JP3204949B2 - 高信頼性、モジュラ、プロダクションクオリティ狭帯域化KrFエキシマレーザ - Google Patents
高信頼性、モジュラ、プロダクションクオリティ狭帯域化KrFエキシマレーザInfo
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Description
4日に出願されたシリアル番号09/034,870のPulse Ener
gy Control for Excimer Laser、1997年12月22
日に出願されたシリアル番号08/995,832のExcimer Lase
r Having Pulse Power Supply with FineDigital Regul
ation、1997年4月23日に出願されたシリアル番
号08/842,305のVery Narrow-band KrF Laser、及び、1
996年3月29日出願されたシリアル番号08/625,500
のLow Cost Corona Preionizer for a Laserの一部継続
出願であり、これらの全てはここにリファレンスとして
組み入れられる。本発明は、レーザに関し、特に狭帯域
KrFエキシマレーザに関する。
リソグラフィ産業において非常に役に立つ光源になって
いる。集積回路の製造に使用された典型的な従来のKr
Fエキシマレーザを図1及び図2に示す。この従来技術
のレーザのレーザチャンバの断面を図3に示す。高電圧
電源3によって動力が供給されるパルスパワーモジュー
ル2は、電気的パルスを、放電チャンバ8に配置された
電極6に提供する。電極は、長さが約28インチ(約
71.1cm)であり、約3/5インチ(約1.5c
m)間隔が隔てられている。典型的なリソグラフィレー
ザは、約1000Hzの高パルス周波数で作動する。こ
の理由のために、レーザガス(約0.1%フッ素、1.
3%クリプトン、及び、残りはバッファガスとして機能
するネオン)を電極の間の空間を通して循環させる必要
がある。このことは、レーザ放電チャンバに接して配置
されたブロワー10でなされる。レーザガスは、熱交換
器11で冷却され、また、チャンバ、及び、チャンバの
外に取り付けられた冷却プレート13に配置される。冷
却プレート13及び熱交換器11のための冷却水は、図
3に示したように、水入口40で入り、水出口42で出
る。KrFレーザの通常のバンド幅は、線狭帯域化モジ
ュール18によって狭帯域化される。市販のエキシマレ
ーザシステムは典型的には、システムの休止を妨げるこ
となく迅速に置換することができる種々のモジュールか
らなる。主なモジュールを図2に示し、以下のものを含
む: レーザチャンバ8 パルスパワーモジュール2 出力カプラ16 線狭帯域化モジュール18 ウェーブメータ20 コンピュータ制御ユニット22。
施されるときに、レーザのダウン時間を最小にするため
に個々のユニットとして迅速に取り替えるように設計さ
れている。電極6は、カソード6Aとアノード6Bから
なる。アノード6Bは、この実施形態の従来技術では、
長さが約28インチ(約 71.1cm)であり、断面が
図3に示されているアノード支持バー44によって支持
されている。フローは、この視点から時計回りである。
あるコーナー及びアノード支持バー44のある端は、ブ
ロワー10からの空気を電極6A及び6Bの間を流すた
めに付勢するガイドベーンとして役立つ。この従来技術
のレーザにおいて他のガイドベーンが、46,48及び
50として示される。穴のあいた現在のリターンプレー
ト52は、アノード6Bをチャンバ8に確立させるのを
助ける。プレートは、レーザガスのフローパスに位置決
めされた大きな穴(図3には図示せず)で穴あけされ、
プレートは実質的にガスフローに影響しない。電極放電
キャパシタ54は、パルスパワーモジュール2によって
各パルスの前にチャージされる。キャパシタ54で電圧
が蓄積される間、電極6A及び6Bの間に電界イオンを
作り出し、約16,000ボルトに達するキャパシタへ
のチャージとして、2つのプレイオン化装置56によっ
て高電界が作り出され、エキシマレーザパルスを作り出
す電極間の放電が発生する。各パルスに続いて、ブロワ
ー10によって生成されたガスフローは、1.0ミリ秒
後に生じる次のパルスに丁度間に合うように電極の間に
新鮮なレーザガスを十分に提供する。
る。これらのレーザは、1000Hzのような高い繰り
返し周波数のパルスモードで作動する。パルスあたりの
エネルギは約10mJである。
ラフィのために使用されるステッパレンズを作るために
入手可能な2,3の光学材料がある。最も一般的な材料
は石英ガラスである。全ての石英ガラスステッパレンズ
が色収差補正をすることができない。KrFエキシマレ
ーザは、おおよそ300pm(半波高全幅値)の自然の
バンド幅を有している。ステッパ又はスキャナのいずれ
も、屈折レンズ系(NA>0.5)に関して、このバン
ド幅は、色収差を排除するために1pm以下に低減され
る必要がある。従来の市場で入手可能なレーザシステム
は、約0.8pm(0.0008nm)のバンド幅を備
えた約248nmの名目上の波長のKrFレーザビーム
を提供することができる。最高の市販のレーザの波長安
定性は、約0.25pmである。これらのパラメータに
よって、ステッパメーカは、約0.3ミクロンの集積回
路解像度を与えるためのステッパ装置を提供することが
できる。
電圧電源を必要とする。エキシマレーザのための従来の
典型的な簡略化した電気回路を図4に示す。電気回路
は、磁気スイッチ回路と、磁気スイッチ回路のための電
源とを含む。レーザ用の1kVの従来の電源を示すブロ
ックを、図2及び図4に3で示した。従来の電源のより
詳細な記載を図5Aに示す。典型的な従来のレーザシス
テムでは、電源2は、1000Hzのような周波数で、
最後の約0.2ミリ秒で約600ボルトの高電圧パルス
を提供する。図4に示した磁気スイッチ回路は、図4に
示したようなレーザの電極にわたって放電を作り出すた
めにこれらのパルスを圧縮し、増幅する。電極にわたっ
てこれらの放電パルスは典型的には、約70nsの間、
約16,000ボルトである。
zのような特定の繰り返し周波数で連続して作動してい
るとき、一定の電源出力電圧を維持することは、レーザ
