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技術 超高繰返し数狭帯域ガス放電レーザシステム

出願人 サイマーリミテッドライアビリティカンパニー
発明者 ステイガートーマスディーホルタウェイエドワードピームースマンブライアンジーラオラジャセッカーエム
出願日 2014年2月17日 (6年10ヶ月経過) 出願番号 2014-027965
公開日 2014年5月22日 (6年7ヶ月経過) 公開番号 2014-096610
状態 特許登録済
技術分野 レーザ(1) レーザ(2)
主要キーワード 縦方向中心軸 ビーム反射器 共鳴空洞 高電力出力 二重通過 部分巻線 圧縮ヘッド 電力送出
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課題

集積回路リソグラフィ用途のための狭帯域光の供給に使用されるガス放電レーザを提供する。

解決手段

MOPA構成における超高繰返し数ガス放電レーザシステムを生成する方法及び機器であり、これは、超高パルス繰返し数発振レーザ出力光パルスビームを生成する主発振器ガス放電レーザシステムを含むことができ、少なくとも2つの電力増幅ガス放電レーザシステムが、主発振器ガス放電レーザシステムからレーザ出力光パルスを受け取り、少なくとも2つの電力増幅ガス放電レーザシステムの各々は、1を少なくとも2つの電力増幅ガス放電レーザシステムの数で割ったものに等しい超高パルス繰返し数の分数であるパルスの繰返しで、受け取ったレーザ出力光パルスの一部を増幅して超高パルス繰返し数の増幅出力レーザ光パルスビームを形成し、発振器レーザ出力光パルスビームに関して直列位置決めすることができる。

概要

背景

本出願は、2004年3月31日出願の米国特許出願第10/815,386号に対する優先権を主張するものであり、2002年8月30日出願の特許出願出願番号第10/233,253号に基づく2004年3月9日に付与された発明者Lubin他による「ビーム送出及びビーム指向制御を有するリソグラフィレーザ」という名称の米国特許第6,704,339号と、2002年9月25日出願の特許出願出願番号第10/255,806号に基づく2004年3月9日に付与された発明者Ershov他による「配置済み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」という名称の米国特許第6,704,340号と、2002年7月31日出願の特許出願出願番号第10/210,761号に基づく2004年2月10日に付与された発明者Fallon他による「2チャンバ型ガス放電レーザのための制御システム」という名称の米国特許第6,690,704号と、2002年6月28日出願の特許出願出願番号第10/187,336号に基づく2004年2月17日に付与された発明者Watson他による「6から10キロヘルツ又はそれよりも高いガス放電レーザシステム」という名称の米国特許第6,693,939号と、2002年5月7日出願の特許出願出願番号第10/141,216号に基づく2002年12月19日公告の発明者Klene他による「ビーム送出を有するレーザリソグラフィ光源」という名称の米国公開特許出願番号2002/191654A1とに関連しており、こ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、2003年9月23日にKnowles他に付与された「超狭帯域2チャンバ型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、及び2003年4月15日にNess他に付与された「精密タイミング制御を有する注入シード型レーザ」という名称の第6,549,551号、及び2003年5月20日にMyers他に付与された「超狭帯域2チャンバ型高繰返し数ガス放電レーザシステム」という名称の第6,567,450号にも関連しており、こ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。

概要

集積回路リソグラフィ用途のための狭帯域光の供給に使用されるガス放電レーザを提供する。MOPA構成における超高繰返し数ガス放電レーザシステムを生成する方法及び機器であり、これは、超高パルス繰返し数発振レーザ出力光パルスのビームを生成する主発振器ガス放電レーザシステムを含むことができ、少なくとも2つの電力増幅ガス放電レーザシステムが、主発振器ガス放電レーザシステムからレーザ出力光パルスを受け取り、少なくとも2つの電力増幅ガス放電レーザシステムの各々は、1を少なくとも2つの電力増幅ガス放電レーザシステムの数で割ったものに等しい超高パルス繰返し数の分数であるパルスの繰返しで、受け取ったレーザ出力光パルスの一部を増幅して超高パルス繰返し数の増幅出力レーザ光パルスビームを形成し、発振器レーザ出力光パルスビームに関して直列位置決めすることができる。A

目的

機器及び方法は、ビーム送出ユニットを更に含むことができ、これは、電力増幅レーザシステムレーザ光出力部に接続されて、電力増幅レーザシステムの出力を光利用ツールの入力部に誘導し、少なくともビーム指向及び方向制御を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
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請求項1

超高繰返し数レーザシステムであって、超高パルス繰返し数レーザ出力光パルスビームを生成する主発振器レーザシステムと、前記主発振器レーザシステムからレーザ出力光パルスビームを受け取る一対の電力増幅レーザチャンバと、を含み、前記主発振器レーザシステムのレーザ出力光パルスビームは、前記一対の電力増幅レーザチャンバの第1のチャンバを通過し、その後前記一対の電力増幅レーザチャンバの第2のチャンバを通過してビーム反射器に到達し、前記ビーム反射器は前記出力光パルスビーム反射し、反射された出力光パルスビームは前記一対の電力増幅レーザチャンバの第2のチャンバを通過し、その後前記一対の電力増幅レーザチャンバの第1のチャンバを通過し、前記一対の電力増幅レーザチャンバの第1のチャンバは第1の圧縮ヘッドを含んでおり、前記一対の電力増幅レーザチャンバの第2のチャンバは第2の圧縮ヘッドを含んでおり、前記第1及び第2の圧縮ヘッドは、電気的に並列に接続されている、ことを特徴とするシステム

