KR101235047B1 - 라인 내로우잉 모듈 - Google Patents

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KR101235047B1
KR101235047B1 KR1020127002413A KR20127002413A KR101235047B1 KR 101235047 B1 KR101235047 B1 KR 101235047B1 KR 1020127002413 A KR1020127002413 A KR 1020127002413A KR 20127002413 A KR20127002413 A KR 20127002413A KR 101235047 B1 KR101235047 B1 KR 101235047B1
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로버트 에이. 버그스테트
월터 디. 글레스피
블라디미르 에이. 쿨게이코
윌리엄 엔. 파틀로
게르만 이. 라일로프
리차드 엘. 샌드스트롬
브라이언 디. 스트레이트
디모티 에스. 다이어
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Abstract

공칭 광경로를 갖고 있고, 펄스의 버스트를 포함하는 출력 레이저 광 빔을 생성하는 협대역 DUV 고전력 고반복율 가스 방전 레이저용 라인 내로잉 모듈에 있어서, 분산 중심 파장 선택 광학기구상의 각각의 펄스를 포함하는 레이저 광 빔의 입사각에 의해 적어도 부분적으로 결정된 각 펄스에 대하여 적어도 하나의 중심 파장을 선택하는, 상기 라인 내로우잉 모듈의 광경로내에 이동가능하게 장착된 상기 분산 중심 파장 선택 광학기구; 상기 분산 중심 파장 선택 광학기구쪽으로 펄스를 포함하는 레이저 광 빔의 투사각을 선택함으로써, 상기 분산 중심 파장 선택 광학 기구상에 각 펄스를 포함하는 레이저 광 빔의 입사각을 선택하도록 부분적으로 동작하는 제1 튜닝 메커니즘; 및 상기 라인 내로우잉 모듈의 공칭 광경로에 대하여 상기 분산 중심 파장 선택 광학기구의 위치를 변경함으로써 상기 각 펄스를 포함하는 레이저 광 빔의 입사각을 선택하도록 부분적으로 동작하는 제2 튜닝 메커니즘;을 포함하고, 상기 제2 튜닝 메커니즘은 상기 중심 파장에 대한 값을 거칠게 선택하고 상기 제1 튜닝 메커니즘은 상기 중심 파장에 대한 값을 보다 미세하게 선택하는 라인 내로우잉 방법 및 모듈이 개시되어 있다.

Description

라인 내로우잉 모듈{LINE NARROWING MODULE}
본 발명은 웨이퍼상의 포토레지스트를 노출시키기 위해 반도체 집적 회로 리소그래피 툴내에 예를 들어 가공품, 예를 들어, 웨이퍼의 표면을 처리하는 장비를 제조하기 위한 광원으로서 사용하기 위한 펄스의 버스트로 펄스의 출력 레이저 광 빔을 생성하는 DUV 고전력 고펄스 반복율 가스 방전 레이저 시스템용 라인 내로잉 모듈에 관한 것이다.
본 출원은 본원의 공통 양수인에게 양도된 사건 번호 2004-0081-01호의 "고전력 고 펄스 반복율 가스 방전 레이저 시스템 대역폭 관리" 표제의 2004년 11월 30일에 출원된 미국 출원 제11/000,571호와 관련된 사건 번호 2004-0056-01의 "라인 내로우잉 모듈" 표제의 2004년 11월 30일에 출원된 미국 출원 제11/000,684호를 우선권으로 주장하고, 그 개시는 여기에 언급되어 통합되어 있다. 본원은 "보다 큰 스펙트럼 대역폭 및 빔 안정도를 갖는 엑시머 레이저" 표제의 1999년 4월 27일에 포멤코프 등에게 발행된 미국 특허 제5,898,72호 및 "라인 내로우잉 출력 커플러" 표제의 1998년 12월 22일에 어쇼프에게 발생된 미국 특허 제5,852,627호 및 "스펙트럼 내로우잉 기술" 표제의 1992년 3월 10일에 샌드스톰에게 발행된 미국 특허 제5,095,492호, "고 투명 프리즘 빔 익스팬더를 가진 라인 내로우잉 장치" 표제의 1999년 11월2일에 다스 등에게 발생된 미국 특허 제5,978,409호, "에탈로에 기초한 출력 커플러를 갖는 협대역 레이저" 표제의 2000년 2월 22일에 어쇼프에게 발행된 미국 특허 제6,028,879호, "양방향 대역폭 제어를 갖는 격자 어셈블리" 표제의 2000년 7월 25일에 포멘코프 등에게 발행된 미국 특허 제6,094,448호, "자외선 레이저용 빔 익스팬더" 표제의 2000년 12월 19일에 와트슨에게 발행된 미국 특허 6,163,559호, "미세 파장 제어를 갖는 협대역 레이저" 표제의 2001년 2월 20일에 알고트 등에게 발행된 미국 특허 제6,192,064호, "자동 빔 품질 제어를 갖는 스마트 레이저" 표제의 2001년 4월 3일에 에리 등에게 발행된 미국 특허 제6,212,217호, "고속 변형가능한 격자를 갖는 스마트 레이저" 표제의 2002년 12월 10일에 포멘코프 등에게 발행된 미국 특허 제6,493,374호, "플렉쳐럴 격자 마운트를 갖는 라인 내로우잉 유닛" 표제의 2002년 12월 17일에 타이터스 등에게 발행된 미국 특허 제6,496,528호, "레이져용 고속 파장 교정 기술" 표제의 2003년 3월 4일에 에버리지 드에게 발행된 미극 특허 제6,529,531호, "압전 구동기를 갖는 레이저 파장 제어 유닛" 표제의 2003년 3월 11일에 스팽클러 등에게 발행된 미국 특허 제5,532,247호, "신회할만, 모듈러, 제품 품질의 협대역 고 반복율 F2 레이저" 표제의 2003년 4월 1일에 호프만 등에게 발행된 미국 특허 제RE38,054호, "압전 구동기를 갖느 레이저 파장 제어 유닛" 표제의 2003년 11월 18일에 스팽클러 등에게 발행된 미국 특허 제6,650,666호, "리소그래픽 공정용 레이저 스펙트럼 엔지니어링" 표제의 2003년 12월 30일에 크로얀 등에게 발행된 미국 특허제6,671,294호, "레이저용 대역폭 제어 기술" 표제의 2004년 4월 13일에 포멘코프 등에게 발행된 미국 특허 제6,721,340호, 양방향 빔 익스팬션을 갖는 라인 내로우잉된 레이저" 표제의 2004년 5월 18일에 파틀로 등에게 발행된 미국 특허 제6,738,410호와 관련되어 있고, 그 개시는 여기에 언급되어 통합되어 있다. 본원은 또한, "리소그래픽 공정용 레이저 스펙트럼 엔지니어링" 표제의 2002년 11월 14일에 공개되고(공개번호 제2002-0167675A1) 2001년 12월 21일에 출원된 미국 특허 제10/036,925호 및 본원의 공통 양수인에게 양도된 사건 번호 제2004-0078-01의 "릴랙스 가스 방전 레이저 리소그래피 광원" 표제의 2004년 10월 1일에 출원된 미국 특허 제10/956,784호와 관련되어 있고, 그 개시는 여기에 언급되어 통합되어 있다.
당업분야에서 예를 들어, 마스터 오실레이터 전력 증폭기("MOPA")인 증폭부분내로 시드 빔을 공급하는 오실레이터부를 갖고 있는 2개의 챔버의 레이저 시스템의 오실레이터부 도는 단일 챔버 레이저 오실레이터내의 캐비티를 형성하는 전반 미러와 부분 반사 출력 커플러 사이의 레이저 챔버로서 형성된 레이저 공명 캐비티내에 라인 내로우잉 모듈을 채용하는 것이 알려져 있다. 이 라인 내로우잉 모듈은 보통 예를 들어, 스캐닝 리소그래피 포토레지스트 노출 장치의 렌즈내의 색수차가 중요할 수 있는 리소그래피 사용을 위해 가능한 좁은 대역폭을 갖도록 뿐만 아니라, 마스크(레티클)내에 보통 사용되는 현대 광 근접 교정 기술을 최적화하고 가능하도록 하기 위해 포토리소그래피 이유로 인해 임의의 범위의 대역폭, 즉, 너무 크지도 너무 작지도 않도록 하기 위해 신중하게 선택되는 협대역의 대역폭을 갖고, 협대역의 파장 둘레로 요구되는 중심 파장을 선택하도록 위치되고 적용된다. 이러한 이유로, 단지 "초과하지 않는" 모드 이상의 대역폭의 제어, 즉, "초과하지 않는" 그리고 "아래로 내려가지 않는" 좁의 범위내에 있도록 제어가 필요한데, 이는 펄스간 안정도 필요조건을 함께 포함한다.
또한, 이러한 라인 내로우잉 모듈은 예를 들어, 사용되는 분산 광학 엘리먼트인 파장 선택 광학 엘리먼트의 성능 및 광학 파라미터 및 라인 내로우잉 모듈의 다수의 물리적 파라미터에 따른, 협소화된 대역폭의 그리고 선택된 중심 파장의 예를 들어, 레이저 오실레이팅 공명 챔버 광의 광경로내로 되반사할 수 있는 보통 다양한 분산을 갖는, 다양한 중심 파장 선택 광학 엘리먼트를 채용할 수 있다는 것이 알려져 있다.
설명된 반사 격자 타입의 보통 사용되는 라인 내로우잉 모듈에서, 예를 들어, 선택된 블레이즈 각도를 갖고 라인 내로우잉 모듈내의 리쓰로 구성으로 장착된 에첼레 격자는 예를 들어, 격자인 분산 광학 엘리먼트상의 라인 내로우잉 모듈내의 레이저 광 빔내의 광의 입사각에 의해 부분적으로 결정되는 특정 중심 파장의 레이저 오실레이팅 공명 광의 광경로내로 되반사하기 위해 튜닝될 수 있다. 발명자의 양수인의 상술된 특허는 이러한 라인 내로우잉 모듈의 예를 도시한다.
또한, 당업분야에서, 발명자의 양수인의 예시된 특허에서 설명되는 바와 같이, 격자상의 레이저 광 빔의 입사각을 제어하는 한 방식은 예를 들어, 격자의 면인 분산 광학 표면상의 라인 내로우잉 모듈을 통과하는 레이저 광 빔을 반사하도록 소위 출원인 및 RMAX에 의해 예를 들어, 193nm(KrF 엑시머 레이저) 또는 248nm(ArF 엑시머 레이저)인 요구되는 중심 파장에 대한 최대 반사 미러를 채용할 수 있다.