供給者にとって挑戦である。この課題は、レーザがバー
ストモードで作動しているとき、更に困難なものとな
る。1秒から数秒の間の分数の「デッドタイム」によっ
て分けられているバーストを備えるバースト中に、レー
ザが、1000Hzの周波数で約110パルスのバース
トを作り出すのに要求されるのが典型的なバーストモー
ドである。連続モードで作動するとき、出力パルスエネ
ルギを比較的一定に維持するために出力電圧変化は、約
0.6%(約3乃至3.5ボルト)の範囲内である。バ
ーストモードにおける作動の時、(約40パルスまで
の)最初の数パルスの間、変化は約2.5%(約12乃
至15ボルト)であり、パルスエネルギ変化の正確な制
御は良好ではない。
は、フィードバック制御システムは、各パルスの出力レ
ーザエネルギを測定し、所望のパルスエネルギからの偏
差の度合いを判断し、次いで、次のパルスのエネルギが
所望のエネルギに近くなるように電源電圧を調節するた
めに信号を制御器に送る。従来のシステムでは、このフ
ィードバック信号はアナログ信号であり、レーザ環境に
よって生じたノイズに曝されていた。このノイズによっ
て、誤って電源電圧を供給することが生じてしまい、今
度は、出力レーザパルスエネルギにおいて増加した変化
を生じてしまう。
ンテナンスのための短い供給停止だけで、1日24時
間、1週間7日間、数ヶ月連続して作動することを要求
される。これらの従来のレーザで経験を積んだ問題は、
過度に消えていき、ブロワーの不定期の故障が関係す
る。
ジュールを図6に示す。ウェーブメータは、波長の粗い
測定のためにグレーティングと、精密な波長測定のため
にエタロンとを利用し、ウェーブメータに関する絶対的
な較正を提供するために鉄蒸気吸収セルを含む。この従
来のデバイスは、エタロンによって生成された一対の縞
リングの中心において線形フォトダイオードアレイにグ
レーティングからの粗い信号を焦合する。エタロンによ
って生成された中心フリンジは、フォトダイオードアレ
イが粗いグレーティング信号を検知することができるよ
うにブロックされる。従来技術のウェーブメータは、波
長測定に関して所望の正確な必要条件を満たすことがで
きない。
ーザは非常に信頼性が高く、大規模なメンテナンスを必
要とする前に数十億のパルスを作り出すことができる
が、集積回路製造業者は、更に良い性能と信頼性を主張
する。従って、長期間製造動作が可能であり、0.2p
mより短い安定した波長と、0.6pmより短いバンド
幅を備える信頼性の高い製造品質エキシマレーザシステ
ムに関する必要性が存在する。
以下のバンド幅を備え、1000Hzで10mJのレー
ザパルスを作り出す能力がある高信頼性・モジュラ・プ
ロダクション・クォリティ狭帯域KrFエキシマレーザ
を提供する。本発明は、集積回路のリソグラフィ製造に
おける長期間の休みのない作動に特に適している。従来
のレーザに優る改善により、単一の上流プレイオン化装
置とアコースティックバッフルとを包含する。好ましい
実施形態は、低減フッ素濃度と、ブロワーベアリングの
空気動力学的反力を減少させるように形成されたアノー
ド支持バーと、より早いパルス立ち上がり時間を提供す
る修正されたパルスパワーシステムと、実質的に増加し
た反射率を備える出力カプラと、CaFプリズムビーム
エキスパンダを備える線狭帯域化モジュールと、より正
確なウェーブメータと、新しく改良されたパルスエネル
ギ制御アルゴリズムでプログラムされたレーザコンピュ
ータ制御器とを含む。
A,5B,5C及び6に記載したレーザの改良されたバ
ージョンである。この好ましい実施形態の従来技術は、
以下の改良点を含む:プレイオン化装置よりも大きな単
一チューブが、改善された効率、より良いプレイオン
化、及び電極間に提供されたレーザガスフローを提供す
るために2つのチューブプレイオン化装置の従来技術の
組み合わせを置換し;アコースティックバッフルが、ア
コースティック衝撃波の不利な影響を最小にするために
提供され、その結果放電が生じ;従来技術アノード支持
バーが、ブロワーベアリングの空気動力学的な反力を実
質的に低減させるために変更されており;フッ素濃度が
パルスの質を改善するために減少され;固体物理パルス
パワーシステムが、より早い立ち上がり時間を作り出す
ために変更され、より一貫したパルスを提供し、高電圧
でレーザ効率を改善し;パルスパワーシステムのチャー
ジ電圧のより精密な制御と;出力カプラの反射率が20
%まで2倍にされ、出力パルスのバンド幅を実質的に減
少させ;石英ガラスプリズムが、より良い熱的安定性を
提供するためにCaFプリズムで置換され;通常の波長
及びバンド幅のより精密な測定を提供する改良されたウ
ェーブメータが提供され;パルスエネルギ及びバースト
エネルギのより改善された制御を提供する新しいアルゴ
リズムでプログラムされたコンピュータコントローラ;
とを含む。
ブ 図3Aに示したように、単一の大きなプレイオン化装置
56Aチューブは、図3に示したような2つのプレイオ
ン化装置チューブ56を置換したものである。単一チュ
ーブプレイオン化装置は、1996年3月29日に出願
された米国特許出願第625,500号(ここにリファ
レンスとして組み込む)の記載に関連して製造される。
出願人は、1つのプレイオン化装置チューブだけでは十
分ではなく、非常に驚くことに、2つのプレイオン化装
置設計を超えた改良された性能を提供することも発見し
た。この実施形態では、プレイオン化装置は電極の上流
に配置される。出願人は改善された性能に関する理由を
十分には理解していない。しかしながら、出願人は、従
来技術下流プレイオン化装置が、約1ミリ秒遅れて(k
Hzレーザに)来る次のパルスとインターフェースする
ためにこれらのイオンに関して十分長い1つのパルスに
生成されるイオンの除去を引きつけ、且つ、妨げうるこ
とを信じる。また出願人は、1つのチューブプレイオン
化装置に関連する対称性の欠落が、パルス−パルス安定
性において観察された改良に関する理由であり得ること
を信じる。図7を参照すると、このプレイオン化装置は
一体化されたチューブ設計を利用し、チューブの本当の
一体型コンポーネントとしてそこに組み込まれたアンチ
トラッキング溝170を備えるブラッシング要素180
を有する。2つの直径の設計を利用する従来の設計は、
