(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ａ）1)レーザガスと、
2)放電領域を構成する一対の細長い電極と、
3)前記電極の間で前記レーザガスを再循環させるためのファンと、
4)前記レーザガスから熱を除去するための熱交換器と、
を備えたレーザチャンバと、
Ｂ）1000Hzまたはそれ以上の繰り返し周波数で前記電極にわたって放電を作り出すための高電圧電気パルスを提供するためのパルスパワーシステムと、
Ｃ）次にくるパルスのタイミングを制御するように構成されたコントローラであって、前のパルスについて測定されたタイミングエラーを処理し、かつ前記次にくるパルスに関する特定のパルス電圧を処理して、前記次にくるパルスのために補償用のトリガ遅延を出力する、前記コントローラと、
を有することを特徴とする、パルスタイミング制御を備えたガス放電レーザシステム。
【請求項２】
前記コントローラが、0.1マイクロ秒又はそれ以下の範囲内の正確さで前記タイミングを制御するように構成されたことを特徴とする請求項１に記載のレーザシステム。
【請求項３】
前記コントローラが、１００乃至２００ｎｓまたはそれ以下の範囲内の正確さで前記タイミングを制御するように構成されたことを特徴とする請求項１に記載のレーザシステム。
【請求項４】
前記コントローラが、１０乃至２０ｎｓまたはそれ以下の範囲内の正確さで前記タイミングを制御するように構成されたことを特徴とする請求項１に記載のレーザシステム。
【請求項５】
前記レーザチャンバが容易に交換可能なモジュールを包含していることを特徴とする請求項１に記載のレーザシステム。
【請求項６】
前記パルスパワーシステムの殆どが、容易に交換可能なモジュールを包含していることを特徴とする請求項５に記載のレーザシステム。
【請求項７】
前記レーザシステムの全て又は殆ど全てのコンポーネントが、容易に交換可能なモジュールを包含していることを特徴とする請求項６に記載のレーザシステム。
【請求項８】
前記レーザシステムが、レティクル描画システムにおける光源として機能するように構成されたことを特徴とする請求項１に記載のレーザシステム。
【請求項９】
前記レーザシステムが、レティクル検査システムにおける光源として機能するように構成されたことを特徴とする請求項１に記載のレーザシステム。
【請求項１０】
前記レーザシステムが、ウェハ検査システムにおける光源として機能するように構成されたことを特徴とする請求項１に記載のレーザシステム。
【請求項１１】
前記パルスパワーシステムが、ピークキャパシタバンクを含むサブ回路と、２つの電極とを有し、前記サブ回路が５ｎＨより小さいインダクタンスを有することを特徴とする請求項１に記載のレーザシステム。
【請求項１２】
前記繰り返し数が、約２０００Ｈｚまたはそれ以上であることを特徴とする請求項１に記載のレーザシステム。
【請求項１３】
前記繰り返し数が、約３０００Ｈｚまたはそれ以上であることを特徴とする請求項１に記載のレーザシステム。
【請求項１４】
前記繰り返し数が、約４０００Ｈｚまたはそれ以上であることを特徴とする請求項１に記載のレーザシステム。
【請求項１５】
前記レーザガスがクリプトン、フッ素及びバッファガスからなり、前記システムが、約２４８ｎｍの波長でレーザ光を作り出すように構成されたことを特徴とする請求項１に記載のレーザシステム。
【請求項１６】
前記レーザガスが、アルゴン、フッ素及びバッファガスからなり、前記システムが、約１９３ｎｍの波長でレーザ光を作り出すように構成されたことを特徴とする請求項１に記載のレーザシステム。
【請求項１７】
前記レーザガスが、フッ素及びバッファガスからなり、前記システムが、約１５７ｎｍの波長でレーザ光を作り出すように構成されたことを特徴とする請求項１に記載のレーザシステム。
【請求項１８】