마찬가지로, 상술된 출원인의 특허에 의해 예시된 바와 같이, 레이저 광 빔은 여러 이유로 RMAX 등 및 격자 등 위에 입사되기 전에 라인 내로우잉 모듈내에 확장될 수 있다는 것이 주지되어 있다. 빔 확장은 다운스트림 확장 광학기구, RMAX 및/또는 격자를 포함하는 광학 엘리먼트를 고 레벨의 주파수의 에너지로부터, 특히 파장이 약 300nm 아래로 감소될 때, 예를 들어, 248nm에서 휠씬 더 심각하고193nm에서 보다 심각하고 157nm에서 보다 더 심각한 고레벨의 주파수 에너지로부터 보호하려는 이유로 인해 채용될 수 있다(분자 플루오르 엑시머 레이저). 또한 빔 확장은 빔을 수정하여서 예를 들어, 플루오르 가스 방전 엑시머/분자 플루오르 레이저내의 빔 분산 특성의 충격을 감소하고 격자의 중심 파장 선택을 향상시키고 따라서 소위 레이저 출력의 라인 내로우잉하여 대역폭을 협소화시키도록 채용될 수 있다.
또한, 예를 들어, 리소그래피 스캐닝 장치에서 초점의 넓은 깊이와 같은 것을 제어하는 목적을 위해 레이저 시스템에 의해 출력되는 출력 레이저 광 빔내의 펄스에 대한 파장 스펙트럼의 순전한 효과를 포함하는 집적 스펙트럼을 엔지니어링하는 것 및/또는 펄스간 피드백 제어에 기초하여 중심 파장을 제어하기 위해 격자상의 레이저 광 빔위의 입사각의 선택을 신속히 제어하는 것이 필요하다. 예를 들어, RMAX 등의 그러한 튜닝을 위한 기존의 입사각 선택 메커니즘은 예를 들어, 2-4㎑ 이상의 초고속 주기율에서 이동될 필요가 있는 RMAX 의 벌크 및 기계 공명으로 인해 이러한 영역에서 일부 한계를 갖는데, 그 한계는 라인 내로우잉 모듈의 동작 동안 입사각의 거친 조정 및 미세 조정을 위한 (관련되어 있지만) 상이한 회전 메커니즘을 가진 이러한 광학 엘리먼트를 이동시키는 한계이다.
여기에 개시되어 업급되어 통합된 "향상된 기계 성능을 갖는 라인 내로우잉 광학기구 모듈" 표제의 2004년 7월 6일에 짐머만 등에게 발행된 미국 특허 제6760358호는 다음을 개시하고 있다:
압축된 히스테리시스를 가진 레이저 공명기내에 장착된 광학 컴포넌트의 방위를 조정하는 장치는 전기기계 디바이스, 구동 엘리먼트 및 상기 장착된 광학 컴포넌트에 연결된 기계 광학 디바이스를 포함한다. 이 구동 엘리먼트는 상기 기계 광학 디바이스의 방위를 조정하여 광학 컴포넌트의 방위를 레이저 공명기내의 공지된 방위로 조정하는 방식으로 힘을 기계 광학 디바이스에 접촉하여 힘을 가하도록 구성된다. 이 광학 컴포넌트는 상기 광학 컴포넌트에 마운트에 의해 인가된 스트레스가 균일하고 실질상 열에 독립적이도록 장착된다.
예를 들어, 미국 특허에 의해 알려진 바와 같이 중심 파장 제어용 에탈론 또는 격자인 분산 광학 엘리먼트를 이동시키거나 대신에, 예를 들어, RMAX 등과 같은 회전가능하게 위치지정가능한 미러를 사용하여 고정된 격자와 함께 빔 확장 광학 엘리먼트를 이동시키는 것이 알려져 있다.
그러나, 예를 들어, 격자인 분산 광학 엘리먼트상의 레이저 광 빔의 입사각의 비교적 동시의 거친 제어 및 미세 제어를 위한 RMAX 를 포함하거나 그 대신의 수단 및 격자 중심 파장 선택 엘리먼트를 사용하여, 예를 들어, 펄스간 파장 안정도를 제어하고 중심 파장 선택을 유지하거나 향상시킬 수 있는 보다 효과적인 라인 내로우잉 모듈에 대한 필요가 당업분야에서 존재한다. 본 발명의 실시예의 특징에 따라, 발명자는 이러한 향상 및 수정을 제공하였다.
굴절 격자는 예를 들어, ArF 엑시머 레이저 LNM에서 실패하는 것으로 알려져 왔다. 발명자는 이러한 실패는 적어도 부분적으로 격자상의 알루미늄 언더레이어의 광 이온화 및 O2와의 연속 산화 반응으로 인한 것이라 생각한다. 또한, 산소는 디펙트를 통해 확산하고 격자면상의 코팅으로 일부 경우에 완화될 수 있는 격자면상의 벌크 MgF2 코팅을 잠재적으로 형성하는 것이 명백하다. 예를 들어, ArF 격자 수명을 연장하는 방법을 연구함에 있어서, 발명자는 일반적으로 격자 수명은 LNM내의 산소 레벨에 의해 강하게 영항받는 것에 주목하였다. 보다 산소 함유량 ppm을 가질 수록 보다 양호하다. 또한, ArF 격자 실패 모드는 KrF 격자 실패 모드보다 보다 빠르게 나타나는데, 이는 실제로 산소 공격으로부터 완화될 수 있도록 대략 193nm에서 ArF 광자가 내장된 Al층을 이온화할 수 있다는 사실로 인한 것이라고 생각된다. 발명자가 이러한 사실을 확실할 수 없지만, 대략 248nm에서 KrF 광자는 Al를 기동하고 이것이 산소의 존재로 인해 부식하도록 도울 정도로 충분한 에너지를 갖고 있지 않을 것으로 보인다. 격자 열화는 여전히 산소 함유량과 관련되어 있지만, KrF 광자의 경우에 MgF2 층을 통과하는 산소 (또는 내장된 산소와의 반응)에 제한되는 것으로 보인다.
발명자는 LNM내의 산소 함유량으로 인한 격자 수명 열화 및 보다 구체적으로는 보다 높은 에너지 광자의 영향하의 가속화된 열화에 대한 해결책을 제시한다.
공칭 광경로를 갖고 있고, 펄스의 버스트를 포함하는 출력 레이저 광 빔을 생성하는 협대역 DUV 고전력 고반복율 가스 방전 레이저용 라인 내로잉 모듈에 있어서, 분산 중심 파장 선택 광학기구상의 각각의 펄스를 포함하는 레이저 광 빔의 입사각에 의해 적어도 부분적으로 결정된 각 펄스에 대하여 적어도 하나의 중심 파장을 선택하는, 상기 라인 내로우잉 모듈의 광경로내에 이동가능하게 장착된 상기 분산 중심 파장 선택 광학기구; 상기 분산 중심 파장 선택 광학기구쪽으로 펄스를 포함하는 레이저 광 빔의 투사각을 선택함으로써, 상기 분산 중심 파장 선택 광학 기구상에 각 펄스를 포함하는 레이저 광 빔의 입사각을 선택하도록 부분적으로 동작하는 제1 튜닝 메커니즘; 및 상기 라인 내로우잉 모듈의 공칭 광경로에 대하여 상기 분산 중심 파장 선택 광학기구의 위치를 변경함으로써 상기 각 펄스를 포함하는 레이저 광 빔의 입사각을 선택하도록 부분적으로 동작하는 제2 튜닝 메커니즘;을 포함하고, 상기 제2 튜닝 메커니즘은 상기 중심 파장에 대한 값을 거칠게 선택하고 상기 제1 튜닝 메커니즘은 상기 중심 파장에 대한 값을 보다 미세하게 선택하는 라인 내로우잉 방법 및 모듈이 개시되어 있다. 상기 장치 및 방법은 상기 라인 내로우잉 모듈의 광경로내의 적어도 하나의 빔 익스팬딩 및 리디렉팅 프리즘; 및상기 라인 내로우잉 모듈의 공칭 광경로에 대하여 적어도 하나의 빔 익스팬딩 프리즘의 위치를 변경함으로써 상기 레이저 광 펄스의 적어도 제1 공간적으로 정의된 부분의 입사각을 선택하는 선택하는 제1 튜닝 메커니즘;을 더 포함할 수 있다. 상기 제1 및 제2 튜닝 메커니즘은 펄스의 버스트내의 적어도 하나의 다른 펄스의 중심 파장을 검출하는 중심 파장 검출기로부터의 피드백에 기초하여 버스트 동안 중심 파장 제어기에 의해 제어될 수 있고, 상기 제어기는 상기 버스트내의 상기 적어도 하나의 다른 펄스에 대한 상기 검출된 중심 파장을 채용하는 알고리즘에 기초하여 상기 피드백을 제공한다. 상기 제1 튜닝 메커니즘은 기동될 때 위치 또는 형상을 변경하는 기동가능한 재료를 포함하는 미세 포지셔닝 메커니즘 및 전기기계 거친 포지셔닝 메커니즘을 포함할 수 있다. 상기 기동가능한 재료는 전기 기동가능 재료, 자기 기동가능 재료 및 음향 기동가능 재료로 구성된 그룹으로부터 선택될 수 있다. 공칭 광경로를 갖고 있고, 펄스의 버스트를 포함하는 출력 레이저 광 빔을 생성하는 협대역 DUV 고전력 고반복율 가스 방전 레이저용 라인 내로잉 모듈은, 분산 중심 파장 선택 광학기구상의 각각의 펄스를 포함하는 레이저 광 빔의 입사각에 의해 적어도 부분적으로 결정된 각 펄스에 대하여 적어도 하나의 중심 파장을 선택하는, 상기 라인 내로우잉 모듈의 광경로를 따라 고정되어 장착된 상기 분산 중심 파장 선택 광학기구; 상기 분산 중심 파장 선택 광학기구쪽으로 펄스를 포함하는 레이저 광 빔의 투사각을 선택함으로써, 상기 분산 중심 파장 선택 광학 기구상에 각 펄스를 포함하는 레이저 광 빔의 입사각을 선택하도록 부분적으로 동작하는 제1 튜닝 메커니즘; 및 상기 제1 튜닝 메커니즘쪽으로 상기 펄스를 포함하는 레이저 광 빔의 적어도 공간적으로 정의된 부분의 투사각을 변경함으로써 상기 각 펄스를 포함하는 레이저 광 빔의 입사각을 선택하도록 부분적으로 동작하는 제2 튜닝 메커니즘;을 포함하고, 상기 제1 튜닝 메커니즘은 상기 중심 파장에 대한 값을 거칠게 선택하고 상기 제2 튜닝 메커니즘은 상기 중심 파장에 대한 값을 보다 미세하게 선택할 수 있다. 상기 제1 및 제2 튜닝 메커니즘은 독립적으로 선택적으로 굴절하는 광학 엘리먼트를 포함하고, 상기 제1 및 제2 튜닝 메커니즘은 상기 라인 내로우잉 모듈의 공칭 광 경로에 대하여 제1 빔 확장 메커니즘 및 제2 빔 확장 메커니즘의 각 위치를 변경함으로써 분산 광학 엘리먼트상의 레이저 광 빔의 입사각을 선택할 수 있다. 상기 제1 및 제2 튜닝 메커니즘은 펄스의 버스트내의 적어도 하나의 다른 펄스의 중심 파장을 검출하는 중심 파장 검출기로부터의 피드백에 기초하여 버스트 동안 중심 파장 제어기에 의해 제어되고, 상기 제어기는 상기 버스트내의 상기 적어도 하나의 다른 펄스에 대한 상기 검출된 중심 파장을 채용하는 알고리즘에 기초하여 상기 피드백을 제공할 수 있다. 상기 제1 및 제2 튜닝 메커니즘은 기동될 때 위치 또는 형상을 변경하는 기동가능한 재료를 포함하는 미세 포지셔닝 메커니즘 및 전기기계 거친 포지셔닝 메커니즘을 각각 포함할 수 있다. 상기 기동가능한 재료는 전기 기동가능 재료, 자기 기동가능 재료 및 음향 기동가능 재료로 구성된 그룹으로부터 선택될 수 있다. 