JP2024513761A - レーザシステム - Google Patents

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Abstract

レーザシステムであって、レーザビームを発生するように動作可能なレーザと、第１の光学素子及び第２の光学素子を含む光学系と、レーザビームがレーザシステムから出射する出力と、を備え、レーザ、光学系、及び出力が、レーザビームが第１の光学素子、第２の光学素子、及び出力へ順次に伝わるように配置されており、第１の光学素子が第１の焦点距離を有し、第２の光学素子が、第１の焦点距離と等しい第２の焦点距離を有し、第２の光学素子が第１の焦点距離の２倍の距離だけ第１の光学素子から離間されている、レーザシステム。【選択図】 図５

Description

関連出願の相互参照
[0001] 本出願は、LASER SYSTEMと題する、２０２１年４月１日に出願された、米国特許出願第６３／１６９，７５０号に対する優先権を主張する。同出願はその全体が本明細書において参照により組み込まれる。
[0002] 本開示はレーザシステムに関する。レーザシステムはリソグラフィの技術分野において適用を有し得、レーザビームをリソグラフィ装置に提供し得る。レーザは、例えば、エキシマレーザを含み得る。
[0003] リソグラフィ装置は、基板上に所望のパターンを施す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）の製造において使用することができる。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）のパターン（しばしば、「設計レイアウト」又は「設計」とも称される）を、基板（例えば、ウェーハ）上に提供された放射感応性材料（レジスト）の層上に投影し得る。
[0004] 半導体製造プロセスが進歩し続けるにつれて、回路要素の寸法は絶えず低減されてきた。その一方で、デバイス当たりのトランジスタなどの機能素子の量は、一般的に「ムーアの法則」と称される傾向に沿って、数十年にわたって着実に増大してきた。ムーアの法則に遅れないように、半導体産業は、ますます小さくなるフィーチャの作製を可能にする技術を追求している。パターンを基板上に投影するために、リソグラフィ装置は電磁放射を用い得る。この放射の波長は、基板上のレジスト内にパターン形成されるフィーチャの最小サイズを決定する。現在用いられている典型的な波長は、３６５ｎｍ（ｉ線）、２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、及び１３．５ｎｍである。レーザ、例えば、エキシマレーザを、電磁放射をレーザビームの形態でリソグラフィ装置に提供するために用いることができる。レーザビームはビーム形状及びビームサイズなどの特性を有する。
[0005] 本明細書において識別されているか否かにかかわりなく、周知のシステム及び方法に関連する１つ以上の問題に少なくとも部分的に対処する、ビーム形状及びビームサイズなどの、制御された特性を有する電磁放射を提供するためのシステム及び方法を提供することが望ましくなり得る。
[0006] 本開示の主題の第１の態様によれば、レーザシステムであって、レーザビームを発生するように動作可能なレーザと、第１の光学素子及び第２の光学素子を含む光学系と、レーザビームがレーザシステムから出射する出力と、を備え、レーザ、光学系、及び出力が、レーザビームが第１の光学素子、第２の光学素子、及び出力へ順次に伝搬するように配置されており、第１の光学素子が第１の焦点距離を有し、第２の光学素子が、第１の焦点距離と等しい第２の焦点距離を有し、第２の光学素子が第１の焦点距離の２倍の距離だけ第１の光学素子から離間されている、レーザシステムが提供される。
[0007] レーザによって発生されるレーザビームは、概して、０でない発散を有することになる。したがって、レーザビームの断面サイズは、出力におけるものの方がレーザにおけるものよりも大きくなる。発散は（例えば、パルスレーザビームについてはパルスごとに）経時的に変化し得る。したがって、出力におけるレーザビームの断面サイズは経時的に変動し得る。出力におけるレーザビームのこのサイズは、レーザビームの発散、及びレーザと出力との間のレーザビームによって伝搬される距離によって決定される。さらに、概して、レーザによって発生されるレーザビームの指向方向は（例えば、パルスレーザビームについてはパルスごとに）経時的に変化し得る。その結果、出力におけるレーザビームの位置は変化することになる。レーザビームの位置のこの変化は、レーザにおけるレーザビームの指向の変化、及びレーザと出力との間のレーザビームによって伝搬される距離によって決定される。
[0008] 光学系は、（第１の光学素子とレーザとの間に配置された）第１の平面の像を第２の平面内に形成するために用いることができる。第１の平面及び第２の平面は第１の焦点距離の４倍の（レーザビームの伝搬方向の）距離だけ分離されている。このような光学系は、レーザによって放出されたレーザビームの実効伝搬長を、焦点距離の４倍と等しい距離だけ低減する。実効伝搬長を低減することによって、（例えば、出力における）レーザビームの１つ以上の特性がレーザシステムの所与の実際の伝搬長のために（例えば、同じ物理サイズの、ただし、光学系を省いた配置に対して）改善される。１つ以上の特性の改善は、望ましいビームサイズ（例えば、低減されたビームサイズ）及び／又は望ましいビーム形状を含み得る。実効伝搬長を低減することによって、（例えば、出力における）レーザビームの安定性がレーザシステムの所与の実際の伝搬長のために（例えば、同じ物理サイズの、ただし、光学系を省いた配置に対して）改善される。安定性は１つ以上のレーザビーム特性の経時変化（すなわち、時間的変化）を表し得る。改善された安定性は、より安定したビーム形状（すなわち、ビーム形状の低減された時間的変化）、より安定したビーム位置（すなわち、ビーム位置の低減された時間的変化）、及び／又はより安定したビームサイズ（すなわち、ビームサイズの低減された時間的変化）を含み得る。有利に、光学系の包含は、レーザビームが、望ましい特性セット及び／又は改善された安定性を維持しつつ、レーザシステムのレーザと出力との間をより長い経路長にわたって伝搬することを可能にする。その結果、これは、出力における所与のビーム安定性及び／又は所与の特性のために、レーザと出力との間に位置付けられるべき光学コンポーネントのためのより多くの物理的空間を可能にする。光学系はレーザビーム安定化システム及び／又は実効伝搬長低減システムと称され得る。
[0009] 第１の焦点距離及び第２の焦点距離は焦点距離ｆと称され得る。焦点距離は正の焦点距離であり得る（例えば、第１及び第２の光学素子は集束光学素子を含み得る）。
[0010] これより説明されるように、本開示の主題の第１の態様に係るレーザシステムの光学系は有利である。発明者は、このような光学系は、光学系の前の任意の平面（対物面と称され得る）の像を、対物面から４ｆの距離にある共役面（像面と称され得る）内に形成することができることを認識した。本明細書で使用する時、光学系の前の平面は、光学系の上流の平面、すなわち、レーザと第１の光学素子との間に配置された任意の平面を意味することが理解され得る。この結像は、平面が第１又は第２の光学素子の焦点面と一致するかどうかにかかわりなく生じる。実際に、光学系は、多数の共役面を、例えば、第１の対物面を（第１の対物面から４ｆの距離にある）第１の像面に、及び第２の対物面を（第２の対物面から４ｆの距離にある）第２の像面に同時に結像し得る。有利に、これは、光学系の光学素子がレーザと出力との間により高い柔軟性をもって位置付けられることを可能にする。有利に、これは、光学素子が、レーザシステムの他の制約によって許されるのと同じ程度に遠く離れて配置されることを可能にし、これにより、レーザビームの実効伝搬長をさらに低減する。さらに、これは、光学素子が、レーザシステム内に位置付けられ得る他のコンポーネントの周りに位置付けられることを可能にする。
[0011] 具体的には、光学系は、周知の光学結像系と比べて、より高い柔軟性をもって位置付けられ得る。周知の光学結像系では、光学素子は、通例、関心のある対物面及び関心のある像面から特定の距離を置いて位置付けられる。対物面の特定の位置は、通例、光学系の前方焦点面又は光学素子の焦点距離の場所であり得る。この特定の距離から上記の光学素子を移動させることは、通例、焦点外像及び／又は発散レーザビームを生じさせる。有利に、本明細書において説明される光学系の使用はこのような位置付けの制限を取り除く。
[0012] 光学系は、等しい焦点距離の、及び２焦点距離だけ離間された２つの光学素子を有するため、光学系は１又は－１の実効倍率を有する。光学系の長さは、第１及び第２の光学素子の焦点距離の２倍であると考えられ得る。第１及び第２の光学素子の焦点距離は、レーザシステムの空間要求を所与として光学系の長さを最大化するように選択され得る。
[0013] レーザビームが第１の光学素子、第２の光学素子、及び出力へ順次に伝搬するとは、レーザビームが第１の光学素子、第２の光学素子、及び出力へ順番に伝搬することを意味することが意図されることは理解されるであろう。すなわち、第１の光学素子はレーザからレーザビームを受光し、第２の光学素子は第１の光学素子からレーザビームを受光し、出力は第２の光学素子からレーザビームを受光する。各素子（第１の光学素子、第２の光学素子、及び出力）は、先行する素子から直接、又は間接的に（例えば、介在コンポーネントを介して）レーザビームを受光し得る。好ましくは、本質的ではないが、第２の光学素子は第１の光学素子から直接、レーザビームを受光し得る。
[0014] レーザビームは第１の光学素子、第２の光学素子、及び出力へ順次に伝搬するため、並びにレーザビームは出力を通ってレーザシステムから出射するため、レーザビームは１度だけ光学系を通って伝搬することは理解されるであろう。すなわち、レーザビームは第１の光学素子、第２の光学素子、及び出力の各々へ１度だけ（順番に）伝搬する。すなわち、レーザビーム（又はそのうちの任意の相当部分）は第１の光学素子、第２の光学素子、又は出力へ２度伝搬しない（例えば、光学系内のレーザビーム又はその任意の相当部分の再循環は存在しない）。さらに、レーザビームは、異なるルートを経由して光学系を通過する複数の成分に分割されない。これは、レーザビームはレーザシステムを通って直線的な様態で（又は直線的に）伝搬するとも言及され得る。これはまた、レーザビームは第１の光学素子、第２の光学素子、及び出力の各々を通って単数回伝搬するとも言及され得る。直線的な様態で伝搬するレーザビームは、レーザシステムの部分を通って循環的に、又は繰り返し伝搬するレーザビームとは区別される。