前記システムが、共鳴キャビティを構成する２つのミラーを有し、前記ミラーの一つが、前記レーザシステムによって作り出されたレーザビームの波長で高い反射率を有し、前記ミラーの他の一方が、部分反射ミラーであり、出力カプラとして機能するように構成され、両方のミラーが凹型ミラーであることを特徴とする請求項１に記載のレーザシステム。
【請求項１９】
前記部分反射ミラーが、４％乃至３０％の範囲において前記波長で反射力を有することを特徴とする請求項１８に記載のレーザシステム。
【請求項２０】
前記ミラーの各々が、約１０メートルの凹型曲率を有することを特徴とする請求項１８に記載のレーザシステム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、２０００年１２月２２日に米国に出願されたシリアル番号第09/748,316号と、２０００年１０月６日に出願されたシリアル番号第684,629号と、１９９９年８月９日に出願されたシリアル番号第09/370,739号と、１９９８年６月１８日に出願されたシリアル番号第09/118,773号の一部係属出願であり、いまは米国特許第6,151,346号と、いまは米国特許第5,936,988号と、２０００年６月３０日に出願されたシリアル番号09/608,543号との一部係属出願である。
【０００２】
本発明は、ガス放電レーザに関し、特に、高繰り返し数ガス放電レーザに関する。
【０００３】
【従来の技術】
放電ガスレーザ
放電ガスレーザは周知であり、レーザが発明された１９６０年代直後から利用されてきた。２つの電極の間で高電圧放電が、ガス状の利得媒質を励起する。利得媒質を包含する共鳴キャビティは、その後、レーザビームの形状としてキャビティから抽出される光の誘導増幅をさせる。これらの放電ガスレーザの多くは、パルスモードで作動する。
【０００４】
エキシマレーザ
エキシマレーザは、放電ガスレーザの特定のタイプであり、１９７０年代半ばから知られていた。集積回路リソグラフィのために有用なエキシマレーザの記述は、「Compact Excimer Laser」と名付けられ１９９１年６月１１日に発行された米国特許第5,023,884号と、「Reliable, Modular, Production Quality Narrow-Band KrF Excimer Laser」と名付けられ１９９９年１１月２３日に発行された米国特許第5,991,324号とに記載されている。これらの両特許は、出願人の使用者に譲受されており、これらの特許はここにリファレンスとして組み入れる。上記特許に記載されたエキシマレーザは、高繰り返し数パルスレーザである。図１では、レーザ１０の主なエレメントを開示する（図１は、'884特許の図１に対応する）。放電２２は、約５／８インチだけ離れて配置された２つの長い（約２３インチ）電極１８及び２０の間にある。人々が開示したように、従来技術のレーザの繰り返し数は、典型的には、約１００乃至２００パルス／秒のレンジ内であった。これらの高繰り返し数レーザは通常は、ガス循環システムと一緒に提供された。上述のレーザでは、図１及び'884特許の図７である図２に示したように、ブレード４８を有する長いリスカゴタイプのファン４６でなされる。ファンブレード構造体は、電極１８及び２０よりも僅かに長く、十分な循環を提供し、その結果、１００乃至２００Ｈｚのパルス周波数で、電極の間の放電乱流ガスは、パルスの間にクリーンにされる。レーザに使用されるガスは、きわめて反応性の高いフッ素を含む。ファンシャフト１３０を駆動するファンロータは、'884特許の第９欄４５行で説明されているようにシール部材１３６によって、ハウジング構造部材１２及び１４によって提供された同じ環境システム内に密封され、モータステータ１４０は、シール部材１３６の外側であり、従って、フッ素ガスの腐食作用から保護される。ガスの急速な循環と放電によって生じたガスの熱は、フィン付き水冷熱交換器５８によって除去される。これらのレーザの重要な用途は、集積回路リソグラフィのための光源としての利用である。これらのレーザの公称出力波長は、ガスの混合によって決定される。ＫｒＦエキシマレーザは、約２４８ｎｍで作動し、ＡｒＦエキシマレーザは、約１９３ｎｍで作動し、Ｆ2エキシマレーザは約１５７ｎｍで作動する。
