(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
出力エネルギーを生成するためのハロゲンを含むレーザ媒体ガスを包含するレーザチャンバを有するマスタ発振器と、増幅された出力エネルギーを生成するためのハロゲンを含むレーザ媒体ガスを包含するレーザチャンバを有する増幅器と、前記マスタ発振器及び増幅器のレーザチャンバ内の前記ガスの再充填後、最適化スキームを自動的に実行するコントローラを含むガス最適化システムと、を備える２重チャンバガス放電レーザ光源であって、
前記最適化スキームは、第１のシーケンス、第２のシーケンス、及び第３のシーケンスを備え、
前記第１のシーケンスでは、
放電電圧を測定し、前記放電電圧が所定の最小値よりも低い場合、前記放電電圧が前記最小値に等しいか又は前記最小値より大きくなるまで前記増幅器チャンバからガスをブリードする間、及び、
前記マスタ発振器内のレーザビーム経路内の光学素子の拡大を初期位置に調整するコントローラを、初期位置に設定する間に、
第１のターゲット電力レベルで前記レーザが発射され、
前記第２のシーケンスでは、
前記マスタ発振器の前記出力エネルギー、前記出力の帯域幅、及び放電電圧を測定する間、及び、
前記出力ビームのスペクトル帯域幅が所望の範囲内にない場合、前記帯域幅が前記所望の範囲内に入るまで、前記マスタ発振器内の前記光学素子の拡大を調整する前記コントローラの前記位置を変更する間、
前記出力エネルギー又は前記放電電圧のいずれかがそれぞれの所定の最小値よりも下の場合、前記出力エネルギー及び前記放電電圧の両方が、それらのそれぞれの最小値に等しいか又は最小値より大きくなるまで、或いは前記増幅器チャンバ内の前記圧力が最小値に下がるまで、前記増幅器チャンバからガスをブリードする間に、
第２のターゲット電力レベルで前記レーザがバーストで発射され、
前記第３のシーケンスでは、前記マスタ発振器の前記出力エネルギー及び帯域幅を測定する間、及び、
前記帯域幅が前記所望の範囲内にない場合、前記帯域幅が前記所望の範囲内に入るまで、前記電力増幅器内の前記レーザビームの前記拡大を変更する間、
前記出力エネルギーが所定のターゲット最大値より上の場合、前記出力エネルギーがそのターゲット最大値に等しいか又は最大値より小さくなるまで、前記マスタ発振器チャンバからガスをブリードする間に、
前記第２のターゲット電力レベルで前記レーザがバーストで発射される、２重チャンバガス放電レーザ光源。
【請求項２】
前記最適化スキームは、前記増幅器チャンバから所定の増分でガスをブリードすることを更に含む、請求項１に記載の２重チャンバガス放電レーザ光源。
【請求項３】
前記最適化スキームは、前記帯域幅が前記レーザ光源の後続の動作中に調整できるように、前記出力レーザビームの前記帯域幅を範囲内の位置に調整する帯域幅アクチュエータを、前記第１のシーケンス中に初期化することを更に含む、請求項１に記載の２重チャンバガス放電レーザ光源。
【請求項４】
出力エネルギーを生成するためのマスタ発振器及び増幅器を有する２重チャンバガス放電レーザ光源の前記増幅器及びマスタ発振器のレーザチャンバ内のガスを自動的に最適化する方法であって、
前記マスタ発振器及び増幅器の各々が、ハロゲンを含むレーザ媒体ガスを包含するレーザチャンバを有し、
第１のターゲット電力レベルで、
放電電圧の測定された値をコントローラ内で受信し、前記放電電圧が所定の最小値より下であるかどうかを前記コントローラ内で決定し、前記最小値より下である場合、前記放電電圧が前記最小値に等しいか又は前記最小値より大きくなるまで、前記増幅器チャンバからガスをブリードさせることを、前記コントローラによって指示する間、及び、
前記マスタ発振器内のレーザビーム経路内の光学素子の拡大を初期位置に調整するコントローラを初期位置に設定する間に、
前記レーザを連続モードで発射するステップと、
第２のターゲット電力レベルで、
出力エネルギー、前記出力の帯域幅、及び放電電圧の測定された値を、前記コントローラ内で受信する間、及び、
前記出力ビームの前記帯域幅が所望の範囲内にないかどうかを前記コントローラ内で決定し、前記範囲内にない場合、前記帯域幅が前記所望の範囲内に入るまで、前記マスタ発振器内の前記光学素子の前記拡大を変更することを、前記コントローラによって指示する間、
前記出力エネルギー又は前記放電電圧のいずれかがそれぞれの所定の最小値より下であるかどうかを前記コントローラ内で決定し、前記最初値より下である場合、前記出力エネルギー及び前記放電電圧の両方が、それらのそれぞれの最小値に等しいか又は前記最小値よりも大きくなるまで、又は、前記増幅器チャンバ内の前記圧力が最小値に下がるまで、前記増幅器チャンバからガスをブリードすることを、前記コントローラによって指示する間、及び、
前記増幅器チャンバからのガスのブリードが完了した時点で、前記出力エネルギーが所定のターゲット最大値より上であるかどうかを前記コントローラ内で決定し、前記最大値より上である場合、前記出力エネルギーがそのターゲット最大値に等しいか又は前記最大値より小さくなるまで、前記マスタ発振器チャンバからガスをブリードさせる間に、
前記レーザを発射するステップと、
を含む、方法。
【請求項５】
前記ハロゲンは、フッ素を含む、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記第１のターゲット電力レベルで前記レーザが発射される前記レートは、結果として前記レーザの前記最大電力出力のおよそ数パーセントの電力出力を生じさせるように計算される、請求項４に記載の方法。
【請求項７】
前記第２の電力レベルで前記レーザによって発射される前記バーストは、結果として前記レーザが通常動作中に生成すると予想される前記電力出力にほぼ等しい電力出力を生じさせるように計算される、請求項４に記載の方法。
【請求項８】
前記最適化スキームは、前記増幅器チャンバから所定の増分でガスをブリードすることを更に含む、請求項４に記載の方法。
【請求項９】
前記最適化スキームは、前記第１の電力レベルでの発射中に前記増幅器チャンバ内の前記圧力を測定すること、及び、前記圧力が所定の値より下まで降下した場合、前記第１のターゲットエネルギーでの発射を停止し、前記第２の電力レベルでの発射を始動すること、を更に含む、請求項４に記載の方法。
【請求項１０】
前記最適化スキームは、前記第２の電力レベルでの発射中に、前記出力エネルギーが所定の最大値より大きい場合、前記最適化スキームを終了することを更に含む、請求項４に記載の方法。
【請求項１１】
第１のレーザを生成するためのハロゲンを含むレーザ媒体ガスを包含するレーザチャンバを有するマスタ発振器と、
前記マスタ発振器から前記第１のレーザを受信するように結合された増幅器であって、増幅されたレーザを生成するためのハロゲンを含むレーザ媒体ガスを包含するレーザチャンバを有する、増幅器と、
最適化スキームを実行するコントローラを含むガス最適化システムと、
を備える２重チャンバガス放電レーザ光源であって、
前記最適化スキームは、