[0015] 第１の光学素子は、レーザビームのうちの実質的に全てを受光するように配置され得る。同様に、第２の光学素子は、レーザビームのうちの実質的に全てを受光するように配置され得る。いかなるレーザシステムにおいてもいくらかの損失が経験されるため、実質的に全ては、損失が考慮されたときのレーザビームのうちの「全て」を表すと考えられ得るが、ビームの部分の相当の、又は計画的な除去を含まないことを理解されたい。すなわち、レーザビームの相当部分は、レーザビームが第１の光学素子によって受光される前に（例えば、ビームスプリッタを用いて、又は他の仕方で）除去されない。換言すれば、第１の光学素子の直前に配置されたビームスプリッタは存在しない。
[0016] レーザビームは放射を含む。レーザビームは、放射のパルス、又は連続放射を含み得る。光学素子はレンズ及び／又はミラーを含み得る。
[0017] レーザはエキシマレーザを含み得る。エキシマレーザは、指向誤差及び／又は変動、並びに高い発散を有するレーザビームを発生することが知られている。上述の光学系は、レーザビーム特性及び安定性を改善する（例えば、ビーム位置、サイズ、及び形状を改善し、及び／又は安定させる）その能力のゆえに、エキシマレーザと併用されるときに、特に有益である。
[0018] レーザシステムは、レーザビーム内のパルスのパルス長を増大させるためのパルスストレッチャをさらに備え得る。パルスストレッチャは１つ以上のビームスプリッタ及び１つ以上の遅延線を含み得る。パルスストレッチャは、入力パルスを受光し、入力パルスをパルス列に変換するように構成され得る。例えば、パルスの異なる時間部分は異なるスペックルパターンを有し得るため、パルス長を増大させることはスペックルの影響を低減し得る。リソグラフィ露光はスペックルによって悪影響を受け得るため、パルスストレッチャは、リソグラフィ装置と組み合わせて用いられるときに、特に有益になり得る。状況によっては、レーザシステムにおける空間制約のゆえに、パルスストレッチャがレーザとレーザシステムの出力との間に物理的に配設されることは可能でなくなり得る。したがって、レーザビームを、例えば、レーザシステムにおける空間制約のゆえに、他所に配設されたパルスストレッチャへ誘導するために、レーザ伝搬距離を増大させることが必要になり得る。第１の態様に係る光学系の使用はレーザビームの実効伝搬長を有利に低減し得、光学系を有しないレーザシステムを用いるときと比べて、改善されたビーム安定性及び／又は改善されたビーム特性を依然としてもたらしつつ、パルスストレッチャなどの追加のコンポーネントが用いられることを可能にする。さらに、それは、レーザシステムの出力における望ましいビーム安定性及び／又はレーザビーム特性を維持しつつ、パルスストレッチャなどのこのような追加のコンポーネントの位置付けにおけるより高い柔軟性をもたらす。
[0019] 上述されたように、光学系はレーザと出力との間の実効伝搬距離を低減する。これは、（出力における所与のビーム安定性／特性のために）レーザと出力との間のより大きい物理的距離を可能にする。その結果、これは、収容されるべきパルスストレッチャのためのより多くの物理的空間を可能にする。加えて、又は代替的に、それは、パルスストレッチャを位置付けるためのより大きな自由を可能にする。例えば、これは、ステアリング光学部品が、この増大した物理的光路のゆえに出力におけるレーザビームの安定性又はビーム特性を犠牲にすることなく、レーザビームを、レーザと出力との間に物理的に配設されていないパルスストレッチャへ、及びそれから誘導することを可能にし得る。
[0020] パルスストレッチャはレーザと第１の光学素子との間に配置され得る。～の間（between）は、レーザビームの伝搬経路に関して解釈されるべきである。すなわち、レーザビームはレーザからパルスストレッチャへ、その後、パルスストレッチャから第１の光学素子へ伝搬する。この配置では、第１の光学素子はレーザから間接的にレーザビームを受光する。パルスストレッチャの出力はレーザビームのパルスのうちの実質的に全て（マイナス・例えば、ミラー吸収に起因する、任意の意図せぬ損失）を含み、これにより、第１の光学素子はパルスのうちの実質的に全てを受光する。すなわち、入力パルスの（総）パワーのうちの実質的に全てがパルス列内に伝達され、第１の光学素子は入力パルスの（総）パワーのうちの実質的に全てを受光する。パルスストレッチャは全体的な合焦能力を有し得ない。パルスストレッチャは０の実効伝搬長を有し得る。パルスストレッチャの出力は、実質的にコリメートされたレーザビームを含み得る。
[0021] パルスストレッチャはパルスのピークパワーを低減する。この配置では、より低いピークパワーが光学系の光学素子に入射する。有利に、この配置は損傷を低減し、ひいては、光学系の寿命を増大させ得る。
[0022] パルスストレッチャは、増大させられたパルス長のパルスがパルスストレッチャから出射し得るパルスストレッチャ出力を含み得る。第１の光学素子はパルスストレッチャ出力の近位に配置され得る。第１の光学素子をパルスストレッチャ出力の近くに位置付けることによって、光学系の外部でレーザビームによって伝搬される距離が低減される。光学系の外部でレーザビームによって伝搬される距離を低減することによって、レーザビームの安定性及び／又は特性が改善される。この低減は光学系の結像特性のゆえに可能である。
[0023] 第１の光学素子をパルスストレッチャ出力の近くに位置付けることによって、パルスストレッチャ出力は第１の光学素子の前方焦点面と第１の光学素子との間に配設され得ることは理解されるであろう。これは、光学系は光学系の前の任意の平面の像を光学系の後の共役面内に形成することができるという発明者による認識のゆえに可能である。
[0024] パルスストレッチャ出力と第１の光学素子との間の距離は第１の焦点距離よりも小さいものであり得る。この配置は光学系の結像特性のゆえに可能である（光学系は、平面が第１又は第２の光学素子の焦点面と一致するかどうかにかかわりなく、光学系の前の任意の平面を共役面に結像することができる）。光学系は、レーザシステムを配置する際のより大きな柔軟性をもたらす。
第２の光学素子は第１の光学素子から直接、レーザビームを受光し得る。すなわち、それは、第１及び第２の光学素子の間に介在コンポーネントが存在しないということであり得る。レーザビームは第１及び第２の光学素子の間で合焦させられるため、エネルギーフルエンス（単位面積当たりのエネルギー）はそれらの間で高い。介在コンポーネントを有しないことはコンポーネントの損傷を有利に低減し、及び／又はレーザビームの吸収を低減し得る。
[0026] レーザシステムは、レーザ及び光学系が内部に配設されたハウジングをさらに備え得る。ハウジングは、レーザシステムの出力又はその近位における出射開口を含み得る。第２の光学素子は出射開口の近位に配置され得る。ハウジングは、レーザ及び光学系を概ね包囲すると考えられ得る。第２の光学素子を出射開口の近くに位置付けることによって、レーザシステムから出射する前に光学系の外部でレーザビームによってたどられる距離が低減される。光学系の外部でレーザビームによってたどられる距離を低減することによって、出射開口におけるレーザビームの安定性及び／又はビーム特性が改善される。この低減は光学系の結像特性のゆえに可能である。
[0027] 出射開口と第２の光学素子との間の距離は第１の焦点距離よりも小さいものであり得る。この配置は光学系の結像特性のゆえに可能である（光学系は、平面が第１又は第２の光学素子の焦点面と一致するかどうかにかかわりなく、光学系の前の任意の平面を共役面に結像することができる）。
[0028] レーザシステムは、第３の光学素子及び第４の光学素子を含む第２の光学系をさらに備え得る。第３の光学素子は第３の焦点距離を有し得る。第４の光学素子は、第３の焦点距離と等しい第４の焦点距離を有し得る。第４の光学素子は第３の焦点距離の２倍の距離だけ光軸に沿って第３の光学素子から離間され得る。第３の焦点距離は第１の焦点距離と等しいものであり得るか、又は異なり得る。第２の光学系は、以下の場所：レーザと（第１の）光学系との間、レーザとパルスストレッチャとの間、第１の光学系とレーザシステムの出力との間、のうちの１つに配置され得る。レーザシステムは、さらなる光学系、例えば、第５の焦点距離を有する第３の光学系を備え得る。
[0029] １つを超えるこのような光学系の使用は、追加のコンポーネントが光学系の第１及び第２の光学素子の間に位置付けられることを必要とすることなく（そこでは、それらは、高いエネルギーフルエンスに起因する損傷を受けやすくなり得る）、追加のコンポーネント（例えば、パルスストレッチャ）を依然として受け入れつつ、実効伝搬距離がさらに低減されることを有利に可能にし得る。
[0030] レーザシステムは第２のパルスストレッチャをさらに備え得る。第２のパルスストレッチャはパルス長のさらなる増大をもたらし、及び／又はパルスを他の仕方で処理し得る。第２のパルスストレッチャは（第１の）光学系と出力との間に配置され得る。すなわち、第２の光学素子はレーザビームを第２のパルスストレッチャへ誘導し得、第２のパルスストレッチャはレーザビームをレーザシステムの出力へ出力し得る。この配置は、第１のパルスストレッチャと第２のパルスストレッチャとの間のパルスによってたどられる実効伝搬距離を有利に低減する。
[0031] 本開示の主題の第２の態様によれば、任意の先行する請求項のレーザシステムを備えるリソグラフィ装置が提供される。レーザシステムによって得られるレーザビームの改善された安定性及び／又は改善された特性は、改善されたリソグラフィ性能をもたらし得る。
[0032] 次に、添付の図面を参照してシステム及び方法の様々なバージョンが例としてのみ説明される。
[0033]図１Ａはリソグラフィ装置を概略的に示す。 [0034]図１Ｂは、本開示の主題の一態様に係る周知のレーザシステムの図を概略的に示す。 [0035]図２は新たなレーザシステムを概略的に示す。 [0036]図３は、追加のコンポーネントを有する第２の新たなレーザシステムを概略的に示す。 [0037]図４Ａは、本明細書において説明されるとおりの光学系を有しないレーザシステムの出力レーザビームのシミュレーションを示す。 [0038]図４Ｂは、本明細書において説明されるとおりの光学系を有するレーザシステムの出力レーザビームのシミュレーションを示す。 [0039]図５は、追加の光学系を有する図３のレーザシステムを概略的に示す。
[0040] 本文書において、用語「放射」及び「ビーム」は、紫外（ＵＶ）放射又は深紫外（ＤＵＶ）放射（例えば、３６５、２４８、１９３、１５７、又は１２６ｎｍの波長を有する）、並びにＥＵＶ（極端紫外放射、例えば、約５～１００ｎｍの範囲内の波長を有する）を含む、全ての種類の電磁放射を包含するために使用される。
