(57)【要約】【課題】高電力ガス放電レーザシステムの出力のパルスを拡張するのに有用なパルス伸長器を提供する。【解決手段】レーザ出力パルスを生成するガス放電レーザシステム及びこのようなシステムを作動させる方法。本発明は、レーザシステム出力パルス光軸に沿ってレーザ出力パルスの一部分を誘導して、出力パルスの一部分を光学遅延経路を有する光学遅延器内に方向転換させるレーザ出力パルス光学遅延開始光学器械を含むことができるパルス伸長器を含むことができ、かつ本発明は、光学遅延器の出力をレーザ出力パルス光学遅延開始光学器械に送出するために直列に整列した複数の共集点共振器と、レーザ出力パルス光学遅延開始光学器械により伝達されたレーザシステム出力パルスの一部分の光軸に沿って伝達されたレーザ出力パルスの一部分と整列するように光学遅延器の出力を位置決めするように作動可能な放射形ミラー位置決め機構を含む光軸アラインメント機構とを含むことができる。【選択図】図２
2009532864.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ出力パルスを生成するガス放電レーザシステムであって、
レーザシステム出力パルス光軸に沿ってレーザ出力パルスの一部分を誘導し、かつ該出力パルスの一部分を光学遅延経路を有する光学遅延器内に方向転換させるレーザ出力パルス光学遅延開始光学器械、
を含むパルス伸長器、
を含み、かつ
前記光学遅延器の出力を前記レーザ出力パルス光学遅延開始光学器械に送出するように直列に整列した複数の共集点共振器と、
前記レーザ出力パルス光学遅延開始光学器械によって伝達された前記レーザシステム出力パルスの前記部分の前記光軸に沿って伝達された該レーザ出力パルスの該部分と整列するように前記光学遅延器の前記出力を位置決めするように作動可能な放射形ミラー位置決め機構を含む光軸アラインメント機構と、
を含むことを特徴とするシステム。
【請求項２】
前記複数の共集点共振器は、偶数の共集点共振器を含み、該偶数の共集点共振器を通るパスの数は、該偶数の共集点共振器の倍数を含む、
ことを更に含むことを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
１２パスミラー構成を含む４つの共集点共振器、
を更に含むことを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項４】
１２パスミラー構成を含む４つの共集点共振器、
を更に含むことを特徴とする請求項２に記載の装置。
【請求項５】
前記複数の共集点共振器の各々は、曲率半径を有する第１の凹面ミラーと、その同じ曲率半径を有し、かつ該曲率半径によって分離された第２の凹面ミラーとを含む、
ことを更に含むことを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記複数の共集点共振器の各々は、曲率半径を有する第１の凹面ミラーと、その同じ曲率半径を有し、かつ該曲率半径によって分離された第２の凹面ミラーとを含む、
ことを更に含むことを特徴とする請求項２に記載の装置。
【請求項７】
前記複数の共集点共振器の各々は、曲率半径を有する第１の凹面ミラーと、その同じ曲率半径を有し、かつ該曲率半径によって分離された第２の凹面ミラーとを含む、
ことを更に含むことを特徴とする請求項３に記載の装置。
【請求項８】
前記複数の共集点共振器の各々は、曲率半径を有する第１の凹面ミラーと、その同じ曲率半径を有し、かつ該曲率半径によって分離された第２の凹面ミラーとを含む、
ことを更に含むことを特徴とする請求項４に記載の装置。
【請求項９】
前記凹面ミラーの少なくとも一方は、球面凹面ミラーを含む、
ことを更に含むことを特徴とする請求項５に記載の装置。
【請求項１０】
前記凹面ミラーの少なくとも一方は、球面凹面ミラーを含む、
ことを更に含むことを特徴とする請求項６に記載の装置。
【請求項１１】
前記凹面ミラーの少なくとも一方は、球面凹面ミラーを含む、
ことを更に含むことを特徴とする請求項７に記載の装置。
【請求項１２】
前記凹面ミラーの少なくとも一方は、球面凹面ミラーを含む、
ことを更に含むことを特徴とする請求項８に記載の装置。
【請求項１３】
前記位置決め機構は、
前記それぞれのミラーの位置を半径方向に調節するための調節手段、
を含む、
ことを更に含むことを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項１４】
前記位置決め機構は、
前記それぞれのミラーの位置を半径方向に調節するための調節手段、
を含む、
ことを更に含むことを特徴とする請求項２に記載の装置。
【請求項１５】
前記位置決め機構は、
前記それぞれのミラーの位置を半径方向に調節するための調節手段、
を含む、
ことを更に含むことを特徴とする請求項３に記載の装置。
【請求項１６】
前記位置決め機構は、
前記それぞれのミラーの位置を半径方向に調節するための調節手段、
を含む、
ことを更に含むことを特徴とする請求項４に記載の装置。
【請求項１７】
前記位置決め機構は、
前記それぞれのミラーの位置を半径方向に調節するための調節手段、
を含む、
ことを更に含むことを特徴とする請求項５に記載の装置。
【請求項１８】
前記位置決め機構は、
前記それぞれのミラーの位置を半径方向に調節するための調節手段、
を含む、
ことを更に含むことを特徴とする請求項６に記載の装置。