前記増幅器内のパラメータを最適化するための増幅器最適化シーケンスであって、前記増幅器内のパラメータが許容できる増幅器パラメータの範囲外にあるかどうかを確認すること、及び、前記増幅器内のパラメータが前記許容できる増幅器パラメータの範囲外にある場合、前記増幅器の前記レーザチャンバから前記ガスをブリードするための１つ以上のブリーディングステップを実行すること、を含む、増幅器最適化シーケンスと、
前記増幅器内のパラメータを最適化するための前記電力増幅器最適化シーケンスに続く、マスタ発振器最適化シーケンスであって、前記マスタ発振器内の前記パラメータが許容できるマスタ発振器パラメータの範囲外にある場合、前記マスタ発振器のレーザチャンバから前記ガスをブリードするための１つ以上のブリーディングステップを含む、マスタ発振器最適化シーケンスと、を含み、
前記ガス最適化システムは、前記最適化スキーム中、前記増幅器の前記レーザチャンバ及び前記マスタ発振器の前記レーザチャンバ内にガスを追加しない、２重チャンバガス放電レーザ光源。
【請求項１２】
前記増幅器最適化シーケンスは、前記確認することの前に帯域幅を最適化することを含む、請求項１１に記載の２重チャンバガス放電レーザ光源。
【請求項１３】
前記増幅器最適化シーケンス及び前記マスタ発振器最適化シーケンスを実行することは、前記実行中に人間のオペレータの関与なしに達成される、請求項１１に記載の２重チャンバガス放電レーザ光源。
【請求項１４】
２重チャンバガス放電レーザ光源内で最適化スキームを実行するための方法であって、
前記２重チャンバガス放電レーザ光源は、第１のレーザを生成するためのハロゲンを含むレーザ媒体ガスを包含するレーザチャンバを有するマスタ発振器を有し、
前記２重チャンバガス放電レーザ光源は、前記第１のレーザを受信するように結合された増幅器を含み、
前記増幅器は、増幅されたレーザを生成するためのハロゲンを含むレーザ媒体ガスを包含するレーザチャンバを有し、
前記方法は、
前記増幅器内のパラメータを最適化するための増幅器最適化シーケンスであって、前記増幅器内のパラメータが許容できる増幅器パラメータの範囲外にあるかどうかを確認すること、及び、前記増幅器内のパラメータが前記許容できる増幅器パラメータの範囲外にある場合、前記増幅器から前記ガスをブリードするための１つ以上のブリーディングステップを実行すること、を含む、増幅器最適化シーケンスと、
前記増幅器内のパラメータを最適化するための前記電力増幅器最適化シーケンスに続く、マスタ発振器最適化シーケンスであって、前記マスタ発振器内の前記パラメータが許容できるマスタ発振器パラメータの範囲外にある場合、前記マスタ発振器から前記ガスをブリードするための１つ以上のブリーディングステップを含む、マスタ発振器最適化シーケンスと、を含み、
前記最適化スキーム中、前記増幅器の前記レーザチャンバ及び前記マスタ発振器の前記レーザチャンバ内にガスは追加されない、方法。
【請求項１５】
前記増幅器最適化シーケンスは、前記確認することの前に帯域幅を最適化することを含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記帯域幅を最適化することは、前記増幅器内の光学素子の拡大を調整することを含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１７】
前記許容できる増幅器パラメータの範囲は、出力エネルギー及び放電電圧を含む、請求項１４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
[001]  本発明は、一般にレーザシステムに関する。より具体的に言えば本発明は再充填動作後の、マスタ発振器−電力増幅器エキシマレーザなどの、２チャンバガス放電レーザのチャンバ内のガスを最適化することに関する。
【背景技術】
【０００２】
[002]  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が、エキシマレーザとして知られている。エキシマレーザは、典型的には、アルゴン、クリプトン、又はキセノンなどの希ガスと、フッ素又は塩素などの反応性ガスとの組み合わせを使用する。エキシマレーザの名前は、電気的刺激及び高圧の適切な条件の下で、励起状態でのみ存在可能であり、紫外線領域でレーザ光を生じさせることが可能な、エキシマ（又は、希ガスハロゲン化物の場合、エキシプレックス）と呼ばれる擬似分子が作成されるという事実に由来する。
【０００３】
[003]  エキシマレーザは、高解像度フォトリソグラフィ機械で幅広く用いられるため、超小型電子チップの製造に必要な重要技術の１つである。現在の最先端レーザは、ＫｒＦ及びＡｒＦエキシマレーザから、それぞれ公称波長２４８ナノメートル及び１９３ナノメートルの深紫外（ＤＵＶ）光を生成し得る。
【０００４】
[004]  エキシマレーザは単一チャンバ光源で構築され得るが、より多くの電力及びより少ないスペクトル帯域幅の競合する設計需要は、こうした単一チャンバ設計での性能における妥協を意味するものである。この設計の妥協を回避し、性能を向上させる１つの方法が、２つのチャンバを利用することである。これにより、スペクトル帯域幅とパルスエネルギー生成との機能を分離することが可能であり、各チャンバは２つの性能パラメータのうちの１つについて最適化される。
【０００５】
[005]  こうした２重ガス放電チャンバ型エキシマレーザは、しばしばマスタ発振器−電力増幅器、すなわち「ＭＯＰＡ」レーザと呼ばれる。スペクトル帯域幅及びパルスエネルギーの向上に加えて、２重チャンバアーキテクチャの効率性は、ＭＯＰＡレーザの消耗モジュールを、単一チャンバ光源におけるその対応するモジュールよりも長い動作寿命に到達させることができる。
【０００６】
[006]  各チャンバにおいて、光源は光を生成するために電極の両端間のエネルギーを放電するため、ハロゲンガスの一部、ＡｒＦ又はＫｒＦレーザの場合はフッ素が枯渇する。これにより、例えば所与の所望のパルスエネルギーを作成するために必要な放電電圧の増加とみなされる、レーザ効率の向上が生じる。放電電圧は、ハードウェアの物理的な制約によって決定される上限を有するため、電圧がこの限界より下に維持され、レーザが引き続き適切に機能するように、失われたフッ素を補充するための対策を講じなければならない。
【０００７】
[007]  これを行うための１つの方法は、再充填と呼ばれるチャンバ内のガスの完全補充を用いるものであり、チャンバ内のガス含有量を所望の混合、濃度、及び圧力に戻すために、レーザが発射されていない間にすべてのガスが交換される。しかしながら、再充填プロセス中はレーザを遮断しなければならず、チップの不適切な処理を回避するために、同時に被制御状態でチップのリソグラフィ露光も休止し、その後、レーザが再度動作可能になった時に再始動しなければならないため、再充填は極めて破壊的である。このため、典型的には時間を節約するために一度に両方のチャンバを再充填するが、これは必要ではない。
【０００８】
[008]  再充填の必要性は、光源の発射パターン及びエネルギー、光源モジュールの経過時間、及び当業者が熟知しているその他を含む、いくつかの複雑且つ頻繁な予測不可能な変数に依存し得る。このため、再充填は、典型的には規則的なスケジュールで実行され、光源がその動作限界に達することによる予期せぬ中断を光源動作が決して経験しないことを保証する。こうした規則的なスケジュールは、一般に、再充填間の時間についての上限を非常に控えめにするため、低パルス利用で動作している光源の一部のユーザは、再充填間に、簡単なスケジュールで提供されるよりもかなり長い期間待機できる可能性がある。