請求項2

前記一対の電力増幅レーザチャンバは、前記主発振器レーザシステムのレーザ出力光パルスビームに対して直列に構成されていることを特徴とする請求項1に記載のシステム。

請求項3

前記主発振器レーザシステムは、x≧4000Hzであるパルス繰返し数xで点火され、各電力増幅ガス放電レーザは、パルス繰返し数(1/2)xで点火される、ことを特徴とする請求項2に記載のシステム。

請求項4

前記主発振器レーザシステムは、x≧5000Hzであるパルス繰返し数xで点火され、各電力増幅ガス放電レーザは、パルス繰返し数(1/2)xで点火される、ことを特徴とする請求項2に記載のシステム。

請求項5

前記一対の電力増幅レーザチャンバの出力部に接続され、該一対の電力増幅レーザチャンバからの増幅されたレーザ光パルス出力をレーザ光パルス利用ツールの入力部に誘導し、かつビーム指向及び方向制御部を備えるビーム送出ユニット、を更に含むことを特徴とする請求項4に記載のシステム。

請求項6

線狭化モジュールを含み、前記一対の電力増幅レーザチャンバの第1のチャンバは、2000Hz以上のパルス繰返し数で第1のレーザ出力光パルスビームを生成し、前記一対の電力増幅レーザチャンバの第2のチャンバは、2000Hz以上のパルス繰返し数で第2のレーザ出力光パルスビームを生成し、前記第1及び第2の出力光パルスビームを4000Hz以上のパルス繰返し数を有する結合レーザ出力光パルスビームに結合するビーム結合器を更に含むことを特徴とする請求項1に記載のシステム。

請求項7

前記第1のレーザ出力光パルスビームは、4000Hz以上のパルス繰返し数で生成され、前記第2のレーザ出力光パルスビームは、4000Hz以上の繰返し数で生成される、ことを特徴とする請求項6に記載のシステム。

請求項8

前記第1のレーザ出力光パルスビームは、5000Hz以上のパルス繰返し数で生成され、前記第2のレーザ出力光パルスビームは、5000Hz以上の繰返し数で生成される、ことを特徴とする請求項6に記載のシステム。

請求項9

前記一対の電力増幅レーザチャンバの出力部に接続され、該一対の電力増幅レーザチャンバからの増幅されたレーザ光パルス出力をレーザ光パルス利用ツールの入力部に誘導し、かつビーム指向及び方向制御部を備えるビーム送出ユニット、を更に含むことを特徴とする請求項6に記載のシステム。

請求項10

前記一対の電力増幅レーザチャンバの第1のチャンバは、第1の電極対を含んでおり、前記一対の電力増幅レーザチャンバの第2のチャンバは、第2の電極対を含んでいる、ことを特徴とする請求項1に記載のシステム。

請求項11

毎秒x回充電可能な整流器モジュールをさらに備え、前記整流器モジュールは一対の昇圧変圧器を含み、前記一対の昇圧変圧器は電気的に並列に接続され、前記一対の昇圧変圧器の第1の変圧器2次巻線は、前記少なくとも2つの圧縮ヘッドの第1及び第2の圧縮ヘッドに電気的に接続されていることを特徴とする請求項10に記載のシステム。

請求項12

前記主発振器レーザシステムは、第2の電極対を含んでおり、前記一対の昇圧変圧器の第2の変圧器の2次巻線は、前記少なくとも2つの圧縮ヘッドの第3の圧縮ヘッドに電気的に接続され、前記第3の圧縮ヘッドは、前記一対の昇圧変圧器の第2の昇圧器の2次巻線と、前記第2の電極対との間に接続された第3の磁気飽和リアクトルスイッチを含んでいる、ことを特徴とする請求項11に記載のシステム。

請求項13

前記第1の圧縮ヘッドは、前記一対の昇圧変圧器の第1の昇圧器の2次巻線と、前記第1の電極対との間に接続された第1の磁気飽和リアクトルスイッチを含んでおり、前記第2の圧縮ヘッドは、前記一対の昇圧変圧器の第1の昇圧器の2次巻線と、前記第2の電極対との間に接続された第2の磁気飽和リアクトルスイッチを含んでいる、ことを特徴とする請求項11に記載のシステム。

請求項14

前記第1及び第2の磁気飽和リアクトルスイッチのそれぞれは、1次巻線のための第1のバイアス電流を有する第1の巻線と、2次巻線のための第2のバイアス電流を有する第2の巻線と、前記第1の磁気飽和リアクトルスイッチが前記第1のバイアス電流を(1/2)xに等しい繰返し数で受け取り、前記第2の磁気飽和リアクトルスイッチが前記第2のバイアス電流を(1/2)xに等しい繰返し数で受け取るように、前記第1のバイアス電流からのバイアス電流を、第2のバイアス電流に切り換えスイッチング回路と、を備えることを特徴とする請求項13に記載のシステム。

請求項15

第1の整流器モジュールを更に含み、前記第1の整流器モジュールは第1の昇圧変圧器を含み、前記第1の昇圧変圧器は前記少なくとも2つの圧縮ヘッドの第1の圧縮ヘッド及び第2の圧縮ヘッドに電気的に接続された2次巻線を有する、ことを特徴とする請求項10に記載のシステム。