【０００５】
パルスパワー
米国特許第5,023,884号に記載したタイプの放電ガスレーザは、２つの電極の間に放電を作り出すために、図３に示した電気パルスパワーシステムを利用する。かかる従来技術のシステムでは、直流電源２２が、「チャージ・キャパシタ（charging capacitor）」若しくは「Ｃ0」４２と呼ばれるキャパシタ・バンクを各パルスに関して「充電電圧（charging voltage）」と呼ばれる予め決められ且つ制御された電圧にチャージする。このチャージ電圧の大きさは、約５００乃至１０００ボルトの範囲であってよい。Ｃ0が所定の電圧までチャージされた後、固体スイッチ４６は、約５０ｎｓ持ちこたえる放電を作り出す電極にわたって約16,000ボルトのレンジで高電圧電位を作り出すために、キャパシタ・バンク５２，６２及び８２とインダクタ４８，５４及び６４と電圧変圧器５６とを有する直列の磁気圧縮回路を介して非常に高速に、Ｃ0にストアされた電気エネルギをリング化させるように閉じられる。
【０００６】
従来技術のリソグラフィレーザシステムでは、固体スイッチを閉じることと放電との間の時間は約５マイクロ秒のレンジであるが、しかしながら、予め選択された電圧に対する正確なＣ0のチャージは、約２０００Ｈｚより小さいパルス繰り返し数に関しては十分早いといえる約４００マイクロ秒を過去には要求されていた。読者は、Ｃ0の電圧レベルの制御が、これらのシステムにおいて、実際上の制御のみであり、レーザオペレータが、順に、レーザパルスエネルギの主な決定権を有することとなる放電電圧を有するので、正確なＣ0のチャージが、非常に重要であることを理解すべきである。集積回路製造において利用されるレーザ光源に関して、ステッパマシン及びスキャナマシンの両方に関して、ウェハのターゲット領域が、数ミリ秒のインターバルの間、約２０乃至４０パルスのような多数のパルスで照射されるので、パルスの正確なタイミングは、決定的には重要ではなかった。
【０００７】
レティクル
集積回路リソグラフィに関して使用されるレティクルは、集積回路を作り出すためのプロセスの一部としてシリコンウェハに適用されるパターンを含む。レティクルのパターンは、ウェハ上での対応するイメージよりも典型的には３又は４倍大きい。それにもかかわらず、レティクルの寸法は、非常に小さい、即ち、数百ナノメートルである。過去においては、典型的には、レティクルのこれらのパターンは、電子ビームで作られ、レティクルとウェハの両方は典型的には、可視光顕微鏡で視察されてきた。
【０００８】
レティクル製造、及び、レティクル及びウェハの両方の検査に関して最適化されたエキシマレーザシステムが必要である。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、高繰り返し数、コンパクト、モジュラーガス放電、紫外線レーザを提供する。レーザは、集積回路製造プロセスにおいてウェハの非常に高速な検査のための光源として有用である。それはまた、非常に速いレートでのレティクル描画についても有用である。好ましい実施形態では、1000乃至4000Ｈｚのパルス繰り返し数で作動し、昼夜兼行の製造ラインオペレーション用に設計されている。この好ましい実施形態では、パルスのタイミングを４ナノ秒より小さな正確さに制御するパルス制御ユニットを有する。このガス放電レーザの好ましい実施形態は、各々バッファガスを包含したＫｒＦガス混合、ＡｒＦガス混合、又は、Ｆ２ガス混合で作動し、248nm,197nm又は157nmの紫外線パルスを作り出す。
【００１０】
【発明の実施の形態】
第１の好ましい実施形態
本発明の第１の好ましい実施形態を図５にブロック図で示す。このレーザシステム２は、モジュラであり、主なモジュールは、レーザキャビネット４において容易に交換可能なようにアセンブリされており、図１に示されている。これらのモジュールは、レーザチャンバ６，高電圧電源８，固体磁気スイッチモジュール１０，冷却水モジュール１２、ガスモジュール１４、制御モジュール１６、及びエネルギモニタモジュール１８である。レーザシステムの詳細は下記の通りである。