【０００９】
[009]  スループットの向上及び光源の可用性の需要を考え、再充填のための光源の停止を最小限にする努力が行われてきた。これを行うための１つの方法は、完全な再充填ではなく、注入として知られる、チャンバ内のガスの部分的補充を実行することによるものである。レーザがあるパラメータ内で動作を続行できる限り、注入のためにレーザを遮断する必要はないため、注入プロセス中、チップの処理を続行することができる。しかしながら、レーザの性能は、埋め合わせのために注入が不適切になるように依然として経時的に変化する傾向にあるため、再充填は、注入が使用されない場合に比べてかなり頻度は低いが、依然として規則的な間隔で実行される。
【００１０】
[0010]  再充填動作において、レーザチャンバ内の残余ガスは抜き取られ、その後、特定の圧力及びフッ素濃度に達するような量の新しいガスがチャンバ内に導入される。再充填の終わりでのレーザチャンバ内のガスの目標圧力及び濃度は、典型的にはレーザの特有のタイプ及びモデルによって決定され（且つ、すべての２重チャンバレーザについて同様であり得）、その経過時間などの、特有のレーザの特定の特徴を考慮することはできない。更に、再充填間のショット間隔が増加するにつれて、レーザの時間経過に起因するレーザ性能の変化はより大きくなる。したがって、できる限り最適に近い条件で、再充填後のレーザの動作を開始することが望ましい。
【００１１】
[0011]  したがって、再充填に続き、特有のレーザの初期動作に対して最良のガス条件を提供することが意図される、ガスの最適化を行うことができる。ガスの最適化は、特有のレーザが、その最も効率の良い時点で動作を開始できるようにするものであり、それによって、別の再充填が必要になるまでの動作をより長くすることができる。
【００１２】
[0012]  ガスを最適化するために、エンジニアはレーザを試験発射して、その動作パラメータ、特に放電電圧及び出力エネルギーを決定する。レーザが所望のパラメータ内で動作していない場合、エンジニアはチャンバ内のガスを調整し、別の試験発射を行う。これは、所望の動作パラメータが得られるまで繰り返される。
【００１３】
[0013]  ガス最適化の実行に固有の、いくつかの問題がある。最適化プロセスは、典型的には試行錯誤のうちの１つであるため、熟練したエンジニアであっても最適なガス状態を取得するには何らかの困難が伴う。これは、最適化が容易に反復可能でないことも意味しており、異なるエンジニアが同じレーザの異なる最適化を作り出す場合があり、１人のエンジニアであっても、以前の結果を再現できない場合がある。最終的には、誤差が生じた場合、最適化プロセスを反復する必要があり得、結果としてレーザの追加のダウンタイムが生じる。
【００１４】
[0014]  ガスを最適化するより正確な方法は、これらの問題の多く又はすべてを緩和又は消去することが可能であり、別の再充填を実行しなければならなくなるまでに、レーザがより長い期間動作できるようにするものである。更に、良好な最適化は、レーザチャンバへの後続の注入の計算の基礎となるより良い基準を提供する。したがって、最適化は、使用される特定のレーザにとって最も効率の良いガス状態を結果として生じさせるように実行されることが望ましい。
【００１５】
[0015]  もう１つの問題は、最適化に費やされる時間である。ＭＯＰＡレーザは、最適化が実行されている間は処理に使用されないため、できる限り短い期間で、好ましくは長くともおよそ数分で、最適化を完了させることが望ましい。一般に、自動最適化は手動最適化よりも高速であり、最適化の結果が適切でない場合、別の最適化、或いは完全な再充填が必要になるリスクを減らすことができる。
【００１６】
[0016]  １つのタイプの自動ガス最適化が、本願の譲受人が所有する米国特許第８，４１１，７２０号に記載されている。しかしながら、その中に記載されている最適化は、チャンバ圧力、放電電圧、及び出力エネルギーの測定に基づいており、レーザ出力の帯域幅は考慮していない。更にその方法では、電力増幅器内のガスのみが最適化される。
【００１７】
[0017]  ＭＯＰＡレーザは改良が続けられているため、出力の帯域幅を所望の範囲内に維持することが更なる問題であること、及び帯域幅は圧力、放電電圧、及び出力エネルギーに関係することが明らかになってきている。マスタ発振器内のガスの最適化も関係し、望ましいことも明らかになってきている。すべての所望の値に達することで、これらのパラメータのうちの１つ以上が所望の範囲内にあるのを妨げ得る、競合を生み出す可能性がある。特に、出力エネルギーは所望通りであるが、最適化プロセス中の帯域幅調整を含めることによって所望の帯域幅はもはや達成できない、圧力状態に達するリスクを最小限にすることが望ましい。
【００１８】
[0018]  非常に正確なガス状態を提供しながら、出力ビームの帯域幅を含む所望の動作パラメータのすべてを制御することが可能な、自動再充填最適化プロセスが有益である。
【発明の概要】
【００１９】
[0019]  ＭＯＰＡエキシマレーザなどの２チャンバガス放電レーザの電力増幅器及びマスタ発振器チャンバ内のガスを、チャンバの再充填後に、自動的且つ正確に最適化するための、システム及び方法が開示される。ある所望のパラメータが定義され、その後、ユーザによる介入又はアクションなしにコントローラが最適化を実行する。レーザはいくつかのシーケンスで試験発射され、ガスは各シーケンス中に、必要であれば、レーザの動作パラメータを可能な限り定義されたパラメータ内に維持するために、増幅器レーザチャンバからブリードされ、結果として、ガス再充填の終わりに存在する条件を考えると、できる限り最適に近い増幅器及びマスタ発振器レーザチャンバ内のガス条件が生じる。
【００２０】
[0020]  一実施形態において、出力エネルギーを生成するためのハロゲンを含むレーザ媒体ガスを包含するレーザチャンバを有するマスタ発振器と、増幅された出力エネルギーを生成するためのハロゲンを含むレーザ媒体ガスを包含するレーザチャンバを有する増幅器と、マスタ発振器及び増幅器のレーザチャンバ内のガスの再充填後、最適化スキームを自動的に実行するコントローラを含む、ガス最適化システムと、を備える、２重チャンバガス放電レーザ光源が説明され、最適化スキームは、放電電圧を測定し、放電電圧が所定の最小値よりも低い場合、放電電圧が最小値に等しいか又は最小値より大きくなるまで増幅器チャンバからガスをブリードする間、及び、マスタ発振器内のレーザビーム経路内の光学素子の拡大を初期位置に調整するコントローラを初期位置に設定する間に、第１のターゲット電力レベルでレーザが発射される、第１のシーケンスと、出力エネルギー、出力の帯域幅、及び放電電圧を測定する間、及び、出力ビームのスペクトル帯域幅が所望の範囲内にない場合、帯域幅が所望の範囲内に入るまで、マスタ発振器内の光学素子の拡大を調整するコントローラの位置を変更する間、出力エネルギー又は放電電圧のいずれかがそれぞれの所定の最小値よりも下の場合、出力エネルギー及び放電電圧の両方が、それらのそれぞれの最小値に等しいか又は最小値より大きくなるまで、或いは増幅器チャンバ内の圧力が最小値に下がるまで、増幅器チャンバからガスをブリードする間に、第２のターゲット電力レベルでレーザがバーストで発射される、第２のシーケンスと、出力エネルギー及び帯域幅を測定する間、及び、帯域幅が所望の範囲内にない場合、帯域幅が所望の範囲内に入るまで、電力増幅器内のレーザビームの拡大を変更する間、出力エネルギーが所定のターゲット最大値より上の場合、出力エネルギーがそのターゲット最大値に等しいか又は最大値より小さくなるまで、マスタ発振器チャンバからガスをブリードする間に、第２のターゲット電力レベルでレーザがバーストで発射される、第３のシーケンスと、を含む。
