(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
プリパルス及び主パルスを生成するシードレーザを有するＥＵＶ  ＬＬＰシステムの出力を制御する方法であって、
プリパルス及び主パルスを、それぞれプリパルス幅及び主パルス幅で生成するように前記シードレーザを動作させることと、
デューティサイクルが制御されたＲＦポンプレートを有する増幅器で前記主パルスを増幅し、エネルギーを有するＥＵＶ出力を生成するために、前記増幅されたパルスでターゲット材料を照射することと、
前記生成されたＥＵＶ出力エネルギーが所望のＥＵＶ出力エネルギーより高い場合は、前記主パルスを短縮し、前記ＥＵＶ出力エネルギーが前記所望のＥＵＶ出力エネルギーより低い場合は、前記主パルスを延長することによって、前記主パルスを調節することと、
前記主パルス幅が所望の範囲より長い場合は、前記デューティサイクルを増加させ、前記主パルス幅が前記所望の範囲より短い場合は、前記デューティサイクルを減少させることによって、前記デューティサイクルを調節することと、
を含む方法。
【請求項２】
前記デューティサイクルが増加した場合は、前記主パルス幅を短縮することと、
前記デューティサイクルが減少した場合は、前記主パルス幅を延長することと、をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記主パルスの前記パルス幅を調節することが、
前記主パルスを光スイッチに渡すことと、
各パルスの所望の幅のみが前記スイッチを通過できるように、前記スイッチが開く時間を調節することと、を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記光スイッチが、電気光学変調器である、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記電気光学変調器が、カドミウム−テルル結晶を含む、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記シードレーザの１つが、ＣＯ２レーザである、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記シードレーザの１つが、ＹＡＧレーザである、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記プリパルスを増幅することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記プリパルスを増幅することが、前記プリパルスに前記増幅器を通過させることを含む、請求項８記載の方法。
【請求項１０】
前記プリパルスを増幅することが、前記プリパルスに第２の増幅器を通過させることを含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１１】
プリパルス及び主パルスを、それぞれプリパルス幅及び主パルス幅で生成するシードレーザを有するＥＵＶ  ＬＬＰシステムの出力エネルギーを制御するシステムであって、
前記プリパルス及び主パルスを通過させ、自身を通過する各パルスの前記幅を判定するために、所望の時間で開閉することができる光スイッチと、
前記主パルスを増幅するデューティサイクルを有する増幅器と、
ＥＵＶ出力エネルギーが生成されるように、前記増幅されたパルスでターゲット材料を照射するターゲットチャンバと、
前記ＥＵＶ出力エネルギーを測定し、所望のＥＵＶ出力エネルギーと比較した前記ＥＵＶ出力エネルギーのレベルを示すセンサ信号を生成するセンサと、
前記センサ信号を受信し、第１のパルス幅信号を生成して、前記ＥＵＶ出力エネルギーが前記所望のエネルギーより高い場合は、次の前記主パルスの幅を短縮し、前記ＥＵＶ出力エネルギーが前記所望の出力エネルギーより低い場合は、次の前記主パルスの幅を延長するように前記光スイッチに命令し、許容可能な範囲と比較して前記主パルスの長さを示す第２のパルス幅信号を生成する、パルス幅コントローラと、
前記第２のパルス幅信号を受信し、前記主パルス幅が前記許容可能な範囲より長い場合は、前記デューティサイクルを増加させ、前記主パルス幅が前記許容可能な範囲より短い場合は、前記デューティサイクルを減少させる、デューティサイクルコントローラと、
を備える、システム。
【請求項１２】
前記光スイッチが、電気光学変調器である、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１３】
前記電気光学変調器が、カドミウム−テルル結晶を含む、請求項１２に記載のシステム。
【請求項１４】
前記シードレーザの１つが、ＣＯ２レーザである、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１５】
前記シードレーザの１つが、ＹＡＧレーザである、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１６】
前記増幅器が、前記プリパルスも増幅する、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１７】
前記プリパルスを増幅する第２の増幅器をさらに備える、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１８】
自身に具現されたプログラムを有する非一時的コンピュータ可読媒体であって、前記プログラムが、プリパルス及び主パルスを生成するシードレーザを有するＥＵＶ  ＬＬＰシステムの出力を制御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であり、前記方法が、
プリパルス及び主パルスを、それぞれプリパルス幅及び主パルス幅で生成するために、前記シードレーザを動作させることと、
デューティサイクルが制御されたＲＦポンプレートを有する増幅器で前記主パルスを増幅し、エネルギーを有するＥＵＶ出力を生成するために、前記増幅されたパルスでターゲット材料を照射することと、