製造の目的で、ブラッシングコンポーネントをチューブ
コンポーネントと結合するための結合プロセスを必要と
する。一定の直径、より薄いチューブの設計は、従来の
設計ルールに対して不利であり、より小さな容量にする
ためにイオン化における縮小を予測する。最高の設計で
は、チューブの厚さは、選択された材料の絶縁耐力に依
存している。当業者は、所定のチューブ幾何学に関する
最適の性能が、最高の絶縁耐力を備える材料を選択し、
この容量と適合するような壁厚を判断することによって
従来通り決定されることを認識するであろう。例えば、
サファイア材料は、1200ボルト/ミルから1700
ボルト/ミルの範囲の絶縁耐力を有することが知られて
いる。従って、0.035インチ厚のチューブに関して
は、レーザが25kVで作動しているならば、安全ファ
クタは2である。本発明によれば、レーザ絶縁耐力の材
料が、単一構造で利用され、厚いチューブ壁を必要とす
る。この設計は、理論的に小さな容量を生ずる。しかし
ながら、レーザ作動のこの低減された容量の実際の影響
は、電極のギャップの測定された幾何学的放射が増加す
ることに対する驚きとともに、とるに足らないものであ
ることが発見された。一定の直径、より厚いチューブ
壁、一体型ブラッシング設計のために、材料の単一のピ
ースは、アンチトラッキング溝170を提供するように
機械加工されうる。更に、単一ピース構造のため、超純
粋(即ち、99.9%)多結晶半透明酸化アルミニウム
セラミックを使用する必要がなく、ブラッシング180
とチューブ145との間に一体的な関係を人工的に作り
出すために拡散接合を準備する際に、チューブ幾何学の
困難な表面ポリッシングを実行することを要求しない。
実際に、高純度が、材料の多孔性ほど重要な特徴ではな
いと判断されていた。孔が大きければ大きいほど、絶縁
耐圧が減少することが見いだされた。その結果、材料番
号AD−998EでCoors Ceramics Companyによって製
造されたような、好ましくは少なくとも99.8%の純
度であり、低多孔性であり、300ボルト/ミルの絶縁
耐力を有する、商業グレードセラミックが用いられ得
る。上述したように、そこに配置されたアンチトラッキ
ング溝170を有するブッシング180は、高電圧がカ
ソードから接地面160までチューブの表面に軸線方向
に沿ってトラッキングしないように作用する。
よって作り出されるレーザビームの品質の歪みの著しい
原因が、チャンバ構造から電極の間の空間に戻るように
反射する一つのパルスの放電によって生成されるアコー
スティック衝撃波であり、1000Hzレーザにおいて
1.0ミリ秒遅れて生じる次のパルスのレーザビームを
歪ませることを発見した。ここで図3Aに記載した実施
形態は、レーザチャンバの両側に角度をつけて溝を切っ
たアコースティックバッフル60及び62を設けること
によってこの影響を実質的に最小にする。これらのバッ
フルは、アコースティックエネルギの一部を吸収し、ア
コースティックエネルギの一部を反射し、電極から離れ
たレーザチャンバの低い領域内に落とす。この好ましい
実施形態では、バッフルは、幅0.1ミル、0.2ミル
間隔で隔てられた深さ0.3ミルの溝を備える機械加工
された材料からなり、深さ0.3ミルの溝が図3Aのバ
ッフル60の61に示されている。
側のバッフルが、左のバッフルがガス清浄出口ポート構
造64に適合するようにレーザの中央部で遮ることを除
いて、右に示されたバッフルと実質的に同じであること
に読者は注意すべきである。出口ポートを65として示
す。この出口ポート構造は、レーザチャンバの中心部に
配置され、従って、図3のチャンバの中心断面図におい
て突出しているように見える。これらのバッフルは、ア
コースティック衝撃波によって生成されたパルスの品質
の歪みを実質的に低減させるように実際にテストするこ
とによって示される。
は、アノード支持バー44によって電極6A及び6Bの
間を流れるように強制される。しかしながら、出願人
は、実質的な空気動力学反応で生成された図3に示した
ような支持バー44の従来技術の設計が、チャンバ振動
を生じるブロワー関係に移動するブロワーに影響するこ
とを発見した。出願人は、これらの振動力が、ブロワー
ベアリング摩耗、ひょっとすると不定期のベアリング故
障に責任があることを疑った。出願人は、図12A乃至
12Eに示すような種々の他の設計をテストし、その全
てが、長期間にわたって割り当てることによって空気動
力学的反力を減少させ、かかる反力は、支持バー44の
端の近くでブレードがパスする各々の時間を生じる。出
願人は、図3Aに示したような設計を好ましいと考えて
いる。
せることができる。この好ましい実施形態では、好まし
いF2濃度は、改良されたレーザパルス品質を達成する
ための従来技術のKrFレーザよりも実質的に低い。作
動範囲を選択する好ましい方法は、1997年8月20
日に出願された米国特許出願番号第08/915,03
0号に記載されており、ここにリファレンスとして組み
入れる。
明の好ましい実施形態では、放電チャンバからのフッ素
を消費する材料を除去するように多くのケアがなされ
る。放電チャンバのフッ素消費は、チャンバ内の材料と
のフッ素反応のためである。これらの反応は典型的には
汚染を生み出し、レーザ性能の悪化を生じ、所定の出力
エネルギを維持するためにフッ素濃度(又は放電電圧)
の増加を要求する。フッ素消費を最小にするために、こ
の好ましい実施形態は以下の特定の特徴を含む:チャン
バ壁はニッケルでコートされたアルミニウムである。電
極は真鍮である。全ての金属Oリングをシールとして使
用する。絶縁体は全てセラミックであり、フッ素適合性
があるものである。アルミナは出願人の好ましい絶縁材
料である。静電フィルタは、作動中に生成されたフィル
タ汚染に対する従来技術の設計として提供される。ファ
ンユニットは、従来技術を使用した密封された放電チャ
ンバの外側に配置された磁気的に結合されたモータを使
用して駆動される。製造中、パーツは潜在的な汚染を除
去するために精密に清浄される。組立後、チャンバはフ
ッ素でパッシベーションされる。
ャにおける実質的な変化と、所望の非常な狭帯域出力を
達成するためのレーザシステムのパラメータとを要求す
る。フッ素濃度を、0.1%(30kPa)から約0.