[0041] 用語「レチクル」、「マスク」、又は「パターニングデバイス」は、本文書で採用する時、入来放射ビームに、基板のターゲット部分内に作り出されることになるパターンに対応する、パターン形成された断面を与えるために用いることができる、総称的なパターニングデバイスを指すと広義に解釈され得る。また、用語「ライトバルブ」もこの文脈で使用することができる。伝統的なマスク（透過型又は反射型、バイナリ型、位相シフト型、ハイブリッド型等）に加えて、他のこのようなパターニングデバイスの例としては、プログラマブルミラーアレイ及びプログラマブルＬＣＤアレイが挙げられる。
[0042] 図１Ａはリソグラフィ装置ＬＡを概略的に示す。リソグラフィ装置ＬＡは、放射ビームＢ（例えば、ＵＶ放射、ＤＵＶ放射、又はＥＵＶ放射）を調節するように構成された照明システム（イルミネータとも称される）ＩＬと、パターニングデバイス（例えば、マスク）ＭＡを支持するように構築されており、特定のパラメータに従ってパターニングデバイスＭＡを正確に位置付けるように構成された第１のポジショナＰＭに接続されたマスクサポート（例えば、マスクテーブル）ＭＴと、基板（例えば、レジストコートウェーハ）Ｗを保持するように構築されており、特定のパラメータに従って基板サポートを正確に位置付けるように構成された第２のポジショナＰＷに接続された基板サポート（例えば、ウェーハテーブル）ＷＴと、パターニングデバイスＭＡによって放射ビームＢに付与されたパターンを基板Ｗの（例えば、１つ以上のダイを含む）ターゲット部分Ｃ上に投影するように構成された投影システム（例えば、屈折投影レンズシステム）ＰＳと、を含む。
[0043] 動作時、照明システムＩＬは、例えば、ビームデリバリシステムＢＤを介して、放射源ＳＯからの放射ビームを受光する。放射源ＳＯはレーザシステムを備える。照明システムＩＬは、放射の誘導、整形、及び／又は制御のための、屈折型、反射型、磁気型、電磁気型、静電型、及び／又は他の種類の光学コンポーネント、或いはそれらの任意の組み合わせなどの、様々な種類の光学コンポーネントを含み得る。イルミネータＩＬは、放射ビームＢを、パターニングデバイスＭＡの平面におけるその断面内で所望の空間及び角度強度分布を有するように調節するために用いられ得る。
[0044] 用語「投影システム」ＰＳは、本明細書で使用する時、用いられている露光放射、及び／又は液浸液の使用若しくは真空の使用などの他の因子に応じて、屈折型、反射型、反射屈折型、アナモルフィック型、磁気型、電磁気型、及び／又は静電型光学系、或いはこれらの任意の組み合わせを含む、様々な種類の投影システムを包含すると広義に解釈されるべきである。本明細書における用語「投影レンズ」の任意の使用は、より総称的な用語「投影システム」ＰＳと同義と考えられ得る。
[0045] リソグラフィ装置ＬＡは、投影システムＰＳと基板Ｗとの間の空間を充填するために、基板の少なくとも部分が、比較的高い屈折率を有する液体、例えば、水によって覆われ得る種類のものであり得、これは液浸リソグラフィとも称される。液浸技術に関するさらなる情報が米国特許第６９５２２５３号において与えられている。同特許は本明細書において参照により組み込まれる。
[0046] リソグラフィ装置ＬＡはまた、２つ以上の基板サポートＷＴを有する種類のものであってもよい（「デュアルステージ」とも称される）。このような「マルチステージ」マシンでは、基板サポートＷＴは並列に用いられ得、及び／又は他の基板サポートＷＴ上の他の基板Ｗが、パターンを他の基板Ｗ上に露光するために用いられている間に、基板Ｗの後続の露光の準備におけるステップが、基板サポートＷＴのうちの１つの上に配置された基板Ｗ上で実施され得る。
[0047] 基板サポートＷＴに加えて、リソグラフィ装置ＬＡは測定ステージを備え得る。測定ステージは、センサ及び／又はクリーニングデバイスを保持するように構成されている。センサは、投影システムＰＳの特性又は放射ビームＢの特性を測定するように構成され得る。測定ステージは複数のセンサを保持し得る。クリーニングデバイスは、リソグラフィ装置の部分、例えば、投影システムＰＳの部分、又は液浸液を提供するシステムの部分を洗浄するように構成され得る。測定ステージは、基板サポートＷＴが投影システムＰＳから離れている時に、投影システムＰＳの下方へ移動し得る。
[0048] 動作時、放射ビームＢは、パターニングデバイス、例えば、マスクサポートＭＴ上に保持されたマスクＭＡに入射し、パターニングデバイスＭＡ上に存在するパターン（設計レイアウト）によってパターン形成される。マスクＭＡを横断した後、放射ビームＢは、ビームを基板Ｗのターゲット部分Ｃ上に合焦させる、投影システムＰＳを通過する。第２のポジショナＰＷ及び位置測定システムＩＦの助けにより、基板サポートＷＴは、例えば、異なるターゲット部分Ｃを、合焦され、位置合わせされた位置において放射ビームＢの経路内に位置付けるために、正確に移動させられ得る。同様に、第１のポジショナＰＭ、及び場合によっては、別の位置センサ（図１には明示的に示されていない）は、パターニングデバイスＭＡを放射ビームＢの経路に対して正確に位置付けるために用いられ得る。パターニングデバイスＭＡ及び基板Ｗは、マスクアライメントマークＭ１、Ｍ２及び基板アライメントマークＰ１、Ｐ２を用いて位置合わせされ得る。図示のとおりの基板アライメントマークＰ１、Ｐ２は専用のターゲット部分を占有するが、それらはターゲット部分の間の空間内に配置されてもよい。基板アライメントマークＰ１、Ｐ２は、これらがターゲット部分Ｃの間に配置されるときには、スクライブレーンアライメントマークとして知られる。
[0049] 明確にするために、デカルト座標系が用いられる。デカルト座標系は、３つの軸、すなわち、ｘ軸、ｙ軸、及びｚ軸を有する。３つの軸の各々は他の２つの軸と直交する。ｘ軸の周りの回転はＲｘ回転と称される。ｙ軸の周りの回転はＲｙ回転と称される。ｚ軸の周りの回転はＲｚ回転と称される。ｚ軸は（例えば、図１における鉛直方向の）リソグラフィ装置の光軸と概ね一致し得、それに対して、ｘ軸及びｙ軸は光軸と垂直な平面（例えば、図１における水平面）を規定し得る。デカルト座標系は本発明を限定せず、説明のためにのみ用いられる。その代わりに、円筒座標系などの別の座標系が、明確にするために用いられてもよい。デカルト座標系の向きは、例えば、ｚ軸が水平面に沿った成分を有するよう、異なってもよい。
[0050] 図１Ｂは、本開示の主題の一態様に係る周知のレーザシステムの図を概略的に示す。図１Ｂは、パルスレーザビーム１１０を生成するように動作可能である周知のレーザシステム１００の一例を示す。具体的には、図１Ｂは、ガス放電レーザシステム１００を、例示的に、及びブロック図で示す。レーザビーム１１０は光ビームと称され得る。
[0051] ガス放電レーザシステム１００は、固体若しくはガス放電シードレーザシステム１１５、増幅段、例えば、パワーリング増幅器（「ＰＲＡ（power ring amplifier）」）段１５０、リレー光学部品１４０、及びレーザシステム出力サブシステム１７０を含む。
[0052] シードレーザシステム１１５は、主発振器（「ＭＯ（master oscillator）」）チャンバ１２５、主発振器出力カプラ（「ＭＯ ＯＣ（master oscillator output coupler）」）１３０、及びライン狭隘化モジュール（「ＬＮＭ（line narrowing module）」）１２０を含む。
[0053] 主発振器出力カプラ（「ＭＯ ＯＣ」）１３０は部分反射ミラーを含み得、ライン狭隘化モジュール（「ＬＮＭ」）１２０は反射格子を含み得る。主発振器出力カプラ（「ＭＯ ＯＣ」）１３０及びライン狭隘化モジュール（「ＬＮＭ」）１２０は、シードレーザが内部で発振し、シードレーザ出力パルスを形成する発振器空洞を共同で画定する。発振器空洞は主発振器（「ＭＯ（master oscillator）」）と称され得る。
[0054] レーザシステム１００はまた、線中心分析モジュール（「ＬＡＭ（line-centre analysis module）」）１３５を含む。ＬＡＭ１３５は、精細な波長測定のためのエタロンスペクトロメータ、及びより粗い分解能の格子スペクトロメータを含み得る。ＭＯ波面エンジニアリングボックス（「ＷＥＢ（wavefront engineering box）」）１４５が、ＭＯシードレーザシステム１１５の出力を増幅段１５０に向けて方向転換する役割を果たし、例えば、例として、マルチプリズムビームエキスパンダ（図示せず）を用いた、ビーム拡大、及び例として、光遅延経路（図示せず）の形態の、コヒーレンスバスティング（coherence busting）を含み得る。
[0055] 増幅段１５０は、例えば、ＰＲＡ ＷＥＢ１６５内に組み込まれ、ビーム反転器１５５によって、チャンバ１６０内の利得媒体を逆に通過するように方向転換される、シードビーム注入及び出力結合光学部品（図示せず）によって形成された、同様に発振器であり得る、ＰＲＡレージングチャンバ１６０を含む。ＰＲＡ ＷＥＢ１６５は、（例えば、ＡｒＦシステムのための１９３ｎｍ前後における）公称動作波長のための部分反射入力／出力カプラ（図示せず）及び最大反射ミラー、並びに１つ以上のプリズムを組み込み得る。
[0056] 固体若しくはガス放電シードレーザシステム１１５、増幅段１５０、及びリレー光学部品１４０は、合わせて、レーザビームを発生するように動作可能なレーザであると考えられ得る。
[0057] 増幅段１５０の出力における帯域幅分析モジュール（「ＢＡＭ（bandwidth analysis module）」）１７５は増幅段１５０からのパルスの出力レーザ光ビームを受光し、光ビームの部分をメトロロジの目的のために、例えば、出力帯域幅及びパルスエネルギーを測定するために、抜き取り得る。パルスの出力光ビームは、次に、光パルスストレッチャ（「ＯＰｕＳ（optical pulse stretcher）」）１８０を通過する。ＯＰｕＳ１８０の１つの目的は、例えば、単一の出力レーザパルスをパルス列に変換することであり得る。元の単一の出力パルスから作り出された二次パルスは互いに対して遅延させられ得る。元のレーザパルスエネルギーを二次パルス列に分散させることによって、レーザの実効パルス長を拡大し、同時に、ピークパルス強度を低減することができる。パルスの出力光ビームは、次に、パルスエネルギー計の場所でもあり得る、出力複合オートシャッタメトロロジモジュール（「ＣＡＳＭＭ（combined autoshutter metrology module）」）１８５を通過する。それゆえ、ＯＰｕＳ１８０はＢＡＭ１７５を介してＰＲＡ ＷＥＢ１６５からレーザビームを受光し、ＯＰｕＳ１８０の出力をＣＡＳＭＭ１８５へ誘導することができる。他の実施形態では、他の好適な配置も用いられ得る。