前記生成したＥＵＶ出力エネルギーが所望のＥＵＶ出力エネルギーより高い場合は、前記主パルスを短縮し、前記ＥＵＶ出力エネルギーが前記所望のＥＵＶ出力エネルギーより低い場合は、前記主パルス幅を延長することによって、前記主パルス幅を調節することと、
前記主パルス幅が所望の範囲より長い場合は、前記デューティサイクルを増加させ、前記主パルス幅が前記所望の範囲より短い場合は、前記デューティサイクルを減少させることによって、前記デューティサイクルを調節することと、を含む媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
[001]  本発明は一般に、レーザ生成のプラズマ極端紫外線光源に関する。より詳細には、本発明はこのような光源としてシードレーザを使用するシステム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
[002]  半導体産業は、小型化の一途を辿る集積回路の寸法を印刷することができるリソグラフィテクノロジーを開発し続けている。極端紫外線（「ＥＵＶ」）光（場合によっては軟Ｘ線とも呼ばれる）は通常、１０〜１２０ナノメートル（ｎｍ）の波長を有する電磁放射と定義される。ＥＵＶリソグラフィは現在、一般的に１０〜１４ｎｍの範囲の波長のＥＵＶ光を含むと見なされ、シリコンウェーハなどの基板の極めて小さい形態、例えば３２ｎｍ未満の形態を生成するために使用される。商業的に有用になるためには、これらのシステムは信頼性が高く、費用対効果が高くスループット及び妥当なプロセス寛容度を提供することが望ましい。
【０００３】
[003]  ＥＵＶ光を生成する方法には、ＥＵＶ範囲に１つ以上の輝線がある１つ以上の元素、例えばキセノン、リチウム、スズ、インジウム、アンチモン、テルル、アルミニウムなどを有する材料をプラズマ状態に変換することを含むが、それらに限定されず、多くの場合レーザ生成プラズマ（「ＬＰＰ」）と呼ばれるこのような方法の１つでは、所望の輝線放射元素を有する材料の小滴、流れ又はクラスタなどのターゲット材料に、照射サイトにてレーザビームを照射することによって、必要なプラズマを生成することができる。輝線放射元素は純粋な形態又は合金形態、例えば所望の温度では液体であるか、液体などの他の材料と混合するか、又はそれを分散させることができる合金とすることができる。
【０００４】
[004]  幾つかの先行技術のＬＰＰシステムでは、小滴流中の小滴に別個のレーザパルスを照射して、各小滴からプラズマを形成する。あるいは、各小滴を順次複数の光パルスで照明する幾つかの先行技術のシステムが開示されている。場合によっては、各小滴をいわゆる「プリパルス」に曝露して、ターゲット材料を加熱、膨張、気化、蒸発、及び／又はイオン化する、及び／又は弱いプラズマを発生し、その後にいわゆる「主パルス」が強力なプラズマを発生し、プリパルスに影響された材料の大部分又は全部をプラズマに変換し、それによってＥＵＶ光放出を生成することができる。複数のプリパルスを使用することができ、複数の主パルスを使用することができ、プリパルス及び主パルスの機能がある程度重複してもよいことが認識される。
【０００５】
[005]  ＬＰＰシステムのＥＵＶ出力パワーは一般的に、ターゲット材料を照射するドライブレーザのパワーに比例するので、場合によっては、比較的低パワーの発振器、又は「シードレーザ」を含む構成、及びシードレーザからのパルスを増幅する１つ以上の増幅器を使用することが望ましいと見なすこともできる。大型増幅器を使用すると、低パワーで安定したシードレーザを使用することができ、それでもＬＰＰプロセスで使用される比較的高いパワーのパルスが提供される。
【０００６】
[006]  当技術分野で現在知られ、使用されているシステムは通常、理想的な条件で最大量のＥＵＶエネルギーを生成すると予想される主パルスの固定パルス幅を設定する。次に、増幅器に印加されるドライブレーザＲＦポンプパワーをＲＦ発生器により調節し、これはパルス幅変調（ＰＷＭ）を使用してデューティサイクル（ＲＦパワーを発生する運転時間の分数）を調節し、最大量又は所望の量のＥＵＶエネルギーを得る。
【０００７】
[007]  この方法には幾つかの制限がある。第一に、システムの動作と比較して、相対的に低速である。レーザパワーは、１つのパルスから次のパルスへと少量しか変更できず、次にデューティサイクルを変更した場合、システムには通常、出力を変更する幾つかのパルスを要する。
【０００８】
[008]  さらに、主パルス及びプリパルスは一般的に同じ増幅器を通る。何故なら、パルス毎に別個の増幅器のセットを設けることは、通常、非常に費用が高いと見なされるからである。両方のパルスが同じ増幅器によって増幅される場合、デューティサイクルを変更することによって達成される利得の変化があればすべて、両方のパルスに影響する。しかしながら、ターゲット小滴の膨張及び軌道の両方に対して所望の効果を生成するために、プリパルスを最適化することが一般的である場合は、デューティサイクルを変更するとプリパルスのエネルギーも変化し、システムの性能に悪影響を及ぼすことがある。したがって、可能であれば一定のプリパルスエネルギーを維持し、主パルスのみを調節するという安定性をターゲットとすることが好ましい。
【０００９】
[009]  したがって、デューティサイクルを調節し、デューティサイクルの調節を可能な限り小さくするよりも、このようなＥＵＶ光源のＥＵＶ出力エネルギーを迅速に調節することができ、また、プリパルスのエネルギーを調節することもなく主パルスのエネルギーを調節できることも望ましい。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
[0010]  本明細書では、ＥＵＶシステムの出力エネルギーを制御するために、シードレーザの主パルスのパルス幅を調節するシステム及び方法が開示される。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