【００２１】
[0021]  別の実施形態において、マスタ発振器及び電力増幅器を有する２重チャンバガス放電レーザ光源のレーザチャンバ内のガスを自動的に最適化する方法が説明され、マスタ発振器及び増幅器の各々が、ハロゲンを含むレーザ媒体ガスを包含するレーザチャンバを有し、ガスを最適化する方法は、放電電圧の測定された値をコントローラ内で受信し、放電電圧が所定の最小値より下であるかどうかをコントローラ内で決定し、最小値より下である場合、放電電圧が最小値に等しいか又は最小値より大きくなるまで、増幅器チャンバからガスをブリードさせることを、コントローラによって指示する間、及び、マスタ発振器内のレーザビーム経路内の光学素子の拡大を初期位置に調整するコントローラを初期位置に設定する間に、第１のターゲット電力レベルでレーザを連続モードで発射するステップと、出力エネルギー、出力の帯域幅、及び放電電圧の測定された値を、コントローラ内で受信する間、並びに、出力ビームの帯域幅が所望の範囲内にないかどうかをコントローラ内で決定し、範囲内にない場合、帯域幅が所望の範囲内に入るまで、マスタ発振器内の光学素子の拡大を変更することを、コントローラによって指示する間、出力エネルギー又は放電電圧のいずれかがそれぞれの所定の最小値より下であるかどうかをコントローラ内で決定し、下である場合、出力エネルギー及び放電電圧の両方が、それらのそれぞれの最小値に等しいか又は最小値よりも大きくなるまで、或いは、増幅器チャンバ内の圧力が最小値に下がるまで、増幅器チャンバからガスをブリードすることを、コントローラによって指示する間、並びに、増幅器チャンバからのガスのブリードが完了した時点で、出力エネルギーが所定のターゲット最大値より上であるかどうかをコントローラ内で決定し、最大値より上である場合、出力エネルギーがそのターゲット最大値に等しいか又は最大値より小さくなるまで、マスタ発振器チャンバからガスをブリードさせる間に、第２のターゲット電力レベルでレーザを発射するステップと、を含む。
【００２２】
[0022]  更に別の実施形態は、その上にプログラムが具体化された非一時的コンピュータ可読媒体を開示し、マスタ発振器及び電力増幅器を有する２重チャンバガス放電レーザ光源のレーザチャンバ内のガスを自動的に最適化する方法を実行するために、プロセッサによって実行可能なプログラムが説明され、マスタ発振器及び増幅器の各々が、ハロゲンを含むレーザ媒体ガスを包含するレーザチャンバを有し、ガスを最適化する方法は、放電電圧の測定された値をコントローラ内で受信し、放電電圧が所定の最小値より下であるかどうかをコントローラ内で決定し、最小値より下である場合、放電電圧が最小値に等しいか又は最小値より大きくなるまで、増幅器チャンバからガスをブリードさせることを、コントローラによって指示する間、及び、マスタ発振器内のレーザビーム経路内の光学素子の拡大を初期位置に調整するコントローラを初期位置に設定する間に、第１のターゲット電力レベルでレーザを連続モードで発射するステップと、出力エネルギー、出力の帯域幅、及び放電電圧の測定された値を、コントローラ内で受信する間、並びに、出力ビームの帯域幅が所望の範囲内にないかどうかをコントローラ内で決定し、範囲内にない場合、帯域幅が所望の範囲内に入るまで、マスタ発振器内の光学素子の拡大を変更することを、コントローラによって指示する間、出力エネルギー又は放電電圧のいずれかがそれぞれの所定の最小値より下であるかどうかをコントローラ内で決定し、下である場合、出力エネルギー及び放電電圧の両方が、それらのそれぞれの最小値に等しいか又は最小値よりも大きくなるまで、或いは、増幅器チャンバ内の圧力が最小値に下がるまで、増幅器チャンバからガスをブリードすることを、コントローラによって指示する間、及び、増幅器チャンバからのガスのブリードが完了した時点で、出力エネルギーが所定のターゲット最大値より上であるかどうかをコントローラ内で決定し、最大値より上である場合、出力エネルギーがそのターゲット最大値に等しいか又は最大値より小さくなるまで、マスタ発振器チャンバからガスをブリードさせる間に、第２のターゲット電力レベルでレーザを発射するステップと、を含む。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】[0023]一実施形態に従った、ＭＯＰＡエキシマレーザなどの２重チャンバガスレーザのための、自動ガス再充填システム１００の簡略化されたブロック図を示す。
【図２】[0024]一実施形態に従った、ＭＯＰＡエキシマレーザなどの２重チャンバガスレーザの自動ガス最適化の方法の主なステップを示す、簡略化されたフローチャートである。
【図３】[0025]図２からの電力増幅器最適化シーケンスの一実施形態のより詳細なステップを示す、簡略化されたフローチャートである。
【図４】[0026]図２からのマスタ発振器最適化シーケンスの一実施形態のより詳細なステップを示す、簡略化されたフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
[0027]  本出願は、ＭＯＰＡエキシマレーザなどの２チャンバガス放電レーザの増幅器チャンバ及びマスタ発振器チャンバ内のガスを、チャンバの再充填後に自動的且つ正確に最適化するためのシステム及び方法を説明する。完全に自動化された最適化プロセスは、結果として正確さが向上し、手動最適化に関連付けられた問題の多くを緩和するか又は消去することが見込まれる。
【００２５】
[0028]  ある定義されたパラメータが入力されると、プロセスはユーザの介入又はアクションなしに、例えばコントローラによって実行される。レーザはいくつかのシーケンスで試験発射され、ガスは各シーケンス中に、必要であれば、レーザの動作パラメータを可能な限り定義されたパラメータ内に維持するために、増幅器レーザチャンバからブリードされる。この結果、ガス再充填の終わりに存在する条件を考えると、できる限り最適に近い増幅器レーザチャンバ内のガス条件が生じる。
【００２６】
[0029]  ＭＯＰＡエキシマレーザなどの２重チャンバガスレーザのためのガス補充システム１００の簡略化されたブロック図が、図１に示される。ＭＯＰＡエキシマレーザは、レーザチャンバを伴うシードレーザモジュールを包含するマスタ発振器１０２と、同じくレーザチャンバを包含する電力増幅器１０４と、を有する。動作時、マスタ発振器１０２は第１のレーザビーム１０６を生成し、これが電力増幅器１０４に渡され、ここで増幅されて増幅されたレーザビーム１０８を生成し、これがリソグラフィでの使用のためにスキャナ機（図示せず）に出力される。
