KR20020030736A - 분자 불소 레이저용 에너지 감시 장치 - Google Patents
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Abstract
200 nm 이하의 파장을 가지는 출력 빔을 생성하는 분자 불소(F2) 또는 ArF 레이저 공진 장치와 결합되는 빔 파라미터 검사 장치는 검출 장치와 빔 경로 밀봉 장치를 구비한다. 빔 파라미터 검사 장치는 또한 출력 빔을 제 1 및 제 2 성분으로 분리하기 위한 빔 분할기를 밀봉 장치 내에 구비하며, 또는 제 1 및 제 2 빔은 다른 수단에 의해서 획득된다. 검출 장치는 출력 빔의 제 2 성분의 광학적 파라미터 중 최소한 하나를 측정한다. 빔 경로 밀봉 장치는 200 nm 이하의 광 흡수종이 실질적으로 없도록 밀봉 장치를 유지하기 위해서 불활성 기체를 사용하여 빔 경로 밀봉 방치를 정화하기 위한 하나 또는 그 이상의 포트를 구비한다. 레이저 공진 장치로부터 검출 장치까지 밀봉 장치를 관통하는 출력 빔의 제 2 성분의 광학적 경로는 200 nm 이하의 광 흡수종이 실질적으로 없어서 제 2 빔 성분이 광 흡수종으로부터의 현저한 감쇠없이 검출 장치에 도달하게 되며, 한편으로는 제 1 성분은 공작물을 가공하는데 사용된다.
Description
종래에, 즉, 본원 발명을 도출하기까지의 조사 이전에는, 장시간 157 nm 레이저 펄스 방사선 노출 하의 UV 광 검출 장치의 거동에 대해서는 알려진 것이 거의 없었다. 단지 제한된 숫자의 CW 싱크로트론 노출 실험이 베를린의 피지칼리쉬-테크니쉐 분데스안쉬탈트(PTB: Physikalisch-Technische Bundesanstalt) 및 내셔널 인스트티튜트 오브 스탠다드 앤드 테크놀로지(NIST: National Institute of Standards and Technology)에서 행해졌을 뿐이다.
현재까지는, 약 157 nm를 방사하는 분자 불소(F2)의 펄스 에너지를 검출하기 위한 신뢰할 만한 에너지 감시 장치를 입수할 수 없었다. 193 nm 및 248 nm의 엑시머(eximer) 레이저 방사선을 검출하기 위해서는, 통상적으로 인터내셔널 레디에이션 디텍터즈, 인코포레이티드(IRD: International Radiation Detectors, Inc.)의 UVG 100 또는 하마마쯔(Hamamatsu)의 S 5226 또는 S 1226 등과 같은 UV 광 검출 장치를 에너지 감시용 검출 장치로 사용하였다. 그러나, 이들 검출 장치는 157 nm 이하의 레이저 노출에서는 심하게 열화(degrade)되었다.
따라서, 분자 불소 레이저 빔의 펄스 에너지 및/또는 다른 파라미터를 감시하기 위한 신뢰성 있는 광 검출 장치가 필요하다.
<본 발명에서 해결하고자 하는 부분>
각각 대략 193 nm 및 248 nm를 방출하는 ArF 및 KrF 엑시머 레이저에서 사용되는 에너지 감시 장치는 공지되어 있다. 이들 에너지 감시 장치는 일반적으로 157 nm 이하의 레이저 방사선을 검출하는데는 적합하지 않다. 먼저, 이들 종래에 사용되는 UV 검출 장치는, 157 nm (7.9 eV) 방출 방사선과 관련된 고포톤(high photon) 에너지 때문에 분자 불소 레이저 빔을 검출하기 위해서 사용되는 경우에 심하게 열화하게 된다. 두 번째로, 어떠한 157 nm 에너지 감시 장치라고 하더라도 특정한 설계를 사용하게 되는데, 이는 이 파장에서 산소, 수증기 및 탄화 수소류와 같은 기체류에 의한 잔류 흡수에 대한 매우 높은 감도 때문이며, 또한 광학 성분의 오염 및 열화에 기인하는 것이다. 157 nm 방사선을 검출하기 위한 장시간의 사용 중에 에너지 감시 장치의 열화를 방지하기 위해서 복잡한 정화 및 빔 전달 조건이 사용되었다.
