JP2016528528A - リソグラフィ方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】リソグラフィ装置が受光する自由電子レーザ発生放射パワーを制御する。【解決手段】リソグラフィ基板にパターンを付与する方法であって、自由電子レーザを用いてＥＵＶ放射を発生させることと、ＥＵＶ放射をリソグラフィ基板上に投影するリソグラフィ装置にＥＵＶ放射を送出することと、を含み、方法が、フィードバックベースの制御ループを用い、自由電子レーザを監視し、それに応じて自由電子レーザの動作を調整することによって、リソグラフィ基板に送出されるＥＵＶ放射のパワーの変動を低減させることを更に含む。【選択図】図１

Description

（関連出願の相互参照）
[0001] 本出願は、２０１３年６月１８日に出願された米国仮出願第６１／８３６，６１９号、２０１３年１０月１１日に出願された米国仮出願第６１／８８９，９５４号、２０１４年２月１８日に出願された米国仮出願第６１／９４１，３３２号、２０１４年１月２４日に出願された欧州特許出願第１４１５２４４３号、２０１４年４月９日に出願された欧州特許出願第１４１６４０３７号、２０１４年５月２６日に出願された欧州特許出願第１４１６９８０３号、２０１４年６月１０日に出願された欧州特許出願第１４１７１７８２号の利益を主張する。これらは引用により全体が本願にも含まれるものとする。
[0002] 本発明はリソグラフィ方法に関する。また、本発明は他の方法及び関連する装置にも関する。
[0003] リソグラフィ装置は、所望のパターンを基板上に適用するように構築された機械である。リソグラフィ装置は、例えば集積回路（ＩＣ）の製造に使用可能である。リソグラフィ装置は、例えばパターニングデバイス（例えばマスク）からのパターンを、基板上に設けた放射感応性材料（レジスト）の層に投影することができる。
[0004] リソグラフィ装置がパターンを基板上に投影するために用いる放射の波長は、その基板上に形成することができるフィーチャの最小サイズを決定する。４〜２０ｎｍの範囲内の波長を有する電磁放射である極端紫外線（ＥＵＶ）放射を用いるリソグラフィ装置を用いると、従来のリソグラフィ装置（例えば１９３ｎｍの波長の電磁放射を用いる場合がある）よりも小さいフィーチャを基板上に形成することができる。リソグラフィ装置が用いるＥＵＶ放射を発生させるため、自由電子レーザを使用可能である。
[0005] 自由電子レーザが出力する放射のパワーを制御することが望ましい場合がある。リソグラフィ装置が受光する自由電子レーザ発生放射パワーを制御することが望ましい場合がある。
[0006] 本発明の目的は、従来技術に伴う少なくとも１つの問題を防止又は軽減することである。
[0007] 本発明の一態様によれば、リソグラフィ基板にパターンを付与する方法が提供される。この方法は、自由電子レーザを用いてＥＵＶ放射を発生させることと、ＥＵＶ放射をリソグラフィ基板上に投影するリソグラフィ装置にＥＵＶ放射を送出することと、を備える。この方法は、自由電子レーザを監視しそれに応じて自由電子レーザの動作を調整するフィードバックベースの制御ループを用いることによって、リソグラフィ基板に送出されるＥＵＶ放射のパワーの変動を低減させることを更に備える。
[0008] このようにフィードバックベースの制御ループを用いてＥＵＶパワー変動を低減すると、リソグラフィ基板に送出されるＥＵＶ放射線量の均一性（ｃｏｎｓｉｓｔｅｎｃｙ）を向上させるので有利である。これによってリソグラフィ基板のいっそう均一な露光が行われる。
[0009] フィードバックベースの制御ループは、自由電子レーザによって出力されるＥＵＶ放射のパワーを監視することができる。これに加えて又はこの代わりに、フィードバックベースの制御ループは、自由電子レーザにおける電子の電流を監視することができる。これに加えて又はこの代わりに、フィードバックベースの制御ループは、自由電子レーザによって用いられる電子を発生させるのに用いられるレーザのパワーを監視することができる。これらは、自由電子レーザによって出力されるＥＵＶ放射のパワーに相関したパラメータの例である。他のパラメータを用いてもよい。
[0010] フィードバックベースの制御ループは１０ｋＨｚ以上の周波数で動作することができる。基板上のターゲット位置は、約１ｍｓ（これは１ｋＨｚに相当する）ＥＵＶ放射を受光することができる。１０ｋＨｚ以上の周波数を有するフィードバックを用いてＥＵＶパワー変動を低減させると、変動が充分に迅速に平滑化されるためターゲット位置が所望のＥＵＶ放射線量（例えば所望の公差内）を受光するので有利である。すなわち、１ｍｓの露光時間期間中にＥＵＶ放射パワー変動が平滑化されるので、ターゲット位置によって受光される全ＥＵＶ放射線量は所望の線量である。例えばフィードバックループが１ｋＨｚ以下で動作した場合には、基板のターゲット位置を照明する際の変動を補償するためのＥＵＶ放射パワー調整は、ターゲット位置が受光するＥＵＶ放射線量を補償するのに充分に迅速には行われない。
[0011] この方法は、リソグラフィ装置に送出されるＥＵＶ放射のパワーを更に制御するため、自由電子レーザによって出力されたＥＵＶ放射に可変の減衰を適用することを更に備えることができる。
[0012] リソグラフィ装置は、ＥＵＶ放射を受光する複数のリソグラフィ装置のうちの１つとすることができる。
[0013] ＥＵＶ放射の可変の減衰は、リソグラフィ装置の各々について独立して制御可能とすることができる。
[0014] 可変の減衰は第２のフィードバックベースの制御ループによって制御可能である。
[0015] 第２のフィードバックベースの制御ループは１ｋＨｚ以下の周波数で動作可能である。
[0016] 第２のフィードバックベースの制御ループは、リソグラフィ装置に位置付けられたセンサによって測定されたようなＥＵＶ放射強度を用い、このセンサはリソグラフィ装置の投影システムよりも前段に位置付けることができる。
[0017] これに加えて又はこの代わりに、第２のフィードバックベースの制御ループは、リソグラフィ装置に位置付けられたセンサによって測定されたようなＥＵＶ放射強度を用い、このセンサはリソグラフィ装置の投影システムよりも後段に位置付けることができる。
[0018] 本発明の一態様によれば、自由電子レーザによる発生の後、リソグラフィ基板上のターゲット位置にリソグラフィ装置によって送出されるＥＵＶ放射の線量を制御する方法が提供される。この方法は、第１及び第２のフィードバックベースの制御ループを用いてターゲット位置に入射するＥＵＶ放射の強度を調整することを備え、第１のフィードバックベースの制御ループが第２のフィードバックベースの制御ループよりも高速の応答を有する。
[0019] 第２のフィードバックベースの制御ループはリソグラフィ装置に関連付けることができる。
[0020] 第１のフィードバックベースの制御ループは自由電子レーザに関連付けることができる。
[0021] リソグラフィ装置によって送出されるＥＵＶ放射の強度は、基板支持テーブルに位置付けられたセンサを用いて監視することができる。この強度はリソグラフィ装置によるターゲット位置の露光の間に測定され得る。
[0022] 本発明の一態様によれば、自由電子レーザを用いてＥＵＶの発生を制御する方法が提供される。この方法は、自由電子レーザによって出力されるＥＵＶ放射のパワーを監視することと、フィードバックベースの制御ループを用いてＥＵＶ放射のパワーを制御することと、を備え、ＥＵＶ放射のパワーの調整はＥＵＶ放射の実質的に一定な波長を維持しながら実行される。
[0023] ＥＵＶ放射は、リソグラフィ基板にパターンを付与するために複数のリソグラフィ装置によって用いることができる。
[0024] 本発明の一態様によれば、ＥＵＶ放射を発生させるように構成された自由電子レーザと、ＥＵＶ放射をリソグラフィ基板上に投影するように構成されたリソグラフィ装置と、を備えるリソグラフィシステムが提供される。この装置は、自由電子レーザを監視するように構成されたセンサと、センサからの出力を受信しそれに応じて自由電子レーザの動作を調整するように構成されたコントローラと、を備えるフィードバックベースの制御ループを更に備える。
[0025] フィードバックベースの制御ループは、リソグラフィ基板に送出されるＥＵＶ放射のパワーの変動を低減させることができる利点を有し得る。
[0026] フィードバックベースの制御ループは、自由電子レーザによって出力されるＥＵＶ放射のパワーを監視するように構成することができる。これに加えて又はこの代わりに、フィードバックベースの制御ループは、自由電子レーザにおける電子の電流を監視するように構成可能である。これに加えて又はこの代わりに、フィードバックベースの制御ループは、自由電子レーザによって用いられる電子を発生させるのに用いられるレーザのパワーを監視するように構成可能である。これらは、自由電子レーザによって出力されるＥＵＶ放射のパワーに相関したパラメータの例である。他のパラメータを用いてもよい。
[0027] フィードバックベースの制御ループは、１０ｋＨｚ以上の周波数で動作するように構成することができる。
[0028] この装置は、リソグラフィ装置に送出されるＥＵＶ放射のパワーを更に制御するため、自由電子レーザによって出力されたＥＵＶ放射に可変の減衰を適用するように構成された減衰器を更に備えることができる。
[0029] リソグラフィ装置は、ＥＵＶ放射を受光する複数のリソグラフィ装置のうちの１つとすることができる。
[0030] 減衰器は、リソグラフィ装置の各々について独立して制御可能とすることができる。
[0031] 可変の減衰は第２のフィードバックベースの制御ループによって制御可能である。
[0032] 第２のフィードバックベースの制御ループは１ｋＨｚ以下の周波数で動作可能である。
[0033] 第２のフィードバックベースの制御ループは、リソグラフィ装置においてＥＵＶ放射強度を測定するように構成されたセンサを備えることができる。
[0034] センサはリソグラフィ装置の投影システムよりも前段に位置付けることができる。
[0035] センサはリソグラフィ装置の投影システムよりも後段に位置付けることができる。
[0036] 本発明の一態様によれば、自由電子レーザによる発生の後、リソグラフィ基板上のターゲット位置にリソグラフィ装置によって送出されるＥＵＶ放射の線量を制御するための装置が提供される。この装置は、ターゲット位置に入射するＥＵＶ放射の強度を調整するように動作可能な第１及び第２のフィードバックベースの制御ループを備え、第１のフィードバックベースの制御ループが第２のフィードバックベースの制御ループよりも高速の応答を有する。
[0037] 第２のフィードバックベースの制御ループはリソグラフィ装置に関連付けることができる。
[0038] 第１のフィードバックベースの制御ループは自由電子レーザに関連付けることができる。
[0039] リソグラフィ装置は基板支持テーブルに位置付けられたセンサを備え、センサは、リソグラフィ装置によって送出されるＥＵＶ放射の強度を監視するように構成することができる。この強度はリソグラフィ装置によるターゲット位置の露光の間に測定され得る。
[0040] ＥＵＶ放射は、リソグラフィ基板にパターンを与えるために複数のリソグラフィ装置によって用いることができる。
[0001] 本発明の一態様によれば、自由電子レーザのための入射器が提供される。この入射器は、フォトカソードと、パルス放射ビームを放出し、パルス放射ビームをフォトカソード上に入射するように送出するように動作可能な放射源であって、これによって入射器から出力される電子バンチのビームをフォトカソードに放出させ、各電子バンチが放射ビームのパルスに対応する、放射源と、放射ビームの少なくとも１つのパルスが入射器から出力される電子ビーム内に関連した電子バンチを実質的に含まないように電子ビームを妨害するように動作可能な制御装置と、を備える。
[0002] このように入射器を制御することに伴う利点は、自由電子レーザから放出される放射ビームのパワーが制御できることである。自由電子レーザビームパワーの制御は、（少なくともいくつかの従来技術の制御方法に比べて）自由電子レーザビームの他の特性に及ぼす影響を抑えながら達成可能である。
[0003] 制御装置は、放射ビームの単一のパルスが入射器から出力される電子ビーム内に関連した電子バンチを実質的に含まないように電子ビームを妨害するように動作可能である。
[0004] 制御装置は、放射ビームの少なくとも１つのパルスがフォトカソードに入射するのを実質的に防止するように動作可能であり、これによってフォトカソードからの電子バンチの放出を妨害し得る。
[0005] 制御装置は、放射ビームの経路において、放射ビームがフォトカソードに入射するよりも前段に配置されたポッケルセルであって、このポッケルセルが偏光状態を変化させずに放射ビームを透過させるように構成された第１の動作モードと、ポッケルセルが放射ビームを透過させると共にポッケルセルの偏光状態を回転させるように構成された第２の動作モードと、の間でスイッチング可能である、ポッケルセルと、ポッケルセルとフォトカソードとの間で放射ビームの経路に配置された偏光子であって、所与の偏光状態を有する放射のみを透過させるように構成された偏光子と、を備えることができる。
[0006] ポッケルセルは、電気光学結晶、１対の電極、及び電圧源を備え、電圧源が電極間に電位差を発生させるように動作可能であり、これによってポッケルセルを第１の動作モードから第２の動作モードにスイッチングすることができる。
[0007] ポッケルセルは複数の対の電極及び複数の電圧源を備え、複数の電圧源の各々が複数の対の電極の１つ間に電位差を発生させるように動作可能であり、これによってポッケルセルを第１の動作モードから第２の動作モードにスイッチングすることができる。
[0008] ポッケルセルは、第２の動作モードにある場合に放射ビームの偏光状態を約９０度回転させるように構成可能である。
[0009] 制御装置は、放射ビームの経路において、放射ビームがフォトカソードに入射するよりも前段に配置された複数のポッケルセルを備えることができ、複数のポッケルセルの各々は、ポッケルセルが偏光状態を変化させずに放射ビームを透過させるように構成された第１の動作モードと、ポッケルセルが放射ビームを透過させると共にポッケルセルの偏光状態を９０度未満回転させるように構成された第２の動作モードと、の間でスイッチング可能であり、複数のポッケルセルの各々は、第２の動作モードにある場合に複数のポッケルセルが約９０度の放射ビームの偏光状態の組み合わせた回転を適用するように構成されている。
[0010] 偏光子は、放射ビームがポッケルセルに入射する前の放射ビームの偏光状態を有する放射のみを透過させるように構成可能である。
[0011] 入射器は、第２の動作モードにある場合に放射ビームの偏光状態を約９０度回転させるように構成された第２のポッケルセルを更に備えることができる。
[0012] 偏光子は、放射ビームがポッケルセルに入射する前の放射ビームの偏光状態に直交した偏光状態を有する放射のみを透過させるように構成可能である。
[0013] 第１のポッケルセルは、第１の時間期間で第１の動作モードと第２の動作モードとで周期的に交替するように構成することができ、第２のポッケルセルは、第１の時間期間で、かつ第１のポッケルセルの周期的な交替に対して位相差を有して、第１の動作モードと第２の動作モードとで周期的に交替するように構成されている。
[0014] 制御装置は、所与の時間期間に妨害される電子バンチ数を調整するため位相差を調整するように構成することができる。
[0015] 入射器は、放射ビームの経路において、放射ビームがフォトカソードに入射するよりも前段かつ放射ビームが偏光子を通過するよりも後段に配置された周波数倍増結晶を更に備えることができる。
[0016] 制御装置は、電子ビームから少なくとも１つの電子バンチを偏向させるように動作可能であり、これによって入射器から出力される電子ビームを妨害する。
[0017] 制御装置は、電子ビームの軌道の各側に配置された１対の伝導性板と、伝導性板間に電位差を発生させるように動作可能な電圧源であって、これによって、電子ビームから電子バンチを偏向させるのに充分な磁場を伝導性板間に発生させる、電圧源と、を備えることができる。
[0018] 入射器は、電子ビームから偏向された電子バンチを受容するように配置されたビームダンプを更に備えることができる。
[0019] 本発明の一態様によれば、自由電子レーザのための入射器が提供される。この入射器は、フォトカソードと、パルス放射ビームを放出し、パルス放射ビームをフォトカソード上に入射するように送出するように動作可能な放射源であって、これによって入射器から出力される電子バンチのビームをフォトカソードに放出させる、放射源と、電子ビームの少なくとも１つのバンチを脱焦させて電子ビーム内の少なくとも１つの脱焦した電子バンチを入射器から出力させるように動作可能な制御装置と、を備える。
[0020] 制御装置は、電子ビームの軌道の各側に配置された１対の伝導性板と、伝導性板を流れる電流を発生させるように動作可能な電圧源であって、これによって、電子ビーム内の電子バンチを脱焦させるのに充分な磁場を伝導性板間に発生させる、電圧源と、を備えることができる。
[0021] 本発明の一態様によれば、自由電子レーザが提供される。この入射器は、本発明の前出の態様による入射器と、入射器から出力される電子ビームを加速させるように動作可能な粒子加速器と、自由電子レーザ放射ビームの放出を誘導するように、加速された電子ビームを周期経路に沿って導くように動作可能なアンジュレータ（ｕｎｄｕｌａｔｏｒ）と、を備え、自由電子レーザ放射ビームが一連のパルスを含み、各パルスが電子ビームの電子バンチに対応する、アンジュレータと、を備える。
[0022] 入射器の制御装置は入射器から出力される電子ビームを妨害するように動作可能であり、これによって自由電子レーザ放射ビームのパルスを妨害する。
[0023] 自由電子レーザは、所与の時間期間に発生する自由電子レーザ放射ビームのパルスの数を制御するように、入射器の制御装置を制御するように動作可能なコントローラを更に備えることができる。
[0024] アンジュレータは、ＥＵＶ自由電子レーザ放射ビームの放出を誘導するように動作可能である。
[0025] 自由電子レーザは、放射ビームの強度を監視すると共にコントローラに信号を出力するように構成された検出器を更に備え、これによってフィードバックループを提供することができる。
[0026] 本発明の一態様によれば、本発明の第３の態様による自由電子レーザを備える放射源を備え、更にリソグラフィ装置を備えるリソグラフィシステムが提供される。
[0027] リソグラフィ装置は、放射源の自由電子レーザから出力される自由電子レーザ放射ビームの少なくとも一部を含む放射ビームを受光するように配置することができる。リソグラフィ装置は、放射源から受光される放射ビームを調節するように構成された照明システムと、パターニングデバイスを支持するように構築された支持構造であって、パターニングデバイスが放射ビームの断面にパターンを与えてパターン付与された放射ビームを形成することができる、支持構造と、基板を保持するように構築された基板テーブルと、パターン付与された放射ビームを基板のターゲット位置上に投影するように構成された投影システムと、を備えることができる。
[0028] 入射器の制御装置は入射器から出力される電子ビームを妨害するように動作可能であり、これによって自由電子レーザ放射ビームのパルスを妨害し、これによってリソグラフィ装置により受光される放射ビームのパルスを妨害し、これによって基板のターゲット位置上に投影されるパターン付与された放射ビームのパルスを妨害することができる。
[0029] リソグラフィシステムはコントローラを更に備えることができ、このコントローラは、露光時間期間に基板のターゲット位置により受光されるパターン付与された放射ビームのパルスの数を制御するように、入射器の制御装置を制御するように動作可能であり、これによって露光時間期間に基板のターゲット位置により受光される放射線量を制御する。
[0030] 本発明の一態様によれば、自由電子レーザによって放出される放射ビームのパワーを制御する方法が提供される。この方法は、パルス放射ビームを入射器のフォトカソード上に送出し、これによって入射器から出力される電子バンチのビームをフォトカソードに放出させ、各電子バンチが放射ビームのパルスに対応する、ことと、放射ビームの少なくとも１つのパルスが入射器から出力される電子ビーム内に関連した電子バンチを実質的に含まないように電子ビームを妨害することと、粒子加速器を用いて電子ビームを加速させることと、自由電子レーザ放射ビームの放出を誘導するように、加速された電子ビームを周期経路に沿って導くように動作可能なアンジュレータを用いることと、を備え、自由電子レーザのパワーは電子ビームの妨害によって低減される。
[0031] 放射ビームの少なくとも１つのパルスがフォトカソードに入射するのを防止し、これによってフォトカソードからの電子バンチの放出を妨害することができる。
[0032] 少なくとも１つの電子バンチを電子ビームから偏向させ、これによって入射器から出力される電子ビームを妨害することができる。
[0033] 本発明の一態様によれば、自由電子レーザによって放出される放射ビームのパワーを制御する方法が提供される。この方法は、パルス放射ビームを入射器のフォトカソード上に送出し、これによって入射器から出力される電子バンチのビームをフォトカソードに放出させ、各電子バンチが放射ビームのパルスに対応する、ことと、入射器から出力される電子ビームの少なくとも１つのパルスを脱焦させることと、粒子加速器を用いて電子ビームを加速させることと、自由電子レーザ放射ビームの放出を誘導するように、加速された電子ビームを周期経路に沿って導くように動作可能なアンジュレータを用いることと、を備え、自由電子レーザのパワーは少なくとも１つの脱焦させた電子ビームパルスによって低減される。
[0034] 本発明の態様は、入射器によって自由電子レーザの加速器に与えられる電子ビーム電流の制御可能な妨害を行うことで、リソグラフィ装置のウェーハステージに送出されるＥＵＶ放射の線量を制御することができる。電流妨害は周期的であり得る。電流妨害はフィードバック及び／又はフィードフォワードシステムにより制御可能である。電流妨害によって、妨害の期間中は実質的にゼロである電流が与えられる。あるいは、電流妨害によって公称電流の約１０％未満の電流が与えられる。
[0035] 一態様によれば、自由電子レーザを備える放射システムが提供される。自由電子レーザは、相対論的電子を生成するように動作可能な電子源と、複数の磁石を備えるアンジュレータであって、周期磁場を生成するように動作可能であり、相対論的電子がアンジュレータにおける放射と相互作用することでコヒーレントな放射の放出が誘導されるように、中心軸を中心として周期経路に沿って相対論的電子を導くように配置された、アンジュレータと、を備える。アンジュレータには、受信した信号に応じて放射の放射照度及び／又は偏光を変えるようにアンジュレータの１つ以上のパラメータを変化させるように動作可能な調整機構が設けられている。１つ以上のパラメータは自由電子レーザのパラメータとすることができる。
[0036] 一実施形態において、そのような放射システムを含むリソグラフィシステムを提供することができる。そのようなリソグラフィシステムは１つ以上のリソグラフィ装置を含み得る。
[0037] 別の態様によれば、自由電子レーザが提供される。この自由電子レーザは、相対論的電子を生成するように動作可能な電子源と、複数の磁石を備えるアンジュレータであって、周期磁場を生成するように動作可能であり、相対論的電子がアンジュレータにおける放射と相互作用することでコヒーレントな放射の放出が誘導されるように、中心軸を中心として周期経路に沿って相対論的電子を導くように配置された、アンジュレータと、を備える。アンジュレータには、受信した信号に応じて放射の放射照度及び／又は偏光を変えるようにアンジュレータの１つ以上のパラメータを変化させるように動作可能な調整機構が設けられている。
[0038] 自由電子レーザは、放出される放射の放射照度を確定すると共にこれを示す信号を調整機構に送信するように動作可能な放射センサを更に備えることができる。
[0039] アンジュレータはテーパ化する（ｔａｐｅｒ）ことができる。
[0040] 調整機構は、アンジュレータの中心軸上の又は中心軸の近傍の磁場の強度を変えるように動作可能である。中心軸上の又は中心軸の近傍の磁場の強度は、磁石を中心軸に近付く方向へ又は中心軸から遠ざかる方向へ動かすことによって変えることができる。一実施形態では、放射の偏光が不変のままであるように磁石を中心軸に対して動かす。これに加えて又はこの代わりに、中心軸上の又は中心軸の近傍の磁場の強度は、磁石により生成される磁場を変えることによって変えることができる。
[0041] 調整機構はアンジュレータの周期を変えるように動作可能である。
[0042] 周期経路はらせん部分を含み得る。
[0043] 自由電子レーザは、電子源とアンジュレータとの間に配置された第１の偏向磁石を更に備えることができ、これは、電子がアンジュレータにより周期経路に沿って導かれアンジュレータ内の放射と相互作用してコヒーレントな放射の放出が誘導されるオフ状態、又は、電子がアンジュレータ内の異なる経路に沿って導かれアンジュレータ内の放射から切り離されてコヒーレントな放射の放出が実質的に誘導されないオン状態であり得る。
[0044] 自由電子レーザは、アンジュレータの下流に配置された第２の偏向磁石を更に備えることができ、これは第１の偏向磁石の作用を補償するように配置されているので、第１の偏向磁石がオン状態である場合に第２の偏向磁石から出射する電子が、第１の偏向磁石がオフ状態である場合に第２の偏向磁石から出射する電子と実質的に同じ軌道をとる。
[0045] 自由電子レーザは、電子を減速させるための減速機構と、電子を吸収するためのビームダンプと、を更に備えることができ、減速機構は、アンジュレータから出射した電子がビームダンプに入射する前にそのエネルギを低減させるように動作可能である。
[0046] 電子源は線形加速器を備えることができ、減速機構は線形加速器を用いてアンジュレータから出射した電子を減速させることができる。
[0047] 減速機構の少なくとも一部は電子源とは別個とすることができる。
[0048] 減速機構はシンクロトロン又はサイクロトロン等の能動減速機構を備え得る。
[0049] 減速機構は、電子が通過する粗い内面を有する伝導性導管等の受動減速機構を備え得る。
[0050] アンジュレータは、パターニングデバイスに入射する放射が所望の偏光を有するように、自由電子レーザとパターニングデバイスとの間に配置されたミラーに応じて放出される放射の偏光が選択されるように構成可能である。
[0051] 調整機構は、放射を少なくとも２つの成分に分割し、少なくとも２つの成分を異なる光路に沿って導き、少なくとも２つの成分を結合することによって放射の偏光を変えるように動作可能である。光路の１つは複数の反射を含んでその光路を進む成分の偏光ベクトルが回転するようになっている。これに加えて又はこの代わりに、アンジュレータがヘリカルアンジュレータを含む実施形態では、調整機構は、アンジュレータの少なくとも一部の周期磁石構造を他の部分に対して調整することによって放射の偏光を変えるように動作可能である。これに加えて又はこの代わりに、アンジュレータが平面アンジュレータを含む実施形態では、調整機構は、第１及び第２の直線偏光成分の比が変わるようにアンジュレータの少なくとも一部のテーパ化を変えることによって放射の偏光を変えるように動作可能である。これに加えて又はこの代わりに、調整機構は、所望の偏光状態を増幅するようにアンジュレータ内に平面アンジュレータ部の少なくとも一部を導入することによって放射の偏光を変えるように動作可能である。
[0052] 以下の態様のいずれかに、上述の（又は本明細書の他の箇所に述べる）特徴の１つ以上を含ませることができる。
[0053] 一態様によれば、本明細書に記載するような自由電子レーザと１つ以上のリソグラフィ装置とを備えるリソグラフィシステムが提供される。
[0054] 一態様によれば、放射を生成する方法が提供される。この方法は、相対論的電子のビームを生成することと、アンジュレータを用いて、相対論的電子のビームが放射ビームを放出するように、周期的に変化する経路に沿って相対論的電子のビームを導くことと、受信した信号に応じて、周期磁場及び放射ビームの放射照度を変えるようにアンジュレータの１つ以上のパラメータを変化させることと、を備える。
[0055] 一態様によれば、自由電子レーザが提供される。この自由電子レーザは、相対論的電子を生成するように動作可能な電子源と、複数の磁石を備え、相対論的電子が通過する周期磁場を生成するように動作可能なアンジュレータと、電子源とアンジュレータとの間に配置された第１の偏向磁石と、を備える。第１の偏向磁石は、電子がアンジュレータにより周期経路に沿って導かれアンジュレータ内の放射と相互作用してコヒーレントな放射の放出が誘導されるオフ状態、又は、電子がアンジュレータ内の異なる経路に沿って導かれアンジュレータ内の放射から切り離されてコヒーレントな放射の放出が実質的に誘導されないオン状態であり得る。
[0056] 一態様によれば、自由電子レーザが提供される。この自由電子レーザは、相対論的電子を生成するように動作可能な電子源と、複数の磁石を備えるアンジュレータであって、周期磁場を生成するように動作可能であり、相対論的電子が放射を放出するようにこれらを周期経路に沿って導くように配置された、アンジュレータと、電子がアンジュレータを出射したらこれらを吸収するように動作可能なビームダンプと、アンジュレータとビームダンプとの間に配置された減速機構と、備える。減速機構は、電子がビームダンプによって吸収される前にそのエネルギを低減させるように動作可能である。減速機構は電子源とは別個である。
[0057] 一態様によれば、リソグラフィシステムが提供される。このリソグラフィシステムは、第１の方向に放射を放出するように動作可能な自由電子レーザと、放射を受光してこれをパターニングデバイス上へと第２の方向に投影するように動作可能なリソグラフィ装置と、自由電子レーザとパターニングデバイスとの間に配置され、放射ビームを第１の方向から第２の方向へ導くように動作可能な１つ以上のミラーと、を備える。自由電子レーザは、第２の放射ビームの偏光がパターニングデバイスを照射するのに適切であるように、１つ以上のミラーに応じて第１の放射ビームの偏光が選択されるように構成されている。
[0058] 一態様によれば、ＥＵＶ放射ビームの偏光を変換するための装置が提供される。この装置は、２つの光路と、ＥＵＶ放射ビームを受光し、これを２つの成分に分割し、各成分を異なる各経路に沿って導くように動作可能なビームスプリッタと、を備える。２つの光路は収束し、光路の１つは複数のミラーを含んでその光路を進む成分の偏光ベクトルが回転するようになっている。
[0059] 本発明の一態様によれば、自由電子レーザが提供される。この自由電子レーザは、複数の相対論的電子バンチを含む電子ビームを生成するための電子源と、電子ビームを受け取ってこれを周期経路に沿って導くように配置されたアンジュレータであって、電子ビームがアンジュレータ内の放射と相互作用することで放射の放出が誘導されると共に放射ビームを供給するようになっている、アンジュレータと、調整可能圧縮器であって、（ｉ）電子ビームがアンジュレータに入射する前の伝搬方向に沿った複数の電子バンチの１つ以上の電荷密度分布、又は（ｉｉ）複数の電子バンチの１つ以上がアンジュレータに入射する前の平均エネルギ、のうち少なくとも１つを制御するように動作可能な調整可能圧縮器と、
を備える。
[0060] 複数の電子バンチの伝搬方向に沿った電荷密度分布を変えると、アンジュレータの利得が変わる。すなわちこれは、アンジュレータによって出力される放射ビームのパワーに影響を及ぼす。アンジュレータの利得は、アンジュレータに入力されるパワー量の関数としての、アンジュレータによって出力されるパワー量として定義することができる。アンジュレータの利得は、利得長（アンジュレータ内の放射パワーがｅ倍増大するために電子バンチが移動しなければならないアンジュレータ内の距離）、アンジュレータの長さ、及び電子バンチとアンジュレータ内の放射との結合量に依存し得る。更に、複数の電子バンチの平均エネルギを変えると、放射ビームの波長が変わる（平均エネルギが増大すると放射ビーム波長が低減する）。これは結果として、アンジュレータにより出力される放射ビームの波長に影響を及ぼす。従って有利な点として、本発明の第１の態様は、出力パワー及び／又は波長を能動的に制御することができる自由電子レーザを提供する。
[0061] 調整可能圧縮器は、（ａ）複数の電子バンチの１つ以上のチャープ、又は（ｂ）複数の電子バンチの１つ以上における電子の平均エネルギ、のうち少なくとも１つを制御するように配置された調整機構を備えることができる。
[0062] 調整機構は共振空洞を備えることができる。
[0063] 共振空洞は、電子ビームに対する共振空洞の位相が実質的に一定のままであるように配置することができ、位相は、共振空洞を通過する各バンチの中心の電子について空洞内の電場が実質的にゼロであるようになっている。有利な点として、このような配置は電子バンチの電荷分布のみを調整し電子バンチの平均エネルギを調整しないので、共振空洞を駆動するのに必要な無線周波数電力は平均ビーム電流に依存しない。従って、必要なパワーは低く、低効率の共振空洞を用いてチャープを変えることができる。
[0064] 有利な点として、共振空洞は、電子ビームに対する共振空洞の位相が実質的に一定のままであるように配置することができ、位相は、共振空洞を通過する各バンチの中心の電子について空洞内の電場が実質的に最大値又は最小値であるようになっている。
[0065] 共振空洞は常伝導共振空洞とすることができる。
[0066] 例えば銅空洞等の常伝導共振空洞は、例えば電子ビームの加速に用いられ得る超伝導空洞に比べ、比較的低いＱ値を有する。共振器の帯域幅はそのＱ値に反比例するので、このような常伝導空洞の無線周波数電力は高帯域幅で調整可能である。有利な点としてこれは、超伝導無線周波数空洞に比べ、空洞内の加速フィールド勾配の著しく高速な変化を可能とする。これは、自由電子レーザの出力パワー及び／又は波長を比較的迅速に調整可能とするので有益である。
[0067] 調整可能圧縮器は、電子ビームの伝搬方向に沿って複数の電子バンチの１つ以上を圧縮するように配置された磁気圧縮器を更に備えることができ、圧縮は、電子バンチが磁気圧縮器に入射する際のチャープに依存する。磁気圧縮器は調整機構の下流に配置することができる。
[0068] 電子源は、バンチ化電子ビームを生成するための機構と、バンチ化電子ビームを加速させるように動作可能な線形加速器と、を備えることができ、線形加速器は複数の無線周波数空洞を備え、調整可能圧縮器は線形加速器とは別個とすることができる。
[0069] 電子レーザは、コントローラと、放射ビームのパワーを示すか又は放射ビームによってターゲット位置に送出される放射線量を示す値を確定し、この値を示す信号をコントローラに出力するためのセンサと、を更に備えることができる。コントローラは、センサによって出力される信号に応じて、複数の電子バンチの１つ以上の電荷密度分布及び／又は複数の電子バンチの１つ以上の電子の平均エネルギを変化させるように動作可能である。
[0070] 本発明の一態様によれば、リソグラフィシステムが提供される。このリソグラフィシステムは、本発明の第１の態様による自由電子レーザと、各々が自由電子レーザによって生成される少なくとも１つの放射ビームの少なくとも一部を受光するように配置された少なくとも１つのリソグラフィ装置と、を備える。
[0071] 本発明の一態様によれば、装置が提供される。この装置は、放射を生成するための放射源であって、放射の波長を制御するように動作可能な調整機構を備える、放射源と、放射を受け取るためのターゲット位置と、放射を放射源からターゲット位置まで導くように配置された光学システムであって、波長に依存した透過率又は反射率を有する、光学システムと、コントローラと、放射のパワーを示すか又は放射によってターゲット位置に送出される放射線量を示す値を確定し、これを示す信号をコントローラに出力するためのセンサと、を備える。コントローラは、センサによって出力される信号に応じて、調整機構を用いて放射の波長を変化させるように動作可能である。
[0072] 有利な点として、そのような構成は、放射源によって供給される放射線量を制御するためのフィードバックベースの制御ループを提供する。
[0073] 放射源は自由電子レーザを備えることができる。自由電子レーザは、複数の相対論的電子バンチを含む電子ビームを生成するための電子源と、電子ビームを受け取ってこれを周期経路に沿って導くように配置されたアンジュレータであって、電子ビームがアンジュレータ内の放射と相互作用することで放射の放出が誘導されると共に放射ビームを供給するようになっている、アンジュレータと、を備えることができる。調整機構は、複数の電子バンチの１つ以上がアンジュレータに入射する前の電子の平均エネルギを変化させるように動作可能である。
[0074] 電子バンチの平均エネルギを変えると、放射ビームの波長が変わる（平均エネルギが増大すると放射ビーム波長が低減する）。これは結果として、アンジュレータにより出力される放射ビームのパワーに、従って放射源によってターゲット位置に供給される放射線量に影響を及ぼす。更に、光学システムは波長に依存した透過率又は反射率を有するので、放射ビームの波長を変えると、光学システムを介してターゲット位置に送出される放射線量が変わる。従って有利な点として、このような構成は、出力パワー及び波長を能動的に制御することができる自由電子レーザを提供する。放射ビームの波長の変化は、放射源によってターゲット位置に送出される線量に対して、放射ビームのパワーの変化よりも大きな影響を及ぼし得る。
[0075] 調整機構は共振空洞を備えることができる。
[0076] 共振空洞は常伝導共振空洞とすることができる。
[0077] 例えば銅空洞等の常伝導共振空洞は、例えば電子ビームの加速に用いられ得る超伝導空洞に比べ、比較的低いＱ値を有する。共振器の帯域幅はそのＱ値に反比例するので、このような常伝導空洞の無線周波数電力は高帯域幅で調整可能である。有利な点としてこれは、超伝導無線周波数空洞に比べ、空洞内の加速フィールド勾配の著しく高速な変化を可能とする。これは、自由電子レーザの出力パワー及び／又は波長を比較的迅速に調整可能とするので有益である。
[0078] 共振空洞は、複数の電子バンチの各々の到着に対する共振空洞の位相が実質的に一定のままであるように配置することができ、位相は、共振空洞を通過する複数の電子バンチの各々の中心の電子について空洞内の電場が実質的に最大値又は最小値であるようになっている。
[0079] 電子源は、バンチ化電子ビームを生成するための機構と、バンチ化電子ビームを加速させるように動作可能な線形加速器と、を備えることができ、線形加速器は複数の無線周波数空洞を備え、調整機構は線形加速器とは別個とすることができる。
[0080] 本発明の一態様によれば、自由電子レーザが提供される。この自由電子レーザは、複数の相対論的電子バンチを含む電子ビームを生成するための電子源であって、電子ビームが第１の周波数を有する、電子源と、電子ビームを受け取ってこれを周期経路に沿って導くように配置されたアンジュレータであって、電子ビームがアンジュレータ内の放射と相互作用することで放射の放出が誘導されると共に放射ビームを供給するようになっている、アンジュレータと、電子源とアンジュレータとの間に配置され、複数の電子バンチのチャープ及び／又は複数の電子バンチにおける平均エネルギが時間と共に変化するように第２の周波数で動作可能に配置された調整可能共振空洞と、を備える。
[0081] 第１及び第２の周波数が異なる場合、共振空洞は複数の電子バンチのチャープ及び平均エネルギを連続的に変化させることができる。チャープ及び平均エネルギの変化率は、第１及び第２の周波数の差に依存する。電子バンチにおける電子の平均エネルギを変えると、放射ビームの波長が変わる（平均エネルギが増大すると放射ビーム波長が低減する）。従って本発明の第４の態様は、自由電子レーザによって出力される放射の有効帯域幅を増大させるための機構を提供する。
[0082] 自由電子レーザは、電子ビームの伝搬方向に沿って電子バンチを圧縮するように配置された磁気圧縮器を更に備えることができ、圧縮は、電子バンチが磁気圧縮器に入射する際のチャープに依存する。
[0083] 共振空洞は常伝導共振空洞とすることができる。
[0084] 例えば銅空洞等の常伝導共振空洞は、例えば電子ビームの加速に用いられ得る超伝導空洞に比べ、比較的低いＱ値を有する。共振器の帯域幅はそのＱ値に反比例するので、このような常伝導空洞の無線周波数電力は高帯域幅で調整可能である。有利な点としてこれは、超伝導無線周波数空洞に比べ、空洞内の加速フィールド勾配の著しく高速な変化を可能とする。これは、自由電子レーザの出力パワー及び帯域幅を比較的迅速に調整可能とするので有益である。
[0085] 電子源は、バンチ化電子ビームを生成するための機構と、バンチ化電子ビームを加速させるように動作可能な線形加速器と、を備えることができ、線形加速器は複数の無線周波数空洞を備え、調整可能圧縮器は線形加速器とは別個とすることができる。
[0086] 自由電子レーザは、コントローラと、放射ビームのパワーを示すか又は放射ビームによってターゲット位置に送出される放射線量を示す値を確定し、これを示す信号をコントローラに出力するためのセンサと、を更に備えることができる。コントローラは、センサによって出力される信号に応じて共振空洞の１つ以上のパラメータを制御するように動作可能である。
[0087] センサによって出力される信号に応じて制御される共振空洞の１つ以上のパラメータは、共振空洞内の電場の振幅を含み得る。
[0088] センサによって出力される信号に応じて制御される共振空洞の１つ以上のパラメータは、共振空洞が動作する第２の周波数を含み得る。これは、共振空洞に電磁放射を供給する無線周波数源の周波数と共振空洞の幾何学的形状の双方を調整することで達成可能である。共振空洞の幾何学的形状を変えるには、例えば１つ以上の圧電ストレッチャ及び／又は圧縮器を用いて、共振空洞の共振周波数を共振空洞に電磁放射を供給する無線周波数源の周波数にマッチングさせればよい。