08%(24kPa)まで減少させる。全ガス圧は約3
00kPaである。(Kr濃度は、約1.3%の従来技
術水準で維持され、残りのレーザガスはネオンであ
る。)作動中、フッ素は徐々に欠乏する。一定パルスエ
ネルギは、従来技術に従ってレーザ作動電圧を徐々に増
加させることによって得られる。混合フッ素(約1.0
%フッ素、1%クリプトン、及び98%ネオン)の注入
は、従来のエキシマレーザ技術において周知な技術に従
ってフッ素の欠乏を補うために周期的に(典型的には約
1乃至4時間のインターバルで)なされる。この手順の
間、フッ素濃度は約0.08%と0.065%との間の
範囲内に維持されるのが好ましく、作動電圧は、一定パ
ルスエネルギを維持するために対応する適切な範囲内に
保持される。例えば、好ましい実施形態では、この範囲
は600ボルト乃至640ボルトである。
は、現在の市販のリソグラフィエキシマレーザに動力を
供給するための高周波、高電圧パルスを提供するのに有
用な従来技術の電源のブロック図である。電源の主な構
成要素は、300VDCまでの出力を備える208VA
Cで動力が供給されるシリコン制御整流器110と、直
流電圧を60kHzの周波数の電圧に変換する10kW
でスイッチされるゼロ・クロス・インバータ112と、
電圧を1000VACまでステップアップさせる10k
Wステップアップトランス114と、シャントスイッチ
を備える10kW/1kV出力ステージダイオード整流
器116である。制御ボード118は、電源の制御を提
供し;制御ボード118は、オペレータ、及び、レーザ
パルスエネルギに基づくフィードバック制御からのアナ
ログ信号を提供する外部制御ユニット120からその命
令を受ける。制御ボード118へのアナログ入力はま
た、図5Aの124及び136に示したような電圧及び
電流フィードバック信号によって提供される。インター
フェース論理回路122は、ディジタルインターフェー
ス命令を提供し、それはリソグラフィステッパマシーン
の制御プロセッサによって提供される。図5Aに示すよ
うに、制御ボード118は、フィードバック電圧と、整
流器116からの電流出力信号を受け取る。これらの信
号は、電源出力を制御するためのフィードバック信号と
して制御ボード118によって使用される。Coが所望の
水準に帯電しているとき、制御ボード118の回路は、
図9に示すようなインバータ112のオペレーションを
中断し、図9に示すような整流器116のシャントスイ
ッチS2を発火させる。
ョン中に、電流フィードバック回路の共鳴周波数が実質
的な電圧過渡を生成することを発見した。これらの過渡
を減少させるために、出願人は、図8B及び従来技術図
5Cとの比較によって示すように、電流フィードバック
制御回路において2つの抵抗を変更した。特に、10k
オーム抵抗は30kオームに変更され、4.75kオー
ム抵抗は100オームに変更される。これらの小さな変
更は、バーストモードオペレーションが以下で議論する
ような状態になっている間、過渡電圧変化において非常
に実質的な減少を生じる。
ーザシステムに関係するノイズ源によって悪化していた
ことを発見した。この問題に対する解はコマンド制御を
ディジタル信号に変換することであり、該ディジタル信
号は、図9に示したような電源エレクトロニクスの早い
制御のためにダイオード整流器16シャントスイッチS
2を操作するためにディジタル/アナログ変換器28に
よって図8Aに示したようなアナログ信号に変換する電
源ユニットに転送される。この好ましい実施形態では、
Coのフィードバック電圧は、差動計増幅器32を介して
処理され、整流器116シャントスイッチS2を作動さ
せ、インバータ112を差動させないようにするために
トリップ信号を導くために、電圧コマンドユニット12
0からディジタル式で送信された電圧制御信号と比較さ
れる。制御電圧は、0.025%の精度を提供する12
ビットフォーマットで電源に転送される。この変更によ
り、以下で議論するような過渡変化の別の大きな減少を
提供することができる。
他の重要な改良点を図8A及び8Bに示す。従来技術デ
バイスの簡単なバッファ回路は、差動計増幅器で置換さ
れる。フィードバック電流信号はまた、差動計増幅器を
介して処理され、アナログコマンド信号をインバータ制
御回路に提供するために図8Bに示したような電流設定
ポイントと比較される。このコンパクタ回路は、パルス
のチャージサイクル中、所望の「S」カーブ電流フロー
を作り出すのに使用される標準的な従来技術のコンパク
タ回路である(即ち、開始及び終了時点では低い電流フ
ローであり、サイクルの中程では高い電流フローであ
る)。
プの減少 Coのチャージ速度は非常に速く、約500ミリ秒で約6
00ボルトである。それゆえ、一定のチャージ速度の
間、シャントスイッチS2の発火及びインバータ112
の差動の停止のタイミングが非常に重要である。このタ
イミング要求を緩めるために、出願人は、チャージサイ
クルの最後の約5%の間、実際の周波数、及び、電流チ
ャージCoの増幅を減少させるように電源回路を修正し
た。これを実施するために、出願人は抵抗回路を整流器
ユニット116に追加した。20オーム非誘導抵抗R*
は、整流器116の通常の20オームシャント抵抗に置
換される。また、第2の20オーム非誘導抵抗R*は、
チャージサイクルの最後の2,3のインバータサイクル
中、図9に示したようにスイッチS1の操作によって回
路内に挿入される。これは、図8Aに示したものと実質
的に同じである制御回路(図示せず)によって達成され
る。この回路は、アナログ及びVfb信号に変更されてし
まった後に、変換されたコマンド信号を使用するが、コ
マンド信号は抵抗器ディバイダ回路で約5%まで減少さ
れ、電圧がコマンド電圧の約95%であるとき、余分な
抵抗が追加される。結果として生じた信号は、Coの電圧
がその所望の値に達成する前、数マイクロ秒、S1を開
けるのに用いられる。これらの変更は、電流チャージCo
の周波数が約2のファクターによって減少され、チャー
ジサイクルの最後の5%の間、増幅が3乃至4のファク
ターによって減少されることを提供する。周波数及び増
幅の減少は、チャージの最後の数インバータサイクルの
間、チャージ電流フローの著しい減少を作り出し、これ
により、従来技術の回路と比較して、チャージサイクル
のより精度の高い閉鎖をすることができる。
率は、典型的な従来の狭帯域エキシマレーザの約10%
から約20%とおおよそ2倍である。これは、フッ素濃
度の減少から生じるレーザ効率の損失を補うのを助け、
レーザのバンド幅を減少させるようにレーザキャビティ
内で更なるフィードバックを提供するためになされる。
域化モジュールを通過する光をおおよそ2倍にする効果
を有する。従来技術の石英ガラスプリズムにおけるこの
追加の照明によって生成された追加の熱によってプリズ
ムに熱的歪みが生じる。この問題を解決するために、石
英ガラスプリズムはフッ化カルシウムプリズムと置換さ
れる。フッ化カルシウムは、より高い熱伝導率を有し、
受け入れ難い歪みなしで追加のエネルギを取り扱うこと
ができる。
ド幅の精度において波長の質について大きな改良を提供