【００１１】
レーザシステム
このレーザシステムは、製造ラインオペレーション用に設計されている。これらのレーザは、メンテナンスのための最小のダインタイムだけで、１日２４時間、１週間のうち７日間、１年のうち５２週間、１０００Hz乃至４０００Hz又はそれ以上のレンジのパルス周波数で事実上、連続的に作動するように期待されている。予定されている使用は、１年あたり２００億パルスである。レーザは、メンテナンスのために最小のダウンタイムを設けなければならない。米国特許第5,991,324号に記載されているように製造ラインリソグラフィレーザシステムのような多くの仕方で設計されるが、このレーザには多くの重要な相違がある。主な違いは、このシステムは、線狭帯域化を必要とせず、パルスエネルギはリソグラフィに関して要求されるものよりも幾分低いことである。しかしながら、（少なくともマスク描画のために使用されるとき）パルスのタイミングを含む個々のパルスエネルギ仕様は、リソグラフィレーザのためのものよりもより厳格である。また、このレーザにおけるレーザビームのコヒーレンスは、従来技術のリソグラフィレーザと比べて実質的には減少している。レーザシステムは、より小さく、典型的な従来技術の高繰り返し数リソグラフィレーザの半分のサイズである。
【００１２】
主な用途
本発明のレーザシステムは、レティクル描画及びウェハ検査のために主に使用されうることを現在は期待されている。
【００１３】
レティクル描画
本発明は、集積回路リソグラフィにおいて使用されるレティクルの製造に特に有用である。本発明を使用したレティクル描画に関する好ましい技術を図４に示す。この技術は、透明基板上に堆積したクロム薄膜にパターンをプリントするために、本発明のレーザシステムからの光を利用する。パターンは、光によるクロムの蒸発によるか、若しくは、ＵＶ光と、プロテクトされていないクロムを除去するその後の酸処理によって硬化されたレジストを利用することのいずれかによって、レーザＵＶ光で作り出される。これらの技術は、Torbjorn, Sandstrom等による「High Performance Laser Pattern Generation Using Spacial Light Modulator (SLM) and Deep UV Radiation」（SPIE 2001 Microlithography Conference in Santa Clara, California）に詳しい。また、図４のリファレンスによって下記の通り概要にも記載されている。このマスク・ライタ・システム２０では、本発明のエキシマレーザ２からの光が、ビームスプリッタ２２によって、きわめて早い周波数で光を空間的に調節する空間光学モジュレータ２４まで反射される。これは、レティクル３２の所望のパターンを作り出すために、ビームスプリッタ２２，レンズ２６，アパーチャ２８及びレンズ３０を介して、所望のパターンを反射させるようにコンピュータ制御されたミリオンミラーアレイ（1000×1000）のような極めて小さなミラー表面の極めて小さなミラー表面の高次アレイでなされる。レティクル３２の位置は、干渉計制御位置決めシステム３４によって正確に制御される。
【００１４】
マスク検査
本発明のレーザの他の主な利用は、ウェハ検査である。この用途では、個々に記載したレーザからのレーザビームは、ウェハの小さな部分（約１００μｍ平方乃至約１ｍｍ平方）を照射するように使用され、反射された光は、ＣＣＤカメラのピクセルアレイにイメージされる。ＣＣＤカメラパターンは次いで、ウェハが正確に処理されたかどうか判断するために、プロセッサによって所定のパターンと比較される。この検査は、ウェハは自動的に検査のための位置に進められ、検査中に自動的にスキャンされ、次いで、検査終了後、次のステップに進められるので、自動化された集積回路製造ラインの一部で期待される。典型的なウェハは、約１００ｃｍ2の集積回路表面積を有する。それ故、１００μｍビューサイトが用いられたとき、合計約１００万のディジタル写真が、完全な検査のウェハから得られる。各パルスの間、１枚の写真が撮られ、レーザが３０００Ｈｚで作動しているならば、検査には約３３３秒即ち約６分を要する。