【請求項１９】
前記位置決め機構は、
前記それぞれのミラーの位置を半径方向に調節するための調節手段、
を含む、
ことを更に含むことを特徴とする請求項７に記載の装置。
【請求項２０】
前記位置決め機構は、
前記それぞれのミラーの位置を半径方向に調節するための調節手段、
を含む、
ことを更に含むことを特徴とする請求項８に記載の装置。
【請求項２１】
前記位置決め機構は、
前記それぞれのミラーの位置を半径方向に調節するための調節手段、
を含む、
ことを更に含むことを特徴とする請求項９に記載の装置。
【請求項２２】
前記位置決め機構は、
前記それぞれのミラーの位置を半径方向に調節するための調節手段、
を含む、
ことを更に含むことを特徴とする請求項１０に記載の装置。
【請求項２３】
前記位置決め機構は、
前記それぞれのミラーの位置を半径方向に調節するための調節手段、
を含む、
ことを更に含むことを特徴とする請求項１１に記載の装置。
【請求項２４】
前記位置決め機構は、
前記それぞれのミラーの位置を半径方向に調節するための調節手段、
を含む、
ことを更に含むことを特徴とする請求項１２に記載の装置。
【請求項２５】
レーザ出力パルスを生成するガス放電レーザシステムであって、
レーザシステム出力パルス光軸に沿ってレーザ出力パルスの一部分を伝達し、かつ該出力パルスの一部分を光学遅延経路を有する光学遅延器内に方向転換させるレーザ出力パルス光学遅延開始光学器械、
を含むパルス伸長器、
を含み、かつ
前記光学遅延器の出力を前記レーザ出力パルス光学遅延開始光学器械に送出するように直列に整列した複数の共集点共振器と、
前記レーザ出力パルス光学遅延開始光学器械によって伝達された前記レーザシステム出力パルスの前記部分の前記光軸に沿って伝達された該レーザ出力パルスの該部分と整列するように前記光学遅延器の前記出力を位置決めするように作動可能な光学透過性光学要素を含む光軸変更機構と、
を含むことを特徴とするシステム。
【請求項２６】
前記複数の共集点共振器は、偶数の共集点共振器を含み、該偶数の共集点共振器を通るパスの数は、該偶数の共集点共振器の倍数を含む、
ことを更に含むことを特徴とする請求項２５に記載の装置。
【請求項２７】
１２パスミラー構成を含む４つの共集点共振器、
を更に含むことを特徴とする請求項２６に記載の装置。
【請求項２８】
前記複数の共集点共振器の各々は、曲率半径を有する第１の凹面ミラーと、その同じ曲率半径を有し、かつ該曲率半径によって分離された第２の凹面ミラーとを含む、
ことを更に含むことを特徴とする請求項２５に記載の装置。
【請求項２９】
前記複数の共集点共振器の各々は、曲率半径を有する第１の凹面ミラーと、その同じ曲率半径を有し、かつ該曲率半径によって分離された第２の凹面ミラーとを含む、
ことを更に含むことを特徴とする請求項２６に記載の装置。
【請求項３０】
前記複数の共集点共振器の各々は、曲率半径を有する第１の凹面ミラーと、その同じ曲率半径を有し、かつ該曲率半径によって分離された第２の凹面ミラーとを含む、
ことを更に含むことを特徴とする請求項２７に記載の装置。
【請求項３１】
前記複数の共集点共振器の各々は、曲率半径を有する第１の凹面ミラーと、その同じ曲率半径を有し、かつ該曲率半径によって分離された第２の凹面ミラーとを含む、
ことを更に含むことを特徴とする請求項２８に記載の装置。
【請求項３２】
前記凹面ミラーの少なくとも一方は、球面凹面ミラーを含む、
ことを更に含むことを特徴とする請求項２９に記載の装置。
【請求項３３】
前記凹面ミラーの少なくとも一方は、球面凹面ミラーを含む、
ことを更に含むことを特徴とする請求項３０に記載の装置。
【請求項３４】
前記凹面ミラーの少なくとも一方は、球面凹面ミラーを含む、
ことを更に含むことを特徴とする請求項３１に記載の装置。
【請求項３５】
前記凹面ミラーの少なくとも一方は、球面凹面ミラーを含む、
ことを更に含むことを特徴とする請求項３２に記載の装置。
【請求項３６】
前記透過性光学要素は、ほぼ平坦な光学要素を含む、
ことを更に含むことを特徴とする請求項３３に記載の装置。
【請求項３７】
前記透過性光学要素は、ほぼ平坦な光学要素を含む、
ことを更に含むことを特徴とする請求項３４に記載の装置。
【請求項３８】
前記透過性光学要素は、ほぼ平坦な光学要素を含む、
ことを更に含むことを特徴とする請求項３５に記載の装置。
【請求項３９】
前記透過性光学要素は、ほぼ平坦な光学要素を含む、
ことを更に含むことを特徴とする請求項３６に記載の装置。
【請求項４０】
前記光学透過性要素は、楔形光学要素を含む、
ことを更に含むことを特徴とする請求項３３に記載の装置。
【請求項４１】
前記光学透過性要素は、楔形光学要素を含む、
ことを更に含むことを特徴とする請求項３４に記載の装置。
【請求項４２】
前記光学透過性要素は、楔形光学要素を含む、
ことを更に含むことを特徴とする請求項３５に記載の装置。
【請求項４３】
前記光学透過性要素は、楔形光学要素を含む、
ことを更に含むことを特徴とする請求項３６に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、集積回路製造フォトリソグラフィにおいて、例えば、パルス光源として使用されるように本質的に同じ線量を送出中にパルスのピーク電力を低減するために高電力ガス放電レーザシステムの出力のパルスを拡張するのに有用なパルス伸長器に関する。
関連出願への相互参照