본 발명은 에너지 감시 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 대략 157 nm를 방출하는 분자 불소 레이저의 에너지를 감시하기 위한 것이다.
도 1은 에너지 감시 장치 및 빔 분할 광학계를 구비하는 빔 분할 밀봉 장치의 개략도.
도 2는 VUV 검출 장치와, 몇 메시(mesh) 정도의 감쇠기와 분산판용의 삽입체와, 정화 기체 입구와 신호 케이블 커넥터 플러그를 구비하는 에너지 감시 장치 하우징의 개략도.
도 3은 교환 가능한 검출 장치 및 BNC 커넥터를 통한 경로 사이에서 진공 밀봉 상호 접속부를 구비하는 검출 장치 하우징의 일부의 개략도.
도 4a는 펄스당 서로 다른 노출 수준에서 수백만회의 157 nm 분자 불소 레이저 펄스에 걸친 검출 장치의 안정성을 도시하는 신호 강도대 노출 횟수의 관계를 도시한 몇 가지 곡선을 나타낸 도면.
도 4b는 수백만회의 157 nm 분자 불소 레이저 펄스에 걸쳐서 에너지 감시 장치 하우징 내에 장착된 SXUV 검출 장치에 대한 검출 장치의 안정성을 도시한 곡선을 나타낸 도면.
도 5는 에너지 감시 장치 하우징의 외부도의 형상으로, 정화 기체 입구와, BNC 신호 플러그 및 진공 밀봉 장착용의 DN 40 플랜지를 도시한 도면.
도 6은 동조 가능한 싱크로트론 방사에 의해서 측정된 120 nm 내지 250 nm의 스펙트럼 범위에서 서로 다른 VUV 검출 장치에 대한 절대 스펙트럼 강도의 몇 가지 곡선을 도시한 도면.
도 7a 내지 도 7 d는 10 억회 이상의 레이저 노출로 157 nm에 노출된 이후에 관찰된 UVG 100 VUV 검출 장치(도 7a 및 도 7b) 및 UVG 004 VUV 검출 장치(도 7c 및 도 7d)의 각각에 대한 스펙트럼 강도의 작은 열화를 도시한 곡선의 도면.
도 8a 및 도 8b는 10 억회 이상의 레이저 노출로 157 nm에 노출된 이후에 관찰된 AXUV 100 VUV 검출 장치의 스펙트럼 강도의 심한 열화를 도시한 곡선의 도면.
도 9a 및 도 9b는 10 억회 이상의 레이저 노출로 157 nm에 노출된 이후에 관찰된 SXUV 100 VUV 검출 장치의 스펙트럼 강도의 무시할 정도의 열화를 도시한 곡선의 도면.
도 10a 및 도 10b는 10 억회 이상의 레이저 노출로 157 nm에 노출된 이후에 SXUV-VUV 검출 장치의 스펙트럼 강도의 재생 가능성을 도시하는 것으로, 여기에서 도 10a는 SXUV 037 검출 장치에 대한 곡선이며, 도 10b는 SXUV 002 검출 장치에 대한 곡선이며, 단지 작은 개별적인 편차가 관찰된 도면.
도 11a 및 도 11b는 10 억회 이상의 레이저 노출로 157 nm에 노출된 이후에 관찰되는 거의 영(0)의 PtSi VUV 검출 장치의 스펙트럼 강도의 열화를 나타내는 도면.
도 11c는 유리한 실시예에서 사용되는 유리한 검출 장치(3)의 일 실시예를 도시한 도면.
도 12a 및 도 12b는 10 억회 이상의 레이저 노출로 157 nm에 노출된 이후에 관찰되는 GaP VUV 검출 장치의 스펙트럼 강도의 작은 열화를 도시한 도면.
도 13은 유리한 실시예에 따른 분자 불소(또는 ArF) 레이저 시스템을 도시한 도면.