請求項16

第1の圧縮ヘッドに電気的に接続された2次巻線を有する第1の昇圧変圧器を含む第1の整流器モジュールと、前記少なくもと2つの圧力ヘッドの第2の圧縮ヘッドに電気的に接続された2次巻線を有する第2の昇圧変圧器を含む第2の整流器モジュールと、を更に有することを特徴とする請求項10に記載のシステム。

請求項17

少なくとも2つの線狭化パッケージを更に備え、前記少なくとも2つの線狭化パッケージのそれぞれは第1及び第2の電極対それぞれに光学的に相互接続されていることを特徴とする請求項10に記載のシステム。

請求項18

第1の偏光のレーザ光パルスを実質的に完全に透過し、第2の偏光のレーザ光パルスを実質的に完全に反射する第1の偏光ビーム分割器を含む、前記第1の電極対に整列した線狭化パッケージへの第1の光路と、前記第1の光路に整列し、前記第1の電極対からのレーザ出力光パルスを前記第1の偏向状態に偏向する第1の空洞窓及び第2の空洞窓と、前記第2の電極対に整列し、前記第2の電極対からのレーザ出力光パルスを第2の偏向状態に偏向する第3の空洞窓及び第4の空洞窓と、前記第2の電極対からのレーザ出力光パルスを前記第1の偏光ビーム分割器へ反射するビーム反射器と、前記第1の偏向ビーム分割器と線狭化パッケージとの間にある第1の偏向機構であって、前記第2の電極対からのレーザ出力光パルスが前記線狭化パッケージに入ったときに第1の偏向状態に偏向し、前記第2の電極対からのレーザ出力光パルスが線狭化パッケージから戻るときに第2の偏向状態に再度偏向する第1の偏向機構と、前記第1の電極対からのレーザ出力光パルスの出力部にある第2の偏向ビーム分割器であって、前記第1の偏向状態のレーザ出力光パルスについては実質的に完全に透過し、前記第2の偏向状態のレーザ出力光パルスは実質的に完全に反射する第2の偏向ビーム分割器と、前記第2の電極対からのレーザ出力光パルスを第2の偏向ビーム分割器へ反射するビーム反射器と、を更に含むことを特徴とする請求項10に記載のシステム。

請求項19

前記第2の偏光ビーム分割器で反射された前記第2の電極対からの前記レーザ出力光パルスを前記第1の偏光方向に偏光させる第2の偏光機構、を更に含むことを特徴とする請求項18に記載のシステム。

請求項20

前記第1及び第2の偏光機構の少なくとも一方は、前記第2の電極対の間で生成された光の有無に応じて前記線狭化パッケージへの前記光路内へ及び光路からディザされるディザ式2分の1波長板である、ことを特徴とする請求項18に記載のシステム。

請求項21

前記第1及びは第2の偏光機構の少なくとも一方は、前記出力レーザ光パルスのパルス繰返し数で変調される励起光学要素である、ことを特徴とする請求項18に記載のシステム。

請求項22

MOPA構成における超高繰返し数ガス放電レーザシステム出力を生成する方法であって、主発振器レーザシステムから超高パルス繰返し数でレーザ出力光パルスを出力する段階と、少なくとも2つの電力増幅レーザチャンバのそれぞれにおいて前記主発振器ガス放電レーザシステムからレーザ出力光パルスを受け取り、前記少なくとも2つの電力増幅レーザチャンバの数で1を割ったものに等しい前記超高パルス繰返し数の分数であるパルスの繰返しで前記受け取ったレーザ出力光パルスの一部を増幅して超高パルス繰返し数の増幅された出力レーザ光パルスを形成する段階と、ここで、前記少なくとも2つの電力増幅レーザチャンバの各々は、少なくとも2つの圧縮ヘッドの1つを含み、前記少なくとも2つの圧縮ヘッドは並列に接続されている、を含むことを特徴とする方法。

請求項23

前記少なくとも2つの電力増幅レーザチャンバは、2つの電力増幅レーザチャンバからなることを特徴とする請求項22に記載の方法。

請求項24

前記少なくとも2つの電力増幅レーザチャンバは、前記主発振器レーザシステムのレーザ出力光パルスに対して直列に配置されていることを特徴とする請求項22に記載の方法。

請求項25

前記少なくとも2つの電力増幅レーザチャンバの出力を光利用ツールの入力部に誘導し、かつ、前記少なくとも2つの電力増幅レーザチャンバのレーザ光出力部に接続されたビーム送出ユニットにおいて少なくともビーム指向及び方向制御を提供する段階、を更に有することを特徴とする請求項22に記載の方法。

請求項26

線狭化モジュールを含み、前記一対の電力増幅レーザチャンバの第1のチャンバは、2000Hz以上のパルス繰返し数で第1のレーザ出力光パルスビームを生成し、前記一対の電力増幅レーザチャンバの第2のチャンバは、2000Hz以上のパルス繰返し数で第2のレーザ出力光パルスビームを生成し、前記第1及び第2の出力光パルスビームを4000Hz以上のパルス繰返し数を有する結合レーザ出力光パルスビームに結合するビーム結合器を更に含むことを特徴とする請求項22に記載の方法。

