４２４の光軸ＯＡに対して概して平行であるという点から、開口１４５６は、ビーム１４２４の経路に位置合わせされる幾何形状または角度を有する。図１４Ｂに示す例では、角度Φは、プレート１４５４の表面に対する法線と光軸ＯＡとの間で測定されるが、角度Φを求める他の規則を使用することもできる。
【００４８】
光ビーム１４２４の光束を吸収するのではなく、この光束をビーム経路および電力増幅器１３０から離れる方へ反射することによって、光束が吸収されないため、プレート１３５４、１４５４、したがって減衰光学系１３５２、１４５２をより低温で保つことができる。さらに、エネルギー反射面１４５９全体にわたって開口１４５６を点在させたメッシュ設計を使用することによって、１つの減衰状態から別の減衰状態へ変化しても光ビーム１４２４は変位されない。たとえば、光ビームが光学系から反射するときに材料を通過するが、光学系を通って透過されるときも材料を通過する、ビームスプリッタなどの部分反射光学系によって減衰光学系が設計された場合、そのような光学系を通って透過されるときのビームの屈折のため、光ビームは１つの減衰から別の減衰へ変化するときに変位されるはずである。そのような変異は、電力増幅器１３０内の動作にとって、特に再生リング増幅器にとって問題となるはずである。
【００４９】
いくつかの実装形態では、プレート１３５４、１４５４は、プレートから離れる熱伝導を改善するために、金属の導電基板から作られる。たとえば、基板は、銅とすることができる。銅基板は、平滑になるように研磨することができる。また、研磨された銅基板に、反射性の被覆を施すことができる。加えて、被覆上の酸化を低減させるために、反射性の被覆の上に保護用のオーバーコートを施すことができる。反射性の被覆は、光ビームの中心波長で光を反射する任意の材料から作ることができる。たとえば、反射性の被覆は、アルミニウムとすることができる。保護用のオーバーコートは、光ビームの中心波長で光を反射または透過する任意の材料とすることができる。例示的なオーバーコートは、誘電体層またはフッ化マグネシウムから作ることができる。上記の例では、１９３ｎｍの光の場合、アルミニウム被覆は、９０％の反射率を提供することができ、フッ化マグネシウムのオーバーコートを使用することで、９５％を超えるまで反射率を増大させることができる。所望する場合、プレート１３５４、１４５４の裏側は、電力増幅器１３０内の他の光学系からのフレネルビームなど、この面に当たるあらゆる他のビームを反射するように被覆することができる。
【００５０】
図１５Ａ〜１５Ｃを参照すると、光ビームの光軸から見た平面図（図１５Ａ）、図１５Ｂの上面横断面図Ｂ−Ｂ、図１５Ｃの側面横断面図Ｃ−Ｃに、例示的なプレート１５５４が示されている。この例示的なプレート１５５４内では、開口１５５６が１方向に沿って細長く延び、光ビームの経路内にプレート１５５４が配置される角度Φは約９°である。
【００５１】
他の実装形態も、以下の特許請求の範囲の範囲内である。
【００５２】
たとえば、別個の減衰率について上記で論じて説明したが、光ビームの減衰を連続して調整し、したがって減衰率が光ビームに適用される連続した可変値になるようにすることも可能である。そのような連続調整は、光ビームの光軸（またはビーム経路）に直交する軸の周りでプレートの角度を調整することによって実行することができる。他の実装形態では、プレート内の開口は、多角形の形状または円形もしくは楕円形の形状とすることができる。プレートまたはメッシュには、その材料が過熱または状態変化を起こすことなく光ビームのエネルギーを吸収することが可能である限り、他の金属または合金を使用することもできる。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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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９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１０Ｃ】
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【図１０Ｄ】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１１Ｃ】
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【図１１Ｄ】
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【図１１Ｅ】
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【図１１Ｆ】
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【図１２】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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【図１５Ｃ】
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【図１４Ｃ】
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