【００２７】
[0030]  各レーザチャンバはガスの混合物を包含し、例えば所与のエキシマレーザ内で、各レーザチャンバはアルゴン、ネオン、及び場合によってはその他などの他のガスと共に、合計すると全圧Ｐになる異なる部分圧力で、ハロゲン、例えばフッ素を包含し得る。ガス容器１１０及び１１２は、所望の場合、レーザチャンバ内のガスの補充を可能にするために、バルブ１１４を介してマスタ発振器１０２及び電力増幅器１０４に接続される。ＡｒＦレーザにおいて、ガス容器１１０は典型的には、「Ｍ１混合」又は「３混合」と呼ばれる、フッ素、アルゴン、及び１つ以上の他の希ガスを含むガスの混合物を包含し得、ガス容器１１２は、「Ｍ２混合」又は「２混合」と呼ばれる、アルゴン及び１つ以上の他のガスの混合物を包含し得るが、フッ素は包含しない。プロセッサ又は論理回路などのコントローラ１１６は、再充填又は注入時に容器１１０及び１１２からマスタ発振器１０２及び電力増幅器１０４のレーザチャンバ内へガスを移動させるために、又は、必要な時に、レーザチャンバからガスをブリードするために、バルブ１１４を動作させる。ブリードされたガスは、典型的には容器には戻されず、１１８で放出される。
【００２８】
[0031]  当分野で知られるように、ガス容器１１０内のフッ素は典型的にはレーザ動作に望ましい圧力より高い特定の部分圧であるため、２つのガス容器が必要である。所望のより低い部分圧で、マスタ発振器１０２又は電力増幅器１０４のレーザチャンバにフッ素を追加するために、容器１１０内のガスは希釈されなければならず、容器１１２内のハロゲン非含有ガスはこの目的で使用される。
【００２９】
[0032]  図示されていないが、バルブ１１４は、典型的には各レーザチャンバについてガスを第１の速度で各チャンバ内及び各チャンバ外へと渡すことが可能な「注入」バルブと、ガスを第２のより速い速度で各チャンバ内及び各チャンバ外へと渡すことが可能な「チャンバ充填」バルブとの、２つのバルブを含む。
【００３０】
[0033]  前述のように、レーザチャンバの再充填が実行される場合、チャンバ内のすべてのガスが交換され、各チャンバ内のフッ素が特有の圧力及び濃度に達するように試行される。再充填は典型的には所与のモデルのすべてのレーザについて同じであるため、ガスの条件が当該の特有レーザに対して最適化されるように、時折、再充填の後にガスの最適化が行われる。前述のように、これは一般にエンジニアによって実行され、エンジニアはレーザを試験発射し、動作パラメータを観察し、所望のパラメータからの任意の偏差を補償するためにガス条件の調整を試行する。こうした調整は典型的には手動で行われ、エンジニアの経験及び判断に依拠している。
【００３１】
[0034]  こうした従来の手動最適化プロセスと同様に、本明細書で説明する自動最適化プロセスは、レーザチャンバが再充填された後に実行される。本明細書で説明する実施形態において、マスタ発振器レーザチャンバ内のガスは再充填後固定されたままであり、増幅器レーザチャンバ内のガスのみが調整される。増幅器レーザチャンバは、推定上、再充填の終わりに所望の濃度のフッ素を包含するため、ガスのブリードは最適化中のみに可能であり、この時点での注入はフッ素濃度を変化させてしまうため許可されない。
【００３２】
[0035]  圧力に加えて、最適化中に、レーザのある他の動作パラメータが調整可能である。シードレーザモジュールは、レーザビームのサイズを拡張又は収縮させるためにアクチュエータによって調整、又は「回転」することが可能な、光学素子を含むことが可能な、ライン狭幅化素子（「ＬＮＭ」）を包含する。光学素子を回転させた結果、レーザビームの拡大が変化し、ビームのスペクトル帯域幅（又は単に「帯域幅」）の変化が生じる。定義されるように、回転数を増加させると結果として出力エネルギーの帯域幅は増加し、回転数を減少させると帯域幅は減少する（この回転数と帯域幅との間の直接相関は、実際には２つの逆相関の結果である。定義されるように、光学要素を回転させると、結果としてビームの拡大に逆の変化が生じることになり、すなわち回転数の「増加」はビームの拡大を減少させ、回転数の「減少」は拡大を増加させる。しかしながら、拡大自体は帯域幅に対して逆効果を有する）。
【００３３】
[0036]  スペクトル帯域幅は、一般にＥ９５として、すなわちレーザビームの全スペクトルエネルギーの９５％を包含するスペクトル範囲の幅として測定されるが、いくつかのケースでは、帯域幅は、レーザビームのスペクトルエネルギーがその最大値でのビームエネルギーの半分である２つの波長間の範囲である、半値全幅（「ＦＷＨＭ」）によって、又は他の帯域幅メトリクスによって測定可能である。様々なタイプの帯域幅アクチュエータが、当業者に知られている。出力の帯域幅を、広過ぎず狭過ぎない、所望の範囲内で維持することは、出力中のエネルギーを完全に利用することができるため、有利である。
【００３４】
[0037]  レーザの別のパラメータは、ＭＯＰＡ動作ポイント、又は「ＭＰＯＰ」として知られている。マスタ発振器と電力増幅器との間のタイミングに対する変更が、レーザの効率性に直接且つ迅速に影響するため、ＭＰＯＰはそのタイミングがどの程度「最適」であるかを測定する。ＭＯＰＡタイミングに対する変更は、スペクトル帯域幅にも直接且つ迅速に影響する。典型的には、マスタ発振器内のパルスと電力増幅器内の同じパルスとの間のピーク効率遅延は約４０ナノ秒（ｎＳ）であり得、この理想的な遅延についてのＭＰＯＰの値は、例えば＋１から−１の段階で０として定義される。ＭＰＯＰの値を調整することで帯域幅も変更されるため、こうした調整は、どちらも拡大とは無関係の出力帯域幅を制御する個別の方法を提供し、アクチュエータモータがＬＮＭを調整することによって拡大を変更できるよりも高速な、帯域幅の変更が可能である。
【００３５】
[0038]  これらのパラメータの使用を、以下でより詳細に説明する。本明細書で説明する方法は、典型的には、図１のコントローラ１１６などのプロセッサ上で実行しているソフトウェア内に実装される。コントローラ１１６は、ある動作パラメータの測定値のフィードバックを入力として受信し、これらは放電電圧Ｖ、マスタ発振器の出力エネルギーＥＭＯ、及びＥ９５帯域幅を含む。コントローラ１１６は、ＭＰＯＰの値及びアクチュエータの回転数（又は、帯域幅アクチュエータの他の値）も受信するが、これらは測定された値ではなく、以下で説明するように測定された値に応答して設定される。コントローラ１１６はバルブの動作を制御し、ＬＮＭ内で光学素子を回転させることによって拡大も制御する。
【００３６】
[0039]  図２は、ＭＯＰＡエキシマレーザなどの２重チャンバガスレーザの電力増幅器チャンバ内のガスを自動的に最適化するためのプロセスの一実施形態を示す、簡略化されたフローチャートである。以下で例示及び考察するように、プロセスは、システムの初期化及びセットアップシーケンス（ステップ２０１）、電力増幅器チャンバの最適化（ステップ２０２）、及びマスタ発振器チャンバの最適化２０３を含む、いくつかの別個のシーケンスを包含する。これらのシーケンスに続き、任意選択で、記録シーケンス（ステップ２０４）及び最適化後試験（ステップ２０５）が可能である。初期化及びセットアップシーケンスは、その間レーザが動作しない個別の初期化ステップ、及びそれに続く、その間レーザが動作する１つ以上のセットアップシーケンスを備えることができる。