請求項27

前記第1の一対の電力増幅レーザチャンバは第1の電極対を含み、前記第2の一対の電力増幅レーザチャンバは第2の電極対を含み、毎秒x回充電可能な整流器モジュールを備え、前記整流器モジュールは一対の昇圧変圧器を含み、前記一対の昇圧変圧器は電気的に並列に接続され、前記一対の昇圧変圧器の第1の変圧器の2次巻線は、前記少なくとも2つの圧縮ヘッドの第1及び第2の圧縮ヘッドに電気的に接続されており、前記第1の圧縮ヘッドは、前記一対の昇圧変圧器の第1の昇圧器の2次巻線と、前記第1の電極対との間に接続された第1の磁気飽和リアクトルスイッチを含んでおり、前記第2の圧縮ヘッドは、前記一対の昇圧変圧器の第1の昇圧器の2次巻線と、前記第2の電極対との間に接続された第2の磁気飽和リアクトルスイッチを含んでおり、前記第1及び第2の磁気飽和リアクトルスイッチのそれぞれは、1次巻線のための第1のバイアス電流を有する第1の巻線と、2次巻線のための第2のバイアス電流を有する第2の巻線と、前記第1の磁気飽和リアクトルスイッチが前記第1のバイアス電流を(1/2)xに等しい繰返し数で受け取り、前記第2の磁気飽和リアクトルスイッチが前記第2のバイアス電流を(1/2)xに等しい繰返し数で受け取るように、前記第1のバイアス電流からのバイアス電流を、第2のバイアス電流に切り換えるスイッチング回路と、を含んでいる、ことを特徴とする請求項22に記載の方法。

技術分野

0001

本発明は、例えば出力パルス繰返し数の広い範囲にわたりかつ超高繰返し数において狭帯域光だけでなく中心波長及び帯域幅のようなものにおける高い安定性をも要求する例えば集積回路リソグラフィ用途のための例えば狭帯域光の供給に使用されるガス放電レーザに関する。

背景技術

0002

本出願は、2004年3月31日出願の米国特許出願第10/815,386号に対する優先権を主張するものであり、2002年8月30日出願の特許出願出願番号第10/233,253号に基づく2004年3月9日に付与された発明者Lubin他による「ビーム送出及びビーム指向制御を有するリソグラフィレーザ」という名称の米国特許第6,704,339号と、2002年9月25日出願の特許出願出願番号第10/255,806号に基づく2004年3月9日に付与された発明者Ershov他による「配置済み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」という名称の米国特許第6,704,340号と、2002年7月31日出願の特許出願出願番号第10/210,761号に基づく2004年2月10日に付与された発明者Fallon他による「2チャンバ型ガス放電レーザのための制御システム」という名称の米国特許第6,690,704号と、2002年6月28日出願の特許出願出願番号第10/187,336号に基づく2004年2月17日に付与された発明者Watson他による「6から10キロヘルツ又はそれよりも高いガス放電レーザシステム」という名称の米国特許第6,693,939号と、2002年5月7日出願の特許出願出願番号第10/141,216号に基づく2002年12月19日公告の発明者Klene他による「ビーム送出を有するレーザリソグラフィ光源」という名称の米国公開特許出願番号2002/191654A1とに関連しており、こ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。

0003

本出願はまた、2003年9月23日にKnowles他に付与された「超狭帯域2チャンバ型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、及び2003年4月15日にNess他に付与された「精密タイミング制御を有する注入シード型レーザ」という名称の第6,549,551号、及び2003年5月20日にMyers他に付与された「超狭帯域2チャンバ型高繰返し数ガス放電レーザシステム」という名称の第6,567,450号にも関連しており、こ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。

先行技術

0004

米国特許出願第10/815,386号
米国特許出願出願番号第10/233,253号
米国特許第6,704,339号
米国特許出願出願番号第10/255,806号
米国特許第6,704,340号
米国特許出願出願番号第10/210,761号
米国特許第6,690,704号
米国特許出願出願番号第10/187,336号
米国特許第6,693,939号
米国特許出願出願番号第10/141,216号
米国公開特許出願番号2002/191654A1
米国特許第6,625,191号
米国特許第6,549,551号
米国特許第6,567,450号

0005

MOPA構成における超高繰返し数ガス放電レーザシステムを生成する方法及び機器を開示し、これは、超高パルス繰返し数発振レーザ出力光パルスのビームを生成する主発振器ガス放電レーザシステムを含むことができ、少なくとも2つの電力増幅ガス放電レーザシステムが、主発振器ガス放電レーザシステムからレーザ出力光パルスを受け取り、少なくとも2つの電力増幅ガス放電レーザシステムの各々は、1を少なくとも2つの電力増幅ガス放電レーザシステムの数で割ったものに等しい超高パルス繰返し数の分数であるパルスの繰返しで、受け取ったレーザ出力光パルスの一部を増幅して超高パルス繰返し数の増幅出力レーザ光パルスビームを形成する。少なくとも2つの電力増幅ガス放電レーザシステムは、発振器レーザ出力光パルスビームに関して直列位置決め可能な2つの電力増幅ガス放電レーザシステムを含むことができる。機器及び方法は、ビーム送出ユニットを更に含むことができ、これは、電力増幅レーザシステムレーザ光出力部に接続されて、電力増幅レーザシステムの出力を光利用ツールの入力部に誘導し、少なくともビーム指向及び方向制御を提供する。機器及び方法は、MOPO構成における超高繰返し数ガス放電レーザシステムとすることができ、≧2000Hzのパルス繰返し数で第1のレーザ出力光パルスビームを生成する第1の線狭化ガス放電レーザシステムと、≧2000Hzのパルス繰返し数で第2のレーザ出力光パルスビームを生成する第2の線狭化ガス放電レーザシステムと、第1及び第2の出力光パルスビームを≧4000Hzのパルス繰返し数を有する結合レーザ出力光パルスビームに結合するビーム結合器とを含むことができる。機器及び方法は、毎秒x回充電される圧縮ヘッド電荷貯蔵装置を含む圧縮ヘッドと、少なくとも2組のガス放電電極対を含むガス放電チャンバと、圧縮ヘッド電荷貯蔵装置と少なくとも2組の電極対の1つとの間にそれぞれ接続され、第1のバイアス巻線のための第1のバイアス電流及び第2のバイアス巻線のための第2のバイアス電流を有する第1及び第2の対向バイアス巻線を含み、少なくとも2つのスイッチの1つだけが、xを少なくとも2組の電極対の数で割算したものに等しい繰返し数で第1のバイアス電流を受け取り、一方で少なくとも2つのスイッチの残りが第2のバイアス電流を受け取るようにバイアス電流を第1のバイアス電流から第2のバイアス電流に切り換えスイッチング回路を含む、少なくとも2つの磁気飽和可能スイッチとを含むことができる。この機器及び方法は、リソグラフィツールとして又はレーザ生成プラズマEUV光の生成に利用することができる。