[0058] ＰＲＡレージングチャンバ１６０及びＭＯ１２５は、当技術分野において知られるように、電極間の放電がレージングガス中のレージングガス放電を引き起こし、例えば、Ａｒ、Ｋｒ、及び／又はＸｅを含む、高エネルギー分子の反転分布を作り出し、ライン狭隘化モジュール（「ＬＮＭ」）１２０において選択された比較的非常に狭い帯域幅及び中心波長にライン狭隘化され得る比較的広い帯域の放射を生成し得るチャンバとして構成されている。
[0059] 通例、チューニングはＬＮＭ１２０において行われる。レーザのライン狭隘化及びチューニングのために用いられる典型的な技術は、レーザの放電空洞の後部に、レーザビームの部分がＬＮＭ内へ通過するウィンドウを設けることである。そこで、ビームの部分はプリズムビームエキスパンダを用いて拡大され、レーザのより広いスペクトルの狭い選択部分を、それが増幅される放電チャンバ内へ後方反射する格子などの、光学素子へ誘導される。レーザは、通例、例えば、ピエゾアクチュエータなどの、アクチュエータを用いて、ビームが格子を照明する角度を変更することによってチューニングされる。代替的に、プリズムなどの、透過性光学素子が、レーザのより広いスペクトルの狭い選択部分を、それが増幅される放電チャンバ内へ逆に透過するために用いられてもよい。レーザは、例えば、ピエゾアクチュエータなどの、アクチュエータを用いて、ビームがプリズムを照明する角度を変更することによってチューニングされ得る。レーザシステム１００は、１つの波長を有する１つ以上のパルスのバーストを発生し、次に、異なる波長を有する１つ以上のパルスのバーストを発生することに切り替わることができるように動作可能であり得る。
[0060] 図１Ａに示され、上述された放射源ＳＯは、図１Ｂに示されるレーザシステム１００を含み得る。
[0061] 本開示の実施形態は新規のレーザシステムに関する。これらの新規のレーザシステムは、概して、図１Ｂに示されるレーザシステム１００の種類のものであり得、図１Ｂに示されるレーザシステム１００のフィーチャのうちの１つ以上を備え得る。これより、このような新規のレーザシステムの例が図２～図５を参照して説明される。
[0062] 図２は新たなレーザシステム２００を概略的に示す。レーザシステム２００は図１Ａの放射源ＳＯの部分又は全てを形成し得る。レーザシステム２００は、図１Ｂに示され、上述された種類のレーザシステムの部分又は全てを形成し得る。以下においてより完全に説明されるように、レーザシステム２００は、レーザビーム２２０を生成するように動作可能であるレーザ２１０、並びに第１のレンズ２３１及び第２のレンズ２３２を含む光学系２３０を含む。レーザ２１０は、例えば、固体若しくはガス放電シードレーザシステム１１５、増幅段１５０、及びリレー光学部品１４０を含む、図１Ｂに示される種類のものであり得る。
[0063] レーザビーム２２０は、それがレーザシステム２００から出射する出力２４０へ伝搬する前に、第１のレンズ２３１及び第２のレンズ２３２へ伝搬する（及びそれらを通って伝搬する）。
[0064] レーザビーム２２０は、ビームサイズ、ビーム形状、及びビームプロファイルを有する。ビームプロファイルはレーザビーム２２０の伝搬方向と垂直な平面内の空間強度プロファイルである。ビームプロファイルの種類の例はガウシアン及びトップハットである。ビーム形状はレーザビーム２２０の伝搬方向と垂直な平面内のレーザビーム２２０の形状である。ビーム形状の例は円形及び矩形である。ビームサイズはレーザビームの伝搬方向と垂直な平面内のレーザビーム２２０のサイズ又は寸法である。ビームサイズは、例えば、（例えば、円形ビームなどの回転対称性のビーム形状については）半径、又は（例えば、矩形ビームなどの低下した回転対称性を有するビーム形状については）長軸及び短軸に沿った距離によって特徴付けられ得る。ビームサイズはビーム幅と称され得る。レーザビームは、通例、明瞭な縁部を有せず、縁部は、レーザビーム内に包含される強度のうちの特定の量を包含する領域として規定されることは当業者によって理解されるであろう。ビーム幅を測定し、表現するために、様々な規約、例えば、１／ｅ２（強度がビームの最大強度の１／ｅ２倍になるビームの２つの正反対の点の間の距離）、ＦＷＨＭ（強度がビームの最大強度の５０％になるビームの正反対の点までの間の距離）、Ｄ４σ（強度分布の標準偏差の４倍）が用いられる。
[0065] レーザビームは概ね光軸に沿って伝搬する。すなわち、光軸は、レーザビームが伝搬する公称又はターゲット経路として定義することができる。以下においてより詳細に説明されるように、レーザビームの部分が、光軸と揃っていない方向に伝搬することを引き起こす、小さい偏差、すなわち、発散及び指向誤差が生じ得る。
[0066] レーザビーム２２０は、レーザビーム２２０が、例えば、自由空間を通って伝搬するのに伴う、ビームサイズの増大の量を定める発散を有する。等方性発散は、レーザビームのビームサイズがレーザビームの伝搬方向と垂直な全ての方向に等方的に増大する結果をもたらし、それが自由空間を通って伝搬するにつれて、より大きくなるビームサイズを有するレーザビームをもたらす。発散の影響は、通例、レーザビーム２２０の発散の大きさと組み合わせて、レーザビーム２２０によって伝搬された距離（伝搬距離）に依存する。所与の発散について、レーザビーム２２０は、レーザ２１０からのその距離が増大するにつれて、より大きいビームサイズを有することになる。非等方性発散は、レーザビームのビームサイズが、レーザビームの伝搬方向と垂直な第１の方向に第１の量だけ、レーザビームの伝搬方向と垂直な第２の方向に第２の量だけ増大する結果をもたらし得、それゆえ、それが自由空間を通って伝搬するにつれて、ビームサイズが変化するのに加えて、ビーム形状が変化するレーザビームをもたらす（例えば、円形ビームは、それが伝搬するにつれて、楕円形になり得る）。レーザビーム２２０の発散は固定され得るか、又はそれは（例えば、パルスレーザを用いるときにはパルスごとに）経時的に変化し得る。これは変動発散と称され得る。変動発散は、通例、経時的に変化するビームサイズ及び／又は形状（すなわち、変動ビームサイズ及び／又はビーム形状）をもたらす。
[0067] レーザビーム２２０は、レーザビーム２００の部分が、光軸に対して０でない角度で放出される指向誤差を経験し得る。用語、光軸は当技術分野において周知であり、レーザビーム２２０のための公称又はターゲット指向方向を規定し得る。十分に大きい期間（例えば、十分なパルス数）にわたって積分されると、レーザビーム２２０は光軸の周りに概ね回転対称性を有し得る。しかし、より短い期間にわたって（例えば、パルスごとに）、レーザビーム２２０の指向方向は光軸に対して変化し得る。指向誤差は光軸に対するビームの位置に影響を及ぼす。指向誤差がない場合には、レーザビーム２２０のあらゆる部分は光軸に概ね沿って（又はその周りに回転対称的に）誘導され、これにより、レーザビーム２２０の中心は光軸と概ね一致し得る。それゆえ、指向誤差がない場合には、レーザビーム２２０が（例えば、自由空間を通って）伝搬するにつれて、それは、光軸に沿って配置された任意の仮想ターゲットにぶつかることになる。すなわち、ビーム位置は光軸と一致する。指向誤差がある場合には、レーザビームが（例えば、自由空間を通って）伝搬するにつれて、レーザビームの中心は光軸に沿って伝搬せず、むしろ、光軸に対して０でない角度で伝搬する。その結果、レーザビーム２２０の伝搬距離が増大するにつれて、レーザビーム２２０の中心と光軸との間の距離は増大する。その結果、レーザビーム２２０は、光軸に沿って配置された（及びそれに中心を有する）仮想ターゲットを捉え損ない得る（又は部分的に捉え損ない得る）。すなわち、指向誤差の結果、ビーム位置は光軸に対してずれ得る。レーザビームの部分の指向（すなわち、正規の光軸に対する放出方向）は経時的に変化し得、指向変動と称される、指向の変動を生じさせる。特に、レーザ２１０がパルスレーザであるときには、概して、各パルスの指向は変化し得る。指向変動は、経時的に変化するビーム位置をもたらし得る。発散と同様に、指向誤差の影響は、指向誤差の大きさと組み合わせて、レーザの伝搬距離に依存する。したがって、所与の指向誤差について、レーザビームがレーザ２１０からさらに伝搬するにつれて、ビーム位置は光軸に対してよりずれることになる。
[0068] レーザシステム２００は、発散及び／又は指向誤差の影響を低減する光学系２３０を備える。具体的には、光学系２３０はレーザビーム２２０の実効伝搬距離を低減し、これにより、伝搬距離に依存する、発散及び指向誤差の影響を低減する。
[0069] 光学系２３０は第１のレンズ２３１及び第２のレンズ２３２を含む。第１及び第２のレンズ２３１、２３２は等しい焦点距離ｆを有し、２ｆの距離だけ離間されている。第１及び第２のレンズ２３１、２３２は正の焦点距離を有する（すなわち、発散レンズではなく、収束レンズである）。この配置では、光学系２３０は、１（又は－１）の総合倍率を有する結像系を形成する。
[0070] レーザビーム２２０はかなり高度にコリメートされるが、上述されたように、レーザビーム２２０は０でない発散を有する。レーザビーム２２０が第１のレンズ２３１に入射すると、それは第１及び第２のレンズ２３１、２３２の間の平面に合焦させられる。この平面の後の発散レーザビームは、第２のレンズ２３２によって、（入射レーザビームと実質的に同じ発散を有する）元のかなり高度にコリメートされたレーザビーム２２０に変換される。
[0071] 発明者は、このような光学系２３０は光学系２３０の前の（すなわち、レーザ２１０と第１のレンズ２３１との間の）任意の平面（対物面と称され得る）の像を共役面（像面と称され得る）内に形成することを認識した。対物面と像面との間の距離は焦点距離の４倍、すなわち、４ｆと等しい。したがって、レーザビーム２２０は対物面及び像面の各対の間の４ｆの距離を伝搬するが、レーザビーム２２０のサイズ及び位置はこれらの２つの平面内で同じになる。それゆえ、レーザビーム２２０が対物面及び像面の各対の間を伝搬する際、発散及び指向誤差の影響は実効的に０である。したがって、光学系２３０によって遂行される結像は、レーザ２１０から出力２４０へ伝搬するレーザビーム２２０の実効伝搬長が焦点距離の４倍、すなわち、４ｆだけ低減されるというものになる。
[0072] この結像は、対物面及び／又は像面が第１又は第２のレンズ２３１、２３２の焦点面と一致するかどうかにかかわりなく生じる。これは、レンズ２３１、２３２を配置する際の大きな柔軟度を可能にする。例えば、その理由は、レンズ２３１、２３２は、それらが互いに２ｆ離間されている限り、レーザ２１０と出力２４０との間の任意の場所に配置することができるからである。第１及び第２のレンズ２３１、２３２の焦点距離ｆは、結像される対物面と像面との間の距離を最大化し、ひいては、レーザビーム２２０の実効伝搬長の低減を最大化するように選択することができる。レーザシステム２００内のレーザビーム２２０の実効伝搬長は、レーザ２１０と出力２４０との間のレーザビーム２２０の実際の経路長マイナス４ｆと等しい。