する。ビームの質におけるこれらの改良は、より良いウ
ェーブメータの必要性が生じていた。従って、より良い
ウェーブメータが本発明のこの実施形態に包含される。
該ウェーブメータを図10を参照して説明する。かかる
ウェーブメータは、図6に示した従来技術のウェーブメ
ータと似ており、比較できうる。レーザチャンバからの
出力ビームは、部分反射ミラー70によって遮断され、
該ミラーはビームエネルギの約95.5%を透過し、約
4.5%を反射する。反射されたビームの約4%は、ミ
ラー71によってエネルギ検出器72に反射され、該検
出器は、1000/秒の速度で生じる個別のパルスのエ
ネルギを測定することができる非常に高速なフォトダイ
オード69を有する。パルスエネルギは約10mJであ
り、検出器72の出力は、全て以下に記載するように、
ここのパルスのエネルギの変化及びパルスのバーストの
積算エネルギを制限するために、ストアされたパルスエ
ネルギデータに基づいて将来のパルスのパルスエネルギ
を精密に制御するために、レーザチャージ電圧を調整す
るために(以下に記載する)特定のアルゴリズムを使用
するコンピュータ制御器(図2)に供給される。
ラー73によって反射され、スリット77を介してミラ
ー74、ミラー75に向かって、そしてミラー74に戻
るように、更にエシェルグレーティング76に向かう。
ビームは、458.4mmの焦点距離を有するレンズ7
8によって柱状にされる。レンズ78を介してグレーテ
ィング76から戻るように反射された光は、再びミラー
74,75から、そして再び74から反射され、次い
で、ミラー79から反射され、線形フォトダイオードア
レイ80の左側に焦合される。フォトダイオードアレイ
のビームの位置は、出力ビームの相対的な名目上の波長
の粗雑な測定である。ミラー73を通過したビームの約
90%は、レンズ83を介してミラー82でエタロン8
4に反射され、ビーム出口エタロン84は、図10に示
したような2つのミラーで反射された後、エタロンにお
ける458.4mmの焦点距離レンズによって焦合さ
れ、線形フォトダイオードアレイ80の中央及び右側に
干渉縞を作り出す。スペクトロメータは、実質的にリア
ルタイムに波長及びバンド幅を測定しなければならな
い。レーザ繰り返し周波数が1kHz又はそれ以上なの
で、経済的且つコンパクトなプロセッシングエレクトロ
ニクスで所望の性能を達成するために集中的なコンピュ
ータ計算ではないが、正確なアルゴリズムを使用する必
要がある。この要旨は、浮動小数点数学に対向する整数
を使用し、全て線形(又は、平方根、正弦関数、対数な
ど)で演算する。
リズムの特定の詳細を、いま記載する。線形フォトダイ
オードアレイによって測定したときの典型的なエタロン
フリンジ信号を表す図11Bは、5つのピークを備える
カーブを示す。中央のピークは高さが他のものよりも低
い。光の異なる波長がエタロンに入るので、中央のピー
クは高くなったり低くなったりし、ときどきゼロにな
る。この態様は、現在の目的に関して不適当な中央のピ
ークを表す。他のピークは、波長の変化に応じて、中央
のピークに向かって移動したり離れたりするので、これ
らのピークの位置は波長を決定し、それらの幅はレーザ
のバンド幅を測定する。データウィンドウと名付けられ
た領域を図11Bに示す。データウィンドウは、中央ピ
ークに最も近いフリンジが解析のために通常使用される
ように位置決めされる。しかしながら、波長が中央ピー
クに近付きすぎて(歪みが生じ、その結果エラーが生じ
る)フリンジを移動するために変化させるとき、2番目
に近いピークがデータウィンドウの内側となり、ソフト
ウェアはそのピークにジャンプする。逆に言えば、波長
は、中央のピークから離れるようにデータウィンドウの
外側に現在のピークを移動するようにシフトするとき、
ソフトウェアはデータウィンドウの内側で内側フリンジ
にジャンプする。
後、フォトダイオードアレイを電子的に読み取り、ディ
ジタル化する。データポイントは、フォトダイオードア
レイ要素の間隔、典型的には25ミクロンだけ物理的な
インターバルで離されている。データウィンドウ内でピ
ークの値を見つけるためにディジタルデータを検索す
る。以前のピーク位置を開始点として使用する。小さな
領域は、開始点の左右で検索する。検索領域を、ピーク
が見つかるまで小さなインターバルで左右に拡大する。
ピークがデータウィンドウの外側にあるならば、検索
は、他のピークが見つかるまで自動的に続けられる。ピ
ークの高さに基づいて、50%レベルを計算する。これ
を図の頂部に示す。0%レベルをピークの間で周期的に
測定する。計算された50%レベルに基づいて、ポイン
トは、50%レベルが見つかるところにあるデータポイ
ントまでピークの左右を調査される。左及び右の最大の
半分の位置を見つけるために、点と点との間で線形挿入
が計算され、50%レベルにある位置を、図11AのA
及びBと名付ける。これらの位置は、整数データフォー
マットを使用するまで、1/16のようなピクセル片で
計算されていた。
た50%位置のトータルを与えることによって、2つの
データウィンドウに関して複製される。図11Bに示し
たように、2つの直径が計算される。D1は内側フラン
ジ直径であり、D2は外側フリンジ直径である。 2.D1及びD2の(ピクセルインデックスユニットに
おける)値は、適当なスケールファクタをかけることに
よって波長に変換される。 3.レーザのバンド幅は、(D2−D1)/2として計
算される。線形補正ファクタが、本当のレーザバンド幅
に加えてエタロンピークの真性の幅とみなされるように
適用される。数学的には、デコンボリューションアルゴ
リズムが、測定された幅から真性の幅を除去するための
形式でり、この世界は集中的な計算からかけ離れている
が、十分な正確さを提供する線形近似が適用される。 4.レーザ波長は、(D1+D2)/2 MOD20と
計算され、ここでMODはモジュラス演算であり、20
はエタロンの自由スペクトルレンジ(FSR)(ピーク
間の間隔)である。フリンジパターンが20pm毎に繰
り返されるので、エタロンのFSRが使用されるときは
いつでも、MOD演算子は適当である。 5.絶対波長を計算するために、±10pmの正確さだ
けが要求される粗い波長測定がまた、実行される。例え
ば、粗い波長は248.35nmと測定され、エタロン
波長指示はX.X5731であり、ここでXは、モジュ
ラス演算をするために不定である桁を示す。両方を読み
取るためにオーバーラップするひとつの桁があることに
注意すべきであり、ここでは5である。粗い計算とエタ
ロンの計算との両方に関してオーバーラップする桁の一
致が、自己一致を確かめるのに使用される。
し、ミラー86から光ファイバー入力88内に反射さ
れ、かかる光は光ファイバーを介して原子波長リファレ
ンス90に移動する。光ファイバーは、開口部91で原
子リファレンスユニット90に接続され、光ファイバー
からの光はミラー92で反射され、ネオン鉄蒸気セル9
4の中央の焦点にレンズ93によって焦合され、レンズ
95によってフォトダイオード96に再び焦合される。
原子波長リファレンスユニット90は、ウェーブメータ