상술한 목적에 따르면, 본 발명의 제 1 측면에 따라서 각각 대략 157 nm 및 193 nm의 파장을 갖는 출력 빔을 생성하는 분자 불소(F2) 및/또는 ArF 레이저 공진장치와 결합되는 빔 파라미터 감시 장치가 제공된다. 빔 파라미터 감시 장치는 빔 분할기, 검출 장치 및 빔 경로 밀봉 장치를 포함한다. 빔 분할기는 유리하게는 코팅되어 있지 않으며, 출력 빔 내의 157 nm 방사선 부분을 반사하도록 배치된 실질적으로 VUV 투명 재료로 형성된다. 검출 장치는 빔 분할기에 의해서 반사된 출력 빔 부분의 광학적 파라미터 중의 최소한 하나를 측정한다. 빔 경로 밀봉 장치는 빔 분할기를 포함하며, 빔 분할기의 반사에 의한 레이저 공진 장치로부터 검출 장치까지 밀봉 장치를 관통하는 빔 부분의 광학적 경로가 VUV 광 흡수종이 실질적으로 없도록 준비된 내부를 가지며, 따라서 빔 분할기에 의해서 반사된 빔 부분은 광 흡수종에 의한 현저한 감쇠없이 검출 장치에 도달할 수 있게 된다.
상술한 목적에 추가하여, 본 발명의 제 2 측면에 따라서 각각 대략 157 nm 및 193 nm의 파장을 갖는 출력 빔을 생성하는 분자 불소(F2) 및/또는 ArF 레이저 공진 장치와 결합되는 빔 파라미터 감시 장치가 제공된다. 감시 장치는 빔 분할기, 검출 장치 및 빔 경로 밀봉 장치를 포함한다. 빔 분할기는 출력 빔을 제 1 성분과 제 2 성분으로 분리하도록 배치되어 있으며, 여기에서 제 1 성분은 공작물을 가공하는데 사용된다. 본 제 2 실시예에 따른 검출 장치는 빔 분할기 이후의 출력 빔의 제 2 성분의 광학적 파라미터 중의 최소한 하나를 측정하기 위한 규화 백금 창(platinum silicide window)을 구비한다. 규화 백금 창은 VUV 방사선 노출로 유도되는 검출 장치의 불안정성을 감소시킨다. 빔 경로 밀봉 장치는 빔 분할기를 포함하며, 빔 분할기에 의해서 레이저 공진 장치로부터 검출 장치까지 밀봉 장치를관통하는 빔 부분의 광학적 경로가 VUV 광 흡수종이 실질적으로 없도록 준비된 내부를 가지며, 따라서 빔 분할기에 의해서 반사된 빔 부분은 광 흡수종에 의한 현저한 감쇠없이 검출 장치에 도달할 수 있게 된다.
상술한 목적에 추가하여, 본 발명의 제 3 측면에 따라서 각각 대략 157 nm와 193 nm의 파장을 가지는 출력 빔을 생성하는 분자 불소(F2) 및/또는 ArF 레이저 공진 장치와 결합되는 빔 파라미터 감시 장치가 제공된다. 감시 장치는 빔 분할기와, 검출 장치 및 빔 경로 밀봉 장치를 구비한다. 빔 분할기는 출력 빔을 제 1 성분 및 제 2 성분으로 분리하도록 배치되어 있으며, 여기에서 제 1 성분은 공작물을 가공하는데 사용된다. 본 제 3 실시예에 따른 검출 장치는 빔 분할기 이후의 출력 빔의 제 2 성분의 광학적 파라미터 중의 최소한 하나를 측정하기 위한 규화 백금을 구비한다. 규화 백금을 구비하는 다이오드 검출 장치는 VUV 방사선 노출로 유도되는 검출 장치의 불안정성을 감소시킨다. 빔 경로 밀봉 장치는 빔 분할기를 포함하며, 빔 분할기에 의해서 레이저 공진 장치로부터 검출 장치까지 밀봉 장치를 관통하는 빔 부분의 광학적 경로가 VUV 광 흡수종이 실질적으로 없도록 준비된 내부를 가지며, 따라서 빔 분할기에 의해서 반사된 빔 부분은 광 흡수종에 의한 현저한 감쇠없이 검출 장치에 도달할 수 있게 된다.
