JP2015504157A5

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Publication number: JP2015504157A5
Application number: JP2014549051A
Authority: JP
Filing date: 2012-11-01
Publication date: 2015-12-17
Anticipated expiration: 2032-11-01

Description

一実施形態では、装置１００は、アブレーションチャンバ１０２とアブレーションビーム源１０４の間に配置されたシールド１２２をさらに含んでいる。シールド１２２は、放射パルス１１４を少なくとも部分的に透過する物質によって形成されていてもよい。図示された実施形態では、シールド１２２は、アブレーションチャンバ本体１０８に当接し、対象物１１０のアブレーション中にデブリ（例えば、塵、水蒸気、空気のような大気ガスなど）が収容域１０８ａに入ってしまうのを防止するように透過窓１１２を覆っている。アブレーションチャンバ本体１０８の外部のデブリによって引き起こされる収容域１０８ａへの放射パルスの伝搬に対する悪影響を減少し、あるいはこれをなくすために、アブレーションビーム源１０４は、概して、（図示したように）シールド１２２に近接して配置されており、シールド１２２に当接していてもよい。一実施形態では、シールド１２２は、アブレーションビーム源１０４とアブレーションチャンバ本体１０８の一方又は双方に連結されてもよい。

また、ビームクロッピングシステム２０６は、上述した第２のクロップスポットサイズ範囲にわたってクロップスポットサイズを調整するように構成された第２のビームクロッパ２１６を含んでいる。一実施形態では、第２のビームクロッパ２１６は、ビーム２０４ａ（あるいは、ビーム拡大器２０４が省略された場合にはビーム２０２ａ）内のそれぞれの中間クロップ放射パルスの一部をクロップして、中間クロップ放射パルスのクロップされなかった部分を、第２のクロップスポットサイズの第２のクロップスポットを有する第２のクロップ放射パルスとして通過させるように構成される。したがって、第２のビームクロッパ２１６は、第２のクロップ放射パルスの第２のクロップビーム２１６ａを生成するように構成され、それぞれの第２のクロップ放射パルスは、上述した第２のクロップスポットサイズ範囲にわたって調整可能な第２のクロップスポットサイズの第２のクロップスポットを有する。例示的に図示されるように、第２のビームクロッパ２１６の「下流側」には追加のビームクロッパが配置されていない。したがって、ビームクロッピングシステムにより第２のクロップ放射パルスをクロップ放射パルスとして出力することができる。しかしながら、ビームクロッピングシステムが、第１のビームクロッパ２１４又は第２のビームクロッパ２１６と同一のビームクロッパ又はこれと異なるビームクロッパをさらに含んでいてもよいことは理解できよう。

図３を参照すると、一実施形態において、図２に示される第１のビームクロッパ２１４は、互いに重なり合って周方向に配置されて第１のアパーチャ３０６を規定する羽根３０４のような複数の要素から構成される第１のダイアフラム３０２を含んでいる。羽根３０４はハウジング３０８により周方向に支持されている。このハウジング３０８は、放射パルスが伝搬可能な範囲又は領域の最も外側の境界を規定している。図示はされていないが、それぞれの羽根３０４の半径方向外側の部分は、ハウジング３０８内に移動可能な作動要素（例えばアクチュエータリング）に連結されている。作動要素が移動すると、羽根３０４が互いに移動してアパーチャ３０６のサイズ及び／又は形状が（例えば、例示的に図示されたアパーチャ３０６のサイズ及び／又は形状から破線３１０により例示的に示されるサイズ及び／又は形状まで）変化する。これにより、アパーチャ３０６のサイズが中間クロップスポットサイズに対応する。

図４を参照すると、一実施形態において、図２に示される第２のビームクロッパ２１６は、複数の第２のアパーチャ４０６が形成されたプレート４０４のような単一のプレートから構成される第２のダイアフラム４０２を含んでいる。第２のアパーチャ４０６は、十字線４０８の中心として示されているプレート４０４上の点を中心として周方向に配置されている。プレート４０４は、中間クロップ放射パルスの一部が第２のダイアフラムに対して複数の第２のアパーチャのうちの１つを選択的に透過できるように、中間クロップ放射パルスの少なくとも一部の伝搬を阻止又は阻害するように、ビーム伝搬経路の内外に選択的に移動可能な任意の材料で構成されていてもよい。任意の好適なプロセス（例えば、機械的ドリル加工、ウォータジェットドリル加工、レーザドリル加工など又はこれらの組み合わせ）により第２のアパーチャ４０６をプレート４０４に形成することができる。第２のダイアフラム４０２は、上述したように構成されており、プレート４０４上の上述した点を通る回転軸を中心として回転可能となっている。複数の第２のアパーチャ４０６がアブレーションビーム源１０４内に（例えば、プレート４０４上の点が図２に示される軸４１２を中心として回転可能となるように）搭載されている場合、複数の第２のアパーチャ４０６のそれぞれは選択的にビーム伝搬経路内に配置可能となっている。このため、ビーム伝搬経路に選択的に配置された第２のアパーチャ４０６のサイズは第２のクロップスポットサイズに対応する。