[0089] 本発明の一態様によれば、リソグラフィシステムが提供される。このリソグラフィシステムは、本発明の第４の態様による自由電子レーザと、各々が自由電子レーザによって生成される少なくとも１つの放射ビームの少なくとも一部を受光するように配置された少なくとも１つのリソグラフィ装置と、コントローラと、放射のパワーを示すか又は放射によって少なくとも１つのリソグラフィ装置内のターゲット位置に送出される放射線量を示す値を確定し、これを示す信号をコントローラに出力するためのセンサと、を備える。コントローラは、センサによって出力される信号に応じて共振空洞の１つ以上のパラメータを変化させるように動作可能である。
[0090] ターゲット位置は、例えば基板露光中のある時間期間にわたって放射を受光する基板上の位置とすればよい。ターゲット位置で受光されるエネルギ線量は、露光時間期間中の放射ビームパワーの時間についての積分であり得る。露光時間期間が充分に長い場合、この露光時間期間を通して高周波数変動を平均化することができる。これは、ターゲット位置によって受光される放射線量が波長に依存し、この依存性が放射ビームの波長及び帯域幅に大きく依存する実施形態では、特に有益である。本発明の第５の態様によって、放射ビームの帯域幅を制御することができ、従って帯域幅を最適化し、波長の変化に対する線量の感度を低下させることができる。
[0091] センサによって出力される信号に応じて制御される共振空洞の１つ以上のパラメータは、共振空洞内の電場の振幅を含むことができる。
[0092] センサによって出力される信号に応じて制御される共振空洞の１つ以上のパラメータは、共振空洞が動作する第２の周波数を含むことができる。これは、共振空洞に電磁放射を供給する無線周波数源の周波数と共振空洞の幾何学的形状の双方を調整することで達成可能である。共振空洞の幾何学的形状を変えるには、例えば１つ以上の圧電ストレッチャ及び／又は圧縮器を用いて、共振空洞の共振周波数を共振空洞に電磁放射を供給する無線周波数源の周波数にマッチングさせればよい。
[0093] 本発明の一態様によれば、ターゲット位置によって受光される放射線量を制御する方法が提供される。この方法は、ターゲット位置によって受光される放射線量の、放射ビームの波長及び／又はパワーに対する依存性を確定することと、複数の異なる波長の放射を生成するように動作可能な調整可能放射源を用いて放射を生成することと、波長に依存した光学システムを介して放射をターゲット位置まで導くことと、放射のパワーを示すか又は放射によってターゲット位置に送出される放射線量を示す値を確定することと、ターゲット位置によって受光される放射線量を制御するように、確定した値に応じて放射の波長を変化させることと、を備える。
[0094] ターゲット位置によって受光される放射線量の、放射ビームの波長及び／又はパワーに対する依存性を確定するステップは、較正ステップとして一度だけ実行すればよい。
[0095] 本発明の一態様によれば、入射器と、加速器と、アンジュレータと、を備え、ＥＵＶ放射ビームを発生させるように構成された自由電子レーザが提供される。アンジュレータはアンジュレータモジュールと１つ以上の動的移相器とを備え、動的移相器は、自由電子レーザによって発生されるＥＵＶ放射ビームのパワー及び／又は帯域幅及び／又は空間パワー分布を変えるように動作可能である。
[0096] １つ以上の動的移相器は、活性化された場合に電子軌道の長さを変えるように構成された電磁石を備えることができる。
[0097] １つ以上の動的移相器は３対の電磁石を備え、各対は電子軌道の反対側に設けることができる。
[0098] コントローラは、電磁石に選択的に電流を供給して電磁石の活性化及びスイッチオフを行うように動作可能である。
[0099] コントローラは、電磁石に供給される電流のサイズを制御するように動作可能であり、これによって１つ以上の動的移相器によって与えられる移相シフトのサイズを制御する。
[0100] ビーム軌道の周りに伝導性材料から形成された保護チューブを設けることができる。
[0101] 少なくとも部分的に誘電体を充填した開口を保護チューブに設けることができる。
[0102] 開口はテーパ状の端部を有することができる。
[0103] 保護チューブの少なくとも一部は、１０ミクロンより大きいが１ｍｍより小さいスキン深さを有する伝導性材料から形成可能である。
[0104] １つ以上の動的移相器は、活性化された場合に電子軌道の長さを変えるように構成された横キッカーを備えることができる。
[0105] １つ以上の動的移相器はコントローラによって制御可能である。
[0106] コントローラは、１０ｋＨｚ以上の周波数で動的移相器を制御するように構成可能である。
[0107] 本発明の一態様によれば、入射器と、加速器と、アンジュレータと、を備え、ＥＵＶ放射ビームを発生させるように構成された自由電子レーザが提供される。アンジュレータはアンジュレータモジュールと２つ以上の動的移相器とを備え、動的移相器は、自由電子レーザによって発生されるＥＵＶ放射ビームのパワーを著しく変化させることなく自由電子レーザによって発生されるＥＵＶ放射ビームの帯域幅及び／又は空間パワー分布を変えるように動作可能である。
[0108] 本発明の一態様によれば、自由電子レーザを用いてＥＵＶ放射ビームを発生させる方法が提供される。この方法は、１つ以上の動的移相器を用いて電子の運動とＥＵＶ放射との間の相対位相を変化させ、これによって自由電子レーザによって発生されるＥＵＶ放射ビームのパワー及び／又は帯域幅及び／又は空間パワー分布を変えることを備える。
[0109] １つ以上の動的移相器は、活性化された場合に電子軌道の長さを変えるように構成された電磁石を備えることができる。
[0110] １つ以上の動的移相器は３対の電磁石を備え、各対は電子軌道の反対側に設けることができる。
[0111] 電磁石に選択的に電流を供給して電磁石の活性化及びスイッチオフを行うことができる。
[0112] 電磁石に供給される電流のサイズを制御し、これによって１つ以上の動的移相器によって与えられる位相シフトのサイズを制御することができる。
[0113] １つ以上の動的移相器は、活性化された場合に電子軌道の長さを変えるように構成された横キッカーを備えることができる。
[0114] 動的移相器は１０ｋＨｚ以上の周波数で制御することができる。
[0115] 本発明の一態様によれば、自由電子レーザを用いてＥＵＶ放射ビームを発生させる方法が提供される。この方法は、２つ以上の動的移相器を用いて、自由電子レーザによって発生されるＥＵＶ放射ビームのパワーを著しく変化させることなく自由電子レーザによって発生されるＥＵＶ放射ビームの帯域幅及び／又は空間パワー分布を変えることを備える。
[0116] 本発明の一態様によれば、放射ビームのパワーを示す値を確定するための測定装置が提供される。この測定装置は、センサと、放射ビームを受光するための、第１及び第２の領域を備える光学要素であって、第１の領域が放射ビームの第１の部分を受光するように配置され、第２の領域が放射ビームの第２の部分を受光するように配置され、第１及び第２の領域が光学要素の表面の空間的に別個の領域を形成する、光学要素と、を備える。第１の領域は更に、第１の部分から第１の分岐放射ビームを形成し、第１の分岐放射ビームを、第１の分岐放射ビームのパワーを確定するように配置されたセンサに送出するように配置され、第２の領域は更に、第２の部分から、センサに送出されない第２の分岐放射ビームを形成するように配置されている。
[0117] 有利な点として、このような構成は、放射ビームの経路にセンサを配置する必要なく、放射ビームの第１の部分のパワーを確定することができる。従って本発明では、経路に直接配置されたセンサの場合にはこれに大きな熱負荷を加えるはずの極めて高いパワー及び強度を有する放射ビームのパワーを測定することが可能となる。更に、放射ビームの経路にセンサを配置する必要がないので、本発明は、光学要素の第１の領域の寸法に制限がない構成を提供する。特にこれによって、第１の領域を充分に小さくして、パワー測定に用いられる強度分布の部分（すなわち第１の分岐放射ビームに寄与する部分）を、放射ビームの経路に１つ以上のセンサを配置した場合よりも小さくすることが可能となる。
[0118] 第１の領域は複数の空間的に分離した小領域を含むことができる。
[0119] 複数の空間的に分離した小領域は光学要素全体に分散させることができる。
[0120] 複数の空間的に分離した小領域は、光学要素の表面全体にくぼみ又は突起から成る矩形の２次元の格子状配列を形成することができる。
[0121] 光学要素は格子を含み、格子の複数の面は複数の空間的に分離した小領域を形成することができる。
[0122] 第１の分岐放射ビームは第１の領域からの第１の部分の反射によって形成することができる。
[0123] 光学要素の第１の領域は蛍光材料を含み、蛍光材料が放射ビームの第１の部分を吸収し、次いで第１の分岐放射ビームを形成する異なる波長の放射を放出することによって第１の分岐放射ビームを形成することができる。
[0124] 第１の分岐放射ビームは第１の領域からの第１の部分の散乱によって形成することができる。
[0125] 光学要素はかすめ入射ミラーを含むことができる。
[0126] センサは検知要素のアレイを含むことができる。
[0127] センサは、第１の分岐放射ビームのパワーを確定する前に第１の分岐放射ビームの波長をもっと長い波長に変換するための機構を備えることができる。
[0128] センサは、第１の分岐放射ビームのパルス持続時間を変えるための機構を備えることができる。
[0129] 複数の空間的に分離した小領域の各々の寸法は１００μｍ以下のオーダーとすることができる。
[0130] 複数の空間的に分離した小領域の各々の寸法は充分に小さいので、遠距離場において、第２の分岐放射ビームの強度分布を放射ビームのものと実質的に同一とすることができる。
[0131] 複数の空間的に分離した小領域の各々の寸法は充分に小さいので、複数の空間的に分離した小領域の近傍における熱膨張歪みによる光学要素の反射面の形状の変動は無視できる程度とすることができる。
[0132] 複数の空間的に分離した小領域の各々の寸法は充分に小さいので、単一のマークによって放出又は散乱される総パワーは放射ビームの比較的小さい部分とすることができる。
[0133] 放射ビームのパワーを示す値は制御要素に与えることができる。制御要素は、放射ビームの特徴（ａｓｐｅｃｔ）を制御するように配置することができる。例えば制御要素は、放射ビームの強度分布又は平均強度を調整するように配置可能である。コントローラは放射ビームの位置を調整するように配置することができる。
[0134] 本発明の一態様によれば、放射ビームのパワーを示す値を確定するための測定装置が提供される。この測定装置は、センサと、放射ビームを受光するための、格子であり、複数の面を備える光学要素であって、各面が放射ビームの一部を受光すると共に放射サブビームを形成するように配置された、光学要素と、を備える。複数の面からの放射サブビームは干渉して、（ｉ）第１の分岐放射ビームであって、この第１の分岐放射ビームのパワーを確定するように配置されたセンサに送出される、第１の分岐放射ビームと、（ｉｉ）センサに送出されない第２の分岐放射ビームと、を形成する。
[0135] 本発明の一態様によれば、本発明の第１の態様による測定装置と、１つ以上の放射ビームステアリング機構と、パワーを示す信号をセンサから受信し、これに応じて１つ以上の放射ビームステアリング機構を制御して放射ビームの位置を変えるように配置された制御ユニットと、を備える放射ビームステアリングユニットが提供される。
[0136] 本発明の一態様によれば、放射ビームを出力するように配置された機構と、本発明の第１の態様による測定装置であって、光学要素が放射ビームを受光するように配置されている、測定装置と、を備える放射源が提供される。
[0137] 本発明の一態様によれば、放射ビームを生成するための放射源と、１つ以上のリソグラフィ装置と、放射ビーム又はこれから形成された二次放射ビームのパワーを示す値を確定するように配置された、本発明の第１の態様による測定装置と、を備えるリソグラフィシステムが提供される。
[0138] 本発明の一態様によれば、放射ビームを生成するための放射源と、１つ以上のリソグラフィ装置と、放射ビーム又はこれから形成された二次放射ビームを方向操作するように配置された、本発明の第２の態様による放射ビームステアリングユニットと、を備えるリソグラフィシステムが提供される。
[0139] 本発明の一態様によれば、放射ビームのパワーを示す値を確定するための測定装置が提供される。この測定装置は、放射ビームのパワーを確定するためのセンサと、センサによってパワーが確定される前に放射ビームのパルス持続時間を変えるための機構と、を備える。
[0140] 有利な点として、パルス持続時間を変えるための機構は、比較的短いパルスの放射ビームについてパワー測定を簡略化することができる。例えば放射ビームが含むパルスは、高速フォトダイオード等の既知の検知要素が分解するには短すぎることがある。この場合、パルス持続時間を長くすることで、そのような検知要素によってパワーを分解することができる。
[0141] 放射ビームのパルス持続時間を変えるための機構は、センサによってパワーが確定される前に放射ビームの波長をもっと長い波長に変換するように動作可能である。
[0142] 放射ビームのパルス持続時間を変えるための機構は、放射ビームを吸収すると共に次いでもっと長い波長の放射を放出するように配置された蛍光材料を含むことができる。
[0143] 本発明の一態様によれば、放射ビームのパワーを示す値を確定する方法が提供される。この方法は、第１及び第２の領域を備える光学要素の方へ放射ビームを送出することであって、第１の領域が放射ビームの第１の部分を受光するように配置され、第２の領域が放射ビームの第２の部分を受光するように配置され、第１及び第２の領域が光学要素の表面の空間的に別個の領域を形成する、ことと、第１の部分から第１の分岐放射ビームを形成することと、第２の部分から第２の分岐放射ビームを形成することと、第１及び第２の分岐放射ビームを異なる位置に送出することと、第１の分岐放射ビームのパワーを確定することと、
を備える。
[0144] 第１の領域は複数の空間的に分離した小領域を含むことができる。
[0145] 複数の空間的に分離した小領域は光学要素全体に分散させることができる。
[0146] 複数の空間的に分離した小領域は、光学要素の表面全体にくぼみ又は突起から成る矩形の２次元の格子状配列を形成することができる。
[0147] 光学要素は格子を含み、格子の複数の面は複数の空間的に分離した小領域を形成することができる。
[0148] 第１の分岐放射ビームは第１の領域からの第１の部分の反射によって形成することができる。
[0149] 光学要素の第１の領域は蛍光材料を含み、蛍光材料が放射ビームの第１の部分を吸収し、次いで第１の分岐放射ビームを形成する異なる波長の放射を放出することによって第１の分岐放射ビームを形成することができる。
[0150] 第１の分岐放射ビームは、第１の領域からの第１の部分の散乱によって形成することができる。
[0151] 第１の分岐放射ビームのパワーを確定する前に、第１の分岐放射ビームの波長をもっと長い波長に変換することができる。
[0152] 第１の分岐放射ビームのパワーを確定する前に、第１の分岐放射ビームのパルス持続時間を変えることができる。
[0153] 本発明の一態様によれば、放射ビームのパワーを示す値を確定する方法が提供される。この方法は、複数の面を備える光学要素の方へ放射ビームを送出することであって、各面が放射ビームの一部を受光すると共に放射サブビームを形成するように配置されている、ことと、複数の面からの放射サブビーム間の干渉から第１及び第２の分岐放射ビームを形成し、第１及び第２の分岐放射ビームを異なる位置に送出することと、第１の分岐放射ビームのパワーを確定することと、を備える。
[0154] 本発明の一態様によれば、放射ビームを方向操作する方法が提供される。この方法は、本発明の第８又は第９の態様による方法を用いて放射ビームのパワーを示す値を確定することと、確定された値に応じて放射ビームの位置を制御することと、を備える。
[0155] 例えば、調整されるパラメータは放射ビームの位置とすることができる。調整されるパラメータは放射ビームの強度又は強度分布とすることができる。一般に、調整対象のパラメータはいずれかの適切な手段によって調整可能である。例えば調整は、放射ビーム源を調整することによって、又は放射ビーム源と光学要素との間の放射ビーム経路を調整することによって実行すればよい。
[0156] 本発明の一態様によれば、リソグラフィプロセスにおいて用いられる放射の強度を調整するための装置が提供される。この装置は、第１の放射ビームを受光するための第１の要素であって、第１の放射ビームの一部を第２の放射ビームの形態で第２の要素の方へ反射するように配置され、第２の要素が第２の放射ビームの一部を第３の放射ビームの形態で第２の要素から離れた方向へ反射するように配置されている、第１の要素と、第３の放射ビームの強度を変化させるように、第１の放射ビームと第１の要素との間、及び第２の放射ビームと第２の要素との間の少なくとも１つで入射角を調整するように適合された調整手段と、
を備える。
[0157] このように、第１の態様は、減衰装置に入射する放射の減衰を効率的に調整し、これによって減衰装置から出力する放射ビームの強度を調整するための装置を提供する。第１の態様は、第３の放射ビームの強度を迅速に調整することを可能としながら、機械的に高効率かつ簡単明瞭な方法で実装可能な機構を提供する。
[0158] 第３の放射ビームは、例えば減衰装置からリソグラフィ装置へと出力することができる。あるいは、第３の放射ビームを更に別の減衰装置へ送出することも可能である。
[0159] 第１の要素における第１の放射ビームの入射角は、第２の要素における第２の放射ビームの入射角と同一とすることができる。この装置は、第１の要素に対する第１の放射ビームの入射角が第２の要素に対する第２の放射ビームの入射角と常に実質的に同一であるように配置することができる。このように、第３の放射ビームは、第１の放射ビームの伝搬方向と実質的に同じ方向に第３の要素から反射される。
[0160] 調整手段は、第１及び第２の放射ビームの入射角を約１度から約１０度の間で調整するように適合可能である。
[0161] 第１の要素は第１のポイントを中心として回転するように配置し、及び／又は第２の要素は第２のポイントを中心として回転するように配置することができる。調整手段は、第１及び第２の要素の少なくとも一方を選択的に回転させて、第１又は第２の放射ビームの第１及び第２の要素における入射角を調整するように配置することができる。これによって、第１の態様を実施する特に有効かつ容易な方法が提供される。
[0162] 第１の要素は第１のポイントを中心として回転するように配置し、及び／又は第２の要素は第２のポイントを中心として約９度の角度まで回転するように配置することができる。
[0163] 減衰装置は、第３の放射ビームを受光すると共に第３の放射ビームの一部を第４の放射ビームの形態で反射するための第３の要素と、第４の要素であって、第４の放射ビームを受光すると共に第４の放射ビームの一部を第５の放射ビームの形態で第４の要素から離れた方向へ反射するための第４の要素と、を更に備えることができる。
[0164] 第３及び第４の要素を設けることによって、減衰装置の減衰範囲を拡大することができる。この代わりに又はこれに加えて、第３及び第４の要素を設けることで、所与の減衰について、減衰装置の要素による反射が放射の極性に対して及ぼす影響を低減することができる。
[0165] 調整手段は、第３の放射ビームと第４の要素との間、及び第４の放射ビームと第４の要素との間の少なくとも１つで入射角を調整するように配置することができる。
[0166] 調整手段は、第１、第２、第３、及び第４の放射ビームの第１、第２、第３、及び第４の要素における入射角を約１度から約５度の間で調整するように適合することができる。このように、第３の放射ビームにおいて第１の放射ビームの極性を良好に維持しながら、約８％から２０％の減衰範囲を達成可能である。
[0167] 第１の要素は第１のポイントを中心として回転するように配置し、第２の要素は第２のポイントを中心として回転するように配置し、第３の要素は第３のポイントを中心として回転するように配置し、第４の要素は第４のポイントを中心として回転するように配置することができる。調整手段は、第１、第２、第３、及び第４の要素の少なくとも１つを選択的に回転させて、第１、第２、第３、又は第４の放射ビームの第１、第２、第３、又は第４の要素における入射角を調整するように配置することができる。
[0168] 第１、第２、第３、及び第４の要素の各々は、第１、第２、第３、又は第４のポイントを中心として約４度の角度まで回転するように配置することができる。
[0169] この装置は、調整手段を制御するように配置されたコントローラを更に備えることができる。
[0170] コントローラは、センサから放射強度の指示を受信すると共にこの指示に応じて調整手段を制御するように配置することができる。このように、第１の減衰装置によって与えられる減衰を良好に制御することができる。コントローラは、例えば所定の位置に与えられる放射の強度を所定の強度範囲内に維持するように配置された制御ループの一部を構成することができる。
[0171] この装置は、更に別の減衰装置を更に備えることができる。更に別の減衰装置は固定減衰装置を含み得る。すなわち更に別の減衰装置が与え得る減衰は、変化させることができないか、又は第１及び第２の要素を用いてもしくは第１から第４までの要素を用いて達成可能である減衰の変動量に比べて少量しか変化させることができない。更に別の減衰装置は、可変減衰器の減衰よりも大きい減衰率を与えることができる。例えば、更に別の減衰装置は１０の減衰率を与え得る。
[0172] あるいは、更に別の減衰装置は調整可能減衰装置を含むことができる。更に別の減衰装置は、第１の減衰装置よりも広い減衰範囲で調整可能であるが、第１の減衰装置を調整可能である周波数よりも低い周波数で調整することができる。
[0173] 更に別の減衰装置はＥＵＶ吸収媒体を収容するチャンバを備え、チャンバは放射ビームの経路に配置することができる。
[0174] 更に別の減衰装置は、チャンバ内の圧力を監視するように動作可能な圧力センサを備えることができる。
[0175] 更に別の減衰装置はガス入口及びガス出口を備えることができる。
[0176] 装置は第２のコントローラを更に備えることができ、第２のコントローラは、圧力モニタと連通し、チャンバ内の圧力を所定の範囲内に維持するようにガス入口及びガス出口を制御するように配置されている。
[0177] 第１及び第２のコントローラは同一のコントローラとすることができる。
[0178] 調整装置は、調整対象の各要素についてそれぞれの調整手段を備えることができる。
[0179] 装置は、放射ビームの１つの伝搬方向に対して非垂直角度に配置された反射膜を更に備えることができる。反射膜は、放射ビームの１つの一部を透過させると共に放射ビームの１つの一部を反射するように配置されている。
[0180] 放射ビームの１つは、例えば第１、第２、第３、又は第４の放射ビームとすればよい。
[0181] 本発明の一態様によれば、メイン放射ビームを生成するように動作可能な放射源と、メイン放射ビームの少なくとも一部を受光するように配置された、第１の態様による減衰装置と、減衰装置から減衰された放射ビームを受光するように配置された少なくとも１つのリソグラフィ装置と、を備えるリソグラフィシステムが提供される。
[0182] 例えば、メイン放射又はメイン放射ビームの一部は、第１の態様について上述した第１の放射ビームを与えることができる。
[0183] リソグラフィシステムは、放射ビームを受光すると共に少なくとも１つの分岐放射ビームを出力するように配置されたビーム分割装置を備えることができる。減衰装置は少なくとも１つの分岐放射ビームを受光するように配置することができる。
[0184] ビーム分割装置は複数の分岐放射ビームを出力するように配置することができる。リソリソグラフィシステムは、複数の分岐放射ビームの各々について減衰装置を備えることができ、各減衰装置は複数の分岐放射ビームのそれぞれ１つを受光するように配置することができる。
[0185] あるいは、リソグラフィシステムは、複数の分岐放射ビームのいくつかに１つ以上の減衰装置を備えることも可能である。すなわち、一部の分岐放射ビームはリソグラフィシステム内の減衰装置を通過しない場合もある。
[0186] 放射源は１つ以上の自由電子レーザを備えることができる。
[0187] 少なくとも１つのリソグラフィ装置は１つ以上のマスク検査装置を備えることができる。
[0188] メイン放射ビームはＥＵＶ放射を含むことができる。
[0189] 本発明の態様は、適切なハードウェア及び／又はソフトウェアの利用を含むいずれかの好都合な方法で実施可能であることは認められよう。あるいは、本発明の実施形態を実施するようにプログラマブルデバイスをプログラムすることも可能である。従って本発明は、本発明の態様を実施するための適切なコンピュータプログラムも提供する。そのようなコンピュータプログラムは、有形のキャリア媒体（例えばハードディスク、ＣＤ ＲＯＭ等）及び通信信号等の無形のキャリア媒体を含む適切なキャリア媒体上に担持することができる。
[0190] 本発明の１つ以上の態様を、本明細書に記載する１つ以上の他の態様と、及び／又は前出もしくは以下の記載に述べる１つ以上の特徴と組み合わせることも可能である。
[00191] これより本発明の実施形態について添付図面を参照して一例としてのみ説明する。
本発明の一実施形態に従ったリソグラフィシステムの概略図である。 図１のリソグラフィシステムの一部を形成するリソグラフィ装置の概略図である。 図１のリソグラフィシステムの一部を形成する自由電子レーザの概略図である。 図３の自由電子レーザの一部を形成し得る入射器の概略図である。 図４の入射器の一部を形成し得る第１の制御装置の概略図である。 図４の入射器の一部を形成し得る第１の制御装置の代替的な実施形態の概略図である。 図６の第１の制御装置の動作から得られる偏光回転及び透過放射パワーの概略図である。 図４の入射器の一部を形成し得る第２の制御装置の概略図である。 本発明の一実施形態に従った自由電子レーザを概略的に示す。 直線偏光放射ビームを円偏光放射に変換するための装置を概略的に示す。 減速機構の一部を形成し得る伝導パイピングの幾何学的形状を概略的に示す。 減速機構の一部を形成し得る伝導パイピングの別の幾何学的形状を概略的に示す。 図１のリソグラフィシステムの一部を形成し得る、本発明の一実施形態に従った自由電子レーザの概略図である。 図１のリソグラフィシステムの一部を形成し得る、本発明の一実施形態に従った自由電子レーザの概略図である。 本発明の一実施形態に従った自由電子レーザのアンジュレータを概略的に示す。 アンジュレータの一部を形成し得る動的移相器の実施形態を概略的に示す。 アンジュレータの一部を形成し得る保護チューブを概略的に示す。 動的移相器の代替的な実施形態を概略的に示す。 本発明の一実施形態に従った測定装置の実施形態を概略的に示す。 図１８の測定装置の一部を形成する光学要素の平面図を概略的に示す。 図１８の測定装置の一部を形成する光学要素の、図１９の線Ａ−Ａで切り取った断面図を概略的に示す。 図１８の測定装置の一部、及び測定装置のセンサにより確定された離散的にサンプリングされた強度分布を概略的に示す。 図１８の測定装置の一部を形成し得る光学要素の代替的な実施形態の、図１９の線Ａ−Ａで切り取った断面図を概略的に示す。 測定装置の代替的な実施形態を概略的に示す。 測定装置の別の代替的な実施形態を概略的に示す。 測定装置の更に別の代替的な実施形態を概略的に示す。 図２５の測定装置の一部を形成し得る光学要素の一部の断面図を概略的に示す。 測定装置の更に別の代替的な実施形態を概略的に示す。 図１のリソグラフィシステムの減衰装置の概略図である。 図１のリソグラフィシステムの代替的な減衰装置の概略図である。 図１のリソグラフィシステムの更に別の減衰装置の概略図である。 図１のリソグラフィシステムの更に別の減衰装置の概略図である。 図１のリソグラフィシステムの更に別の減衰装置の概略図である。 図１のリソグラフィシステムの更に別の減衰装置の概略図である。 図１のリソグラフィシステムの更に別の減衰装置の概略図である。
[00192] 図１は本発明の一実施形態に従ったリソグラフィシステムＬＳを示す。リソグラフィシステムＬＳは、自由電子レーザＦＥＬ、ビームデリバリシステム、及び複数のリソグラフィ装置ＬＡａ〜ＬＡｎ（例えば８個のリソグラフィ装置）を備えている。自由電子レーザＦＥＬは、極端紫外線（ＥＵＶ）放射ビームＢ（これをメインビームと称することがある）を発生するように構成されている。コントローラＣＴは、自由電子レーザＦＥＬから放出されたＥＵＶ放射のパワーを制御する。センサ装置ＳＴは、自由電子レーザビームにより出力されたＥＵＶ放射ビームのパワー又はＥＵＶ放射ビームのパワーに相関したパラメータを監視する。コントローラＣＴは、この検出器からの出力に基づいて自由電子レーザを調整する。従って、破線Ｆ１に示すようなフィードバックベースの制御ループが与えられる。センサ装置ＳＴはいずれかの適切な位置に設ければよい。自由電子レーザＦＥＬの出力パワーの制御に使用可能な装置及び方法について、以下で更に説明する。例えばこれらを用いて、自由電子レーザから出力されるＥＵＶ放射ビームパワーの変動を低減することができる（例えば１ｍｓ等の露光時間期間で平均した場合）。実質的に一定の波長を維持しながら自由電子レーザの出力パワーを調整するために使用可能な装置及び方法について、以下で更に説明する。
[00193] センサ装置ＳＴは例えば、（ＥＵＶ放射ビームの一部を分離させて測定することで）ＥＵＶ放射ビームのパワーを監視するように構成されたＥＵＶ放射検出器とすることができる。センサ装置は例えば、自由電子レーザＦＥＬの電子ビームの電流を測定するセンサとすればよい。これは例えば、電子電流に対する出力信号の較正が行われたビーム位置モニタとすればよい。電子ビームの電流はＥＵＶ放射ビームパワーに相関付けることができる（例えば自由電子レーザの変換効率が一定である場合）。センサ装置は例えば、電子ビームのための電子を発生させるのに用いるレーザビームのパワーの監視に用いられる検出器とすればよい（例えば図４を参照して以下で説明するように）。レーザビームのパワーはＥＵＶ放射ビームパワーに相関付けることができる。センサ装置は例えば、ビームダンプに入射する電子ビームの電子の電荷を測定するように構成されたファラデーカップ（又は同等物）とすればよい。ビームダンプに入射する電子の電荷はＥＵＶ放射ビームパワーに相関付けることができる。
[00194] ビームデリバリシステムは、ビーム分割装置１９を備え、任意選択的にビーム拡大光学部品（図示せず）も備える場合がある。メイン放射ビームＢは複数の放射ビームＢａ〜Ｂｎ（これらを分岐ビームと称することがある）に分割され、その各々はビーム分割装置１９によってリソグラフィ装置ＬＡａ〜ＬＡｎのうち異なるものにそれぞれ送出される。分岐放射ビームＢａ〜Ｂｎはメイン放射ビームから連続して分割させて、各分岐放射ビームを直前の分岐放射ビームの下流でメイン放射ビームから分割することができる。この場合、分岐放射ビームは例えば相互に実質的に並行して伝搬し得る。
[00195] 任意選的なビーム拡大光学部品（図示せず）は、放射ビームＢの断面積を拡大するように配置されている。有利な点として、これはビーム拡大光学部品の下流のミラーに対する熱負荷を低減する。これによって、ビーム拡大光学部品の下流のミラーは、あまり冷却されず、従って安価である低性能のものを使用可能である。これに加えて又はこの代わりに、これは下流のミラーを近垂直入射とすることができる。ビーム分割装置１９は、ビームＢの経路に配置された複数のスタティック抽出ミラー（図示せず）を備え、これがメインビームＢからの放射を複数の分岐放射ビームＢａ〜Ｂｎに沿って送出することができる。メインビームＢのサイズが大きくなると、ビームＢ経路にミラーを位置付ける際に要求される精度が低くなる。従ってこれは、分割装置１９による出力ビームＢのいっそう正確な分割を可能とする。例えばビーム拡大光学部品は、メインビームＢをビーム分割装置１９によって分割する前にメインビームＢを約１００μｍから１０ｃｍ超に拡大するように動作可能である。
[00196] 一実施形態において、分岐放射ビームＢａ〜Ｂｎの各々は各減衰器１５ａ〜１５ｎを通過して送出される。各減衰器１５ａ〜１５ｎは、分岐放射ビームＢａ〜Ｂｎが対応するリソグラフィ装置ＬＡａ〜ＬＡｎに入射する前に各分岐放射ビームＢａ〜Ｂｎの強度を調整するように配置されている。各減衰器１５ａ〜１５ｎは、その減衰器に関連付けたリソグラフィ装置から与えられるフィードバックを用いて、コントローラＣＴＡａ〜ＣＴＡｎによって制御することができる。例えばリソグラフィ装置ＬＡｎは、このリソグラフィ装置内に分岐放射ビームＢｎの強度を監視するセンサＳＬｎを含むことができる。センサＳＬｎからの出力を用いて減衰器１５ｎを制御することができる。従って、破線Ｆ２ｎにより示すようなフィードバックベースの制御ループが与えられる。センサＳＬｎはリソグラフィ装置ＬＡｎ内のいずれかの適切な位置に設ければよい。例えばセンサＳＬｎは、リソグラフィ装置の投影システムの後段（例えばリソグラフィ装置の基板支持テーブル）に位置付けることができる。あるいはセンサＳＬｎは、リソグラフィ装置の投影システムの前段（例えばリソグラフィ装置の照明システムとマスク支持構造との間）に位置付けることも可能である。
[00197] 第１のフィードバックベースの制御ループＦ１は、第２のフィードバックベースの制御ループＦ２ｎよりも高速の応答を有し得る。
[00198] 第１のフィードバックベースの制御ループＦ１は、例えば５０ｋＨｚ以上のように、１０ｋＨｚ以上の周波数で動作可能である。第１のフィードバックベースの制御ループは、例えば約１００ｋＨｚ以上の周波数で動作可能である。第２のフィードバックベースの制御ループは１ｋＨｚ以下の周波数で動作可能である。
[00199] 一実施形態において、第１のフィードバックループを制御するコントローラＣＴは、例えばビームスプリッタ１９及び／又はリソグラフィ装置ＬＡａ〜ＬＡｎの光学部品の透過を考慮に入れるように構成可能である。この場合コントローラＣＴは、自由電子レーザＦＥＬを制御することにより、リソグラフィ装置のリソグラフィ基板に送出される放射線量を制御することができる。
[00200] 一実施形態において、リソグラフィ装置ＬＡａ〜ＬＡｎのセンサから自由電子レーザＦＥＬを制御するコントローラＣＴにフィードバックを与えることができる。センサは例えばリソグラフィ装置の照明システムに設ければよい。２つ以上のリソグラフィ装置ＬＡａ〜ＬＡｎのセンサからのフィードバックを、自由電子レーザＦＥＬを制御するＣＴに与えることができる。
[00201] リソグラフィ基板上のターゲット位置は、約１ｍｓの間ＥＵＶ放射を受光し得る。自由電子レーザＦＥＬのフィードバックベースの制御によってリソグラフィ基板に送出されるＥＵＶ放射のパワーを制御すると、リソグラフィ基板上のターゲット位置における露光線量の均一性を向上させることができる。１０ｋＨ以上の周波数で動作するフィードバックベースの制御ループは、１ｍｓで送出される露光線量をある程度制御する。５０ｋＨｚ以上の周波数で動作するフィードバックベースの制御ループでは、１ｍｓで送出される露光線量の制御が向上する（これは、ＥＵＶ放射ビームパワーの変動をより完全に平滑化することができる）。約１００ｋＨｚ以上の周波数で動作するフィードバックベースの制御ループでは、１ｍｓで送出される露光線量の制御が更に向上し得る。１ＭＨｚ以上の周波数で動作する自由電子レーザＦＥＬのフィードバックベースの制御ループでは、線量制御の点で著しい利点は付加されない場合がある。これは、１ｍｓの露光時間では、このような周波数でのＥＵＶ放射の変動が露光時間中に有効に平均化されるからである。
[00202] コントローラＣＴ及び／又はコントローラＣＴＡａ〜ＣＴＡｎは、何らかのフィードフォワード制御を組み込んで、既知であり既知の環境で発生する放射ビームパラメータの変化（例えば自由電子レーザの動作開始の直後に発生する放射ビーム変化）を考慮に入れることができる。
[00203] 放射源ＳＯ、ビーム分割装置１９、ビーム拡大光学部品（ある場合）、及びリソグラフィ装置ＬＡａ〜ＬＡｎは全て、外部環境から隔離可能であるように構成及び配置することができる。放射源ＳＯ、ビーム分割装置１９、及びリソグラフィ装置ＬＡａ〜ＬＡｎの少なくとも一部において真空を与えてＥＵＶ放射の吸収を最小限に抑えることができる。リソグラフィシステムＬＳの異なる部分に、異なる圧力の真空を与える（すなわち大気圧未満の異なる圧力に維持する）ことも可能である。
[00204] 図２を参照すると、リソグラフィ装置ＬＡａは、照明システムＩＬ、パターニングデバイスＭＡ（例えばマスク）を支持するように構成された支持構造ＭＴ、投影システムＰＳ、及び基板Ｗを支持するように構成された支持テーブルＷＴを備えている。照明システムＩＬは、リソグラフィ装置ＬＡａによって受光される分岐放射ビームＢａがパターニングデバイスＭＡに入射する前にこれを調節するように構成されている。投影システムＰＳは、放射ビームＢａ’（これはパターニングデバイスＭＡによりパターンが与えられている）を基板Ｗ上に投影するように構成されている。基板は予め形成されたパターンを含むことができる。この場合リソグラフィ装置は、パターンが与えられた放射ビームＢａ’を、基板Ｗ上に予め形成されたパターンと位置合わせする。
[00205] リソグラフィ装置ＬＡａにより受光される分岐放射ビームＢａは、ビーム分割装置１９から照明システムＩＬの閉鎖構造の開口８を通って照明システムＩＬ内に入る。任意選択的に、分岐放射ビームＢａは、開口８において又はその近傍で中間焦点を形成するように集束させてもよい。
[00206] 照明システムＩＬは、ファセットフィールドミラーデバイス１０及びファセット瞳ミラーデバイス１１を含むことができる。ファセットフィールドミラーデバイス１０及びファセット瞳ミラーデバイス１１は共に、放射ビームＢａに所望の断面形状及び所望の角度分布を与える。放射ビームＢａは、照明システムＩＬから出て、支持構造ＭＴが保持するパターニングデバイスＭＡに入射する。パターニングデバイスＭＡは放射ビームを反射し、これにパターンを与えて、パターン付与されたビームＢａ’を形成する。照明システムＩＬは、ファセットフィールドミラーデバイス１０及びファセット瞳ミラーデバイス１１に加えて又はこれらの代わりに、他のミラー又はデバイスを含むこともある。照明システムＩＬは、例えば個別に移動可能なミラーのアレイを含むことができる。個別に移動可能なミラーは、例えば直径１ｍｍ未満であり得る。個別に移動可能なミラーは、例えば微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）デバイスとすればよい。
[00207] パターン付与された放射ビームＢａ’は、パターニングデバイスＭＡから方向転換（例えば反射）後、投影システムＰＳに入る。投影システムＰＳは、放射ビームＢを基板テーブルＷＴが保持する基板Ｗに投影するように構成された複数のミラー１３、１４を備えている。投影システムＰＳは放射ビームに縮小率を適用して、パターニングデバイスＭＡ上の対応するフィーチャよりも小さいフィーチャを有する像を形成することができる。例えば縮小率４を適用可能である。図２において投影システムＰＳは２つのミラーを有するが、投影システムはいかなる数のミラーも含むことができる（例えば６個のミラー）。
[00208] リソグラフィ装置ＬＡａは、放射ビームＢａの断面にパターンを与え、パターン付与された放射ビームを基板のターゲット部分上に投影することで、基板のターゲット部分をパターン付与された放射に露光するように動作可能である。リソグラフィ装置ＬＡａは、例えばスキャンモードで使用可能である。このモードでは、放射ビームＢａ’に与えたパターンを基板Ｗに投影している間に、支持構造ＭＴ及び基板テーブルＷＴを同期してスキャンする（すなわち動的露光）。支持構造ＭＴに対する基板テーブルＷＴの速度及び方向は、投影システムＰＳの縮小率及び像反転特性によって決定することができる。基板Ｗに入射するパターン付与された放射ビームＢａ’は、ある帯域の放射を含み得る。放射の帯域を露光スリット（ｅｘｐｏｓｕｒｅ ｓｌｉｔ）と称することができる。スキャン露光中、露光スリットが基板Ｗのターゲット部分の上を移動することで基板Ｗのターゲット部分をパターン付与された放射に露光するように、基板テーブルＷＴ及び支持構造ＭＴを移動させる。基板Ｗのターゲット部分内の所与の位置が露光される放射線量は、その位置の上で露光スリットをスキャンする際にその位置が放射に露光される放射ビームＢａ’のパワー及び時間量に依存する（この例ではパターンの影響は無視される）ことは認められよう。「ターゲット位置」という言葉は、放射に露光される（かつ受光した放射線量を算出することができる）基板上の位置を表すために使用可能である。
[00209] 図２に減衰器１５ａを示す。この減衰器はリソグラフィ装置の前段に設けられている。減衰器１５ａの実施形態については以下で更に説明する。リソグラフィ装置に、このリソグラフィ装置内のＥＵＶ放射ビームのパワーを測定するように構成されたセンサを備えることができる。センサは例えば、破線ＳＬａで概略的に示すように照明システムＩＬ内に設けることができる。これに加えて又はこの代わりに、センサを投影システムの後段に設けてもよい。センサは例えば、破線ＳＬａで概略的に示すように基板テーブル上に設けることができる。コントローラＣＴＡａは、減衰器１５ａによって与えられる減衰を制御することができる。コントローラＣＴＡａは、センサＳＬａから信号を受信し、この信号を少なくとも部分的に用いて減衰を制御することができる。このように、フィードバックベースの制御ループを提供することができる。
[00210] 再び図１を参照すると、自由電子レーザＦＥＬは、リソグラフィ装置ＬＡａ〜ＬＡｎの各々へ供給するのに充分なパワーのＥＵＶ放射ビームＢを発生するように構成されている。上記のように、放射源は自由電子レーザを含み得る。