図面の簡単な説明

0006

リソグラフィツールに光を送る本発明の実施形態の態様による超高繰返し数レーザシステムの概略図である。
本発明の実施形態の態様の概略側面図である。
本発明の実施形態の態様の概略平面図である。
本発明の実施形態の態様による半導体パルスパワーシステムモジュール代替的な実施形態の概略図である。
本発明の実施形態の態様による半導体パルスパワーシステムモジュールの代替的な実施形態の概略図である。
本発明の実施形態の態様による半導体パルスパワーシステムモジュールの代替的な実施形態の概略図である。
本発明の実施形態の態様による発振器レーザと増幅器レーザの間の点火のタイミングを示すタイミング図である。
2つの並列ガス放電領域を使用する本発明の実施形態の態様の部分概略図である。
図5の実施形態と共に使用可能な本発明の実施形態の態様によるパルスパワーシステムの圧縮ヘッド部分の概略図である。
図5の実施形態と共に使用可能な光学システムの実施形態の態様の概略図である。

実施例

0007

図1に転ずると、そこに超高繰返し数レーザシステム10の概略図を示している。レーザシステム10は、例えばスキャナ又はステッパ/スキャナ12のようなリソグラフィツールに例えばDUV光のような光を送出することができる。光、例えばDUV光の光源は、出力が狭帯域レーザ出力パルスビーム14Aである例えば主発振器レーザシステム18を含む、例えば2チャンバレーザシステムを含むことができる。主発振器システム18は、主発振器レーザガス放電チャンバ18C、出力カプラ18A、及び線狭化モジュール18Bを含むことができ、一緒に主発振器レーザシステム18に対する発振空洞を形成する。

0008

システム10はまた、例えば電力増幅システム20を含むことができ、電力増幅システム20は、例えば互いに直列とすることができる例えば一対の電力増幅レーザチャンバ20A、20A1、及び20A2を含むことができ、それによって主発振器レーザシステム18の出力光パルスビームが、第1にチャンバ20A1を通過し、次にチャンバ20A2を通過し(この両方は、単一チャンバ20Aに形成されてもよい)、ビーム反射器20Bまで通過し、ビーム反射器20Bが第1の通路の逆の順序でチャンバ20A1及び20A2を通過するビーム14Aの第2の通路を作り出し、電力増幅システム20の出力レーザ光パルスビーム14Bを形成する。

0009

出力ビーム14Aは、主発振器レーザシステム18の出力カプラ18Aから主発振器の狭帯域光出力の中心波長を測定する例えば線中心解析モジュール27を通過し、次に、ビーム14Aを以下により詳述するように電力増幅レーザシステム20内に向け直す電力増幅波面調整箱26に出力ビーム14Aを中継する例えばリレー光学システム又はその一部を組込み可能な主発振器波面調整箱を通過することができる。

0010

電力増幅レーザシステム20の出力は、次に、例えば出力ビーム14Bの帯域幅を測定するスペクトル解析モジュールを通過し、例えば出力ビーム14Bの全積分スペクトル(TIS)を増大可能な例えば多重反射ミラー22A〜22Dを含むパルス延伸器22を通過することができ、例えばビーム送出ユニット40を通じてリソグラフィツール12に例えば送ることができる出力ビーム14Cを形成する。ビーム送出ユニット40は、例えばミラー40A及び40Bを含むことができ、その少なくとも一方は、出力ビーム14Cがリソグラフィツールに入るように出力ビーム14Cの例えばビーム方向指向性修正するための高速作動ビーム誘導ミラーとすることができる。ビーム解析モジュール38は、本来は例えばリソグラフィツール12への光入力に配置されてもよく、例えば光入力がリソグラフィツール12に入る際のビーム強度、方向、及び指向性を測定する。

0011

リソグラフィツールは、例えばレーザシステム10コントローラ(図示せず)にフィードバックを与えることができる例えば、ビーム強度及び品質検出器44、46を有することができる。同様に、LAM27、SAM29、及びBAM38からの出力は、MO及びPAシステム間の充電電圧及び/又は点火タイミングの制御、及びMO及びPAシステムのいずれか又は両方の内部へのガス注入の制御のようなことに対してレーザシステムコントロールによって使用することができる。レーザシステムはまた、LAM27、SAM29、MOWEB24、PAWEB26、パルス延伸器22、及び/又はビーム送出ユニット40内の1つ又はそれよりも多くの要素をパージするパージガスシステムを含むことができる。