本出願は、２００６年３月３１日出願の「共焦点パルス伸長器」という名称の米国特許出願出願番号第１１／３９４、５１２号に対する優先権を請求するものである。本出願はまた、２００５年８月９日にＷｅｂｂ他に付与された「長期遅延及び高ＴＩＳパルス伸長器」という名称の米国特許第６、９２８、０９３号と、２００３年２月１７日にＫｌｅｎｅ他に付与された「ビーム送出によるレーザリソグラフィ光源」という名称の米国特許第６、６９３、９３９号と、２００３年９月２３日にＫｎｏｗｌｅｓ他に付与された「超狭帯域２チャンバ高繰返し数ガス放電レーザシステム」という名称の米国特許第６、６２５、１９１号と、２００３年３月１８日にＳｍｉｔｈ他に付与された「パルス贈倍器を有するガス放電レーザ」という名称の米国特許第６、５３５、５３１号と、２００１年１１月６日にＭｏｒｔｏｎに付与された「パルス及びビーム贈倍器を有するエキシマレーザ」という名称の米国特許第６、３１４、１１９号と、２０００年５月２３日にＭｏｒｔｏｎ他に付与された「パルス贈倍器を有するエキシマレーザ」という名称の米国特許第６、０６７、３１１号と、２００３年７月２４日公開の発明者Ｒｙｌｏｖ他による「Ｆ２圧力ベースのライン選択を備えた２チャンバＦ２レーザシステム」という名称の米国公開特許出願番号２００３０１３８０１９Ａ１と、２００３年５月１５日公開の発明者Ｅｒｓｈｏｖ他による「定位置アラインメントツールを有するリソグラフィレーザシステム」という名称の米国公開特許出願番号２００３００９１０８７Ａ１と、２００５年５月１９日公開の発明者Ｓｍｉｔｈ他による「レーザ出力光パルス伸長器」という名称の米国公開特許出願番号２００５０１０５５７９とに関連し、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。本出願はまた、代理人整理番号第２００５―００５８―０１号である、２００５年１０月２８日出願の「ラインビームとして成形されたレーザを生成するシステム及び方法」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１１／２６１、９４８号と、代理人整理番号第２００５―００４９―０１号である、２００５年１０月２８日出願の「表面変化を有する基板との相互作用のためのラインビームとしてレーザ光を成形するシステム及び方法」という名称の第１１／２６１、８４６号と、代理人整理番号第２００５―００６２―０１号である、２００５年１０月２８日出願の「基板上に堆積された膜との相互作用のための均質ラインビームとしてレーザ光を成形するシステム及び方法」という名称の第１１／２６１、８４５号と、代理人整理番号第２００４―００６３―０３号である、２００５年８月８日出願の「レーザ薄膜ポリシリコン焼鈍光学システム」という名称の第１１／２０１、８７７号と、代理人整理番号第２００４―００６２―０１号である、２００４年７月１日出願の「レーザ薄膜ポリシリコン焼鈍システム」という名称の第１０／８８４、５４７号と、代理人整理番号第２００３―０１０２―０２号である、２００４年２月１８日出願の「超高エネルギ高安定性ガス放電レーザ表面処理システム」という名称の第１０／７８１、２５１号とに関連し、これらは、全て、本発明の実施形態の態様に有用な細ビームレーザ焼鈍表面処理システムに関連し、これらの開示内容は、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】
上述の特許及び現在特許出願中の特許出願によって示すようなパルス伸長器は公知である。上述の米国公開特許出願第２００５０１０５５７９号に開示されている発明の概念の態様により実施されるデバイスは、上述の用途及びその他にかなり有用な場合があるが、特に共焦点パルス伸長器には、このような用途に関して改良を必要とするある一定の欠点がある。
本出願人は、本発明の実施形態の態様によってこのような改良を提案する。
【０００３】
【特許文献１】米国特許出願出願番号第１１／３９４、５１２号
【特許文献２】米国特許第６、９２８、０９３号
【特許文献３】米国特許第６、６９３、９３９号
【特許文献４】米国特許第６、６２５、１９１号
【特許文献５】米国特許第６、５３５、５３１号
【特許文献６】米国特許第６、３１４、１１９号
【特許文献７】米国特許第６、０６７、３１１号
【特許文献８】米国公開特許出願番号２００３０１３８０１９Ａ１
【特許文献９】米国公開特許出願番号２００３００９１０８７Ａ１
【特許文献１０】米国公開特許出願第２００５０１０５５７９号
【特許文献１１】米国特許出願出願番号第１１／２６１、９４８号
【特許文献１２】米国特許出願出願番号第１１／２６１、８４６号
【特許文献１３】米国特許出願出願番号第１１／２６１、８４５号
【特許文献１４】米国特許出願出願番号第１１／２０１、８７７号
【特許文献１５】米国特許出願出願番号第１０／８８４、５４７号
【特許文献１６】米国特許出願出願番号第１０／７８１、２５１号
【発明の開示】
【０００４】