[00211] 自由電子レーザは電子源及び加速器を含み、これらは、バンチ化相対論的電子ビームと、この相対論的電子バンチが送り出される周期磁場と、を生成するように動作可能である。周期磁場はアンジュレータにより生成され、これによって電子は中心軸を中心とした振動経路をとる。磁気構造によって生じた加速の結果、電子は概ね中心軸方向に電磁放射を自発的に放射する。相対論的電子はアンジュレータ内の放射と相互作用する。特定の条件下で、この相互作用によって電子はバンチ化して、アンジュレータ内の放射の波長で変調されたマイクロバンチ（ｍｉｃｒｏｂｕｎｃｈ）となり、中心軸に沿った放射のコヒーレントな放出が誘導される。
[00212] 電子がとる経路は、正弦波かつ平面状であるために電子が周期的に中心軸を横切るか、又はらせん状であるために電子が中心軸を中心として回転する場合がある。振動経路のタイプは、自由電子レーザが放出する放射の偏光に影響を与え得る。例えば、電子をらせん状経路に沿って伝搬させる自由電子レーザは楕円偏光放射を放出することができ、これは一部のリソグラフィ装置による基板Ｗの露光には望ましい場合がある。
[00213] 図３は自由電子レーザＦＥＬの概略図であり、これは入射器２１、線形加速器２２、バンチ圧縮器２３、アンジュレータ２４、電子減速器２６、及びビームダンプ１００を備えている。
[00214] 入射器２１は、バンチ化電子ビームＥを生成するように構成され、例えば熱イオンカソード又はフォトカソード等の電子源と加速電場とを備えている。電子ビームＥ内の電子は更に線形加速器２２によって更に加速される。一例において線形加速器２２は、共通軸に沿って軸方向に離間した複数の無線周波数空洞と、共通軸に沿って電磁場を制御して電子バンチが通過する際に各電子バンチを加速するように動作可能である１つ以上の無線周波数電力源と、を備えることができる。空洞は超伝導無線周波数空洞とすればよい。有利な点として、これによって、比較的大きい電磁場を高いデューティサイクルで印加すること、ビームアパーチャが大きくなるので航跡場（ｗａｋｅｆｉｅｌｄ）による損失を低減させること、（空洞の壁を通って放散するのとは対照的に）ビームに伝達される無線周波数エネルギ部分を増大させることが可能となる。あるいは、空洞は従来どおり伝導性とすることも可能であり（すなわち超伝導ではない）、例えば銅から形成すればよい。他のタイプの線形加速器も使用可能であり、例としてレーザ航跡場加速器又は逆自由電子レーザ加速器がある。
[00215] 電子ビームＥは、線形加速器２２とアンジュレータ２４との間に配置されたバンチ圧縮器２３を通過する。バンチ圧縮器２３は、電子ビームＥ内の電子をバンチ化して電子ビームＥ内の既存の電子バンチを空間的に圧縮するように構成されている。あるタイプのバンチ圧縮器２３は、電子ビームＥを横断する方向に向けられた放射場を含む。電子ビームＥ内の電子は放射と相互作用して、近傍の他の電子とバンチ化する。別のタイプのバンチ圧縮器２３は磁気シケイン（ｍａｇｎｅｔｉｃ ｃｈｉｃａｎｅ）を含む。この場合、電子がシケインを通過する際の経路の長さはそのエネルギに依存する。このタイプのバンチ圧縮器を用いると、電位が例えば無線周波数で振動する複数の導体によって線形加速器２２で加速された電子バンチを圧縮することができる。
[00216] 次いで電子ビームＥはアンジュレータ２４を通過する。一般的に、アンジュレータ２４は複数のモジュールから成る。各モジュールは周期的な磁気構造を含み、これは周期磁場を生成するように動作可能であり、入射器２１及び線形加速器２２によって生成された相対論的電子ビームＥをそのモジュール内の周期経路に沿って導くように配置されている。この結果、各アンジュールモジュール内で、電子は概ねそのモジュール内の周期経路の中心軸の方向に電磁放射を放射する。アンジュレータ２４は更に、１つ以上の隣接セクション対の間の四重極磁石等、電子ビームＥを再集束させる（ｒｅｆｏｃｕｓ）ための機構を備えることができる。電子ビームＥを再集束するための機構は電子バンチのサイズを縮小することができ、これによってアンジュレータ２４内の電子と放射との結合を向上させて、放射の放出の誘導を増大させることができる。
[00217] 電子が各アンジュレータモジュールを通過する際、それらは放射の電場と相互作用し、放射とエネルギを交換する。一般に、条件が以下で与える共振条件に近くない限り、電子と放射との間で交換されるエネルギ量は高速で振動する。
Figure 2016528528
ここで、λｅｍは放射の波長であり、λｕは電子が伝搬しているアンジュレータモジュールのアンジュレータ周期であり、γは電子のローレンツ因子であり、Ｋはアンジュレータパラメータである。Ａはアンジュレータ２４の幾何学的形状に依存する。円偏光放射を生成するヘリカルアンジュレータ（ｈｅｌｉｃａｌ ｕｎｄｕｌａｔｏｒ）ではＡ＝１であり、平面アンジュレータ（ｐｌａｎａｒ ｕｎｄｕｌａｔｏｒ）ではＡ＝２であり、楕円偏光放射を生成するヘリカルアンジュレータ（すなわち円偏光でもなく直線偏光でもない）では１＜Ａ＜２である。実際には、各電子バンチはある幅のエネルギを有するが、この幅は（電子ビームＥを低いエミッタンスで生成することによって）できる限り最小限に抑えることができる。アンジュレータパラメータＫは典型的に約１であり、以下によって与えられる。
Figure 2016528528
ここで、ｑ及びｍはそれぞれ電子の電荷及び質量であり、Ｂｏは周期磁場の振幅であり、ｃは光の速度である。
[00218] 共振波長λｅｍは、各アンジュレータモジュールを通過する電子が自発的に放射する第１高調波波長に等しい。自由電子レーザＦＥＬは、ＳＡＳＥ（ｓｅｌｆ−ａｍｐｌｉｆｉｅｄ ｓｐｏｎｔａｎｅｏｕｓ ｅｍｉｓｓｉｏｎ：自己増幅自発放出）モードで動作することができる。ＳＡＳＥモードの動作では、電子ビームＥが各アンジュレータモジュールに入射する前にその電子バンチのエネルギ幅が小さいことが必要であり得る。あるいは、自由電子レーザＦＥＬは、アンジュレータ２４内の誘導放出により増幅可能なシード放射源を備えることができる。自由電子レーザＦＥＬは再循環増幅器自由電子レーザ（ＲＡＦＥＬ：ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｎｇ ａｍｐｌｉｆｉｅｒ ｆｒｅｅ ｅｌｅｃｔｒｏｎ ｌａｓｅｒ）として動作可能であり、この場合、自由電子レーザＦＥＬが発生する放射の一部を用いて更に放射を発生させる。
[00219] アンジュレータ２４を通過する電子によって放射振幅を増大させることができる。すなわち、自由電子レーザＦＥＬは非ゼロの利得を有することができる。共振条件を満たす場合、又は条件が共振に近いがわずかに外れている場合に、最大の利得が達成され得る。
[00220] 各アンジュレータモジュールの中心軸の周りの領域を、「有効磁場領域（ｇｏｏｄ ｆｉｅｌｄ ｒｅｇｉｏｎ）」と見なすことができる。有効磁場領域は、中心軸の周りのある体積であり、アンジュレータモジュールの中心軸に沿った所与の位置では、この体積内の磁場の大きさ及び方向が実質的に一定である。有効磁場領域内で伝搬する電子バンチは、式（１）の共振条件を満たすことができ、従って放射を増幅する。更に、有効磁場領域内で伝搬する電子ビームＥは、圧縮されない磁場による著しい予測外の分裂（ｄｉｓｒｕｐｔｉｏｎ）を経験しないはずである。
[00221] 各アンジュレータモジュールは、ある範囲の許容可能な初期軌道を有し得る。この範囲の許容可能な初期軌道内の初期軌道でアンジュレータモジュールに入射する電子は、式（１）の共振条件を満たすことができ、そのアンジュレータモジュール内で放射と相互作用してコヒーレント放射の放出を誘導する。これに対して、他の軌道でアンジュレータモジュールに入射する電子は、コヒーレント放射の顕著な放出を誘導しない場合がある。
[00222] 例えば、一般的にらせん状のアンジュレータモジュールでは、電子ビームＥはアンジュレータモジュールの中心軸と実質的に位置合わせしなければならない。電子ビームＥとアンジュレータモジュールの中心軸との間の傾斜又は角度は概ね１／１０ｐを超えてはならない（ｐはピアスパラメータである）。そうでない場合、アンジュレータモジュールの変換効率（すなわち、そのモジュール内で放射に変換される電子ビームＥのエネルギ部分）は、所望の量未満に低下し得る（又はほとんどゼロまで低下し得る）。一実施形態では、ＥＵＶヘリカルアンジュレータモジュールのピアスパラメータは０．００１のオーダーである場合があり、これは、アンジュレータモジュールの中心軸に対する電子ビームＥの傾斜が１００マイクロラジアン未満でなければならないことを示している。
[00223] 平面アンジュレータモジュールでは、もっと広い範囲の初期軌道が許容可能であり得る。電子ビームＥが平面アンジュレータモジュールの磁場に対して実質的に垂直のままであり、平面アンジュレータモジュールの有効磁場領域内に留まるならば、コヒーレントな放射の放出を誘導することができる。
[00224] 電子ビームＥの電子が各アンジュレータモジュール間のドリフト空間を移動する際は、電子は周期経路をとらない。従ってこのドリフト空間では、電子は空間的に放射と重複するが、放射と大きなエネルギを交換しないので、効果的に放射から切り離される。
[00225] バンチ化電子ビームＥは有限エミッタンスを有するので、再集束されない限り直径が増大する。このため、アンジュレータ２４は更に、１つ以上の隣接モジュール対の間に電子ビームＥを再集束するための機構を備えている。例えば、各隣接モジュール対の間に四重極磁石を設けることができる。四重極磁石は電子バンチのサイズを縮小し、電子ビームＥをアンジュレータ２４の有効磁場領域内に維持する。これによって次段のアンジュレータモジュール内の電子と放射との結合が向上し、放射の放出の誘導が増大する。
[00226] アンジュレータ２４に入射する際に共振条件を満たす電子は、放射を放出（又は吸収）する際にエネルギを喪失（又は獲得）するので、共振条件は満たされなくなる。従っていくつかの実施形態では、アンジュレータ２４をテーパ化することができる。すなわち、電子バンチにアンジュレータ２４を通過させる際にこれを共振又は共振近傍に維持するため、周期磁場の振幅及び／又はアンジュレータ周期λｕは、アンジュレータ２４の長さに沿って変化し得る。テーパ化を達成するには、各アンジュレータモジュール内で及び／又はモジュールごとに、周期磁場の振幅及び／又はアンジュレータ周期λｕを変化させればよい。これに加えて又はこの代わりに、テーパ化を達成するには、各アンジュレータモジュール内で及び／又はモジュールごとに、アンジュレータ２４のらせん構造を変化（これによってパラメータＡを変化）させればよい。
[00227] 電子ビームＥは、アンジュレータ２４から出射した後、ダンプ１００によって吸収される。ダンプ１００は、電子ビームＥを吸収するために充分な材料の量を含むことができる。この材料は、放射能誘導についての閾値エネルギを有し得る。閾値エネルギ未満のエネルギでダンプ１００に入射する電子は、ガンマ線シャワーを生成する可能性はあるが、著しいレベルの放射能は誘導しない。材料は、電子衝突による放射能誘導についての高い閾値エネルギを有し得る。例えばビームダンプは、約１７ＭｅＶの閾値エネルギを有するアルミニウム（Ａｌ）を含む場合がある。電子ビームＥがダンプ１００に入射する前に、その電子エネルギを低減させることが望ましい。これによって、ダンプ１００から放射性廃棄物を除去及び処分する必要性が解消されるか又は少なくとも低減される。放射性廃棄物を除去するためには自由電子レーザＦＥＬを周期的にシャットダウンする必要があり、放射性廃棄物を処分することは高コストであると共に重大な環境への影響を伴う恐れがあるので、これは有利である。
[00228] アンジュレータ２４とビームダンプ１００との間に配置された減速器２６に電子ビームＥを送出することによって、電子ビームＥがダンプ１００に入射する前にその電子エネルギを低減させることができる。
[00229] 一実施形態において、アンジュレータ２４から出射した電子ビームＥを減速させるには、線形加速器２２における無線周波数（ＲＦ）フィールドに対して１８０度の位相差で電子を線形加速器２２に戻せばよい。このように、線形加速器におけるＲＦフィールドは、アンジュレータ２４から出力した電子を減速させるように機能する。電子が線形加速器２２で減速すると、それらのエネルギの一部は線形加速器２２のＲＦフィールドに移動する。従って、減速している電子からのエネルギは線形加速器２２によって回収されて、入射器２１から出力した電子ビームＥを加速させるために用いることができる。このような構成は、エネルギ回収線形加速器（ＥＲＬ：ｅｎｅｒｇｙ ｒｅｃｏｖｅｒｉｎｇ ｌｉｎｅａｒ ａｃｃｅｌｅｒａｔｏｒ）として知られている。
[00230] 図４は入射器２１の一実施形態の概略図である。入射器２１は、電子銃３１及び電子ブースタ３３を備えている。電子銃３１は、真空チャンバ３２の内部にフォトカソード４３を支持するように配置されている。電子銃３１は更に、放射源３５からの放射ビーム４１を受けるように配置されている。放射源３５は例えばレーザビーム４１を放出するレーザ３５から成るものとすればよい。レーザビーム４１は、ウィンドウ３７を通って真空チャンバ３２内に送出され、フォトカソード４３に入射する。図４に示す実施形態では、レーザビーム４１はミラー３９によって反射されてフォトカソード４３に入射するようになっている。
[00231] フォトカソード４３は高電圧に保持されている。例えば、フォトカソード４３は約数百キロボルトの電圧に保持することができる。フォトカソード４３は、電子銃３２の一部を形成するか又は電子銃３２とは別個とすることができる電圧源を用いて高電圧に保持すればよい。レーザビーム４１内の光子はフォトカソード４３によって吸収され、フォトカソード４３内で電子を励起する。フォトカソード４３内の一部の電子は、フォトカソード４３から放出されるのに充分な高エネルギ状態に励起される。フォトカソード４３の高電圧は負であり、このためフォトカソード４３から放出される電子をフォトカソード４３から離れる方向に加速するように機能し、これによって電子ビームＥが形成される。
[00232] レーザビーム４１はパルスレーザビームである。フォトカソード４３からの電子は、レーザビーム４１のパルスに対応したバンチで放出される。従って、電子ビームＥは一連の電子バンチ４２から成る。レーザ３５は、例えばピコ秒レーザとすることができ、このためレーザビーム４１のパルスは約２〜３ピコ秒の持続時間を有し得る。フォトカソード４３の電圧はＤＣ電圧又はＡＣ電圧とすることができる。フォトカソード４３の電圧がＡＣ電圧である実施形態では、フォトカソード電圧の周波数及び位相をレーザビーム４１のパルスに合致させると、レーザビーム４１のパルスをフォトカソード４３の電圧ピークと一致させることができる。レーザビーム４１のパルスを電子ブースタ３３及び線形加速器２２の加速フィールドに合致させると、加速フィールドが電子バンチ４２を加速するように作用する時に電子バンチ４２を電子ブースタ３３及び線形加速器２２に到達させることができる。
[00233] フォトカソード４３から放出される電子ビームＥは電子ブースタ３３によって加速される。電子ブースタ３３は、電子バンチをビーム通路３４に沿って線形加速器２２（図４には示していない）の方に向けて加速するように機能する。線形加速器２２は、（上述したように）電子バンチを更に相対論的速度まで加速する。電子ブースタ３３は電子バンチ４２を、例えば約５ＭｅＶを超えるエネルギに加速することができる。いくつかの実施形態では、電子ブースタ３３は電子バンチ４２を、約１０ＭｅＶを超えるエネルギに加速することができる。いくつかの実施形態では、電子ブースタ３３は電子バンチ４２を約２０ＭｅＶまでのエネルギに加速することができる。
[00234] 電子ブースタ３３は線形加速器２２と同様のものとすればよく、例えば複数の無線周波数空洞４７（図４に示す）及び１つ以上の無線周波数電力源（図示せず）を備えることができる。無線周波数電力源は、ビーム通路３４において電磁場を制御するように動作可能である。電子バンチ４２が空洞４７を通過する際に、無線周波数電力源により制御される電磁場が各電子バンチを加速させる。空洞４７は超伝導無線周波数空洞とすればよい。あるいは、空洞４７は従来どおり伝導性とすることも可能であり（すなわち超伝導ではない）、例えば銅から形成すればよい。
[00235] 上述したように、フォトカソード４３に入射するレーザビーム４１の各パルスは、対応する電子バンチ４２をフォトカソード４３から放出させる。電子ビームＥの各電子バンチ４２は、電子ブースタ３３によって及び線形加速器２２によって加速される。加速した電子バンチ４２はアンジュレータ２４に入射し、ここで放射の放出を誘導して放射ビームＢを形成する。放射ビームＢはパルス放射ビームであり、アンジュレータ２４における各電子バンチ４２が放射ビームＢの放射パルスの放出を発生させる。従って、レーザビーム４１のパルスごとに、電子ビームＥ内に対応する電子バンチ４２が存在し、自由電子レーザＦＥＬから放出される放射ビームＢ内に対応するパルスが存在する。
[00236] 自由電子レーザＦＥＬは図１のリソグラフィシステムＬＳの一部を形成することができる。この場合、自由電子レーザが生成する放射は最終的に、１つ以上のリソグラフィ装置ＬＡａ〜ＬＡｎ内の１つ以上の基板Ｗによって受光される。これらの基板Ｗは、パターン付与された放射を受光するように配置されたターゲット部分を含むと考えられる。リソグラフィシステムＬＳ内で、放射は自由電子レーザＦＥＬから基板まで伝送されるが、その間に、（ｉ）ビームデリバリシステム（例えばビーム拡大光学部品２０及びビーム分割装置１９を備える）、及び（ｉｉ）リソグラフィ装置ＬＡａ〜ＬＡｎ内の光学部品（例えば光学部品１０、１１、１３、１４）を経由する。ビームデリバリシステム及びリソグラフィ装置内の光学部品は、自由電子レーザＦＥＬから基板Ｗまで放射を伝送するように構成された光路と称することができる。光路は、ある放射線量を基板Ｗに与えるように放射を反射及び／又は透過させ。光路を伝搬して基板Ｗに入射する放射ビームＢの部分を光路の透過率と称することができる。光路は反射性及び／又は透過性の要素を含むことができ、光路の透過率は、光路における反射性要素の反射率と光路における透過性要素の透過率とに依存することは認められよう。光路の透過率は更に、放射ビームＢの断面と、光路において放射ビームが入射する光学要素とのマッチングに依存し得る。例えば、光路における光学要素（例えばミラー）は、この光学要素に入射する放射ビームＢの断面よりも小さい断面を有することがある。従って、光学要素の断面の外側にある放射ビームＢの断面部分は、（例えばミラーで反射されないことによって）放射ビームから失われ、従って光路の透過率を低減させる可能性がある。
[00237] リソグラフィシステムＬＳのリソグラフィ装置ＬＡａ〜ＬＡｎにおいて基板Ｗ上のターゲット部分が受光する放射線量を制御することが望ましい場合がある。特に、基板上の所与のターゲット部分の各ターゲット位置が実質的に同じ放射線量を受光するように放射線量を制御することが望ましい場合がある。
[00238] 図２を参照して上述したように、基板Ｗのターゲット位置が受光する放射線量は、ターゲット位置が露光される放射ビームのパワー（例えばパターン付与された放射ビームＢａ’）と、基板Ｗのターゲット位置が放射ビームに露光される時間量と、に依存する。リソグラフィ装置ＬＡａにおけるパターン付与された放射ビームＢａ’のパワーは、自由電子レーザＦＥＬが放出する放射ビームＢのパワーと、自由電子レーザＦＥＬ及び基板Ｗの間の光路の透過率と、に依存する。従って、基板のターゲット位置で受光される放射線量を制御するには、自由電子レーザＦＥＬから放出される放射ビームＢのパワーの制御、及び／又は自由電子レーザＦＥＬと基板Ｗとの間の光路の透過率の制御を行えばよい。自由電子レーザＦＥＬから放出される放射ビームＢのパワーは、（図１に関連して上述したような）フィードバックベースの制御ループを用いて制御することができる。
[00239] 自由電子レーザＦＥＬから放出される放射ビームＢのパワーは、例えば、（放射ビームパワーを測定するセンサからのフィードバックを用いて）自由電子レーザＦＥＬの１つ以上の特性を制御することによって制御可能である。例えば、（電子ビームＥのパワーを放射ビームＢのパワーに変換する）アンジュレータの変換効率、電子ビームＥのエネルギ、及び／又は自由電子レーザＦＥＬの別の特性を制御すればよい。しかしながら、自由電子レーザＦＥＬ及びこの自由電子レーザＦＥＬが放出する放射ビームＢの特性の多くは相互に関連しているので、１つの特性を変化させると別の特性に望ましくない変化が生じることがある。例えば、アンジュレータの変換効率及び／又は電子ビームＥのエネルギを変化させると、放射ビームＢの波長、帯域幅、及び／又は空間強度分布が変化することがある。自由電子レーザＦＥＬと基板Ｗとの間の光路の透過率は、放射ビームＢの波長、帯域幅、及び／又は空間強度分布等の放射ビームＢの特性に大きく依存し得る。従って、放射ビームＢの特性（例えば波長、帯域幅、、空間強度分布）の変化は、基板Ｗで受光される放射線量に望ましくない変化が起こるというデメリットを伴う恐れがある。
[00240] あるいは、基板Ｗのターゲット位置を放射に露光する時間量を制御することによって、放射ビームＢの他の特性（例えば波長、帯域幅、空間強度分布）に影響を及ぼすことなく、基板上のターゲット位置で受光される放射線量を制御することも可能である。
[00241] 一実施形態において、リソグラフィ装置は、スキャン方向を横断して基板Ｗのターゲット部分を通り抜けるある帯域の放射に対して基板をスキャンすることによってターゲット部分を露光するように構成可能である。放射の帯域を露光スリットと称することができる。基板Ｗ上のターゲット位置で受光される放射線量は、そのターゲット位置上に放射ビーム（例えばパターン付与された放射ビームＢａ’）を送出する露光時間期間と、この露光時間期間中に放射ビームで発生するパルスの数及び持続時間と、に依存する。例えばスキャンリソグラフィ装置において、基板Ｗのターゲット位置が放射ビームに露光される時間量は、露光スリットがその位置の上を移動するのに要する時間に依存する。ターゲット位置で受光される放射線量は、その露光時間量中に生じる放射ビームのパルス数と、各パルスでターゲット位置に送出される平均エネルギと、に依存する。一実施形態では、露光時間期間が約１ｍｓであるようにウェーハを露光スリットに対してスキャンすることができる。他の実施形態では、露光時間期間は１ｍｓ超としてもよく、例えば５ｍｓの長さとすることができる（例えば露光スリットに対するウェーハのスキャン移動が低速であるので）。
[00242] いくつかの実施形態において、基板Ｗ上のターゲット位置で受光される放射線量は、その位置の露光時間期間中にターゲット位置に入射する放射パルス数を制御することによって制御可能である。基板Ｗに入射する放射ビーム（例えばパターン付与された放射ビームＢａ’）は自由電子レーザＦＥＬから放出された放射ビームＢから発し、露光時間期間中に基板Ｗに入射する放射ビームのパルス数は露光時間期間中の放射ビームＢのパルス数に依存する。上述したように、放射ビームＢのパルスは、フォトカソード４３に入射するレーザビーム４１のパルスに対応し、フォトカソード４３から放出されてアンジュレータ２４での放射放出を誘導する電子バンチ４２に対応する。従って、フォトカソード４３に入射するレーザビーム４１のパルス数及び／又は露光時間期間中にアンジュレータ２４を伝搬する電子バンチ４２の数を制御することによって、露光時間期間中に基板Ｗのターゲット位置に入射する放射のパルス数を制御することができる。
[00243] 基板Ｗのターゲット位置に入射する放射パルス数の制御は、基板のターゲット位置に入射する放射パワーの制御と同等であると考えることができる。これは、少なくとも部分的に、自由電子レーザから出力される放射ビームＢのパワーを制御することによって達成され得る。自由電子レーザから出力される放射ビームのパワーは、自由電子レーザから出力される放射ビームのパルス数を制御することによって制御可能である。
[00244] 図４に示す第１の制御装置５１を用いて、露光時間期間中にフォトカソード４３に入射するレーザビーム４１のパルス数を制御することができ、従って露光時間期間中に電子ビームＥを形成する電子バンチ４２の数を制御することができる。また、図４には第２の制御装置５２も示され、これを用いて露光時間期間中に入射器２１から出力される電子バンチ４２の数を制御することができる。第１及び／又は第２の制御装置５１、５２は、自由電子レーザから出力されるＥＵＶ放射ビームのパワーを測定するセンサ装置ＳＴ（図１を参照のこと）からのフィードバックを用いることができる（これによってフィードバックベースの制御ループを提供する）。これが、自由電子レーザから出力される放射ビームのパワーを制御する。
[00245] 第１の制御装置５１及び／又は第２の制御装置５２を用いて、露光時間期間中にアンジュレータ２４を伝搬する電子バンチ４２の数を制御し、従って、露光時間期間中に誘導される放射ビームＢのパルス数と、露光時間期間中に基板Ｗで受光される放射のパルス数と、を制御することができる。従って、第１の制御装置５１及び／又は第２の制御装置５２を用いて、露光時間期間中に基板Ｗのターゲット位置が受光する放射線量を制御することが可能である。有利な点として、露光時間期間中に生じる放射ビームＢのパルス数の制御によって放射線量を制御することは、放射ビームＢの波長、帯域幅、又は空間強度分布のような放射ビームＢの他の特性にほとんど又は全く影響を与えない。露光時間期間中に生じる放射ビームＢのパルス数の制御によって放射線量を制御すると、例えば放射ビームパワーの１つ以上の測定値に応答するフィードバックベースの制御ループの一部として迅速に線量を調整することができるので、更に有利である。フィードバックベースの制御ループは、例えば１０ｋＨｚ以上の周波数で動作可能である。
[00246] いくつかの実施形態では、レーザビーム４１の１つ以上のパルスがフォトカソード４３に入射するのを実質的に防止することによって、基板Ｗのターゲット位置が受光する放射線量を制御することができる。レーザビーム４１の１つ以上のパルスは、第１の制御装置５１によってフォトカソード４３に入射するのを実質的に防止することができる。
[00247] 図５は、ポッケルセル６１、電圧源６３、及び偏光子６５を備える第１の制御装置５１の一実施形態の概略図である。第１の制御装置５１は、レーザ３５からレーザビーム４１を受光し、レーザビーム４１をポッケルセル６１に入射させる。ポッケルセル６１は、電気光学結晶６２及び１対の電極６４を備えている。電極６４はワイヤ６７によって電圧源６３に電気的に結合されて、電圧源６３が電極６４間に電位差を発生させて電気光学結晶６２に印加電場を生成するように動作可能となっている。この印加電場に比例して電気光学結晶６２の屈折率が変化するので、レーザビーム４１が電気光学結晶６２を伝搬する際にその偏光状態に所望の回転を発生させるため、電極６４間の電位差を制御することができる。
[00248] 偏光子６５は、所与の偏光状態を有する放射のみを透過するように構成されている。電圧源６３は、偏光子６５に入射するレーザビーム４１の偏光状態を制御し、従って偏光子６５を透過するレーザビーム４１からの放射量を制御するように動作させることができる。ポッケルセル６１に入射するレーザビーム４１は直線偏光されている。偏光子６５は例えば、レーザビーム４１がポッケルセル６１に入射する前のレーザビーム４１の偏光状態を有する放射のみを透過させるように構成可能である。正常動作の間、電圧源６３は電極６４間に電位差を発生させないので、レーザビーム４１が電気光学結晶６２を伝搬する際にその偏光状態は変化せず、従ってレーザビーム４１の実質的に全てが偏光子６５を透過することができる。偏光子６５を透過する放射は、第１の制御装置５１から出て伝搬し、フォトカソード４３に入射するように送出される（図４に示すように）。
[00249] 時として、レーザビーム４１のパルスがフォトカソード４３に入射するのを防止すること、又はフォトカソード４３に入射するレーザビーム４１のパルスのエネルギを低減することが望ましい場合がある。例えば、フォトカソード４３に入射するレーザビーム４１のパルスのエネルギを低減させて、フォトカソード４３に入射するレーザビーム４１の通常パルスの約１０％以下のエネルギとすることが望ましい場合がある。電圧源６３は、レーザビーム４１が電気光学結晶６２を伝搬する際にその偏光状態を約９０度回転させる電位差を電極６４間に発生させるように動作可能である。このためレーザビーム４１を偏光子６５によって実質的に阻止することができ、従ってフォトカソード４３に入射するレーザビーム４１からの放射は実質的に存在しない。
[00250] 電圧源６３は、電極６４間に電位差を発生させない第１の動作モードと電極６４間に電位差を発生させる第２の動作モードとの間でポッケルセル６１をスイッチングさせるように動作することができる。第１の動作モード中、レーザビーム４１のパルスは偏光子６５を透過し、フォトカソード４３に入射し、フォトカソード４３から電子バンチ４２の放出を生じる。第２の動作モード中、レーザビーム４１のパルスが偏光子６５を透過しないようにその偏光状態が回転される。このため、レーザビーム４１のパルスはフォトカソード４３に入射せず、フォトカソード４３からの対応する電子バンチ４２は存在しない。ポッケルセル６１の第２の動作モードへのスイッチングによってレーザビーム４１の１つ以上のパルスがフォトカソード４３に入射するのを防止することは、レーザビーム４１のこの阻止されたパルスに対応する電子バンチ４２がフォトカソード４３から放出されないことを意味する。従って、レーザビーム４１の１つ以上のパルスが電子ビームＥ内に関連した電子バンチ４２を含まないように、電子ビームＥは妨害される。電子ビームＥの妨害は、アンジュレータ２４を伝搬する電子バンチ４２の妨害を生じ、従ってアンジュレータ２４における放射パルス放出の誘導の妨害を生じる。結果として、自由電子レーザＦＥＬから放出される放射ビームＢのパルスが妨害される。
[00251] 自由電子レーザＦＥＬから放出される放射ビームＢのパルスを妨害すると、基板Ｗのターゲット位置に入射する放射のパルスの妨害が生じ、このため、ターゲット位置の露光時間期間（例えばその位置の上で露光スリットをスキャンする時間）中にターゲット位置に入射する放射線量が低減することは認められよう。第１の制御装置５１の電圧源６３は、基板Ｗのターゲット位置が受光する放射線量を制御するために露光時間期間中にその位置に入射する放射パルス数を制御するように制御可能である。電圧源６３は、例えばコントローラＣＴ（図１に示すコントローラＣＴに相当するものとすればよい）によって制御すればよい。
[00252] 理想的な適用例では、レーザビーム４１は完璧に直線偏光され、偏光子６５はポッケルセル６１に入射したレーザビーム４１の偏光状態を有する放射を透過させるように構成されている。そのような理想的な適用例では、ポッケルセル６１が第２の動作モードである場合、レーザビーム４１の偏光状態は９０度回転され、レーザビーム４１からの放射は偏光子６５を透過せず、レーザビーム４１のパルスはフォトカソード４３に入射しない。しかしながら実際には、レーザビーム４１はわずかに偏光解消され、偏光子６５が透過させる偏光状態に対して垂直偏光状態を有する小さい成分を含み得る。ポッケルセル６１が第２の動作モードである場合、垂直偏光成分の偏光状態は９０度回転されて、偏光子６５を透過し得る。従って、ポッケルセル６１が第２の動作モードである場合でも、レーザビーム４１からの少量の放射が偏光子６５を透過し、フォトカソード４３に入射することがある。例えば、ポッケルセル６１が第２の動作モードである場合に、レーザビーム４１の低パワーパルスがフォトカソード４３に入射し得る。低パワーパルスは、ポッケルセル６１が第１の動作モードである場合にフォトカソード４３に入射するレーザビーム４１のパルスパワーの約１０％以下のパワーを有し得る。
[00253] レーザビーム４１の低パワーパルスがフォトカソード４３に入射することによって、フォトカソード４３から低電荷電子バンチが放出することがある。低電荷電子バンチは、ポッケルセル６１が第１の動作モードである場合にフォトカソード４３から放出される公称電子バンチ４２のピーク電流の約１０％以下のピーク電流を有し得る。第１の動作モードで放出される公称電子バンチを、代表電子バンチ（ｔｙｐｉｃａｌ ｅｌｅｃｔｒｏｎ ｂｕｎｃｈ）４２と称することができる。
[00254] アンジュレータ２４において、所与の電子バンチ４２により誘導される放射ビームＢのパルスのパワーは、電子バンチ４２の電荷及びアンジュレータ２４で電子バンチ４２によって生じる放射の利得の関数である。アンジュレータ２４において電子バンチ４２によって生じる利得は、電子バンチ４２のいわゆる利得長によって表される。電子バンチ４２の利得長は、アンジュレータ２４において所与の放射利得を生じるために電子バンチ４２が伝搬しなければならないアンジュレータ部分の長さを表す。ポッケルセル６１が第１の動作モードである場合にフォトカソード４３から放出される代表電子バンチ４２は、アンジュレータ２４を約１５〜２５利得長にわたって伝搬することができる。電子バンチの利得長は、電子バンチのピーク電流の立方根分の１に比例する。従って、代表電子バンチ４２のピーク電流の約１０％のピーク電流を有する低電荷電子バンチは、代表電子バンチ４２の利得長よりも約２〜３倍大きい利得長を有する。従って、所与の長さのアンジュレータ２４では、低電流電子バンチの利得は代表電子バンチ４２の利得の約２〜３分の１である。
[00255] ポッケルセル６１が第２の動作モードである場合にフォトカソード４３から放出される低電荷電子バンチは、代表電子バンチ４２の電荷の約１０％の電荷を有し、代表電子バンチが生じる利得の約２〜３分の１の放射利得をアンジュレータ２４において発生し得る。従って、低電流電子バンチが誘導する放射ビームＢのパルスは、代表電子バンチ４２が誘導する放射ビームＢのパルスエネルギの約０．１％未満のエネルギを有し得る。更に、低電流電子バンチが誘導する放射ビームＢのパルスは、代表電子バンチ４２が誘導する放射ビームＢのパルスの発散よりも大きい発散（例えば約１０倍大きい発散）を有し得る。これらのファクタの組み合わせが意味することは、低電流電子バンチが誘導する放射ビームＢのパルスによって基板Ｗのターゲット部分で受光される放射線量は、代表電流電子バンチ４２が誘導する放射ビームＢのパルスによって受光される放射線量に比べ、無視できる程度だということである。従って、電子ビームＥの低電流電子バンチが自由電子レーザＦＥＬに与える影響は無視できる程度であると考えられる。このため、第１の制御装置５１は、レーザビーム４１の少なくとも１つのパルスが、入射器２１から出力される電子ビームＥ内に関連した電子バンチ４２を実質的に含まず、更に放射ビームＢ内に関連したパルスを実質的に含まないように、電子ビームＥを妨害すると考えることができる。
[00256] いくつかの実施形態では、レーザビーム４１の低パワーパルスのパワー及び低電荷電子バンチのピーク電流は、レーザビームがポッケルセル６１に入射する前にレーザビーム４１の経路に第２の偏光子を位置付けることによって低減させることができる。第２の偏光子は、偏光子６５を透過する放射と同じ偏光状態を有する放射のみを透過させるように構成すればよく、ポッケルセル６１に入射するレーザビーム４１の偏光解消を低減させるように作用することができる。
[00257] 偏光子６５は所与の偏光状態を有する放射のみを透過させるように構成されているが、偏光子６５は、他の偏光状態の何らかの放射を透過させることも可能である。例えば、他の偏光状態の放射の約１〜０．１％に偏光子６５を透過させることができる。この放射を、偏光子６５が漏らす放射と呼ぶことができる。このため、ポッケルセル６１が第２の動作モードであってレーザビーム４１の大部分が偏光子６５によって阻止される場合、レーザビーム４１からの一部の放射をフォトカソード４３に入射させるようにレーザビーム４１からの一部の放射を偏光子６５が漏らすことができる。
[00258] いくつかの実施形態では、レーザビーム４１の周波数を２倍にする（かつ、波長を半分にする）ように作用する周波数倍増結晶を、レーザビーム４１の経路に位置付けることができる。例えばレーザ３５は、約１０６４ｎｍの波長を有するレーザビーム４１を放出するＮｄ：ＹＡＧレーザとすることができる。レーザビーム４１は、周波数倍増結晶を通過した後、約５３２ｎｍの波長を有し得る。
[00259] 典型的に、周波数倍増結晶は、所与の偏光状態を有する放射の周波数のみを２倍にするように機能する。周波数倍増結晶は例えば、レーザビーム４１が偏光子６５を透過した後にレーザビーム４１の光路に位置決めすることができる。周波数倍増結晶は、偏光子６５が透過させるように構成された偏光状態を有する放射の周波数を２倍にするように構成可能である。偏光子６５が異なる偏光状態を有するいくらかの放射を透過させた場合（例えばポッケルセル６１が第２の動作モードである場合）、周波数倍増結晶は、この漏れた放射の周波数を２倍にしない。これは周波数倍増を行うために必要な偏光状態でないからである。このように周波数倍増結晶は、追加の偏光子として作用し、漏れた放射がフォトカソード４３に入射するのを防ぐことができる。
[00260] 更に、周波数倍増結晶は、ポッケルセル６１が第２の動作モードである場合に偏光子６５を透過するレーザビーム４１の低パワーパルスのパワーと、ポッケルセル６１が第１の動作モードである場合に偏光子６５を透過するレーザビーム４１の高パワーパルスとのコントラストを増大させるように機能することができる。周波数倍増結晶がレーザビーム４１のパルスを周波数２倍のパルスに変換する変換効率は、レーザビーム４１のパルスのパワーに比例する。従って、低パワーパルスは高パワーパルスよりも低い変換効率で変換されるので、周波数倍増結晶によって低パワーパルスと高パワーパルスとのコントラストが増大する。
[00261] 有利な点として、ポッケルセル６１を用いることで、レーザビーム４１の阻止パルスとフォトカソード４３に入射するレーザビーム４１の可能パルスとの間の高速スイッチングが可能となる。電圧源６３は、レーザビーム４１のパルス１つだけがフォトカソード４３への入射を阻止されるのに充分な高速でポッケルセル６１を第１の動作モードと第２の動作モードとの間でスイッチングするように動作可能であることが望ましい場合がある。例えば電圧源は、レーザビーム４１の１つのパルスがポッケルセル６１を伝搬してレーザビーム４１のこのパルスが偏光子６５により阻止される時間期間だけポッケルセル６１を第２の動作モードにスイッチングし、次いで、レーザビーム４１の次のパルスがポッケルセル６１を伝搬してレーザビーム４１のこのパルスが偏光子６５を透過する前にポッケルセル６１を第１の動作モードにスイッチングすることが望ましい場合がある。このようなポッケルセル６１の高速スイッチングにより、レーザビーム４１の個々のパルスを制御することが可能となる。
[00262] レーザビーム４１のパルス繰り返し周波数は１００ＭＨｚ超とすることができる。例えば、レーザビーム４１のパルス繰り返し周波数は約３００ＭＨｚであり得る。レーザビーム４１の連続パルスがポッケルセル６１を伝搬する際のパルス間の間隔は、約７０ｃｍとすることができる。電気光学結晶６２の長さは約１００ｍｍとすることができ、このため電気光学結晶６２を伝搬するレーザビーム４１のパルスは一度に１つだけである。これによって、ポッケルセル６１はレーザビーム４１のパルスごとに異なる動作モード間でスイッチングすることができる。
[00263] 第２の動作モードにおいて電極６４間に発生させる電位差（約９０度のレーザビーム４１の偏光状態の回転を生じるため）は、約１００Ｖとすればよい。電極６４間に所望の電位差（例えば１００Ｖ）を発生させるのに要する時間量は、ポッケルセル６１の容量と、電圧源６３を電極６４に接続するケーブル６７のインピーダンスと、に比例する。ポッケルセル６１の容量は、電極の表面積、電極間の間隔、及び電気光学結晶６２の比誘電率の関数である。
[00264] 一実施形態において、電気光学結晶６２の比誘電率は約２０〜５０の範囲内に収まり得る。各電極６４の表面積は約５００ｍｍ２とし、電極６４の間隔は約５ｍｍとすればよい。ポッケルセルの対応する容量は約５０ｐＦとすればよい。ケーブル６７のインピーダンスは約５０オームとすればよい。このような実施形態では、電極６４間に所望の電位差１００Ｖを発生させるのに要する時間量は約２．５ナノ秒であり得る。このような時間期間は、ポッケルセル６１に到達するレーザビーム４１の連続パルス間の遅延と同等であり得るので、このような時間期間は、連続パルス間でポッケルセルの第１及び第２の動作モードのスイッチングを可能とするには長すぎる場合がある。
[00265] 電極６４間に所望の電位差（例えば１００Ｖ）を発生させるのに要する時間量は、各々を別個の電圧源６３に接続した複数の対の電極６４をポッケルセルを設けることで短縮することができる。例えばいくつかの実施形態では、ポッケルセルに５対以上の電極６４を設けることができる。いくつかの実施形態では、ポッケルセルに約１０対までの電極６４を設けてもよい。複数対の電極６４の各々では表面積が小さくなるので、複数の電極６４の各々間の容量を低減することができる。複数対の電極６４間で均等に所与の表面積を分割した実施形態では、単一の対の電極６４が所与の表面積をカバーする実施形態に比べて、各電極対６４間の容量は、電極対６４の数に等しい率だけ低減する。例えば、５対の電極を設けて所与の表面積をカバーする実施形態における各電極対間の容量は、単一の対の電極が同一の表面積をカバーする実施形態における電極対６４間の容量に比べて、ほぼ５分の１である。
[00266] 各電極対６４間の容量の低減によって、各電極対６４間に所望の電位差を発生させるのに要する時間量が低減する。各電極対６４に別個の電圧源６３を設けることができる。別個の電圧源６３は相互に同期するように動作して、各電極対６４間の電位差を実質的に同一にすることができる。例えば複数の電圧源６３を、相互に約１ピコ秒未満内に同期させることができる。
[00267] 複数対の電極６４を備えたポッケルセル６１を、電極対６４間で電位差を発生させない第１の動作モードと、各電極対６４間で所望の電位差を同期して発生させる第２の動作モードと、の間でスイッチングすることができる。各電極対６４間の容量を低減させるように複数対の電極６４を備えたポッケルセルを提供することで、第１の動作モードと第２の動作モードとの間でポッケルセル６１をスイッチングするのに要する時間量が低減する。例えば、複数対の電極６４を備えたポッケルセル６１を、約１ナノ秒未満の時間期間で第１の動作モードと第２の動作モードとの間でスイッチングすることができる。これによって、ポッケルセル６１にレーザビーム４１の後続パルスが到着する間にポッケルセル６１を第１及び第２の動作モードでスイッチングすることができ、従って、レーザビーム４１のパルスごとにポッケルセル６１の動作モードをスイッチングすることが可能となる。