【００１５】
レーザシステム詳細
レーザチャンバ
本発明の好ましい実施形態のレーザチャンバモジュール６の重要な特徴を示した断面図を図６に示す。放電領域の拡大図を図７に示す。チャンバは、アルミニウム・エンド・フランジを備えた押し出し直径アルミニウムチューブ４１からなる圧力容器４０に封入される。該チューブの壁厚は、４００ｋＰａ及び６００ｋＰａの間の設計圧力によって２０ｍｍ又は３０ｍｍである。電極４２及び４４は、長さが４０ｃｍであり、約６ｍｍだけ隔てられており、約４ｍｍの放電幅を作り出す。アノードと呼ばれる電極４２は、ピーク・キャパシタ・バンク５０によって活性化される高電圧レンズ４８に対して、５つのフィードスルー・ロッド４６によって電気的に接続される。電極４４はアノードと呼ばれ、アノード支持バー５２で電気的にグランドに接地される。この実施形態では、２０電流リターン・ベーンは、ピーク・キャパシタ・バンク５０のグランド側に戻るように低インダクタンスを提供する。従来技術のリソグラフィーレーザで使用されているものと似ている単一のプレアイオナイザ・チューブ５２が、中心にグランド・ロッドを有するアルミナの中空シリンダからなり、中部の長さ方向に走り、バネ力でチューブに対して保持されている電気的導電性フランジ５４が、２つの電極の間の放電領域にプレイオン化を作り出すために、プレアイオナイザの外側表面に各放電のスタートで表面に全体的にプラズマに、ピーク・キャパシタの高電圧電位を印加する。レーザガスは、単一のＤＣ水冷却されたモータによって駆動された直径３インチのファン５６でチャンバ４０内で循環される。モータのロータは、薄いカン密封ユニットを使用してレーザガス環境内に密封され、その結果、モータ・スタータはレーザガス環境に晒されない。このモータの設計は、米国特許出願シリアル番号第09/748,316号に詳細に記載されており、リファレンスとしてここに組み入れる。ファンシャフトのベアリングは、米国特許第6,208,675号に記載したようなセラミックベアリングである。（水冷が必要ないならば、'675号特許に記載したモータは必要ではない。）
レーザガスは、米国特許第6,128,323号に記載されたタイプの１又はそれ以上のフィン付き水冷熱交換器５７で約３０℃乃至５０℃の所望の温度範囲に維持される。
【００１６】
パルスパワー
この好ましい実施形態のパルス電源は、米国特許第5,142,166号に記載されたパルス電源の改良版である。
【００１７】
図７は、電極４２と４４との間に放電を作り出すために必要な電気的パルスを提供するための好ましいパルス電源の電気的な図である。この図は、米国特許第6,028,872号に記載された好ましい実施形態のタイプの共振チャージャを利用したチャージユニットを示していない。このタイプの共振チャージは、4000チャージ／秒のレートで１５００ボルトまでＣ0をチャージすることができる。
【００１８】
Ｃ0に蓄えられたチャージは、約０．１パーセントの正確さでパルスエネルギコントローラによって制御される。Ｃ0のチャージが放電エネルギを決めるので、Ｃ0のチャージの正確さは、重要である。制御モジュール１６からのコマンドによってスイッチＴＲ１は閉じられ、ダイオードＤ１可飽和インダクタ６０およびインダクタＬ1を介してＣ0を放電させ、キャパシタ・バンクＣ1をチャージアップさせる。キャパシタＣ1は、パルストランス６２の第１の側でおおよそ１５００ボルトパルスを提供するために、可飽和インダクタＭＳＣ１を介して共振して放電される。パルストランス６２は、米国特許第5,142,166号に記載した一般的なタイプの1/12乃至１のパルストランスである。このパルストランスは、１２倍のファクタでパルス電圧を増幅する、例えば、１５００ボルトから18,000ボルトまで、若しくは、約２０００ボルトから24,000ボルトまで増幅させる。このトランスは、６つの中空のスプール形状のマンドレルを有し、６つのコアを形成するようにMetglassで各々巻かれ、各々が他のコアの１次コイルと平衡になるように単一の１次コイルを有する。第２のトランスは、互いに半径方向に絶縁されているが、６つのコアの中心を介して直列に接続されている２つの同心円状のコンダクタからなる。