[0011]  一実施形態は、プリパルス及び主パルスを生成するシードレーザを有するＥＵＶ  ＬＬＰシステムの出力を制御する方法であって、プリパルス及び主パルスを、それぞれプリパルス幅及び主パルス幅で生成するようにシードレーザを動作させることと、デューティサイクルが制御されたＲＦポンプレートを有する増幅器で主パルスを増幅し、エネルギーを有するＥＵＶ出力を生成するために、増幅されたパルスでターゲット材料を照射することと、生成されたＥＵＶ出力エネルギーが所望のＥＵＶ出力エネルギーより高い場合は、主パルスを短縮し、ＥＵＶエネルギーが所望のＥＵＶ出力エネルギーより低い場合は、主パルスを延長することによって、主パルスを調節することと、主パルス幅が所望の範囲より長い場合は、デューティサイクルを増加させ、主パルス幅が所望の範囲より短い場合は、デューティサイクルを減少させることによって、デューティサイクルを調節することと、を含む方法について述べる。
【００１２】
[0012]  別の実施形態は、プリパルス及び主パルスを、それぞれプリパルス幅及び主パルス幅で生成するシードレーザを有するＥＵＶ  ＬＬＰシステムの出力エネルギーを制御するシステムであって、プリパルス及び主パルスを通過させ、自身を通過する各パルスの幅を判定するために、所望の時間で開閉することができる光スイッチと、主パルスを増幅するデューティサイクルを有する増幅器と、ＥＵＶ出力エネルギーが生成されるように、増幅されたパルスでターゲット材料を照射するターゲットチャンバと、ＥＵＶ出力エネルギーを測定し、所望のＥＵＶ出力エネルギーと比較したＥＵＶ出力エネルギーのレベルを示すセンサ信号を生成するセンサと、パルス幅コントローラであって、センサ信号を受信し、第１のパルス幅信号を生成して、ＥＵＶ出力エネルギーが所望のエネルギーより高い場合は、次の主パルスの幅を短縮し、ＥＵＶエネルギーが所望の出力エネルギーより低い場合は、次の主パルスの幅を延長するように光スイッチに命令し、許容可能な範囲と比較して主パルスの長さを示す第２のパルス幅信号を生成するパルス幅コントローラと、第２のパルス幅信号を受信し、主パルス幅が許容可能な範囲より長い場合は、デューティサイクルを増加させ、主パルス幅が許容可能な範囲より短い場合は、デューティサイクルを減少させるデューティサイクルコントローラと、を備えるシステムについて述べる。
【００１３】
[0013]  さらに別の実施形態は、自身に具現されたプログラムを有する非過渡的コンピュータ可読媒体であって、プログラムが、プリパルス及び主パルスを生成するシードレーザを有するＥＵＶ  ＬＬＰシステムの出力を制御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であり、方法が、プリパルス及び主パルスを、それぞれプリパルス幅及び主パルス幅で生成するために、シードレーザを動作させることと、デューティサイクルが制御されたＲＦポンプレートを有する増幅器で主パルスを増幅し、エネルギーを有するＥＵＶ出力を生成するために、増幅されたパルスでターゲット材料を照射することと、生成したＥＵＶ出力エネルギーが所望のＥＵＶ出力エネルギーより高い場合は、主パルスを短縮し、ＥＵＶエネルギーが所望のＥＵＶ出力エネルギーより低い場合は、主パルス幅を延長することによって、主パルス幅を調節することと、主パルス幅が所望の範囲より長い場合は、デューティサイクルを増加させ、主パルス幅が所望の範囲より短い場合は、デューティサイクルを減少させることによって、デューティサイクルを調節することと、を含む媒体について述べる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】[0014]先行技術で知られている通りのＬＰＰ  ＥＵＶシステムの実施形態のコンポーネントのうち幾つかの図である。
【図２】[0015]ＣＯ２シードレーザからのサンプル主レーザパルスのグラフである。
【図３】[0016]一実施形態のシードレーザとの関連で使用することができる１タイプの電気光学変調器（ＥＯＭ）の線図である。
【図４】[0017]図２に示すような主レーザパルスの結果であるＥＵＶ出力のグラフである。
【図５】[0018]一実施形態でＥＵＶシステムの出力エネルギーを調節するためにシードレーザの主パルスのパルス幅及びシードレーザのデューティサイクルを調節するシステムの簡略化したブロック図である。
【図６】[0019]一実施形態で特定の動作パラメータにおけるシステムのＥＵＶ出力のグラフである。
【図７】[0020]一実施形態による動作パラメータの調節を示すシステムのＥＵＶ出力のグラフである。
【図８】[0021]別の実施形態による動作パラメータの調節を示すシステムのＥＵＶ出力のグラフである。
【図９】[0022]一実施形態によるＥＵＶシステムでシードレーザの動作パラメータを調節する方法の流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
[0023]  本出願は、ＥＵＶ  ＬＰＰシステムの出力エネルギーを制御するためにシードレーザの主パルスのパルス幅を調節するシステム及び方法について述べる。
【００１６】
[0024]  一実施形態では、主パルスのパルス幅の許容可能な範囲が識別され、シードレーザはその範囲内のターゲット幅にて主パルスを発生し始める。次に、その後の主パルスのパルス幅を調節して、ＥＵＶ出力エネルギーを所望の範囲内に維持する。主パルスのパルス幅がターゲット幅から離れすぎていると見なされるか、又は許容可能な範囲の外側である場合、レーザ増幅器のＲＦパワーのデューティサイクルは、主パルスの幅を許容可能な範囲に復帰できるように調節される。
【００１７】
[0025]  図１は、ＬＰＰ  ＥＵＶ光源１０の一実施形態のコンポーネントのうち幾つかを簡略化した略図である。図１に示すように、ＥＵＶ光源１０は、レーザパルスのビームを発生し、自身からチャンバ１４まで１つ以上のビーム路に沿ってビームを送出して、照射領域１６にある小滴などの個々のターゲットを照明するレーザ源１２を含む。
【００１８】