상기 기동가능한 재료는 압전 재료일 수 있다. 상기 제1 및 제2 튜닝 메커니즘은 빔 확장 프리즘을 각각 포함할 수 있다. 제1 투사각 선택 메커니즘을 포함하는 제1 튜닝 메커니즘은 제1 튜닝 포지셔닝 메커니즘 없이 전기기계 포지셔닝 메커니즘을 포함하고, 제2 투사각 선택 메커니즘을 포함하는 제2 튜닝 메커니즘은 거친 튜닝 포지셔닝 메커니즘 없이 기동 재료 포지셔닝 메커니즘을 포함할 수 있다. 상기 기동가능 재료 포지셔닝 메커니즘은 기동될 때 위치 또는 형상을 변경하는 기동가능 재료를 포함할 수 있고, 상기 기동가능 재료는 전기 기동가능, 자기 기동가능 및 음향 기동가능 재료로 구성된 그룹으로부터 선택될 수 있고 압전 재료일 수 있다. 공칭 광경로를 갖고 있고, 펄스의 버스트를 포함하는 출력 레이저 광 빔을 생성하는 협대역 DUV 고전력 고반복율 가스 방전 레이저용 라인 내로잉 모듈은, 분산 중심 파장 선택 광학기구의 분산 광표면상에 각각의 펄스를 포함하는 레이저 광 빔의 입사각에 의해 적어도 부분적으로 결정된 각 펄스에 대하여 적어도 하나의 중심 파장을 선택하는, 상기 라인 내로우잉 모듈의 광경로내에 장착된 상기 분산 중심 파장 선택 광학기구; 상기 분산 중심 파장 선택 광학기구쪽으로 펄스를 포함하는 레이저 광 빔의 투사각을 선택함으로써, 상기 분산 중심 파장 선택 광학 기구상에 각 펄스를 포함하는 레이저 광 빔의 입사각을 선택하도록 동작하는 제1 튜닝 메커니즘; 및 단일 투사 및 반사 광학 엘리먼트를 포함하는 고속 튜닝 메커니즘;을 포함할 수 있다. 상기 투사 및 반사 광학 엘리먼트는 전체 내부 반사가 프리즘로부터 출구의 표면으로 빔을 반사하여 일어나는 또 다른 면으로 상기 프리즘내로 상기 빔을 되반사하는 전체 반사 코팅재로 코팅된 적어도 하나의 면을 가진 빔 확장 프리즘을 포함할 수 있다. 상기 고속 튜닝 메커니즘은 펄스의 버스트내의 적어도 하나의 다른 펄스의 중심 파장을 검출하는 중심 파장 검출기로부터의 피드백에 기초하여 버스트 동안 중심 파장 제어기에 의해 제어되고, 상기 제어기는 상기 버스트내의 상기 적어도 하나의 다른 펄스에 대한 상기 검출된 중심 파장을 채용하는 알고리즘에 기초하여 상기 피드백을 제공할 수 있다. 상기 고속 튜닝 메커니즘은 기동될 때 위치 또는 형상을 변경하는 기동가능한 재료를 포함하는 미세 포지셔닝 메커니즘 및 전기기계 거친 포지셔닝 메커니즘을 포함할 수 있다. 상기 기동가능한 재료는 전기 기동가능 재료, 자기 기동가능 재료 및 음향 기동가능 재료로 구성된 그룹으로부터 선택될 수 있고 압전 재료를 포함할 수 있다. 공칭 광경로를 갖고 있고, 펄스의 버스트를 포함하는 출력 레이저 광 빔을 생성하는 협대역 DUV 고전력 고반복율 가스 방전 레이저용 라인 내로잉 모듈은, 제1 방향으로 뻗는, 분산 중심 파장 선택 광학기구의 제1 긴 길이방향으로 뻗는 분산면을 따라 분산 중심 파장 선택 광학기구상의 각 펄스를 포함하는 레이저 광 빔의 입사각에 의해 적어도 부분적으로 결정된 각 펄스에 대하여 적어도 하나의 중심 파장을 선택하는, 상기 라인 내로우잉 모듈의 광경로내에 이동가능하게 장착된 상기 분산 중심 파장 선택 광학기구; 및 상기 레이저 광 빔에 상기 분산 중심 파장 선택 광학기구의 제2 사용되지 않는 긴 길이방향으로 뻗은 분산면을 충분히 노출시키도록 상기 제1 방향에 대략 수직인 제2 방향으로 격자를 변환하는 변환 메커니즘;을 포함할 수 있다. 상기 분산 중심 파장 선택 광학기구는 격자, 예를 들어, 에첼레 격자를 포함할 수 있다. 상기 변환 메커니즘은 상기 분산 중심 파장 선택 광학기구의 제1 긴 길이방향으로 뻗은 분산면의 수명의 끝에서 상기 분산 중심 파장 선택 광학기구의 제2 상용되지 않는 긴 길이방향으로 뻗은 분산면을 노출시키도록 상기 분산 중심 파장 선택 광학기구를 변환시킨다. 공칭 광경로를 갖고 있고, 펄스의 버스트를 포함하는 출력 레이저 광 빔을 생성하는 협대역 DUV 고전력 고반복율 가스 방전 레이저용 라인 내로잉 모듈은, 분산 중심 파장 선택 광학기구상의 각각의 펄스를 포함하는 레이저 광 빔의 입사각에 의해 적어도 부분적으로 결정된 각 펄스에 대하여 적어도 하나의 중심 파장을 선택하는, 상기 라인 내로우잉 모듈의 광경로내에 이동가능하게 장착된 상기 분산 중심 파장 선택 광학기구; 제2 튜닝 메커니즘쪽으로 펄스를 포함하는 레이저 광 빔의 적어도 제1 공간적으로 형성된 정의된 부분의 투사각을 선택함으로써 분산 중심 파장 선택 광학기구상의 각 펄스를 포함하는 상기 레이저 광 빔의 제1 공간적으로 형성된 정의된 부분의 입사각을 선택하도록 부분적으로 동작하는 제1 튜닝 메커니즘; 및 상기 분산 중심 파장 선택 광학기구으로의 레이저 광 펄스의 적어도 제1 공간적으로 정의된 부분의 반사각을 변경함으로써 각 펄스를 포함하는 상기 레이저 광 빔의 적어도 제1 공간적으로 정의된 부분의 입사각을 선택하도록 부분적으로 동작하는 제2 튜닝 메커니즘;을 포함하고, 상기 제1 튜닝 메커니즘은 상기 중심 파장에 대한 값을 거칠게 선택하고 상기 제2 튜닝 메커니즘은 상기 중심 파장에 대한 값을 보다 미세하게 선택할 수 있다. 상기 제1 및 제2 튜닝 메커니즘은 펄스의 버스트내의 적어도 하나의 다른 펄스의 중심 파장을 검출하는 중심 파장 검출기로부터의 피드백에 기초하여 버스트 동안 중심 파장 제어기에 의해 제어되고, 상기 제어기는 상기 버스트내의 상기 적어도 하나의 다른 펄스에 대한 상기 검출된 중심 파장을 채용하는 알고리즘에 기초하여 상기 피드백을 제공할 수 있다. 상기 제1 및 제2 튜닝 메커니즘은 기동될 때 위치 또는 형상을 변경하는 기동가능한 재료를 포함하는 미세 포지셔닝 메커니즘 및 전기기계 거친 포지셔닝 메커니즘을 각각 포함할 수 있다. 상기 기동가능한 재료는 전기 기동가능 재료, 자기 기동가능 재료 및 음향 기동가능 재료, 예를 들어, 압전 재료로 구성된 그룹으로부터 선택될 수 있다. 상기 제1 튜닝 메커니즘은 빔 확장 프리즘을 포함할 수 있다. 상기 제2 튜닝 메커니즘은 고속 튜닝 미러를 포함할 수 있다. 공칭 광경로를 갖고 있고, 펄스의 버스트를 포함하는 출력 레이저 광 빔을 생성하는 협대역 DUV 고전력 고반복율 가스 방전 레이저용 라인 내로잉 모듈은, 분산 중심 파장 선택 광학기구상의 각각의 펄스를 포함하는 레이저 광 빔의 입사각에 의해 적어도 부분적으로 결정된 각 펄스에 대하여 적어도 하나의 중심 파장을 선택하는, 상기 라인 내로우잉 모듈의 광경로내에 이동가능하게 장착된 상기 분산 중심 파장 선택 광학기구; 및 상기 분산 중심 파장 선택 광학기구쪽으로의 라인 내로우잉 모듈을 통한 공칭 광 경로에 대한 펄스를 포함하는 레이저 광 빔의 각각의 공간적으로 정의된 부분의 제1 및 제2 투사각을 각각 선택함으로써, 상기 분산 중심 파장 선택 광학기상의 각 펄스를 포함하는 상기 레이저 광 펄스 범의 제1 공간적으로 정의된 부분의 제1 입사각을 선택하도록 동작하는 제1 튜닝 메커니즘 및 상기 레이저 광 펄스의 제2 공간적으로 정의된 부분의 제2 입사각을 선택하도록 동작하는 제2 튜닝 메커니즘;을 포함하고, 상기 튜닝 메커니즘은 조합된 스펙트럼을 형성하는 오버래핑 스펙트럼을 갖도록 상기 레이저 광 빔내의 펄스의 제1 및 제2 공간적으로 정의된 부분의 각각에 대한 중심 파장을 선택하고, 상기 오버래핑의 정도는 상기 조합된 스펙트럼의 대역폭의 제1 측정값 및 상기 조합된 스펙트럼의 대역폭의 제2 측정값 사이의 요구되는 비를 얻도록 선택될 수 있다. 상기 제1 튜닝 메커니즘은 상기 레이저 광 빔의 상기 제1 공간적으로 정의된 부분에 대한 제1 입사각을 정의하는 선택된 양만큼 상기 공칭 광 경로내로 삽입되는 가변 굴절 광학 엘리먼트를 포함하고, 상기 제2 튜닝 메커니즘은 상기 레이저 광 빔의 상기 제2 공간적으로 정의된 부분의 투사각을 수정하지 않음으로써 제2 입사각을 선택할 수 있다. 상기 제1 튜닝 메커니즘은 상기 공칭 광 경로내로의 상기 광학 엘리먼트의 삽입 방향에 평행한 상기 광학 엘리먼트의 장축을 따른 복수의 선택된 위치중 하나에서의 상기 광학 엘리먼트상에 입사하는 레이저 광 빔에 대한 상기 공칭 광 경로에 대한 복수의 굴절 투사각을 정의하는 투사 또는 입사의 표면을 갖는 광학 엘리먼트를 포함할 수 있다. 상기 제1 및 제2 튜닝 메커니즘은 상기 공칭 광 경로내로의 상기 광학 엘리먼트의 삽입 방향에 평행한 상기 광학 엘리먼트의 장축을 따른 복수의 선택된 위치중 하나에서의 상기 광학 엘리먼트상에 입사하는 레이저 광 빔에 대한 상기 공칭 광경로에 대한 복수의 굴절 투사각을 정의하는 투사 또는 입사의 표면을 갖는 광학 엘리먼트를 각각 포함할 수 있다. 상기 제1 튜닝 메커니즘은 복수의 인접한 웨지중 하나를 통한 상기 레이저 광 빔의 각각의 투사의 굴절각을 각각 정의하는 상기 복수의 인접한 웨지를 포함하는 입사 또는 투사의 표면을 포함할 수 있다. 상기 곡면은 원통면을 포함할 수 있다. 불소 가스 DUV 레이저 장치 광경로내에 가스 형태로 포함된 조성물 또는 가스 형태로 포함된 원치않는 재료 제거 방법은, DUV 광 또는 열 또는 양쪽의 영향하에 이온화되고 재료 또는 그 조성물의 가스 형태로부터 상기 원치 않는 재료를 게터링할 수 있는 레이저의 광경로내의 스트레이 DUV 광에 노출된 상기 재료를 포함하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명에 의하면, LNM내의 산소 함유량으로 인한 격자 수명 열화 및 보다 구체적으로는 보다 높은 에너지 광자의 영향하의 가속화된 열화에 대한 해결책을 제시할 수 있다.