0012

図2Aに概略的に示すように、MO18からの出力ビーム14Aは、出力カプラ18Aを通過して、MOWEB24内で実質的な全反射ミラー24AによってPAWEB26内の別の実質的な全反射ミラー26Bに向って反射することができる。PAWEB26内のビーム検出器16は、明確にするためにPAシステム20の出力ビーム14Bの光路において置き換えて概略的に示されていることが理解されるであろう。図2Bに転ずると、ミラー26Bは、PA出力ビーム14Bの光軸から僅かに外れており、MOシステム18からの出力ビーム14AをPAの光軸及び放電縦方向中心軸に対して僅かな角度でPAシステム20を通過させて反射させる事実を平面図において示している。PAレーザシステムが2チャンバ又は単一チャンバの形態とすることができる図示の実施形態では、傾斜した光路は、縦方向光学中心軸及び一組の電極対90A、92A、及び90B、92Bの放電軸を交差することができ、次に、例えばビーム反射モジュール20B内の2つの実質的な全反射ミラー20B1、20B2により、PAシステム20チャンバ20A2及び20A1をこの順序で逆方向に通過し、実質的に縦方向光学中心軸及び電極90A、92A、及び90B、92Bのガス放電軸に沿って反射される。それによって使用される光学システムの単純化が可能になり、同時に電極対90A、92A、及び90B、92Bの間の放電領域でそれぞれ発生する増幅利用の最適化が可能になる。それぞれのMOチャンバ及びPAチャンバは、本概略図で例えば縦の長さ方向といったいかなる種類の縮尺に対しても示されていないことを当業者は理解するであろう。

0013

図3Aに転ずると、整流器モジュール80の第1段に半導体スイッチS1を通じた入力である例えば充電コンデンサC070を組込み可能な本発明の実施形態の態様による半導体パルス電力モジュール60を示している。スイッチS1を閉じると、充電コンデンサC0が共振充電器(図示せず)によって完全に充電された状態で、第2段コンデンサC1が、パルスを圧縮する磁気飽和可能リアクトルL0を通じて充電される。第2段コンデンサC1上の電荷が第2の磁気飽和可能リアクトルスイッチL1を閉じるに十分になると、スイッチの磁気飽和により、整流器区域80内の第2段コンデンサC1上の電荷が、例えばN(又はM)単一巻線一次コイル及び単一巻線二次コイルを並列に含む一対の部分巻線昇圧変圧器78A、78Bの1つにおいて増大され、そのために、NがMに等しい場合は電圧出力は、N(又はM)倍に昇圧される。変圧器78A、78Bは、例えば整流器区域80の第2の圧縮段の出力、すなわち、L1の出力に並列に接続することができる。

0014

変圧器78Aの昇圧された電圧出力は、例えばコンデンサC2A及び磁気飽和可能リアクトルスイッチL2Aを含む圧縮ヘッド段の入力に例えば接続でき、コンデンサC2A及び磁気飽和可能リアクトルスイッチL2Aの出力は、MOシステム18の電極90A及び92Aを横断して接続可能なピーキングコンデンサCPAに接続することができる。変圧器78Bの昇圧された電圧出力は、例えば圧縮ヘッド82及び圧縮ヘッド84に並列に接続でき、圧縮ヘッド82及び圧縮ヘッド84の各々はまた、例えばコンデンサC2B及びC2C、磁気飽和可能リアクトルスイッチL2B及びL2Cをそれぞれ含み、かつそれぞれのピーキングコンデンサCPB及びCPCを含むことができる。それぞれのピーキングコンデンサCPB及びCPCは、それぞれのPAチャンバ電極90B、92B及び90C、92Cに接続することができる。どちらの電極対90B、92B又は90C、92Cも、MOシステム18の電極90A、92AがCPAから電気パルスを受ける時間毎に半導体スイッチS3及びS4によって判断可能な時間毎にそれぞれの圧縮ヘッド82、84の出力を受けることになる。
このような方法で、それぞれの電極対90B、92B及び90C、92Cを備えたPAチャンバを、所定のMOレーザ出力パルス14Aの代わりにガス放電の生成に対して代替的に選択することができる。

0015

分子状フッ素又はエキシマガス放電MOPAレーザ構成の技術分野で公知のように、本発明の実施形態の態様による配置により、MOが線狭化に対して最適化可能であり、かつPAチャンバが、例えば4KHZの付近での現在の従来技術のパルス反復作動に対して最適化可能であり、システム10全体が、例えば8KHZ及びそれよりも高い超高繰返し数を単一組のPA電極を用いて8KHZ付近で作動するために通常では不可避の例えば8KHZ付近のいずれかにおける例えばファン速度ファン温度ファン振動等で単一チャンバPAシステムが作動するのを阻止する臨界性能パラメータを超えることなく達成するのを可能にするということを当業者は理解するであろう。比較的低電力のMO作動は、例えば8KHZ付近のパルス繰返し数まで比較的容易に実現可能であり、そのような超高繰返し数で線狭化の比較的低電力出力ビーム14Aを依然として出力することができることもまた理解されるであろう。

0016

図3Cに転じると、各々がC0、C0A、C0B、及びC0Cを備え、3つの昇圧変圧器78A、78B、及び78Cを備え、かつ3つの圧縮ヘッド76A、76B、及び76Cを備えた3つの並列回路が存在するパルスパワーシステム60の別の実施形態を示している。そのような実施形態では、例えばMOチャンバの圧縮ヘッド76Aに対するものであり、かつMOチャンバ内の電極の放電時間に合わせて閉じることができるスイッチS1を閉じるタイミングは、例えば8KHZであり、スイッチS2及びS3は、2つのPA区域の例えば20A1及び20A2内の電極90B、92B及び90C、92Cをそれに代えて放電するために例えば4KHZの速度で代替的に閉じることができる。