[0026]  これも図１に示すように、ＥＵＶ光源１０はまた、ターゲット材料デリバリシステム２６を含むことができ、これは例えばターゲット材料の小滴をチャンバ１４の内部に、さらに照射領域１６へと送出し、ここで小滴は１つ以上のレーザパルスと相互作用して、最終的にプラズマを生成し、ＥＵＶ放射を発生する。様々なターゲット材料デリバリシステムが先行技術で提示されており、その相対的な利点は当業者にとって明白である。
【００１９】
[0027]  以上のように、ターゲット材料はＥＵＶ放射元素であり、これはスズ、リチウム、キセノン又はその組み合わせを含む材料を含むことができるが、必ずしもそれらに限定されない。ターゲット材料は液体小滴の形態でよく、あるいは液体小滴に含有される固体粒子でもよい。例えば、元素スズは、純スズとして、ＳｎＢｒ４、ＳｎＢｒ２、ＳｎＨ４などのスズ化合物として、例えばスズ−ガリウム合金、スズ−インジウム合金、又はスズ−インジウム−ガリウム合金などのスズ合金、又はその組み合わせとして、ターゲット材料として提示することができる。使用される材料に応じて、ターゲット材料は、室温又は室温付近（例えばスズ合金又はＳｎＢｒ４）、室温より高い温度（例えば純スズ）、又は室温より低い温度（例えばＳｎＨ４）を含む様々な温度で、照射領域１６に提示することができる。場合によっては、これらの化合物はＳｎＢｒ４のように比較的揮発性であってもよい。スズ以外のＥＵＶ放射元素の同様の合金及び化合物、及びこのような材料及び上述したものの相対的利点は当業者には明白である。
【００２０】
[0028]  図１に戻ると、ＥＵＶ光源１０はまた、長球面（すなわち、主軸を中心に回転した長円）の形態で反射面を有する近垂直入射集光ミラーなどの光学要素１８を含むことができ、したがって光学要素１８は、照射領域１６内又はその付近の第１の焦点、及びいわゆる中間領域２０にある第２の焦点を有し、ＥＵＶ光は、ＥＵＶ光源１０から出力し、集積回路リソグラフィツール（図示せず）などのＥＵＶ光を利用するデバイスに入力することができる。図１に示すように、光学要素１８は、レーザ源１２によって発生したレーザ光パルスが通過でき、照射領域１６に到達できるようにするアパーチャを設けて形成される。
【００２１】
[0029]  光学要素１８は、ＥＵＶ光を集め、その後にＥＵＶ光を利用するデバイスへと送出するために、それを中間領域２０に誘導するのに適切な表面を有していなければならない。例えば、光学要素１８は、モリブデンとシリコンの交互の層、及び場合によっては１つ以上の高温拡散バリア層、平滑層、キャッピング層及び／又はエッチング停止層を有する段階的多層コーティングを有することがある。
【００２２】
[0030]  長球面ミラー以外の光学要素を光学要素１８として使用してよいことが、当業者には認識される。例えば、光学要素１８は代替的に、その長軸を中心に回転するパラボラとするか、輪形断面を有するビームを中間位置へと送出するように構成することができる。他の実施形態では、光学要素１８は、本明細書で述べるもの以外の、又はそれに加えてコーティング及び層を利用することができる。当業者であれば、特定の状況で光学要素１８の適切な形状及び組成を選択することができる。
【００２３】
[0031]  図１に示すように、ＥＵＶ光源１０は、レーザビームを照射サイトの焦点へと合焦させる１つ以上の光学要素を含む合焦ユニット２２を含むことができる。ＥＵＶ光源１０はまた、レーザビームの拡張、操作及び／又は成形する、及び／又はレーザパルスを成形するために、レーザ源１２と合焦ユニット２２の間に１つ以上の光学要素を有するビーム調整ユニット２４も含むことができる。様々な合焦ユニット及びビーム調整ユニットが当技術分野で知られており、当業者であれば適切に選択することができる。
【００２４】
[0032]  上述したように、場合によってはレーザ源１２がシードレーザ及び１つ以上の増幅器を備える。シードレーザはレーザパルスを発生し、これが次に増幅されてレーザビームになり、照射サイト１６にてターゲット材料を照射して、ＥＵＶ放射を生成するプラズマを形成する。
【００２５】
[0033]  当業者であれば、幾つかのタイプのシードレーザを使用してプリパルス及び主パルスを発生できることが認識される。例えば、伝統的に「主発振器パワー増幅器」（「ＭＯＰＡ」）構成として知られている従来のデュアルチャンバ横断流レーザ源を使用することができる。あるいは、高速軸流レーザとして知られる、これより新しいタイプのレーザを使用することができる。単一のレーザ源でプリパルスと主パルスの両方を生成することができる。あるいは、一般的にＭＯＰＡ＋ＰＰレーザとして知られている別個のシードレーザを使用してプリパルス及び主パルスを生成することができる。
【００２６】
[0034]  ＥＵＶシステムの幾つかの実施形態で一般的に使用される１タイプのシードレーザはＣＯ２レーザであり、他の実施形態はＹＡＧ（イットリウム−アルミニウム−ガーネット）レーザを使用することができる。２つのシードレーザがある場合、それは異なるタイプとすることができる。しかしながら、例えばＹＡＧレーザはＣＯ２レーザとは別個の増幅器又は増幅器チェーンを必要とする。当業者は、ＣＯ２及びＹＡＧレーザではないタイプのレーザがあり、ＭＯＰＡ及びＭＯＰＡ＋ＰＰレーザ以外の他の構成があることを認識し、所望の用途にどちらのタイプ及び構成のレーザが適切であるか判定することができる。
【００２７】
[0035]  図２は、増幅器を通過した後のＣＯ２ドライブレーザからの典型的な主レーザパルスのグラフであり、曲線２０１は、ある時間にわたるパルスの強度を示す。最初のピーク後に強度が急落していることが分かる。これはパルスが増幅器を通過したことの典型である。何故なら、パルスの前縁が増幅器を飽和させ、通過すると、利得の大部分を使用するからである。図示のようなパルス幅は、（ｘ軸の約８０ｎｓにある）前縁から（ｘ軸の約３３０ｎｓにある）後縁まで約２５０ナノ秒（ｎｓ）である。これは、一般的に１００〜３００ｎｓの範囲である従来のＭＯＰＡ構成の主パルスの典型であり、ＭＯＰＡ＋ＰＰ構成の典型的な主パルスより長い。この構成では現在、１００ｎｓに近い主パルスが使用されている。プリパルスは通常、５０〜１５０ｎｓの範囲であり、現在は３０〜７０ｎｓであることがある。主パルスとプリパルスは両方とも、継続時間が短くなると予想され、ピコ秒の単位で測定される範囲に入ることさえある。