[00268] 代替的な実施形態において、第１の制御装置５１は、レーザビーム４１が偏光子６５に入射する前に伝搬する複数のポッケルセル６１を備えることも可能である。複数のポッケルセル６１の各々は、単一のポッケルセル６１を備えた実施形態に比べて、例えば長さを短くすることができる。例えば、複数のポッケルセル６１の各々は長さを約１０ｍｍとすることができる。複数のポッケルセル６１の各々は、それぞれ別個の電圧源６３に結合された１つ以上の電極６４を備えてもよい。電圧源６３は、電極対６４間に電位差を発生させない第１の動作モードと、各電極対間に電位差を発生させる第２の動作モードと、の間でポッケルセル６１をスイッチングさせるように動作可能である。ポッケルセル６１が第２の動作モードである場合の各電極対６４間の電位差は、各ポッケルセルが９０度未満の角度だけレーザビーム４１の偏光状態を回転させるようにすればよい。複数のポッケルセル６１の各々が第２の動作モードであってレーザビーム４１がポッケルセル６１の各々を伝搬する場合に、複数のポッケルセル６１の組み合わせ効果によってレーザビームの偏光状態を約９０度回転させて、偏光子６５を透過するレーザビーム４１が実質的に存在しないように、複数のポッケルセル６１を構成することができる。
[00269] 第２の動作モードである場合にレーザビーム４１の偏光状態を９０度未満だけ回転させるように構成されたポッケルセル６１において電極対６４間に発生させる電位差は、レーザビーム４１の偏光状態を９０度回転させるように構成された（例えば図５に示すポッケルセル）電極対６４間の電位差よりも小さくすることができる。複数のポッケルセル６１の各々がレーザビーム４１の偏光状態を９０度未満だけ回転させる実施形態では、単一のポッケルセル６１がレーザビーム４１の偏光状態を９０度回転させる実施形態に比べ、第１の動作モードと第２の動作モードとの間のスイッチングの際に電極対６４間に発生させる電位差が小さい。これにより、ポッケルセル６１を第１の動作モードと第２の動作モードとでスイッチングするのに要する時間量が低減するという利点が得られる。上述したように、ポッケルセル６１を第１の動作モードと第２の動作モードとでスイッチングするのに要する時間量が低減すると、ポッケルセル６１にレーザビーム４１の後続パルスが到着する間にポッケルセル６１を第１の動作モードと第２の動作モードとでスイッチングすることができ、従ってレーザビーム４１の個々のパルスごとにポッケルセル６１の動作モードをスイッチングすることが可能となる。
[00270] 第１の制御装置５１の代替的ではあるが同等の実施形態において、偏光子６５は、レーザビーム４１がポッケルセル６１に入射する前のレーザビーム４１の偏光状態に直交した偏光状態を有する放射のみを透過させるように構成可能である。そのような実施形態では、電圧源６３が電極６４間に電圧を印加しない時間中、レーザビーム４１は偏光子６５によって阻止される。電圧源６３が電極６４間に電圧を印加する時間中、レーザビーム４１が偏光子６５を透過してフォトカソード４３に入射するようにポッケルセル６１はレーザビーム４１の偏光状態を回転させる。
[00271] 図６は、第１の制御装置５１’の代替的な実施形態の概略図である。図６に示す第１の制御装置５１’は、第１の偏光子６５ａ、第２の偏光子６５ｂ、第１のポッケルセル６１ａ、及び第２のポッケルセル６１ｂを備えている。第１及び第２のポッケルセル６１ａ、６１ｂは各々、電気光学結晶６２ａ、６２ｂ及び電極対６４ａ、６４ｂを備えている。電極対６４ａ、６４ｂは、図６に示すようなワイヤ６７ａ、６７ｂによって電圧源６３ａ、６３ｂに電気的に結合されている。
[00272] 第１の偏光子６５ａは、これに入射するレーザビーム４１の偏光状態を有する放射を透過させるように構成されている。第１の偏光子６５ａは、レーザビーム４１の偏光解消を低減させるように機能することができる。第１及び第２のポッケルセル６１ａ、６１ｂは各々、各電極対６４ａ、６４ｂ間に電位差を発生させない第１の動作モードと、各電極対６４ａ、６４ｂ間の電位差を発生させる第２の動作モードと、の間でスイッチングするように動作可能であり、レーザビーム４１が各ポッケルセル６１ａ、６１ｂを伝搬する間にその偏光状態を約９０度回転させる。第１及び第２のポッケルセル６１ａ、６１ｂは、別個の電圧源６３ａ、６３ｂによって第１及び第２の動作モード間で個別にスイッチングすることができる。
[00273] 第２の偏光子６５ｂは、第１の偏光子６５ａを透過する放射の偏光状態に直交した偏光状態を有する放射のみを透過させるように構成されている。第１のポッケルセル６１ａ及び第２のポッケルセル６１ｂの双方が第１の動作モードである場合、レーザビーム４１の偏光状態はポッケルセル６１ａ、６１ｂのいずれによっても回転されず、レーザビーム４１は第２の偏光子６５ｂを透過しない。第１又は第２のポッケルセル６１ａ、６１ｂの一方（双方ではない）が第２の動作モードである場合、レーザビーム４１の偏光状態は第１及び第２の偏光子６５ａ、６５ｂの間で約９０度回転して、レーザビーム４１は第２の偏光子６５ｂを透過する。第１のポッケルセル６１ａ及び第２のポッケルセル６１ｂの双方が第２の動作モードである場合、レーザビーム４１の偏光状態は第１及び第２の偏光子６５ａ、６５ｂの間で１８０度回転し、レーザビーム４１は第２の偏光子６５を透過しない。従って、レーザビーム４１が第２の偏光子６５を透過するためには、第１又は第２のポッケルセル６１ａ、６１ｂの一方（双方でない）が第２の動作モードでなければならない。電圧源６３ａ、６３ｂは、コントローラＣＴ（図１に示すコントローラＣＴに相当するものとすればよい）によって制御して、レーザビーム４１のいくつのパルスが第２の偏光子６５ｂを透過してフォトカソード４３に入射するかを制御することができる。
[00274] 図７は、ある時間期間において第１及び第２のポッケルセル６１ａ、６１ｂによって生じるレーザビーム４１の偏光状態の回転（図７の上部）と、同じ時間期間において第２の偏光子６５ｂを透過する放射のパワー（図７の下部）と、の概略図である。図７の上部において、第１のポッケルセル６１ａによって生じる偏光回転を破線で示し、第２のポッケルセル６１ｂによって生じる偏光回転を点線で示す。
[00275] 図７に示す時間期間の開始時、第１のポッケルセル６１ａは第２の動作モードであり、レーザビーム４１の偏光状態を９０度回転させる。第２のポッケルセル６１ｂは第１の動作モードであり、レーザビーム４１の偏光状態を回転させない。従って、第１及び第２のポッケルセル６１ａ、６１ｂによって生じるレーザビーム４１の偏光状態の回転の合計は９０度であり、図７の下部に示す透過パワーからわかるように、レーザビーム４１は第２の偏光子６５ｂを透過する。
[00276] 図７に示す時点ｔ１において、第１のポッケルセル６１ａは第１の動作モードにスイッチングし、レーザビーム４１の偏光状態を回転させない。時点ｔ２において、第２のポッケルセル６１ｂは第２の動作モードにスイッチングして、レーザビーム４１の偏光状態を９０度回転させる。時点ｔ１と時点ｔ２との間に、第１のポッケルセル６１ａ又は第２のポッケルセル６１ｂのいずれもレーザビーム４１の偏光状態を回転させない時間期間ｔｉがある。時間期間ｔｉの間レーザビーム４１は第２の偏光子６５ｂを透過しないので、レーザビーム４１はフォトカソード４３に入射しない。時点ｔ２の後、第２のポッケルセル６１ｂはレーザビーム４１の偏光状態を９０度回転させ、レーザビーム４１は再び第２の偏光子６５ｂを透過してフォトカソード４３に入射する。
[00277] 図７に示す時点ｔ３において、第１のポッケルセル６１ａはスイッチングして第２の動作モードに戻り、レーザビーム４１の偏光状態を９０度回転させる。時点ｔ４において、第２のポッケルセル６１ｂは第１の動作モードにスイッチングし、レーザビーム４１の偏光状態を９０度回転させない。時点ｔ３と時点ｔ４との間に、第１のポッケルセル６１ａ及び第２のポッケルセル６１ｂが双方ともレーザビーム４１の偏光状態を９０度回転させて１８０度の組み合わせ回転を与える時間期間ｔｉがある。時間期間ｔｉの間レーザビーム４１は第２の偏光子６５ｂを透過しないので、レーザビーム４１はフォトカソード４３に入射しない。時点ｔ４の後、第２のポッケルセル６１ｂはレーザビーム４１の偏光状態を９０度回転させなくなり、レーザビーム４１は再び第２の偏光子６５ｂを透過してフォトカソード４３に入射する。
[00278] また、図７に示す時点ｔ５において、第１のポッケルセル６１ａはスイッチングして第１の動作モードに戻り、時点ｔ６において、第２のポッケルセル６１ｂはスイッチングして第２の動作モードに戻る。時点ｔ５と時点ｔ６との間に、第１のポッケルセル６１ａ又は第２のポッケルセル６１ｂのいずれもレーザビーム４１の偏光状態を回転させないためにレーザビーム４１が第２の偏光子６５ｂを透過しない時間期間ｔｉがある。
[00279] 図７に示す実施形態では、第１及び第２のポッケルセル６１ａ、６１ｂはそれぞれ時間期間Ｔａ及びＴｂで周期的に第１及び第２の動作モード間でスイッチングする。第１及び第２のポッケルセル６１ａ、６１ｂの周期的なスイッチングは位相差θを有し、これによって、レーザビーム４１が第２の偏光子６５ｂを透過しないので電子ビームＥが妨害される時間期間ｔｉを生じる。図７から、電子ビームＥが妨害される時間期間ｔｉの長さを決定するのは、スイッチングの時間期間Ｔａ、Ｔｂでなく、第１及び第２のポッケルセル６１ａ、６１ｂのスイッチング間の位相差θであることは認められよう。従って、図６に示す第１の制御装置５１’の実施形態では、ポッケルセル６１ａ、６１ｂの動作モードをスイッチングする時間期間Ｔａ、Ｔｂよりはるかに短い時間期間ｔｉの間、レーザビーム４１を阻止し電子ビームＥを妨害することが可能となる。レーザビーム４１を阻止し電子ビームＥを妨害する時間期間ｔｉは、例えば、レーザビーム４１の１つのパルスが第１及び第２のポッケルセル６１ａ、６１ｂを伝搬する時間期間とほぼ等しくすることができる。従って、図６の第１の制御装置５１’を用いて、レーザビーム４１の単一パルスがフォトカソードに入射するのを防ぐことができ、レーザビーム４１の単一パルスが入射器２１から出力される電子ビームＥ内に関連した電子バンチ４２を実質的に含まないように電子ビームを妨害することができる。いくつかの実施形態では、第１の制御装置５１’は、レーザビーム４１の２つ以上の連続パルスが入射器２１から出力される電子ビームＥ内に関連した電子バンチ４２を実質的に含まないように電子ビームＥを妨害することができる。
[00280] 所与の時間内にフォトカソード４３への入射を阻止するレーザビーム４１のパルス数を調整する場合、ポッケルセルの各々が第１及び第２の動作モードである時間量をほぼ一定に保持することが望ましい場合がある。これによって、ポッケルセル内に放散されるレーザビーム４１からのパワー量をほぼ一定に維持することができ、従ってポッケルセルの温度をほぼ一定を維持することが可能となる。所与の時間内にフォトカソード４３への入射を阻止されるレーザビーム４１のパルス数を調整するため、レーザビーム４１を阻止する時間期間ｔｉを調整するように第１及び第２のポッケルセル間の位相差θを調整すればよい。
[00281] 代替的な実施形態では、第１のポッケルセル６１ａと第２のポッケルセル６１ｂとの間に半波長板を位置付けることができる。半波長板は、レーザビーム４１の偏光状態を約９０度回転させるように構成可能である。そのような実施形態では、第１及び第２のポッケルセルが双方とも同一の動作モードである時間中レーザビーム４１は第１の制御装置５１’を透過することができ、第１及び第２のポッケルセルが異なる動作モードである時間中はレーザビーム４１を第１の制御装置５１’によって阻止することができる。
[00282] １つ以上のポッケルセル６１を第１の動作モードと第２の動作モードとの間でスイッチングする実施形態について説明した。ポッケルセル６１を第１の動作モードと第２の動作モードとの間でスイッチングすると、いくらかのパワーがポッケルセル６１の電気光学結晶６２内に放散される場合がある。電気光学結晶６１へのパワー放散は、電気光学結晶６１を加熱させることがある。いくつかの実施形態では、ポッケルセル６１の温度を安定化させるため、１つ以上のポッケルセル６１を冷却することができる。
[00283] 第１の制御装置５１、５１’は、フォトカソード４３に入射するレーザビーム４１のパワーを制御し、これによってフォトカソード４３から放出される電子バンチの電流を制御するように動作可能である。例えば図１及び図４を共に参照すると、第１の制御装置５１、５１’を通ったレーザビーム４１のパワーは、センサ装置ＳＴにより測定されるようなＥＵＶ放射ビームＢのパワーに応答してコントローラＣＴによって制御することができる。このように、第１の制御装置５１、５１’はフィードバックベースの制御ループＦ１の一部を形成することができる。ＥＵＶ放射ビームＢの測定パワーが大きすぎる場合、コントローラＣＴは第１の制御装置５１、５１’にレーザビーム４１からのパルスの阻止数を増加させる。逆に、ＥＵＶ放射ビームＢの測定パワーが小さすぎる場合、コントローラＣＴは第１の制御装置５１、５１’にレーザビーム４１からのパルスの阻止数を減少させる。
[00284] 一実施形態では、ＥＵＶ放射ビームのパワーの代わりに電子ビームＥの電流を測定してもよい。測定ＥＵＶ放射ビームパワーの代わりに測定電流を用いて、フィードバックベースの制御ループを与えることができる。
[00285] 上述の実施形態では、フォトカソード４３に印加する電圧を制御することで、欠落したレーザビームパルスのために電子バンチがフォトカソードから放出されない事実に対応することができる。一般に、フォトカソード４３に印加する電圧は安定化することができ、この安定化は欠落したレーザビームパルスを考慮に入れることができる。電圧安定化は、例えばフィードフォワード安定化とすればよい。
[00286] レーザビーム４１の１つ以上のパルスがフォトカソード４３に入射するのを阻止して、電子ビームＥを妨害すると共に、レーザビーム４１の少なくとも１つのパルスが入射器から出力される電子ビームＥ内に関連した電子バンチを実質的に含まないように動作可能である第１の制御装置５１、５１’の実施形態について説明した。これによって、自由電子レーザから出力される放射ビームＢのパワーを制御することができる。第１の制御装置５１、５１’を用いることに加えて又はその代わりに、図４に示すような第２の制御装置５２によって自由電子レーザから出力される放射ビームＢのパワーを制御することも可能である。第２の制御装置５２は、フォトカソード４３から放出される電子バンチ４２を電子ビームＥから除去するように動作可能であり、これによって、レーザビーム４１の少なくとも１つのパルスが電子ビームＥ内に関連した電子バンチを実質的に含まないように電子ビームＥを妨害する。
[00287] 図８は、第２の制御装置５２の実施形態の概略図である。第２の制御装置５２は、電子ビームＥの軌道のいずれかの側に配置された１対の伝導性板７４を備えている。伝導性板７４は、ワイヤ７７によって電圧源７３に電気的に結合されている。ワイヤ７７、伝導性板７４、及び電圧源７３は、電流が流れ得る電気回路を形成する。電流の方向は図８のワイヤ７７上の矢印の先端部により示されている。また、電気回路には抵抗７５も含まれる。好ましくは、ワイヤ７７、伝導性板７４、及び抵抗７５のインピーダンスを整合させる。電圧源は、電流が伝導性板を流れるように板７４間に電位差を発生させるように動作可能である。電流が伝導性板７４を反対方向に流れることで、板７４間に磁場が発生する。電圧源７３はコントローラＣＴ（図１に示すコントローラＣＴに相当するものとすればよい）によって制御される。伝導性板７４間に磁場を生成するように板７４間に電位差を発生させると、発生した磁場は電子ビームＥの電子バンチ４２の軌道を変えて電子バンチをビームダンプ７２の方に送出するように機能する。図８に電子バンチ４２’を示すが、その軌道は伝導性板７４間の磁場により変更され、電子バンチ４２’は軌道７１に沿ってビームダンプ７２へと送出される。
[00288] ビームダンプ７２は、偏向電子バンチ４２’を吸収するのに充分な量の材料を含む。ビームダンプ７２は、電子を吸収することで、ブースタ３３に到達し線形加速器２２によって加速され得るデメリットのある二次電子の生成を防止する。いくつかの実施形態では、代替的な手段を用いて二次電子の生成を防止することができる。例えば、電子ビームＥが伝搬するビームパイプに１つ以上の孔を位置付けて、二次電子を生成することなく、偏向電子バンチ４２’をビームパイプから外へ伝搬させることができる。いくつかの実施形態では、例えば二次電子がブースタ３３の方向へ伝搬するのを防止するように構成された電場及び／又は磁場を発生させることによって、二次電子をブースタ３３から離れた方向へ送出することができる。
[00289] 電圧源７３は、伝導性板７４間の電位差をオン及びオフにスイッチングすることで、伝導性板７４間に電位差を発生させず電子バンチ４２が同一の軌道に沿って移動して電子ビームＥ内に留まる第１の状態と、伝導性板７４間に電位差を発生させて１つ以上の電子バンチ４２’を電子ビームＥの外側に偏向させてビームダンプ７２へと送出する第２の状態と、の間でスイッチングするように動作可能である。電圧源７３は例えば、一度に１つだけの電子バンチ４２’を電子ビームＥの外側へ偏向させるように、充分に高速に第１及び第２の状態間でスイッチングするように動作可能である。例えば、伝導性板７４間の電位差をオフにして第１の電子バンチ４２を電子ビームＥの外側へ偏向させない間、第１の電子バンチ４２は伝導性板７４を通過することができる。次いで、後続の第２の電子バンチ４２’が伝導性板７４間を通過する前に伝導性板７４間の電位差をオンにスイッチングして、第２の電子バンチを電子ビームＥの外側へ偏向させて軌道７１に沿ってビームダンプ７２へと送出することができる。次いで、後続の第３の電子バンチ４２が伝導性板７４間を通過する前に伝導性板７４間の電位差を再びオフにして、第３の電子バンチ４２を電子ビームＥの外側へ偏向しないようにすればよい。伝導性板７４間の電位差は、例えば約１０ナノ秒未満の時間期間だけ発生させることができる。例えば伝導性板７４間の電位差は、約１ナノ秒以下の時間期間だけ発生させればよい。
[00290] あるいは、充分な時間期間にわたって伝導性板７４間に電位差を発生させて、２つ以上の連続した電子バンチ４２’を電子ビームＥの外側にビームダンプ７２の方へ偏向させることも可能である（例えば１００以下の電子バンチ、例えば１０以下の電子バンチ）。
[00291] 伝導性板７４間の電位差によって生じる電子バンチ４２’の角度偏向Δαの近似値は、以下の式３によって与えられる。
Figure 2016528528
ここで、ｑは電子の電荷であり、Ｌは伝導性板７４の電子ビームＥの伝搬方向に沿った長さであり、Ｖは伝導性板７４間の電位差であり、Ｅｅは電子バンチ４２’における電子のエネルギであり、ｈは伝導性板７４間の間隔であり、ｗは伝導性板７４の幅である。
[00292] 一実施形態において、伝導性板７４間で電位差Ｖを発生させると、約１度の角度偏向Δαが得られる。この結果、伝導性板７４から下流に約１メートルの距離では、偏向電子バンチ４２’と電子ビームＥとの間隔は約２ｃｍとなり得る。他の実施形態では、角度偏向Δαは１度超とすることができ、例えば６度の大きさであり得る。この結果、伝導性板７４から下流に約１メートルの距離では、偏向電子バンチ４２’と電子ビームＥとの間隔は約１０ｃｍとなり得る。
[00293] 伝導性板７４間に発生させる電位差Ｖは、例えば約０．２ｋＶ超とすればよい。いくつかの実施形態において、電位差Ｖは１ｋＶの大きさであり得る。単一の電子バンチ４２’を電子ビームＥの外側へ偏向させるのに充分な速さで０．２〜１ｋＶの電位差をオン及びオフにスイッチングすることができる電圧源７３は、市販されている。
[00294] 上述したように、第２の制御装置５２は、１つ以上の電子バンチ４２’を電子ビームＥの外側へ偏向させるように動作可能である。従って、偏向した電子バンチ４２’はブースタ３３によっても線形加速器２２によっても加速されず、アンジュレータ２４を伝搬しない。このため第２の制御装置５２は、レーザビーム４１の少なくとも１つのパルスが入射器２１から出力される電子ビームＥ内に関連した電子バンチを実質的に含まないように、電子ビームＥを妨害するように動作可能である。第１の制御装置５１を参照して上述したように、電子ビームＥの妨害は、自由電子レーザＦＥＬから放出される放射ビームＥのパルスを妨害し、従って基板Ｗのターゲット位置で受光される放射線量を低減させる。第２の制御装置５２は、自由電子レーザにより放出される放射のパワーを制御するため、（例えばコントローラＣＴによって）制御することができる。コントローラＣＴは、ＥＵＶ放射ビームのパワー（又は電子ビームの電流）に対応する信号を入力として受信することができる。このように、ＥＵＶ放射ビームのパワーを制御することができるフィードバックベースの制御ループを設けることができる。これによって、露光時間期間中のＥＵＶ放射ビームパワーの変動を低減することができる。
[00295] 電子ビームＥの外側に偏向する電子バンチ４２’の数は充分に少ないので、自由電子レーザにおいて生じる過渡現象は比較的小さい。このため、例えば自由電子レーザから出力されるＥＵＶ放射ビームの波長は実質的に一定のままであり得る。実質的に一定の波長というのは、波長が変化しないこと、又は変化する量が充分に小さいので波長に依存したミラー透過のために生じるターゲット位置での線量ばらつきが所望の閾値未満に収まることを意味すると解釈することができる。
[00296] 代替的な実施形態では、電子ビームＥを妨害して放射ビームＢのパルスを妨害するため、自由電子レーザＦＥＬの他の位置で１つ以上の電子バンチ４２’を電子ビームＥの外側へ偏向させることも可能である。例えば、ブースタ３３の後及び／又は線形加速器２２の後で１つ以上の電子バンチ４２を電子ビームＥの外側へ偏向させることができる。しかしながら、電子バンチ４２’を電子ビームＥの外側へ偏向させるのは電子バンチ４２’が比較的小さいエネルギを有する時であると有利である。例えば、電子バンチをブースタ３３により加速する前、及び／又は電子バンチ４２’を線形加速器２２により加速する前に、電子バンチ４２’を電子ビームＥの外側へ偏向させることが有利である。その理由は、ブースタ３３及び／又は線形加速器２２において電子バンチ４２のエネルギが増大すると、電子バンチ４２の所望の偏向を与えるために必要な電場の大きさが増すからである。従って、ブースタ３３及び／又は線形加速器２２により加速された電子バンチ４２を偏向させるには、伝導性板７４間にいっそう大きな電位差Ｖを発生させる必要がある。大きい電位差の発生には時間がかかるので、電位差発生の速度を上げることがある。これは、単一の電子バンチ４２’を電子ビームＥの外側へ偏向させることが困難となり得ることを意味する。
[00297] 更に、ブースタ３３及び／又は線形加速器２２において加速された後に電子ビームＥの外側へ偏向させた電子バンチは、加速される前に電子ビームの外側へ偏向させた電子バンチ４２’よりも高いエネルギを有する。高エネルギの偏向電子バンチ４２’は二次電子及び二次アイソトープを発生させるが、これを自由電子レーザＦＥＬから除去しなければならない可能性がある。
[00298] 図８に示す第２の制御装置５２の実施形態では、電圧源７３によって電流は伝導性板で反対方向に流れる。代替的な実施形態では、電流が伝導性板７４の各々において同一方向に流れるように１つ以上の電圧源を構成することができる。そのような実施形態では、板７４間に磁場を発生させて、板７４間を移動する電子バンチ４２を磁場によって脱焦させることができる。脱焦した電子バンチ４２は、脱焦していない電子バンチ４２に比べて大幅に低下した変換効率で、アンジュレータ２４において放射放出を誘導し得る。従って、脱焦した電子バンチによりアンジュレータ２４で誘導される放射パルスは、脱焦しない電子バンチによりアンジュレータ２４で誘導される放射パルスよりも低いパワーを有し得る。このように、アンジュレータ２４で誘導される対応した放射パルスのパワーを（例えば無視できる程度のパワーレベルまで）低減するため、電子バンチ４２を第２の制御装置で脱焦することができる。これは、自由電子レーザＦＥＬから放出される放射ビームＢのパルスを実質的に妨害すると考えられ、従って所与の露光時間期間に基板Ｗのターゲット位置が受光する放射パルス数を減らし、これによってターゲット位置で受光される放射線量を低減させることができる。
[00299] レーザビーム４１の少なくとも１つのパルスが入射器２１から出力される電子ビームＥ内に関連した電子バンチ４２を実質的に含まないように電子ビームＥを妨害するよう動作可能な第１の制御装置５１及び第２の制御装置５２の実施形態について説明した。上述したとおり、入射器２１から出力される電子ビームＥを妨害すると、自由電子レーザＦＥＬから放出される放射ビームＢのパルスが妨害され、従って所与の露光時間期間に基板Ｗのターゲット位置が受光する放射パルス数が減るので、これによってターゲット位置が受光する放射量を低減させる。従って、基板Ｗのターゲット位置が受光する放射線量を制御するために、電子ビームＥを第１の制御装置５１及び／又は第２の制御装置５２によって妨害することができる。
[00300] 第１の制御装置５１及び／又は第２の制御装置５２は、放射ビームＢの１つ以上の測定値に応じて制御することができる（例えばコントローラＣＴによって）。例えば、自由電子レーザＦＥＬから出力される放射ビームＢのパワーを測定するように放射センサ（図示せず）を配置することができる。基板Ｗのターゲット位置で所望の放射線量が受光されるように、放射ビームＢの測定パワーに応じて第１の制御装置５１及び／又は第２の制御装置５２を制御すればよい。例えば放射センサによって放射ビームパワーの増大が測定された場合、第１の制御装置５１及び／又は第２の制御装置５２はこの測定値に応答して、所与の露光時間期間に基板Ｗのターゲット位置が受光する放射パルス数を減らすように電子ビームＥを妨害して、放射ビームＢのパワー増大に関わらずターゲット位置で受光される放射線量を所望の線量に維持することができる。
[00301] いくつかの実施形態では、放射ビームＢのパワー測定値を、自由電子レーザＦＥＬの出力以外のリソグラフィシステムＬＳの位置で測定することも可能である。例えば、ビーム拡大光学部品（存在する場合）から出力され、ビーム分割装置１９に入力される放射ビームのパワーを測定してもよい。これに加えて又はこの代わりに、ビーム分割装置１９により出力された後の１つ以上の分岐放射ビームＢａ〜Ｂｎのパワーを測定することも可能である。これに加えて又はこの代わりに、１つ以上のリソグラフィ装置ＬＡａ〜ＬＡｎ内で１つ以上の分岐放射ビームＢａ〜Ｂｎのパワーを測定してもよい。例えば、基板Ｗで受光されるパターン付与された放射ビーム（例えばパターン付与された放射ビームＢａ’）のパワーを測定してもよい。一般に、放射ビームＢ又は分岐放射ビームＢａ〜Ｂｎの測定を行い、第１の制御装置５１及び／又は第２の制御装置５２の制御に用いることで、所与の露光時間期間に基板Ｗのターゲット位置が受光する放射線量を制御することができる。
[00302] 一般に、放射ビームＢ又は分岐放射ビームＢａ〜Ｂｎの測定を行い、第１の制御装置５１及び／又は第２の制御装置５２の制御に用いることで、自由電子レーザから出力される放射パワーを制御することができる。測定（複数の測定）は、自由電子レーザから出力される放射パワーを安定化させるように機能するフィードバックベースの制御ループの一部を形成し得る。図１にフィードバックベースの制御ループＦ１の一例を示す。
[00303] いくつかの実施形態では、第１の制御装置５１及び／又は第２の制御装置５２は、正常動作中に、電子ビームＥ内の電子バンチ４２の数及び放射ビームＢ内のパルス数を所与の量だけ減らすように電子ビームＥを妨害することができる。これによって第１の制御装置５１及び／又は第２の制御装置５２は、必要に応じて電子ビーム内の電子バンチ４２の数を増加又は減少させることで、自由電子レーザが出力する放射ビームのパワーの安定化を図ることができる。これにより、所与の時間期間（例えば１ｍｓ）でＥＵＶ放射ビームパワーを平均化した場合にこのパワーの変動を低減させることができる。
[00304] 基板Ｗのターゲット位置は、約１ｍｓの露光時間期間、露光することができる。レーザビーム４１のパルス繰り返し周波数、従って放射ビームＢのパルス繰り返し周波数は約３００ＭＨｚであり得る。従ってこの例では、１ｍｓの露光時間期間中、基板Ｗのターゲット位置は約３ｘ１０５の放射パルスに露光される。電子ビームＥを周期的に妨害することが望ましい場合がある。例えば、第１の制御装置５１及び／又は第２の制御装置５２は、レーザビーム４１の１００又は１０００につき１つのパルスが電子ビームＥ内に関連した電子バンチ４２を実質的に含まないように、電子ビームＥを妨害することができる。いくつかの実施形態では、電子ビームを妨害する時間期間は合計で、電子ビームを妨害しない時間期間の約１〜１０％であり得る。いくつかの実施形態では、電子ビームを妨害する周波数は１Ｍｈｚ以上とすることができる（例えば１ＭＨｚから約１００ＭＨｚの範囲）。露光時間期間中に受光される放射線量を制御するため（例えば線量のばらつきを所望の閾値未満に維持するため）、露光時間期間中に電子ビームＥ内に関連した電子バンチ４２を実質的に含まないレーザビーム４１のパルス数を増加又は減少させることができる。これによって、露光時間期間で平均したＥＵＶ放射ビームパワーの変動が低減する。これに対応して、基板上のターゲット位置で受光されるＥＵＶ放射線量のばらつきが減少する。
[00305] スキャン露光において放射の露光スリットを基板上のターゲット位置の上でスキャンする実施形態では、露光時間期間Ｔｅが時間期間Ｔｉの整数倍となるような時間期間Ｔｉで電子ビームＥを周期的に妨害することが望ましい場合がある（すなわちＴｅ＝ｎＴｉ、ここでｎは整数である）。これによって、基板Ｗの各ターゲット位置により受光される放射パルス数が、ターゲット位置上での露光スリットのスキャン数と同じであることが保証される。
[00306] 上述したように、電子ビームＥからわずかな数の連続電子バンチ４２（例えば１００未満、又は１０未満）を除去するように電子ビームＥを妨害することが望ましい場合がある。例えば、電子ビームＥから一度に１つの電子バンチ４２を除去することが望ましい場合がある。電子ビームＥからわずかな数の連続電子バンチ４２を除去することで、線形加速器２２及びアンジュレータ２４を伝搬する電子ビームＥには小さいギャップしか存在しないことが確実となる。これによって、（もっと大きいギャップが存在する場合に比べて）電子ビームＥでのギャップのために自由電子レーザに生じる過渡現象が小さくなる。過渡現象は充分に小さいので、例えば自由電子レーザにより発生するＥＵＶ放射の波長は実質的に一定のままであり得る。実質的に一定の波長というのは、波長が変化しないこと、又は変化する量が充分に小さいので波長に依存したミラー透過のために生じるターゲット位置での線量ばらつきが所望の閾値未満に収まることを意味すると解釈することができる。
[00307] 線形加速器２２は、外部駆動の振動電磁場が共振する複数の共振空洞（例えば超伝導無線周波数空洞）を備えることができる。共振空洞を通過する電子バンチ４２の各電子は、それ自体の関連電磁場を有する。電子が空洞を通過すると、その電磁場に外乱が加わり（ｐｅｒｔｕｒｂ）、航跡場として知られる電磁場が空洞内に生じる。従って、所与の時点での空洞内の電磁場は、外部駆動電磁場とすでに空洞を通過した電子の航跡場との組み合わせである。このため、電子ビームＥでの妨害直後の電子バンチ４２は、電子ビームＥでの妨害後でない電子バンチ４２とは異なる電磁場を線形加速器２２の空洞において経験し得る。従って、電子ビームＥでの妨害直後の電子バンチ４２は、電子ビームＥでの妨害後でない電子バンチ４２とは異なる量だけ線形加速器２２で加速され、これによってアンジュレータ２４において異なるエネルギを有し得る。
[00308] いくつかの実施形態では、アンジュレータ２４から出力される電子ビームＥは、電子ビームＥからエネルギを回収するため及び電子ビームＥを減速させるため、線形加速器２２に戻される。このような構成はエネルギ回収線形加速器（ＥＲＬ）として知られている。減速した電子から回収されたエネルギは、入射器２１から出力された電子ビームＥを加速させるために用いられる。電子ビームＥから電子バンチ４２を除去することによって電子ビームＥが妨害されると、線形加速器２２における電子ビームからのエネルギ回収に妨害が生じる。このようなエネルギ回収の妨害は、線形加速器２２を通過する加速電子が加速される量を低減させ、従って線形加速器２２から出力されアンジュレータ２４を伝搬する電子バンチ４２のエネルギを変化させ得る。
[00309] 上述したように、線形加速器２２の空洞において航跡場を妨害する効果、及び／又は線形加速器２２において減速電子からのエネルギ回収を妨害する効果によって、一部の電子バンチ４２は、これらの効果で影響を受けない電子バンチ４２とは異なるエネルギでアンジュレータ２４を通過し得る。アンジュレータ２４で放出が誘導されない放射の波長は、アンジュレータ２４における電子バンチのエネルギに依存するので、アンジュレータ２４での電子バンチエネルギのばらつきは、自由電子レーザＦＥＬから放出される放射ビームＢの波長のばらつきを生じる可能性がある。従って、電子ビームＥの妨害は、電子ビームＥの妨害直後の放射ビームＢのパルス波長にばらつきを招く恐れがある。
[00310] 自由電子レーザＦＥＬから基板Ｗまで放射ビームＢがとる光路の透過率は、放射ビームＢの波長に依存し得る。従って放射ビームＢの波長のばらつきは、基板上に入射する放射ビーム（例えばパターン付与された放射ビームＢ）のパワーにばらつきを生じ、これによって基板Ｗで受光される放射線量に影響を及ぼしかねない。放射ビームＥの妨害が放射ビームＢの波長に及ぼす影響を軽減することが望ましい場合がある。
[00311] 電子ビームＥの妨害により生じる放射ビームＢの波長変化は、電子ビームＥを妨害する時間長に依存し得る。例えば、電子ビームＥから電子バンチ４２を１つだけ除去すると、電子ビームＥは短い時間量だけ妨害され、妨害後の放射ビームＢのパルス波長にはわずかなばらつきしか生じない場合がある。電子ビームＥから除去する連続電子バンチ４２の数を増やすと、電子ビームＥを妨害する時間量が増大するので、妨害後の放射ビームＢのパルス波長のばらつきが増大する可能性がある。従って、放射ビームＢの波長に対する妨害の影響を抑えるため、限られた数のみの連続電子バンチ４２が電子ビームＥから除去されるように電子ビームＥを妨害することが望ましい場合がある。例えば、電子ビームＥから一度に１つだけの電子バンチ４２を除去することが望ましい場合がある。実際は、電子パルスの高周波数（例えば約１００ＭＨｚ）のためにこれは可能でないことがある。一般に、１ＭＨｚ以上の繰り返し率で電子ビームを妨害すること、更に電子ビームの妨害の合計をビーム時間の１０％未満に制限することが望ましい場合がある。これによって、妨害が放射Ｂのパルス波長にばらつきを生じる程度を制限する。例えば、電子ビームから一度に除去する連続電子バンチを１００以下とすればよい。
[00312] 一実施形態では、電子ビームＥから複数の電子バンチ４２を除去することによって生じる過渡現象を測定し考慮に入れることができる。例えば、放射ビームの波長の過渡的変化を測定し考慮に入れることができる。上記のように、リソグラフィ装置ＬＡのミラーの透過は波長に依存している。ミラーの総合的な透過はピーク透過波長を有する。ミラーの透過はそのピークにおいて最大となり、ピークの各側のスロープに沿って波長の関数として低下する。自由電子レーザは、この総合的ミラー透過のスロープ上の波長（例えばスロープの中点の周辺）で動作するように構成することができる。電子ビームＥから複数の電子バンチを除去した場合、加速器２１は、それらの電子バンチに移動したはずのエネルギを維持する。次の電子バンチが加速器２１を通過すると、それらはこの追加のエネルギを受け取る。これは、約１μｓ継続し得る過渡効果である。電子バンチは追加エネルギを有するので、より短い波長のＥＵＶ放射を発生する。この短い波長でのミラーの総合的透過は異なり（例えば低くなり）、結果として、ＥＵＶ放射は基板に入射する前にミラーによって更に減衰される。この効果を用いて、電子ビームから複数の電子バンチ４２を除去することによって（又は上述のように電子バンチを脱焦することによって）生じる過渡現象の効果を少なくとも部分的に補償することができる。
[00313] 関連した実施形態では、レーザビーム４１のパルスパワーを変更することで電子バンチ４２における電荷量を変えることができる。これは、それらの電子バンチ４２が放出するＥＵＶ放射の強度及びＥＵＶ放射の波長を直接変化させる。更にこれは、加速器２１におけるエネルギの過渡的変化を生じさせ、以降の電子バンチ４２のエネルギ及び波長に影響を与える（例えば２〜３μｓの期間）。これらのエネルギ及び波長の変化を、波長に依存したミラーの総合的透過と組み合わせて用いて、基板Ｗ上のターゲット位置に送出されるＥＵＶ放射線量を制御することができる。
[00314] 更に別の関連した実施形態では、電子バンチ４２の加速を変更することによってＥＵＶ放射ビームの波長を調整することができる。上述したように、波長の変更は、基板Ｗのターゲット位置に送出される放射線量を制御する方法として用いることができる。電子バンチ４２に与える加速を変更するには、電子ブースタ３３又は加速器２１において追加の空洞（例えば銅で形成される）を用いればよい。追加の空洞のピーク電場は、他の空洞が用いる電場よりも著しく小さいが、得られるＥＵＶ放射パルスの波長制御を可能とするには充分に大きいものとすることができる。追加の空洞が超伝導でない（例えば銅で形成される）場合、より小さいＱ値を有し、より高速に波長を制御することができる。
[00315] 自由電子レーザＦＥＬは、この自由電子レーザＦＥＬの特性を監視する１つ以上の安全監視システムを含むことができる。例えば１つ以上の安全監視システムによって、入射器２１から出力される電子バンチ４２の電流、自由電子レーザＦＥＬを伝搬する電子ビームＥ、及び／又は放射ビームＢのパルスを監視することができる。安全監視システムによる測定に対応して１つ以上の安全システムが動作し、監視した変数の規制及び／又は監視した変数が所望の状態と異なる場合のエラー警報の発生を行うことができる。例えば、放射ビームＢのパルス及び／又は電子バンチ４２が欠落した場合、これを１つ以上の安全監視システムが検出し、安全システムが対応した動作を行うことができる（例えば自由電子レーザＦＥＬをシャットダウンする）。また、第１の制御装置５１及び／又は第２の制御装置５２が電子ビームＥを妨害した場合、この妨害を安全監視システム及び／又は安全システムに伝達して、欠落した電子バンチＥ及び／又は放射ビームＢの欠落したパルスに対して安全システムが動作しないようにすることができる。
[00316] 電子ビームＥを妨害することの利点について、基板Ｗのターゲット位置が受光する放射線量を制御する状況において説明した。電子ビームＥの妨害は、電子ビームＥの経路に沿って集まることがあるイオンを電子ビームＥの経路から放散させ得るので、更に有利となる場合がある。イオンは、電子ビームＥが自由電子レーザＦＥＬ内で伝搬するビームパイプにおいて生成され、電子により生じるポテンシャル井戸によって電子ビームＥの経路に付着することがある。電子ビームＥの電子はイオンによって散乱して有害な放射を生成する可能性がある。散乱した電子は更に、アンジュレータ２４における磁石に損傷を与える恐れがある。電子ビームＥの妨害は、電子ビームＥによって生じるポテンシャル井戸を妨害し、この間にイオンは電子ビームＥの経路から放散し得る。放散したイオンは、例えばビームパイプの壁によって吸収されてビームパイプから除去することができる。
[00317] 電子ビームＥから１つ以上の電子バンチ４２を除去することについて、先に言及した。電子ビームＥから１つ以上の電子バンチ４２を除去することは、（例えば第１の制御装置５１を用いて）レーザビーム４１の１つ以上のパルスがフォトカソード４３に入射するのを実質的に防止して、フォトカソード４３から実質的に全く電子バンチ４２が放出されないようにすることを含み得る。電子ビームＥから１つ以上の電子バンチ４２を除去することは、（例えば第１の制御装置５１を用いて）フォトカソード４３に入射するレーザビーム４１の１つ以上のパルスのパワーを公称パワーの１０％未満に低減させ、これによってフォトカソード４３から放出される電子バンチ４２の電荷を低減させて、無視できる程度のＥＵＶ放射量を生成させることを含み得る。電子ビームＥから１つ以上の電子バンチ４２を除去することは、（例えば第２の制御装置５２を用いて）電子ビームＥから１つ以上の電子バンチ４２を偏向させることを含み得る。
[00318] 代替的な手法においては、上述のように、電子ビームＥから１つ以上の電子バンチ４２を除去する代わりに、（例えば第２の制御装置５２を用いて）１つ以上の電子バンチを脱焦させて、無視できる程度のＥＵＶ放射量を生成させることも可能である。
[00319] これより図９を参照して本発明の代替的な実施形態について説明する。図９は、図３に示したＦＥＬと共通の機構（ｆｅａｔｕｒｅ）を多く有するＦＥＬを示す。繰り返しを避けるため、これらの機構についてはここで再度の説明は行わない。自由電子レーザＦＥＬは、放射ビームＢのパワーを確定するように動作可能な放射センサ２５を備えている。放射ビームＢの一部を放射センサ装置ＳＴ（図１に示す放射センサ装置ＳＴに相当するものとすればよい）の方へ送出し、その部分の放射照度を測定することができる。これを用いてビームＢのパワーを確定すればよい。この代わりに又はこれに加えて、ビームＢのパワーを間接的に確定することも可能である。例えば、放射ビームＢが通過する真空パイプに存在する残留ガスは、蛍光発光する（ＥＵＶ放射を吸収して異なる波長の放射を放出する）及び／又はＥＵＶ放射のレーリー散乱を生じ得る。そのような残留ガスによる蛍光発光及び／又はレーリー散乱の測定値は、残留ガス圧の測定値と共に、ビームＢのパワーを確定するには充分である場合がある。パワーの測定値は実質的に連続的又は間欠的であり得る。
[00320] アンジュレータ２４は調整機構２４ａを有し、これは、放射センサ装置ＳＴにより確定されたパワーに応じてアンジュレータの１つ以上のパラメータを変化させることで放射ビームのパワーを変更するように動作可能である。これについて更に詳しく説明する。