（約１．５ｍｍのスポット径に対応する）約１．７ｍｍ²から（約１μｍのスポット径に対応する）約０．７８μｍ²の間の上述した第２のクロップスポットサイズ範囲にわたってビーム伝搬経路に配置されたアパーチャ４０６のサイズが調整可能となるように、プレート４０４を連続的又は増分的に移動可能にして第２のビームクロッパ２１６を作動させることができる。図４に例示的に図示された複数の第２のアパーチャ４０６の１つのアパーチャ（すなわち、第２のアパーチャ４０６ａ）のサイズは、上述した第２のクロップスポットサイズ範囲の最小値（すなわち、約１μｍのスポット径に対応する約０．７８μｍ²）に対応するサイズを概念的に表し得る。同様に、図４に例示的に図示された複数の第２のアパーチャ４０６の別のアパーチャ（すなわち、第２のアパーチャ４０６ｂ）のサイズは、上述した第２のクロップスポットサイズ範囲の最大値（すなわち、約１．５ｍｍのスポット径に対応する約１．７ｍｍ²）に対応するサイズを概念的に表し得る。一実施形態では、第２のアパーチャ４０６のサイズは、プレート４０４上の上述した点を中心として周方向に沿って増分的に変化し、第２のアパーチャ４０６のうち周方向に隣接するアパーチャの間のサイズの違いは、（約１μｍのスポット径における増分的変化に対応する）約０．７８μｍ²から（約５μｍのスポット径における増分変化に対応する）約１９．６μｍ²の間の範囲となっている。

さらに図４を参照すると、第２のビームクロッパ２１６は、プレート４０４に形成された第３のアパーチャ４１０を含んでいてもよい。第３のアパーチャ４１０のサイズ及び／又は形状は、図３に示された破線３１０によって例示的に図示されたサイズ及び／又は形状と同一又は実質的に同一である。一実施形態では、第３のアパーチャ４１０のサイズは、上述した第１のクロップスポットサイズ範囲の最大値（すなわち、約９ｍｍのスポット径に対応する約６３．５ｍｍ2）に対応するサイズと同一又は実質的に同一である。第３のアパーチャ４０６がアブレーションビーム源１０４内に搭載される場合、第３のアパーチャ４１０を選択的にビーム伝搬経路内に配置可能としてもよい。このように第３のアパーチャ４１０をビーム伝搬経路に配置する場合には、中間クロップ放射パルスのすべて又は中間クロップ放射パルスの実質的にすべてを第２のビームクロッパ２１６により通過させることができ、クロップ放射パルスのビーム２０６ａ内のクロップ放射パルスとしてビームクロッピングシステムにより出力することができる。

コントローラ２２０は、様々な制御、管理、及び／又は、調整機能を規定する動作ロジック（図示せず）を含んでいてもよい。また、この動作ロジックは、ハードウェアによって組み込まれた装置、プログラミング命令を実行するプロセッサのような専用ハードウェアの形式、及び／又は、当業者が考え得るその他の形式をとってもよい。動作ロジックは、デジタル回路、アナログ回路、又はこれらを組み合わせた回路を含んでいてもよい。一実施形態では、コントローラ２２０は、動作ロジックに従ってメモリ（図示せず）に格納された指令を実行するように構成された１以上の処理ユニットを含み得るプログラム可能なマイクロコントローラ又は他のプロセッサを含んでいる。メモリは、半導体、磁気的、及び／又は光学的な種類のうち、１以上の種類であってもよく、及び／又は、揮発性及び／又は不揮発性のものであってもよい。一実施形態において、メモリは動作ロジックによって実行可能な指令を格納する。これに代えて、あるいはこれに追加して、メモリは動作ロジックによって操作されるデータを格納してもよい。ある構成では、動作ロジックとメモリは、ビームクロッピングシステム２０６の動作面を管理及び制御する動作ロジックであるコントローラ／プロセッサの形態に含まれるが、別の構成では、上記コントローラとプロセッサが分離されてもよい。