【００２８】
[0036]  上述のように、先行技術では、シードレーザからのＱスイッチパルスより短いパルス幅が通常、事前に選択される。これは例えば、電気光学変調器（ＥＯＭ）などの光学スイッチにパルスを通すことによって達成することができ、これは図１のビーム調整ユニット２４内に配置することができ、パルスを短くするシャッターとして作用し、パルスの前縁が通過できるように開き、次に閉じて所望の点でパルスの後縁を遮断する。
【００２９】
[0037]  図３は、２つの電極３０４及び３０６に挟まれた結晶３０２で構成された１タイプのこのようなＥＯＭ３００の線図である。このような結晶に使用することができる１つの材料は、テルル化カドミウム（ＣｄＴｅ）であり、ＥＯＭに使用する材料が他にもある。
【００３０】
[0038]  高電圧ＨＶ（約５，０００ボルト、又は５キロボルト又はｋＶ）を電極３０４及び３０６に印加すると、結晶３０２の光軸に平行である電界が生成され、それによって結晶を通過する光が偏光し、９０°回転する。
【００３１】
[0039]  偏光器Ｐ１及びＰ２がＥＯＭ３００のどちらかの側に配置され、偏光器Ｐ１とＰ２は「交差」している。すなわち、偏光器を通過する光の方向が相互に対して９０°回転している。したがって、ＥＯＭ３００がない状態で、偏光器Ｐ１を通過するように配向されたレーザパルス３０８は、偏光器Ｐ１の方向に対して偏光器Ｐ２の方向が９０°変化しているので、偏光器Ｐ２を通過しない。
【００３２】
[0040]  ＥＯＭ３００に電圧を印加すると、偏光器Ｐ１を通過しているパルス３０８の方向が、結晶３０２を通過することによって変更されず、したがって偏光器３０２を通過しない。しかしながら、ＥＯＭ３００に電圧ＨＶを印加すると、パルス３０８は結晶３０２を通過すると、その方向が９０°回転し、したがって偏光器Ｐ２を通過する。
【００３３】
[0041]  電圧を印加した場合、ＣｄＴｅ結晶を使用するＥＯＭは、「オフ」（通過する光の方向を変化させず、したがってパルス３０８が偏光器Ｐ１及びＰ２を通過することが防止される）から「オン」（偏光器Ｐ１を通過した後にパルス３０８の方向転換が生じ、したがって偏光器Ｐ２も通過することができ、パルス３１０になる）に、又は「オン」から「オフ」に約３．５ｎｓで切り換わることができる。したがって、このようなＥＯＭを使用し、電圧を印加して、パルスの前縁が到着する前にＥＯＭを「オン」にし、次に適切な時間で印加電圧を除去することによってＥＯＭを「オフ」にすることによって、通過するレーザのパルスを短くすることができる。
【００３４】
[0042]  実際、これは上述したように、先行技術のシステムがパルス３０８などのレーザパルスを図３に示すような全幅からパルス３１０などの所定の長さのパルスへと短縮する一般的な方法である。しかしながら、そればかりでなく、このようなＥＯＭは、所望に応じて個々の各パルスの幅を変化させるのに十分な高速で動作する。
【００３５】
[0043]  単一のシードレーザがプリパルスと主パルスの両方を生成する場合、プリパルスがＥＯＭも、及び同じ増幅器を通過できることも分かる。主パルスと次のプリパルスとの間の間隔は通常、１５〜２０マイクロ秒（μｓ）程度であるので、上述のようなＥＯＭの典型的な切り換え時間を考慮すれば、ＥＯＭを必要に応じてオン又はオフにし、したがってプリパルスに影響せずに主パルスの幅を調節するのみで、十分な時間がある。
【００３６】
[0044]  プリパルスと主パルスに別個のシードレーザがある実施形態では、シードレーザ毎に１つで、２つのＥＯＭがあり、その結果のビームがＥＯＭと増幅器の間で組み合わせられることが好ましいことがある。このような実施形態は、幾つかの点でさらに簡略化することができる。何故なら、シードレーザの波長が異なってよく、プリパルスと対応するプリパルスとの間の間隔が通常、主パルスと次のプリパルスの間の時間より大幅に短いからである。あるいは、幾つかの実施形態では、プリパルスはＥＯＭ又は増幅器が通過しないことがある、又は主パルスに使用されるものとは異なる増幅器を通過することがある。
【００３７】
[0045]  図４は、約１２０ｎｓに制限されているパルス幅を有するＭＯＰＡ＋ＰＰシードレーザからのパルスから入手することができるＥＵＶ出力のグラフであり、パルス幅は先行技術で選択されることがある。曲線４０２は、各時点で生成されたＥＵＶ信号を示し、曲線４０４は、パルスの開始から累積したＥＵＶエネルギーを示す。
【００３８】
[0046]  図４では、ＥＵＶエネルギーの生成率がレーザパルスを通して均一ではなく、パルスの最後付近で減少することが分かる。したがって、曲線４０２は、パルスの早期の方が多くのＥＵＶエネルギーが生成され、その後に減少することを示す。これはプラズマ分散によるものであり、ターゲット材料の大部分が蒸発していると考えられる。曲線４０４は同様に、累積エネルギーがパルスの早期の方が急速に増加し、次にパルスの最後に向かって横ばい状態になることを示す。
【００３９】
[0047]  曲線４０４は、約５０ｎｓ〜１１０ｎｓの期間でほぼ線形に増加することを示し、この期間中にほぼ一定のＥＵＶ生成率を示すことが分かる。この理由から、パルスが１２０ｎｓからわずか５０ｎｓへとさらに短縮する結果、累積した生成ＥＵＶエネルギーの減少が、パルス幅の減少にほぼ比例する。これによって、シードレーザからのパルスの幅を制御することにより、ＥＵＶ累積エネルギー、すなわち、「収量」をある範囲内で制御することができる。以上のように、先行技術のデューティサイクル制御の場合のように、複数のパルスを実行することを必要とせず、パルスからパルスへとパルス幅の制御を迅速に実行することができる。
【００４０】