[00321] 電子は、アンジュレータ２４を移動する際、放射の電場と相互作用して放射とエネルギを交換する。アンジュレータ２４に入射する際に共振条件を満たす電子は、放射を放出する際にエネルギを喪失するので、共振条件は満たされなくなる。従って上述したように、いくつかの実施形態ではアンジュレータをテーパ化することができる。すなわち、電子バンチにアンジュレータを通過させる際にこれを共振に維持するため、周期磁場の振幅及び／又はアンジュレータ周期λｕは、アンジュレータの長さに沿って変化し得る。有利な点として、アンジュレータをテーパ化すると変換効率が著しく上昇する可能性がある。テーパ化アンジュレータを用いると、変換効率（すなわち、放射ビームＢにおける放射に変換される電子ビームＥのエネルギ部分）が２倍超上がる場合がある。アンジュレータのテーパ化を達成するには、その長さに沿ってアンジュレータのパラメータＫを低減させればよい。
[00322] アンジュレータの軸に沿ったアンジュレータ周期λｕ及び磁場強度Ｂｏを電子バンチエネルギに一致させることで、確実に共振条件を満たすことができる。テーパ化されていないアンジュレータの場合、アンジュレータ周期λｕ及び周期磁場Ｂｏの振幅はアンジュレータ全体で一定のままである。テーパ化アンジュレータの場合、アンジュレータ周期λｕ及び／又は周期磁場Ｂｏの振幅はアンジュレータの軸に沿った距離と共に変化して、確実に共振条件を満たすことができる。この一致により、所与の長さのアンジュレータについて電子からＥＵＶ放射へのエネルギ抽出が最大となるか又は増大する。確実に共振周波数を満たすためにアンジュレータ周期λｕ及び磁場強度Ｂｏを一致させることは、自由電子レーザＦＥＬのデフォルト構成とすることができる。
[00323] 一実施形態において、アンジュレータ２４の磁場の少なくとも一部が調整可能であり、調整機構２４ａはこれを変化させるように動作可能である。必要な場合、上述の一致させた構成から変換効率を低下させるため、アンジュレータの磁場の少なくとも一部の強度を動的に変更することができる。いくつかの実施形態では、調整機構２４ａは、アンジュレータ２４の軸上又は軸の近傍の磁場強度を変更するように動作可能である。
[00324] 有利な点として、これは、例えば電子のエネルギ、電荷、圧縮、集束、及び繰り返し率等の１つ以上の特性を一定に保ちつつ、出力ＥＵＶ放射パワーの制御を提供することができる。そのような構成は、例えば１つ以上の理由で利点がある。例えばそのような構成は、ＥＵＶ放射に対する要求の変化に対処することを可能とする。例えばそのような構成は、ＥＵＶ放射を用いるリソグラフィ装置ＬＡの様々な要求に対応することを可能とする。リソグラフィ装置ＬＡは、経時的に劣化し得るいくつかのミラーを備え、この構成は例えばそのような劣化を補償することができる。別の例として、そのような構成は、電子及び／又は中性子衝撃によるアンジュレータ２４の磁石の劣化を補償することを可能とする。
[00325] 別の利点は、ＦＥＬの変換効率を比較的迅速に変更可能であることである。特に、放射ビームＢのパワーは、リソグラフィ装置ＬＡによる基板Ｗ上のターゲット位置の露光のタイムスケール内で変更することができる（例えば約１ｍｓ内）。これによって、基板上のターゲット位置で受光する放射線量を制御するように放射ビームＢのパワーを制御することが可能となる。すなわち、センサ装置ＳＴからのフィードバックを用いて、ターゲット位置で受光する放射線量の変動を低減させる（例えば線量のばらつきを所望の閾値未満に維持する）ことができる。
[00326] バンチ化電子ビームＥの繰り返し率に応じて、パルスごとにパワーのばらつきを補正することが可能でない場合がある。
[00327] アンジュレータ２４の軸上又は軸近傍の磁場強度は、アンジュレータ２４の磁場を与える磁石をビーム軸に近付けること又はビーム軸から遠ざけることによって変更可能である。これは、アンジュレータ２４のテーパ化の変更と考えられる。磁石は、他の磁石とは別個に又は他の磁石に応じて調整することができる。一実施形態では、ＥＵＶ放射の偏光が実質的に不変のままであるように、磁石をビーム軸に対して移動させる。これは、リソグラフィ装置ＬＡに特定の偏光の放射を与えることが望ましいか又は必要である場合に有利であり得る。例えばリソグラフィ装置ＬＡは円偏光放射を必要とする場合がある。磁石を移動させることによる平面アンジュレータ２４のテーパ化の調整は、偏光に対して実質的に何の影響も与えない。しかしながら、ヘリカルアンジュレータの磁石を調整すると、磁石の調整が垂直及び水平の双方向でない限り、放射の偏光が変わる。
[00328] 一実施形態では、アンジュレータ２４の磁石はビーム軸の各側にギャップを挟んで配置することができる。ギャップは例えば４から１０ｍｍの間とすればよい。磁石間のギャップの大きさは、例えば約１ミクロンの精度で制御することができる。調整機構２４ａは、例えば１０ミクロン以上ギャップサイズを変更するように動作可能である。
[00329] これに加えて又はこの代わりに、アンジュレータ２４の軸上又は軸近傍の磁場強度は、磁石が生成する磁場を変えることで変更可能である。磁石は永久磁石とすればよく、それらが生成する磁場は、磁石に隣接して位置決めされるコイルを流れる電流及び／又は磁石の温度を変えることで変更可能である。磁石の温度を上げると磁場強度を低下させることができる。
[00330] 一実施形態では、調整機構２４ａはアンジュレータ２４のアンジュレータ周期λｕを変更するように動作可能である。
[00331] 一実施形態では、放射センサ装置ＳＴを用いて放射ビームＢのパワーを監視することができる。この確定されたパワーに応じて、調整機構２４ａはアンジュレータ２４の周期磁場を変更し、これが次いで放射ビームＢのパワーを変えることができる。このように、自由電子レーザにより出力された放射ビームＢのパワーを制御するフィードバックベースの制御ループを確立することができる。
[00332] 調整機構２４ａはコントローラＣＴによって制御することができる。放射センサ装置ＳＴはコントローラＣＴに接続され、確定したパワーを示す信号Ｓをコントローラに送信するように動作可能である。放射センサＳＴとコントローラとの接続は、（この実施形態又は他の実施形態について）物理的又は無線とすればよい。コントローラＣＴは信号Ｓを受信し、これに応じてアンジュレータ２４の１つ以上のパラメータを変更するように動作可能である。パラメータは、放射センサ２５から受信した信号Ｓに応じて、特定の（例えば所定の）アルゴリズムに従って変更することができる。センサ装置ＳＴ、コントローラＣＴ、及び調整機構２４ａは、フィードバックベースの制御ループを構成し、これを用いて、（例えばパワー変動を低減するために）自由電子レーザによって出力された放射ビームのパワーを制御することができる。
[00333] コントローラＣＴは、追加の信号Ｓ’を受信し、これに応じてアンジュレータ２４の１つ以上のパラメータを変更するように動作可能である。例えばプロセッサは、ＥＵＶ放射の低需要又は高需要の予想周期を示す信号Ｓ’をリソグラフィ装置ＬＡから受信し、プロセッサはこれに応じてアンジュレータ２４の１つ以上のパラメータを変更することができる。
[00334] 自由電子レーザＦＥＬは、加速器２２とアンジュレータ２４との間に配置された第１の偏向磁石を備えることができ、これは、電子がアンジュレータ２４により周期経路に沿って導かれアンジュレータ２４内の放射と相互作用してコヒーレントな放射の放出を誘導する第１の状態、又は、電子がアンジュレータ２４内の異なる経路に沿って導かれアンジュレータ２４内の放射から切り離されてコヒーレントな放射の放出を実質的に誘導しない第２の状態であり得る。例えば第１の偏向磁石は、オン（第２の状態である）又はオフ（第１の状態である）にスイッチングされ得る。この構成は特にヘリカルアンジュレータに適用可能であり、その場合、電子の方向とアンジュレータの軸との間の角度がわずかに変化する（例えば約１０マイクロラジアン）と、電子バンチからＥＵＶ放射を完全に切り離すことができる。従って、ＥＵＶ放射の誘導放出は効果的にオフにスイッチングされ、自由電子レーザＦＥＬのＥＵＶ出力を無視できるレベルに低減させる。有利な点として、これは、望ましい場合がある緊急スイッチングオフ機能を提供する。自由電子レーザＦＥＬは、アンジュレータ２４の下流に配置された第２の偏向磁石を備えることができ、これは、第１の偏向磁石の作用を補償するように配置されているので、第１の偏向磁石がオン状態である場合に第２の偏向磁石から出射する電子は、第１の偏向磁石がオフ状態である場合に第２の偏向磁石から出射する電子と実質的に同じ軌道をとる。これによって、第１の偏向磁石がオン又はオフにある場合に電子をビームダンプ１００の方へ送出することができる。
[00335] ＳＡＳＥ ＦＥＬからのＥＵＶ放射の典型的な発散は、少なくとも数１０マイクロラジアンのオーダーである。従って原則的には、アンジュレータの入力におけるビーム方向を制御することで、自由電子レーザＦＥＬから出射する放射ビームＢの位置を大きく変えることなくＥＵＶ出力パワーを変更することができる。電子ビームの偏向は、（パルス電流により駆動される）偏向磁石を用いて動的に、曲げ磁石の機械的な移動によって、及び／又は１つ以上の双極子磁石のコイルを通る電流を変更することによって、達成可能である。
[00336] 上述のように自由電子レーザＦＥＬは、アンジュレータ２４とビームダンプ１００との間に配置された減速機構２６を備えることができ、これは、電子がビームダンプ１００により吸収される前にそのエネルギを低下させるように動作可能である。そのような構成は、電子がビームダンプにより吸収される際に有するエネルギ量を低減させ、従って生成される誘導放射及び二次粒子のレベルを低減させる。これによって、ビームダンプから放射性廃棄物を除去及び処分する必要性が解消されるか又は少なくとも低減される。放射性廃棄物を除去するためには自由電子レーザＦＥＬを周期的にシャットダウンする必要があり、放射性廃棄物を処分することは高コストであると共に重大な環境への影響を伴う恐れがあるので、これは有利である。
[00337] 減速機構２６は、電子エネルギを７ＭｅＶ未満、望ましくは５ＭｅＶ未満に低下させるように動作可能である。有利な点として、このエネルギ未満の電子はビームダンプ１００で著しいレベルの放射能を誘導しない。自由電子レーザＦＥＬの動作中、ガンマ放射が存在するが、電子ビームＥをオフにスイッチングするとビームダンプ１００は安全に処理される。
[00338] ある既知の減速機構は、電子を減速するために線形加速器を用いる。例えば、加速用の線形加速器２２を減速にも用いることができ、その場合、アンジュレータ２４から出射する電子バンチＥを無線周波数（ＲＦ）フィールドに対して１８０度の位相差で線形加速器２２内に入射させればよい。そのような構成はエネルギ回収ＬＩＮＡＣとして既知である。しかしながら、そのような構成によって許容可能なバンチ内の電子エネルギの拡散には制限がある。アンジュレータ２４は、電子ビームＥが通過する際にそのエネルギを拡散させる。この結果、無線周波数（ＲＦ）フィールドに対して１８０度の位相差で線形加速器２２に入射する電子バンチの減速は不完全となる。このため電子の一部は、線形加速器２２から出射する際に、入射器２１から出射する電子よりも大きいエネルギを有し得る。従って、これらの電子の一部は７ＭｅＶ又は５ＭｅＶという所望の閾値を超えるエネルギを有することがある。この結果、これらの電子のエネルギを更に低下させるための機構が必要となり得る。
[00339] 従って、減速機構２６の少なくとも一部は電子源と別個にすることができる。特に、減速機構２６は、電子を能動的に減速するために使用可能なシンクロトロン又はシクロトロンを備え得る。有利な点として、そのような構成ではアンジュレータから出射するバンチ内の電子エネルギにより大きな拡散が許容され、これは自由電子レーザの効率を上げることを可能とする。代替的な実施形態では、減速機構２６は、電子を受動的に減速するために電子が通過する伝導性導管を備えることができる。例えば図１１Ａ及び図１１Ｂを参照すると、減速機構２６は、粗い内面を有する伝導性パイピング１４０ａ、１４０ｂの部分を備えて、航跡場によるエネルギ放散を促進することができる。例えばこの内面は、複数の交互のくぼみ１４１ａ、１４１ｂ及び突起１４２ａ、１４２ｂを備えることができる。交互のくぼみ１４１ａ、１４１ｂ及び突起１４２ａ、１４２ｂは、例えば三角形（１４１ａ、１４２ａ）又は矩形（１４１ｂ、１４２ｂ）等、いずれかの適切なプロファイル形状を有し得る。伝導性パイピングの内面は、適宜、孔やスリット等、大きい航跡場を誘導するための適切な不連続源を含むことができる。伝導性パイピング１４０ａ、１４０ｂは、水冷却等の冷却システム（図示せず）を備えてもよい。
[00340] 一実施形態において、調整機構２４ａは、放射ビームＢの偏光を変えるように動作可能である。これは、調整機構が受信する信号Ｓ’に応じたものとすればよい。以下で更に説明するように、出力放射ビームＢの偏光を変えるには、（ａ）アンジュレータ２４の幾何学的形状を変更すること、及び／又は（ｂ）アンジュレータ２４から出射する放射ビームＢを、例えばミラーシステム（図１０を参照のこと）を用いて操作すること、を行えばよい。
[00341] 一実施形態では、自由電子レーザが生成する放射ビームＢは、リソグラフィ装置ＬＡの照明システムＩＬへ、更にパターニングデバイスＭＡへと向けられる。一般に、放射は自由電子レーザＦＥＬとパターニングデバイスＭＡとの間で方向を変える。この方向の変化は１つ以上のミラーを用いて達成される。１つ以上のミラーは、照明システムＩＬ内のファセットフィールドミラーデバイス１０及びファセット瞳ミラーデバイス１１、及び／又は自由電子レーザＦＥＬとリソグラフィ装置ＬＡとの間及び／又は照明システムＩＬ内に位置決めされた他のいずれかのミラーを含み得る。一般に、それぞれの反射によって、電場が入射面に対して平行又は垂直である（多くの場合、放射のｓ成分及びｐ成分と呼ばれる）成分の強度比が変わり、放射の偏光を変化させる。偏光の変化は、最大の変化を生成するかすめ入射ミラー、及び偏光に大きな変化を生じない近垂直入射ミラー（照明システムＩＬ内のファセットフィールドミラーデバイス１０及び／又はファセット瞳ミラーデバイス１１等）での入射角に依存する。
[00342] 自由電子レーザＦＥＬは、パターニングデバイスに入射する放射が所望の偏光を有するように、自由電子レーザＦＥＬとパターニングデバイスＭＡとの間に配置された１つ以上のミラーに応じて放射ビームＢの偏光を選択するように構成することができる。例えば、パターニングデバイスに円偏光放射を照射することが望ましい場合がある。この場合、アンジュレータ２４は楕円変更放射を生成し、パターニングデバイスＭＡに入射する放射が円偏光となるようなｓ成分及びｐ成分の相対強度とすればよい。ｓ成分及びｐ成分の相対強度の選択は、光路におけるかすめ入射ミラーのみを考慮し、垂直又は近垂直入射ミラーの効果は無視することができる。
[00343] 楕円偏光放射を生成するため、いずれかの適切なアンジュレータ２４をヘリカルアンジュレータとして用いることができる。一実施形態において、アンジュレータ２４は、平面が実質的に相互に垂直である２つの同軸平面アンジュレータを備えることができ、この場合、偏光の水平強度と垂直強度の比により確実に所望の楕円放射を生成するように、２つの平面アンジュレータの長さ、アンジュレータ周期、及び磁場強度を選択する。一実施形態では、アンジュレータは、それぞれの平面が異なる３つ以上の同軸平面アンジュレータを備えることができる。このような構成は、２つだけの平面アンジュレータを用いた構成に比べて偏光のマッチングをいっそう円滑にすることができる。一実施形態では、アンジュレータは、平面が実質的に相互に垂直である第１及び第２の同軸平面アンジュレータと、これら第１及び第２のアンジュレータ間に配置された同軸ヘリカルアンジュレータと、を備えることができる。このような構成は、中間のヘリカルアンジュレータを導入することで、第１の偏光放射から（第１の平面アンジュレータから）のエネルギを、実質的に垂直な偏光の放射（第２の平面アンジュレータに対応する）に効率的に結合可能であるため、有利である。
[00344] リソグラフィ装置ＬＡは、円偏光ＥＵＶ放射を必要とすることがある。これは、円偏光放射を発生させるヘリカルアンジュレータを用いて達成可能である。しかしながらアンジュレータが平面状である場合、直線偏光から円偏光への変換が必要となり得る。任意選択として、以下で図１０を参照して説明する装置１３０を用いてこれを実行することも可能である。
[00345] 装置１３０は、ミラー１３１を用いて放射ビームＢを２つの成分に分割するように動作可能である。放射ビームＢの第１の部分Ｂ１はミラー１３１によって９０度反射され、放射ビームＢの第２の部分Ｂ２はミラー１３１を通り過ぎる。放射ビームＢの偏光ベクトルはミラー１３１に平行であり、従って第１の部分Ｂ１の偏光ベクトルは放射ビームＢのものと同一である。次いで、第１の部分Ｂ１はミラー１３２、１３３によって連続的に２回、合わせて９０度反射される。ミラー１３２からの第２の反射は第１の部分Ｂ１の偏光ベクトルを９０度回転させ、ミラー１３３からの第３の反射はこの回転を行わない。３回の９０度の回転後、第１の部分Ｂ１は第２の部分Ｂ２に平行となるがずれており、２つの部分Ｂ１、Ｂ２の偏光ベクトルは相互に直交している。２つのかすめ入射ミラー１３４、１３５を用いて第１の部分Ｂ１を導き、第２の部分Ｂ２と収束させる。第１及び第２の部分Ｂ１、Ｂ２は収束するが、第１の部分Ｂ１を反射させたため、第１及び第２の部分Ｂ１、Ｂ２の偏光ベクトルはもはや平行でない。第１及び第２の部分Ｂ１、Ｂ２の異なる反射損失を考慮に入れると共に、第１及び第２の部分Ｂ１、Ｂ２のパワーを適切に選択することによって、実質的に等しいパワー及び実質的に相互に直交した偏光の２つの収束ビームを生成することができる。これら２つのビームは、相対位相を適切に選択することで共に円偏光又は楕円偏光放射ビームを形成することができる。実際には、精密な位相整合は可能ではない場合がある。従って、代替的に、同時に伝搬するか又は重複するビームＢ１及びＢ２を双方ともリソグラフィ装置ＬＡによって受光して基板Ｗ上に投影することができる（マスクＭＡによってパターンを付与した後）。装置１３０を用いて、基板Ｗの露光中に双方の偏光が存在することと、２つの偏光により送出される線量が平均してほぼ等しいことを保証することができる。
[00346] 自由電子レーザのバンチ圧縮器は、調整可能バンチ圧縮器を含むことができる。図１２は調整可能バンチ圧縮器２３０を有する自由電子レーザＦＥＬを示す。調整可能バンチ圧縮器２３０は、（ｉ）電子ビームＥの電子バンチがアンジュレータ２４に入射する前の伝搬方向に沿った電荷密度分布、又は（ｉｉ）電子ビームの電子バンチがアンジュレータ２４に入射する前の平均エネルギ、のうち少なくとも１つを調整可能に制御するように構成することができる。調整可能バンチ圧縮器２３０は共振空洞２３２及び磁気圧縮器２３４を備えている。共振空洞２３２は磁気圧縮器２３４の「上流」に配置されている。すなわち、電子ビームＥは最初に共振空洞２３２を通り、次いで磁気圧縮器２３４を通過する。
[00347] 図１２の構成において、線形加速器２２は、共通軸に沿って軸方向に離間した複数の超伝導無線周波数空洞２２２ａを備えている。これらに、１つ以上の無線周波数電力源によって電磁放射を供給して、空洞２２２ａ内に振動電磁定在波を励起する。無線周波数電力源は、低電力無線周波数源２２５及び高電力増幅器２２２ｂを備えている。電磁エネルギは導波管２２２ｃを介して超伝導無線周波数空洞２２２ａに伝達される。共通軸に沿った電場が振動する周波数は、電子ビームＥのものと実質的に一致するように選択される。各電子バンチが各空洞を通過する際に、共通軸に沿った電場が電子を加速するようなタイミングとなっている。
[00348] 電子ビームＥの各バンチが線形加速器２２を通過する際に、バンチの異なる部分の電子は概して各バンチの長さのために異なる加速力を受ける。例えば、バンチの前方に近い電子は、バンチの後方に近いものとは異なる加速力を受ける。これは、共通軸上の所与の地点における超伝導共振空洞内の電磁定在波は、電子バンチがその地点を横断するのに要する時間で変化するからである。従って線形加速器２２は、電子ビームを加速することに加えて、電子エネルギとバンチ内の位置との間の相関を生じる。このようなエネルギ−位置の相関は電子バンチの「チャープ（ｃｈｉｒｐ）」として知られる。
[00349] 慣例により、個々の電子のエネルギが電子バンチの前方（後方）の近くで増大する場合、電子ビームのチャープは正（負）であると言うことができる。電子ビームＥ内の電子バンチのチャープは、電子バンチが無線周波数電磁波の立ち上がり又は立ち下がり勾配のどちらで加速される（又は減速される）かに応じて正又は負であり得る。無線周波数定在波は正弦波であり得るが、比較的短い電子バンチでは、共通軸上の所与の地点を横断するのに要する時間が比較的短く、電子ビームＥのチャープは実質的に線形である場合がある。もっと長い電子バンチでは、チャープは線形でない場合がある。
[00350] 磁気圧縮器２３４は、電子ビームの伝搬方向に沿って電子ビームＥの電子バンチを圧縮するように構成されている。更に、この圧縮は、電子バンチが磁気圧縮器に入射する際のチャープに依存する。例えば磁気圧縮器２３４は複数の磁石を備え、これらは、各電子が磁気圧縮器２３４を通過する際の経路長がそのエネルギに依存するように各電子バンチを拡散させてから再結合するように配置することができる。このような構成を用いて、所与のチャープを使用してビームを圧縮することができる。例えば磁気圧縮器２３４は、負のチャープを有する電子バンチ（すなわちバンチの後方近くの電子がバンチの前方近くのものよりも高いエネルギを有する）では、各バンチ内の高エネルギの電子が低エネルギの電子よりも短い経路をとるように構成することができる。
[00351] 伝搬方向に沿った電子バンチ内の電子の電荷密度分散を変更すると、アンジュレータ２４の利得が変化する（変換効率は電子バンチのピーク電流に依存する）。これは結果として、アンジュレータ２４が出力する放射ビームＢのパワーを変化させる。
[00352] 安定した動作条件のもとでは、電子ビームＥの電子バンチが線形加速器２２により加速される際に与えられるチャープは実質的に一定であり得る。（ａ）電子ビームＥが磁気圧縮器２３４に入射する直前にこのチャープを変えること、又は（ｂ）所与のチャープに異なる圧縮を与えるように磁気圧縮器２３４を変更すること、のいずれかによって、伝搬方向に沿った電子ビームの電荷密度分布を、アンジュレータ２４に入射する前に制御することができる。結果としてこれは、アンジュレータ２４により出力される放射ビームＢのパワーを制御するための機構を提供する。調整可能圧縮器２３０は、ビームＥの電子バンチが（受動）磁気圧縮器２３４に入射する直前にそのチャープを変えることで放射ビームＢのパワーを制御するように動作可能である。従って有利な点として、図１２の構成は、出力パワーを能動的に制御可能である自由電子レーザを提供する。
[00353] 磁気圧縮器２３４は受動的であり、固定されたままである。共振空洞２３２は、電子ビームが磁気圧縮器２３４に入射する前にそのチャープを制御するように構成されている。共振空洞２３２を用いて電子ビームＥの電子バンチのチャープを増大又は低減させることで、アンジュレータ２４により出力される放射ビームＢのパワーを制御することが可能となる。
[00354] 共振空洞２３２は線形加速器２２とは別個に提供されている。共振空洞２３２は、線形加速器２２と「位相ロック」されている。すなわち、共振空洞２３２は線形加速器２２と実質的に同一の周波数で動作し、電子ビームＥに対する共振空洞２３２の位相が実質的に一定のまま維持されるように構成されている。これは、同一の低電力無線周波数電力源２２５を用いて電磁エネルギを線形加速器２２及び共振空洞２３２に供給することによって達成可能である。共振空洞２３２にはそれ自体の増幅器２３６が備えられ、電磁エネルギは増幅器２３６から導波管２３８を介して共振空洞２３２に伝達される。
[00355] 図１２の自由電子レーザは更にコントローラＣＴも備えている。コントローラＣＴは、アンジュレータから出力されたＥＵＶ放射ビームＢのパワーを測定するセンサ装置ＳＴから入力信号Ｓを受信するように動作可能である。信号Ｓに応答して、コントローラＣＴは、増幅器２３６及び導波管２３８を介して共振空洞２３２に供給される電磁パワーを調整するように動作可能である。このように、センサ装置ＳＴ、コントローラＣＴ、及び調整可能圧縮器２３０から成るフィードバックベースの制御ループが与えられる。フィードバックベースの制御ループを用いて、ＥＵＶ放射ビームのパワーの変動を低減させることができる（例えばパワーを約１ｍｓ等の時間期間で平均した場合）。フィードバックベースの制御ループを用いて、基板のターゲット位置に入射するＥＵＶ放射線量のばらつきを所望の閾値未満に保持することができる。
[00356] 上述のように、図１２の調整可能圧縮器２３０を用いると、電子ビームＥの電子バンチが（受動）磁気圧縮器２３４に入射する直前にそのチャープを変更することによって放射ビームＢのパワーを制御することができる。この代わりに又はこれに加えて、図１２の調整可能圧縮器２３０を用いて、電子ビームＥがアンジュレータ２４に入射する前にその平均エネルギを制御することも可能である。
[00357] 電子ビームＥの電子バンチがアンジュレータ２４に入射する前にその平均エネルギに比較的小さい変更を行うと、出力放射ビームＢの波長が変わる。これは結果的に出力放射ビームＢのパワーを変える。これは、（ｉ）各バンチの平均エネルギの小さい変化が自由電子レーザの利得に影響を与える、及び（ｉｉ）アンジュレータ２４で生成される各光子のエネルギがその波長に依存する、という２つのファクタの結果である。従って、有利な点として、そのような構成は、出力パワー及び波長を能動的に制御可能である自由電子レーザを提供する。
[00358] 図１２の自由電子レーザは図１のリソグラフィシステムＬＳの一部を形成することができる。この場合、自由電子レーザが生成する放射は、最終的には１つ以上のリソグラフィ装置ＬＡａ〜ＬＡｎ内の１つ以上の基板Ｗにより受光される。これらの基板は、基板Ｗ上の所与のターゲット位置が所定の時間期間（例えば約１ｍｓ）ＥＵＶ放射により照明されるスキャン露光を用いて露光することができる。リソグラフィシステムＬＳ内で、放射は自由電子レーザから基板まで伝送されるが、その間に、（ｉ）ビームデリバリシステム（例えばビーム分割装置１９を含む）、及び（ｉｉ）リソグラフィ装置ＬＡａ〜ＬＡｎ内の光学部品（例えば光学部品１０、１１、１３、１４。図２を参照のこと）を経由する。熱的な理由のため、ビームデリバリシステム内の光学部品は主にかすめ入射ミラーを含むことがあり、このためこれらの光学部品の組み合わせた反射率は放射ビームＢの波長から比較的独立したものであり得る。これに対して、リソグラフィ装置ＬＡａ〜ＬＡｎ内の光学部品は近垂直入射ミラーを含むことがあり、所与の公称波長に最適化された多層ミラーを含むことがある。このため、リソグラフィ装置ＬＡａ〜ＬＡｎ内の光学部品の組み合わせた波長は放射ビームＢの波長及び帯域幅に大きく依存し得る。
[00359] 放射ビームＢの出力パワーの変化は、自由電子レーザによって基板Ｗのターゲット位置に送出される放射線量に直接影響する。更に、上述の理由のため、放射ビームＢの波長を変えると、基板上のターゲット位置に送出される放射線量が影響を受ける。放射ビームの波長の変化の方が、放射ビームのパワーの変化よりも、放射源がターゲット位置に送出する線量に対して大きな影響を及ぼし得る。センサ装置ＳＴ、コントローラＣＴ、及び調整可能圧縮器２３０から成るフィードバックベースの制御ループを用いて、放射ビームＢのパワー及び波長の変動を低減させることができる。これは結果的に、基板のターゲット位置に入射するＥＵＶ放射線量のばらつきを所望の閾値未満に維持することができる。
[00360] 調整可能圧縮器２３０は複数の異なるモードで動作可能である。例えば図１２の調整可能圧縮器２３０を用いて、複数の電子バンチがアンジュレータ２４に入射する前に伝搬方向に沿った電荷密度分布を制御することができる。あるいは、図１２の調整可能圧縮器２３０を用いて、複数の電子バンチがアンジュレータ２４に入射する前にその電子の平均エネルギを制御することができる。更に別の代替案では、図１２の調整可能圧縮器２３０を用いて、（ｉ）複数の電子バンチがアンジュレータ２４に入射する前の伝搬方向に沿った電荷密度分布の制御、及び（ｉｉ）複数の電子バンチがアンジュレータ２４に入射する前の平均エネルギの双方を制御することができる。コントローラＣＴは、調整可能圧縮器２３０を１つの動作モードから別のものにスイッチングさせるように動作可能である。これは、共振空洞２３２内の電磁波の位相を電子ビームＥに対して変化させることによって達成可能である。コントローラＣＴは入力機構（図示せず）を備えることができ、これによってユーザは調整可能圧縮器２３０の動作モードを選択することが可能となる。
[00361] 複数の電子バンチが磁気圧縮器２３４に入射する前にそのチャープを変更するため（例えば第１のモードで）、共振空洞２３２内の電磁波の位相は、共振空洞を通過する電子ビームＥの各バンチの中心の電子について空洞２３２内の電場が実質的にゼロとなるようにすればよい。このような構成では、各電子バンチのチャープの変化は、共振空洞２３２内のＲＦフィールド振動の振幅によって規定される。有利な点として、そのような構成は電子バンチのチャープのみを調整し、電子バンチ内の電子の平均エネルギは変化させないので、共振空洞２３２を駆動するのに必要な無線周波数電力は電子ビームＥの平均電流に依存しない。従って必要となる電力は小さく、チャープを変更するために低効率で複雑でなく費用の安い共振空洞を用いることができる。
[00362] 各電子バンチがアンジュレータ２４に入射する前に電子の平均エネルギを変更するため（例えば第２のモードで）、共振空洞２３２内の電磁波の位相は、共振空洞２３２を通過する電子ビームＥの各バンチの中心の電子について空洞内の電場が実質的に最大値又は最小値となるようにすればよい。このような構成では、共振空洞２３２は、電子ビームＥが空洞２３２を伝搬する際にこれを加速又は減速させて各バンチ内の電子の平均エネルギを変化させる傾向がある。このような構成では、各バンチ内の電子の平均エネルギの変化は、共振空洞２３２内のＲＦフィールド振動の振幅によって規定される。
[00363] 第１の動作モードにおいて、共振空洞２３２に供給される電磁パワーを変えると、電子バンチの電荷密度分布が変化し、従ってアンジュレータ２４によって出力される放射ビームＢのパワーが変化する。第２の動作モードにおいて、共振空洞２３２に供給される電磁パワーを変えると、各電子バンチ内の電子の平均エネルギが変化し、従ってアンジュレータ２４によって出力される放射ビームＢの波長が変化する（波長ほどでないがパワーも変化する）。従って、コントローラＣＴはセンサ装置ＳＴから受信した信号Ｓに応じて共振空洞２３２に供給される電磁パワーを変えるので、図１２の構成は、出力放射ビームＢのパワー及び／又は波長を制御するための好都合なフィードバックシステムを提供する。この能動フィードバックシステムを用いて、例えば基板上のターゲット位置に放射ビームが与える放射線量を安定化させることができる。
[00364] センサ装置ＳＴは、アンジュレータ２４により出力されたメイン放射ビームＢの合計パワー及び／又は強度分布を確定するように構成することができる。コントローラＣＴは、メイン放射ビームＢの合計パワー及び／又は強度分布、並びにアンジュレータ２４と基板Ｗとの間の光路のスペクトル応答に基づいて、増幅器２３６及び導波管２３８を介して共振空洞２３２に供給される電磁パワーが変動すると基板Ｗで受光される線量がどのように変動するかを明らかにすることができる。
[00365] 放射ビームＢの波長及びパワーに対する基板のターゲット位置で受光される線量の依存性は、基板Ｗの露光に先立つ較正ステップ中に確定することができる。これを達成するには、メイン放射ビームＢの複数の異なる波長及び／又は合計パワーについて、基板テーブルＷＴで受光される放射線量を測定すればよい。この較正ステップの間（基板Ｗの露光前）、線量は、例えば基板テーブルＷＴ上に配置したセンサを用いて測定することができる。基板上のターゲット位置で受光されるエネルギ線量は、露光時間期間中の放射ビームパワーの時間についての積分であり得る。露光時間期間は例えば１ｍｓのオーダーとすればよい。複数の異なる波長は、増幅器２３６及び導波管２３８を介して共振空洞２３２に供給される電磁パワーを変えて波長を変化させることによって生成可能である。このようにして、放射ビームＢの波長及びパワーに対する基板Ｗの受光線量の依存性を特徴付けた較正マップを求めることができる。較正マップは、コントローラＣＴによりアクセス可能なメモリに記憶すればよい。この手法を、放射ビームＢのパワー（又は放射ビームの他の特性）を制御する本発明の他の実施形態と組み合わせて用いることができる。
[00366] コントローラＣＴは、メイン放射ビームＢの波長、帯域幅、合計パワー、及び／又は強度分布を、露光時間期間中に基板Ｗのターゲット位置で受光する放射線量に変換するように動作可能である。この変換では、以前に求められてメモリに記憶することができる較正マップを用いればよい。有利な点として、これは、基板Ｗのターゲット位置が受光する放射線量を制御するための好都合な能動フィードバックシステムを提供し、これを例えば上述の線量を安定化させるために用いることができる。この手法を、放射ビームＢのパワー（又は放射ビームの他の特性）を制御する本発明の他の実施形態と組み合わせて用いることができる。
[00367] いくつかの実施形態では、共振空洞２３２は常伝導共振空洞である。例えばこれは銅で形成することができる。例えば銅空洞のような常伝導共振空洞は、例えば線形加速器２２内の電子ビームＥの加速に用いられる超伝導空洞に比べ、比較的低いＱ値を有する。共振器の帯域幅はそのＱ値に反比例するので、このような常伝導空洞の無線周波数電力は高帯域幅で調整可能である。有利な点としてこれは、超伝導ＲＦ空洞に比べ、空洞内の加速フィールド勾配の著しく高速な変化を可能とする。従って、常伝導共振空洞２３２を用いると、自由電子レーザが出力する放射ビームＢのパワー及び／又は波長を迅速に調整可能であるので特に有益である。これは特に、放射ビームＢが（例えばリソグラフィ装置ＬＡａ〜ＬＡｎの１つの基板Ｗに）供給する放射線量をリアルタイムで制御可能とするので有利である。これは例えば、放射ビームが供給する放射線量を充分に迅速に制御するので、ターゲット位置で受光する線量のばらつきを低減することが可能となる（例えば制御は１ｍｓより高速である）。
[00368] 自由電子レーザが出力する放射の波長を変更することによってターゲット位置で受光する放射線量の制御を可能とする構成について検討したが、このような線量制御方法のために、調整可能な波長を有するいかなる放射源も代わりに用いることができる。更に、図１２の構成をリソグラフィシステムと関連付けて検討したが、リソグラフィ装置ＬＡａ〜ＬＳ８内の基板Ｗ以外のターゲット位置で受光する放射線量の制御に関連する場合もある。
[00369] 図１２の構成では、電子ビームＥがアンジュレータ２４に入射する前に伝搬方向に沿った電荷密度分布を制御するため、調整可能圧縮器２３０が受動磁気圧縮器２３４を備え、共振空洞２３２は磁気圧縮器２３４の「上流」に配置されている。しかしながら、電子ビームＥがアンジュレータ２４に入射する前にその平均エネルギを制御することのみが望ましいか又は必要である場合、共振空洞２３２は磁気圧縮器２３４の「上流」又は「下流」のいずれかに配置すればよい。
[00370] 図１３は、電子ビームＥの複数の電子バンチのチャープ及びバンチ内の電子の平均エネルギを連続的に変化させるように構成された調整可能バンチ圧縮器２６０を備えた自由電子レーザの代替的な構成を示す。調整可能バンチ圧縮器２６０は共振空洞２６２及び磁気圧縮器２６４を備えている。共振空洞２６２は磁気圧縮器２６４の「上流」に配置されている。すなわち、電子ビームＥは最初に共振空洞２６２を通り、次いで磁気圧縮器２６４を通過する。
[00371] 磁気圧縮器２６４は、電子ビームの伝搬方向に沿って電子ビームＥの電子バンチを圧縮するように構成され、この圧縮は電子バンチが磁気圧縮器２６４に入射する際のチャープに依存する。
[00372] 共振空洞２６２は線形加速器２２とは別個である。共振空洞２６２には増幅器２６６が備えられ、電磁エネルギは増幅器２６６から導波管２６８を介して共振空洞２６２に伝達される。
[00373] 共振空洞２６２は、一般に電子ビームＥのものとは異なる周波数で動作するように構成され、電子バンチのチャープ及び／又は電子バンチの平均エネルギが時間と共に変化するようになっている。これは、異なる低電力無線周波数電力源２２５、２６５を用いて電磁エネルギを線形加速器２２及び共振空洞２６２のそれぞれに供給することで達成可能である。
[00374] 共振空洞２６２の周波数が電子ビームＥのものと異なる場合、共振空洞２６２は電子バンチのチャープ及び電子バンチ内の電子の平均エネルギを連続的に変化させる。チャープ及び平均エネルギの変化率は、線形加速器２２及び共振空洞２６２の周波数の差に依存する。電子バンチ内の電子の平均エネルギを変えると、放射ビームの波長が変わる（平均エネルギが増大すると放射ビームの波長が低減する）。従って図１３の構成は、自由電子レーザによって出力される放射の有効帯域幅を増大させるための機構を提供する。
[00375] いくつかの実施形態では、共振空洞２６２は常伝導共振空洞である。例えばこれは銅で形成することができる。例えば銅空洞のような常伝導共振空洞は、例えば線形加速器２２内の電子ビームＥの加速に用いられる超伝導空洞に比べ、比較的低いＱ値を有する。共振器の帯域幅はそのＱ値に反比例するので、このような常伝導空洞の無線周波数電力は高帯域幅で調整可能である。有利な点としてこれは、超伝導ＲＦ空洞に比べ、空洞内の加速フィールド勾配の著しく高速の変化を可能とする。従って、常伝導共振空洞２６２を用いると、自由電子レーザが出力する放射ビームＢのパワーを迅速に調整可能であるので特に有益である。これは例えば、放射ビームが供給する放射線量を充分に迅速に制御するので、ターゲット位置で受光する線量のばらつきを低減することが可能となる（例えば制御は１ｍｓより高速である）。
[00376] 図１３の自由電子レーザは更にコントローラＣＴも備えている。コントローラＣＴは、センサ装置ＳＴから入力信号Ｓ１を受信するように動作可能である。コントローラＣＴは、信号Ｓ１に応じて、共振空洞２６２の１つ以上のパラメータを変化させるように動作可能である。例えばコントローラＣＴは、増幅器２６６及び導波管２６８を介して共振空洞２６２に供給される電磁パワーを変化させるように動作可能である。この代わりに又はこれに加えて、コントローラＣＴは、無線周波数空洞２６２内の電磁定在波の周波数を変化させるように動作可能である。これを達成するには、（ａ）低電力源２６５によって共振空洞２６２に与えられる電磁放射の周波数、及び（ｂ）共振条件を維持するための共振空洞２６２の幾何学的形状、の双方を調整すればよい。共振空洞２６２の幾何学的形状は、例えば１つ以上の圧電ストレッチャ及び／又は圧縮器を用いて共振空洞２６２の共振周波数を低電力無線周波数源２６５の周波数にマッチングさせることで変更可能である。
[00377] センサ装置ＳＴは、放射ビームＢのパワーを示す値を出力するように構成することができる。有利な点として、これは、出力放射ビームＢのパワーを制御するための好都合なフィードバックベースの制御ループを提供し、例えばこれを用いて上述のパワーを安定化させることができる。コントローラＣＴは、センサ装置ＳＴが測定したパワーを上述の較正と共に用いて、放射ビームＢによって基板上のターゲット位置に送出される放射線量を計算し、これに応じて放射ビームのパワーを調整することができる。ターゲット位置で受光されるエネルギ線量は、露光時間期間中の放射ビームパワーの時間についての積分であり得る。露光時間期間は例えば１ｍｓのオーダーとすればよい。
[00378] 上述の自由電子レーザの実施形態は、線形加速器２２の下流かつアンジュレータ２４の上流に配置された調整可能バンチ圧縮器２３０、２６０を備えている。すなわち電子ビームＥは、線形加速器２２、調整可能バンチ圧縮器２３０、２６０、及びアンジュレータ２４をこの順序で通過する。しかしながら代替的な実施形態では、自由電子は、線形加速器２２の上流に配置された調整可能バンチ圧縮器を備えることができる。上述の実施形態と同様、この調整可能バンチ圧縮器は、（ｉ）電子ビームがアンジュレータに入射する前の伝搬方向に沿った複数の電子バンチの各々の電荷密度分布、又は（ｉｉ）複数の電子バンチの各々がアンジュレータに入射する前の平均エネルギ、のうち少なくとも１つを制御するように動作可能である。例えば調整可能バンチ圧縮器は、入射器２１内にビームバンチャを備え、これは共振空洞を備えることができる。このような実施形態では、電子バンチ内の電子は相対論的でない。従って、ビームバンチャによって与えられるエネルギチャープは、各バンチの先頭及び末端の電子速度に著しい差を生じ得る。従ってそのような実施形態では、調整可能圧縮器は磁気圧縮器を含まない場合がある。
[00379] 図１４は、本発明の一実施形態に従ったアンジュレータ２４を概略的に示す。アンジュレータは３つのモジュール３００を備えている。各アンジュレータモジュール３００は周期磁石構造を備え、これが電子ビームＥを周期経路に沿って導くので電子は周期経路の中心軸方向に電磁放射を放射し、これによってＥＵＶ放射ビームＢ（レーザ放射ビームと見なされる）を形成する。アンジュレータモジュール３００間にギャップ３０２が設けられている。ギャップには動的移相器３０４が配置されている。「動的移相器」という言葉は、位相シフトを与えるか又は位相シフトを与えないように制御可能であり、及び／又は異なるサイズ及び／又は大きさの位相シフトを与えるように制御可能である移相器を意味するものと解釈すればよい。動的移相器３０４はコントローラＣＴによって制御される。図１４には３つのアンジュレータモジュール３００を示すが、アンジュレータ２４はこれより多くのアンジュレータモジュール（又はこれより少ないアンジュレータモジュール）を備えることも可能である。同様に、図１４には２つの動的移相器３０４を示すが、３つ以上の動的移相器を設けること又は単一の動的移相器を設けることも可能である。