Claims

ビーム伝搬経路に沿って伝搬される放射パルスのビームをクロップするための装置であって、
前記ビーム伝搬経路に配置される第１のアパーチャを規定する第１のダイアフラムを有する第１のビームクロッパを備え、前記第１のビームクロッパは、放射パルスの一部を選択的に前記第１のアパーチャを通して前記第１のダイアフラムに対して透過可能として、第１のクロップ放射パルスを通過させるように構成され、前記第１のダイアフラムは、前記第１のアパーチャを規定する複数の要素を含み、前記複数の要素のうちの少なくとも１つの要素は、第１の中間サイズから該第１の中間サイズよりも小さい第２の中間サイズまでの間の第１のサイズ範囲にわたって前記第１のアパーチャのサイズを調整するように、前記複数の要素の他の要素に対して動作可能であり、
複数の第２のアパーチャを規定する第２のダイアフラムを有する第２のビームクロッパを備え、前記第２のビームクロッパは、前記複数の第２のアパーチャのそれぞれが選択的に前記ビーム伝搬経路内に配置可能となるように構成され、前記複数の第２のアパーチャのそれぞれは、前記ビーム伝搬経路に前記第２のアパーチャが配置された場合に、前記第１のクロップ放射パルスの一部を選択的に通して前記第２のダイアフラムに対して透過可能として、第２のクロップ放射パルスを通過させるように構成され、前記複数の第２のアパーチャのうちの少なくとも１つは、前記第２の中間サイズよりも小さいサイズを有する、
装置。
前記複数の要素の少なくとも１つの要素は、前記第１のアパーチャの前記サイズ及び前記第１のアパーチャの形状の少なくとも一方を調整するように、前記複数の要素の他の要素に対して動作可能である、請求項１の装置。
前記複数の要素の前記少なくとも１つの要素は、前記第１のアパーチャのサイズ及び形状の少なくとも一方を調整するように、前記複数の要素の前記他の要素に対して移動可能である、請求項２の装置。
前記第１の中間サイズは約１.７ｍｍ²よりも大きい、請求項１の装置。
前記第２の中間サイズは約６３.５ｍｍ²よりも小さい、請求項１の装置。
前記第１の中間サイズが、５０個よりも多くの数のサイズに調整可能となるように、前記第１のアパーチャのサイズ及び形状の少なくとも一方が調整可能である、請求項１の装置。
前記複数の第２のアパーチャの１つは、前記第２の中間サイズに実質的に等しいサイズを有する、請求項１の装置。
前記第２のダイアフラムは、少なくとも３０個の第２のアパーチャを有する、請求項１の装置。
前記第２のダイアフラムは、回転軸を中心として回転可能であり、前記複数の第２のアパーチャは、前記第２のダイアフラム内で前記回転軸を中心として周方向に配置されている、請求項１の装置。
前記第２のダイアフラムは、さらに前記第１の中間サイズに少なくとも実質的に等しいサイズを有する第３のアパーチャを規定する、請求項１の装置。
前記放射パルスのビームを生成するように構成されたアブレーションビーム源をさらに備えた、請求項１の装置。
前記アブレーションビーム源は、前記放射パルスとしてレーザ放射のパルスを生成するように構成されたレーザである、請求項１１の装置。
前記レーザと前記第１のビームクロッパとの間に配置されたビーム拡大器をさらに備えた、請求項１２の装置。
前記ビーム伝搬経路に配置された対物レンズであって、前記第２のクロップ放射パルスを集束して、対象物の一部をアブレートするのに十分なフルエンスを有する集束放射パルスを生成し、前記対象物からアブレートされた材料を含むエアロゾルを生成するように構成された対物レンズと、
前記エアロゾルを分析システムに移送するように構成されたエアロゾル移送管と、
をさらに備えた、請求項１３の装置。
前記第２のビームクロッパに連結された第１のアクチュエータであって、前記複数の第２のアパーチャの１つが前記ビーム伝搬経路内に配置されるように前記第２のダイアフラムを作動可能な第１のアクチュエータと、
前記第１のアクチュエータに連結されたコントローラと、
を備え、前記コントローラは、
メモリと、
前記メモリに格納された指令を実行して前記第１のアクチュエータの動作を制御するように構成されたプロセッサと、
を含む、
請求項１の装置。
前記第１のダイアフラムは、前記第１のアパーチャを規定する複数の要素を備え、前記複数の要素の少なくとも１つの要素は、前記第１のアパーチャのサイズ及び形状の少なくとも一方を調整するように、前記複数の要素の他の要素に対して動作可能であり、前記装置は、前記第１のビームクロッパ及び前記コントローラに連結された第２のアクチュエータをさらに備え、
前記第２のアクチュエータは、前記複数の要素の前記少なくとも１つの要素を動作させることができ、
前記プロセッサは、さらに、前記メモリに格納された指令を実行して前記第２のアクチュエータの動作を制御するように構成される
請求項１５の装置。
前記プロセッサは、さらに、前記メモリに格納された指令を実行して前記第２のアクチュエータの動作に基づいて前記第１のアクチュエータの動作を制御するように構成される、請求項１６の装置。
前記複数の第２のアパーチャの形状は円形である、請求項１の装置。