【００３７】
[0040]  最適化の間、一定のエネルギー出力を取得することが試行されるが、これは常に可能ではなく、いくつかのケースでは出力エネルギーは所望されるよりも高くなる。このため、レーザシステムの光学機器への損傷を防ぐために、初期化及びセットアップシーケンスにおいてレーザが動作される場合、非常に低い平均パルス反復レートで動作し、結果として低出力電力が生じる。
【００３８】
[0041]  一実施形態において、セットアップシーケンス中、レーザは、後のシーケンス中に過度の電力が確実に送達されないようにガスが最適化されるまで、出力電力がレーザの最大所期出力よりかなり下であることを保証するために選択された様式で動作される。例えばセットアップシーケンスは、レーザがパルスをグループで発射するバーストモードではなく、レーザがパルスを連続して発射する連続モードを使用することができるが、これは必須ではない。６キロヘルツ（ｋＨｚ）のパルスレート、すなわち毎秒６０００パルスの連続モードで各々１０ミリジュール（ｍＪ）のパルスを発生させるように設計されたレーザは、６０ワットの最大所期出力を有するものとみなされるが、同じレートで各々１５ｍＪのパルスを発生させるレーザは、９０ワットを出力するように定格化される。いくつかのケースで、こうしたレーザはユーザがより高いパルスエネルギーを選択できるようにする。ユーザは推定上、より低いパルスレートも選択するが、レーザが６ｋＨｚレートのより高いパルスエネルギーで連続モードでの動作を開始する場合、レーザに損傷を与える可能性がある。
【００３９】
[0042]  本明細書に示される様々な値は、カリフォルニア州サンディエゴのＣｙｍｅｒ社からのあるＭＯＰＡレーザで使用されるものであるが、多くの他のレーザが同様の値を使用することに留意されたい。当業者であれば、本明細書で説明する原理を、他の製造業者からの、又は異なる動作値を有するエキシマレーザに適用することができるであろう。
【００４０】
[0043]  図２に戻ると、ステップ２０１で、初期化シーケンスに続いて１つ以上のセットアップシーケンスが低周波数で実行される。当業者であれば周知のように、初期化及びセットアップシーケンス２０１の目的は、ある設定に初期の既知の値を提供し、レーザシステムの所望の最適な性能を取得するために、それらの設定から最適化を進めることができることである。
【００４１】
[0044]  ＭＯＰＡレーザの場合、初期化は典型的にはエネルギー及び電圧ターゲットの決定を含み、任意選択で、ある警告の無効化を含むことができる。初期化及びセットアップシーケンスの低出力エネルギーは、通常の動作パラメータの枠外であり得、エネルギー出力におけるエラーの警告は無効化するか、又は代替として単に無視することができる。同様に、通常の動作の枠外にある波長及び帯域幅についての警告も、最適化プロセス中、無効化又は無視することができる。前述のように、初期化中、レーザは動作することができない。
【００４２】
[0045]  初期化に続き、１つ以上の後続のセットアップシーケンスは、アクチュエータを既知の位置に設定すること、及び、帯域幅アクチュエータの初期の既知の値、この場合はＭＰＯＰを提供することを追加する。セットアップシーケンス中、レーザは低電力で動作される。６ｋＨｚのパルスレートで各々１０ｍＪのパルスを生成することが可能な６０ワットレーザの示された例を使用する一実施形態において、セットアップシーケンスは、例えば２００Ｈｚで実行可能である。
【００４３】
[0046]  前述のように、初期化及びセットアップシーケンス中、システムの光学機器に損傷が与えられる可能性がないように出力電力が十分低いことを保証するために、２００Ｈｚのレートが選択される。セットアップシーケンスを１０ｍＪパルスの２００Ｈｚの連続パルスレートで実行すると、結果として２ワットの出力電力が生じることになる。これは、６０ワットの定格出力よりもかなり低く、たとえ初期に生成されるパルスが各々１０ｍＪよりも大きいエネルギーであっても、レーザの光学機器に損傷を与えることがないほど十分に低く、これは、たとえ可能な最低の動作電圧であっても、高圧力の再充填（電力増幅器内の最高動作圧力であるため、最適化中、ブリーディングのみが必要である）及び再充填後のレーザの高効率性に起因して生じ得る。当業者であれば、パルスレートは、最適化プロセスの対象である特定レーザのパラメータに応じて変更可能であることを理解されよう。第２のセットアップシーケンスが存在するいくつかの実施形態において、第２のセットアップシーケンスはより高いレートで実行可能であるが、このレートは依然としてレーザの公称動作電力よりも低い。
【００４４】
[0047]  セットアップシーケンス中、放電電圧Ｖが測定され、ターゲット放電電圧ＶＴＡＲＧＥＴと比較される。放電電圧が最小放電電圧ＶＴＡＲＧＥＴよりも低い場合、放電電圧がＶＴＡＲＧＥＴに等しいか又はＶＴＡＲＧＥＴよりも大きくなるまで、電力増幅器チャンバからガスがブリードされる。ガスブリードは連続様式で実行され得るか、又は、放電電圧が各増分後に安定圧力で確実に読み取ることができるように、段階的に増分されるように実行され得る。
【００４５】
[0048]  初期化及びセットアップが完了すると、ステップ２０２で、電力増幅器内のガスが最適化される。図３は、電力増幅器を最適化するためのシーケンス２０２の一実施形態のより詳細なステップを示すフローチャートである。
【００４６】
[0049]  ステップ３０１で、レーザはその公称電力で、すなわち、予想される出力電力と、レーザが典型的な顧客によって実際にどのように発射されるかの、両方を近似することが意図されるバーストパターンを用いて発射され、バーストパターンは、いくつかのケースにおいて、動作時に最良の性能を引き出すとレーザの製造業者が考えるパターンを表すことができる。
【００４７】
[0050]  バーストパターンは、典型的には、反復レート、バースト内のパルスの数、及びバースト間の時間という、３つのパラメータによって指定される。デフォルト設定はメモリ内に記憶可能であるが、主な最適化シーケンスのためのバーストパターンはレーザ製造業者又はユーザのいずれかによって選択可能であり、いったん選択されると最適化プロセス中は変更されない。例えば、６０ワットの最大所期出力に対して６ｋＨｚの最大レートで各々１０ｍＪのパルスを生成する上記のレーザのケースにおいて、バースト間が１００ｍｓｅｃの６ｋＨｚレートでバースト当たり６００パルスのバーストパターンを使用することができる。これは最大パルスレートの５０％のデューティサイクルを表すため、パルス当たり１０ｍＪでの電力出力は３０ワットとなる。
【００４８】
[0051]  次に、ステップ３０２で、レーザシステムの動作パラメータが測定される。これらは、マスタ発振器の出力エネルギーＥＭＯ、その出力エネルギーでレーザパルスを生成するために必要な放電電圧、出力ビームの帯域幅（再度、一般にＥ９５で）、及び電力増幅器レーザチャンバ内の圧力を含む。
【００４９】