도 1은 종래의 라인 내로잉 모듈의 평면도,
도 2은 본 발명의 일실시예의 특징에 따른 라인 내로잉 모듈의 부분 개략 평면도,
도 3은 본 발명의 일실시예의 특징에 따른 라인 내로잉 모듈의 개략 평면도,
도 4는 본 발명의 일실시예의 특징에 따른 라인 내로잉 모듈의 개략 평면도,
도 5는 본 발명의 일실시예의 특징에 따른 라인 내로잉 모듈의 개략 평면도,
도 6은 본 발명의 일실시예의 특징에 따른 회전 액추에이터의 부분 개략 평면도,
도 7은 본 발명의 일실시예의 태양에 따른 격자 회전 메커니즘의 부분 개략 정면 사시도,
도 8은 도 7에 따른 격자 회전 메커니즘의 측면 사시도,
도 9는 도 7에 따른 격자 회전 메커니즘의 보다 상세한 바닥 후면 사시도,
도 10A-C는 도 7에 따른 본 발명의 격자 회전 메커니즘의 일실시예의 특징에 따른 격자 베이스 플레이트의 평면도, 측면도, 및 하면도,
도 11A 및 도 11B는 도 7에 따른 본 발명의 격자 회전 메커니즘의 일실시예의 특징에 따른 격자 장착 플레이트의 평면도 및 측면도,
도 12는 도 11A 및 도 11B의 격자 장착 플레이트의 변위 크기의 맵을 도시한 도면,
도 13은 시간의 함수로서 가스 방전 레이저 시스템 오실레이트 캐비티의 광 출력을 도시하는 도면,
도 14는 도 11에 따른 격자 장착 플레이트상에 포함된 본 발명의 일실시예의 특징에 다른 플렉쳐 장착을 보다 상세하게 도시한 도면,
도 15는 본 발명의 일실시예의 특징에 따른 프리즘 장착 플레이트의 개략적인 평면 사시도,
도 16은 본 발명의 일실시예의 특징에 따른 프리즘 장착 플레이트의 개략 사시도,
도 17은 산소 게터링 장치를 포함하는 본 발명의 일실시예의 특징의 개략 부분 평면도, 및
도 18은 게터링 재료 대 온도의 효율에 대한 차트를 도시한 도면.
도 1에 종래의 라인 내로잉 모듈(28)의 평면도가 도시되어 있다. 도 1의 종래 라인 내로잉 모듈의 동작의 특징에 따라, 분산 센터 파장 선택 광학 엘리먼트, 예를 들어, 격자(22)의 포지셔닝 및 그 구조, 예를 들어, 블레이즈 각, 길이, 그루브 피치, 및 격자(라인 내로잉 모듈(28)내로 및 밖으로 라인 내로잉 모듈(28)를 관통하는 광경로내의 격자(22)로 및 그로부터의 예를 들어, 공칭 광경로를 형성한다)등상의 레이저 광펄스 빔의 입사각은 무슨 각도 및 무슨 파장, 예를 들어, 79° 및 193.3nm의 요구된 센터 파장에서의 공칭 광경로를 따른 되반사될 분산의 순서를 정의한다. 격자(22) 및 그 구성은 예를 들어, 193.4nm의 주어진 공칭 파장에서 광의 강도의 최대부분을 포함하는 순서를 선택함으로써 라인 내로잉 모듈(28)의 효율을 최대화하여, 요구되는 센터 파장을 선택하는데 있어 광 손실을 제한하도록 이러한 공칭 요구된 선택된 센터 파장 근방의 선택된 센터 파장의 일부 제한된 범위내로 제한하도록 블레이즈 각도를 사용하여 튜닝될 수 있다.
상기 순서내에서, 격자는 다른 것 중에서, 격자(22)상의 입사각에 의존하여, 공칭 요구된 선택된 센터의 어느 한측상의 파장에 있는 광의 레인보우를 라인 내로잉 모듈(28)의 광경로를 따라 되반사한다. 격자(22)상의 입사각은 ArF 엑시머 출력 레이저 광 빔에 대한 일부 센터 파장, 약 193.3nm의 주변의 비교적 광대역의 파장, 예를 들어, 약 300nm내로부터 선택된 입사각에서 격자(22)상으로 광을 반사하거나 회절하는 튜닝 메커니즘(26) 및 고정 격자(22)를 사용함으로써 차례로 정의될 수 있다. 본 발명의 일실시예의 특징에 따라, 이것은 또한, 예를 들어, 라인 내로잉 모듈(28)의 광경로를 따른 격자(22)상의 미세 입사각 (및 예를 들어, 격자(22)로부터 상응하는 되반사각)을 정의하도록 격자(22) 및 튜닝 메커니즘(26) 모두를 이동시킴으로써 이루어질 수 있다.
상술된 중심 파장의 미세 및 거친 튜닝에 더하여, 본 발명의 일실시예의 특징에 따라, 거친 튜닝은 고정 격자(22)상의 미세 입사각상의 제1 비교적 큰 임팩트를 갖는 라인 내로잉 모듈(28)의 광경로내의 복수의 광학 엘리먼트중 하나를 위치를 변경함으로써 그리고 고정 격자(2)상의 미세 입사각상의 제2 비교적 작은 임팩트를 갖는 라인 내로잉 모듈(28)의 광경로내의 복수의 광학 엘리먼트중 제2의 위치를 변경시킴으로써 이루어질 수 있다. 이러한 방식으로, 상기 복수의 광학 엘리먼트중 하나는 거친 중심 파장 선택 메커니즘을 위해 사용될 수 있고 광학 엘리먼트중 두번째 것은 미세하게 선택된 중심 파장에 대한 미세 튜닝으로서 실질상 동시에 사용될 수 있다.
다른 말로 하면, 제1 광학 엘리먼트는 예를 들어, 수 nm의 대역내의 격자상의 미세 입사각을 선택할 수 있고 광학 엘리먼트의 또 다른 것은 예를 들어, 수 pm의 오더의 대역의 선택된 중심 파장쯤으로 보다 미세하게 튜닝하기 위해 사용될 수 있다. 제1 광학기구는 예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같이, 3개나 4개의 프리즘 빔 익스팬더 프리즘 어셈블리(64)내의 예를 들어, 마지막, 또는 마지막 다음의 프리즘(86,84)인, 비교적 큰 크기를 갖는 복수의 빔 익스팬팅 프리즘내의 빔 익스팬팅 프리즘일 수 있고, 제2 광학 엘리먼트는 도 1에 도시된 바와 같이, 예를 들어, 3개 또는 4개의 프리즘 빔 익스팬더 프리즘 어셈블리(64)내의 제1 또는 제2 빔 익스팬팅 프리즘(82,94)일 수 있다. 또한, 빔 확장 프리즘 어셈블리(64)는 3개 보다 많은, 예를 들어, 4개의 프리즘을 포함하도록 도 2에 개략적으로 도시된 바와 같이, 제1 2개의 프리즘(82,84) 및 마지막 2개의 프리즘(86,88)를 각각 가질 수 있다는 것을 이해할 것이다.
본 발명의 일실시예의 특징에 따라, 도 1에 도시된 바와 같이, 빔 확장 프리즘(82-88)중 하나를 튜닝 메커니즘(26)의 튜닝 미러(102)로서 기능하도록 사용하는 것은 또한 라인 내로잉 모듈(28) 및 전체 레이저 시스템 기능에 다수의 유익한 효과를 가져다 줄 수 있다. 본 발명의 일실시예의 일 특징에 따라, 예를 들어, 7XXX 및 XLA-XXX 싱글 챔버 및 듀얼 챔버링된 레이저 시스템인 출원인의 레이저 시스템내에 현재 사용되는 바와 같은 소위 RMAX 튜닝 미러(27)의 이러한 제거로 인해 예를 들어, 기존의 LNM 하우징(62; 도 1)보다 매우 상당히 더 크지 않고 (도 2에서와 같이 긴 격자 어셈블리(66)를 채용하도록 선택된 것이 아니라면) RMAX 어셈블리(26)이 또한 포함된 것보다 훨씬 더 작은 풋프린트를 갖는 LNM 하우징(62; 도 2)내의 보다 큰 격자(22)를 사용하는 능력 및 성능 모두에서 다수의 유익을 갖는 소형 라인 내로잉 모듈(28)를 생성할 수 있다. 하우징(62)은 보다 큰 격자(66)를 사용하거나 보다 작은 것(22)을 사용하여 예를 들어, 무게를 줄이는 경우 모두에 대해 적어도 치수에 있어서 보다 작아질 수 있다. RMAX 어셈블리(26)가 제거된 본 발명의 일실시예의 특징에 따른 예를 들어, 도 2의 구성에서, 예를 들어, RMAX 미러(27) 자체에서의 웨이브프론트 왜곡로부터의 RMAX(27)의 사용과 연관된 웨이브프론트 수차 및 광손실에서의 감소 및 추가된 빔 분산 및 예를 들어, 에첼레 격자(22)인 분산 파장 선택 광학기구상의 입사각을 선택함으로써 중심 파장을 튜닝하도록 RMAX(27)를 사용함에 있어서 발생되는 캐비티 길이에서의 증가와 연관된 감소된 출력 전력이 실현된다. 본 발명의 일실시예의 특징에 따라 라인 내로잉 모듈(28)의 대역폭 제어 및 효율에서의 향상이 실현된다. RMAX 튜닝 미러(27)과 함께 또는 그것 없이 보다 큰 격자(22)가 사용되는 본 발명의 일실시예의 특징에 따라, 효율 및 대역폭 제어에서의 향상이 여전히 달성된다.