[0073] １つ以上のレンズを含む光学系を、一方の平面（対物面と称され得る）の像を他方の平面（像面と称され得る）内に形成するための結像系として用いることができることが知られている。通例、このような光学結像系のために用いて結像するときには、像面からの距離が増大するにつれて、像はコントラストを失い、焦点がぼけることになる（すなわち、光ビームは発散する）。それゆえ、光ビームを当技術分野において周知の標準的な光学結像系に通すときには、光ビームを周期的に再合焦させるための像面の後の追加の光学部品を必要とすることが一般的である。
[0074] 当業者が理解するであろうように、レーザビームは、通例、高度にコリメートされる（ただし、他所で説明されるように、実際には、それらは０でない発散を有する）。このようなレーザビームは、略コリメートされている、又は実質的にコリメートされていると言及され得る。本明細書において説明されるとおりの光学系２３０は、実質的にコリメートされたビームが、実質的にコリメートされたビームに結像されるよう、レーザビーム２２０の像を形成するように配置されている。それゆえ、結像されたビームを再合焦させるための追加の光学部品は必要とされない。むしろ、光学系２３０は、改善されたビーム特性及び／又は改善された安定性の利点をもたらすために追加の光学部品を伴うことなく用いることができる。
[0075] 第１のレンズ２３１はレーザ２１０からのレーザビーム２２０のうちの実質的に全てを受光する。光学系２３０は、レーザビーム２１０が第１のレンズ２３１、第２のレンズ２３２、及び出力２４０へ順次に（すなわち、順番に）伝わるように配置されている。すなわち、第１のレンズ２３１はレーザ２１０からレーザビーム２２０を受光し、第２のレンズ２３２は第１のレンズ２３１からレーザビーム２２０を受光し、出力２４０は第２のレンズ２３２からレーザビーム２２０を受光し、その地点において、レーザビーム２２０は（例えば、出力２４０又はその近位における開口（図示せず）を通って）レーザシステム２００から出射する。レーザビーム２２０は第１のレンズ２３１、第２のレンズ２３２、及び出力２４０へ順次に伝わるため、並びにレーザビーム２２０は出力２４０を通ってレーザシステム２００から出射するため、レーザビーム２２０は１度だけ光学系２００を通って伝わる。これは、レーザビーム２２０は光学系を通って直線的に（すなわち、再循環せずに）伝わる、及び／又はレーザビーム２２０は第１及び第２のレンズ２３１、２３２、並びに出力２４０を通って単数回（すなわち、複数回通過せずに）伝わると言及され得る。このように、レーザビーム２２０のうちの実質的に全ては、不必要な損失（例えば、光学素子内の吸収、及び／又はビームの部分の除去に起因する不必要な損失）を全く伴わずに、光学系２３０によって結像される。
[0076] 第１及び第２のレンズ２３１、２３２は光学素子と称され得る。実際に、レンズ以外の合焦光学素子が、第１及び第２のレンズ２３１、２３２のうちの何れか又は両方の代わりに用いられ得る。例えば、レンズではなく、合焦ミラーが光学素子として用いられ得る。ミラーが光学素子として用いられるとき、レーザビーム２２０は、光学素子を通り抜けて伝搬するのではなく、光学素子へ伝搬し、それと相互作用することになる（例えば、それから散乱する）ことを理解されたい。光学素子は、通例、発散性でなく、収束性のものである。
[0077] レーザシステムは、通例、レーザシステム及びその内部のコンポーネントのサイズ、形状、及び／又は配置を少なくとも部分的に規定する空間制約を有する。空間制約は、例えば、搬送を容易にするために、及び／又はレーザビームを、レーザシステムの近くにいるユーザから遮蔽するために、レーザシステムがハウジング内に配設されることに起因して生じ得る。このようなハウジングは、固定されたサイズ／形状のものであり、それゆえ、その内部に配設されたコンポーネントの配置を規定し得る。加えて、又は代替的に、空間制約は、ユーザ要求、例えば、ユーザがレーザシステムを配置し得るフットプリント及び／又は容積に起因して生じ得る。
[0078] レーザシステムはまた、通例、レーザビームを処理するために用いられる追加のコンポーネントを有する。例えば、レーザシステムは、１つ以上のビームエキスパンダ、パルスストレッチャ、ビームシェイパ等を備え得る。上述されたとおりの図１Ｂは、追加のコンポーネント、例えば、帯域幅分析モジュール１７５、パルスストレッチャ１８０、メトロロジモジュール１８５を備えるレーザシステム１００の一例である。
[0079] このような追加のコンポーネントは、レーザとレーザシステム出力との間に（すなわち、それらの間のレーザビームの経路に沿って）配置され得る。このようなコンポーネントをレーザとシステム出力との間に（例えば、レーザビームの方向転換を全く／ほとんど伴わない直線内に）物理的に配置することは、特に、上述された空間制約を所与とすると、困難又は不可能になり得る。それゆえ、コンポーネントはレーザから相当な距離離間され、レーザビームは、レーザシステムの出力に向けて方向転換される前にコンポーネント（単数又は複数）へ（例えば、ミラーを用いて）誘導されることが望ましくなり得る。しかし、このような配置では、レーザビームは、追加のコンポーネントを有しないシステムと比べてより大きい距離（例えば、数メートル又は数十メートル）にわたって伝搬し、これにより、発散及び／又は指向誤差に起因するより大きい影響を経験する。例えば、より大きい伝搬距離のゆえに、このようなレーザシステムは、以下のもの：より大きいビームサイズ、変動するビームサイズ、望ましくないビーム形状、変動するビーム形状、変動するビーム位置のうちの１つ以上を有するレーザビームを出力し得る。
[0080] 図３は、追加のコンポーネントを有するレーザシステム３００を概略的に示す。レーザシステム３００は、レーザビーム３２０を放出するレーザ３１０を備える。本例では、レーザ３１０は、パルス状放射を放出するパルスレーザである。すなわち、レーザビーム３２０はレーザ放射のパルスを含む。レーザビーム３２０はミラー３１５を用いてパルスストレッチャ３６０へ誘導される。パルスストレッチャは当技術分野において周知であり、放射のパルスのパルス長を増大させるために用いられる。例えば、パルス継続時間は数十ナノ秒のオーダから数百ナノ秒のオーダへ増大させられ得る。パルスストレッチャ３６０は、以上において図１Ｂを参照して説明された種類のもの（すなわち、単一の出力レーザパルスをパルス列に変換するように動作可能なＯＰｕＳ１８０）であり得る。パルスストレッチャ３６０を通過した後に、レーザビーム３２０は、上述されたものと同等の光学系を形成する第１のレンズ３３１及び第２のレンズ３３２へ伝搬する。第２のレンズ３３２を通って伝搬した後に、レーザビーム３２０は、ハウジング３５０の出射開口と一致する出力３４０を通ってレーザシステム３００から出射する。レーザ３１０、パルスストレッチャ３６０、及びレンズ３３１、３３２はハウジング３５０内に配設されている。
[0081] 光学系３３０は、レーザビーム３１０が第１のレンズ３３１、第２のレンズ３３２、及び出力３４０へ順次に（すなわち、順番に）伝わるように配置されている。
[0082] パルスストレッチャ３６０は、レーザビーム３１０と出力３４０との間に一直線にない位置に配置されている。これは、例えば、及び上述されたように、空間制約に起因し得る。それゆえ、レーザビーム３２０は、出力３４０に向かって、及びそれを通って伝搬する前に、パルスストレッチャ３６０によって処理されるために、出力３４０から離れた所で追加の距離を伝搬する。第１及び第２のレンズ３３１、３３２を含む光学系３３０は、レーザビーム３２０の実効伝搬長を、その実際の伝搬長の増大にもかかわらず最小化するために位置付けられている。
[0083] 第１のレンズ３３１はパルスストレッチャ３６０の出力の近位に配置されている。光学系は共役面の任意の対を結像することができるため、第１のレンズ３３１は出力から１焦点距離ｆ（又はその焦点面）パルスストレッチャ３６０に位置付けられなくてもよい。実際に、この配置では、光学系によって結像される対物面は、例えば、図３において点線３７０によって指示されるように、レーザ３１０とパルスストレッチャ３６０との間に配置されている。これは、２ｆだけ離間された第１及び第２のレンズ３３１、３３２を含む光学系の結像特性のゆえに可能である。これは、第１のレンズ３３１がパルスストレッチャ３６０の出力のごく近くに、例えば、それの１焦点距離ｆ未満以内に配置されることを可能にする。
[0084] 第２のレンズ３３２はレーザシステム３００の出力３４０の近位に配置されている。光学系は任意の共役面を結像することができるため、第２のレンズ３３２はレーザシステムの出力３４０から１焦点距離に位置付けられなくてもよい。実際に、この配置では、点線３７０によって表される対物面に対する共役面は、点線３８０によって指示されるようにレーザシステム３００の外部に配置されている。図３は本質的に例示のためのものであり、原寸に比例して描かれていないことに留意されたい。
[0085] パルスストレッチャ３６０（又はその代わりに他の追加のコンポーネント）がレーザビーム３２０のビームパラメータに影響を及ぼさない限り、完全な柔軟性を有する配置（すなわち、第１の光学素子３３１がパルスストレッチャ３６０又は他の追加のコンポーネントの出力から任意の距離に位置付けられ得る配置）が可能である。例えば、これは、パルスストレッチャ３６０が０の実効伝搬長を有する場合に達成され得るであろう。このように、パルスストレッチャ３６０の前のレーザビーム（例えば、レーザ３１０からパルスストレッチャ３６０によって受光された単一のレーザパルス）の任意のビームパラメータは、光学系３３０が（パルスストレッチャ３６０に対して）どこに位置付けられていようとも、パルスのチェーン内に再現される。
[0086] 代替的に、実施形態によっては、レーザビーム３２０のパラメータに実際に影響を及ぼす光学素子が（例えば、レーザ３１０と光学系３３０との間に）導入され得る。このような実施形態については、上記の光学素子と第１のレンズ３３１との間に十分な距離がある場合には、このとき、光学系３３０は、光学系３３０の前の現実の対物面を光学系３３０の後の像面上に結像すると考えられ得る。代替的に、光学系３３０は、光学系３３０の前の仮想的な対物面を光学系３３０の後の像面上に結像すると考えられ得る。