レーザ出力パルスを生成するガス放電レーザシステム及びこのようなシステムを作動させる方法を開示し、これは、レーザシステム出力パルス光軸に沿ってレーザ出力パルスの一部分を誘導して、出力パルスの一部分を光学遅延経路を有する光学遅延器内に方向転換させるレーザ出力パルス光学遅延開始光学器械を含むことができるパルス伸長器を含むことができ、かつこれは、光学遅延器の出力をレーザ出力パルス光学遅延開始光学器械に送出するために直列に整列した複数の共集点共振器と、レーザ出力パルス光学遅延開始光学器械により伝達されたレーザシステム出力パルスの一部分の光軸に沿って伝達されたレーザ出力パルスの一部分と整列するように光学遅延器の出力を位置決めするように作動可能な放射形ミラー位置決め機構を含む光軸アラインメント機構とを含むことができる。複数の共集点共振器は、偶数の共集点共振器を含むことができ、これは、このような偶数のミラー構成を通る偶数の共集点共振器パス数の倍数を含むもの、例えば、１２パスミラー構成を含む４つの共集点共振器を含む。複数の共集点共振器の各々は、曲率半径を有する第１の凹面ミラーと、同じ曲率半径を有し、かつ曲率半径により分離される第２の凹面ミラーとを含むことができる。凹面ミラーの少なくとも一方は、球面凹面ミラーを含むことができる。位置決め機構は、共焦点ミラーの球面形状の焦点に合わせて形成される球の中心から離して半径方向にそれぞれのミラーの位置を調節するための手段を含むことができる。レーザ出力パルスを生成するガス放電レーザシステムは、レーザシステム出力パルス光軸に沿ってレーザ出力パルスの一部分を伝達して、出力パルスの一部分を光学遅延経路を有する光学遅延器内に方向転換させるレーザ出力パルス光学遅延開始光学器械を含むことができるパルス伸長器を含むことができ、かつ光学遅延器の出力をレーザ出力パルス光学遅延開始光学器械に送出するために直列に整列した複数の共集点共振器と、レーザ出力パルス光学遅延開始光学器械により伝達されたレーザシステム出力パルスの一部分の光軸に沿って伝達されたレーザ出力パルスの一部分と整列するように光学遅延器の出力を位置決めするように作動可能な光学透過性光学要素を含む光軸変更機構とを含むことができる。透過性光学要素は、ほぼ平坦な光学要素を含むことができる。光学透過性要素は、楔形光学要素を含む。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００５】
本発明の実施形態の態様により、本出願人は、例えば、既存のレーザフレームに取り付けられるか、ビーム送出ユニット内に含まれ、かつ例えば製作施設クリーンルーム床下室に納まるように、例えば、長い光学遅延を有するが、例えば、約８フィート未満の実際的な物理長を有するように抑制される集積回路工学リソグラフィ照明で使用されるレーザ光源、例えば、ガス放電レーザ光源、例えば、ＫｒＦ又はＡｒＦ又は分子フッ素ガス放電レーザのための光学パルス伸長器を設計した。本発明の実施形態の態様によれば、パルス伸長器は、例えば、適切な作動に合わせた最小数の例えば４つの光学器械を有するマルチパスシステムとすることができる。それによって更に、例えば、システムを整列させるのに必要な調節回数が最小にされ、かつ本発明の実施形態の態様によれば、システムは、従来技術のシステムに対する相当な量のミスアラインメントを考慮するように設計される。本発明の実施形態の態様によれば、パルス伸長器は、例えば、４つのミラーだけで１２回のパスを生成する固有の光学的設計を含む。このようなパルス幅延長器は、例えば、約２メートル物理長及び合計４つのミラーから、例えば、８０ｎｓの遅れを有する光パルス伸長が可能である。また、本発明の実施形態の態様によれば、例えば、開示するパルス伸長器には、例えば、Ｈｅｒｒｉｏｔｔセルの集束の問題も、例えば、Ｗｈｉｔｅセルの再突入及び左右対称の問題も発生しない。
【０００６】
本発明の実施形態の態様に対して非常に注目に値することは、空間効率に加えて、その安定性である。この設計は、非常に安定したものであるので、アラインメントのための調節が不要である。本発明の実施形態の態様によれば、安定性は、例えば、この設計が本質的に例えば共集点共振器に独特の再突入を有する４つの共集点共振器であるということから引き出すことができる。従って、例えば、どのような角度方位が、例えば、それぞれの共集点共振器を形成する２つのミラーの間に存在しようとも、ビームがそれぞれの共集点共振器でそれぞれの次のミラーに衝突する限り、ビームは、経路に戻る。この概念は、図３から図６で示すように、レイアウトの１つの断面を調べることにより、最も簡単に確認することができる。しかし、図１及び図２を最初に参照すると、本発明の実施形態の態様によるパルス伸長器１８を示している。
【０００７】
パルス伸長器１１は、例えば、１．２ｃｍ×１．２ｃｍのビームサイズに適切に対処する、例えば、直径が１０ｃｍであるとすることができる、例えば、４つの集束ミラー、例えば、凹球面ミラー２０、２１、２２、２３を含むことができる。ミラー２０、２１、２２、及び２３の各々は、それぞれの共集点共振器セルにおいて先行する球面ミラーの曲率半径により分離されて、例えば、１．６メートルから２メートルの例えば曲率半径を有することができる。作動において、例えば、ビーム１は、ビームスプリッタ（明瞭さの理由から図１及び図２では図示せず）を通じてミラー２０、２１、２２、２３により形成される遅延経路に入り、かつミラー２０上の第１の地点１で入射することができる。ミラー上の地点１から、反射ビーム２は、ミラー２１上の地点２で入射して、そこから、反射ビーム３は、地点点３でミラー２０に戻る。ミラー２０上の地点３から、反射ビーム１ａは、ミラー２２上の地点４で入射して、そこから、反射ビーム２ａは、ミラー２３上の地点５で入射し、ミラー２３上の地点５からの反射ビームは、ミラー２２上の地点６で入射する反射ビーム３ａとしてミラー２２に反射される。