[0048]  しかしながら、当業者に明白であるように、ＥＵＶ収量は、増幅されたシードレーザパルスによってターゲット材料に与えられるパワーにも依存し、次にこれはレーザ増幅器のＲＦデューティサイクルに依存する。図４に示すように、パルスから入手される最大累積ＥＵＶさえ所望の量より少ないこともあり得る。さらに、ＥＵＶ出力との相関が図４に示すようにほぼ線形である範囲（「線形範囲」）内に、パルス幅を維持することが望ましい。したがって、パルス幅のより高速の制御と、先行技術のデューティサイクルのより低速の制御とを組み合わせることが望ましい。
【００４１】
[0049]  図５は、ＥＵＶ出力を調節するためにＲＦ（デューティサイクル）制御とパルス幅制御との両方を使用するシステム５００の簡略化したブロック図である。シードレーザ５０２は、レーザ増幅器５０４によって増幅されるパルスを生成する。パルス発生は、以上のように各パルスの幅を決定するパルス幅コントローラ５０６、及び先行技術のようにレーザ増幅器５０４のデューティサイクルを決定するＲＦコントローラ５０８によって制御される。パルスは増幅されて、ターゲットチャンバ５１０へと渡され、そこでターゲット材料を照射して、上述のようにプラズマを生成する。
【００４２】
[0050]  システムは、主パルスの予め選択された初期デューティサイクル及びターゲットパルス幅、並びに許容可能な範囲のパルス幅で動作を開始し、当業者であれば、許容可能と見なされるものを決定することができるが、通常、許容可能な範囲は図４に示すような線形範囲と同様である可能性が高いと考えられる。ターゲットパルス幅は、十分に線形範囲内にあることが好ましく、実際のパルス幅は、パルス幅コントローラ５０６がパルス毎に調節を実行すると、ターゲットパルス幅の周囲で変動する。初期デューティサイクルは、所望のＥＵＶターゲット出力を達成するように推定され、この出力は、例えば使用者が選択することができる。
【００４３】
[0051]  プリパルスもターゲット幅を有することができ、これは主パルスのターゲット幅と同じである必要はない。さらに、上述のように、主パルスが到着する前にターゲット材料に与える効果について、プリパルスを最適化することが望ましい。したがって、プリパルスのエネルギーを一定に維持することが好ましくなると予想される。
【００４４】
[0052]  システムが動作を開始すると、レーザは初期デューティサイクル及びターゲットパルス幅で始まり、図１にさらに詳細に示すように、シードレーザパルスが増幅されて、ターゲットチャンバ５１０内のターゲット材料を照射する。次に、ターゲットチャンバ５１０からのＥＵＶ出力がセンサ５１２によって測定され、コンパレータ５１４によってＥＵＶターゲット出力と比較されて、その結果がパルス幅コントローラ５０６にフィードバックされる。ＥＵＶ出力が低すぎる場合は、パルス幅コントローラ５０６が次の主パルスの幅をその範囲（この場合も、図４の曲線４０４の線形部分）内に増加させ、ＥＵＶ出力が高すぎる場合は、パルス幅コントローラ５０６が逆に次の主パルスの幅を再びその範囲内に短縮して、プロセスが繰り返され、したがって幅がパルス毎に調節された主パルスのストリングを発生する。
【００４５】
[0053]  しかしながら、この方法で、主パルスのパルス幅をパルス毎に調節して、ＥＵＶ出力を所望のレベルに維持することによって、ＥＵＶ出力が所望のレベルに到達できる場合でも、パルス幅はターゲットパルス幅を中心としないことがあるか、又は許容可能な範囲内に留まらないことがある。さらに、パルス幅がそれぞれ許容可能な範囲の最短値又は最長値に調節されている場合でも、ＥＵＶ出力レベルは高すぎる又は低すぎるままである場合がある。
【００４６】
[0054]  これらの問題を補正するために、パルス幅コントローラ５０６の出力はコンパレータ５１６にも供給することができ、これがパルス幅コントローラ５０６によって判定されたパルス幅をターゲットパルス幅と比較する。この比較の結果をＲＦコントローラ５０８に供給する。主パルスのパルス幅が許容可能な範囲内である場合は、デューティサイクルの調節が不要であり、ＲＦコントローラ５０８は初期デューティサイクルでレーザ増幅器５０４を運転し続ける。
【００４７】
[0055]  しかしながら、パルス幅コントローラ５０６の出力により、パルス幅が許容可能な範囲内にない、又はＥＵＶ出力が高すぎる、又は低すぎることが示された場合、ＲＦコントローラ５０８はデューティサイクルを変更して、ＥＵＶ出力を変化させる。ＲＦコントローラ５０８は、ＥＵＶ出力が低すぎる、又は主パルス幅が長すぎる場合は、デューティサイクルを増加させる、あるいはＥＵＶ出力が高すぎる、又は主パルス幅が短すぎる場合は、デューティサイクルを減少させる。
【００４８】
[0056]  上述のように、デューティサイクルをそのように変化させるには、通常、数パルスを要する。デューティサイクルが、それ故、ＥＵＶ出力が変化すると、パルス幅コントローラ５０６はＥＵＶ出力のフィードバックを受信し続け、ＥＵＶ出力がデューティサイクルの変化に応答して移動すると、パルス幅コントローラ５０６は、ＥＵＶ出力を許容可能な範囲に戻すために主パルスの幅を調節し続ける。
【００４９】
[0057]  したがって、パルス幅コントローラ５０６の出力によってＲＦコントローラ５０８がデューティサイクルを増加させた場合、デューティサイクルが増加すると、パルス幅コントローラ５０６は、主パルス幅が再び許容可能な範囲内になるまで、主パルス幅を短縮する。逆に、パルス幅コントローラ５０６の出力によってＲＦコントローラ５０８がデューティサイクルを減少させた場合、デューティサイクルが減少すると、パルス幅コントローラ５０６は、主パルス幅が許容可能な範囲内になるまでそれを長くする。
【００５０】
[0058]  この方法で、パルス幅コントローラ５０６は主パルス幅を高速でパルス毎に調節して、ＥＵＶ出力を、少なくともその範囲によって許容される限り所望の値に維持する。主パルス幅が許容可能な範囲内にない場合、パルス幅コントローラ５０６の出力によって、低速化したＲＦコントローラ５０８が必要に応じてデューティサイクルを調節し、パルス幅コントローラ５０６がＥＵＶ出力を所望の値に維持しながら、パルス幅を許容可能な範囲内に維持できるようにする。
【００５１】