기존의 RMAX 튜닝 메커니즘(26)은 레이저 광 빔의 입사각을 예를 들어, 에첼레 격자(22)인 파장 선택 엘리먼트로 펄스 단위로 변경시키도록 이동되거나 디더링될 수 있다. 기존의 LNM 튜닝 메커니즘 미러 어셈블리(26)에서의 이러한 디더링은 예를 들어, 하나 이상인 압전 트랜스듀서인 자기장 또는 음향 에너지 또는 전기장으로 자극될 때 형상 또는 크기를 변경시키는 기동가능한 재료를 가지고 출원인의 레이저 시스템내의 기존의 RMAX 튜닝 메커니즘(27)으로서 입사각의 거친 조정 및 입사각의 보다 신속하고 정밀하게 튜닝된 조정이 달성될 수 있기 때문에 스텝퍼 모터(도시되지 않음)에 의해 취해진 스텝의 크기를 강조하는 레버 암을 통해, 튜닝 미러가 일부인 어셈블리(26) 및/또는 튜닝 미러(27)를 이동시킴으로써 파장 선택 튜닝을 달성하도록 동작할 수 있는 예를 들어, 스텝퍼 모터인 전기기계 시스템에 의해 거친 방식으로 달성된다.
그러나, 기존의 RMAX 튜닝 메커니즘(27)은 단점을 가지고 있다. 빔 확장 프리즘 어세블리(64) 및 격자(22) 사이에 놓여서, 이러한 RMAX 미러(27) 및 연관된 어셈블리(26)는 격자(22)에 의해 대역폭 선택의 보다 나은 효율에 대하여 가능한 한 격자(22)의 장축으로 격자(22)의 길이가 길도록 사용할 목적으로 그리고 분산 감소의 목적으로 빔의 크기로 인해 상대적으로 그 크기가 크다. 예를 들어, 현재의 4㎑ 이상과 가까운 미래의 6㎑이상과 같이, 대상의 시스템의 계속 증가되는 펄스 반복율에서, 전기 기계 스텝퍼 모터/압전 엘리먼트에 의해 디더링되는, 큰 물리적 크기의 RMAX (27)과 그와 연관된 장착 및 회전 어셈블리(26)는 동작이 왜곡되거나 충격받는 적어도 특정 대역의 주파수 또는 펄스간 디더링이 가능한 레이저 시스템의 펄스 반복율을 제한하는 특정 기계 공명 효과를 가질 수 있어서, 그 동작은 효과적으로 일부 최대 레이저 출력 광 펄스 빔 펄스 반복율로 제한된다.
LNM의 현 광학 구성은 예를 들어, 도 1에 도시된 와 같은 3개의 프리즘 빔 익스팬더(64), 또는 예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같은 4개의 프리즘 빔 익스팬더(64), 미러(RMAX (27)) 및 격자(22)를 포함한다. 본 발명의 일실시예의 특징에 따라, 발명자는 프리즘(120)중 하나의 표면(122)에 높은 반사 코팅을 추가하였다.
도 3에 도시된 바와 같이, 프리즘(120)에 입사한 광은 프리즘(120)의 빗면(124)에 의해 내부로 반사되는 프리즘(120)내로 되반사된다. 그다음, 광은 프리즘(120)의 다른 사이드 표면을 통해 나간다. 순수한 효과는 프리즘 어셈블리(64)로부터 레이저 광 빔(114)을 90°만큼 회전시키어 빔(114)을 접는 미러(27)에 대한 필요가 없어지게 된다는 것이다. 예를 들어, 도 3에 도시된 남아있는 프리즘(82-86)중 하나는 요구되는 중심 파장을 제어하기 위해 조정될 수 있다.
도 4 및 도 5에는, 튜닝 미러, 예를 들어, RMAX 가 포함되지만 오직, 예를 들어, 격자(22)상의 입사각의 거친 조정 또는 미세 조정중 하나를 실행하기만 하는 본 발명의 실시예의 특징에 따른 라인 내로잉 모듈(28)의 실시예의 특징에 따른 선택된 요구되는 중심 파장의 거친 및 미세 조정 모두의 평면도가 도시되어 있다. 도 4에 도시된 바와 같이, 라인 내로잉 모듈(28)은 프리즘(82-86)을 통과하고 프리즘(86)에 의해 RMAX (100)상에 지향된 후에 프리즘(88)을 통과하고 그로부터 격자(22) 분산면(24)로 지향되는 레이저 광 빔(114)을 갖는, 프리즘(82-86)을 포함하는 프리즘 빔 확장 어셈블리(64)를 포함할 수 있다. 본 발명의 일실시예의 특징에 따라, RMAX (100)는 거친 입사각 선택에 대해서만 사용될 수 있고 하나 이상의 프리즘(82-88)은 예를 들어, 미세 입사각 선택을 위해 도 4에 도시된 도면에 수직인 회전축을 중심으로 보다 빠르게 회전될 수 있다. 어셈블리(26)를 회전하는 기존의 RMAX 튜닝 미러(27)보다 훨씬 더 작은 양을 가진 이러한 프리즘은 예를 들어, 종래 위치로부터 요구되는 위치로 설정하는 시간 및 예를 들어, 기계 공명 문제에 대한 훨씬 더 적은 서셉터빌리티를 가져서 예를 들어, 약 2㎑ 보다 큰 펄스 반복율에서 현 펄스간 입사각 선택 능력을 향상시킬 수 있다고 발명자는 생각한다. 또한, 가장 작고 그래서 가장 용이하게 회전되는 프리즘(82)이 격자(22)상의 최종 미세하게 튜닝된 입사각을 고속으로 변경시키는데 사용될 수 있다. 또한, 입사각의 거친 조정을 위한 RMAX 사용에 더하여, 프리즘 어셈블리(64)에서 하나 보다 많은 프리즘(82-88)이 에를 들어, 반복율 및/또는 기계적 공명등을 증가시킴으로써 발생된 문제를 극복하기 위해 격자상의 입사각의 미세 튜닝의 다양한 레벨에 대해 사용될 수 있다.
동일한 효과는, 그 특징이 도 5에 도시되고 빔(114)이 프리즘 어셈블리(64) 프리즘(82-88)을 지난 후 RMAX (100)에 입사하고 그로부터 격자(22) 분산 광학 표면(24)로 반사되는 실시예에 동일하게 나타날 수 있다. 입사각의 거친 및 미세 및 복수의 미세 조정에 대한 유사한 배열은 도 4에 대하여 설명된 바와 같이 RMAX 와 프리즘 어셈블리(64) 사이에서 나누어질 수 있다.
발명자는 LNM 모듈 하우징내의 수직으로 즉 격자의 길이방향 축으로 직각으로 격자를 변환시켜 라인 내로잉되는 레이저 빔으로 상기 격자의 사용되지 않은 부분을 노출시켜, 이전에 사용된 부분에 대하여 수명의 끝에서 격자상의 사용되지 않고 손상되지 않은 남아있는 측방향 영역을 사용할 것을 제안한다.
이것은 예를 들어, 격자의 광학적으로 손상된 영역을 제거시키고 격자 표면의 제2 손상되지 않은 스트립에 라인 내로잉된 입사 레이점 빔을 배치하도록 상기 격자를 측방향으로 (도면에 도시된 바와 같이 수평방향으로) 충분히 변위시키기 위해 적용된 기계적 마이크로미터 또는 다른 수동 동작 변환 메커니즘에 의해 이루어질 수 있다. 상술된 현 치수에 따라, 이것은 단일 격자의 수명동안 실제로 2번 이루어질 수 있다.
격자의 위치의 측방향 변환은 또한 사양을 충족하기 위해 요구되는 협대역을 생성하는데 있어 라인 내로잉 프로세스에서의 격자의 응답을 미세 튜닝할 목적으로 이루어질 수 있다. 이것은 예를 들어, 제2 보다 미세하게 튜닝되는 것과 반대로 격자 표면 영역상에 사용되는 제1 영역 및 격자 표면 영역의 덜 왜곡된 부분에서의 일부 또는 전체 그루브내의 임의의 제조 결함을 고려할 수 있는데, 상기 영역의 선택은 예를 들어, LNM이 조립되고 미세 튜닝될 때 제조 프로세스 동안 실험적으로 이루어질 수 있다.
LNM 내의 가스내의 부분 압력 또는 ppm에서의 플르오르화 레이저 분자(KrF, ArF, F2) 레이저의 라인 내로잉 모듈내의 산소 및 다른 산소의 소스, 예를 들어, COX의 레벨을 감소시키기 위해, 발명자는 스트레이 레이저 광에 의해 조사되는 위치내의 격자 근방의, 산소에 대해 높은 친화력을 갖는 광이온가능한 금속을 배치할 것을 제안한다. 상기 스트레이 레이저 광은 예를 들어, 격자로부터 하지만 광경로를 따르지 않고 다시 빔 익스팬더 프리즘으로 반사된 후에 레이징 챔버로 반사된다. 이러한 광 이온가능 금속, 예를 들어, 적당한 금속은, 격자로부터 반사하는 DUV 광에 의해 이온화될 때, 예를들어, 기동될 때 산소를 게터링함으로써 LNM 가스로부터 산소를 찾아내는 기능을 할 수 있다.
레이저의 발사 반복율이 증가됨에 따라, 산소 게터링의 속도도 증가될 것이다. LNP가 퍼징되기 때문에 발명자는 산소 농도가 LNM 하우징에 의해 형성된 캐비티내에 상당히 낮고 균일하게 분포되어 있다고 생각한다. 발명자는 또한 예를 들어, 유선 스크린, 거친 스프레이 코팅된 표면, 또는 그 2개의 조합을 사용함으로써, 게터러로서 기동가능하기를 임의의 포인트에서 중지할 단순한 평면과 반대로, 증가된 표면적 도는 연마 블라스 표면을 사용할 것을 제안한다. 보다 긴 시간동안 산호 레벨을 낮게 유지함으로써, 이러한 개념은 저렴하게 격자 수명을 연장할 수 있다.