0017

本発明の実施形態の態様による配置は、上記に示すように構成可能であり、例えば磁気スイッチング回路が、MOチャンバの圧縮ヘッドに対応する同一の8KHZの速度で放電する単一圧縮ヘッドと連動して使用でき、例えば4KHZの速度に代えて例えば電極90B、92B及び90C、92Cに対してPAモジュール上のそれぞれのピーキングコンデンサを充電するために昇圧変圧器78の下流で、すなわち、昇圧変圧器の超高電圧側上で切り換えるような別の方法で構成可能であることが更に理解されるであろう。

0018

従って、作動中は、本発明の実施形態の態様によるレーザシステムは、例えば8KHz超での例えばMOチャンバの比較的単純な作動の利点を利用でき、その上、依然としてPA構成の利点、すなわち、例えば増幅の目的で複数の経路に対するより幅広い放電を利用することができ、特に約4KHzよりも更に高い速度のようなパルスを与える目的でより広い放電電極の放電領域パルスをクリアするための試行から派生する問題の影響を受けない。

0019

図4は、MOチャンバガス放電及びPA内での単一の電極対に対するPAガス放電の点火のタイミング図を示し、本発明の実施形態の態様によれば、唯一相違は、本発明の実施形態の態様によって放電が電極90C、92Cの間にある時に電極90B、92Bを通過して電極90C、92Cに到達するビーム14Aの遅れを説明するためのτ1PAに対する僅かな調整が恐らく行われて、τ1PA+τ2PAにおけるPA電気放電が電極90B、92B及び90C、92Cの間で代替的に発生することになる点である。

0020

線狭化が不可欠ではないが、例えばLPPのEUV光源駆動用レーザのために更に10KHZまで及びそれよりも高い超高繰返し数における高電力出力が要求される可能性がある本発明の用途が存在する場合があることもまた当業者は理解するであろう。この場合は、例えば上述のビーム送出ユニット40は、レーザビーム14Cをリソグラフィツールにそれ自体は送出せず、EUV光を次にリソグラフィツールに送出するEUVレーザ光源に送出することができる。この場合は、例えば線狭化モジュール18Bは、本発明の実施形態の態様によって不要にすることができ、例えばSAM29もビーム14Bの例えば帯域幅を測定する必要がなく、例えばBDU40においてビーム方向及び指向性だけを制御する必要があるであろう。
MOビームが例えばPA放電の幅の約半分にされる場合では、本発明の実施形態の態様により、PAチャンバにおける利得を本質的に完全に一掃させるために、PAチャンバ電極90B、92B及び90C、92Cの二重通過を実行することができる。上述のように、これは、例えば8〜10KHzに達する高繰返し数問題を高電力問題から実質的に分離する。

0021

本発明の実施形態の態様による別の可能性は、例えば90B、92Bのような単一組の電極対を備え、線狭化発振器として構成された、すなわち、LNM(図示せず)を有し、かつレーザチャンバ電極を互いに入り込む方式(「チックタック」方式)で交互に点火し、例えば10〜16KHzの超高繰返し数で狭帯域出力を達成する、例えば単一PAチャンバ20の使用とすることができる。これは、各パルスにおけるパルス電力を犠牲にするであろうが、2つの発振器からの2つの狭帯域出力ビーム(図示せず)を単一の出力ビームに再結合する例えば偏光結合器(図示せず)のような結合器を例えば使用して超高パルス繰返し数を達成することができる。
本発明の実施形態の態様は、例えば6KHzでのMO放電及び各々が3KHZで放電する2つのPAを使用する例えば約6KHzのパルス繰返し数、又は例えば4KHzよりも大きいパルス繰返し数に対する別の可能な組合せを達成するために使用することができることも当業者は理解するであろう。

0022

図5に転じると、本発明の実施形態の態様による代替的な実施形態の概略図を示している。図5には、例えば各々がそれぞれの主絶縁体106、108を備えた単一チャンバ内に配置可能な例えば第1のカソード102及び第2のカソード104を含むことができる2重電極システム100の実施形態を示している。それぞれのカソード102、104に対向して適切に形成されたアノード放電領域を有する単一アノード110と共に、この2つの電極は、チャンバ内に細長い電極対を形成し、細長い放電領域120、122(紙面の内部へ)を形成する。アノード110は、アノード支持体112上に配置することができる。カソード及び単一アノードは、放電領域の間に例えばセラミック絶縁体のような絶縁材料を用いるか又は用いないで形成することができる。カソード102、104は、放電120及び放電122の間で例えばFをF2に転換するための例えば触媒コンバータ130のような細長いコンバータによって分離することができる。レーザガスは、電極120、110及び122、110、及びそれぞれの放電領域120、122の間をファン140によって循環させることができる。