20Aを較正するのに使用される。これは、レーザの波
長を調整することによってなされ、検出器69によって
示されたような一定の出力エネルギを維持し、フォトダ
イオード96の出力を監視する。フォトダイオード96
が出力の実質的な低下を示し、フォトダイオード69が
名目上の出力を示すとき、波長の出力は、248.32
71nmの鉄蒸気吸収線に対応しなければならない。エ
タロンフリンジに対応する位置データと、フォトダイオ
ード96の出力が最低の時の線形フォトダイオード80
のグレーティング76によって作り出される像に対応す
る位置データとは、コンピュータ制御器22によって検
出され且つ記録され、このデータは、ウェーブメータ2
0Aを較正するためにコンピュータ制御器22によって
使用される。
ストエネルギの従来の変化を実質的に低減させる新しい
アルゴリズムを備えるコンピュータ制御プログラムを包
含する。改良された装置及びソフトウェアと、エネルギ
シグマ及びバーストドーズ変化を低減させる好ましいプ
ロセスとを以下に記載する。
に、バーストモードは、リソグラフィ製造集積回路にお
けるステッパマシーンの光源として使用されるエキシマ
レーザの典型的な作動モードである。このモードでは、
レーザは、ウェハの部分を照射するために110パルス
を生成するために約110ミリ秒の間、1000Hzの
周波数でパルスの「バースト」を生成するように作動す
る。バーストの後、ステッパはウェハ及びマスクを移動
させ、いったん移動が完了したならば、典型的には数秒
分の1、レーザは別の110パルスバーストを生成す
る。従って、通常の作動は、数秒分の1のデッドタイム
の後に続く約110ミリ秒のバーストである。種々の時
間で、長いデッドタイム時間が生じ、そのため他の作動
を実行することができない。レーザが典型的には1日あ
たり数百万のバーストを生成する、この基本的なプロセ
スが、1日24時間、1週間7日間、数ヶ月にわたって
続く。上記バーストモードでは、通常は、ウェハの各々
の部分が各バーストで同じ照射エネルギを受けることが
重要である。また、チップ製造者は、パルスとパルスと
の間の変化が最小にされたものを要求する。
ス(パルスN−1)のエネルギを監視し、以下に基づい
て次のパルス(パルスN)のエネルギを制御する装置及
びソフトウェアによって、これらの目的を達成する:
1)目標パルスエネルギとバルスN−1の測定されたエ
ネルギとの比較2)パルスN−1を経たバーストの蓄積
量と、パルスN−1を経た目標パルスドーズとの比較。
は、典型的には、最初の30乃至40パルスのエネルギ
が、レーザガスの過渡影響のために残りのバーストより
も安定ではないことを議論してきた。最初のパルスから
約40ms後、一定電圧でのパルスエネルギが比較的一
定である。これらの早期の摂動の取扱について、出願人
はバーストを2つの時間領域に分割した;(最初の方の
多数のパルス、例えば40パルスを含む)第1の領域を
「K」領域と呼び、(K領域に続くパルスを包含する)
第2の領域を出願人はこの明細書では「L」領域と称す
る。
制御に関する従来のエキシマレーザ装置を利用する。各
バーストの各パルスのパルスエネルギは、図10に示し
たようなフォトダイオード69によって測定される。こ
のフォトダイオードアレイの応答時間は1ミリ秒よりも
短い。各約20nsから生じる蓄積信号がストアされ、
この信号は、パルスが開始された後おおよそ1.0マイ
クロ秒、コンピュータ制御器22によって読み取られ
る。バーストにおける以前の個々のパルスの全ての集積
されたエネルギを、バーストドーズ値と呼ぶ。コンピュ
ータ制御器は、目標パルスエネルギと一緒にパルスNの
パルスエネルギを表す信号と、パルスN+1に関する高
電圧を特定するためにバーストドーズ値とを利用する。
この計算は、約200マイクロ秒を要する。N+1に関
する高電圧の値が求められたとき、コンピュータ制御器
は、数マイクロ秒かかるパルスN+1に関するチャージ
電圧を確立する図9に示したような高電圧電源の高電圧
コマンド(VCMD)に信号を送る。コンピュータ制御
器22は、所定の電圧までキャパシタCoをチャージア
ップさせるために高電圧電源に命令する。(高い繰り返
し周波数では、計算が完了する前に、チャージを開始す
るのが望ましいかもしれない。)パルスNからのトリガ
信号の後1.0ミリ秒で図2に示したように、トリガ回
路13からパルスN+1に関するトリガ信号を受けると
き、Coが十分にチャージされ、開始の準備ができてい
るようなチャージは、約400マイクロ秒を要する。ト
リガ信号では、キャパシタCoは、約5マイクロ秒の時
間にわたって図4に示したような磁気圧縮回路内にそれ
のおおよそ650ボルトを放電し、パルスは、約10m
Jのレーザパルスを継続して約75ns(全体の95
%)作り出す約100nsの間、電極6の間で放電する
約16,000ボルトのキャパシタCpに放電電圧を作
り出すために磁気圧縮回路によって圧縮され且つ増幅さ
れる。
を実質的に達成するためにチャージ電圧を調整するため
の特定の好ましいプロセスを以下に記載する。かかるプ
ロセスは、2つの電圧調整アルゴリズムを利用する。第
1のアルゴリズムを最初の40パルスに適用し、KPI
アルゴリズムと呼ぶ。PIアルゴリズムと呼ばれる第2
のアルゴリズムを、パルス番号40の後のパルスに適用
する。40番目のパルスの後のこの期間をここでは、バ
ーストの「L領域」と呼ぶ。頭文字「PI」は「Propor
tional Integral(比例積分)」のことであり、「KP
I」の「K」はバーストの「K領域」のことである。
好ましい実施形態ではk=40である。パルスNに関す
るチャージ電圧を設定するためのアルゴリズムは: VN=(VB)N−(VC)N-1 N=1,
2,・・・・k ここで、 VN=N番目のパルスのチャージ電圧 (VB)N=K領域におけるN番目のパルスに関する目標
エネルギETを生成するために要求される電圧の現在の
最高の見積を表すkのアレイにストアされた電圧 (VC)N-1=パルスN−1までの、バーストにおける前
のパルスに関して生じたエネルギエラーに基づいた電圧
補正 (VC)0=0を定義することによる。 A,B=典型的には0と1との間の少数であり、この好
ましい実施形態では0.5である εi=i番目のパルスのエネルギエラー =Ei−ET;ここで、Eiはi番目のパルスのエネルギ
であり、ETは目標エネルギである Di=1からiまでの全てのパルスを包含する、バース
トの蓄積ドーズエラー dE/dV=チャージ電圧を備えるパルスエネルギのチ
ャージ速度(この実施形態では、dE/dVの1または
それ以上の値が、各バースト中に実験的に求められ、こ
れらの値のランニング平均は計算のために使用され
る。) ストアされた(VB)Nは、以下の関係に従って各バース
ト中又は各バーストの後に更新される: ここで、インデックスMはバースト数のことである C=典型的には0と1との間の少数であり、この好まし
い実施形態では0.3
ルスを含む(好ましい実施形態では、パルス番号は41
かそれ以上である)。パルスNに関するチャージ電圧を