[00380] 自由電子レーザの動作中、電子ビームパワーがレーザ放射ビームパワーに変換される効率は、アンジュレータモジュール３００の周期磁場内の電子の振動運動と放射ビームの電磁波の位相（すなわち電子の振動運動によりアンジュレータ内の上流ですでに生成されている放射の位相）との相対位相によって影響される。
[00381] アンジュレータモジュール３００間のギャップ３０２は各々、電子横断速度と放射ビームＢの電磁場の位相との間の位相シフトを導入する。これらが同相である場合（すなわち位相差が２＊Π＊Ｎに近い場合。ここでＮは整数である）、エネルギは電子から放射ビームＢに移動する（これは自由電子レーザの増幅プロセスである）。位相差が（２＊Ｎ＋１）＊Πに近い場合、位相差によって電子は放射ビームからエネルギを得るので、自由電子レーザの増幅プロセスを逆にする。２つのアンジュレータモジュール間のギャップにより導入される位相シフトΦは、以下によって決定される。
Figure 2016528528
[00382] ここでＬｇはギャップ３０２の長さ（第１のアンジュレータモジュールの端部から次のアンジュレータモジュールの先端までの距離）であり、γは電子のローレンツ因子であり、λｒは放射の波長であり、λｕはアンジュレータの周期であり、Ｋはアンジュレータパラメータであり、Ａはアンジュレータの幾何学的形状及び得られる放射ビームの偏光に依存する（式（１）について先に説明したのと同様）。
[00383] 式（４）からわかるように、正常な状況において、各ギャップ３０２が導入する位相シフトΦは固定されている。しかしながら、位相シフトは動的移相器３０４を用いて変更することができる。コントローラＣＴは、位相シフトを制御するように動的移相器を制御し、これによって電子ビームが光子に変換される効率を制御することができる。従ってコントローラＣＴは、動的移相器を用いてアンジュレータ２４から放出されるＥＵＶ放射ビームＢのパワーを制御することができる。
[00384] 図１５は動的移相器３０４の一例を概略的に示す。動的移相器３０４は３対の電磁石３０６〜３０８を備え、それぞれの電磁石対は電子ビームＥの軌道の各側に位置付けられている。第１の電磁石対３０６ａ、ｂは、フェライト材料から形成された第１の磁石３０６ａと、電流が供給された場合に電子ビーム軌道に面した南極が発生するように配置されたワイヤループ３１０と、を備えている。この対の第２の電磁石３０６ｂは、フェライト材料を含み、電流が流れると電子ビーム軌道に面した北極が発生するように配置されたワイヤループ３１０を有する。このため、ワイヤに電流が流れると、磁場が電子ビーム軌道をまたいで延出する。ワイヤに電流が流れない場合、磁場は存在しない。
[00385] 第２の電磁石対３０７ａ、ｂは、同様に２片のフェライト材料を備え、それらの周りにワイヤループ３１０が設けられている。しかしながらこの場合、ワイヤ３１０に電流が流れることで発生する北極及び南極は、（第１の電磁石対３０６ａ、ｂに対して）電子ビーム軌道の反対側である。更に、第２の電磁石対３０７ａ、ｂは、第１の電磁石対によって発生する磁場の２倍の大きさの磁場を発生させるように構成されている。従って、ワイヤに電流が流れると、第１の電磁石対３０６ａ、ｂによって発生する磁場とは符号が逆で大きさが２倍の磁場が電子ビーム軌道をまたいで延出する。
[00386] 第３の電磁石対３０８ａ、ｂは、第１の電磁石対３０６ａ、ｂと同一の構成を有する。このため、ワイヤに電流が流れた場合にこの電磁石対３０８ａ、ｂが与える磁場は、第１の電磁石対３０６ａ、ｂによって発生する磁場と同じ符号及び大きさで、電子ビーム軌道をまたいで延出する。
[00387] 使用の際、電磁石３０６〜３０８のワイヤに電流が流れていない場合、電子ビームＥは軌道の変更なしに（すなわち破線Ｅ１が示す軌道に沿って）移動する。ワイヤに電流が流れると、電磁石３０６〜３０８は、電子ビームＥが図１５に実線Ｅ２で示す長い経路をとるように電子ビームの軌道を曲げる。
[00388] 第１の電磁石対３０６ａ、ｂは、電子ビームの軌道を第１の方向に（図１５の上方向に）曲げる。第２の電磁石対３０７ａ、ｂは、これと反対方向に２倍の大きさで曲げる（電子ビームは図１５の下方向に曲がる）。最後に、第３の電磁石対３０８ａ、ｂが更に電子ビームを（図１５の上方向に）曲げる。この更なる曲げは第１の電磁石対３０６ａ、ｂによる曲げに対応し、この結果、電子ビームＥを最初の軌道に戻すことになる。電磁石がアクティブである場合の電子ビームＥ２の軌道をシケインと呼ぶことができる。
[00389] 図１５からわかるように、電子ビームＥが動的移相器３０４から出る時の軌道は、電磁石３０６〜３０８のワイヤ３１０に電流が流れているか流れていないかに関わらず（すなわち電磁石がアクティブであるか否かに関わらず）同一である。しかしながら、電磁石がアクティブである場合に電子ビームが移動する軌道Ｅ２の長さは、電磁石がアクティブでない場合に電子ビームが移動する軌道Ｅ１の長さよりも長い。このように、電磁石３０６〜３０８を活性化すると、電磁石がアクティブでない場合には存在しない電子ビームＥの位相シフトが導入される。位相シフトは電磁ビームからＥＵＶ放射への変換効率に影響を与えるので、電磁石３０６〜３０８を用いて、自由電子レーザＦＥＬのアンジュレータの２４によって放出されるＥＵＶ放射ビームのパワーを変更することが可能となる。
[00390] 動的移相器３０４によって電子ビームＥに導入される位相差は以下のように計算することができる。
Figure 2016528528
ここで、Δ／ｌは電子軌道に沿った第１の電磁石対３０６ａ、ｂ及び第２の電磁石対３０７ａ、ｂの中心間の距離であり、ｍは電子質量であり、ｃは光の速度であり、ｌｍは電子軌道に沿った第１の電磁石対の長さであり、Ｂｏは第１の電磁石対（及び第３の電磁石対３０８）により発生する磁場の強度である。
[00391] 一実施形態において、動的移相器３０４を用いてΠの位相シフトを与えることが望ましい場合がある。ＥＵＶ放射を発生する自由電子レーザでは、以下のパラメータを適用可能である。λｒ＝１３．５ｎｍ、γ〜１５００、Δ／＝０．５ｍ、及びｌｍ＝０．１ｍ。これらのパラメータが適用された場合、Πの位相シフトを導入するために必要な磁場Ｂｏの大きさは約０．０１Ｔである。これは比較的小さい磁場であり、ＭｎＺｎ又はＮｉＺｎ等の適切なフェライト材料を用いて発生させることができる。
[00392] 電磁石対３０６〜３０８が与える電子軌道の曲げの大きさ（キック角と称されることがある）は、以下のように推定可能である。
Figure 2016528528
[00393] 上記に例示したパラメータを用いる場合、これによって電子ビーム軌道の経路長は約０．０３ｍｍ拡張する。
[00394] 動的移相器３０４の電磁石３０６〜３０８は全て同一のワイヤ３１０によって活性化することができる。すなわち、単一のソースからの電流が電磁石３０６〜３０８の各々に流れる。この構成の利点は、電磁石３０６〜３０８が全て一緒に活性化されると共に一緒にオフにスイッチングされることが確実となることである。これによって、１つの電磁石がオンにスイッチングされるが他はオンにされないために動的移相器３０４からのビーム軌道出力が逸脱するという可能性が回避される。逸脱したビームは、自由電子レーザのコンポーネントに入射してそのコンポーネントに損傷を与える恐れがある。
[00395] 電子ビームＥは保護チューブ３２０によって取り囲むことができる。保護チューブ３２０は、チューブの外側のコンポーネントを航跡場の外乱（ｄｉｓｔｕｒｂａｎｃｅ）から保護し、電子ビームＥから失われた電子から保護するように作用する。また、保護チューブ３２０は、真空を確立可能とするために電子ビームＥを外部環境から密閉する。保護チューブ３２０は、銅又はアルミニウム等の伝導性材料で形成すればよい。保護チューブ３２０は、誘電材料から形成され得る支持チューブ３２１で支持することができる。
[00396] 図１６に示すように、保護チューブ３２０には、電子ビーム軌道と並行して延在する開口３２２を設けることができる。開口３２２は、電磁石３０６〜３０８により発生した磁場が保護チューブを通過して電子ビームＥの軌道を変えることができるように位置決めされている。開口は、保護チューブ３２０内から真空が漏れるのを防止するために（例えば誘電材料を用いて）密閉することができる。開口３２２は、航跡場が誘発する加熱及び電子バンチの劣化を最小限に抑えるため、テーパ状の端部を有することができる（これは例えば開口が四角に区切った端部を有する場合に行うことがある）。
[00397] 代替的な構成では、保護チューブ３２０に孔を設ける代わりに、チューブの厚さを、電磁石３０６〜３０８の動作周波数で予想されるスキン層の厚さよりも薄くすることができる。例えば電磁石が約１００ｋＨｚの周波数で振動磁場を発生する場合、銅又はアルミニウムのスキン深さは２〜３００ミクロンである。電子ビームＥの電子バンチに関連した航跡場の外乱はＧｈｚのオーダーであり、このため２〜３ミクロンの侵入深さが予想され得る。従って、２〜３ミクロンより大きいが２〜３００ミクロンより小さい壁厚の伝導性保護チューブ３２０により、電磁石３０６〜３０８を航跡場の外乱から保護し、同時に電磁石３０６〜３０８が発生する電磁場によって電子ビームの軌道を変えることを可能とする。伝導性壁が薄い（例えば数百ミクロン以下）実施形態において、支持チューブ３２１は伝導性壁に構造的な支持を与えることができる。一般に、伝導性壁の厚さは１０ミクロン超とすればよい。一般に、伝導性壁の厚さは１ｍｍ未満とすればよい。
[00398] 上述の代替的な構成を組み合わせることも可能である。例えば、誘電材料を充填した金属保護チューブ３２０の開口３２２に、更に、薄い伝導性材料層を（例えば内面に）設けることができる。これは、誘電材料の帯電を防止し、従ってその後の放電により発生する損傷を防止するので有益である。
[00399] 図１７に動的移相器３０４の代替的な実施形態を概略的に示す。この代替的な実施形態は、３つの横キック空洞３３０〜３３２を備えている。横キック空洞は概ね円筒形の空洞であり、中心軸が電子ビーム軌道Ｅに対応し、電子ビームを直線経路Ｅ１から逸脱させる（すなわち、概略的に示すようにシケイン経路Ｅ２をとらせる）電磁場を発生させる。横キック空洞３３０〜３３２は、ＲＦ電力を供給することで活性化される。このため、横キック空洞３３０〜３３２は、ＲＦ電力を供給及び除去することで活性化及びスイッチオフすることができる。あるいは、横キック空洞にＲＦパワーを連続的に供給し、空洞の形状を調整することで空洞をＲＦ電力と共振させること及び共振させないことを可能とする。キックフィールド（ｋｉｃｋｉｎｇ ｆｉｅｌｄ）は、空洞が共振している場合その公称サイズであり、空洞が共振していない場合ほぼゼロである。空洞の形状は、空洞に設けた調節要素（図示せず）によって調整可能である。
[00400] 横キック空洞３３０〜３３２の効果は電磁石３０６〜３０８の効果と同一である。横キック空洞３３０〜３３２を用いて、電子ビームＥに位相シフトを選択的に導入することができる。先に説明したように、位相シフトは結果的にアンジュレータの変換効率に影響を与え、従って自由電子レーザから出力されるＥＵＶ放射のパワーに影響を与える。
[00401] 一実施形態において、隣接したアンジュレータモジュール３００間の間隔は、２Πの整数倍である電子ビーム位相変化を与えるように選択可能である。この場合、アンジュレータモジュール３００内の周期磁場における電子の振動運動と放射ビームＢの電磁場との間の相対位相は、動的移相器３０４がアクティブでない場合にはアンジュレータモジュール間で変化しない。一実施形態において、動的移相器３０４は、ほぼΠの位相シフトを与えるように構成することができる。このため、動的移相器の変調動作によってΠの位相シフトが電子ビームに与えられる。
[00402] 更に上述のように、自由電子レーザＦＥＬが発生するＥＵＶ放射ビームのパワーを、約１０ｋＨｚ以上（例えば約１００ｋＨｚ以上）の制御周波数で制御することが望ましい場合がある。これにより、基板上のターゲット位置で受光するＥＵＶ放射線量を制御することができる（例えばターゲット位置が１ｍｓ露光される場合）。従って、動的移相器３０４は１０ｋＨｚ以上の周波数で動作するように構成することができる。電磁石を用いる実施形態では、そのような周波数で動作可能であるフェライト材料を用いればよい。これらの周波数で動作可能であるフェライト材料の例には、ＭｎＺｎ又はＮｉＺｎがある。一般に、高速フェライト材料を使用可能である。一実施形態では、電磁石の１つ以上はエアコイル（すなわちフェライト材料のコアなしのワイヤループ）とすることができる。横キック空洞を用いる実施形態では、１０ｋＨｚ以上の制御周波数を有するＲＦ電力供給を使用可能である。これに加えて又はこの代わりに、１０ｋＨｚ以上の制御周波数を有する空洞調節要素を使用可能である。
[00403] 自由電子レーザＦＥＬが放出するＥＵＶ放射のパワーを変更するために動的移相器３０４を用いることの利点は、電子バンチがアンジュレータの２４に到達する前にその特性に影響を与えないことである。このため、図３を参照すると、電子ビームＥの電子バンチの加速に用いられる加速器２２に影響を与えないことが可能となる。自由電子レーザＦＥＬが、アンジュレータ２４による電磁放射発生後に加速器２２を介した電子の再循環を用いて電子を減速させる場合、減速のため加速器に入射する電子は動的移相器３０４によって影響を受けている。しかしながら、動的移相器３０４が引き起こす電子エネルギの変化は典型的に約０．１％であるため、加速器２２に対してごくわずかな影響しか及ぼさない。
[00404] 一実施形態では、１対の動的移相器３０４を設けることができ（例えば図１４に示すように）、各動的移相器は異なるギャップ３０２に設けられている。この場合、第１の動的移相器は第１の位相シフトを与えるように配置し、第２の動的移相器は第２の位相シフトを与えるように配置すればよい。第１及び第２の位相シフトは、例えば異なる大きさを有し得る。第１及び第２の位相シフトは、例えば同じ大きさであるが異なる符号を有し得る。
[00405] ある制御スキームでは、動的移相器３０４によって与えられる位相シフトは大きさが等しいが符号が逆であり得る。動的移相器に到達する前の電子ビームＥにすでに位相シフトが存在する場合、一方の動的移相器３０４は位相シフトのサイズを大きくするように作用し、他方は位相シフトのサイズを小さくするように作用することができる。２つの動的移相器３０４の電子ビームＥに対する組み合わせ効果により、結果として位相変化は生じない。このため、動的移相器３０４がアクティブである場合のアンジュレータの２４の変換効率は、動的移相器３０４がアクティブでない場合の変換効率と同じである。
[00406] あるいは、所与の時点で２つの動的移相器の一方のみがアクティブであるように制御スキームを実施することも可能である。どちらの動的移相器を動作させても、アンジュレータにおける放射増幅は同じ量だけ変化する。このため、どちらの動的移相器がアクティブであるかには無関係に、出力放射ビームは同一のパワーを有する。
[00407] あるいは、２つの動的移相器が一緒に調整されるように制御スキームを実施することも可能である。この調整は、出力放射ビームのパワーが変化しないような大きさ及び符号を有する。調整は、所定の大きさ及び符号とすることができ、及び／又は較正され監視された大きさ及び符号としてもよい。
[00408] 上述した３つの制御スキームの全てにおいて、ＥＵＶ放射ビームのパワーは同じままである。しかしながら、電子が２つの動的移相器３０４間を移動している際にその位相が変更されるので、これによって、動的移相器の間にあるアンジュレータ３００での放射ビームの発生が変化する。動的移相器の間にあるアンジュレータ３００において発生される放射ビームＥは、放射帯域幅及び／又は空間パワー分布が変化している。また、動的移相器の下流のアンジュレータにおいても放射ビーム発生は変化し得る。従って、動的移相器３０４がアクティブである場合の放射ビームＥは、（動的移相器がアクティブでない場合に発生する放射ビームと比較して）同じパワーであるが異なる帯域幅及び／又はパワー分布で発生される。この文書の他の箇所で説明するように、リソグラフィシステムのミラーの総合的な透過は波長に依存する。また、ミラーは有限の空間／角度受容度を有する。従って、動的移相器３０４を用いて放射ビームの帯域幅及び／又はパワー分布を変更することにより、リソグラフィ装置が基板に送出する放射線量を制御することができる。動的移相器３０４によって生じる帯域幅及び／又は空間パワー分布の変化がリソグラフィ装置投影システムＰＳにより送出される放射パワーに対して与える影響を較正し、この較正結果を、動的移相器３０４を制御する場合にコントローラＣＴによって用いることができる。
[00409] 上述の手法を一般化して３つ以上の動的移相器を用いることができる。これらの移相器の様々な組み合わせがリソグラフィ装置投影システムＰＳにより送出される放射ビームパワーに対して及ぼす影響を測定し、次いでコントローラＣＴによって用いて、放射ビームの帯域幅及び／又は空間パワー分布を制御することができる。例えば、１０の動的移相器を設け、これらの動的移相器の様々な組み合わせをコントローラＣＴにより活性化及びスイッチングオフすることで、投影システムにより送出される放射ビームパワーの様々な変化を達成することができる（例えば自由電子レーザから出力される放射ビームパワーを著しく変化させることなく）。
[00410] 動的移相器３０４を制御することが動的移相器のアクティブ状態とアクティブでない状態との間のスイッチングを含む（例えばオン状態とオフ状態との間で変調される）実施形態について説明した。動的移相器がアクティブである場合にこれによって与えられる位相シフトのサイズも、（例えばコントローラＣＴによって）制御することができる。これを達成するには、例えば電磁石３０６〜３０８に供給される電流のサイズを調整することで、動的移相器によって与えられる位相シフトサのイズを調整すればよい。
[00411] 図１８〜図２７は、本発明の様々な実施形態と関連付けて参照したセンサ装置ＳＴを含み得るセンサ装置の様々な構成を示す。
[00412] 図１８を参照すると、ＥＵＶ放射ビームＢのパワーを示す値を確定するためのセンサ装置４００の第１の実施形態が示されている。センサ装置４００は、センサ４１０と、メイン放射ビームＢｍを受光するための光学要素４２０と、を備えている。センサ４１０は、例えば電荷結合素子（ＣＣＤ）及び／又はフォトダイオード等の検知要素アレイを含むことができる。光学要素４２０はミラーであり、かすめ入射ミラーとすればよい。ＥＵＶ放射ビームＢは、例えば自由電子レーザＦＥＬが生成する一次放射ビームＢ、又はビーム分割装置２０が生成する二次放射ビームＢａ〜Ｂｈの１つであり得る。
[00413] センサ４１０は検知環境４１５内に配置され、光学要素４２０はメインビーム環境４２５内に配置されている。一般に、検知環境４１５内の条件はメインビーム環境４２５内のものとは異なる場合がある。例えば放射ビームＢはＥＵＶ放射を含み、従ってメインビーム環境４２５は真空条件に保持され得る。この実施形態では、壁４３０がメインビーム環境４２５から検知環境４１５を分離する。壁４３０には透明な膜又はウィンドウ４３１が設けられている。
[00414] 図１９を参照すると、光学要素４２０の反射面４２１は概ね平滑であるが、この反射面全体に分散させた複数のマーク４２２が設けられている。本実施形態では、複数のマーク４２２の各々は反射面４２１における概ね半球形のくぼみの形態である。複数のマーク４２２は、例えばイオンミリング等のいずれかの適切なプロセスを用いて反射面にエッチングすることができる。複数のマーク４２２は、放射ビームＢの第１の部分を受光するように配置された光学要素４２０の第１の領域を形成する。反射面の残りの実質的に平滑な部分は、放射ビームＢの第２の部分を受光するように配置された光学要素４２０の第２の領域を形成する。光学要素のこれらの第１及び第２の領域が反射面４２１の空間的に別個の領域を形成するので、放射ビームＢの第１及び第２の部分は放射ビームＢの空間強度分布の異なる領域に対応する。
[00415] 放射ビームの第１の部分は、複数のマーク４２２により散乱して第１の分岐放射ビームＢ１を形成する。この散乱は、第１の分岐放射ビームＢ１がウィンドウ４３１を通って検知環境４１５へと送出されるようになっている。放射ビームＢの第２の部分は、第２の領域により反射されて第２の分岐放射ビームＢ２を形成する。第２の分岐放射ビームＢ２はメインビーム環境４２５内に留まり、例えばリソグラフィ装置ＬＡａ〜ＬＡｎの１つ以上へと送出され得る。
[00416] センサ４１０を覆うように、蛍光材料のスクリーン４１１が設けられている。検知要素４１５内で、第１の分岐放射ビームＢ１は光学要素４４０によってセンサ４１０へと送出される。光学要素４４０はスクリーン４１１上に複数のマーク４２２の像を形成する。この像は焦点が合っている場合も合っていない場合もある。第１の分岐放射ビームＢ１は蛍光材料のスクリーン４１１によって吸収され、これがより長い波長の放射を放出する。放出された放射はセンサ４１０によって検出される。このような蛍光スクリーンを用いることで、比較的短いパルスの放射ビームのパワー測定が大幅に簡略化される。例えば、自由電子レーザはサブピコ秒パルスを生成し得る（典型的なパルスは１００ｆｓのオーダーであり得る）。このような短いパルスは、高速フォトダイオード等の既知の検知要素が分解するには短すぎることがある。しかしながら、蛍光材料がフェムト秒パルスにより励起された場合であっても、蛍光発光は典型的にナノ秒のタイムスケールで発生する。従って、蛍光スクリーンが放出した放射は既知の検知要素を用いて分解することができる。適切な蛍光材料には、直径３インチまでの単結晶ディスクにおいて慣例的に生成される半導体グレード材料である酸化亜鉛（ＺｎＯ）、又は例えばセリウム等の希土類元素がドーピングされたイットリウムアルミニウムガーネット（ＹＡＧ）が含まれる（ＹＡＧ：Ｃｅ）。
[00417] センサ４１０はケーブル４１３によってコントローラＣＴに接続されている。センサ４１０は、このセンサ４１０が確定したパワーを示す信号をコントローラＣＴに送信するように動作可能である。
[00418] 有利な点として、このセンサ装置４００によって、放射ビームＢの経路にセンサを配置する必要なく、放射ビームＢの第１の部分のパワーを確定することができる。従って本発明では、経路に直接配置されたセンサの場合にはこれに大きな熱負荷を加えるはずの極めて高いパワー及び強度を有する放射ビームのパワーを測定することが可能となる。例えばこれは、複数のリソグラフィ装置ＬＡａ〜ＬＡｎに放射を与える自由電子レーザにより生成された一次放射ビームＢのパワーを測定することができる。このような放射ビームは、数十キロワットのオーダーのパワー及び比較的小さいエテンデュ（ｅｔｅｎｄｕｅ）を有し得る。
[00419] 更に、センサを放射ビームＢの経路に配置する必要がないので、本発明のこの実施形態は、複数のマーク４２２の寸法に制限のない構成を提供する。特にこれは、１つ以上のセンサを放射ビームの経路に配置した場合に比べ、マーク４２２を充分に小さくして、パワー測定に用いられる強度分布の部分（すなわち第１の分岐放射ビームに寄与する部分）を著しく小さくすることができる。
[00420] 図１９及び図２０を参照すると、複数のマーク４２２は反射面４２１全体に分散している。この実施形態では、複数のマーク４２２は反射面４２１全体に矩形の格子状配列を形成し、第１の方向の隣接マーク間の間隔はｌであり、第２の垂直方向の隣接マーク間の間隔はｈである。代替的な実施形態では、反射面上でのマーク４２２の他の分散を用いることも可能である。各マーク４２２の寸法ｄは隣接マーク間の間隔ｌ、ｈよりも著しく小さい。有利な点として、これにより、パワー測定に用いられる放射ビームＢの第１の部分が比較的小さいことが保証される。
[00421] 各マーク４２２の寸法ｄは比較的小さくすることができる。例えば、各マーク４２２の寸法ｄは約１００μｍより小さくすることができる。
[00422] 光学要素に近い近接場（ｎｅａｒ ｆｉｅｌｄ）では、第２の分岐放射ビームＢ２のパワー分布は放射ビームＢのものと同様である。ただし、各々がマーク４２２の異なる１つに対応した複数のギャップでは、パワー分布は実質的にゼロである。第２の分岐放射ビームＢ２は例えば、光学要素４２０の遠距離場（ｆａｒ ｆｉｅｌｄ）に配置され得るリソグラフィ装置ＬＡａ〜ＬＡｎの１つ以上へと送出することができる。このような実施形態では、好ましくは、各マーク４２２の寸法ｄが充分に小さいので、遠距離場におけるマーク４２２に対応したパワー分布の複数のギャップは、第２の分岐放射ビームＢ２の発散による回折によって平滑化されている。
[00423] 更に、好ましくは各マーク４２２の寸法ｄが充分に小さいので、このミラーが放射ビームＢによって照明された場合、マーク４２２の近傍でのミラー熱膨張歪み及び反射面４２１の形状の変動は無視できる程度である。有利な点として、これによって、熱膨張のばらつきによる集束の影響は無視できる程度であるか又は補正可能であることが保証される。
[00424] 更に、好ましくは各マーク４２２の寸法ｄが充分に小さいので、単一マークにより放出又は散乱されるパワーは比較的小さい（例えば１％未満）。有利な点として、これによって、直接測定可能となる前に減衰が全く必要ないか又は比較的わずかしか必要ないことが保証される。
[00425] 第１の分岐放射ビームＢ１は、複数のマーク４２２の各々に対応した部分を備えている。そのような各部分が蛍光スクリーン４１１の異なる空間部分に送出されるように、複数のマーク４２２及び光学要素４２０を配置することができる。蛍光スクリーン４１１は、そのような各部分について別個の放射ビームを放出するように動作可能である。このような実施形態において、センサ４１０は、蛍光スクリーン４１１が放出するそのような各放射ビームのパワーを確定するように動作可能である。従って図２１を参照すると、センサ４１０は、放射ビームＢのビームプロファイル全体における多数の離散的なポイントでそのパワーを確定するように動作可能である。このため、センサは、離散的にサンプリングされた放射ビームの強度分布４１４を示す信号を出力するように動作可能である。
[00426] コントローラＣＴは、内挿補間によって、離散的にサンプリングした強度分布４１４から放射ビームのパワー分布を確定するように動作可能である。例えば予想ビームプロファイル形状を想定し、多数のプロファイル形状パラメータをセンサ４１０が出力するデータに当てはめることができる。これは例えば最小二乗アルゴリズムを用いればよい。
[00427] コントローラＣＴは、確定したパワー又は強度分布を用いて放射ビームＢの特性（ａｓｐｅｃｔ）を制御するように動作可能である。例えばコントローラＣＴを自由電子レーザＦＥＬに接続し、確定したパワー又は強度分布に基づいてソース自由電子レーザのパラメータを制御することができる。例えばコントローラは、放射ビームＢの方向及び／又は位置の調整、及び／又は放射ビームＢのパワー強度又は強度分布の調整を行うように構成可能である。
[00428] 図２２を参照すると、代替的な実施形態において、複数のマーク４２２は反射面４２１上で概ね半球形の突起の形態とすることができる。他の代替的な実施形態では、マーク４２２は様々な形状のくぼみ又は突起を含むことも可能である。
[00429] 図１８に示す実施形態では、透明な膜又はウィンドウ４３１を有する壁４３０を設けて検知環境４１５をメインビーム環境４２５から分離する。図２３に、放射ビームのパワーを示す値を確定するためのセンサ装置４００ａの代替的な実施形態を示す。センサ装置４００に直接対応するセンサ装置４００ａの機構は同じ標示を有する。ここでは、センサ装置４００ａとセンサ装置４００との相違のみを詳細に説明する。この代替的な実施形態では、第１の分岐放射ビームＢ１を蛍光スクリーン４１１に送出するように構成された光学要素４４０を含む全てのＥＵＶ光学部品はメインビーム環境４２５ａ内に配置されているが、センサ４１０は検知環境４１５ａ内に配置されている。壁４３０ａは、検知環境４１５ａをメインビーム環境４２５ａから分離するために設けられ、これらは一般に異なる条件下に保持することができる。センサ装置４００ａのこの代替的な実施形態において、蛍光スクリーン４１１は壁４３０ａのウィンドウとして機能し、検知環境４１５ａをメインビーム環境４２５ａから分離する。
[00430] 図２４を参照すると、放射ビームのパワーを示す値を確定するためのセンサ装置４００ｂの更に別の代替的な実施形態が示されている。センサ装置４００に直接対応するセンサ装置４００ｂの機構は同じ標示を有する。ここでは、センサ装置４００ｂとセンサ装置４００との相違のみを詳細に説明する。この代替的な実施形態では、光学要素４２０の反射面４２１は概ね平滑であるが、反射面全体に分散させた複数の蛍光マーク４２２ａが設けられている。本実施形態では、複数の蛍光マーク４２２ａの各々は、蛍光材料から形成された概ね半球形の突起の形態である。
[00431] 放射ビームの第１の部分は複数の蛍光マーク４２２ａにより吸収され、これがより長い波長の放射を放出して第１の分岐放射ビームＢ１を形成する。蛍光マーク４２２ａは、第１の分岐放射ビームＢ１がウィンドウ４３１を通って検知環境４１５へと送出されるように構成されている。このような蛍光スクリーンを用いることで、比較的短いパルスの放射ビームのパワー測定が簡略化される。適切な蛍光材料には、直径３インチまでの単結晶ディスクにおいて慣例的に生成される半導体グレード材料である酸化亜鉛（ＺｎＯ）、又は例えばセリウム等の希土類元素がドーピングされたイットリウムアルミニウムガーネット（ＹＡＧ）が含まれる（ＹＡＧ：Ｃｅ）。
[00432] 前述の実施形態と同様、放射ビームＢの第２の部分は第２の領域によって反射されて、メインビーム環境４２５内に留まる第２の分岐放射ビームＢ２を形成し、例えばリソグラフィ装置ＬＡａ〜ＬＡｎの１つ以上へ送出することができる。
[00433] ＥＵＶ放射よりも長い波長を有する放射を含む第１の分岐放射ビームＢ１は、専用の光学部品を介してセンサ４１０へ送出される。第１の放射ビームＢ１が含む放射はすでに波長が長く、パルスが蛍光プロセスのスケール（典型的にはフェムト秒タイムスケールでなくナノ秒タイムスケール）であるので、蛍光スクリーンは設けられていない。この実施形態では、専用の光学部品は反射光学要素４４１及び集束光学要素４４２を備えている。あるいは、光学要素の他の組み合わせも必要に応じて使用可能である。専用の光学部品４４１、４４２及びセンサ４１０は検知環境４１５内に配置されている。例えばセンサ装置４００に対するセンサ装置４００ｂの相対的な利点は、第１の分岐放射ビームがＥＵＶ放射を含まず、従って第１の分岐放射ビームＢ１のために安価かつ簡単な光学構成及び検知環境４１５を使用可能なことである。例えば、高価なＥＵＶミラーでなくレンズを用いてもよく、検知環境４１５は例えば大気圧の空気を含んでもよい。
[00434] センサ装置４００ｂに対するセンサ装置４００の相対的な利点は、検知材料（蛍光スクリーン４１１）でなく光学要素の反射面４２１（蛍光マーク４２２ａ）上に蛍光材料が設けられていることである。従って、センサ装置４００において蛍光材料は高パワーＥＵＶ放射に露呈されず、このために寿命が長いと予想され得る。更に、センサ装置４００ｂでは、蛍光マーク４２２ａは、放射ビームＢプロファイルのどの部分が入射するかに応じて異なる温度変化を経験し得る。蛍光プロセスは温度依存であり得るので、これによって、センサ４１０が確定する分布を放射ビームＢの強度プロファイルに正確にマッピングすることが困難となり得る。
[00435] 図２５を参照すると、放射ビームパワーを示す値を確定するための、本発明に従ったセンサ装置４７０の更に別の実施形態が示されている。センサ装置４７０は、センサ４７１と、放射ビームＢを受光するための光学要素４７２と、を備えている。センサ４７１は、上述のセンサ４１０と実質的に同様とすればよい。特にセンサ４７１は、例えば電荷結合素子（ＣＣＤ）及び／又はフォトダイオード等の検知要素アレイを備えることができる。
[00436] 光学要素４７２はミラーであり、かすめ入射ミラーとすればよい。前述の実施形態と同様、放射ビームＢは、例えば自由電子レーザＦＥＬが生成する一次放射ビームＢ、又はビーム分割装置２０が生成する二次放射ビームＢａ〜Ｂｈの１つであり得る。
[00437] 光学要素４７２は反射面４７３を備えている。反射面４７３に、複数の規則的に離間した溝が延出している。これらの溝は、例えばエッチング又はスタンピング等のいずれかの適切なプロセスで形成することができる。
[00438] 光学要素４７２は、図１のビーム分割装置２０の一部を形成することができ、熱的な理由でアンジュレータ２４の出力から数十又は数百メートルのオーダーの距離に配置することができる。同様に、光学要素４７２は、例えば１から４度のオーダーの比較的小さいかすめ入射角を有するかすめ入射ミラーであり得る。
[00439] 光学要素４７２は、例えばシリコンの結晶面に沿ったエッチングによってシリコンから形成可能である。図２６を参照すると、光学要素４７２をシリコンから形成する実施形態について、光学要素４７２の反射面４７３の一例が示されている。この図示する例では、上面４７５は＜１００＞結晶面から形成され、溝を形成する面４７６ａ、４７６ｂは＜１１１＞及び＜−１１１＞面から形成することができる。このような構成では、溝の底部の角度は７０．５２９度である。溝は＜０１−１＞方向に沿って延出している。入来放射ビームＢの方向は、＜０１−１＞方向に対して小さい（かすめ入射）角度で配されている。このような格子によって、０次及び±１次と考えられる３つの分岐放射ビームを形成する。分岐放射ビームの強度比は、それらが反射される面（例えば上面４７５又は溝を形成する面４７６ａ、４７６ｂ）の面積比と、入来放射ビームＢの入射角とに依存する。
[00440] 光学要素４７２に、（例えばＥＵＶ放射のため）より高反射性の材料のコーティングを設けることも可能である。例えば光学要素にルテニウム（Ｒｕ）のコーティングを設ければよい。これは例えば約５０ｎｍの厚さを有し得る。
[00441] 光学要素４７２にシリコンを用いることの利点は、約１２３Ｋでの動作によって動作中の熱膨張を制限し得ることである。この温度では、シリコンの熱伝達率は４００ｂ Ｗ／ｍ／Ｋ以上のオーダーであり、これは室温での熱伝達率の４倍で、銅（Ｃｕ）よりも約５０％高い。従って、膨張が小さく光学要素４７２が設計構造寸法を維持する範囲に温度を維持しながら、比較的大きい熱負荷でも逃がす（ｄｒａｉｎ）ことができる。
[00442] 溝によって反射面４７３は複数の表面要素グループに分割される。各表面要素グループは、複数の実質的に並行した表面要素を含む。例えば、図２６の上面４７５は第１の表面要素グループを形成し、各リッジの一方側を形成する面４７６ａは第２の表面要素グループを形成し、各リッジの反対側を形成する面４７６ｂは第３の表面要素グループを形成する。図２６には光学要素の小さい部分のみを示すが、各グループは１０００のオーダーの表面要素を含み得る。このような構成は反射格子として機能する。各表面要素グループは、放射ビームＢの異なる部分を受光するように構成された光学要素４７２の異なる領域を形成する。光学要素４７２のこれらの異なる領域は反射面４７３の空間的に離散した領域を形成するので、反射ビームＢの異なる部分は放射ビームＢの強度分布の異なる部分に対応する。
[00443] 表面要素は各々、１から１００μｍのオーダーの幅を有し得る。
[00444] 各分岐放射ビームは、各々が単一グループの異なる表面要素から反射される複数のサブビームを含み得る。所与の表面要素グループ内の各表面要素は実質的に並行しているので、サブビームの各々は、少なくとも光学要素４７２の近接場において実質的に並行している。所与のグループの表面要素は、他のグループのものに対して非ゼロの角度に配置される。すなわち、異なるグループの表面要素は実質的に並行していない。従って、光学要素４７２の近接場では、各分岐放射ビームのパワー分布は放射ビームＢのものと同様である。ただし、他の表面要素グループの表面要素に対応した複数のストリップが存在し、ここではパワー分布は実質的にゼロである。しかしながら、放射ビームＢの非ゼロの発散のため、光学要素４７２の遠距離場では複数のサブビームが重複及び干渉して、放射ビームＢと実質的に同様の形状のパワー分布が形成される。
[00445] あるいは、異なる表面要素からの複数のサブビームは、遠距離場において充分に拡散して相互に干渉する場合があり、各分岐放射ビームはこの干渉からの干渉縞において極大に相当し得る。
[00446] 再び図２５を参照すると、一実施形態において、光学要素４７２の反射面４７３の幾何学的形状は、第１及び第２の分岐放射ビームＢ１、Ｂ２が形成されるようになっている。更に、光学要素４７２の反射面４７３の幾何学的形状は、第１の分岐放射ビームＢ１のパワーが第２の分岐放射ビームＢ２のものより著しく小さいようになっている。第１の分岐放射ビームＢ１は、この第１の分岐放射ビームＢ１のパワー及び／又はパワー強度分布を確定するように動作可能なセンサに送出される。第２の分岐放射ビームＢ２は、例えば、光学要素４７２の遠距離場に配置され得るリソグラフィ装置ＬＡａ〜ＬＡｎの１つ以上へと送出することができる。このような実施形態では、好ましくは、第１の分岐放射ビームＢ１を形成する表面要素の角度幅が充分に小さいので、遠距離場におけるこれらの表面要素に対応したパワー分布の複数のストリップは、第２の分岐放射ビームＢ２の発散による回折によって平滑化される。
[00447] 任意選択的に、第２の分岐放射ビームＢ２を送出するために第２の光学要素４７４を設けてもよい。第２の光学要素４７４は、第２の分岐放射ビームＢ２が放射ビームＢと実質的に並行していることを保証するように構成可能である。いくつかの実施形態では、第２の分岐放射ビームＢ２が放射ビームＢと実質的に一列に並ぶことを保証するため、更に別の光学要素を設けることも可能である。
[00448] いくつかの実施形態では、光学要素４７２の反射面４７３の幾何学的形状は、３つ以上の放射ビームが形成されるようになっている。このような実施形態では、光学要素４７２の反射面４７３の幾何学的形状は、第１の分岐放射ビームＢ１のパワーが、実質的に等しいパワーを有し得る残りの分岐放射ビームのものよりも著しく小さいようにすることができる。このような実施形態では、放射ビームパワーを示す値を確定するための装置は、ビームを複数の二次ビームに分割するように構成されたビーム分割装置と組み合わされる。このような実施形態では、光学要素は図１のビーム分割装置の一部を形成することができる。
[00449] 図２７に、放射ビームパワーを示す値を確定するためのセンサ装置４８０の代替的な実施形態を示す。センサ装置４７０に直接対応するセンサ装置４８０の機構は同じ標示を有する。ここでは、センサ装置４８０とセンサ装置４７０との相違のみを詳細に説明する。この代替的な実施形態において、センサ装置４８０は、センサ４８１と、放射ビームＢを受光するための光学要素４８６と、を備えている。
[00450] 光学要素４８６はミラーであり、かすめ入射ミラーとすればよい。前述の実施形態と同様、光学要素は、複数の分岐放射ビーム（図２８の例示的な実施形態では３つ）を生成するように配置された反射格子である。第２及び第３の分岐放射ビームＢ２、Ｂ３の各々は複数のサブビームを含み、その各々は１つの表面要素グループ内の異なる表面要素から反射される。
[00451] 更に、第２又は第３の分岐放射ビームＢ２、Ｂ３の一部を形成するように表面要素によって反射されない放射ビームの第１の部分が存在する。この散乱放射は主に、隣接した表面要素の交点に形成されたエッジに入射する放射から構成され得る。この散乱放射は大きな立体角をカバーし、第１の分岐放射ビームＢ１を形成すると考えられる。
[00452] センサ装置４８０は更に、第１の放射ビームＢ１を集光してこれをセンサ４８１へと送出するように配置された近垂直入射放射コレクタ４８２を備えている。コレクタ４８２には２つのアパーチャ４８３、４８５が設けられ、第２及び第３の分岐放射ビームＢ２、Ｂ３が光学要素４８６から離れる方向に伝搬することを可能とする。
[00453] このような実施形態は、リソグラフィ装置ＬＡａ〜ＬＡｎによって受光される放射に寄与しない不可避の散乱放射の一部分を都合よく用いる。更に、入射する放射ビームＢの比較的小さい部分のみがこのように散乱し、センサの過剰な熱負荷が回避されるという利点がある。放射ビームＢの強度分布を確定するため、センサ装置４８０の較正により、第１の分岐放射ビームＢ１と放射ビームＢとのパワー及びパワー分布の関係を明らかにする。
[00454] 実施形態に従ったセンサ装置は、ビームステアリングユニットの一部を形成することができる。特に、本発明の実施形態に従ったセンサ装置によって行われる放射ビームＢのパワー分布を示す測定は、放射ビームＢの方向操作（ｓｔｅｅｒ）に用いられるフィードバックベースの制御ループに対する入力を与えることができる。この入力に応じて放射ビームＢの方向を変更すればよい。これは、例えば放射ビームＢの経路で１つ以上の光学要素を移動させることで達成可能である。これに加えて又はこの代わりに、これは、自由電子レーザＦＥＬにおいてバンチ化電子ビームＥの軌道を変更することで達成可能である。光案内効果の結果、自由電子レーザＦＥＬによって出力される一次放射ビームＢの方向は、特にアンジュレータ２４の端部内の電子ビームの軌道に依存する。
[00455] 自由電子レーザによって生成された放射ビームの遠距離場パワー分布は、ガウス状であるが真のガウス分布からは逸脱していると予想される。実施形態に従ったセンサ装置は、そのような未知の強度分布を有する放射ビームＢの方向操作に用いられるフィードバックベースの制御ループに対する入力を与えるのに特に適している。その理由は、放射ビームプロファイルをビームプロファイル全体で、特にビームパワー分布の最大値付近でサンプリングできるからである。更に、光学要素の第１の領域を形成する複数のマークは充分に高密度であるので、各リソグラフィ装置ＬＡａ〜ＬＡｎに送出されるパワー及び強度分布を内挿補間によって確定することができる。