【０００８】
第３の共集点共振器セルは、次に、ミラー２２上の地点６から反射されたビームとして設定され、ビームＩｂは、ミラー２０上の地点７に反射され、そこから、ミラー２１上の地点８で入射するビーム２ｂとして反射されて、次に、ビーム３ｂとしてミラー２０上の地点でミラー２０に戻される。ミラー２０上の地点９からの反射ビーム、ビーム１ｃは、ミラー２２上の地点１０に入射して、ビーム２ｃとしてそこからミラー２３上の地点１１に反射され、そこから、反射ビーム３ｃは、ビームスプリッタ（図１及び図２では図示せず）に反射ビーム１’を反射するように整列したミラー２２上の地点１２に入射する。
【０００９】
ここで図３から図６を参照すると、それぞれの共焦点共振セル内でのミラー２０、２１、２２、２３の角度方位がどのようなものであれ、ビームは、必ず、ミラー２２上の同じ地点１２戻ってくるということが分る。図３から図６は、図１から図２に例示するような例えば完全なアラインメントからのミスアラインメントの単一の共焦点共振セル内での影響を例示している。この特性のために、例えば１２パス設計１８は、ミラー、例えばミラー２０、２１、２２、２３は、それぞれの共集点共振器セル内の第１のミラーから正しい対向したミラーまでビームを再方向付けするのに十分よく位置決めされる限り、常に整列している。従って、システムの角度許容度は、ミラーの大きさ及びビームの大きさによって影響される。これは、例えば、この設計が例えば初期のミスアラインメント、又は例えばミラー、例えばミラー２０、２１、２２、及び２３間の相対運動を引き起こす振動問題の影響を殆ど完全に受けないことも意味する。ただし、変動が、それぞれの対向するミラーから離れるようにビームを再方向付けしないほど十分に小さいものであることを条件とする。
【００１０】
ここで図３を参照すると、例えば、図１及び図２による共焦点共振セルの第１の共焦点共振セルが示されており、例えば、ミラー２０及び２１が、例えばミラー２０の全範囲が地点１及び３を分離するのに用いられるように整列した状態で、例えば図１及び図２で示すような第１の共焦点共振セルにおける例えばビーム１、２、及び３を示しており、かつミラー２２上の地点４（図３から図５では図示せず）に反射されるミラー２ｏ上の地点３に戻るミラー２１上の地点２からの反射を示している（図３から図５では図示せず）。
【００１１】
図４を参照すると、本発明の実施形態の態様によれば、例えば、ビーム２がミラー２０上の地点１から進むミラー２１上の地点２が、ミスアラインメントのためにミラー２１の表面にわたって殆ど完全に変位するがミラー２１の表面上に残るような例えばミラー２０の小さなミスアラインメント、例えば１．５°の傾きの影響が示されている。図から分るように、ミラー２０上の地点３に入射するそれぞれのビーム３は、例えば、図１から図３に示すミラーからミラー２０の表面にわたって変位する地点３にも反射されるが、ここでもまた、図から分るように、ミラー２０上の地点３からミラー２２上の地点４に反射するビーム１ａは、ミラー２０のミスアラインメントにも関わらず、図１から図３に例示するものと本質的に同じであるミラー２２上の地点点４に入射することに変わりはない。
【００１２】
図５を参照すると、本発明の実施形態の態様によれば、例えば、ミラー２１のミスアラインメントの影響が概略的に例示されており、ビーム２は、ミラー２１にわたって変位した点２でミラー２１に入射し、また、図４と同様にミラー上の地点３は変位するが、ビーム１ａは、図５のミラー２０上の地点３から反射されてミラー２２上の再び適切な地点４（図５では図示せず）に戻る。
【００１３】
図４及び図５は、例えば、図１から図３に概略的に例示する完全なアラインメントからの両方のミスアラインメントを含む可能性があるミラー２１に対するミラー２０のミスアラインメントにも関わらず、ビームは、後方に自己反射し、かつミラー２０（それぞれの共集点共振器の第１のミラー）の表面の境界内に残る限り、それぞれの共集点共振器からの出口ビームは、順番に次のミラー、例えばミラー２２（図４及び図５では図示せず）上の適切な位置に到達することを例示している。
【００１４】
ここで図６を参照すると、例えば、僅かな傾きがミラー２０、２１、２２、又は２３、例えばミラー２１にある本発明の実施形態の態様によるパルス伸長器全体の作動が概略的に示されている。図６は、ミスアラインメントにも関わらず、最後のビーム１’は、本発明の実施形態の態様によるパルス伸長器１８の遅延経路のビームスプリッタ（図示せず）出力と完全に整列したままであることを示している。
【００１５】
作動において、本発明の実施形態の態様により説明される形式の単一のパルス伸長器は、約４０ｎｓ台の出力レーザパルス光のパルス幅を有し、例えば、本発明の実施形態の態様によりパルス伸長器１８に対する入力ピーク電力の約４０％よりも小さいいくつかのピークを有するパルスに対して、例えば、約８ｎｓ台のＴｉｓを有し、かつ例えば約４５ｎｓ台のＴｉｓを有する典型的エキシマ又は他のフッ素ガス放電レーザ、例えば分子フッ素ガス放電レーザを伸長することができる。
【００１６】