設定するためのアルゴリズムは: ここで、 VN=N番目のパルスのチャージ電圧 VN-1=N−1番目(前の)パルスのチャージ電圧 である。変数A,B,εi,Di及びdE/dVは以前と
同じ定義である。
遅いチャージを追うことによって周期的に求められる。
好ましい実施形態では、dE/dVは、L領域の2つの
連続するパルス中、制御された仕方で、電圧を変化させ
又は「ディザリング」することによって測定される。こ
れらの2つのパルスに関して、通常のPIエネルギ制御
アルゴリズムは、一時的に中断され、以下によって置換
される:パルスjに関しては: ここで、VDither=固定された電圧増加であり、典型的
には数ボルトであるパルスj+1に関しては: Vj+1=Vj−2・VDither パルスj+1の後、dE/dVは以下のように計算され
る:
ルギ変化が、レーザの通常のエネルギ変化と同じ値のも
のであるので、dE/dVの計算は非常にノイジーであ
る。好ましい実施形態では、最後の50dE/dV計算
のランニング平均は、PI及びKPIアルゴリズムにお
いて実際に用いられる。VDitherを選択する好ましい方
法は、所望のエネルギディザEDitherを特定することで
あり、典型的には、エネルギ目標ETの数パーセントで
あり、次いで、VDitherを計算するためにdE/dVに
関する現在の(平均化された)値を使用する: (2つのディザリングされたパルスのすぐ後ろに続く)
パルスj+2は、ディザリングされていないが、特定の
値を有する: Vj+2に関するこの特定の値は、印加された電圧ディザ
リングと、パルスj+1からの期待されたエネルギディ
ザリングとの両方に関して補正される。
である。例えば、dE/dVは、L領域並びにK領域に
ついて求められることができる。ディザリングは、バー
スト後とに1回又は数回実行されても良い。ディザリン
グシーケンスは、上述したような固定されたパルス番号
で実行されても良く、又は、あるバーストから次のバー
ストまで変化するランダムに選択されたパルス番号のた
めに初期化されても良い。読者は、多くの他の値を有し
得るA,B及びCは、収束ファクタであることを認識す
べきである。これらの特定の上述のものよりも高い値が
より早い収束を提供し得るが、不安定性の増加を導くか
もしれない。別の好ましい実施形態では、BはAの平方
根と等しい。この関係は、臨界減衰を作り出すために認
識された技術から開発されている。Bは、ドーズ補正が
いらない場合ではゼロであってもよいが、Aはゼロにす
べきではない。
らば、上述のアルゴリズムはオーバー補正の原因となり
うる。それ故、エネルギシグマ値がしきい値を超えるな
らば、好ましい技術は、任意に2倍のdE/dVであ
る。V及びdE/dVの初期値は、バーストの最初のパ
ルスに関して提供される。Dは各バーストのスタートで
ゼロに設定される。初期のdE/dVは、初期のオーバ
ー補正を回避するために、期待するdE/dVの約3倍
に設定される。
を求める別の方法は、レーザ作動中にエネルギ及び電圧
値を単に測定し、ストアすることである。(測定された
ものではなく指定した電圧値をまた用いることができ
る。)これらのデータは、一定パルスエネルギに関する
Vの関数としてdE/dVを求めるのに使用されうる。
値の要素が著しい不確実性を有する測定と異なるので、
読者は、dE/dVの各個々の値がかなり大きな不確実
性を包含しうることに注意すべきである。しかしなが
ら、大きな数のdE/dV値の平均をとることにより、
これらの不確実性を低減することができる。
バーストでなされる必要はないが、その代わりに、Mバ
ースト毎に1回のように周期的になされるべきである。
或いは、ΔE/ΔVの測定は、コンピュータによって実
行される計算によって置換されるべきであり、若しく
は、ΔE/ΔVの値はレーザのオペレータによって手動
で挿入されるべきである。チャージ電圧作動範囲を選択
するのに使用される方法は、上述の方法と異なり、作動
範囲は、2時間に約1回の頻度よりも多くフッ素を注入
することによってより狭くすることができうる。実際
に、作動範囲は、フッ素の欠乏に合わせるように必要と
されるレートでフッ素の注入を続けることによって非常
に小さくすることができうる。VN-1に関する値は、VN
の計算に関する前のパルスに関する特定の電圧値から選
択される。別のアプローチは、この制御システムに関し
てVN-1に関する実際に測定された値を使用することで
ある。また、VBINの値は、上記の実施形態における実
際に測定された値ではなく、特定の値から計算される。
明らかな変形実施形態は、測定された電圧値を使用する
ものである。ETは、通常は10mJのような一定の値
であるが、一定でなければならないわけではない。例え
ば、最後の10パルスのETは、名目上のパルスエネル
ギよりも小さく、これらのパルスに関する目標ETから
のパーセント偏差が、蓄積されたパルスドーズにより小
さな影響を有する。また、いくつかの状況では、バース
トからバーストまで変化するET値を提供するために、
コンピュータ制御器22をプログラムすることが好まし
い。
について、特定の実施形態を参照して記載してきたけれ
ども、種々の改良及び修正をなすことができることは明
らかである。例えば、多くの変形実施形態はこの明細書
の最初の段落に列記した特許出願で議論されており、そ
れらはここにリファレンスとして組み入れられる。本発
明は、特許請求の範囲によってのみ制限されるべきであ
る。
である。
のKrFエキシマレーザの主な要素を示す図である。
ザチャンバの図面である。
路図である。
る。
る。
す図面である。
である。
である。
グラフである。
グラフである。
れた改良アノード支持バーを示す。
れた改良アノード支持バーを示す。
れた改良アノード支持バーを示す。
れた改良アノード支持バーを示す。
れた改良アノード支持バーを示す。
Claims (10)
- 【請求項1】非常に狭帯域のKrFエキシマレーザであ
って、 A.フッ素適合材料からなるレーザチャンバとを有し、 前記レーザチャンバが、 (1)2つの細長い電極と、 (2)単一のプレイオン化装置チューブとを有し、 レーザガスが、クリプトン、フッ素、及びバッファガス
からなり、全圧で構成され、前記フッ素が全圧の0.0
8よりも小さな分圧を有し、 (3)前記2つの細長い電極の間に放電によって作り出さ
れる衝撃波を減じるように位置決めされた少なくとも2
つのアコースティックバッフルと、 を有し、 B.線狭帯域化モジュールとを有し、 前記線狭帯域化モジュールが、 (1)フッ化カルシウムからなる少なくとも1つのビーム
拡大プリズムと、 (2)グレーティングと、 (3)グレーティングを調整するための調整手段と、 を有する、 非常に狭帯域のKrFエキシマレーザ。 - 【請求項2】前記電極にわたって高電圧を印加する高電
圧電源を更に有し、 前記高電圧電源が、 A.精密ディジタル制御を備え、充電サイクルを定義す
るパルス電源と、 を有し、 前記電源が、 (1)直流出力を提供する第1の整流器と、 (2)前記第1の整流器の出力を、第1の交流電圧で高周
波の第1の交流に変換するためのインバータと、 (3)第2の交流電圧で第2の交流を提供するために前記