상술한 목적에 추가하여, 본 발명의 제 4 측면에 따라서 각각 대략 157 nm 및 193 nm의 파장을 갖는 출력 빔을 생성하는 분자 불소(F2) 및/또는 ArF 레이저 공진 장치와 결합되는 빔 파라미터 감시 장치가 제공된다. 감시 장치는 검출 장치와빔 경로 밀봉 장치를 포함한다. 제 1 및 제 2 빔 성분은 레이저 공진 장치로부터 결합되어 출력된다. 제 1 성분은 공작물을 가공하는데 사용되고, 반면에 제 2 성분은 규화 백금을 구비하는 검출 장치에서 수신된다. 본 제 4 실시예에 따른 검출 장치는, 유리하게는 제 1 성분의 파라미터의 값에 대해서 공지된 관계를 갖는 출력 빔의 제 2 성분의 광학적 파라미터 중의 최소한 하나를 측정하기 위한 규화 백금을 구비한다. 빔 경로 밀봉 장치는 레이저 공진 장치로부터 검출 장치까지 밀봉 장치를 관통하는 빔의 제 2 성분의 광학적 경로가 VUV 광 흡수종이 실질적으로 없도록 준비된 내부를 가지며, 따라서 제 2 성분은 광 흡수종에 의한 현저한 감쇠없이 검출 장치에 도달할 수 있게 된다.
상술한 목적에 추가하여, 본 발명의 제 5 측면에 따라서 각각 대략 157 nm 및 193 nm의 파장을 갖는 출력 빔을 생성하는 분자 불소(F2) 및/또는 ArF 레이저 공진 장치와 결합되는 빔 파라미터 감시 장치 및 가시 방사선의 방사가 제공된다. 감시 장치는 빔 분할기와, 검출 장치와, 빔 경로 밀봉 장치 및 157 nm 방사선으로부터 가시 방사선을 분리하기 위한 수단을 구비한다. 빔 분할기는 출력 빔을 제 1 성분과 제 2 성분으로 분리하도록 배치되어 있으며, 여기에서 제 1 성분은 공작물을 가공하는데 사용된다. 검출 장치는 빔 분할기 이후의 출력 빔의 제 2 성분의 광학적 파라미터 중의 최소한 하나를 측정한다. 빔 경로 밀봉 장치는 빔 분할기를 포함하며, 빔 분할기에 의해서 레이저 공진 장치로부터 검출 장치까지 밀봉 장치를 관통하는 출력 빔의 제 2 성분의 광학적 경로가 VUV 광 흡수종이 실질적으로 없도록준비된 내부를 가지며, 따라서 제 2 성분은 광 흡수종에 의해 현저하게 감쇠하지 않고도 검출 장치에 도달할 수 있게 된다. 분리 수단은 공진 장치 및 검출 장치 사이에 배치된다.
상술한 목적에 추가하여, 본 발명의 제 6 측면에 따라서 각각 대략 157 nm 및 193 nm의 파장을 갖는 출력 빔을 생성하는 분자 불소(F2) 및/또는 ArF 레이저 공진 장치와 결합되는 빔 파라미터 감시 장치가 제공된다. 감시 장치는 빔 분할기와, 검출 장치 및 빔 경로 밀봉 장치를 구비한다. 빔 분할기는 출력 빔을 제 1 성분 및 제 2 성분으로 분리하도록 배치되어 있으며, 여기에서 제 1 성분은 공작물을 가공하는데 사용된다. 검출 장치는 빔 분할기 이후의 출력 빔의 제 2 성분의 광학적 파라미터 중의 최소한 하나를 측정한다. 빔 경로 밀봉 장치는 VUV 광 흡수종이 실질적으로 없도록 밀봉 장치를 유지하기 위해서 불활성 기체를 사용하여 빔 경로 밀봉 방치를 정화하기 위한 하나 또는 그 이상의 포트를 구비한다. 빔 경로 밀봉 장치는 빔 분할기를 포함한다. 빔 분할기에 의해서 레이저 공진 장치로부터 검출 장치까지 밀봉 장치를 관통하는 출력 빔의 제 2 성분의 광학적 경로는 VUV 광 흡수종이 실질적으로 없으며, 따라서 제 2 성분은 광 흡수종에 의한 현저한 감쇠없이 검출 장치에 도달할 수 있게 된다.
상술한 목적에 추가하여, 본 발명의 제 1 내지 제 6 측면 중 어느 하나에 따라서 방전 챔버와, 다수의 전극과, 공진 장치 및 빔 파라미터 감시 장치를 구비하는 분자 불소(F2) 및/또는 ArF 레이저 시스템이 제공된다. 방전 챔버는 분자 불소및 완충 기체를 포함하는 레이저 기체로 충전되어 있으며, 추가적으로 ArF 레이저용의 아르곤(argon)을 포함한다. 방전 챔버 내의 다수의 전극은 레이저 기체를 여기하기 위한 방전 회로에 접속되어 있다. 방전 장치는 출력 빔을 생성하기 위한 내부의 방전 챔버를 구비한다.