[0059]  上述したように、デューティサイクルを調節すると、プリパルスと主パルスが同じ増幅器を通過する場合、プリパルスのエネルギー並びに主パルスのエネルギーが変化する。しかしながら、パルス幅コントローラが、デューティサイクルを変化させる前に主パルスのパルス幅を許容可能な範囲内で変更できることにより、プリパルスのエネルギー変化が最小になる。さらに、この場合も、デューティサイクルの変化の発生がさらに遅くなり、したがってプリパルスのエネルギーを変更するために他の補償を可能にすることができる。
【００５２】
[0060]  このような動作のシミュレーションが実行されており、グラフで示すことができる。図６は、一実施形態のシステムのモデル化したＥＵＶ出力のグラフを示す。ここでは、所望のパルス幅が、約９０ｎｓで線形範囲のほぼ中央になるように選択されている。この場合、ＲＦコントローラ５０８は、シードレーザ５０２が線６０２で示すように、０．８５の一定のデューティサイクルを生成するように設定される。所望のＥＵＶ出力（「パルスＥＵＶ」）は１．５である。
【００５３】
[0061]  曲線６０４から、システムが所望の出力を生成していることが分かる。すなわち、ＥＵＶ出力は約１．５を中心とし、いずれの方向にも変動が０．５未満である。しかしながら、曲線６０６で示すように、パルス幅は約９０ｎｓを中心とせず、約６５〜７０ｎｓを中心とし、したがって線形範囲から外れるか、又はそれに近いことがある。
【００５４】
[0062]  図７は、一実施形態でこの問題を解決できる方法を示す。この場合、ＥＵＶ生成システムは図６で上述したものと同じパラメータで開始する。しかしながら、一定のデューティサイクルではなく、ＲＦコントローラ（例えば図５のＲＦコントローラ５０８）はパルス幅に関するフィードバックを受信し、上述したようにデューティサイクルを変化させることができる。
【００５５】
[0063]  曲線７０２はシードレーザのデューティサイクルを示し、これは図６の例で使用したものと同じ０．８５の値で開始する（始動がｘ軸の０パルスで生じる）。曲線７０４は、システムが同様に１．５±０．５という所望のＥＵＶ出力を生成していることを示し、曲線７０６は、パルス幅が最初に所望の９０ｎｓではなく、この場合も６５〜７０ｎｓの範囲（これもｘ軸の０パルス）であることを示す。
【００５６】
[0064]  図５のシステムでは、パルス幅コントローラ５０６はＲＦコントローラ５０８に信号を送信し、パルス幅が所望のターゲット値より低いレベルを中心としていることを示す。これに応答して、曲線７０２に見られるように、ＲＦコントローラ５０８がデューティサイクルを短縮する。これは、この場合も上述したように数パルスにわたってシステムのＥＵＶ出力を低下させる効果を有する。
【００５７】
[0065]  ＥＵＶ出力の低下に応答して、パルス幅コントローラ５０４はパルス幅を延長し、したがってＥＵＶ出力を増加させ、パルス幅が適切な値又は範囲に戻るまで、パルス幅が短すぎるままであるという信号をＲＦコントローラ５０６に送信し続ける。パルス幅が再びターゲット幅を中心とすると、パルス幅コントローラ５０４によってＲＦコントローラ５０８に送信される信号がそのように示し、ＲＦコントローラ５０８がデューティサイクルの低下を停止する。
【００５８】
[0066]  したがって、曲線７０２は、一例にてデューティサイクルが０．８５という初期値から短縮され、次に約０．６５辺りで落ち着く（ある時間にわたってわずかに変動する）ことを示し、曲線７０６は、ＥＵＶ出力が所望の範囲に維持されながら、平均パルス幅が約６５〜７０ｎｓから９０ｎｓという所望の平均値まで増加することを示す。ｘ軸から分かるように、これには１００〜２００パルスを要し、この場合もデューティサイクルの変化をＥＵＶ出力に、したがってこれより高速で変化するパルス幅に反映させるのに数パルスを要する。
【００５９】
[0067]  図７は、パルス幅を９０ｎｓという平均に戻すのに十分なほどデューティサイクルが低下することを示しているが、そうである必要はなく、実際には望ましくないことがあることに留意されたい。この場合も、デューティサイクルの変化はプリパルスのエネルギーにも影響する。したがって、平均６５〜７０ｎｓのパルス幅がなおパルス幅の許容可能な範囲内にある場合、デューティサイクルを変更する必要がなく、したがってプリパルスエネルギーには全く変化がない一方、主パルスエネルギーがパルス幅の変更によって制御される。あるいは、平均パルス幅は、なお９０ｎｓ未満である７５又は８０ｎｓなどの何らかの値に戻ることができ、したがってデューティサイクルに必要な変化が減少し、その結果となるプリパルスエネルギーの変化が最小化される。
【００６０】
[0068]  図８は、別のシミュレーションの結果を示す。曲線８０２に見られるように、デューティサイクルはこの場合も０．８５で開始する一方、曲線８０４のＥＵＶ出力は、この場合も１．５±０．５の出力を示し、曲線８０６に示すパルス幅はほぼ７０ｎｓで開始する。図７と同様に、約１００パルス程度以内でデューティサイクルは曲線８０２では約０．６５まで低下し、パルス幅は曲線８０６上で上昇し、したがって平均は９０ｎｓというターゲットパルス幅付近になるようである。
【００６１】
[0069]  しかしながら、次にシードレーザのエネルギーを変更して、効率の変化をシミュレートする。最初に、パルス２５００（Ｔ１）にてシードレーザのエネルギーが減少する。パルス幅のスパイクは、パルス幅コントローラ５０４が、ＥＵＶ出力を所望の範囲内に維持するために必要に応じてパルス幅を増大させるので、曲線８０６のＴ１に見られることがある。その後、曲線８０２のＴ１にてデューティサイクルの上方向の移動が約０．８に戻り、この場合も１００パルス程度を要し、これによってパルス幅が低下して９０ｎｓという平均幅に戻ることができる。
【００６２】
[0070]  同様に、パルス７５００（Ｔ２）にて、シードレーザエネルギーが増加して、その元の値に戻る。曲線８０６のＴ２に見られるように、平均パルス幅はこれに応答して低下し、ＲＦコントローラ５０６がデューティサイクルを低下させて、曲線８０２のＴ２に見られるように約０．６５という前の値に戻すことができるまで、再びＥＵＶ出力を所望の範囲に維持し、これによってパルス幅を増加させ、９０ｎｓというターゲット平均値に戻すことができる。