[00456] 複数のＥＵＶリソグラフィ装置に放射を供給するように動作可能な自由電子レーザは、例えばアンジュレータ２４の出力において数十キロワットのオーダーのパワー及び１００μｍのオーダーの直径、すなわちＧＷ／ｃｍ２のオーダーの平均パワー密度を有し得る。更に、自由電子レーザの放射ビームが有し得るパルス長は１００ｆｓ以下のオーダーであり、このため１０１４Ｗ／ｃｍ２のオーダーのピークパワー密度を生成することができる。このような放射ビームのパワー及び／又は位置を測定する１つの方法として、放射ビームプロファイルの周辺にセンサを配置することができる。しかしながら、このような高いピークパワー強度では、分布のピークから数シグマにセンサを配置する必要がある。従ってこのような配置では、総パワーの強度分布に関する情報が得られない。更に、このような配置は、自由電子レーザビームのポインティングの不安定さに極めて敏感である。
[00457] 再び図１及び図２を参照すると、リソグラフィシステムＬＳは減衰器１５ａ〜１５ｎを含むことができる。分岐放射ビームＢａ〜Ｂｎは各減衰器１５ａ〜１５ｎを通過して送出される。各減衰器１５ａ〜１５ｎは、分岐放射ビームＢａ〜Ｂｎがその対応するリソグラフィ装置ＬＡａ〜ＬＡｎの照明システムＩＬに入射する前に各分岐放射ビームＢａ〜Ｂｎの強度を調整するように構成されている。
[00458] 図２８ａ及び図２８ｂを参照すると、図１及び図２に示す減衰器１５ａに対応し得る減衰装置５１９の一例が示されている。分岐放射ビームＢａは一点鎖線により示されている。減衰器１５ａは第１のミラー５２０及び第２のミラー５２１を備えている。第２のミラー５２１は、図示のｙ方向において第１のミラー５２０から距離２ｈだけ離れている。第２のミラー５２１は、減衰器１５ａに入った分岐放射ビームＢａが第１のミラー５２０の反射面に入射しその反射面によって第２のミラー５２１の反射面の方へ反射されるように配置されている。第２のミラー５２１は、分岐放射ビームＢａをリソグラフィ装置ＬＡａ（図２８ａには示していない）の方へ送出するような角度に配されている。
[00459] 第１のミラー５２０はアーム５２０’を介して第１の枢軸点５２２に接続され、第２のミラーはアーム５２１’を介して第２の枢軸点５２３に接続されている。第１のアクチュエータ（図示せず）が第１の枢軸点５２２を中心に回転するように設けられ、第２のアクチュエータ（図示せず）が第２の枢軸点５２３を中心に第２のミラー５２１を回転させるように設けられている。ミラー５２０、５２１の位置はコントローラＣＴＡによって制御される。第１及び第２のアクチュエータは、当業者に容易に認められるような適切な形態とすればよい。例えばアクチュエータは、枢軸点５２２、５２３に配置されアーム５２０’、５２１’に接続されたモータを含み得る。
[00460] 枢軸点５２２、５２３を中心としたミラー５２０、５２１の回転により、分岐放射ビームＢａに対するミラー５２０、５２１の入射角αを調整することができる。ミラー５２０、５２１が同一の入射角αに配置されると、ミラー５２０、５２１で反射された後の分岐放射ビームＢａはミラー５２０、５２１で反射される前と同じ方向に伝搬することは認められよう。
[00461] ミラー５２０、５２１は、一般にかすめ（又は斜め（ｇｌａｎｃｉｎｇ））入射反射と称されるものによって分岐放射ビームＢａを反射するように配置されている。図２８ａでは、ミラー５２０、５２１は最大入射角αでの配置が示され、分岐放射ビームはミラー５２０の下部（ｙ方向に対して）及びミラー５２１の上部（ｙ方向に対して）に入射する。いくつかの実施形態では、角度αの最大値は例えば約１０度の角度であり得る。
[00462] 図２８ｂでは、ミラー５２０、５２１は最小入射角αでの配置が示され、分岐放射ビームＢａはミラー５２０の上部及びミラー５２１の下部に入射する。角度αの最小値は例えば約１度の角度αであり得る。従って、図示する例においてミラー５２０、５２１は１度から１０度の入射角の間で各枢軸点５２２、５２３を中心に回転可能である。他の実施形態では、これよりも大きいか又は小さい角度範囲を可能とするようにミラー５２０、５２１の構成及び／又はサイズが異なる場合があることは認められよう。例えば枢軸点５２２、５２３は、ミラー５２０、５２１の有用角度範囲を拡大又は縮小するように選択することができる。更に、ミラー５２０、５２１の各々は固定の枢軸点を中心に回転する構成が図示されているが、これは例示に過ぎない。ミラー５２０、５２１の入射角は、当業者に容易に認められるような他のいずれかの構成を用いて調整可能であることは認められよう。一実施形態では、ミラー５２０、５２１は双方とも同一の枢軸点を中心に回転するように構成することができる。枢軸点５２２、５２３の位置を適切に選択することで、入来分岐放射ビームＢａに対する出射分岐放射ビームＢａの変位（すなわち図２８ａ、２８ｂの実施形態では２ｈ）は、所定の比較的小さい範囲内の角度α（図２８ａ、図２８ｂに示すような）では実質的に一定とすることができる。しかしながら角度αの角度範囲がこれより大きい場合、入来分岐放射ビームＢに対する出射分岐放射ビームＢの変位を実質的に一定とするために、ミラー５２０、５２１の少なくとも一方又は双方に、ミラー５２０、５２１の一方又は双方をｙ方向に平行移動させるのに適した平行移動手段を備えることができる。
[00463] ミラー５２０、５２１の各々の反射率は、ミラー５２０、５２１と分岐放射ビームＢａとの間の入射角αの関数である。例えば２度の入射角αでは、ミラー５２０、５２１の各々で、入射放射の約９８％（ミラーが完璧に平坦な表面を有するルテニウム（Ｒｕ）コーティングを有するという理論上の場合）を反射することができる。すなわち２度の角度では、ミラー５２０、５２１の一方が反射する放射は、そのミラーに入射した放射強度に比べて２％低減する。このため、ミラー５２０、５２１の双方が２度の角度αに配置されている場合、分岐放射ビームＢａの強度はミラー５２０、５２１による反射で約４％低減する。
[00464] １０度の入射角（上述の例で用いられる最大角度）では、ミラー５２０、５２１の各々で入射放射の約９０％を反射することができる。すなわち、入射角が１０度である場合、反射される放射の強度は入射した放射よりも１０％低い。このため、ミラー５２０、５２１の双方が１０度の入射角αに配置されている場合、分岐放射ビームＢａの強度はミラー５２０、５２１による反射で約２０％低減する。
[00465] 上述の説明から、角度αを１度から１０度の間で調整することにより、リソグラフィ装置ＬＡａで受光される分岐放射ビームＢａの強度は２％から２０％の間で変動し得ることが認められよう。
[00466] いくつかの実施形態では、ミラー５２０、５２１の入射角を１ＫＨｚまでの周波数で調整することができ、これによって分岐放射ビームＢａの減衰のための調整機構を提供する。第１及び第２のアクチュエータ（例えばモータ）をコントローラＣＴＡに接続することができる。コントローラＣＴＡは、リソグラフィ装置ＬＡａで受光される分岐放射ビームＢａの所望の強度を示す命令を受信するように構成可能である。このような命令の受信に応じてコントローラがミラー５２０、５２１の入射角αを調整するようにアクチュエータを制御することで、分岐放射ビームＢａの所望の減衰を達成し、これによってリソグラフィ装置ＬＡａにおける所望の強度を達成することができる。コントローラは、センサＳＬａ（図２を参照のこと）から入力として、リソグラフィ装置ＬＡａにおける分岐放射ビームＢａの強度を示す測定値を受信することができる。
[00467] コントローラＣＴＡは、リソグラフィ装置ＬＡａにおける強度を所定値に又は所定範囲内に維持するために、リソグラフィ装置ＬＡａにおける分岐放射ビームＢａの強度を検出すると共に分岐放射ビームＢａの減衰を調整するように構成されたフィードバックベースの制御ループの一部とすることができる。図１を参照すると、このフィードバックベースの制御ループＦ２ａは、自由電子レーザの後段かつビームスプリッタ１９の前段に設けられたフィードバックベースの制御ループＦ１とは別個のものとすることができる。減衰器１５ａを制御するフィードバックベースの制御ループＦ２ａを第２のフィードバックベースの制御ループと称する場合がある。自由電子レーザの後段かつビームスプリッタ１９の前段に設けられたフィードバックベースの制御ループＦ１を第１のフィードバックベースの制御ループと称する場合がある。第１及び第２のフィードバックベースの制御ループＦ１、Ｆ２ａは相互に独立して動作可能である。これらは、異なるコントローラＣＴ、ＣＴＡにより制御するか、又は同一のコントローラにより制御することができる。第２のフィードバックベースの制御ループＦ２ａは、第１のフィードバックベースの制御ループＦ１より低速であってもよい。
[00468] 他の実施形態では、ミラー５２０、５２１の各々の入射角は相互に独立して調整可能である。この結果として分岐放射ビームＢａの伝搬方向が変化するが、これは、例えばミラー５２０、５２１の入射角を別個のステップでのみ調整可能な実施形態において、可能な減衰値数が増えるという点で有益である。
[00469] 上述の実施形態は減衰器１５ａを参照して説明したが、減衰器１５ｂ〜１５ｎについても同様に実施可能であることは認められよう。
[00470] 図２９を参照すると、減衰器１５ａを備えることができる減衰装置５１９の代替的な実施形態が示されている。図２９の実施形態では、減衰装置５１９は４つのミラー５３０、５３１、５３２、５３３を備えている。ミラー５３０、５３１は図２８ａ、２８ｂを参照して上述したミラー５２０、５２１と同様に構成されている。具体的には、第１のミラー５３０には、このミラー５３０がアーム５３０’を介して接続する第１の枢軸点５３４を中心としてミラー５３０を回転させるように構成された第１のアクチュエータが設けられている。第２のミラー５３１には、このミラー５３１がアーム５３１’を介して接続する第２の枢軸点５３５を中心としてミラー５３１を回転させるように構成された第２のアクチュエータが設けられている。
[00471] ミラー５３２、５３３は、ミラー５３０、５３１と同様に構成されているが、第１のミラー５３０及び第２のミラー５３１の構成を、分岐放射ビームＢａの伝搬方向に垂直な軸に沿って「ミラーリング」したものと見なすことができる。具体的には、第３のミラー５３２は、ｙ方向において第２のミラー５３１と同じ位置に配置され、第２のミラー５３１から反射した放射を受光するように配置されている。第３のミラーには、第３の枢軸点５３６を中心としてミラー５３２を回転させるように構成された第３のアクチュエータが設けられている。第３のミラー５３２は、受光した放射を、第２のミラー５３２からｙ方向に２ｈの距離だけ離れた第４のミラー５３３の方へ反射させるように配置されている（すなわち第４のミラー５５３はｙ方向において第１のミラー５３０と同じ位置にある）。第４のミラー５５３には、第４の枢軸点５３７を中心としてミラー５５３を回転させるように構成された第４のアクチュエータが設けられている。第４のミラー５５３は、放射をリソグラフィ装置ＬＡａ（図２９には図示していない）へ送出するように配置されている。
[00472] 第１から第４のミラー５３０〜５５３の各々の入射角αが同一である場合、分岐放射ビームＢａは、減衰器１５ａへの入射時と同じ方向にかつｙ方向の同じ位置で減衰器１５ａから出射する。更に、各々が１度から１０度の範囲で入射角を調整するように動作可能な４つのミラーを用いることで、減衰器１５ａの可能な減衰範囲は、（図２８の構成における）２％から２０％の範囲から、４％から４０％まで拡大する（すなわち減衰器１５ａに入射する放射の９６％から６０％までの可能な透過範囲）。最小減衰が大きくても許容可能である場合、図２９の実施形態で達成可能な大きい方の減衰範囲が有利であり得ることは認められよう。
[00473] 更に、図２９の実施形態を用いて、分岐放射ビームＢａの偏光に対する影響を低減しつつ、図２８の実施形態が提供し得るものと同一又は同様の減衰範囲を与えることができる。これは、特定の減衰を達成するために必要な入射角αが小さいからである。所与の減衰について、分岐放射ビームＢａのＰ偏光成分及びＳ偏光成分に対する４つのミラー５３０から５５３の組み合わせ効果は、２つのミラー５２０、５２１の組み合わせ効果よりも小さい。これは、２０％又はこれに近い減衰（すなわち各ミラー５２０、５２１の入射角αが１０度に近い）について特に当てはまる。
[00474] いくつかの実施形態では、分岐放射ビームＢａが減衰器１５ａに入射する前の概ね円形の偏光をできる限り維持することが望ましいことがある。この場合、約１度から５度までの角度調整範囲で約２％から２０％までの減衰範囲を達成し得る。従ってこの実施形態は、分岐放射ビームＢａの偏光に対する影響を低減するために特に有益であり得る。
[00475] 更に、図２９の構成では、ミラー５３０から５５３の１つ以上の平行移動補正を行うための平行移動手段は必要ない。出射ビームは、全てのαの値について入来ビームと同じ角度及び位置を有する（角度αが４つのミラー全てで等しい場合）。換言すると、ミラー５３０、５３１によって生じる距離２ｈのいかなる変化もミラー５３２、５５３によって「反転」されるので、分岐放射ビームＢａが入射時と同じ位置で減衰器１５ａから出射することを保証するためにｙ方向のミラー平行移動は必要ない。
[00476] 図２９は、２つのミラーのセットを２つ示すと考えることができる。すなわち、第１のセットはミラー５３０、５３１を含み、第２のセットはミラー５３２、５３３を含む。他の実施形態では、追加のミラー又は追加のミラーセットを設けることで、可能な減衰範囲を更に拡大するか、又は分岐放射ビームＢａの偏光の変化を低減させることが可能であることは認められよう。
[00477] 減衰器１５ａから１５ｎの１つ以上は代替的な減衰装置を含む場合もある（例えば上述の減衰装置に加えて又はその代わりに）。代替的な減衰装置は、固定の減衰を与えるか又は調整可能な減衰を与えることができる。調整可能な減衰が与えられる場合、調整は上述の減衰装置の速度よりも低速であり得る。代替的な減衰装置は、もっと高い可能減衰値の範囲を有し得る。
[00478] 図３０ａは、上述の減衰装置と組み合わせて又はその代わりに設けることができる代替的な減衰装置５４０の例を概略的に示す。これらの減衰装置を組み合わせて設ける場合、分岐放射ビームＢａは、どちらかの減衰装置を通過してから他方を通過することができる。減衰装置５４０はコントローラＣＴＡによって制御される。
[00479] 減衰装置５４０はガスベースであり、チャンバ５４２を画定する筐体５４１を備えている。筐体５４１は、いかなる形状のチャンバ５４２も画定することができる。例えば筐体５４１は概ね管状とすることができる。チャンバ５４２は、第１の端部で第１のウィンドウ５４３によって閉鎖され、第２の反対の端部で第２のウィンドウ５４４によって閉鎖されている。チャンバ５４２内に制御された量のガスを流入可能とするために入口５４５が設けられている。チャンバ５４２内から制御された量のガスを排出可能とするためにバルブ５４６も設けることができる。チャンバ５４２内の圧力を監視するために圧力モニタ５４７が設けられている。圧力モニタ５４７はいかなる形態の圧力モニタであってもよい。固定の封入されたガス媒体でなくガス流を供給することで、ガスによって吸収したエネルギを除去することができる。このように除去されるエネルギ量は、減衰装置５４０が大きい減衰率（１０等の減衰率）を与える場合には相当なものとなり得る。
[00480] 入口５４５によってチャンバ５４２内にＥＵＶ吸収ガスを導入することができる。チャンバ５４２内に導入される特定のガスは、所望のＥＵＶ吸収レベルに応じて選択可能であることは認められよう。しかしながら一例として、水素、ヘリウム、及び／又はアルゴン等のガスが適切であり得る。ウィンドウ５４３、５４４は、ＥＵＶ放射に高い透過率を与えるように構築すると共に、他の波長の電磁放射には高い吸収率を与えるように構築することができる。例えばこれらのウィンドウは、一般にスペクトル純度フィルタと称されるものを含むことができ、これはＥＵＶ波長外の放射を遮るがＥＵＶ放射の透過を可能とする。このようなスペクトル純度フィルタは、当業者に認められるいずれかの適切な方法で構築可能である。例えばウィンドウ５４３、５４４は、モリブデン（Ｍｏ）及びケイ化ジルコニウム（ＺｒＳｉ）から構築すればよい。Ｍｏ／ＺｒＳｉスタックの一面又は両面にモリブデンシリサイド（ＭｏＳｉ）を被せてもよい。代替的な例では、ウィンドウ５４３、５４４はポリシリコン（ｐＳｉ）から形成可能である。ポリシリコンフィルムの一面又は両面に窒化シリコン（ＳｉＮ）層を被せてもよい。例えばグラフェン等の他の材料も、ウィンドウ５４３、５４４に用いるのに適切であり得る。ウィンドウ５４３、５４４の厚さは、チャンバ５４２内の所望の最大圧力に応じて選択すればよい。所望の最大圧力は所望の減衰に応じて選択すればよい。
[00481] 分岐放射ビームＢａは、第１のウィンドウ５４３を通って代替的な減衰装置５４０に入射し、チャンバ５４２内の流体との相互作用によって減衰した後、第２のウィンドウ５４４を通って減衰装置５４０から出射する。チャンバ５４２を通過することによる分岐放射ビームＢａの減衰は、チャンバ５４２内のガスの種類、量、及び圧力を変えることで変動させることができる。
[00482] 圧力センサ、ガス入口、及びガスバルブは、コントローラＣＴＡと連通させることができる。コントローラＣＴＡは、ガス入口５４５及びガスバルブ５４６を制御することでチャンバ５４２内の所望の圧力を達成するように動作可能である。チャンバ５４２内の所望の圧力は、代替的な減衰装置によって分岐放射ビームＢａの所望の減衰が達成されるように選択することができる。この代わりに又はこれに加えて、チャンバ５４２内の所望の圧力は、チャンバ５４２内の圧力を所定の安全範囲内に維持するように選択してもよい。
[00483] 図３０ｂに、代替的な減衰装置の代替的な実施形態を示す。同様のコンポーネントには同様の番号を付す。図３０ａの例示的な実施形態では、ウィンドウ５４３、５４４の双方が長さに沿って分岐放射ビームＢａの伝搬方向に対して垂直である。このため、分岐放射ビームＢａがチャンバ５４２に入射する位置とは無関係に、チャンバ５４２を通る分岐放射ビームＢａの経路は同一の長さである。図３０ｂに示す代替的な例では、ウィンドウ５４３、５４４は分岐放射ビームＢａの伝搬方向に対して相互に角度が付いている。このため、分岐放射ビームＢａがある位置からチャンバ５４２に入射する場合、分岐放射ビームＢａが（図３０ｂのｙ方向で）もっと低い別の位置からチャンバ５４２に入射する場合に比べて、短い距離でチャンバ５４２を通り抜ける。従って、分岐放射ビームＢａがチャンバ５４２内に入射する位置を変えることによって分岐放射ビームＢａの減衰を変動させることができる。更に、この構成を用いて光ビームの断面で強度勾配を発生させることも可能である。このような強度勾配を用いて、照明フィールドにおける強度のばらつきを補正してもよい。
[00484] 図３１及び図３２に、更に別の代替的なガスベースの減衰装置５５０を概略的に示す。まず図３１を参照すると、装置５５０は、分岐放射ビームＢａが通過するチューブ５５１を備えている。分岐放射ビームＢａを減衰させるように作用するガスは、ガス供給５５２から３つのバルブ５５３ａ〜５５３ｃを介して、チューブ５５１に沿って離間したガス入口５５４ａ〜５５４ｃに供給される。チューブ５５１に３つの出口５５５ａ〜５５５ｃが設けられている。これらのガス出口は、関連付けられたガス入口５５４ａ〜５５４ｃに概ね対向している。各出口５５５ａ〜５５５ｃに真空ポンプ５５６ａ〜５５６ｃが接続され、ガスを排出機構５５７に送り出すように構成されている。
[00485] 減衰装置５５０は更に差動ポンピング部を備え、それらの２つ５５８はガス入口５５４ａ〜５５４ｃの上流に設けられ、それらの２つ５５９はガス入口の下流に設けられている。各差動ポンピング部５５８、５５９は、部分的に壁５６０で囲まれたチューブ５５１内の容積（ｖｏｌｕｍｅ）を含む。壁５６０の各々に、分岐放射ビームＢａが通過する開口が設けられている。各容積にポンプ５６１が接続され、その容積からガスを送り出すために用いられる。差動ポンピング部５５８、５５９は、減衰装置５５０における圧力変動を他の装置から分離する（例えばそれらをリソグラフィ装置から分離する）ように動作可能である。
[00486] 使用の際、減衰装置５５０により与えられる減衰度は、バルブ５５３ａ〜５５３ｃを通過するガスのガス流量を変えることで制御される。バルブ５５３ａ〜５５３ｃはコントローラＣＴＡによって制御可能である。チューブ５５１内のガス圧を上昇させると分岐放射ビームＢａの減衰を増大させることができ、ガス圧を低下させると分岐放射ビームの減衰を低減させることができる。真空ポンプ５５６ａ〜５５６ｃを用いてチューブ５５１からガスを全て除去することで、減衰を０％まで低減させることができる。ガスにより与えられる減衰は、ガスが供給されるチューブ５５１の長さに依存し、更に、使用するガスに依存する。例えば水素ガスを用いる場合、ＥＵＶ放射の吸収は０．１％Ｐａ／ｍである。分岐放射ビームＢａの０％から２０％の減衰が必要である場合、１０ｍのチューブ長にわたってガスを供給し、次いでチューブ内の水素ガス圧を０Ｐａから２０Ｐａの間で変動させなければならない。例えばアルゴン（吸収率０．０３４Ｐａ−１ｍ−１）、窒素（０．０５９Ｐａ−１ｍ−１）、又はキセノン（０．０６２Ｐａ−１ｍ−１）等、もっと吸収率の高いガスを用いる場合は、これに応じてチューブ５５１の長さを縮小すればよい。例えば窒素を用いる場合、０〜０．７Ｐａの圧力範囲で５ｍ長のチューブを用いて、０％から２０％までの減衰を達成可能である。
[00487] 減衰装置５５０の応答時間は、バルブ５５３ａ〜５５３ｃの速度、真空ポンプ５５６ａ〜５５６ｃのポンプ速度、及びガスを供給するチューブ５５１の容積に依存する。
[00488] 図３２は、バルブ５５３ａ及びポンプ５５６ａの実施形態を概略的に示す。バルブ５５３ａは、アクチュエータ５７１によって作動されるバッフル５７０を備えている。バッフル５７０は、バッファ容積５７２とチューブ５５１との間の漏れのあるシールを形成する。バッファ容積５７２は、ガス供給５５２を用いてチューブ５５１内の圧力よりも高圧に維持される。アクチュエータ５７１はバッフル５７０を動かして、バッファ容積５７２からチューブ５５１内への出口５５４ａを開閉する。バッフル５７０は軽量とすることができる（例えば１０ｇ以下、例えば約１ｇの重量）。この結果、アクチュエータ５７１は比較的高い周波数（例えば２ｋＨｚ超）でバッフル５７０を用いて出口５５４ａを開閉することができる。
[00489] 真空ポンプ５５６ａは、このポンプの入口アパーチャにガスが流入する線形速度ｖとして表現可能なポンプ速度を有する。応答時間は、チューブ５５１の直径Ｄに概ね関連付けられる（応答時間Ｔは概ねＤ／ｖである）。典型的なターボ分子ポンプでは、ｖは約１００ｍ／ｓである。チューブ５５１の直径Ｄが５ｃｍである場合、応答時間Ｔは約０．５ｍｓとなる。これは約２ｋＨｚの最大周波数に対応している。ガス入口５５４ａの近傍でチューブ５５１の周囲に２つ以上のポンプ５５６ａを設けることができる。この場合、応答周波数は増大する。
[00490] 一般に、図３０ａ、図３０ｂの代替的な減衰装置を用いて分岐放射ビームＢａの減衰を変動させ得る範囲は、図２８及び図２９の減衰装置によって達成可能な減衰調整範囲よりも大きい。しかしながら、減衰を調整可能な速度は遅い。例えば、減衰を低減させるため、チャンバ５４２からガスを抜くことができる。しかしながらこれは、例えばミラー５３０から５５３を調整するために必要な時間に比べて著しく長い時間を要し得る。この時間長は、ターゲット位置がＥＵＶ放射を受光する時間期間より長い（例えば１ｍｓより長い）ことがある。
[00491] 図３３を参照すると、更に別の代替的な実施形態が示されている。この場合、分岐放射ビームＢａの経路に近垂直入射角で配置したＥＵＶ反射膜５８０によって減衰装置を提供する。膜５８０は、上述のウィンドウ５４３、５４４と同様に構築することができる。膜５８０は、使用する構成及び材料に応じていずれかの適切な寸法とすればよい。
[00492] 分岐放射ビームＢａは、第１の減衰装置５１９から出射して膜５８０に入射する。膜５８０は、分岐放射ビームＢａの部分５８１を減衰器５１５ａの壁に配置された放射ダンプ５８２の方へ反射させる分岐放射ビームＢａの入射角を生成するような向きに配置されている。分岐放射ビームＢａの部分５５３は膜５８０を透過する。反射されない分岐放射ビームＢａの部分は膜５８０によって吸収されることは認められよう。分岐放射ビームＢａと膜５８０の入射角を近垂直入射角として、前段の光学要素（例えば図３３の減衰装置５１９）の方への反射放射を実質的に回避することができる。
[00493] 膜５８０は、分岐放射ビームＢａと交差しない第１の位置（図示せず）と、放射ビームと交差する第２の位置（図示している）と、の間で動かすことができる。膜の位置は、アクチュエータ（図示せず）を用いてコントローラＣＴＡによって制御すればよい。従ってコントローラＣＴＡは、膜５８０を用いて減衰を与えることが望まれるか否かに応じて、第１の位置及び第２の位置から選択する。
[00494] 図３３において、膜５８０は減衰器１５ａ内の減衰装置５１９の後段（分岐放射ビームＢａの伝搬方向に対して）に配置されている。しかしながら他の実施形態では、減衰器１５ａ内の減衰装置の順序は異なるものにしてもよい。更に、膜５８０等の複数の膜を連続的に設けることで、分岐放射ビームＢａの減衰を更に増大可能であることも認められよう。分岐放射ビームと複数の膜との交差はコントローラＣＴＡによって制御可能である。
[00495] 一実施形態では、膜５８０の代わりにメッシュを用いてもよい。一実施形態では、２つ以上のメッシュを使用可能である。メッシュは、膜よりも高い熱負荷に耐え得る場合がある。
[00496] 一実施形態において、減衰器は、照明システムＩＬ（図２を参照のこと）の閉鎖構造の開口８における調整可能アパーチャを含むことができる。分岐放射ビームＢａを減衰させるため、調整可能アパーチャのサイズを縮小することができる。この実施形態は放射の遠距離場分布に影響を与えない。これは、瞳面における放射にわずかな影響を与えるだけである（放射の極は小さくなるが位置は変わらない）。
[00497] 減衰器１５ａ〜１５ｎは、上述の実施形態の１つ以上を含むことができる。例えば図３３の反射膜を、図２８又は図２９の減衰装置及び／又は図３０ａ、３０ｂの減衰装置と組み合わせることができる。実施形態の他の組み合わせも可能である。
[00498] 図１に関連付けて、各分岐放射ビームに各減衰器１５ａ〜１５ｎを設けることを説明したが、他の実施形態では、分岐放射ビームの１つ又はいくつかのみに減衰器を設ける場合もあることは認められよう。更に、複数の分岐放射ビームに単一の減衰器を設けることも可能である。例えば、減衰器１５ａ〜１５ｎはスプリッタ１９の外側に配置して図示しているが、他の実施形態では、本明細書で説明したような減衰器をスプリッタ１９内に配置することで複数の分岐放射ビームを減衰することができる。例えば、分岐放射ビームＢｂ〜Ｂｎの全てを共に減衰させるために、第１の分岐放射ビームＢａの分岐直後に減衰器を設けてもよい。減衰器のいかなる組み合わせ又は構成も提供可能である。
[00499] 概略的に説明したような減衰器は、リソグラフィシステム内で基板よりも前段の他の場所に位置付けることも可能である。例えば図２を参照すると、照明システムＩＬ内に減衰器を位置付けることができる。
[00500] 本発明の実施形態を単一の自由電子レーザＦＥＬの状況で説明したが、いかなる数の自由電子レーザＦＥＬも使用可能であることは認められよう。例えば、複数のリソグラフィ装置にＥＵＶ放射を提供するように２つの自由電子レーザを構成することができる。これはある程度の冗長性を織り込んでいる。この場合、一方の自由電子レーザが修理又は保守の最中である時に他方の自由電子レーザを用いることができる。
[00501] リソグラフィシステムＬＳの説明した実施形態は８つのリソグラフィ装置に言及し得るが、リソグラフィシステムＬＳはいかなる数のリソグラフィ装置も含むことができる。リソグラフィシステムＬＳを形成するリソグラフィ装置の数は、例えば、自由電子レーザから出力される放射量と、ビーム分割装置１９で失われる放射量と、に依存し得る。これに加えて又はこの代わりに、リソグラフィシステムＬＳを形成するリソグラフィ装置の数は、１つのリソグラフィシステムＬＳのレイアウト及び／又は複数のリソグラフィシステムＬＳのレイアウトに依存し得る。
[00502] また、リソグラフィシステムＬＳの実施形態は、１つ以上のマスク検査装置ＭＩＡ及び／又は１つ以上の空中検査測定システム（ＡＩＭＳ：Ａｅｒｉａｌ Ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ｓｙｓｔｅｍ）を含むことができる。いくつかの実施形態では、リソグラフィシステムＬＳは、ある程度の冗長性を織り込むために２つのマスク検査装置を含み得る。これは、一方のマスク検査装置が修理又は保守の最中である時に他方のマスク検査装置の使用を可能とする。このため、一方のマスク検査装置は常に使用に供することができる。マスク検査装置は、リソグラフィ装置よりも低パワーの放射ビームを用いることができる。更に、本明細書に記載したタイプの自由電子レーザＦＥＬを用いて発生させた放射は、リソグラフィ又はリソグラフィ関連の用途以外の用途に使用可能であることは認められよう。
[00503] 「相対論的電子」という言葉は、相対論的エネルギを有する電子を意味するものと解釈するべきである。電子は、その運動エネルギが静止質量エネルギ（自然単位で５１１ｋｅＶ）以上に相当する場合に相対論的エネルギを有すると見なすことができる。実際には、自由電子レーザの一部を形成する粒子加速器は、静止質量エネルギよりはるかに大きいエネルギに電子を加速させることができる。例えば粒子加速器は、１０ＭｅＶ以上、１００ＭｅＶ以上、１ＧｅＶ以上のエネルギに電子を加速させ得る。
[00504] ＥＵＶ放射ビームを出力する自由電子レーザＦＥＬの状況において本発明の実施形態を説明した。しかしながら自由電子レーザＦＥＬは、いかなる波長の放射も出力するように構成可能である。従って、本発明のいくつかの実施形態は、ＥＵＶ放射ビームでない放射ビームを出力する自由電子を含み得る。
[00505] 「ＥＵＶ放射」という言葉は、例えば１３〜１４ｎｍの範囲内のように、４〜２０ｎｍの範囲内の波長を有する電磁放射を包含すると考えることができる。ＥＵＶ放射は、６．７ｎｍ又は６．８ｎｍ等、例えば４〜１０ｎｍの範囲内のように、１０ｎｍ未満の波長を有することができる。
[00506] リソグラフィ装置ＬＡａ〜ＬＡｎはＩＣの製造において使用可能である。あるいは、本明細書に記載したリソグラフィ装置ＬＡａ〜ＬＡｎは他の用途を有する場合もある。考えられる他の用途には、集積光学システム、磁気ドメインメモリ用誘導及び検出パターン、フラットパネルディスプレイ、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、薄膜磁気ヘッド等の製造が含まれる。
[00507] 異なる実施形態を相互に組み合わせることができる。実施形態の特徴を他の実施形態の特徴と組み合わせることも可能である。
[00508] 本発明の特定の実施形態を説明したが、説明とは異なる方法でも本発明を実施可能であることは認められよう。上記の記載は限定でなく例示を意図したものである。従って、以下に述べる特許請求の範囲から逸脱することなく、記載されたような本発明に変更を行い得ることが当業者には認められよう。

Claims (202)

  1. リソグラフィ基板にパターンを付与する方法であって、
    自由電子レーザを用いてＥＵＶ放射を発生させることと、
    前記ＥＵＶ放射をリソグラフィ基板上に投影するリソグラフィ装置に前記ＥＵＶ放射を送出することと、を備え、
    前記方法が、フィードバックベースの制御ループを用い、前記自由電子レーザを監視し、それに応じて前記自由電子レーザの動作を調整することによって、前記リソグラフィ基板に送出されるＥＵＶ放射のパワーの変動を低減させることを更に備える、方法。
  2. 前記フィードバックベースの制御ループが、前記自由電子レーザによって出力されるＥＵＶ放射の前記パワーを監視する、請求項１に記載の方法。
  3. 前記フィードバックベースの制御ループが、前記自由電子レーザによって出力されるＥＵＶ放射の前記パワーに相関したパラメータを監視する、請求項１又は２に記載の方法。
  4. 前記フィードバックベースの制御ループが、前記自由電子レーザにおける電子の電流を監視する、請求項３に記載の方法。
  5. 前記フィードバックベースの制御ループが、前記自由電子レーザによって用いられる電子を発生させるのに用いられるレーザのパワーを監視する、請求項３に記載の方法。
  6. 前記フィードバックベースの制御ループが、１０ｋＨｚ以上の周波数で動作する、請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。
  7. 前記リソグラフィ装置に送出されるＥＵＶ放射の前記パワーを更に制御するために、前記自由電子レーザによって出力されたＥＵＶ放射に可変の減衰を適用することを更に備える、請求項１から６のいずれか一項に記載の方法。
  8. 前記リソグラフィ装置が、前記ＥＵＶ放射を受光する複数のリソグラフィ装置のうちの１つである、請求項１から７のいずれか一項に記載の方法。
  9. 前記ＥＵＶ放射の前記可変の減衰が、前記リソグラフィ装置の各々について独立して制御可能である、請求項７又は８に記載の方法。
  10. 前記可変の減衰が、第２のフィードバックベースの制御ループによって制御される、請求項７から９のいずれか一項に記載の方法。
  11. 前記第２のフィードバックベースの制御ループが、１ｋＨｚ以下の周波数で動作する、請求項１０に記載の方法。
  12. 前記第２のフィードバックベースの制御ループが、前記リソグラフィ装置に位置付けられたセンサによって測定されたようなＥＵＶ放射強度を用い、
    前記センサが、前記リソグラフィ装置の投影システムよりも前段に位置付けられている、請求項１０又は１１に記載の方法。
  13. 前記第２のフィードバックベースの制御ループが、前記リソグラフィ装置に位置付けられたセンサによって測定されたようなＥＵＶ放射強度を用い、
    前記センサが、前記リソグラフィ装置の投影システムよりも後段に位置付けられている、請求項１０から１２のいずれか一項に記載の方法。
  14. 自由電子レーザによる発生の後、リソグラフィ基板上のターゲット位置にリソグラフィ装置によって送出されるＥＵＶ放射の線量を制御する方法であって、
    第１及び第２のフィードバックベースの制御ループを用いて前記ターゲット位置に入射するＥＵＶ放射の強度を調整することを備え、
    前記第１のフィードバックベースの制御ループが、前記第２のフィードバックベースの制御ループよりも高速の応答を有する、方法。
  15. 前記第２のフィードバックベースの制御ループが、前記リソグラフィ装置に関連付けられている、請求項１４に記載の方法。
  16. 前記第１のフィードバックベースの制御ループが、前記自由電子レーザに関連付けられている、請求項１４又は１５に記載の方法。
  17. 前記リソグラフィ装置によって送出されるＥＵＶ放射の強度が、基板支持テーブルに位置付けられたセンサを用いて監視される、請求項１４から１６のいずれか一項に記載の方法。
  18. 前記強度が、前記リソグラフィ装置によるターゲット位置の露光の間に測定される、請求項１７に記載の方法。
  19. 自由電子レーザを用いてＥＵＶの発生を制御する方法であって、
    前記自由電子レーザによって出力されるＥＵＶ放射のパワーを監視することと、
    フィードバックベースの制御ループを用いてＥＵＶ放射の前記パワーを制御することと、を備え、
    ＥＵＶ放射の前記パワーの調整が、ＥＵＶ放射の実質的に一定な波長を維持しながら実行される、方法。
  20. 前記ＥＵＶ放射が、リソグラフィ基板にパターンを付与するために複数のリソグラフィ装置によって用いられる、請求項１９に記載の方法。
  21. ＥＵＶ放射を発生させる自由電子レーザと、前記ＥＵＶ放射をリソグラフィ基板上に投影するリソグラフィ装置と、を備えるリソグラフィシステムであって、
    前記装置が、前記自由電子レーザによって出力される前記ＥＵＶ放射を監視するセンサと、前記センサからの出力を受信しそれに応じて前記自由電子レーザの動作を調整するコントローラと、を有するフィードバックベースの制御ループを更に備える、リソグラフィシステム。
  22. 前記センサが、前記自由電子レーザによって出力されるＥＵＶ放射のパワーを監視する、請求項２１に記載のリソグラフィシステム。
  23. 前記センサが、前記自由電子レーザによって出力されるＥＵＶ放射のパワーに相関したパラメータを監視する、請求項２１に記載のリソグラフィシステム。
  24. 前記センサが、前記自由電子レーザにおける電子の電流を監視する、請求項２３に記載のリソグラフィシステム。
  25. 前記センサが、前記自由電子レーザによって用いられる電子を発生させるのに用いられるレーザのパワーを監視する、請求項２３に記載のリソグラフィシステム。
  26. 前記フィードバックベースの制御ループが、１０ｋＨｚ以上の周波数で動作する、請求項２１から２５のいずれか一項に記載のリソグラフィシステム。
  27. 前記リソグラフィ装置に送出されるＥＵＶ放射の前記パワーを更に制御するために、前記自由電子レーザによって出力されたＥＵＶ放射に可変の減衰を適用する減衰器を更に備える、請求項２１から２６のいずれか一項に記載のリソグラフィシステム。
  28. 前記リソグラフィ装置が、前記ＥＵＶ放射を受光する複数のリソグラフィ装置のうちの１つである、請求項２１から２７のいずれか一項に記載のリソグラフィシステム。
  29. 減衰器が各リソグラフィ装置に設けられ、前記減衰器が前記リソグラフィ装置の各々について独立して制御可能である、請求項２７又は２８に記載のリソグラフィシステム。
  30. 前記可変の減衰が、第２のフィードバックベースの制御ループによって制御される、請求項２１から２９のいずれか一項に記載のリソグラフィシステム。
  31. 前記第２のフィードバックベースの制御ループが、１ｋＨｚ以下の周波数で動作する、請求項３０に記載のリソグラフィシステム。
  32. 前記第２のフィードバックベースの制御ループが、前記リソグラフィ装置においてＥＵＶ放射強度を測定するセンサを備える、請求項３０又は３１に記載のリソグラフィシステム。
  33. 前記センサが、前記リソグラフィ装置の投影システムよりも前段に位置付けられている、請求項３２に記載のリソグラフィシステム。
  34. 前記センサが、前記リソグラフィ装置の投影システムよりも後段に位置付けられている、請求項３２に記載のリソグラフィシステム。
  35. 自由電子レーザによる発生の後、リソグラフィ基板上のターゲット位置にリソグラフィ装置によって送出されるＥＵＶ放射の線量を制御する装置であって、
    前記装置が、前記ターゲット位置に入射するＥＵＶ放射の強度を調整するように動作可能な第１及び第２のフィードバックベースの制御ループを備え、
    前記第１のフィードバックベースの制御ループが、前記第２のフィードバックベースの制御ループよりも高速の応答を有する、装置。
  36. 前記第２のフィードバックベースの制御ループが、前記リソグラフィ装置に関連付けられている、請求項３５に記載の装置。
  37. 前記第１のフィードバックベースの制御ループが、前記自由電子レーザに関連付けられている、請求項３５又は３６に記載の装置。
  38. 前記リソグラフィ装置が、基板支持テーブルに位置付けられたセンサを備え、
    前記センサが、前記リソグラフィ装置によって送出されるＥＵＶ放射の前記強度を監視する、請求項３５から３７のいずれか一項に記載の装置。
  39. 前記強度が、前記リソグラフィ装置によるターゲット位置の露光の間に測定される、請求項３８に記載の装置。
  40. 前記ＥＵＶ放射が、リソグラフィ基板にパターンを与えるために複数のリソグラフィ装置によって用いられる、請求項３５から３９のいずれか一項に記載の装置。
  41. 自由電子レーザのための入射器であって、
    フォトカソードと、
    パルス放射ビームを放出し、前記パルス放射ビームを誘導して前記フォトカソード上に入射させるように動作可能な放射源であって、これにより、前記フォトカソードをして、前記入射器から出力される電子バンチのビームを放出させ、各電子バンチが前記放射ビームのパルスに対応する、放射源と、
    前記電子ビームを妨害するように動作可能な制御装置であって、前記放射ビームの少なくとも１つのパルスが、前記入射器から出力される前記電子ビーム内に関連した電子バンチを実質的に含まないようにする、制御装置と、
    を備える、入射器。
  42. 前記制御装置が、周期的に前記電子ビームを妨害するように動作可能である、請求項４１に記載の入射器。
  43. 前記制御装置が、前記電子ビームを妨害するように動作可能であり、前記放射ビームの単一のパルスが前記入射器から出力される前記電子ビーム内に関連した電子バンチを実質的に含まないようにする、請求項４１又は４２に記載の入射器。
  44. 前記制御装置が、前記放射ビームの少なくとも１つのパルスが前記フォトカソードに入射するのを実質的に防止するように動作可能であり、これにより、前記フォトカソードからの電子バンチの前記放出を妨害する、請求項４１から４３のいずれか一項に記載の入射器。
  45. 前記制御装置が、
    前記放射ビームの経路において、前記放射ビームが前記フォトカソードに入射するよりも前段に配置されたポッケルセルであって、前記ポッケルセルが、偏光状態を変化させずに前記放射ビームを透過させる第１の動作モードと、前記ポッケルセルが前記放射ビームを透過させると共に前記ポッケルセルの前記偏光状態を回転させる第２の動作モードと、の間でスイッチング可能である、ポッケルセルと、
    前記ポッケルセルと前記フォトカソードとの間で前記放射ビームの前記経路に配置された偏光子であって、所与の偏光状態を有する放射のみを透過させる偏光子と、
    を備える、請求項４４に記載の入射器。
  46. 前記ポッケルセルが、電気光学結晶、１対の電極、及び電圧源を備え、前記電圧源が前記電極間に電位差を発生させるように動作可能であり、これにより、前記ポッケルセルを前記第１の動作モードから前記第２の動作モードにスイッチングする、請求項４５に記載の入射器。
  47. 前記ポッケルセルが、複数の対の電極及び複数の電圧源を備え、
    前記複数の電圧源の各々が、前記複数の対の電極の１つ間に電位差を発生させるように動作可能であり、これにより、前記ポッケルセルを前記第１の動作モードから前記第２の動作モードにスイッチングする、請求項４６に記載の入射器。
  48. 前記ポッケルセルが、前記第２の動作モードにある場合に前記放射ビームの前記偏光状態を９０度回転させる、請求項４５から４７のいずれか一項に記載の入射器。