【００１９】
トランス６２の出力電圧は、キャパシタバンクＣp-1をチャージし、それは、記載した放電を電極４２および４４にわたって作り出すために電圧を純に提供するピークキャパシタＣpをチャージするために、可飽和インダクタMSC2を介して放電する。この好ましい実施形態では、図７のパルス供給システムのコンポーネントに関する容量およびインダクタンスの好ましい値は、以下の通りである；
Ｃ0キャパシタンス                         ＝1.2μＦ
可飽和インダクタ60飽和インダクタンス      ＝５００ｎＨ
インダクタＬ1飽和インダクタンス           ＝７００ｎＨ
Ｃ1飽和インダクタンス                     ＝１．２７μＦ
可飽和インダクタＭＳＣ１飽和インダクタンス＝１４ｎＨ
Ｃp-1飽和インダクタンス                     ＝８．８ｎＦ
可飽和インダクタＭＳＣ２飽和インダクタンス  ＝８０ｎＨ
Ｃp飽和インダクタンス                       ＝８．８ｎＦ
【００２０】
この回路は、米国特許第5,729,562号に記載した技術を使用してエネルギ回復を提供する。６４及び６６で示したバイアス回路は、キャパシタＣ0から電極まで電気的なエネルギフローを最初に対抗させるように回路に可飽和インダクタをバイアスする。しかしながら、スイッチＴＲ１を閉じた後、電極に向かってエネルギを流すことができるような時間の後、飽和する。ミスマッチのため、電子は最初にカソード４２からアノード４４にむかって流れ、次いで、直ちに、反対のチャージＣｐに対して、アノード４４からカソード４２に向かって放電領域にわたって逆流する。全ての可飽和インダクタが数マイクロ秒の間伝導方向であり続けるので、その後、パルスがスタートする。消耗されていないパルスエネルギは、共振チャージャによって印加されたものの反対にＣ0をチャージさせるように、Ｃ0に対して全ての方法で回路に戻るようにリング化する。かかるチャージは、反転回路６６をチャージすることにより直後に反転し、その全ては米国特許第5,729,562号に記載されている。
【００２１】
本発明の実施形態は、図８において７０で示した、Cp及と電極４２及び４４を含むパルスパワー回路の一部の誘導を効率的に低減するために実質的な改良を伴って作動する。この低減は、Cpキャパシタバンクの高電圧バスをアノードに接続させるための５つのフィードスルー銅ロッドと、アノード４４からCpキャパシタ・バンクのグランド・プレートまで電流を戻すように電流リターンとして機能するように２０の湾曲ニッケルめっきステンレススチールプレートとを利用することによって達成された。これらの変更は、５ｎＨより小さいこの回路の放電誘導における低減による結果である。パルスエネルギとエネルギ安定性との両方のこの低減の効果は、図１０のグラフに示してあり、実際の誘導は、３０％に匹敵し、誘導において３００％の増大である。これらのより高い値は、従来技術のガス放電レーザのパルスパワー回路のこの部分の典型的な誘導値である。
【００２２】
パルスモニタ
本発明の好ましい実施形態は、図５に示したようなパルスエネルギモニタ１８を含む。好ましいモニタは、米国特許第6,128,323号に記載したものと似た非常に高速のフォトダイオードである。このフォトダイオードの出力は、以下に示すようなジッタに関して補正が必要ならば、次のパルスに関する電圧の変更を選択するために出力を利用するマイクロコントローラ１６に送信される。各パルスのエネルギ及びジッタはモニタされ、その結果は、リアルタイムに仕様限界と比較される。いずれかのパラメータが所望の限界外になったならば、適切なアクションが直ちにとられる。