[0052]  ステップ３０３で、帯域幅が所望の範囲内であるかどうかが判別される。帯域幅が所望の範囲内である場合、プロセスはステップ３０５に進み、帯域幅が所望の範囲内出ない場合、ステップ３０４で、ＬＮＭの拡大を変更し、帯域幅を所望の範囲内にするように、アクチュエータが調整される。
【００５０】
[0053]  ステップ３０５で、電力増幅器チャンバ内の圧力が最小値ＰＭＩＮより大きいか又は等しいかどうかが判別される。測定された圧力がＰＭＩＮよりも下である場合、ステップ３０６で、これが依然として最小圧力に合致するが、取得可能な最良の最適化であることを示す警告が、ユーザに対して発行され、ステップ３０９で、プロセスはマスタ発振器最適化シーケンスへと進む。
【００５１】
[0054]  圧力がＰＭＩＮに等しいか又はＰＭＩＮよりも上である場合、ステップ３０７で、出力エネルギーＥＭＯが最小値ＥＭＯＭＩＮよりも大きいか又は等しいかどうか、及び、放電電圧Ｖが最小値ＶＭＩＮよりも大きいか又は等しいかどうかが判別される。出力エネルギー及び放電電圧の両方が、それぞれの最小値に等しいか又はこれを超える場合、ステップ３０９で、プロセスは再度マスタ発振器最適化シーケンスに進む。
【００５２】
[0055]  ステップ３０７で、出力エネルギー又は電圧のいずれかがその所望の最小値よりも大きくない場合、ステップ３０８で、固定の増分だけ圧力を減少させるために、増幅器レーザチャンバガスがブリードされる。ガスのブリーディングによって圧力が減少し、これによって放電電圧及びＥＭＯが増加する。過渡を可能にするために数秒間、一実施形態では３秒間待機した後、プロセスはステップ３０２に戻り、示されたパラメータが再度測定される。再度ステップ３０７に到達した場合、ここでＥＭＯ及び放電電圧がそれらの所望の最小値よりも大きいか又は等しい（且つ、帯域幅は範囲内にあり、圧力は依然としてＰＭＩＮよりも大きい）場合、ステップ３０９で、プロセスは再度マスタ発振器最適化シーケンスに移動する。
【００５３】
[0056]  ＥＭＯ又は放電電圧のいずれかが依然としてその所望の最小値よりも低い場合、ステップ３０８が反復され、ガスが再度ブリードされ、プロセスは様々なパラメータの測定のために再度ステップ３０２に戻る。一実施形態において、ガスは毎回同じ増分だけブリードされ、他の実施形態では、ブリードの増分は、例えば以前のブリードの結果としての出力エネルギー及び／又は放電電圧の変化に基づいて、反復ごとに変更可能である。ステップ３０２から３０８は、ステップ３０９へと導く条件及びマスタ発振器最適化シーケンスのうちの１つが生じるまで、すなわち、圧力がＰＭＩＮより小さいか、又は圧力がＰＭＩＮより大きいか又は等しく、ＥＭＯ及び放電電圧がそれらの所望の最小値よりも大きいか又は等しくなるまで、反復される。
【００５４】
[0057]  図３に示される最適化プロセスは特定の順序で示されるステップを包含するが、実際にはいくつかのイベントは同時に発生可能であるか、又は時間的に重複することが可能であることに留意されたい。したがって例えばアクチュエータは、ガスがチャンバからブリードされているのと同時に、拡大を変更することができる。
【００５５】
[0058]  当業者であれば、ＬＮＭ内で光学素子を回転させるために、いくつかの実施形態においてステッパであり得るアクチュエータを使用して、レーザビームの拡大をどのように制御するかを理解されよう。Ｅ９５などの測定された帯域幅は、所望のターゲット帯域幅と比較される。非常に小さなエラーを除外して雑音を緩和するためにフィルタが使用され、結果として生じるエラー信号は、より長い期間、帯域幅がターゲット帯域幅と異なる場合、より大きな調整が実行されるように、経時的に増幅及び統合される。結果として生じる信号の大きさに基づき、アクチュエータは、レーザビームの拡大を変更し出力エネルギーの帯域幅を変えるためにＬＮＭを回転させ、前述のように、回転数が増加すると帯域幅は増加し、回転数が減少すると帯域幅は減少する。また前述のように、同様の結果を出すために他のタイプの帯域幅アクチュエータを使用することが可能である。
【００５６】
[0059]  一実施形態において、増幅器レーザチャンバからのガスのブリーディングは、実際の圧力降下の測定を試行することよりも、増幅器レーザチャンバ用の充填バルブを固定された期間開くことによって達成される。システムは、バルブを開いている期間のデフォルト値を提供するか、又はユーザが値を設定できるようにする。
【００５７】
[0060]  ＥＭＯＭＩＮ、ＶＭＩＮ、及びＰＭＩＮの値は、レーザが安全な動作パラメータ内にとどまることを保証するように設定される。レーザの物理特性は、最小安全放電電圧を指示し、電圧がその最小値を下回る場合は、レーザの出力エネルギーが高過ぎること、及び、出力エネルギーを下げるために放電電圧が引き下げられていることを示す。この条件は結果としてレーザに損傷を与える可能性があるため、放電電圧がこの最小値を下回った場合、レーザは典型的には自動的に遮断される。この放電電圧の値に達しないことを保証するために、ＶＭＩＮは、一実施形態ではおよそ５０ボルトだけ物理的限界よりも高く設定される。
【００５８】
[0061]  同様に、レーザの物理特性は、それを下回るとレーザが安全に動作しなくなる最小圧力も示す。したがってＰＭＩＮの値は、一実施形態ではおよそ１５キロパスカル（ｋＰａ）だけこの圧力より上にも設定される。この例では０．６秒であるブリード時間は、
ブリードが結果として１５ｋＰａ未満の圧力低下を生じさせるように設定されるため、ステップ３０３で圧力がＰＭＩＮより上になるように決定され、その後ブリードが発生した場合、圧力は依然としてレーザの安全な動作に必要な物理的限界より上になる。
【００５９】
[0062]  これとは対照的に、ＥＭＯＭＩＮの値は単に、それを下回るとレーザがその所期の目的、典型的には半導体ウェーハの処理に使用できなくなる、出力エネルギーレベルである。この値を下回ってもレーザに損傷は与えないが、有用でない条件で動作するようにレーザを最適化しても意味がない。
【００６０】
[0063]  一実施形態において、ＶＴＡＲＧＥＴ及びＰＭＩＮのデフォルト値、例えばＶＭＩＮには９１０ボルト、ＰＭＩＮには２２０ｋＰａ、及びＥＭＯＭＩＮには０．９ｍＪが存在する。他の実施形態において、ユーザはこれらのパラメータを変更することができる。
【００６１】
[0064]  ＶＴＡＲＧＥＴと同様に、当分野では、レーザの物理的限界によって定義される真の最大出力エネルギー及び最大放電電圧が存在することがよく知られている。動作中、フッ素が消費されるにつれて放電電圧が増加する傾向にある。したがって、レーザの動作を制限するＥＭＯＭＡＸ及びＶＭＡＸの値も存在する。これらの値は、動作中、電圧の上昇を可能にするために、レーザの物理的限界よりもかなり下になるように設定される。例えば、レーザは約１１５０ボルトの物理的限界を有し得、ＶＭＡＸはこれよりも１００ボルト下、すなわち１０５０ボルトに設定することができる一方で、前述のように、こうしたレーザのＶＴＡＲＧＥＴは約９１０ボルトであり得る。ＥＭＯＭＡＸの典型的な値は１．７ｍＪであり得る。
【００６２】