[0087] 第１及び第２のレンズ３３１、３３２は、それらの焦点距離ｆが、パルスストレッチャ３６０の出力及びレーザシステム３００の出力３４０の近位にそれぞれ位置付けられた際に、それらが互いに２ｆ離れて位置付けられることを可能にするように選択される。それゆえ、レーザビーム３２０の実効伝搬長が低減される４ｆの距離が最大化される。したがって、発散及び指向誤差の影響が低減される。例えば、本明細書において説明されるとおりの光学系を有しないレーザシステムと比べたとき、レーザシステム３００は、以下のもの：より小さいビームサイズ、低減されたビームサイズ変動、より望ましいビーム形状、低減されたビーム形状変動、低減されたビーム位置変動、のうちの１つ以上を有するレーザビームを出力し得る。
[0088] 本明細書において説明されるとおりの光学系を有しないレーザシステムでは、最適以下のレーザビーム特性及び／又は低いビーム安定性が、レーザビームがハウジングの出射開口を少なくとも部分的に捉え損なうことを引き起こし得る。例えば、レーザビームの部分は、出射開口を通って出射する代わりに、ハウジングにぶつかり得るため、これは、レーザビームのかなりの部分がレーザシステムから出射することを妨げられる結果をもたらし得る。このような損失はレーザシステムの効率に、例えば、１０％ほどの効率損失の影響を及ぼし得る。レーザシステムがリソグラフィ装置と併用されるとき、このような損失の任意の変化は、上記のリソグラフィ装置の線量制御に影響を及ぼし得、これは、後述されるように、望ましくない。したがって、図３に示される種類のレーザシステム３００は、レーザビーム特性及び／又は安定性が改善され、ひいては、レーザビーム２２０が、ハウジング３５０によって妨げられることなく、出射開口をよりうまく出射することができるため、レーザシステム３００の効率を大幅に改善することができる。さらに、最適以下のレーザビーム特性／安定性が、レーザビームがハウジングの出射開口を少なくとも部分的に捉え損なうことを引き起すレーザシステムでは、より高いレーザパワーが、損失を補うために用いられ得る。より高いレーザパワーは、通例、レーザビームの経路内の任意のコンポーネントに対する損耗及び／又は損傷の増大をもたらし、コンポーネントの光学的寿命の短縮をもたらす。したがって、本明細書において説明されるとおりの光学系３３０を有するレーザシステム３００はレーザシステム内のコンポーネントの寿命を有利に増大させ得る。
[0089] 図４Ａ及び図４Ｂは、上述されたとおりの図２及び図３に示される種類の光学系２３０、３３０を有しない、及び有するレーザシステムの出力レーザビームのシミュレーションをそれぞれ示す。どちらのレーザシステムにおいても、レーザは、レーザ及び様々なビーム処理コンポーネントの選択を通じて達成される、トップハットプロファイル及び矩形形状を有するレーザビームを放出する。２つのレーザシステムの出力レーザビームの間の唯一の大きな相違は、本明細書において説明されるとおりの光学系２３０、３３０の包含である。出力レーザビームはレーザビームの伝搬方向と垂直な平面内で示されている。
[0090] 図４Ａは、光学系を有しないレーザシステムの出力におけるシミュレートされたレーザビーム（以下において、第１のシミュレーションビームと称される）のビームプロファイルを示すコンタープロット４１０及び像プロット４２０を示す。コンタープロット４１０及び像プロット４２０の両方は、第１のシミュレーションビームは形状が概ね楕円形であり、実質的にガウシアンのプロファイルを有することを示す。第１のシミュレーションビームは高さＨ１及び幅Ｄ１を有する。
[0091] 図４Ｂは、光学系を有するレーザシステムの出力におけるシミュレートされたレーザビーム（以下において、第２のシミュレーションビームと称される）のビームプロファイルを示すコンタープロット４３０及び像プロット４４０を示す。コンタープロット４３０及び像プロット４２０の両方は、第２のシミュレーションビームは第１のシミュレーションビームよりも形状が矩形的であることを示す。上記の矩形の「角部」のいくらかの湾曲が存在するが、形状は、第１のシミュレーションビームよりも大幅に矩形的である。第２のシミュレーションビームは、第１のシミュレーションビームの高さＨ１よりも小さい高さＨ２を有する。第２のシミュレーションビームは、第１のシミュレーションビームの幅Ｄ１よりも小さい幅Ｄ２を有する。したがって、第２のシミュレーションビームは、第１のシミュレーションビームよりも小さいビームサイズを有する。これは、本例において、光学系２３０、３３０を有するレーザシステムがどのように発散の影響を低減し、より小さいビームサイズ及びより望ましいビーム形状をもたらすのかを実証している。
[0092] 像には表されていないが、第２のシミュレーションビームの安定性は第１のシミュレーションビームと比べて改善されている。すなわち、第１のシミュレーションビームと比べて、第２のシミュレーションビームのビームサイズ、ビームプロファイル、ビーム位置、及びビーム形状の時間的変化は低減されている。これは、発散変動及び指向変動の影響が低減されることを実証している。
[0093] 図５は、追加の光学系を有する図３のレーザシステムを概略的に示す。同様の部分はそれに応じて符合が付されている。この配置では、レーザシステム３００は、第３のレンズ５３１及び第４のレンズ５３２を含む第２の光学系５３０を備える。第３及び第４のレンズ５３１、５３２は、この配置では、第１及び第２のレンズ３３１、３３２の焦点距離ｆとは異なる、等しい焦点距離ｆ２を有する。他の配置では、第１の光学系内のレンズと等しい焦点距離を有するレンズを含む第２の光学系５３０が用いられ得る。
[0094] 光学系３３０は、レーザビーム３１０が第３のレンズ５３１、第４のレンズ５３２、及び出力３４０へ順次に（すなわち、順番に）伝わるように配置されている。
[0095] 第３及び第４のレンズ５３１、５３２を有するこの第２の光学系５３０を提供することによって、レーザビーム３２０の実効伝搬距離は４ｆ２だけさらに低減される。この第２の光学系５３０の提供は発散及び指向誤差の影響をさらに低減する。
[0096] 本明細書において説明される光学系（例えば２３０、３３０、５３０）は、レーザを用いる幅広い適用物において、幅広いレーザと併用され得る。本明細書において説明される光学系は、リソグラフィにおいて、例えば、図１Ａを参照して説明されたものなどのリソグラフィ装置において、特に有用である。最適なリソグラフィ露光のためには、基板に提供される放射の線量の正確な制御が望ましい。さらに、最適なリソグラフィ露光のためには、パターニングデバイス、及びその後、基板に提供される放射は、特定のプロファイル（例えば、光の角度分布）を有するように選択することができる。このプロファイルは照明モード又は瞳モードと称され得る。最適以下のレーザビーム特性は、最適以下の線量制御及び／又は最適以下の照明モード、ひいては、最適以下のリソグラフィ露光をもたらし得る。リソグラフィにおける高品質の露光のためには、通例、既知の特性、例えば、既知のビームサイズ、既知のビーム形状、既知のビーム位置を有する放射を（例えば、レーザビームの形で）提供することが望ましい。さらに、リソグラフィにおける高品質の露光のためには、通例、高い安定性、例えば、ビームサイズの変動、ビーム形状、及びビーム位置を有する放射を提供することが望ましい。したがって、本明細書において説明されるとおりの光学系を有するレーザシステムを、リソグラフィ装置と組み合わせて提供することは、リソグラフィ装置に提供されるレーザビームの特性を最適化し、安定性を改善することができる。
[0097] リソグラフィ装置においては、レーザシステムから出力されたレーザビームは、通例、レーザビームをリソグラフィ装置中に伝搬し、及び／又はビームを調節する役割を果たす１つ以上の照明システム（例えば、図１ＡのイルミネータＩＬ）を通って伝わる。レーザビームの不安定性はこのような照明システムの結像特性に影響を及ぼし得る。周知のリソグラフィ装置では、標準的な照明システムは、低い安定性を有するレーザビームを伝搬し、及び／又は調節することが実質上、又は全くできなくなり得る。例えば、不安定なレーザビームを与えられると、照明システムは所望の照明モードを達成することができなくなり得る。それゆえ、レーザビームの実際の伝搬距離を増大させる（ひいては、レーザシステムの出力におけるレーザビームの不安定性を増大させる）追加のコンポーネントをレーザシステムに含めることは、照明システムの調整又は置換を必要とし得る。このような調整又は置換はコストがかかり、及び／又は時間がかかり得る。本明細書において説明されるとおりのレーザシステムの提供は、最適なリソグラフィ露光を得るために元の照明システムが依然として用いられ得るほど十分に高い安定性を保持しつつ、実際の伝搬距離の増大を可能にし得る。
[0098] 一部のレーザは、スペックルパターン（例えば、ビーム強度のランダムな変化）がビームプロファイル内に見られ得る、スペックルを経験する。スペックルパターンは公称ビームプロファイルに対する擾乱としてビームプロファイル上に重畳され得、例えば、ビームプロファイルは、スペックル変化が強度のガウシアン分布上に重畳された、概ねガウシアンの公称プロファイルを有し得る。スペックルは、特に、高いコヒーレンスを有するレーザ、及び／又は狭い帯域幅（例えば、ピコメートル未満）を有する放射を放出するレーザにおいてよく見られる。
[0099] このような狭い帯域幅のレーザはリソグラフィ装置における使用のために望ましい。リソグラフィにおいては、レーザビーム内のスペックルは、基板に提供される放射の線量が大幅に（例えば、所望の線量と比べて数パーセントだけ）変化することを引き起こし得る。リソグラフィにおいては、レーザ内のスペックルは、照明システムが効率的に動作する能力に悪影響を及ぼし得、例えば、最適以下の照明モード及び／又は最適以下の線量制御をもたらす。このような線量変化及び／又は最適以下の照明モードは最適以下のリソグラフィ露光を生じさせ得る。例えば、これらの線量誤差及び最適以下の照明モードは限界寸法均一性（ＣＤＵ）に影響を及ぼし得る。
[0100] パルスレーザを用いるときには、パルスストレッチャが、スペックルの影響を低減するために用いられ得る。パルスストレッチャは単一のレーザパルスを二次パルスのパルス列に変換する。各二次パルスは異なるスペックルパターンを有し、これにより、パルス全体の全スペックルは少なくとも部分的に平均化される。すなわち、パルスチェーン全体の時間平均スペックルパターンは初期パルスと比べて大きさがより小さい。
[0101] 上述されたように、パルスストレッチャなどの追加のコンポーネントの使用は、パルスストレッチャの位置付けにおける制約のゆえに、レーザシステム内のレーザビームの経路長（すなわち、実際の伝搬距離）が増大させられることを必要とし得る。このような増大した伝搬距離は、レーザシステムの出力における、及び／又はリソグラフィ装置の入力における最適以下のレーザビーム特性を生じさせるであろう。それゆえ、本明細書において説明される光学系は、パルスストレッチャと共にレーザシステムにおいて用いられるときに、特に有益である。