ミラー２０、２１、２２、及び２３の曲率半径を増大させることは、本発明の実施形態の態様によるパルス伸長器１８のある程度の増加、更には、ミラーの大型化、従って、パルス伸長器全長の横方向のハウジング設置面積の増大の代償として、達成可能なパルス伸長及びＴｉｓを増加することができることも理解されるであろう。本発明の実施形態の別の態様によれば、例えば、集積回路リソグラフィツール光源、例えば、ＤＵＶ光源の機能に適切に役立たせる際に出力レーザビームパルスの適切な性能に関連するような出力レーザビームパルスの空間的干渉性をより正確に測るために、例えば、レーザ光線を調べて、空間的干渉性の重み付き平均を計算する方法を提案する。本方法の実行により、例えば、空間的干渉性に関して、例えば、ＸＬＡビーム空間的干渉性プロフィールに対して、レーザ出力光パルスビームプロフィールの興味深い態様が明らかになった。本出願人は、例えば、本発明の実施形態の態様によりビーム伸長器を使用する態様により、非常に有用な出力レーザパルス光ビーム空間干渉特性を達成することができるということを見出した。空間干渉性を制限することは、非常に望ましいことである。
【００１７】
例えば、データを取得して分析するために、フォトダイオードアレイ（ＰＤＡ）と共に、かつコンピュータ制御と共に、例えば、２対のピンホール及び撮像光学器械（図示せず）及びＸーＹ自動走査装置（図示せず）を利用して、本出願人は、本出願人の譲渡人の製品、例えば、ＸＬＡシリーズ製品の一部と共に供給されるパルス伸長器、いわゆる「光学パルス伸長器（Ｏｐｕｓ）」に通されなかったビームの２次元での空間干渉性を精査した。出力レーザパルス干渉の推定のこの走査手段は、それぞれ、未伸長パルス、すなわち、本出願人の譲渡人のＯｐｕｓに通されないパルス（図７）、単段パルス伸長器、例えば、本出願人の譲渡人のＯｐｕｓに通されたパルス、及び２段Ｏｐｕｓに通された出力レーザパルス光ビームに対して２次元のビーム干渉性に関してそれぞれの情報を示す、例えば図７から図９に例示するデータを生成した。本出願人の譲渡人のＯｐｕｓは、例えば、Ｔｉｓを改善するためにパルスを伸長することに加えて、出力レーザパルス光ビームのある一定の例えば光学フリッピング及び回転などを行うものであり、結果を図７から図９に例示的に示している。
【００１８】
（表１）
2009532864.tif 000003
【００１９】
図７で示し、かつ表１に説明するように、出力レーザパルス光は、例えば、約例えば０．３のピークコントラスト、及び全体的に例えば０．１１の重み付き平均を有する。図７は、水平及び垂直の干渉性が低いことを示しており、例えば、ビームの大部分は、図の右寄りに棒グラフの中で示すような領域５２（０から０．１２５）又は領域５４（０．１２５から０．２５０）にあり、ビームの一部の小さな部分は、領域５０（０．２５０から０．３７５）にあり、かつ一部の更に別の小さな部分は、他の範囲にあり、これは、測定状況の境界効果によるものである。これらの測定は、２ｘＯｐｕｓパルス伸長器及び４ｘＯｐｕｓパルス伸長器をビーム経路内の所定に位置にある状態で行った。
【００２０】
図８を参照すると、範囲５０（０．２５０から０．３７５）にあるビームの遥かに多くを含み、かつ範囲５６（０．３７５から０．５００）にある更に別の区域も含む、特にｘ軸で測定された時のビームが干渉性になる例図が示されている。これらの測定は、２ｘＯＰｕｓのみがビーム経路内の所定の位置にある状態で行った。
図９で示すように、ビームは、両方のパルス伸長器がビーム経路外にあり、この時点で範囲５０から５４でのある程度等しい区域のより明確な分布を含み、かつｘ軸に沿ってビームの垂直中心線軸線周りにある程度対称的に分配され、この時点で範囲７０（０．６２５から０．７５０）、範囲７２（０．７５０から０．８７５）、及び範囲７４（０．８７５から１．０００）にあるビームの一部の小さな部分と共に範囲５８（０．５００から０．６２５）にあるかなりの部分を含む時の方が、ビームは、更に干渉性である。干渉性は、ビームプロフィールにわたってピンホールを通過するビームにより設定される回折縞を通じて測定され、レーザ光線内にある干渉光が多いほど、結果として縞が多くなり、かつコントラストが大きくなる。
【００２１】
図８のビームに対しては、表１に示すように、最大コントラストは、０．４８まで増加し、かつ全体的な重み付き平均は、０．２２まで増加し、図９に対しては、最大コントラストは、０．５８まで増加し、全体的な重み付き平均は、０．３７となった。これで、結局は、例えば最大コントラストは、殆ど５０％の増加になり、全体的な重み付き平均は、殆ど２／３に減少した。
上記から分るように、パルス伸長器は、パルス幅の増大、ピークパルス強度の減少という有用な結果をもたらし、従って、高Ｔｉｓ化ばかりでなく、出力レーザ光ビームの空間的干渉性を非常に効率的に減少させる。
【００２２】
図１０をここで参照すると、一般的に周囲からビーム中心部までの領域１０２（３０８．８から６０７．５）、領域１０４（６０７．５から９０６．３）、領域１０６（９０６．３から１２０５）、領域１０８（１２０５から１５０４）、領域１０８（１５０４から１８０３）、領域１１２（１８０３から２１０１）、及び領域１１４（２１０１から２４００）と共に、例えば、一般的にビームプロフィール周囲周りでの領域１００における１０から３０８．８任意スケール単位から一般的にビームプロフィール中央部での２１０１から２４００任意スケール単位（領域１１４）までの範囲の強度を含む２次元のビーム強度プロフィールが示されている。
【００２３】