【００２３】
レーザシステムが、検査自動制御のために使用されるとき、仕様パルスエネルギ又はジッタの出力が測定されるときに、装置は、検査を繰り返すようにプログラムされるのが好ましい。出力の周波数又は大きさの仕様発生が所定のレベルを超えたならば、補正メンテナンスが呼び出される。システムがレティクル描画のために使用されているとき、仕様パルスエネルギ又はジッタの出力は、レティクルを破壊する。それ故、ある実施形態では、仕様情報の出力が検出されたとき、レーザシステムに関する制御は警告を示す。この情報は、レティクルの特定のポスト・オペレーション検査を要求するのに有用である。
【００２４】
図５に１８で示したパルスエネルギモニタはまた、米国特許第5,852,621号「Pulse Laser with Pulse Energy Trimmer」に記載されたようなパルスエネルギ補正ループを組み入れ得る。この技術は、パルスエネルギを測定し、出力ビームを遅延ループに押し込み、次いで、所望の出力を達成するためにパルスからエネルギの一部をトリミングする。
【００２５】
他の実施形態では、仕様パルスエネルギ又はジッタのいずれかの出力のために、どんな不良パルスをも取り除くように反射させる'621特許に記載された一般的な技術を使用しうる。これにより、レティクル描画がバックアップされ、不良パルス又はパルスによって表された部分を再び描画することができる。
【００２６】
ジッタ圧縮
図４及び上述したレティクル描画装置の記載に示したように、ミラーアレイ２４によって作り出されたパターンは、ターゲット３２が位置決め装置３４によって位置決めされるので、ターゲット３２に描画される。ミラーアレイの位置決めは、非常に高速であり、ミラーセグメントは、各パルスの開始にあたり適所に再配置され、パルスは、例えば、３０００パルス／秒のレートで作り出される。しかしながら、典型的には、ターゲット３２は、例えば、100mm／秒（即ち、0.1nm／ns）の連続レートで動く。従って、マイクロコントローラは、パルスのタイミングを制御しなければならず、その結果、パルスエネルギはターゲットの所望の位置に堆積される。レティクルの特徴の寸法が、約100nm乃至200nmまたはそれ以下のレンジであるため、パルスのタイミングが、パルスエネルギにより所望の位置において約１０乃至２０ｎｍの範囲内で堆積され得るのに十分に正確であることが重要である。ターゲットが約0.1nm/nsのレートで移動し、将来はより速いレートで移動しうるので、パルスのタイミングは、１００乃至２００ｎｓの範囲内で正確である必要があり、１０乃至２０ｎｓの範囲内で正確であるのが好ましい。パルスタイミングのエラーは「ジッタ」と呼ばれる。
【００２７】
上記理由により、レティクル描画におけるパルスのタイミングは、ウェハの部分が約１５乃至５０パルス暴露され、パルスの実際のタイミングが数マイクロ秒の正確さを必要とする、集積回路リソグラフィに関するパルスのタイミングよりもよりクリティカルである。
【００２８】
本発明のこの実施形態は、パルスタイミングが約１０乃至２０ｎｓの範囲内で正確だと保証するジッタ圧縮デバイス（ＪＣＤ）と呼ばれるジッタ制御技術を提供する。入力ジッタからの光遅延は、固体スイッチパルスパワーモジュールの電圧に依存する。チャージ電圧が高くなればなるほど、トリガとレーザパルスとの間の遅延は短くなる。トリガと光との間の遅延はまた、パルスパワーシステム内の磁性体の温度に依存する。従って、トリガと光との間の遅延は、電圧と温度の関数である。パルスパワーシステムの磁性デバイスの温度が高くなればなるほど、トリガとパルスとの間の遅延は短くなる。電圧と温度を固定すれば、入力トリガを備えた光パルスの自然のパルス-to-パルス変化は、小さく、約±５ｎｓである。
【００２９】