インバータの出力電圧を増幅するためのセットアップト
ランスと、 (4)前記第2の交流電圧を整流するための第2の整流器
と、 (5)少なくとも約1000Hzの周波数で高電圧パルス
を提供するための前記電源を制御するための電気回路を
有する制御ボードと、 (6)前記第2の整流器の電圧出力を検出し、電圧出力信
号を前記制御ボードに提供するための電圧検出回路を有
する電圧フィードバック回路と、 (7)前記第2の整流器から流れる充電電流を検出し、充
電電流信号を前記制御ボードに提供するための電流検出
回路を有する電流フィードバック回路と、 (8)コマンド制御を前記制御ボードに提供するためのデ
ィジタルコマンドコントロールと、を有し、 B.前記パルス電源からの出力電気パルスを圧縮し、増
幅するための磁気スイッチと、 を有することを特徴とする、請求項1に記載のレーザ。 - 【請求項3】前記電圧フィードバック回路が差分計測増
幅器を有することを特徴とする、請求項2に記載のエキ
シマレーザ。 - 【請求項4】前記電流フィードバック回路が差分計測増
幅器を有することを特徴とする、請求項2に記載のエキ
シマレーザ。 - 【請求項5】前記第2の交流が共鳴周波数を定義し、抵
抗回路と、各充電サイクルの終わり付近で共鳴周波数を
減少させるために、前記抵抗回路を介して前記充電電流
を負勢するためのスイッチ手段とを更に有することを特
徴とする請求項2に記載のエキシマレーザ。 - 【請求項6】前記エキシマレーザによって作り出された
パルスのバーストにおいて各パルスに関する特定の電圧
に対して充電キャパシタを充電し、パルスの前記バース
トにおいてパルスエネルギ及び集積エネルギドーズを制
御する高電圧充電システムを含むパルスパワーシステム
を有するエキシマレーザで使用するための方法であっ
て、パルスの前記各バーストが、最初にKパルスを包含
するK領域と、K領域パルスの後に続くバーストにおけ
る全てのバーストを包含するL領域という2つの領域を
構成し、かかる方法が、 A)パルスの前記バーストにおいて各パルスのエネルギ
を測定し、 B)充電電圧とパルスエネルギの変化量ΔE/ΔVを判
断し、 C)パルスのバーストの第1の部分における各パルスP
Nのパルスエネルギを制御し、前記パルスのバーストが
制御されたバーストを構成し、前記制御されたバースト
の前記第1の部分が前記制御されたバーストの第1のK
パルスであり、第1のアルゴリズムでプログラムされた
コンピュータプロセッサを利用して、各パルスP1,
P2,...PKに関するパルスパワーシステムの充電電圧を調
節することによってパルスP1,P2,...PKを定義し、 該第1のアルゴリズムが、 1)パルスP1,P2,...PKにおける各パルスPNと、前記制御
されたバーストにおける少なくとも1つの前のパルスの
測定されたエネルギ値に基づいてパルスエネルギエラー
εと、所定の目標パルスエネルギ値とを決定し、 2)前記制御されたバーストにおける全ての前のパルスP1
乃至PN-1の集積ドーズエラーDを各パルスPNに関して
決定し、 3)パルスP1,P2,...PKにおける各パルスPNに関する充電
電圧VNを、 i)前記ΔE/ΔVと、 ii)前記エネルギエラーεと、 iii)前記集積ドーズエラーDと、 iv)前記制御されたバーストの先に起こる複数の前のバ
ーストの各々における対応するパルスに関する特定の電
圧に基づいた参照電圧と、 を使用して決定し、 かかる各々対応するパルスが、制御されたバーストで生
じるようにスケジュールされた時間と同等なPNとして前
記前のバーストにおける時間で生じるかかる各々の前の
バーストにおけるパルスであり、 D)前記制御されたバーストの第2の部分における各パ
ルスPNのパルスエネルギを制御し、前記制御されたバ
ーストの前記第2の部分がパルスPK+1,PK+2,...PFを構
成するパルスPNに続く前記制御されたバーストにおける
全てのパルスであり、PFは第2のアルゴリズムでプログ
ラムされたコンピュータプロセッサを利用して各パルス
PK+1,PK+2,...PFに関するレーザの充電電圧を調整する
ことにより前記制御されたバーストにおける最後のパル
スを表し、 該第2のアルゴリズムが、 1)パルスPK+1,PK+2,...PFにおける各パルスPNと、前記
制御されたバーストにおける少なくとも1つの前のパル
スの測定されたエネルギ値に基づいてパルスエネルギエ
ラーεと、所定の目標パルスエネルギ値とを決定し、 2)前記制御されたバーストにおける全ての前のパルスP1
乃至PN-1の集積ドーズエラーDを各パルスPNに関して
決定し、 3)パルスPK+1,PK+2,...PFにおける各パルスPNに関する
充電電圧VNを、 i)前記ΔE/ΔVと、 ii)前記エネルギエラーεと、 iii)前記集積ドーズエラーDと、 iv)前記制御されたパルスにおけるパルスPN-1に関する
特定の電圧に基づいて参照電圧と、 を使用して決定する、 ステップを有する方法。 - 【請求項7】前記アルゴリズムが更に、0と1との間の
値を各々有する少なくとも3つの収束因子を有すること
を特徴とする、請求項6に記載の方法。 - 【請求項8】パルスP1,P2,...PKに関するVNが、 VN=(VB)N−(VC)N-1 N=1,2,・・・・k で定義され、 ここで、 VN=N番目のパルスのチャージ電圧 (VB)N=K領域におけるN番目のパルスに関する目標
エネルギETを生成するために要求される電圧の現在の
最高の見積を表すkのアレイにストアされた電圧 (VC)N-1=パルスN−1までの、バーストにおける前
のパルスに関して生じたエネルギエラーに基づいた電圧
補正 であり、 (VC)0=0と定義することにより、 A,B=典型的には0と1との間の少数であり、 この好ましい実施形態では0.5であり εi=i番目のパルスのエネルギエラー =Ei−ET;ここで、Eiはi番目のパルスのエネルギ
であり、 ETは目標エネルギであり Di=1からiまでの全てのパルスを包含する、バース
トの蓄積ドーズエラー dE/dV=チャージ電圧を備えるパルスエネルギのチ
ャージ速度であり、 ストアされた(VB)Nは、以下の関係に従って各バース
ト中又は各バーストの後に更新される: ここで、インデックスMはバースト数のことであり、 C=典型的には0と1との間の少数であり、この好まし
い実施形態では0.3であることを特徴とする、請求項
6に記載の方法。 - 【請求項9】パルスPK+1乃至PFに関するVNが、 と定義され、 ここで、 VN=N番目のパルスのチャージ電圧 VN-1=N−1番目(前の)パルスのチャージ電圧 であることを特徴とする請求項8に記載の方法。
- 【請求項10】dE/dVが、2つの連続するパルスj
及びj+1に関して制御された仕方で電圧をディザリン
グすることによって決定され、ここで、 であり、 ここで、VDither=固定された電圧増加であり、 パルスj+1に関しては: Vj+1=Vj−2・VDither であり、 パルスj+1の後、dE/dVは以下のように計算され
る: ことを特徴とする、請求項9に記載の方法。
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