【００６３】
[0071]  この場合も、再びデューティサイクルに必要な変化、及びその結果のプリパルスエネルギーの変化を最小化するために、平均パルス幅を９０ｎｓに戻すことが必要でも望ましくもないことがあり、許容可能な範囲内に留まる値にするだけである。
【００６４】
[0072]  図９は、一実施形態によるＥＵＶ  ＬＬＰシステム内でシードレーザからの主パルスを制御する方法の流れ図を示す。ステップ９０１にて、シードレーザ、例えば図５のシードレーザ５０２が主パルスを発生する。上記のように、第１のパルスはおそらく、パルス幅の許容可能な範囲（この場合もおそらく線形範囲）内にある予選択ターゲットパルス幅にあり、シードレーザは、所望のＥＵＶ出力を生成すると推定されるデューティサイクルで動作する。シードレーザパルスは、図５のターゲットチャンバ５１０内にあるようなターゲット材料に衝突し、ＥＵＶ出力を作り出す。
【００６５】
[0073]  ステップ９０２で、ＥＵＶ出力を図５のセンサ５１２などのセンサで測定し、ステップ９０３で、ＥＵＶ出力を例えば図５のコンパレータ５１４によって、所望の出力レベルと比較する。ＥＵＶ出力が所望のレベルではない場合、例えば図５のパルス幅コントローラ５０６などによって信号をシードレーザに送信して、次の主パルスのパルス幅を変更し、上述のように、ＥＵＶ出力が低すぎる場合はパルス幅を延長する一方、ＥＵＶ出力が高すぎる場合は、パルス幅を短縮する。パルス幅は、例えば図３に示すようなＥＯＭを使用することにより変更することができ、当業者には、そうするために他のタイプの光学スイッチも使用可能であることが認識される。この方法はステップ９０１に戻り、次の主パルスを発生する（プリパルスは主パルス間に起こり、ここでは図示しない。）。
【００６６】
[0074]  ステップ９０３における比較の結果により、ＥＵＶ出力が所望のレベルにあるか、又は所望の範囲内にある場合は、ステップ９０５にてパルス幅を許容可能な範囲と比較する。パルス幅が許容可能な範囲内にある場合は、この方法がステップ９０１に戻り、別のパルスを発生する。しかしながら、パルス幅が許容可能な範囲を外れている場合は、ＲＦ発生器に信号を送信して、例えば図５のＲＦコントローラ５０８などによってレーザ増幅器のデューティサイクルを変更する。上述のように、パルス幅が短すぎる場合は、パルス幅を延長させて、再び許容可能な範囲に入れることができるように、レーザ増幅器のデューティサイクルを減少させて、ＥＵＶ出力を減少させ、パルス幅が長すぎる場合は、パルス幅を短縮して、許容可能な範囲内に入れることができるように、デューティサイクルを増加させて、ＥＵＶ出力を増加させる。パルスを繰り返し生成すると、この方法でシステムの動作、及びレーザ増幅器のデューティサイクル及び主パルス幅の制御を継続する。
【００６７】
[0075]  開示された方法及び装置を、以上で幾つかの実施形態を参照しながら説明した。他の実施形態も、本開示に鑑みて当業者には明白になる。記載された方法及び装置の特定の態様は、以上の実施形態で説明した構成以外の構成を使用して、又は上述したもの以外の要素と組み合わせて容易に実施することができる。例えば、シードレーザの初期状態を判定する別のモデリングアルゴリズム、又は異なるタイプのシードレーザを使用することができる。ＲＦコントローラ及びパルス幅コントローラは、当業者に明白であるように、様々な方法で実施することができる。図９に関して説明したプロセスを実施するために様々な方法があることが当業者には認識される。例えば、明確な「ｉｆ−ｔｈｅｎ」指令は不要であり、所望の値と実際の測定値とを比較し、その比較の結果となる数字を図５に示すように適切なコントローラに渡すことができる。
【００６８】
[0076]  上述したように、プリパルスをＥＯＭに通過させる必要がない、又は全く増幅しないことがある、又は主パルスの増幅に使用したものと異なる増幅器で増幅することがあることが可能である。しかしながら、ＥＯＭを使用することにより、第２の増幅器の複雑性又は費用がない状態で、プリパルスが所望に応じて主パルスと同じ増幅器を通過することができる。これも上述のように、ＹＡＧレーザのＣＯ２以外のタイプのレーザ、及びＭＯＰＡ又はＭＯＰＡ＋ＰＰ以外の構成を使用することができる。
【００６９】
[0077]  記載された方法及び装置は、プロセス、装置、又はシステムとしてなど、多くの方法で実施できることも認識されたい。本明細書に記載された方法は、プロセッサにこのような方法を実行するように命令するプログラム命令によって実施することができ、このような命令は、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）又はデジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）などの光ディスク、フラッシュメモリなどのようなコンピュータ可読記憶媒体、又はプログラム命令を光又は電子通信リンク上で送信するコンピュータネットワークに記録される。このようなプログラム命令は、プロセッサ又はコントローラによって実行することができる、又は固定論理要素に組み込むことができる。本明細書に記載された方法のステップの順序を変更することができ、それでも本開示の範囲内に入ることに留意されたい。
【００７０】
[0078]  実施形態に関する以上及び他の変形は、本開示に含まれるものとし、それは請求の範囲によってのみ限定される。
【図１】
0006325003.tif 000002
【図２】
0006325003.tif 000003
【図３】
0006325003.tif 000004
【図４】
0006325003.tif 000005
【図５】
0006325003.tif 000006
【図６】
0006325003.tif 000007
【図７】
0006325003.tif 000008
【図８】
0006325003.tif 000009
【図９】
0006325003.tif 000010