  49. 前記制御装置が、前記放射ビームの前記経路において、前記放射ビームが前記フォトカソードに入射するよりも前段に配置された複数のポッケルセルを備え、
    前記複数のポッケルセルの各々が、前記ポッケルセルが偏光状態を変化させずに前記放射ビームを透過させる第１の動作モードと、前記ポッケルセルが前記放射ビームを透過させると共に前記ポッケルセルの前記偏光状態を９０度未満回転させる第２の動作モードと、の間でスイッチング可能であり、
    前記複数のポッケルセルの各々が、前記第２の動作モードにある場合に前記複数のポッケルセルが９０度の前記放射ビームの前記偏光状態の組み合わせた回転を適用する、請求項４５から４７のいずれか一項に記載の入射器。
  50. 前記偏光子が、前記放射ビームが前記ポッケルセルに入射する前の前記放射ビームの前記偏光状態を有する放射のみを透過させる、請求項４５から４９のいずれか一項に記載の入射器。
  51. 前記第２の動作モードにある場合に前記放射ビームの前記偏光状態を９０度回転させる第２のポッケルセルを更に備える、請求項４８に記載の入射器。
  52. 前記偏光子が、前記放射ビームが前記ポッケルセルに入射する前の前記放射ビームの前記偏光状態に直交した偏光状態を有する放射のみを透過させる、請求項５１に記載の入射器。
  53. 前記制御装置が、前記電子ビームから少なくとも１つの電子バンチを偏向させるように動作可能であり、これによって前記入射器から出力される前記電子ビームを妨害する、請求項４１から５２のいずれか一項に記載の入射器。
  54. 前記制御装置が、
    前記電子ビームの軌道の各側に配置された１対の伝導性板と、
    前記伝導性板間に電位差を発生させるように動作可能な電圧源であって、これにより、前記電子ビームから電子バンチを偏向させるのに充分な電場を前記伝導性板間に発生させる、電圧源と、
    を備える、請求項５３に記載の入射器。
  55. 前記電子ビームから偏向された電子バンチを受容するビームダンプを更に備える、請求項５４に記載の入射器。
  56. 請求項４１から５５のいずれか一項に記載された入射器と、
    前記入射器から出力される前記電子ビームを加速させるように動作可能な粒子加速器と、
    前記加速された電子ビームを周期経路に沿って導き、自由電子レーザ放射ビームの放出を誘導するように動作可能なアンジュレータであって、前記自由電子レーザ放射ビームが一連のパルスを含み、各パルスが前記電子ビームの電子バンチに対応する、アンジュレータと、
    を備える、自由電子レーザ。
  57. 前記入射器の前記制御装置が、前記入射器から出力される前記電子ビームを妨害するように動作可能であり、これによって前記自由電子レーザ放射ビームの前記パルスを妨害する、請求項５６に記載の自由電子レーザ。
  58. 前記入射器の前記制御装置を制御し、所与の時間期間に発生する前記自由電子レーザ放射ビームのパルスの数を制御するように動作可能なコントローラを更に備える、請求項５７に記載の自由電子レーザ。
  59. 前記アンジュレータが、ＥＵＶ自由電子レーザ放射ビームの放出を誘導するように動作可能である、請求項５６から５８のいずれか一項に記載の自由電子レーザ。
  60. 前記放射ビームの強度を監視すると共に前記コントローラに信号を出力するセンサを更に備え、これにより、フィードバックベースの制御ループを提供する、請求項５９に記載の自由電子レーザ。
  61. 請求項５６から５１９のいずれか一項に記載された自由電子レーザを備える放射源と、
    リソグラフィ装置と、
    を備える、リソグラフィシステム。
  62. 前記リソグラフィ装置が、前記放射源の自由電子レーザから出力される前記自由電子レーザ放射ビームの少なくとも一部を含む放射ビームを受光し、前記リソグラフィ装置が、
    前記放射源から受光される前記放射ビームを調節する照明システムと、
    パターニングデバイスを支持する支持構造であって、前記パターニングデバイスが前記放射ビームの断面にパターンを与えてパターン付与された放射ビームを形成することができる、支持構造と、
    基板を保持する基板テーブルと、
    前記パターン付与された放射ビームを前記基板のターゲット位置上に投影する投影システムと、
    を備える、請求項６１に記載のリソグラフィシステム。
  63. 前記入射器の前記制御装置が前記入射器から出力される前記電子ビームを妨害するように動作可能であり、これにより、前記自由電子レーザ放射ビームの前記パルスを妨害し、これにより、前記リソグラフィ装置により受光される前記放射ビームのパルスを妨害し、これにより、前記基板のターゲット位置上に投影される前記パターン付与された放射ビームのパルスを妨害する、請求項６２に記載のリソグラフィシステム。
  64. コントローラを更に備え、
    前記コントローラが、前記入射器の前記制御装置を制御し、露光時間期間に前記基板の前記ターゲット位置により受光される前記パターン付与された放射ビームのパルスの数を制御するように動作可能であり、これにより、前記露光時間期間に前記基板のターゲット位置により受光される放射線量を制御する、請求項６３に記載のリソグラフィシステム。
  65. 複数の磁石を備えるアンジュレータであって、周期磁場を生成するように動作可能であり、前記アンジュレータの中心軸を中心として周期経路に沿って前記相対論的電子を導き、相対論的電子が前記アンジュレータにおける放射と相互作用することでコヒーレントな放射の放出を誘導するように配置された、アンジュレータと、
    受信した信号に応じて、前記放射の放射照度及び／又は偏光を変えるように前記アンジュレータのパラメータを変化させる調整機構と、
    を備える、自由電子レーザ。
  66. 前記放出される放射の放射照度を確定すると共にこれを示す信号を前記調整機構に送信する放射センサを更に備える、請求項６５に記載の自由電子レーザ。
  67. 前記アンジュレータが、テーパ化されている、請求項６５又は６６に記載の自由電子レーザ。
  68. 前記調整機構が、前記アンジュレータの前記中心軸上の又は前記中心軸の近傍の前記磁場の強度を変える、請求項６５から６７のいずれか一項に記載の自由電子レーザ。
  69. 前記磁石の１つ以上を前記アンジュレータの前記中心軸に近付く方向へ又は前記中心軸から遠ざかる方向へ動かすことによって前記アンジュレータの前記中心軸上の又は前記中心軸の近傍の前記磁場の強度を変える、請求項６８に記載の自由電子レーザ。
  70. 前記放射の前記偏光が不変のままであるように前記１つ以上の磁石を前記アンジュレータの前記中心軸に対して動かす、請求項６９に記載の自由電子レーザ。
  71. 前記磁石により生成される前記磁場を変えることによって前記アンジュレータの前記中心軸上の又は前記中心軸の近傍の前記磁場の強度を変える、請求項６８から７０のいずれか一項に記載の自由電子レーザ。
  72. 前記調整機構が、前記アンジュレータの周期を変える、請求項６５から７１のいずれか一項に記載の自由電子レーザ。
  73. 前記周期経路が、らせん部分を含む、請求項６５から７２のいずれか一項に記載の自由電子レーザ。
  74. 前記相対論的電子の源と前記アンジュレータとの間に配置された第１の偏向磁石を更に備え、これが、前記電子が前記アンジュレータにより前記周期経路に沿って導かれ前記アンジュレータ内の放射と相互作用してコヒーレントな放射の放出を誘導するオフ状態、又は、前記電子が前記アンジュレータ内の異なる経路に沿って導かれ前記アンジュレータ内の放射から切り離されてコヒーレントな放射の放出を実質的に誘導しないオン状態、であり得る、請求項７３に記載の自由電子レーザ。
  75. 前記アンジュレータの下流に配置された第２の偏向磁石を更に備え、これが前記第１の偏向磁石の作用を補償するので、前記第１の偏向磁石が前記オン状態である場合に前記第２の偏向磁石から出射する電子が、前記第１の偏向磁石が前記オフ状態である場合に前記第２の偏向磁石から出射する電子と実質的に同じ軌道をとる、請求項７４に記載の自由電子レーザ。
  76. 電子を減速させる減速機構と、電子を吸収するビームダンプと、を更に備え、
    前記減速機構が、前記アンジュレータから出射した電子が前記ビームダンプに入射する前にそのエネルギを低減させるように動作可能である、請求項６５から７５のいずれか一項に記載の自由電子レーザ。
  77. 前記相対論的電子の源を更に備え、前記源が線形加速器を備え、前記減速機構が前記線形加速器を用いて前記アンジュレータから出射した電子を減速させる、請求項７６に記載の自由電子レーザ。
  78. 前記減速機構の少なくとも一部が、前記相対論的電子の源とは別個である、請求項７６又は７７に記載の自由電子レーザ。
  79. 前記減速機構が、シンクロトロン又はサイクロトロン等の能動減速機構を備える、請求項７８に記載の自由電子レーザ。
  80. 前記減速機構が、前記電子が通過する粗い内面を有する伝導性導管等の受動減速機構を備える、請求項７８又は７９に記載の自由電子レーザ。
  81. 前記自由電子レーザと前記パターニングデバイスとの間に配置されたミラーに応じて前記放出される放射の前記偏光が選択されることにより、パターニングデバイスに入射する前記放射が所望の偏光を有するように前記アンジュレータが構成されている、請求項６５から８０のいずれか一項に記載の自由電子レーザ。
  82. 前記調整機構が、前記放射を少なくとも２つの成分に分割し、前記少なくとも２つの成分を異なる光路に沿って導き、前記少なくとも２つの成分を結合することによって前記放射の前記偏光を変え、前記光路の１つが複数の反射を含んでその光路を進む前記成分の偏光ベクトルが回転するようになっている、請求項６５から８１のいずれか一項に記載の自由電子レーザ。
  83. 前記アンジュレータが、ヘリカルアンジュレータを含み、
    前記調整機構が、ヘリカルアンジュレータの少なくとも一部の周期磁石構造を他の部分に対して調整することによって前記放射の前記偏光を変える、請求項６５から８２のいずれか一項に記載の自由電子レーザ。
  84. 前記アンジュレータが、平面アンジュレータを含み、
    前記調整機構が、第１及び第２の直線偏光成分の比が変わるように前記アンジュレータの少なくとも一部のテーパ化を変えることによって前記放射の前記偏光を変える、請求項６５から８３のいずれか一項に記載の自由電子レーザ。
  85. 前記調整機構が、所望の偏光状態を増幅するように前記アンジュレータ内に平面アンジュレータ部の少なくとも一部を導入することによって前記放射の前記偏光を変える、請求項６５から８４のいずれか一項に記載の自由電子レーザ。
  86. 前記相対論的電子を生成するように動作可能な電子源を更に備える、請求項６５から８５のいずれか一項に記載の自由電子レーザ。
  87. 自由電子レーザを備える放射システムであって、
    前記自由電子レーザが、
    相対論的電子を生成するように動作可能な電子源と、
    複数の磁石を備えるアンジュレータであって、周期磁場を生成するように動作可能であり、前記アンジュレータの中心軸を中心として周期経路に沿って前記相対論的電子を導き、前記相対論的電子が前記アンジュレータにおける放射と相互作用することでコヒーレントな放射の放出を誘導するように配置された、アンジュレータと、
    を備え、
    前記アンジュレータが、受信した信号に応じて、前記放射システムのパラメータを変化させることにより、前記放射の放射照度及び／又は偏光を変えるように動作可能な調整機構を備える、放射システム。
  88. 前記パラメータが、前記自由電子レーザのパラメータである、請求項８７に記載の放射システム。
  89. 請求項８７又は８８に記載の放射システム及び／又は請求項６５から８６のいずれか一項に記載の自由電子レーザと、
    リソグラフィ装置と、
    を備える、リソグラフィシステム。
  90. アンジュレータを用いて、相対論的電子のビームが放射ビームを放出するように、周期的に変化する経路に沿って前記相対論的電子のビームを導くことと、
    受信した信号に応じて、周期磁場及び前記放射ビームの放射照度を変えるように前記アンジュレータのパラメータを変化させることと、を備える、
    放射を生成する方法。
  91. 複数の相対論的電子バンチを含む電子ビームを生成するための電子源と、
    前記電子ビームを受け取ってこれを周期経路に沿って導くアンジュレータであって、前記電子ビームが前記アンジュレータ内の放射と相互作用することで放射の放出を誘導すると共に放射ビームを供給するようになっている、アンジュレータと、
    調整可能圧縮器であって、（ｉ）前記電子ビームが前記アンジュレータに入射する前の伝搬方向に沿った前記複数の電子バンチの１つ以上の電荷密度分布、又は（ｉｉ）前記複数の電子バンチの１つ以上が前記アンジュレータに入射する前の平均エネルギ、のうち少なくとも１つを制御するように動作可能な調整可能圧縮器と、
    を備える、自由電子レーザ。
  92. 前記調整可能圧縮器が、（ａ）前記複数の電子バンチの１つ以上のチャープ、又は、（ｂ）前記複数の電子バンチの１つ以上における電子の平均エネルギ、のうち少なくとも１つを制御する調整機構を備える、請求項９１に記載の自由電子レーザ。
  93. 前記調整機構が、共振空洞を備える、請求項９２に記載の自由電子レーザ。
  94. 前記共振空洞が、前記電子ビームに対する前記共振空洞の位相が実質的に一定のままであるように配置され、前記位相が、前記共振空洞を通過する前記電子ビームの各バンチの中心の電子について前記空洞内の電場が実質的にゼロであるようになっている、請求項９３に記載の自由電子レーザ。
  95. 前記共振空洞が、前記電子ビームに対する前記共振空洞の位相が実質的に一定のままであるように配置され、前記位相が、前記共振空洞を通過する前記電子ビームの各バンチの中心の電子について前記空洞内の電場が実質的に最大値又は最小値であるようになっている、請求項９３に記載の自由電子レーザ。
  96. 前記共振空洞が、常伝導共振空洞である、請求項９３から９５のいずれか一項に記載の自由電子レーザ。
  97. 前記調整可能圧縮器が、前記調整機構の下流に配置されると共に前記電子ビームの伝搬方向に沿って前記複数の電子バンチの１つ以上を圧縮する磁気圧縮器を更に備え、前記圧縮が、前記電子ビームが前記磁気圧縮器に入射する際のチャープに依存する、請求項９１に記載の自由電子レーザ。
  98. 前記電子源が、バンチ化電子ビームを生成する機構と、前記バンチ化電子ビームを加速させるように動作可能な線形加速器と、を備え、前記線形加速器が複数の無線周波数空洞を備え、前記調整可能圧縮器が前記線形加速器とは別個である、請求項９１から９７のいずれか一項に記載の自由電子レーザ。
  99. 前記調整機構が、バンチ化電子ビームを生成する前記機構の下流かつ前記線形加速器の上流に配置されている、請求項９２に直接又は間接に従属する場合の請求項９８に記載の自由電子レーザ。
  100. コントローラと、
    前記放射ビームのパワーを示すか又は前記放射ビームによってターゲット位置に送出される放射線量を示す値を確定し、前記値を示す信号を前記コントローラに出力するセンサと、
    を更に備え、
    前記コントローラが、前記センサによって出力される前記信号に応じて、前記複数の電子バンチの１つ以上の前記電荷密度分布及び／又は前記複数の電子バンチの各々内の電子の前記平均エネルギを変化させるように動作可能である、請求項９１から９９のいずれか一項に記載の自由電子レーザ。
  101. 請求項９１から１００のいずれか一項に記載の自由電子レーザと、
    各々が前記自由電子レーザによって生成される少なくとも１つの放射ビームの少なくとも一部を受光する少なくとも１つのリソグラフィ装置と、を備える、
    リソグラフィシステム。
  102. 放射を生成する放射源であって、前記放射の波長を制御するように動作可能な調整機構を備える、放射源と、
    前記放射を受け取るターゲット位置と、
    前記放射を前記放射源から前記ターゲット位置まで導く光学システムであって、波長に依存した透過率又は反射率を有する、光学システムと、
    コントローラと、
    前記放射のパワーを示すか又は前記放射によって前記ターゲット位置に送出される放射線量を示す値を確定し、これを示す信号を前記コントローラに出力するセンサと、
    を備え、
    前記コントローラが、前記センサによって出力される前記信号に応じて、前記調整機構を用いて前記放射の前記波長を変化させるように動作可能である、装置。
  103. 前記放射源が、自由電子レーザを備え、
    前記自由電子レーザが、
    複数の相対論的電子バンチを含む電子ビームを生成する電子源と、
    前記電子ビームを受け取ってこれを周期経路に沿って導くアンジュレータであって、前記電子ビームが前記アンジュレータ内の放射と相互作用することで放射の放出を誘導すると共に放射ビームを供給するようになっている、アンジュレータと、
    を備え、
    前記調整機構が、前記複数の電子バンチの１つ以上が前記アンジュレータに入射する前の平均エネルギ電子を変化させるように動作可能である、請求項１０２に記載の装置。
  104. 前記調整機構が、共振空洞を備える、請求項１０２又は１０３に記載の装置。
  105. 前記共振空洞が、常伝導共振空洞である、請求項１０４に記載の装置。
  106. 前記共振空洞が、前記電子ビームに対する前記共振空洞の位相が実質的に一定のままであるように配置され、前記位相が、前記共振空洞を通過する前記電子ビームの前記複数の電子バンチの１つ以上の中心の電子について前記空洞内の電場が実質的に最大値又は最小値であるようになっている、請求項１０４又は１０５に記載の装置。
  107. 前記電子源が、バンチ化電子ビームを生成する機構と、前記バンチ化電子ビームを加速させるように動作可能な線形加速器と、を備え、
    前記線形加速器が複数の無線周波数空洞を備え、前記調整機構が前記線形加速器とは別個である、請求項１０３から１０６のいずれか１項に記載の装置。
  108. 複数の相対論的電子バンチを含む電子ビームを生成する電子源であって、前記電子ビームが第１の周波数を有する、電子源と、
    前記電子ビームを受け取ってこれを周期経路に沿って導くアンジュレータであって、前記電子ビームが前記アンジュレータ内の放射と相互作用することで放射の放出を誘導すると共に放射ビームを供給するようになっている、アンジュレータと、
    前記電子源と前記アンジュレータとの間に配置され、前記複数の電子バンチのチャープ及び／又は電子バンチにおける平均エネルギ電子が時間と共に変化するように第２の周波数で動作する調整可能共振空洞と、
    を備える、自由電子レーザ。
  109. 前記電子ビームの伝搬方向に沿って前記電子バンチを圧縮する磁気圧縮器を更に備え、前記圧縮が、前記電子バンチが前記磁気圧縮器に入射する際のチャープに依存する、請求項１０８に記載の自由電子レーザ。
  110. 前記共振空洞が、常伝導共振空洞である、請求項１０８又は１０９に記載の自由電子レーザ。
  111. 前記電子源が、バンチ化電子ビームを生成する機構と、前記バンチ化電子ビームを加速させるように動作可能な線形加速器と、を備え、
    前記線形加速器が複数の無線周波数空洞を備え、前記調整可能圧縮器が前記線形加速器とは別個である、請求項１０８から１１０のいずれか一項に記載の自由電子レーザ。
  112. コントローラと、
    前記放射ビームのパワーを示すか又は前記放射ビームによってターゲット位置に送出される放射線量を示す値を確定し、これを示す信号を前記コントローラに出力するためのセンサと、を更に備え、
    前記コントローラが、前記センサによって出力される前記信号に応じて前記共振空洞の１つ以上のパラメータを制御するように動作可能である、請求項１０８から１１１の一項に記載の自由電子レーザ。
  113. 前記センサによって出力される前記信号に応じて制御される前記共振空洞の前記１つ以上のパラメータが、前記共振空洞内の電場の振幅及び／又は位相を含む、請求項１１２に記載の自由電子レーザ。
  114. 前記センサによって出力される前記信号に応じて制御される前記共振空洞の前記１つ以上のパラメータが、前記共振空洞が動作する前記第２の周波数を含む、請求項１１２に記載の自由電子レーザ。
  115. 請求項１０８から１１４のいずれか一項に記載の自由電子レーザと、
    各々が前記自由電子レーザによって生成される少なくとも１つの放射ビームの少なくとも一部を受光する少なくとも１つのリソグラフィ装置と、
    コントローラと、
    前記放射のパワーを示すか又は前記放射によって前記少なくとも１つのリソグラフィ装置内のターゲット位置に送出される放射線量を示す値を確定し、これを示す信号を前記コントローラに出力するセンサと、を備え、
    前記コントローラが、前記センサによって出力される前記信号に応じて前記共振空洞の１つ以上のパラメータを変化させるように動作可能である、
    リソグラフィシステム。
  116. 前記センサによって出力される前記信号に応じて制御される前記共振空洞の前記１つ以上のパラメータが、前記共振空洞内の電場の振幅及び／又は位相を含む、請求項１１５に記載のリソグラフィシステム。
  117. 前記センサによって出力される前記信号に応じて制御される前記共振空洞の前記１つ以上のパラメータが、前記共振空洞が動作する前記第２の周波数を含む、請求項１１５に記載のリソグラフィシステム。
  118. ターゲット位置によって受光される放射線量を制御する方法であって、
    ターゲット位置によって受光される放射線量の、放射ビームの波長及び／又はパワーに対する依存性を確定することと、
    複数の異なる波長の放射を生成するように動作可能な調整可能放射源を用いて放射を生成することと、
    波長に依存した光学システムを介して前記放射をターゲット位置まで導くことと、
    前記放射のパワーを示すか又は前記放射によって前記ターゲット位置に送出される放射線量を示す値を確定することと、
    前記ターゲット位置によって受光される前記放射線量を制御するように、前記確定した値に応じて前記放射の前記波長を変化させることと、
    を備える、方法。
  119. 入射器と、加速器と、アンジュレータと、を備え、ＥＵＶ放射ビームを発生させる自由電子レーザであって、
    前記アンジュレータが、アンジュレータモジュールと１つ以上の動的移相器とを備え、
    前記動的移相器が、前記自由電子レーザによって発生される前記ＥＵＶ放射ビームのパワー及び／又は帯域幅及び／又は空間パワー分布を変えるように動作可能である、自由電子レーザ。
  120. 前記１つ以上の動的移相器が、活性化された場合に電子軌道の長さを変える電磁石を備える、請求項１１９に記載の自由電子レーザ。
  121. 前記１つ以上の動的移相器が３対の電磁石を備え、各対が前記電子軌道の反対側に設けられている、請求項１２０に記載の自由電子レーザ。
  122. コントローラが、前記電磁石に選択的に電流を供給して前記電磁石の活性化及びスイッチオフを行うように動作可能である、請求項１２０又は１２１に記載の自由電子レーザ。
  123. 前記コントローラが、前記電磁石に供給される前記電流のサイズを制御し、これにより、前記１つ以上の動的移相器によって与えられる移相シフトのサイズを制御するように動作可能である、請求項１２２に記載の自由電子レーザ。
  124. 前記ビーム軌道の周りに伝導性材料から形成された保護チューブが設けられている、請求項１１９から１２３のいずれか一項に記載の自由電子レーザ。
  125. 少なくとも部分的に誘電体を充填した開口が、前記保護チューブに設けられている、請求項１２４に記載の自由電子レーザ。
  126. 前記開口が、テーパ状の端部を有する、請求項１２５に記載の自由電子レーザ。
  127. 前記保護チューブの少なくとも一部が、１０ミクロンより大きいが１ｍｍより小さいスキン深さを有する伝導性材料から形成されている、請求項１２４から１２６のいずれか一項に記載の自由電子レーザ。
  128. 前記１つ以上の動的移相器が、活性化された場合に電子軌道の長さを変える横キッカーを備える、請求項１１９に記載の自由電子レーザ。
  129. 前記１つ以上の動的移相器が、コントローラによって制御される、請求項１２８に記載の自由電子レーザ。
  130. 前記コントローラが、１０ｋＨｚ以上の周波数で前記動的移相器を制御する、請求項１２２又は１２９に記載の自由電子レーザ。
  131. 入射器と、加速器と、アンジュレータと、を備え、ＥＵＶ放射ビームを発生させる自由電子レーザであって、
    前記アンジュレータが、アンジュレータモジュールと２つ以上の動的移相器とを備え、
    前記動的移相器が、前記自由電子レーザによって発生される前記ＥＵＶ放射ビームのパワーを著しく変化させることなく前記自由電子レーザによって発生される前記ＥＵＶ放射ビームの帯域幅及び／又は空間パワー分布を変えるように動作可能である、自由電子レーザ。
  132. 自由電子レーザを用いてＥＵＶ放射ビームを発生させる方法であって、
    １つ以上の動的移相器を用いて電子の運動と前記ＥＵＶ放射との間の相対位相を変化させ、これによって前記自由電子レーザによって発生される前記ＥＵＶ放射ビームのパワー及び／又は帯域幅及び／又は空間パワー分布を変えることを備える、方法。
  133. 前記１つ以上の動的移相器が、活性化された場合に電子軌道の長さを変える電磁石を備える、請求項１３２に記載の方法。
  134. 前記１つ以上の動的移相器が３対の電磁石を備え、各対が前記電子軌道の反対側に設けられている、請求項１３３に記載の方法。
  135. 前記電磁石に選択的に電流を供給して前記電磁石の活性化及びスイッチオフを行う、請求項１３３又は１３４に記載の方法。
  136. 前記電磁石に供給される前記電流のサイズが制御され、これにより、前記１つ以上の動的移相器によって与えられる位相シフトのサイズを制御する、請求項１３５に記載の方法。
  137. 前記１つ以上の動的移相器が、活性化された場合に電子軌道の長さを変える横キッカーを備える、請求項１３２に記載の方法。
  138. 前記動的移相器が、１０ｋＨｚ以上の周波数で制御される、請求項１３２から１３７のいずれか一項に記載の方法。
  139. 自由電子レーザを用いてＥＵＶ放射ビームを発生させる方法であって、
    ２つ以上の動的移相器を用いて、前記自由電子レーザによって発生される前記ＥＵＶ放射ビームのパワーを著しく変化させることなく前記自由電子レーザによって発生される前記ＥＵＶ放射ビームの帯域幅及び／又は空間パワー分布を変えることを備える、方法。
  140. 放射ビームのパワーを示す値を確定する測定装置であって、
    センサと、
    前記放射ビームを受光する、第１及び第２の領域を備える光学要素であって、前記第１の領域が前記放射ビームの第１の部分を受光し、前記第２の領域が前記放射ビームの第２の部分を受光し、前記第１及び第２の領域が前記光学要素の表面の空間的に別個の領域を形成する、光学要素と、を備え、
    前記第１の領域が更に、前記第１の部分から第１の分岐放射ビームを形成し、前記第１の分岐放射ビームを、前記第１の分岐放射ビームのパワーを確定する前記センサに送出し、前記第２の領域が更に、前記第２の部分から、前記センサに送出されない第２の分岐放射ビームを形成する、測定装置。
  141. 前記第１の領域が、複数の空間的に分離した小領域を含む、請求項１４０に記載の測定装置。
  142. 前記複数の空間的に分離した小領域が、前記光学要素全体に分散している、請求項１４１に記載の測定装置。
  143. 前記複数の空間的に分離した小領域が、前記光学要素の表面全体にくぼみ又は突起から成る矩形の２次元の格子状配列を形成する、請求項１４１又は１４２に記載の測定装置。
  144. 前記光学要素が格子を含み、前記格子の複数の面が前記複数の空間的に分離した小領域を形成する、請求項１４１又は１４２に記載の測定装置。
  145. 前記第１の分岐放射ビームが、前記第１の領域からの前記第１の部分の反射によって形成される、請求項１４０から１４４のいずれか一項に記載の測定装置。
  146. 前記光学要素の前記第１の領域が蛍光材料を含み、前記蛍光材料が前記放射ビームの前記第１の部分を吸収し、次いで前記第１の分岐放射ビームを形成する異なる波長の放射を放出することによって前記第１の分岐放射ビームが形成される、請求項１４０から１４４のいずれか一項に記載の測定装置。
  147. 前記第１の分岐放射ビームが、前記第１の領域からの前記第１の部分の散乱によって形成される、請求項１４０から１４４のいずれか一項に記載の測定装置。
  148. 前記光学要素が、かすめ入射ミラーを含む、請求項１４０から１４７のいずれか一項に記載の測定装置。
  149. 前記センサが、検知要素のアレイを含む、請求項１４０から１４８のいずれか一項に記載の測定装置。
  150. 前記センサが、前記第１の分岐放射ビームのパワーを確定する前に前記第１の分岐放射ビームの前記波長をもっと長い波長に変換する機構を備える、請求項１４０から１４９のいずれか一項に記載の測定装置。
  151. 前記センサが、前記第１の分岐放射ビームのパルス持続時間を変える機構を備える、請求項１４０から１５０のいずれか一項に記載の測定装置。
  152. 前記複数の空間的に分離した小領域の各々の寸法が、１００μｍ以下のオーダーである、請求項１４１から１５１のいずれか一項に記載の測定装置。
  153. 前記複数の空間的に分離した小領域の各々の寸法が充分に小さいので、遠距離場において、前記第２の分岐放射ビームの強度分布が前記放射ビームのものと実質的に同一である、請求項１４１から１５２のいずれか一項に記載の測定装置。
  154. 前記複数の空間的に分離した小領域の各々の寸法が充分に小さいので、前記複数の空間的に分離した小領域の近傍における熱膨張歪みによる前記光学要素の反射面の形状の変動が無視できる程度である、請求項１４１から１５３のいずれか一項に記載の測定装置。
  155. 前記複数の空間的に分離した小領域の各々の寸法が充分に小さいので、単一のマークによって放出又は散乱される総パワーが前記放射ビームの比較的小さい部分である、請求項１４１から１５４のいずれか一項に記載の測定装置。
  156. 放射ビームのパワーを示す値を確定する測定装置であって、
    センサと、
    前記放射ビームを受光する光学要素であって、前記光学要素は、格子であり、複数の面を備え、各面が前記放射ビームの一部を受光すると共に放射サブビームを形成する、光学要素と、を備え、
    前記複数の面からの前記放射サブビームが干渉して、（ｉ）第１の分岐放射ビームであって、この第１の分岐放射ビームのパワーを確定する前記センサに送出される、第１の分岐放射ビームと、（ｉｉ）前記センサに送出されない第２の分岐放射ビームと、を形成する、測定装置。
  157. 請求項１４０から１５６のいずれか一項に記載された測定装置と、
    １つ以上の放射ビームステアリング機構と、
    パワーを示す信号を前記センサから受信し、これに応じて前記１つ以上の放射ビームステアリング機構を制御して前記放射ビームの位置を変える制御ユニットと、を備える、
    放射ビームステアリングユニット。
  158. 放射ビームを出力する機構と、
    請求項１４０から１５６のいずれか一項に記載された測定装置であって、前記測定装置の前記光学要素が前記放射ビームを受光する、測定装置と、
    を備える、放射源。
  159. 放射ビームを生成する放射源と、
    １つ以上のリソグラフィ装置と、
    前記放射ビーム又はこれから形成された二次放射ビームのパワーを示す値を確定する、請求項１４０から１５６のいずれか一項に記載された測定装置と、
    を備える、リソグラフィシステム。
  160. 放射ビームを生成する放射源と、
    １つ以上のリソグラフィ装置と、
    前記放射ビーム又はこれから形成された二次放射ビームを方向操作する、請求項１５６に記載された放射ビームステアリングユニットと、
    を備える、リソグラフィシステム。
  161. 放射ビームのパワーを示す値を確定する測定装置であって、
    前記放射ビームのパワーを確定するセンサと、
    前記センサによって前記パワーが確定される前に前記放射ビームのパルス持続時間を変える機構と、
    を備える、測定装置。
  162. 前記放射ビームのパルス持続時間を変える前記機構が更に、前記センサによって前記パワーが確定される前に前記放射ビームの波長をもっと長い波長に変換するように動作可能である、請求項１６１に記載の測定装置。
  163. 前記放射ビームのパルス持続時間を変える前記機構が、前記放射ビームを吸収すると共に次いでもっと長い波長の放射を放出する蛍光材料を含む、請求項１６１又は１６２に記載の測定装置。
  164. 放射ビームのパワーを示す値を確定する方法であって、
    第１及び第２の領域を備える光学要素の方へ前記放射ビームを送出することであって、前記第１の領域が前記放射ビームの第１の部分を受光し、前記第２の領域が前記放射ビームの第２の部分を受光し、前記第１及び第２の領域が前記光学要素の表面の空間的に別個の領域を形成することと、
    前記第１の部分から第１の分岐放射ビームを形成することと、
    前記第２の部分から第２の分岐放射ビームを形成することと、
    前記第１及び第２の分岐放射ビームを異なる位置に送出することと、
    前記第１の分岐放射ビームのパワーを確定することと、
    を備える、方法。
  165. 前記第１の領域が、複数の空間的に分離した小領域を含む、請求項１６４に記載の方法。
  166. 前記複数の空間的に分離した小領域が、前記光学要素全体に分散している、請求項１６５に記載の方法。
  167. 前記複数の空間的に分離した小領域が、前記光学要素の表面全体にくぼみ又は突起から成る矩形の２次元の格子状配列を形成する、請求項１６５又は１６６に記載の方法。
  168. 前記光学要素が格子を含み、前記格子の複数の面が前記複数の空間的に分離した小領域を形成する、請求項１６５又は１６６に記載の方法。
  169. 前記第１の分岐放射ビームが、前記第１の領域からの前記第１の部分の反射によって形成される、請求項１６４から１６８のいずれか一項に記載の方法。
  170. 前記光学要素の前記第１の領域が蛍光材料を含み、前記蛍光材料が前記放射ビームの前記第１の部分を吸収し、次いで前記第１の分岐放射ビームを形成する異なる波長の放射を放出することによって前記第１の分岐放射ビームが形成される、請求項１６４から１６９のいずれか一項に記載の方法。
  171. 前記第１の分岐放射ビームが、前記第１の領域からの前記第１の部分の散乱によって形成される、請求項１６４から１６９のいずれか一項に記載の方法。
  172. 前記第１の分岐放射ビームのパワーを確定する前に前記第１の分岐放射ビームの波長をもっと長い波長に変換する、請求項１６４から１７１のいずれか一項に記載の方法。
  173. 前記第１の分岐放射ビームのパワーを確定する前に前記第１の分岐放射ビームのパルス持続時間を変える、請求項１６４から１７２のいずれか一項に記載の方法。
  174. 放射ビームのパワーを示す値を確定する方法であって、
    複数の面を備える光学要素の方へ前記放射ビームを送出することであって、各面が前記放射ビームの一部を受光すると共に放射サブビームを形成することと、
    前記複数の面からの前記放射サブビーム間の干渉から第１及び第２の分岐放射ビームを形成することと、
    前記第１及び第２の分岐放射ビームを異なる位置に送出することと、
    前記第１の分岐放射ビームのパワーを確定することと、
    を備える、方法。
  175. 放射ビームを方向操作する方法であって、
    請求項１６４から１７４のいずれか一項に記載の方法を用いて放射ビームのパワーを示す値を確定することと、
    前記確定された値に応じて前記放射ビームの位置を制御することと、
    を備える、方法。
  176. リソグラフィプロセスにおいて用いられる放射の強度を調整する装置であって、
    第１の減衰装置を備え、前記第１の減衰装置が、
    第１の放射ビームを受光するための第１の要素であって、前記第１の放射ビームの一部を第２の放射ビームの形態で第２の要素の方へ反射し、前記第２の要素が前記第２の放射ビームの一部を第３の放射ビームの形態で前記第２の要素から離れた方向へ反射する、第１の要素と、
    前記第３の放射ビームの強度を変化させるように、前記第１の放射ビームと前記第１の要素との間、及び、前記第２の放射ビームと前記第２の要素との間、の少なくとも１つで入射角を調整する調整手段と、
    を備える、装置。
  177. 前記第１の要素における前記第１の放射ビームの前記入射角が、前記第２の要素における前記第２の放射ビームの前記入射角と同一である、請求項１７６に記載の装置。
  178. 前記調整手段が、前記第１及び第２の放射ビームの前記入射角を約１度から約１０度の間で調整する、請求項１７６又は１７７に記載の装置。
  179. 前記第１の要素が第１のポイントを中心として回転し、及び／又は、前記第２の要素が第２のポイントを中心として回転し、
    前記調整手段が、前記第１及び第２の要素の少なくとも一方を選択的に回転させて、前記第１又は第２の放射ビームの前記第１及び第２の要素における前記入射角を調整する、請求項１７６から１７８のいずれか一項に記載の装置。
  180. 前記第１の要素が前記第１のポイントを中心として回転し、及び／又は、前記第２の要素が前記第２のポイントを中心として約９度の角度まで回転する、請求項１７９に記載の装置。
  181. 前記第３の放射ビームを受光すると共に前記第３の放射ビームの一部を第４の放射ビームの形態で反射する第３の要素と、
    第４の要素であって、前記第４の放射ビームを受光すると共に前記第４の放射ビームの一部を第５の放射ビームの形態で前記第４の要素から離れた方向へ反射する第４の要素と、
    を更に備える、請求項１７６から１８０のいずれか一項に記載の装置。
  182. 前記調整手段が、前記第３の放射ビームと前記第３の要素との間、及び、前記第４の放射ビームと前記第４の要素との間、の少なくとも１つで入射角を調整する、請求項１８１に記載の装置。
  183. 前記調整手段が、前記第１、第２、第３、及び第４の放射ビームの前記第１、第２、第３、及び第４の要素における前記入射角を約１度から約５度の間で調整する、請求項１８２に記載の装置。
  184. 前記第１の要素が第１のポイントを中心として回転し、前記第２の要素が第２のポイントを中心として回転し、前記第３の要素が第３のポイントを中心として回転し、前記第４の要素が第４のポイントを中心として回転し、
    前記調整手段が、前記第１、第２、第３、及び第４の要素の少なくとも１つを選択的に回転させて、前記第１、第２、第３、又は第４の放射ビームの前記第１、第２、第３、又は第４の要素における前記入射角を調整する、請求項１８１又は１８３に記載の装置。
  185. 前記第１、第２、第３、及び第４の要素の各々が、前記第１、第２、第３、又は第４のポイントを中心として約４度の角度まで回転する、請求項１８４に記載の装置。
  186. 前記調整手段を制御するコントローラを更に備える、請求項１８５に記載の装置。
  187. 前記コントローラが、センサから放射強度の指示を受信すると共に前記指示に応じて前記調整手段を制御する、請求項１８６に記載の装置。
  188. 更に別の減衰装置を更に備える、請求項１７６から１８７のいずれか一項に記載の装置。
  189. 前記更に別の減衰装置が、固定減衰装置を含む、請求項１８８に記載の装置。
  190. 前記更に別の減衰装置が、調整可能減衰装置を含む、請求項１８８に記載の装置。
  191. 前記更に別の減衰装置が、ＥＵＶ吸収媒体を収容するチャンバを備え、前記チャンバが放射ビームの経路に配置されている、請求項１８８から１９０のいずれか一項に記載の装置。
  192. 前記更に別の減衰装置が、前記チャンバ内の圧力を監視するように動作可能な圧力センサを備える、請求項１９１に記載の装置。
  193. 前記更に別の減衰装置が、ガス入口及びガス出口を備える、請求項１９１又は１９２に記載の装置。
  194. 第２のコントローラを更に備え、前記第２のコントローラが前記圧力モニタと連通し、前記ガス入口及び前記ガス出口を制御し、前記チャンバ内の圧力を所定の範囲内に維持する、請求項１９３に記載の装置。
  195. 前記放射ビームの１つの伝搬方向に対して非垂直角度に配置された反射膜を更に備え、
    前記反射膜が、前記放射ビームの前記１つの一部を透過させると共に前記放射ビームの前記１つの一部を反射する、請求項１７６から１９４のいずれか一項に記載の装置。
  196. 前記第１及び／又は第２の要素を前記第１の放射ビームの伝搬方向に垂直な方向に平行移動させる位置決め手段を更に備える、請求項１７６から１９５のいずれか一項に記載の装置。
  197. 放射ビームを生成するように動作可能な放射源と、
    前記放射ビームの少なくとも一部を受光する、請求項１７６から１９６のいずれか一項に記載の減衰装置と、
    前記減衰装置から減衰された放射ビームを受光する少なくとも１つのリソグラフィ装置と、
    を備える、リソグラフィシステム。
  198. 放射ビームを受光すると共に少なくとも１つの分岐放射ビームを出力するビーム分割装置を更に備え、
    前記減衰装置が、前記少なくとも１つの分岐放射ビームを受光する、請求項１９７に記載のリソグラフィシステム。
  199. 前記ビーム分割装置が、複数の分岐放射ビームを出力し、
    前記リソグラフィシステムが、前記複数の分岐放射ビームの各々について減衰装置を備え、各減衰装置が、前記複数の分岐放射ビームのそれぞれ１つを受光する、請求項１９８に記載のリソグラフィシステム。
  200. 前記放射源が、１つ以上の自由電子レーザを備える、請求項１９７から１９９のいずれか一項に記載のリソグラフィシステム。
  201. 前記少なくとも１つのリソグラフィ装置が、１つ以上のマスク検査装置を備える、請求項１９７から２００のいずれか一項に記載のリソグラフィシステム。
  202. 前記放射ビームが、ＥＵＶ放射を含む、請求項１９７から２０１のいずれか一項に記載のリソグラフィシステム。
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