図１１をここで参照すると、上述の米国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で参照したパルス伸長器で有用なアラインメント技術が概略的に示されている。例えば、上述の米国公開特許出願第２００５０１０５５７９号に開示されているような共焦点２００ｎｓＯＰＵＳを実際に実行しようとする際に、本出願人は、このような設計にはある一定の欠点があることを見出した。これらは、例えば、集積回路フォトリソグラフィのような用途又は例えばある一定の上述の特許出願に説明されているようなＬＴＰ用途のための高エネルギ表面処理に関連するものである。
【００２４】
上述のような共焦点パルス伸長器は、パルスを伸長する優れた手段とすることができる。共焦点設計を利用して入力ビーム照準変動に非常に強い安定した供給を行うことができる。しかし、本出願人の譲渡人のレーザシステム、例えば、「ＥＬＳ  ７ＸＸＸ」又は「ＸＬＡ  １ＸＸ、２ＸＸ、又は３ＸＸ」内で又はこれらのレーザシステムで販売されているもののような他の形態の２Ｘ又は４Ｘパルス伸長器で使用される最終Ｏｐｕｓミラーのいわゆるｚシフトの技術は、共焦点設計では機能しないとわかった。例えば、図１１に示すように、ｚシフトを利用して、いずれも共焦点パルス伸長器ではない例えば第２のパルス伸長器２２０内の第１のパルス伸長器２１０及び２０２において遅延ビーム２００をそれぞれの非遅延ビーム２０４、２０６と重ねることができる。このような重なりがないと、次に、様々に遅延されるビームによって形成される組合せビームの品質が損なわれることになり、例えば、ビームの画像は、例えば、焦点が合わない場合がある。
【００２５】
図１２を参照すると、ある一定の改良を有する例えば上述の米国公開特許出願第２００５０１０５５７９号の明細書に開示されているような共焦点パルス伸長器２３０が概略的に示されている。共焦点パルス幅延長器２３０のミラー２３０ａから２３０ｄは、独立して調節可能ではない場合があるので、ｚシフトは機能しない。更に、このような共焦点設計は、ミラー、例えば２３０ａから２３０ｄの曲率半径に非常に影響を受けやすい。従って、標準的な例えば±２％のミラー曲率半径許容誤差は、製造不可能な設計をもたらす可能性があると考えられる。
【００２６】
本発明の実施形態の態様により、以前に説明した共焦点パルス伸長器に対して提案する変化は、フォトリソグラフィとエキシマレーザ結晶化における結晶成長に十分に適する長いパルスの生成との両方に有用な共焦点パルス伸長器（Ｏｐｕｓ）をもたらすことができる。図１２から図１４に示すように、本発明の実施形態の態様により、本出願人は、図１２にかつ図１４でより詳細に示すように、補償板２５０を設置することを提案する。このような構成は、遅延ビーム２５４が、例えば、位置及び角度において実質的に完全に主ビーム２５２と重なるように、パルス幅延長器を出るビーム２５４と出力ビーム２５２を重ね合わせる問題を解決するのに利用することができる。
【００２７】
本発明の実施形態の態様により、図１２で概略的に例示するように、本出願人は、例えば共焦点パルス伸長器が例えば達成可能な製作公差内ではあるがミラーの不適切な曲率半径のためにミスアラインメントであるという問題を解決するために、半径方向で位置が調節可能であるように少なくとも１つのミラー２３０ａから２３０ｄを設けることも提案する。これを図１２に示している。本出願人は、全てのミラーの曲率半径の変動を補償するためには、軸線方向で１つのミラーを調節すれば十分であることを見出した。半径方向調節によって又は他の方法でも、１つよりも多いミラーをそのように調節することができる。
【００２８】
ここで図１３を参照すると、例えば、ビーム２６４としてビーム２６２の一部を反射することにより、遅延経路にレーザ出力光ビーム２６２を導入するビームスプリッタが示されている。ビームの残りは、ビームスプリッタ２６０を通過して、ビームスプリッタ２６０で僅かな屈折で出力ビーム２７０を形成する。遅延経路からビームスプリッタ２６０に戻っているビーム２７４は、ビームスプリッタ２６０を出て遅延経路に入るビーム２６４と整列することができるが、ビームスプリッタ内の内部反射により、図１３に概略的に例示するように、ビーム２７０及び２７６はミスアラインメントになる。
【００２９】
図１４は、補償楔２８０を導入する効果を概略的に示している。例示するように、補償楔は、内部的に反射されたビーム２８２をパルス伸長器からの主出力ビーム２７０と整列させるのに十分なほど遅延経路に入るビーム２６４と整列したビーム２７４として補償楔に入る出力ビーム２８２を補償楔２８０から平行移動させることができる。このビーム２７０も、次のパルス伸長器内に入ることができることが理解されるであろう。
【００３０】