[0065]  したがって、出力エネルギーがＥＭＯＭＡＸを超えるか、又は電圧がＶＭＡＸを超える場合、現行のガス条件が最適化プロセスによって取得可能な最良の結果となるため、プロセスは終了するものとする。一実施形態において、マスタ発振器のエネルギー又は電圧のいずれかが高過ぎる旨の警告をユーザに対して発行することも可能であるため、ユーザは所望であればレーザチャンバ圧力の監視を続行することができる。
【００６３】
[0066]  図４は、マスタ発振器を最適化するためのシーケンス２０３の一実施形態のステップをより詳細に示すフローチャートである。
【００６４】
[0067]  マスタ発振器最適化シーケンスは、図３の電力増幅器最適化シーケンスとほぼ同一である。図４に示されるステップは本質的に図３に示されるステップと同じであり、マスタ発振器最適化シーケンスは、１つの相違点を除き、電力増幅器最適化シーケンスを参照しながら上記で説明した様式と同様に実行する。放電電圧の測定及び最小値との比較は、電力増幅器最適化シーケンスで既に実行されており、放電電圧はどちらのチャンバでも同じであるため、マスタ発振器最適化シーケンスではもはやこれらは実行されない。
【００６５】
[0068]  したがって、マスタ発振器最適化シーケンスの間、ある時点で帯域幅は所望の範囲内にあるはずであり、マスタ発振器エネルギーＥＭＯがＥＭＯＭＡＸに等しいか又はＥＭＯＭＡＸよりも小さく、圧力がＰＭＩＮに等しいか又はＰＭＩＮよりも大きいか、或いは、圧力がＰＭＩＮよりも下になるかの、いずれかである。これらの条件のいずれかが、マスタ発振器最適化シーケンスを終了させる。その後、プロセスはステップ４０９で記録シーケンスに進む。
【００６６】
[0069]  この時点で、電力増幅器レーザチャンバ内及びマスタ発振器レーザチャンバ内の両方のガスは、特有レーザの通常動作に対して最適であるとみなされ、通常動作は可能な最良の圧力条件で始動可能である。通常動作中の帯域幅に対する更なる調整は、ＭＰＯＰの値を変更することによって実行可能であり、その結果として、前述のように、帯域幅に対してアクチュエータよりも速い変化が生じることになる。ここでも、いくつかの実施形態において、ＭＰＯＰは最適化中、最適化の終わりにその範囲の両端に近過ぎない限り任意の値に設定可能であり、通常動作中にその範囲を過度に制限することはない。アクチュエータは通常動作中にも使用可能である。
【００６７】
[0070]  説明した最適化の結果として生じる最適なガス条件は、レーザの動作によるフッ素の消費を補償するための、チャンバ内へのフッ素含有ガスの後続の注入に適した基準を提供し、レーザが完全な再充填を必要とするまでにより長く動作できるようにするものである。こうした注入を実行する様々な方法は、当業者にとって周知である。
【００６８】
[0071]  実際に、本明細書で説明する自動化されたガス最適化プロセスは、レーザチャンバを再充填するために要する時間に約６分を追加する。自動化された再充填プロセスを用いる場合、従来技術の再充填に手動最適化を加えた１時間以上に比べて、再充填及び最適化全体が２６分以内に達成可能である。更に、本明細書の最適化プロセスは、自動化された再充填プロセスが非常に正確なフッ素濃度を生じさせる時に、結果として最良の可能な初期ガス条件を生じさせるものとする。
【００６９】
[0072]  ガス最適化プロセスの後に、図２のステップ２０４と同様に記録シーケンスが続き、ここで最適化プロセスの結果として生じる値及び設定を、後にシステムの性能を評価する際、又はその後の最適化プロセスの初期値を設定する際のいずれかで使用するために記録することが可能である。次に、図２のステップ２０５と同様に自動最適化後試験が続き、ここで、所望のパラメータ内で動作していること、及び、適切な予想される出力エネルギーを提供していることを保証するために、レーザシステムを試験することができる。記録シーケンス及び最適化後試験の両方をどのように実行するかは、当業者にとって周知である。
【００７０】
[0073]  電圧、マスタ発振器エネルギーなどの、ガス最適化後のレーザパラメータの最終値は、レーザの条件を決定する際に重要であるため、説明したシステム及び方法は有益な診断ツールでもあり得る。レーザの存続期間中、各ガス最適化の結果を追跡することで、レーザが経時的にどのように展開するかについての貴重な情報を提供することが可能であり、潜在的に将来のレーザの設計及び改良に役立てることができる。
【００７１】
[0074]  開示された方法及び装置は、上記でいくつかの実施形態を参照しながら説明してきた。当業者であれば、本開示に照らして他の実施形態が明らかとなろう。説明した方法及び装置の或る態様は、上記の実施形態で説明した以外の構成又はステップを使用して、或いは、上記で説明した以外の要素と共に、又はこれらに加えて、容易に実装可能である。
【００７２】
[0075]  例えば、当業者であれば、好ましい実施形態はマスタ発振器−電力増幅器マルチチャンバのエキシマ又は分子フッ素ガス放電レーザシステム（「ＭＯＰＡ」）であるが、システム及び方法は、マスタ発振器−電力発振器（「ＭＯＰＯ」）、電力発振器−電力増幅器（「ＰＯＰＡ」）、又は電力発振器−電力発振器（「ＰＯＰＯ」）構成などの、他の発振器／増幅器構成でも使用可能であることが予期されることを理解されよう。こうした構成の各々において、第１の発振器ステージの出力は、第２のステージが電力増幅器であるか電力発振器であるかに関わらず、第２のステージで何らかの様式で増幅されることも理解されよう。
【００７３】
[0076]  同様に、別段の指定がない限り、それとは反対に、本明細書又は添付の特許請求の範囲におけるマスタ発振器ステージ又はチャンバ（「ＭＯ」）、及び／又は、本明細書又は添付の特許請求の範囲における電力増幅器ステージ又はチャンバ（「ＰＡ」）への言及は、増幅のために任意の増幅器の第２のステージ又はチャンバ内に出力を供給する任意の発振器の第１のステージ又はチャンバをカバーするのに十分広義であるものとみなされ、発振器チャンバ又は発振器ステージという用語は、任意のこうした発振器ステージをカバーするのに十分広義であり、増幅器チャンバ又はステージという用語は、任意のこうした増幅器ステージをカバーするのに十分広義である。
【００７４】
[0077]  説明した方法及び装置は、プロセス、装置、又はシステムとしての実装を含む、多数の方法で実装可能であることを理解されたい。本明細書で説明する方法は、そうした方法を実行するようにプロセッサに命じるために、プログラム命令によって実装可能であり、そうした命令は、ハードディスクドライブ、フロッピーディスク、コンパクトディスク（ＣＤ）又はＤＶＤなどの光ディスク、フラッシュメモリなどの、コンピュータ可読記憶媒体上に記録される。方法は、所望であれば、ハードワイヤード論理に組み込むことも可能である。本明細書で説明する方法のステップの順序は変更可能であり、依然として本開示の範囲内にあることに留意されたい。
【００７５】
[0078]  実施形態に関するこれら及び他の変形は本開示によってカバーされるものと意図され、添付の特許請求の範囲によってのみ限定される。
【図１】
0006283767.tif 000002
【図２】
0006283767.tif 000003
【図３】
0006283767.tif 000004
【図４】
0006283767.tif 000005