[0102] 例示的なパルスストレッチャは、ビームスプリッタ、及びビームスプリッタからそれへ戻る閉ループ伝搬経路を規定するビーム変向素子（例えば、ミラー）の配列を含む遅延線を含む。具体的には、遅延線は、放射のパルスの部分を受光し、放射のパルスの該部分を遅延時間後にビームスプリッタへ戻すように構成されている。このように、遅延線は、ビームスプリッタへの、及びそれからの閉ループ又は円形経路を形成すると考えられ得る。ビームスプリッタは初期パルスを受光し、それを第１の部分（すなわち、第１の二次パルス）及び第２の部分（すなわち、第２の二次パルス）に分離する。第１の二次パルスはパルスストレッチャの出力に渡される。第２の二次パルスは遅延線に渡される。遅延線は第２の二次パルスを遅延経路に沿って誘導し、その後、ビームスプリッタへ戻す。ビームスプリッタが第２の二次パルスを受光したとき、それはそれを第３及び第４の二次パルスに分離する。第３の二次パルスはパルスストレッチャの出力に渡され、第１の二次パルスに対して遅延させられた時間に出力に到達する（遅延時間は遅延線の遅延経路の長さによって決定される）。第４の二次パルスは遅延線に渡され、その後、第２の二次パルスと同じ仕方で遅延経路に沿って伝搬する。二次パルスが遅延経路に沿って伝搬し、ビームスプリッタへ戻るたびに、それは、先行する二次パルスに対して遅延時間だけ遅延させられる。この配置を用いることによって、二次パルスは遅延経路に沿って複数回循環し、各循環は、第１のより小さいパルスに対する追加の時間遅延を追加する。パルスストレッチャの後続の出力は、各二次パルスが、先行する二次パルスから、遅延線によって決定される遅延時間だけ時間的に遅延させられた、二次パルスのチェーンになる。
[0103] 二次パルスのチェーン自体は複数のパルスを含むが、それは、（初期パルスに対して延長された）延長されたパルス長を有する単一のパルスと考えられることを理解されたい。単一のパルスは、隣接した単一のパルスから、レーザ（すなわち、繰り返し数）によって指定される時間だけ時間的に分離されていると考えることができる。単一のパルス内の二次パルス間の間隙（時間的分離）が生じ得るが、二次パルス間の間隙はレーザの繰り返し数よりも大幅に小さい。
[0104] 遅延線は、ビーム変向素子の閉ループ又は円形配置を含むと説明される。用語、円形又はループは、本文脈で使用する時、レーザビームの部分（例えば、二次パルス）がパルスストレッチャ内の素子を１回以上循環することを示す。光は直線的に伝搬し、それゆえ、円形配置は、レーザビームを、閉ループを回るよう誘導するように協働する一連の直線経路を含むことが当業者には明らかであろう。例えば、遅延線が第１、第２、第３、及び第４のミラーを含む場合には、レーザビームの部分はパルスストレッチャを通って以下のコンポーネント：ビームスプリッタ、第１のミラー、第２のミラー、第３のミラー、第４のミラー、ビームスプリッタ（２回目）、第１のミラー（２回目）、第２のミラー（２回目）、第３のミラー（２回目）、第４のミラー（２回目）、ビームスプリッタ（３回目）、パルスストレッチャ出力、へ順番に伝搬し得る。ビーム分割、及びパルスストレッチャの円形配置は、パルスの部分を遅延させるというパルスストレッチャの目的のために重要である。これは、直線配置を有し、これにより、レーザビームが、レーザシステムから出力される前に、光学系の各コンポーネント（すなわち、第１の光学素子及び第２の光学素子）へ１度だけ伝搬する、本明細書において説明されるとおりの光学系とは対照的である。すなわち、レーザビームは第１の光学素子、第２の光学素子、及び出力へ、順次に（順番に）、及び直線的に（循環せずに）伝わる。レーザビームは第１の光学素子、第２の光学素子、又は出力へ２回以上進まない／通過しないため、レーザビームが直線的に伝わることは、単数回伝わるとも言及され得る。
[0105] 本明細書において説明される光学系は第１の光学素子の直前にビームスプリッタを有せず、これにより、（レーザから、又は光学系に先行するコンポーネント、例えば、パルスストレッチャから受光された）レーザビームのうちの実質的に全ては光学系の第１の光学素子によって受光される。用語「実質的に全て」が使用されているのは、光学系内ではいくらかの損失が必ず存在することになり、例えば、光学素子はレーザビームの小部分（例えば、０～２％）を吸収し得るからであることを理解されたい。
[0106] パルスストレッチャは、例えば、遅延線に沿って配置された、合焦素子を含み得る。しかし、パルスストレッチャの全体的な合焦能力は、通例、０である。すなわち、それは１又は－１の倍率を有する。このような配置では、パルスストレッチャは０の実効伝搬長を有することができる。
[0107] パルスストレッチャを用いるときには、光学系をパルスストレッチャの後に（すなわち、パルスストレッチャとレーザとの間ではなく、パルスストレッチャと出力との間に位置付けることが特に有利になり得る。図３に、このような配置が示されている。同図では、光学系３２０はパルスストレッチャ３６０の後に位置付けられている（すなわち、レーザビームがパルスストレッチャ３６０を通って伝搬した後に、光学系がレーザビーム３２０を受光するように位置付けられている）。伸長されたパルスのピークパワー（及びピークエネルギー）は初期（伸長されていない）パルスのピークパワー／エネルギーよりも小さいため、この配置は光学コンポーネント（例えば、レンズ３３１、３３２）への損傷の低減をもたらすことができる。したがって、光学系３２０をパルスストレッチャ３６０の後に位置付けることによって、より低いピーク放射パワーが光学系３２０の光学素子３３１、３３２に入射する。
[0108] 別の例示的なレーザシステムでは、第２のパルスストレッチャが用いられる。このレーザシステムでは、第１のパルスストレッチャはレーザと光学系との間に位置付けられており、第２のパルスストレッチャは光学系の後に（すなわち、光学系とレーザシステムの出力との間に）位置付けられている。この配置では、光学系の第２の光学素子は第２のパルスストレッチャの入力の近位に位置付けられている。光学系は光学系の前の平面を光学系の後の共役面に結像することができるため（これらの相互に共役の平面は２つの光学素子の焦点距離の４倍の距離だけ分離されている）、第２の光学素子は第２のパルスストレッチャの入力から１焦点距離に位置付けられなくてもよい。むしろ、第２の光学素子は第２のパルスストレッチャの入力から１焦点距離未満に位置付けることができ、これにより、４ｆの距離が最大化されることを可能にする。この配置では、レーザビームは第２の光学素子とレーザシステムの出力との間を間接的に伝わる。すなわち、レーザビームは第２の光学素子へ伝わり、第２のパルスストレッチャへ伝わり、その後、出力へ伝わる。
[0109] 別の例示的なレーザシステムでは、パルスストレッチャがレーザシステムの第１の光学素子と第２の光学素子との間に位置付けられている。一部の要求、例えば、特定の空間制約のために、この配置は有益になり得る。パルスストレッチャ、又は他の追加のコンポーネントは、追加のコンポーネントが全体的な合焦能力をレーザビームに与えない場合、例えば、追加のコンポーネントの総合倍率が１（又は－１）である場合、第１及び第２の光学素子の間に位置付けられ得る。
[0110] 本明細書においては、距離、例えば、像面と対物面との間の距離に言及された。別途特に説明のない限り、このような言及はレーザビームの伝搬方向の距離と考えられ得る。レーザビームは、レーザビームの伝搬方向が変化し得るよう、例えば、ミラーを用いて方向転換され得ることを理解されたい。それゆえ、レーザビームの伝搬方向に測定された距離は、任意の方向転換を含む、レーザビームによって伝搬される経路をたどり得る。
[0111] 本明細書において説明される配置によっては、第２の光学素子は、レーザシステムの出力の近位にあると言われる。このような配置では、第２の光学素子は第１の光学素子とレーザシステムの出力との間に配置され得る。代替的に、第２の光学素子はレーザシステムの出力と一致し得る。配置によっては、レーザシステムは、ハウジング、及びレーザビームがレーザシステムから出射し得る出射開口を有し得る。このような配置では、第２の光学素子はハウジングの外部に配置され得、これにより、出射開口は第１の光学素子と第２の光学素子との間に配置されている。この場合には、レーザシステムの出力は、レーザシステムの出力に対応する出射開口ではなく、レーザシステムの出力と一致すると考えられ得る。
[0112] 本明細書において言及される光学素子はレンズ及び／又はミラーを含み得る。球面レンズが用いられ得る。配置によっては、例えば、レーザビームの１つの寸法（例えば、鉛直部分）のみが実効伝搬距離の低減を必要とする場合には、円柱レンズが用いられ得る。球面レンズは、それらのコストの低さ、実装の容易さ、及び／又はレーザビームへの対称的な影響のゆえに、好ましくなり得る。
[0113] 本明細書において説明されるレーザシステムは、レーザシステムの出力レーザビームが１つ以上の所望の特性を有することを可能にし得る。本明細書においては、レーザシステムの出力におけるビームサイズの低減をもたらすことの有益性に特に言及された。しかし、適用によっては、より大きいビームサイズが望ましくなり得ることを理解されたい。本明細書において説明されるレーザシステムはまた、レーザシステムの出力におけるレーザビームの安定性の増大ももたらす。通例、レーザシステムが安定した出力を提供することは望ましい。
[0114] 本明細書において説明されるレーザシステムは、例えば、２４８ナノメートル（ｎｍ）又は１９３ｎｍの波長を有する、深紫外（ＤＵＶ）範囲内の波長を有する放射（すなわち、レーザビーム２３０、３３０、５３０の形の放射）を生成するレーザを備え得る。レーザは、エキシマレーザ、例えば、フッ化アルゴンＡｒＦレーザ又はフッ化クリプトンＫｒＦレーザを含み得る。
[0115] 本明細書においては、例えば、図３及び図５を参照して、パルスストレッチャの使用に言及された。このコンポーネントは例示目的のために用いられており、レーザビームの整形、制御、及び／又は他の仕方の処理のために用いられる他のコンポーネントが、パルスストレッチャの代わりに、又はそれに加えて、本明細書において説明される光学系２３０、３３０、５３０と組み合わせて用いられ得ることを理解されたい。レーザシステムにおいて用いられ得るこのような他のコンポーネントの例、例えば、帯域幅分析モジュール１７５、パルスストレッチャ１８０、メトロロジモジュール１８５は、図１Ｂを参照して説明されている。
[0116] 本明細書においては、レーザビームの特性に言及された。レーザビームの特性の安定性もまた、レーザビームの特性と考えられ得る。