금속 게터는, 거칠어지거나 확장된 표면 없이 하나 조차 LNM 수명을 보다 강화하기 위해 대체가능한 엘리먼트로 제조될 수도 있다. 이 개념은 게터러를 기동하는데 스트레이 DUV 광자가 사용될 수 있는 레이저 시스템내의 또는 LNM 내 모두에서 다른 광학 엘리먼트에 적용가능하다.
Al, Ti, Zr, Ta, W, Hf와 같은 금속은 강한 산소 "게터"이다. Ti은 실제로 많은 물질을 게터링하고 산소 게터로서 진공계에서 사용되어 왔다. 이러한 금속의 대부분은 광 이온화를 위해 적어도 6eV를 필요로 한다. 이는 200nm 미만의 파장을 가진 광자가 이러한 금속을 광 이온화하고 기동시키는데 필요할 수 있다는 것을 의미한다. Al의 경우에 대해(5.96eV), 193 nm 광이 이것을 기동시킬 수 있고, 248nm 광은 그렇지 않다. 게터링 효율 대 온도의 관계가 도 18에 도시되어 있다.
발명자는 도 17에 도시된 바와 같이, 예를 들어, 상술된 바와 같이 부드럽거나 거친 표면(125)를 가질 수 있는 직방형 솔리드 또는 스크린인 게터링 유닛(126)을 빔(114)의 광경로 밖의 격자로부터 반사하는 스트레이 DUV 광이 예를 들어, 표면(125)상에서 수집될 수 있는 회절 격자(22) 근방에 놓을 것을 제안한다. 게터링 물질은 예를 들어, LNM(28)의 상하벽(127)을 형성하는 시트 금속상의, LNM(128)내의 다른 장소에, 또는 스트레이 광을 빔(114)로부터 차단하는데 사용되는 표면상의 다른 위치에 및/또는 채널 가스 플로우의 경로에 놓일 수 있다. 조사될 때, 금속은 표면(127)이 포화될 때까지 산소를 게터링하고 산화물 스케일을 증가하게 할 것이다. 산화 알루미늄과 같은 산화물은 이들이 본래 압축성을 갖기 때문에 산소에 대한 양호한 확산 장벽이다. 그러나, TiO2, HfO2, Ta2O5, 및 ZrO2와 같은 산화물은 결함으로 가득차 있고 (일부 경우에) 신장될 수 있고, 산소 확산을 효과적으로 차단하지 않는 산화층을 가지고 있다. 이러한 금속중 하나를 사용함으로써, 발명자는 신속하게 포화되지 않는 보다 오래 지속되는 산소 게터러를 생성할 것을 제안한다.
선택된 금속의 이온화 전위는 다음과 같다. Al=5.98eV, Ti=6.82eV, Ta=7.54eV, Hf=6.82eV, Zr=6.63eV.
발명자가 제안하는 또 다른 프로세스는 격자 에폭시를 코팅하기 위해 Al하에 예를 들어, Ti과 같은 적합한 금속을 데포짓팅하는 것이다. Al내에 산소가 용해되는 그러한 방법은 게터링된다(반응된다). 또한, DUV 흡수로 인한 격자의 알루미늄 층의 가열은 달성된 게터링 양을 자극할 수 있다. 또한, 게터링 메커니즘(126)은 게터링 활동을 자극하기 위해 전기적으로 또는 RF 가열될 수 있다.
더불어, 이러한 기술은 격자 AL 데포지션 이전에 증착 챔버 내부를 클린업하는데 사용될 수 있어서, 예를 들어, 격자 알루미늄 내의 산소 불순도를 감소시킴으로써 격자 품질 및 수명을 향상시킬 수 있다.
이제 도 6에서, 예를 들어, 회전 프리즘 장착 플레이트(130)인 광학 엘리먼트의 평면도가 부분적으로 개략적으로 도시되어 있다. 예를 들어, 프리즘, 장착 플레이트(130)인 회전 광학 엘리먼트는 플레이트 장착 나사 구멍(132)를 가질 수 있고, 이를 통하여 나사(도시되지 않음)가 삽입되어 예를 들어, (도 1, 2, 15, 16내에 도시된) 프리즘 플레이트(80)에 장착 플레이트(130)를 장착할 수 있다. 회전 장착 플레이트(130)이 회전 장착 어셈블리(134)를 가질 수 있고, 이 회전 장착 어셈블리(134)는 프리즘 장착 플레이트(140) 및 복수의 프리즘 장착 나사 구멍(142)를 포함할 수 있고, 이 복수의 프리즘 장착 나사 구멍(142)의 각각을 통하여 도 15 및 도 16내에 도시된 바와 같이 예를 들어, 88 도는 82인 프리즘인 광학 엘리먼트를 부착하도록 나사산형성될 수 있다. 이 회전 장착 어셈블리(134)는 장착 본체(130)내의 각 암 슬롯(146)내에 끼워맞춤된 복수의 암(144)에 의해 장착 플레이트(140)에 부착될 수 있고, 상기 복수의 암(144)중 하나는 예를 들어, 인가된 전압에 의해 자극되는 압전 재료인, 예를 들어, 음향 필드, 전기장 또는 자기장 도는 이것들의 조합에 의해 자극될 때 크기 또는 형상을 바꾸는 기동가능한 재료를 포함할 수 있다.
회전 장착 어셈블리(134)는 플랫폼(130)의 회전을 위해 피벗 포인트를 제공하는 기능을 하는 도 6에 도시된 바와 같은 V-슬롯(150)과 같은 슬롯(150)을 포함할 수 있다.
회전 장착 플레이트(130)는 회전의 잘 형성되고 액세스가능한 축을 가진 압전 기동 회전 스테이지인 Madison, WI의 매드 시티 랩스 인코퍼레이티드에 의해 제공된 나노-쎄타를 포함할 수 있다. 회전 스에티지(134)상의 나사산형성된 나사 구멍(142)은 도 15 및 도 16에 도시된 바와 같이 예를 들어, 프리즘(88)의 회전중심(127)에서 또는 도 15 및 도 16에 도시된 바와 같이 측면(122') 또는 빗면(124')인 프리즘 빔 입구 도는 출구 표면의 일단부에 있도록 프리즘(82-88)의 측면이 장착되도록 할 수 있다. 이 나노-쎄타는 예를 들어, 프리즘이 정확한 레이저 빔(114) 스티어링을 위해 이동되는 회전 위치에서 서브-마이크로라디안 레졸루션을 가질 수 있다. 압전 센서(도시되지 않음)는 절대 측정 및 서브-마이크로라디안 정확도를 위해 포함될 수 있다. 나노-쎄타는 2.0 mrad 범위의 모션, 0.02μrad 레졸루션을 가질고 있고 다양한 가능한 방위에서 장착될 수 있고, 폐루프 제어를 위해 집약된 포지션 센서를 가질 수 있고, 예를 들어, 도 16에 도시된 회전 액추에이터(130')를 장착시키기 위하여 요구되는 대로 상이한 크기 또는 형상을 갖도록 응용 설계될 수 있다. 도 16에 대한 버전은 도 6내의 본체(130)의 방위로 도시된 방향과 같이 수평방향으로 본체(130)를 보다 얇게 만들기 위해 도 6의 우측상의 암(144)과 정렬되지 않도록 이동된, 예를 들어, 도 6의 좌측상의 암(144)을 가질 수 있다. 도 6에 도시된 실시예내의 좌측 암(144)은 개구의 상하 수평 스트레치로부터 뻗을 수 있고, 이 개구내에 마운트(140)가 예를 들어, 그 치수가 도 6 도면에 도시된 바와 같이 상부 암(144)이 수직으로 뻗는 상태로 회전 운동을 위해 포함되고, 하부 좌측 암(144)가 임의의 각도에서, 하지만, 상부 우측 사이드 암(144)에 평행하지 않도록 뻗을 수 있다. 이러한 방식으로 본체(130)는 본체(130)에 마운트(140)의 실질상 4개의 코너의 플렉쳐 장착의 대부분을 수용하면서 수평 디멘션으로 보다 얇아질 수 있어서 마운트(140)의 회전 이동을 허용하고 고부파수 구동 유닛(도시되지 않음)에 의해 주어진 마운트(140)의 모션에 대한 복원 스프링 바이어스와 같이 동작한다. 어느 하나의 실시예에서의 암(144)은 본체(130)에 마운트(140)의 플렉쳐 부착을 형성하도록 e-빔을 가진 매우 얇은 슬롯(146) 컷이 형성될 수 있다. 디더 모드에서, 예를 들어, 구동 유닛(도시되지 않음)은 본체(130)내에 포함된 마운트(140)에 부착된 레버 암에 대하여 동작하는 압전 구동기를 사용하여, 압전 구동기에 인가된 고주파 (펄스 반복육) 전압이 예를 들어, 안가된 전압 펄스의 크기에 의해 결정된 선택된 양만큼 마운트(140)를 회전시키도록 레버 암(도시되지 않음)을 밀어내고, 그다음 암(144)은 마운트(144) (그리고 예를 들어, 프리즘(88)인 부착된 튜닝 메커니즘)을 홈 포지션으로 복원시킬 수 있다. 다른 형태의 동작에서, 전압은 상술된 바와 같이 중심 파장 조정을 위해 다양하게 인가도니 전압 크기를 가지고 레이저 광 펄스에 대하여 제어될 수 있다.
이제 도 7 및 도 8에서, 본 발명의 일실시예의 특징에 따른 회전가능한 격자 어셈블리(148)의 정면 사이도 및 측면 사시도가 도시되어 있다. 이 회전가능 격자 어셈블리(148)는 도 9 내지 도 12에 대하여 아래에 보다 상세하게 설명되는 바와 같이, 격자 장착 플레이트(160)상에 차례로 장착될 수 있는 격자 베이스 플레이트(162)상에 장착될 수 있는 격자(22)를 포함할 수 있다. 프론트 및 백의 한 ㅆ아의 밴드 스프링(152)을 포함하는 한 쌍의 스프링 장착 어셈블리(166)는 예를 들어, 격자 베이스 플레이트(162)의 전후방에 각각 연결된 각각의 밴드 스프링 장착 플레이트(158)에 연결될 수 있다. 각각의 밴드 스프링(152)의 또 다른 단부는 예를 들어, 하우징(64)의 플로어인, LNM(28)의 하우징(62)에 각각 연결된 각각의 밴드 스프링 스탠치온(156)에 연결될 수 있다. 밴드 스프링(152)은 예를 들어, 스탠치온(156) 또는 각 플레이트(158)상의 수용 슬롯(도시되지 않음)으로의 예를 들어, 용접 및/또는 나사 결합의 조합을 포함하는, 용접 또는 나사에 의한 임의의 적합한 수단에 의해 각각의 장착 플레이트(158) 및 스탠치온(156)에 연결될 수 있다. 밴드 스프링은 예를 들어 공칭 포지션인 포지션으로 격자를 바이어싱하는 기능을 가질 수 있고, 상기 포지션으로 현존하는 비회전 격자(22)가 예를 들어, 입사 레이저 광 빔(114)에 대하여 위치된다.