0023

電気放電は、電極120、110及び122、110の間で交互に作り出すことができ、例えば図6に示す電力送出システム150によって放電領域120、122内にそれぞれガス放電を引き起し、電力送出システム150は、例えば図3Aに示すシステムの修正であり、単一圧縮ヘッドコンデンサC2が、例えば8KHzの速度で充電可能であり、かつ回路150が、それぞれの磁気飽和可能リアクトルスイッチL2A及びL2Bを通じてそれぞれのピーキングコンデンサCPA及びCPBに交流放電電圧を送出することを特徴とするものである。スイッチL2A及びL2Bは、C2上の電荷が代わりにCPA及びCPB上で望ましい速度、例えば8KHzで放出されるようにする適切なスイッチング回路(図示せず)を用いて、例えば8KHzでバイアス電流供給源IB1及びIB2からの逆方向性バイアス電流の間でスイッチングすることもできる。

0024

図7に転じると、例えば唯1つの線狭化パッケージ160が必要になることを特徴とする図5及び図6に示す本発明の実施形態の態様の概略図を示している。図7に示すように、単一矢で示す第1の放電光は、例えば発振空洞内において、後方窓152の通過が望ましい光の偏光例えば第1の偏向方向に従って配向可能なこの窓152を通じて通過することができ、第1の偏向方向の光に本質的に透明である偏光ビーム分割器内に入りかつそれを通過することができる。放電120からの光は、次に、2分の1波長板158又は別の偏光機構を通じて第1の偏光方向の光を用いて作動するように構成された線狭化パッケージ160内に通ることができ、この別の偏光機構は、例えばレーザシステム100のパルス繰返し数で回転される2分の1波長板158による回転とすることができ、それによって放電120からの光が線狭化パッケージを横断して出入りする時には、2分の1波長板158は、光路内に存在しない。偏光機構はまた、例えば電気的又は磁気的又は機械的又は別の方法で作動される光学要素とすることができ、この光学要素は、例えば第1の偏光方向又は別の例えば第2の偏光方向のような1つの偏光方向の光を通過させるように、例えば周期的に切り換える(作動させる)ことができることは理解されるであろう。

0025

同様に、レーザシステム100内で放電122において発出されたレーザ光パルスは、例えば二重矢で示される例えば第2の偏光方向のような異なる偏光方向の光を通過させるように例えば配向可能な後方窓180を通じて通過でき、この異なる偏光方向の光は、次に、第2の偏光方向の光を本質的に全反射するミラー182によって第2の偏光方向の光を本質的に全反射する偏光ビーム分割器上に反射され、次に、放電領域122からの光の場合は線狭化パッケージ160での線狭化のために光を第2の偏光方向から第1の偏光方向に変換可能な例えば2分の1波長板のような偏光機構158を通じて通過することができる。線狭化パッケージ160からの戻り時において、放電領域122からのこの光は、例えば2分の1波長板158のような偏光機構を通じて再び通過でき、例えば第2の偏光方向に対して向けられた前方窓184及び第2の偏光方向の光に対して本質的に全反射の反射ミラー190を通じて、例えば偏光ビーム分割器174までに至らないような放電122の共鳴空洞を通る通過束のために、再び第2の偏光方向に逆変換され、この偏光ビーム分割器174は、放電領域120の空洞の出力カプラを出て行く第1の偏光方向の光を本質的に完全に通過させ、放電122の共鳴空洞の出力カプラ186を出て行く第2の偏光方向の光を全反射する。別の偏光機構176はまた、偏光機構158に関して上記に参照されたものと同様に、放電領域120の共鳴空洞からの第1の偏光方向から放電領域122の光の第2の偏光方向までのいずれの光の偏光も間欠的に変えることができ、例えば第1の偏光方向のように選択された偏光方向の出力を生成する。

0026

本発明の実施形態の態様による作動においては、圧縮ヘッド(可飽和リアクトル磁気スイッチの利用による電気的パルス圧縮を用いる静電容量ストレージ)を含むことができる例えば2つのPA区域におけるように2組のガス放電対にパルス化されたエネルギを送出する方法及び機器を提供する。ピーキングコンデンサ(電極間最終段)と圧縮ヘッドとの間で各放電対は、別々の可飽和磁気スイッチを有することができ、この可飽和磁気スイッチは、圧縮ヘッド(及びMOチャンバ)が受ける全出力繰返し数の例えば半分の繰返し数で各放電電極対が作動するようにする反対向きの方法でバイアスをかけることもできる。バイアス用電源に対するバイアス電力所要量は、多数の(複数の)放電領域の切換に使用することができる。例えば、PA区域における放電は、単一チャンバ又は1つよりも多いチャンバの形態であってもよく、同じ共鳴充電器が、MOチャンバ放電及びPAチャンバ放電の両方を8KHzで駆動することができ(C0充電)、一方でPA電極は、例えば4KHzで交互に点火される。

0027

レーザシステム100の出力の偏光の修正は、例えばBDU40で発生するか又はBDUの更に下流の例えばリソグラフィツールの内部で発生する場合があることを当業者は理解するであろう。また、レーザシステム100が、単一電力増幅器又は例えば二重チャンバ型(二重放電領域)電力増幅器のような多重電力増幅器と共に、又はMOPA及び/又はMOPO構成を形成する電力発振器さえと共に構成することができると考えられること、及び/又はシステム100が、例えば全MOPOシステムの最終的出力パルス繰返し数でMO出力パルスを受け取り、各々が例えばMOPOシステムの最終的出力パルス繰返し数の半分で作動する放電領域120及び放電領域122の間に互いに入り込んだMOPO内のPOとすることができると考えられることも理解されるであろう。更に、そのような構成は、超高繰返し数POPOシステムとして作動するように容易に修正することができると考えられる。

0028

14A、14B出力ビーム
16ビーム検出器
18A出力カプラ
20電力増幅システム
24A 全反射ミラー

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