[0117] 本明細書においては、最適又は最適化特性に言及された。当業者は、最適は、適用に応じて異なる意味を有し得ることを理解するべきである。リソグラフィ露光における最適は、例えば、リソグラフィ露光の要求を所与として、十分に高い品質を意味し得る。一部の適用における最適は、最適度がより低い例と比べて改善されていることと解釈され得る。
[0118] レーザビーム又は放射ビームの文脈において、伝わるという用語は、伝搬するという用語と同義であり、これらの２つの用語（並びに伝わっている及び伝搬しているなどのこれらの派生形）は本明細書において互換的に使用され得ることは理解されるであろう。
[0119] 本文書においては、ＩＣの製造におけるリソグラフィ装置の使用に特に言及され得るが、本明細書において説明されるリソグラフィ装置は他の適用を有し得ることを理解されたい。可能な他の適用は、集積光学系、磁気ドメインメモリのためのガイダンス及び検出パターン、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を含む。
[0120] 本文書においては、リソグラフィ装置の文脈におけるレーザシステムの使用に特に言及され得るが、それは他の装置においても用いられ得る。例えば、レーザシステムは、マスク検査装置、メトロロジ装置、或いはウェーハ（若しくは他の基板）又はマスク（若しくは他のパターニングデバイス）などの物体を測定又は処理する任意の装置の部分を形成し得る。これらの装置は総称的にリソグラフィツールと称され得る。このようなリソグラフィツールは真空条件又は環境（非真空）条件を用い得る。代替的に、本発明の実施形態は、リソグラフィに関連するか否かにかかわらず、レーザ放射を用いる任意の装置において用いられ得る。
[0121] 実施形態は、以下の条項を用いてさらに記述され得る：
１．レーザシステムであって、
レーザビームを発生するように動作可能なレーザと、
第１の光学素子及び第２の光学素子を含む光学系と、
レーザビームがレーザシステムから出射する出力と、
を備え、
レーザ、光学系、及び出力が、レーザビームが第１の光学素子、第２の光学素子、及び出力へ順次に伝搬するように配置されており、
第１の光学素子が第１の焦点距離を有し、第２の光学素子が、第１の焦点距離と等しい第２の焦点距離を有し、第２の光学素子が第１の焦点距離の２倍の距離だけ第１の光学素子から離間されている、レーザシステム。
２．レーザがエキシマレーザを含む、条項１に記載のレーザシステム。
３．レーザビーム内のパルスのパルス長を増大させるためのパルスストレッチャをさらに備える、条項１又は２に記載のレーザシステム。
４．パルスストレッチャがレーザと第１の光学素子との間に配置されている、条項３に記載のレーザシステム。
５．パルスストレッチャが、増大させられたパルス長のパルスがパルスストレッチャから出射し得るパルスストレッチャ出力を含み、第１の光学素子がパルスストレッチャ出力の近位に配置されている、条項３又は４に記載のレーザシステム。
６．パルスストレッチャ出力と第１の光学素子との間の距離が第１の焦点距離よりも小さい、条項５に記載のレーザシステム。
７．第２の光学素子が第１の光学素子から直接、レーザビームを受光する、先行する条項の何れか一項に記載のレーザシステム。
８．レーザ及び光学系が内部に配設されたハウジングをさらに備え、
ハウジングが、レーザシステムの出力又はその近位における出射開口を有し、
第２の光学素子が出射開口の近位に配置されている、先行する条項の何れか一項に記載のレーザシステム。
９．出射開口と第２の光学素子との間の距離が第１の焦点距離よりも小さい、条項８に記載のレーザシステム。
１０．第３の光学素子及び第４の光学素子を含む第２の光学系
をさらに備え、
第３の光学素子が第３の焦点距離を有し、第４の光学素子が、第３の焦点距離と等しい第４の焦点距離を有し、第４の光学素子が第３の焦点距離の２倍の距離だけ光軸に沿って第３の光学素子から離間されている、先行する条項の何れか一項に記載のレーザシステム。
１１．第２のパルスストレッチャをさらに備える、先行する条項の何れか一項に記載のレーザシステム。
１２．先行する条項の何れか一項に記載のレーザシステムを備えるリソグラフィ装置。
１３．レーザシステムであって、
レーザビームを発生するように動作可能なレーザと、
第１の光学素子及び第２の光学素子を含む光学系と、
レーザビームがレーザシステムから出射する出力と、
を備え、
レーザ、光学系、及び出力が、レーザビームが第１の光学素子、第２の光学素子、及び出力へ順次に伝搬するように配置されており、
第１の光学素子が第１の焦点距離を有し、第２の光学素子が第２の焦点距離を有し、第２の光学素子が、第１の焦点距離及び第２の焦点距離の合計と実質的に等しい距離だけ第１の光学素子から離間されている、レーザシステム。
[0122] 本発明の特定の実施形態が上述されたが、本発明は、説明されたもの以外の仕方で実施され得ることは理解されるであろう。上述の説明は例示であることを意図されており、限定であることを意図されていない。それゆえ、以下において提示される請求項の範囲から逸脱することなく、説明されたとおりの本発明に対する変更が行われ得ることは当業者に明らかであろう。

Claims (19)

  1. レーザシステムであって、
    レーザビームを発生するように動作可能なレーザと、
    第１の光学素子及び第２の光学素子を含む光学系と、
    前記レーザビームが前記レーザシステムから出射する出力と、
    を備え、
    前記レーザ、光学系、及び出力が、前記レーザビームが前記第１の光学素子、前記第２の光学素子、及び前記出力へ順次に伝搬するように配置されており、
    前記第１の光学素子が第１の焦点距離を有し、前記第２の光学素子が、前記第１の焦点距離と等しい第２の焦点距離を有し、前記第２の光学素子が前記第１の焦点距離の２倍の距離だけ前記第１の光学素子から離間されている、レーザシステム。
  2. 前記レーザがエキシマレーザを含む、請求項１に記載のレーザシステム。
  3. 前記レーザビーム内のパルスのパルス長を増大させるためのパルスストレッチャをさらに備える、請求項２に記載のレーザシステム。
  4. 前記パルスストレッチャが前記レーザと前記第１の光学素子との間に配置されている、請求項３に記載のレーザシステム。
  5. 前記パルスストレッチャが、増大させられたパルス長のパルスが前記パルスストレッチャから出射し得るパルスストレッチャ出力を含み、前記第１の光学素子が前記パルスストレッチャ出力の近位に配置されている、請求項４に記載のレーザシステム。
  6. 前記レーザビーム内のパルスのパルス長を増大させるためのパルスストレッチャをさらに備える、請求項１に記載のレーザシステム。
  7. 前記パルスストレッチャが前記レーザと前記第１の光学素子との間に配置されている、請求項６に記載のレーザシステム。
  8. 前記パルスストレッチャが、増大させられたパルス長のパルスが前記パルスストレッチャから出射し得るパルスストレッチャ出力を備え、前記第１の光学素子が前記パルスストレッチャ出力の近位に配置されている、請求項７に記載のレーザシステム。
  9. 前記パルスストレッチャ出力と前記第１の光学素子との間の距離が前記第１の焦点距離よりも小さい、請求項８に記載のレーザシステム。
  10. 前記第２の光学素子が前記第１の光学素子から直接、前記レーザビームを受光する、請求項１に記載のレーザシステム。
  11. 前記レーザ及び前記光学系が内部に配設されたハウジングをさらに備え、
    前記ハウジングが、前記レーザシステムの前記出力又はその近位における出射開口を有し、
    前記第２の光学素子が前記出射開口の近位に配置されている、請求項１に記載のレーザシステム。
  12. 前記出射開口と前記第２の光学素子との間の距離が前記第１の焦点距離よりも小さい、請求項１１に記載のレーザシステム。
  13. 第３の光学素子及び第４の光学素子を含む第２の光学系をさらに備え、
    前記第３の光学素子が第３の焦点距離を有し、前記第４の光学素子が、前記第３の焦点距離と等しい第４の焦点距離を有し、前記第４の光学素子が前記第３の焦点距離の２倍の距離だけ光軸に沿って前記第３の光学素子から離間されている、請求項１に記載のレーザシステム。
  14. 第２のパルスストレッチャをさらに備える、請求項８に記載のレーザシステム。
  15. リソグラフィ装置であって、
    レーザシステムを備え、前記レーザシステムが、
    レーザビームを発生するように動作可能なレーザと、
    第１の光学素子及び第２の光学素子を含む光学系と、
    前記レーザビームが前記レーザシステムから出射する出力と、
    を備え、
    前記レーザ、光学系、及び出力が、前記レーザビームが前記第１の光学素子、前記第２の光学素子、及び前記出力へ順次に伝搬するように配置されており、
    前記第１の光学素子が第１の焦点距離を有し、前記第２の光学素子が、前記第１の焦点距離と等しい第２の焦点距離を有し、前記第２の光学素子が前記第１の焦点距離の２倍の距離だけ前記第１の光学素子から離間されている、リソグラフィ装置。
  16. 前記レーザビーム内のパルスのパルス長を増大させるためのパルスストレッチャをさらに備え、
    前記パルスストレッチャが前記レーザと前記第１の光学素子との間に配置されており、前記パルスストレッチャが、増大させられたパルス長のパルスが前記パルスストレッチャから出射し得るパルスストレッチャ出力を備え、前記第１の光学素子が前記パルスストレッチャ出力の近位に配置されている、請求項１５に記載のリソグラフィ装置。
  17. 前記レーザ及び前記光学系が内部に配設されたハウジングをさらに備え、
    前記ハウジングが、前記レーザシステムの前記出力又はその近位における出射開口を有し、
    前記第２の光学素子が前記出射開口の近位に配置されている、請求項１５に記載のリソグラフィ装置。
  18. 前記出射開口と前記第２の光学素子との間の距離が前記第１の焦点距離よりも小さい、請求項１７に記載のリソグラフィ装置。
  19. レーザシステムであって、
    レーザビームを発生するように動作可能なレーザと、
    第１の光学素子及び第２の光学素子を含む光学系と、
    前記レーザビームが前記レーザシステムから出射する出力と、
    を備え、
    前記レーザ、光学系、及び出力が、前記レーザビームが前記第１の光学素子、前記第２の光学素子、及び前記出力へ順次に伝搬するように配置されており、
    前記第１の光学素子が第１の焦点距離を有し、前記第２の光学素子が第２の焦点距離を有し、前記第２の光学素子が、前記第１の焦点距離及び前記第２の焦点距離の合計と実質的に等しい距離だけ前記第１の光学素子から離間されている、レーザシステム。
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