従って、好ましい実施形態では、ユーザからのトリガの後、ジッタ制御は、磁性体の温度とレーザの作動電圧に対応する量によってレーザの固体パルスパワーにトリガを送信することを遅延させ、その結果、生じたパルスのタイミングは、約２０ｎｓ内で正確である。
【００３０】
他の実施形態では、パルスコントローラは、次にくるパルスに関する特定の変化電圧に基づいた変化電圧における変化についてパルスのタイミングを調整する。この実施形態では、温度変化に関する直接的な補正は提供されない。しかしながら、補正は、前のパルスから測定されたタイミングエラーに基づいてタイミングをはかる。磁気コンポーネントの温度が非常に遅いので、このパルスタイミングフィードバック技術は実質的には、ゆっくりとした温度変化に対して補償し、同時に、他のより適切な影響に関して補償を提供する。
【００３１】
この特定の実施形態は、２０ｎｓより大きいような大きなタイミングエラーに関する十分な１００％補正を提供する技術を用いたフィードバック補正を作るが、例えば、２０ｎｓよりも小さなタイミングエラーでは、２５％だけの補正が提供される。
【００３２】
このより小さなパーセンテージ補正は、ゼロエラーを中心に発振することを回避する。
【００３３】
この特定の実施形態はまた、４０ＭＨｚ結晶発振を備えたディジタルカウンタを利用したワイドダイナミックレンジを備えた１ナノ秒レゾリューションを達成するためのトリックを採用する。４０ＭＨｚ発信器は、２５ｎｓインターバルでクロック信号を提供するが、これらの信号は、おおよそ線型のアナログ容量チャージ回路をチャージするのに利用される。次いで、キャパシタの電圧は、約1.0nsの時間正確さを決定するのに読み込まれる。
【００３４】
共鳴キャパシティ
本発明の好ましい実施形態は、湾曲−湾曲共鳴キャビティ構成(curved-curvedresonant cavity configuration）を利用する。この構成を図９に示す。図９に示したように、共鳴キャビティは、出力カプラのための複数の反射ミラーとＲmaxミラーとを有する。両ミラーは、約１０メートルの凹型曲率を有し、実質的に発散する、非常に非干渉性のエキシマレーザビームを作り出す効果を有する。Ｒmaxは、約１００％の反射率を有し、出力カプラは、出力カプラの内側では約４乃至３０％の反射率を、外側では反射防止コーティングを有する。
【００３５】
本発明のその変形の範囲以外でも種々の修正が可能である。当業者は、他の可能な変形を認識するであろう。例えば、非常に高い繰り返し数及び非常に高い装荷率での作動は、レーザガス及び、光学コンポーネント、パルスパワーコンポーネント及びファンモータを含むレーザの他のコンポーネントの更なる冷却が要求されうる。
【００３６】
従って、上述の記載は、限定されるべきではなく、本発明の範囲は特許請求の範囲とその均等の範囲によって判断されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来技術のレーザチャンバの断面図を示す。
【図２】従来技術のレーザチャンバの断面図を示す。
【図３】従来技術のパルスパワーシステムの回路図を示す。
【図４】レティクル描画のための光源として本発明を使用するためのシステムを示す。
【図５】本発明の好ましい実施形態のブロック図である。
【図６】好ましい実施形態のレーザチャンバの断面図である。
【図７】図６のレーザチャンバの一部の断面図である。
【図８】好ましい実施形態にかかるパルスパワーシステムの配線回路図である。
【図９】好ましい共鳴キャビティを示す。
【図１０】低減されたレーザヘッド誘導の効果を示す。
【図１１】ジッタ制御に関する技術を示す。
【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１０】
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【図１１】
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