장착 플레이트(160) 및 격자 베이스 플레이트(162)에 따른 격자(22)는 회전가능한 격자(22)에 대한 회전축을 형성하는, 아래에 보다 상세하게 설명되는 바와 같은 피벗 포인트에 대하여 그리고 밴드 스프링(152)의 바이어싱에 대항하여 회전될 수 있다. 조정 나사(164)(도 7-9에 도시됨)는 예를 들어, 격자(22) 분산면(27)의 길이방향 확장부에 대하여 대략 직각 방향으로 예를 들어, 프리즘(88)인, 빔 익스팬더 프리즘의 측면(122')이 있도록 하면서 입사 빔(114)에 격자(22) 분산 표면927)의 정렬을 미세하게 튜닝하는 기능을 한다.
스텝퍼 모터(170)는 예를 들어, 도 7 및 도 8에 도시된 방향과 같은 수평방향으로 스텝퍼 모터 샤프트(172)를 이동시키도록 동작함으로써 펄크럼에서 피벗축에 대하여 격자(22)를 대략 위치지정하는 기능을 한다. 스텝퍼 모터 샤프트(172)는 도 7 및 도 8에 개략적으로 도시된, 벨로(174)에 의해 둘러싸인 레버 암(176)의 일단부를 이동시키도록 위치될 수 있고, 이 벨로(174)에 의해 레버 암(176)은 LNM 엔클로져를 통과할 수 있는데, 예를 들어, LNM(28) 플로어를 통과할 수 있고, 여기에서 스텝퍼 모터(170)는 LNM(28)에 대해 외측에 위치된다. 레버 암(176)의 일단부는 동일하게 도시된 수평방향으로 이동하여 격자 베이스 플레이트(162)로부터 벋는 돌출부상의 펄크럼 포인트(189)에 대하여 피벗팅하면서 레버 암(176)의 타단부를 구동한다. 그다음, 이것은 장착 나사(192)에 의해 스탠치온 베이스 플레이트(190)에 의해 격자 마운팅 플레이트(160)상에 장착된 피벗 스탠치온(178)에 힘을 가하고, 그래서 베이스 플레이트(162)를 마운팅 플레이트(160)에 대하여 반대 방향으로 이동시키어 격자의 회전을 위해 피벗 포인트에 대하여 베이스 플레이트(162)를 따라 격자(22)를 회전시킨다. 이러한 동작은 밴드 스프링 어셈블리(166)에 의해 제공된 위치 바이어스에 대항하는 것이다.
레버 암(176)의 타단부는 스탠치온 헤드(194)상의 레버 암 피벗 어셈블리(202)를 통과하는 피벗 핀(200)을 가진 스탠치온(178)의 스탠치온 헤드(1940에 레버 암을 부착시킴으로써 스탠치온(178)에 피벗식 부착될 수 있다.
도 9 및 도 10A-C에서, 격자(22)의 피벗 포인트(168)에서 격자 베이스 플레이트(162)에 격자 장착 플레이트(160)를 연결시키고 격자 장착 플레이트(160)에 대하여 함께 격자(22)와 베이스 플레이트(162)의 회전을 허용하고, 밴드 스프링 어셈블리(166)의 바이어싱을 강화하는 기능을 하는 카트휠 플렉쳐 마운팅(210)이 도시되어 있다. 카트휠 플렉쳐 마운트(210)는 격자(22)의 길이방향축을 대략 정렬된, 플렉쳐 마운트(210)의 길이방향으로 비교적 강성을 함께 갖고, 제1 및 제2 크로스 암(212, 214)의 대략 교차점에 있는, 피벗 포인트 둘레로 격자 장착 플레이트(160)에 대하여 격자 베이스 플레이트의 회전에 상대적으로 플렉서블한 제1 크로스 암(212) 및 제2 크로스 암(214)를 포함할 수 있다. 마운팅 아크(220)는 나사 구멍(230)을 통해 격자 베이스 플레이트(162)내로 나사산 형성된 나사(222)에 의해, 측방향으로 카트휠 플렉쳐 마운트(210)에 강성을 부여하고 격자 베이스 플레이트(162)에 카트휠 플렉쳐 마운트(210)를 연결하는 기능을 한다. 나사(222)를 따른 격자 장착 플레이트(160) 및 격자 베이스 플레이트(162)는 예를 들어, 인바 도는 알루미늄인, 매우 유사한 열팽창계수를 갖는 재료 또는 동일한 재료로 제조되는 것이 바람직하다.
LNM(28)의 하우징(64)과 대면하는 격자 장착 플레이트(160)상의 셀프(216)는 포지셔닝 나사/마이크로미터(164)에 대한 콘택트 포인트로서 기능하고 홀드 다운 스프링(168)에 대한 개구를 포함하고, 예를 들어, LNM(28) 하우징(62)의 플로어에 대하여 장착 플레이트(16)를 적합하게 위치지정하는데 사용될 수 있다.
격자 자체는 도 11A 및 도 11B에 도시된 바와 같이, 예를 들어, 프론트 길이방향 플렉쳐 장착 패드(242)를 각각 갖는 복수의 프론트 길이방향(수평방향)플렉쳐 마운트(240, 240')를 포함하는 복수의 프론트 플렉쳐 마운트에 의해 격자 베이스 플레이트(162)에 부착될 수 있다. 프론트 양방향 플렉쳐 장착 패드(252)를 각각 갖는 복수의 프론트 양방향 플렉쳐 마운트(250)는 도한 격자 베이스 플레이트(162)에 격자(22)를 연결시키는 기능을 한다. 또한, 격자(22)는 예를 들어, 장착 패드(262)를 갖는 리어 양방향 플렉쳐 마운트(260) 및 장착 패드(266)를 갖는 리어 측방향(수직방향 플렉쳐 마운트(264)를 포함하는 복수의 리어 플렉쳐 마운팅에 의해 격자 베이스 플레이트(162)에 연결될 수 있다. 이러한 장착 포인트는 함께 격자(22)와 베이스 플레이트(162) 사이의 장착 포인트의 잠재적 응력을 분산시키고, 단부플레이트(30,32)가 연결된 단부에서 특별히, 길이방향 축을 따른 격자(22)와 베이스 플레이트(162) 사이의 이동에 상대적으로 보다 수정가능한 (격자(22) 분산 광표면(24) 측에서)격자(22)/베이스 플레이트(162)의 정면부 장착 및 횡방향으로 서로의 이동에 상대적으로 보다 많이 수정가능한 리어 사이드 장착을 제공한다.
도 14는 예를 들어, 플렉쳐 장착 패드(242') 및 플렉쳐 암(244')을 형성하는 베이스 플레이트(162)내의 각 개구(246')내의 플렉쳐 암(244')에 대한 프론트 정방향 길이방향 플렉쳐 마운트(240') 및 예시의 변위 크기를 보다 상세하게 도시하고 있다.
도 12는 각 격자 베이스 플레이트(162)에 대한 각 변위 크기(300-318)의 존을 도시하고 있다.
도 13은 시간의 함수로서 가스 방전 레이저 시스템 오실레이터 캐비티의 광 출력을 도시한다.
이제 도 15 및 도 16에서, 예를 들어, 상술된 바와 같은 레이저 시스템의 중심파장의 거친 및 미세 제어를 위한, 적어도 하나의 프리즘(도 15) 및 적어도 2개의 프리즘(도 16)의 회전을 유발하는 LNM(28)에 대한 프리즘 장착 플레이트(80)의 사시도가 부분적으로 대략적으로 도시되어 있다. 도 15에 도시된 프리즘 플레이트는 프리즘(82) 내지 프리즘(88)로부터 빔 확장 경로(114)에 4개의 프리즘(82-88)을 포함할 수 있고, 각 프리즘(82-88)은 각 프리즘 장착 플레이트(270,272, 274,130)상에 장착되어 있고, 레이저 장착 플레이트(1300는 도 6에 대하여 상술된 바와 같이 회전 기동 장착 플레이트(130)이다.
도 16에, 예를 들어, 빔(114)가 LNM(28)에 입사하는 LNM(28)으로의 인점 모듈 또는 인터페이스 모듈 및/또는 하우징(62)의 측벽 및/또는 LNM(28) 하우징(62)의 플로어인 주변 구조에 부분적으로 그리고 프리즘 플레이트(80)에 부분적으로 도 16에 도시된 바와 같이 장착될 수 있는 예를 들어, 프리즘(82)에 연결된 추가 회전 장착 플레이트(130')가 도시되어 있다.
베이스 플레이트(80)는 긴 평행 개구(282)를 통해 부착된 볼트의 나사(도시되지 않음)에 의해 하우징(62)의 LNM(28) 플로어에 대해 (격자 길이방향으로) 조정가능할 수 있다.
본 발명의 실시예의 특징에 따라 종래 레이저 시스템에 대하여 본 레이저 시스템의 전체 효율이 많은 방법에서 향상되었다는 것을 당업자는 이해할 것이다. 예를 들어, 모델 7XXX 및 XLA-XXX 레이저 시스템내의 출원인인 사이머 인코퍼레이티드에의해 판매되는 레이저 시스템에 사용되는 바와 같은 예를 들어, RMAX인, 튜닝 미러의 사용을 수반하는 튜닝 메커니즘의 제거도 가능하다. 이것은 예를 들어, 라인 내로우잉 모듈이 인트라-캐비티 라인 내로우잉을 실행하는데 사용되는 레이저 공명 캐비티의 길이를 짧게 하고, 라인 내로우잉되는 빔의 출입시에 실제로 오직 약 90% 반사되고 라인 내로우잉 모듈의 광경로에서 두배임에도 불구하고 공칭 중심 파장에서 "최대" 반사되는 것에 대해 RMAX로 인한 효율 손실을 제거하는 등의 유익한 효율 향상 효과를 가지고 있다. 또한, 빔 익스팬더는 가스 레이징 매체내의 레이징 전극 사이의 레이징 챔버에서 생성되는 확장되지 않은 빔보다 덜 분산된 확장 빔을 갖는 격자의 보다 나은 사용 및 그 사용에 의해 효율을 향상시키는 중심 파장을 선택하기 위한, 즉 아무런 광학 엘리먼트가 필요하지 않도록 하기 위해 광경로에 있다.