レーザ出力パルスを生成するガス放電レーザシステム及びこのようなシステムを作動させる方法を開示し、これは、レーザシステム出力パルス光軸に沿ってレーザ出力パルスの一部分を誘導して、出力パルスの一部分を光学遅延経路を有する光学遅延器内に方向転換させるレーザ出力パルス光学遅延開始光学器械を含むことができるパルス伸長器を含むことができ、かつこれは、光学遅延器の出力をレーザ出力パルス光学遅延開始光学器械に送出するために直列に整列した複数の共集点共振器と、レーザ出力パルス光学遅延開始光学器械により伝達されたレーザシステム出力パルスの一部分の光軸に沿って伝達されたレーザ出力パルスの一部分と整列するように光学遅延器の出力を位置決めするように作動可能な放射形ミラー位置決め機構を含む光軸アラインメント機構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。例えば、それぞれの共焦点ミラーは、例えば、その曲率半径でその整列した位置にミラーを保持する取付け部を含むことができる。取付け板は、例えば、共焦点ミラーの曲率半径で整列した少なくとも１つの調節可能な装着機構によりフレーム内に取り付けることができ、調節可能な装着機構は、例えばｍｍ範囲の例えばピッチを有するネジ山を備えた例えばネジ付き付属品を含むことができ、これは、ネジ付き付属品が回転された時に、調節可能な装着機構に対して取付け板を移動させ、従って、その曲率半径に沿ってそれぞれの共焦点ミラーを選択的に位置決めする役目をする。複数の共集点共振器は、偶数の共集点共振器を含むことができ、これは、このような偶数のミラー構成を通る偶数の共集点共振器パス数の倍数を含むもの、例えば、１２パスミラー構成を含む４つの共集点共振器を含む。複数の共集点共振器の各々は、曲率半径を有する第１の凹面ミラーと、同じ曲率半径を有し、かつ曲率半径により分離される第２の凹面ミラーとを含むことができる。凹面ミラーの少なくとも一方は、球面凹面ミラーを含むことができる。位置決め機構は、共焦点ミラーの球面形状の焦点に合わせて形成される球の中心から離して半径方向にそれぞれのミラーの位置を調節するための手段を含むことができる。レーザ出力パルスを生成するガス放電レーザシステムは、レーザシステム出力パルス光軸に沿ってレーザ出力パルスの一部分を伝達して、出力パルスの一部分を光学遅延経路を有する光学遅延器内に方向転換させるレーザ出力パルス光学遅延開始光学器械を含むことができるパルス伸長器を含むことができ、かつ光学遅延器の出力をレーザ出力パルス光学遅延開始光学器械に送出するために直列に整列した複数の共集点共振器と、レーザ出力パルス光学遅延開始光学器械により伝達されたレーザシステム出力パルスの一部分の光軸に沿って伝達されたレーザ出力パルスの一部分と整列するように光学遅延器の出力を位置決めするように作動可能な光学透過性光学要素を含む光軸変更機構とを含むことができる。透過性光学要素は、ほぼ平坦な光学要素を含むことができる。光学透過性要素は、楔形光学要素を含む。
特許請求の範囲及び内容から逸脱することなく本発明及び本発明の態様に多くの変更及び修正を行うことができ、かつ特許請求の範囲は、その範囲又は内容において本出願に開示した好ましい実施形態の特定的な態様に限定されるべきでないことは、当業者により理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の実施形態の態様によるパルス伸長器の部分概略断面図である。
【図２】図１によるパルス伸長器の部分概略斜視図である。
【図３】例えば本発明の実施形態の傾斜許容態様を示す本発明の実施形態による作動の態様を示す図である。
【図４】例えば本発明の実施形態の傾斜許容態様を示す本発明の実施形態による作動の態様を示す図である。
【図５】例えば本発明の実施形態の傾斜許容態様を示す本発明の実施形態による作動の態様を示す図である。
【図６】例えば図１及び図２によるパルス伸長器の傾斜許容を例示する部分概略断面である。
【図７】本発明の実施形態の態様により直列に２つのパルス伸長器に通される出力レーザパルスの２次元の空間的干渉性の測定結果を示す図である。
【図８】本発明の実施形態の態様により単一のパルス伸長器に通される出力レーザパルスの２次元の空間的干渉性の測定結果を示す図である。
【図９】本発明の実施形態の態様によるパルス伸長器なしでの出力レーザパルスの２次元の空間的干渉性の測定結果を示す図である。
【図１０】本発明の実施形態の態様による出力レーザパルスの強度分布の２次元の測定結果を示す図である。
【図１１】本出願及び上述の特許及び／又は特許出願の１つ又はそれよりも多くに説明されている非共焦点パルス伸長器に関する有用なアラインメント技術の例を示す概略図である。
【図１２】本発明の実施形態の態様を示す概略図である。
【図１３】本発明の実施形態の態様により補正された従来の共焦点レンズパルス伸長器に関する問題の態様を示す概略図である。
【図１４】本発明の実施形態の態様を示す概略図である。
【符号の説明】
【００３２】
１１、１８  パルス伸長器
２１、２２  集束ミラー
【図１】
2009532864.tif 000004
【図２】
2009532864.tif 000005
【図３】
2009532864.tif 000006
【図４】
2009532864.tif 000007
【図５】
2009532864.tif 000008
【図６】
2009532864.tif 000009
【図１１】
2009532864.tif 000010
【図１２】
2009532864.tif 000011
【図１３】
2009532864.tif 000012
【図１４】
2009532864.tif 000013
【図７】
2009532864.tif 000014
【図８】
2009532864.tif 000015
【図９】
2009532864.tif 000016
【図１０】
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【国際調査報告】
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