중심 파장 선택은 또한 중심 파장 튜닝을 위해 사용되는 엑스트라 광학 엘리먼트를 제거하는 경우에, 예를 들어, 열 유도 불균일인, 환경적 유도 왜곡 및/또는 불균일을 제조하는 것으로 인한 RMAX의 표면에서의 불균일로 인한, 격자에 도달하는 웨이브프론트의 균일에 대한 광학 엘리먼트의 부작용을 제거하기 때문에 향상된다.
라인 내로우잉 모듈에 사용되는 현 격자는 예를 들어, 격자에 의해 이루어진 대역폭 선택을 최대화하기 위해 격자의 길이방향 길이 모두를 실질상 덮는 격자의 길징방향축으로 조사된다. 그러나, 동시에, 이 격자는 격자의 전폭을 가로질러 격자의 횡 또는 측방향으로 보통 사용되지 않고 있다. 예를 들어, 출원인의 7XXX XLA-XXX 레이저 시스템내의 전형적인 라인 내로우잉 모듈내의 (적어도 수명의 끝에서의 손상 풋프린트 또는) 격자상의 레이저 빔 폭은 대략 폭이 단지 1cm이고 격자는 약 3.5cm인 세배가 넘는 폭을 갖고 있다. 예를 들어, 제조의 용이성, 열량 안정도, 열 그래디언트 왜곡에 대한 반응등의 이유로 인하여 격자는 라인 내로우잉 프로세스에서 레이저 빔을 수용하고 반사하는데 필요한 실제 것보다 수배 넓도록 제조된다.
본 발명의 실시예의 특징에 따라 긴 격자(22) LNM(28)는 초고펄스반복율에서 대역폭 미세 제어하기 위해 이동되어야 하는 공간 및 부피 모두를 절약하도록, 빔 확장 프리즘으로 미세하게, 그리고 예를 들어, 격자 자체 도는 빔 확장 프리즘인 한 광학 엘리먼트를 사용하는 거친 제어를 가진, 피드백 폐루프 제어로 대역폭을 제어함으로써 공간을 절약하도록 튜닝 메커니즘, 즉, RMAX 없이 구현될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 또한, 보다 큰 확대 역시 존재하는 RMAX상의 적합하게 보다 큰 반사면을 제공할 필요없이 수용될 수 있다.
하나의 가능한 배열에서, 예를 들어, 4개의 프리즘 LNM(28)에서 세개가 예를 들어, 처음 두개가 1/2 인치 프리즘인 광경로냉 있고 제3의 것이 기존의 4개의 프리즘 LNM(28)보다 상대적으로 높은 확대 팩터를 주는 32mm 프리즘인 상태로 고정될 수 있다. RMAX가 부재하거나 그 부재 없이 보다 높은 확대 팩터에 대한 제3의 보다 높은 확대 프리즘 및 처음 2개의 보다 작은 프리즘을 사용함으로써 빔 확장 어셈블리는 보다 소형이 될 수 있다. 또한, 보다 높은 입사각(예를 들어, 74.4°)를 사용함으로써, 확대를 증가시킬 수 있다. 제4 프리즘은 예를 들어, 70mm이고, 플렉쳐 마운팅을 포함하고, 무마찰 회전을 수용하는, PZT 기동되는 회전 스테이즈상에 장착될 수 있다. 플렉쳐 장착 마운팅 스테이지내에 센서를 장착함으로써, 폐루프가 존재할 수 있는데, 즉, 기존의 개방 루프 시스템과 달리, 회전 스테이지를 선형화하는 마운트내에 폐루프가 존재할 수 있다. 선형 피드백을 사용함으로써, 예를 들어, 출원인의 레이저 시스템내에 현재 사용되는 LNM인 레이저 빔 메트로롤지 모듈로부터 광 피드백 없이 피드백이 달성될 수 있다. 선형화는 예를 들어, 가스 온도등으로 그리고 프리즘 수명에 대한 변화를 위해 필요한 대로 변화될 수 있는 프리즘의 위치에 대한 위치 정보를 제공하는 룩업 테이블로부터 위치 에러를 제공할 수 있다. 예를 들어, 약 360mm 길이에 이르는 격자가 빔을 격자에 정렬시키는 틸트 조정기 및 상술된 바와 같은 플렉쳐의 사용으로, 수용될 수 있다. 복수의 플렉쳐 장착 패드상의 추가된 수의 접착점은 현 사용되는 보다 짧은 격자보다 대략 2배에 이르게 (또는 그 이상) 무거울 수 있는 레이팅 무게를 수용할 수 있고 플렉쳐 패드상이 아닌 곳에서의 접착점의 제거는 도움이 된다. 상술된 3개의 단일 축 플렉쳐 마운트는 2개의 축에서의 다른 플렉스 및 요동으로부터 격자를 구속하기 위해 각 방향 (길이방향 또는 횡방향으로) 격자를 구속한다.

Claims (41)

  1. 공칭 광경로를 갖고 있고, 펄스의 버스트를 포함하는 출력 레이저 광 빔을 생성하는 협대역 DUV 고전력 고반복율 가스 방전 레이저용 라인 내로잉 모듈에 있어서,
    각각의 펄스를 포함하는 레이저 광 빔의 분산 중심 파장 선택 광학기구상으로의 입사각에 의해 결정된, 상기 레이저 광 빔의 각 펄스의 적어도 하나의 중심 파장을 선택하는, 상기 라인 내로우잉 모듈의 광경로내에 이동가능하게 장착된 상기 분산 중심 파장 선택 광학기구;
    상기 분산 중심 파장 선택 광학기구쪽으로 향한 펄스를 포함하는 레이저 광 빔의 투사각을 선택함으로써, 각 펄스를 포함하는 레이저 광 빔의 상기 분산 중심 파장 선택 광학 기구로의 입사각을 선택하도록 동작하는 제1 튜닝 메커니즘;
    상기 라인 내로우잉 모듈의 공칭 광경로에 대하여 상기 분산 중심 파장 선택 광학기구의 위치를 변경함으로써 상기 각 펄스를 포함하는 레이저 광 빔의 입사각을 선택하도록 동작하는 제2 튜닝 메커니즘; 및
    상기 버스트내의 각 펄스의 중심 파장을 검출하는 검출기로부터 중심 파장을 수신하는 중심 파장 제어기를 포함하고,
    상기 제1 및 제2 튜닝 메커니즘은, 상기 제2 튜닝 메커니즘이 상기 중심 파장에 대한 값을 거칠게 선택하고 상기 제1 튜닝 메커니즘은 상기 중심 파장에 대한 값을 보다 미세하게 선택하도록, 상기 버스트내의 다른 펄스의 수신된 중심 파장에 기초하여 상기 중심 파장 제어기에 의해 버스트내의 특정 펄스에 대해 제어되는 것을 특징으로 하는 라인 내로우잉 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 라인 내로우잉 모듈의 광경로내의 적어도 하나의 프리즘을 더 포함하고, 상기 제1 튜닝 메커니즘은 상기 라인 내로우잉 모듈의 공칭 광경로에 대하여 적어도 하나의 프리즘의 위치를 변경함으로써 상기 레이저 광 빔의 입사각을 선택하는 것을 특징으로 하는 라인 내로우잉 모듈.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서, 상기 제2 튜닝 메커니즘은 전기기계 거친 포지셔닝 메커니즘을 포함하고 상기 제1 튜닝 메커니즘은 기동될 때 위치 또는 형상을 변경하는 기동가능한 재료를 포함하는 미세 포지셔닝 메커니즘을 포함하는 것을 특징으로 하는 라인 내로우잉 모듈.
  5. 제4항에 있어서, 상기 기동가능한 재료는 전기 기동가능 재료, 자기 기동가능 재료 및 음향 기동가능 재료로 구성된 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 라인 내로우잉 모듈.
  6. 제5항에 있어서, 상기 기동가능한 재료는 압전 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 라인 내로우잉 모듈.
  7. 공칭 광경로를 갖고 있고, 펄스의 버스트를 포함하는 출력 레이저 광 빔을 생성하는 협대역 DUV 고전력 고반복율 가스 방전 레이저용 라인 내로잉 모듈에 있어서,
    분산 중심 파장 선택 광학기구상의 각각의 펄스를 포함하는 레이저 광 빔의 입사각에 의해 결정된, 상기 레이저 광 빔의 각 펄스의 적어도 하나의 중심 파장을 선택하는, 상기 라인 내로우잉 모듈의 광경로내에 이동가능하게 장착된 상기 분산 중심 파장 선택 광학기구;
    제2 튜닝 메커니즘으로 향한 펄스를 포함하는 레이저 광 빔의 적어도 제1 공간적으로 정의된 부분의 투사각을 선택함으로써 분산 중심 파장 선택 광학기구상의 각 펄스를 포함하는 상기 레이저 광 빔의 적어도 제1 공간적으로 정의된 부분의 입사각을 선택하도록 동작하는 제1 튜닝 메커니즘;
    상기 분산 중심 파장 선택 광학기구로의 레이저 광 빔의 적어도 제1 공간적으로 정의된 부분의 반사각을 변경함으로써 각 펄스를 포함하는 상기 레이저 광 빔의 적어도 제1 공간적으로 정의된 부분의 입사각을 선택하도록 동작하는 제2 튜닝 메커니즘;
    상기 버스트내의 각 펄스의 중심 파장을 검출하는 검출기로부터 중심 파장을 수신하는 중심 파장 제어기를 포함하고,
    상기 제1 및 제2 튜닝 메커니즘은, 상기 제1 튜닝 메커니즘이 상기 중심 파장에 대한 값을 거칠게 선택하고 상기 제2 튜닝 메커니즘은 상기 중심 파장에 대한 값을 보다 미세하게 선택하도록, 상기 버스트내의 다른 펄스의 수신된 중심 파장에 기초하여 상기 중심 파장 제어기에 의해 버스트내의 특정 펄스에 대해 제어되는 것을 특징으로 하는 라인 내로우잉 모듈.
  8. 삭제
  9. 제7항에 있어서, 상기 제1 튜닝 메커니즘은 전기기계 거친 포지셔닝 메커니즘을 포함하고 상기 제2 튜닝 메커니즘은 기동될 때 위치 또는 형상을 변경하는 기동가능한 재료를 포함하는 미세 포지셔닝 메커니즘을 포함하는 것을 특징으로 하는 라인 내로우잉 모듈.
  10. 제9항에 있어서, 상기 기동가능한 재료는 전기 기동가능 재료, 자기 기동가능 재료 및 음향 기동가능 재료로 구성된 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 라인 내로우잉 모듈.
  11. 제10항에 있어서, 상기 기동가능한 재료는 압전 재료인 것을 특징으로 하는 라인 내로우잉 모듈.
  12. 제7항에 있어서, 상기 제1 튜닝 메커니즘은 빔 확장 프리즘을 포함하는 것을 특징으로 하는 라인 내로우잉 모듈.
  13. 제12항에 있어서, 상기 제2 튜닝 메커니즘은 고속 튜닝 미러를 포함하는 것을 특징으로 하는 라인 내로우잉 모듈.
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