<참조에 의한 합체>
후술하는 내용은, 각각 본원의 위쪽과 아래쪽에서 인용된 참조 자료에 추가하여, 종래 기술 및 상술한 발명의 상세한 설명으로 설명된 것을 포함하는 참조 자료의 인용 목록으로서, 이로써 이하에서 상세하게 설명하는 것 이외에 유리한 실시예의 특징적 요소의 대체 실시예로서 개시되는 것과 마찬가지로, 이하의 유리한 실시예의 상세한 설명 내로 참조에 의해서 합체된다. 단일한 하나 또는 두 개 또는 그 이상의 참조 자료의 조합으로는 이하의 발명의 상세한 설명에서 설명된 유리한 실시예의 변형을 얻을 수 있게 된다. 추가적인 특허, 특허 출원 및 특허 이외의 참조 자료는 발명의 상세한 설명에 인용되어 있으며, 또한 이하의 참조 자료에 대해 기술된 것과 동일한 효과를 가지는 유리한 실시예의 발명의 상세한 설명 내로 참조에 의해서 합체된다.
케이. 솔트 등, <120 내지 250 nm 스펙트럼 범위 내에서 안정된 스펙트럼 신뢰도를 나타내는 PtSi-n-Si 쇼트키 배리어 포토 다이오드>, 응용 물리학회, 학회지 69, 3662, 1996 「K. Solt, et al.,PtSi-n-Si Schottky-barrier photodetctos with stable spectral responsitivity in the 120--250 nm spectral range, Appl.Phys. Lett 69, 3662 (1996)」,
피. 에스. 쇼 등, <싱크로트론 방사 및 극저온 방사 분석을 통한 자외선 방사 분석 방법>, 응용 광학회 38, 18, 1999 「P. S. Shaw, et al.Ultraviolet radiometry with synchrotron radiation and cryogenic radiometry, Appl. Optics 38, 18 (1999)」,
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1999 년 9월자, IRD의 SXUV 시리즈 포토 다이오드 데이터쉬트 (www.ird-inc.com 참조) 「IRD datasheet, SXUV Series Photodiodes, September 1999 (www.ird-inc.com)」,
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미국 특허 출원 번호 09/512,417, 09/598,552, 60/166,952, 09/343,333, 09/594,892, 09/131,580, 09/317,527, 09/317,695, 60/173,993, 60/166,967, 60/170,919 및 09/588,561. 이들 각각의 특허 출원은 본 발명과 마찬가지로 동일한 양수인에게 양도됨.
<유리한 실시예의 상세한 설명>
본 발명은 각각 157 nm 또는 193 nm에서 동작하는 분자 불소 또는 플루오르화 아르곤 기체 방전 레이저의 출력 빔 파라미터를 감시하기 위한 검출 장치를 제공한다. 유리한 실시예는 일반적으로 157 nm 정도를 방사하는 분자 불소 레이저와 관련하여 사용되는 검출 장치를 개시하지만, 이와 같은 기재가 특히 F2레이저에 관한 것인, 특히 157 nm 방사로부터의 가시 방사를 분리하는 것에 관한 것이 아니라면, 이와 같은 개시는 193 nm 정도를 방사하는 ArF 레이저에도 함께 사용하는 것을 의미하는 것이다. 유리한 실시예는 십억회 이상의 노출 또는 출력 펄스 이후라고 할지라도 스펙트럼 감도가 거의 또는 전혀 열화하지 않음을 알 수 있었다. 유리한 실시예는 불활성 기체로 정화된 조명 조건하에서 500 Hz 이상의 레이저 반복율 및 1 mJ/cm2이상의 작용으로 강한 157 nm의 레이저 노출에서 매우 안정한 VUV 광 검출기(photodetector)를 구비한다.
유리한 실시예는 유리하게는 안정한 VUV 포토 다이오드 검출 장치와, 레이저 빔 감쇠 장치와, 개구와, VUV 광 분산판과, 전기적 관통 경로 수단과, 정화 기체 입구 및/또는 노출된 검출 장치 하우징을 관통하여 정화 기체를 유동하는 수단을 포함하는 정화 처리 가능한 진공 밀봉식 에너지 감시 장치 하우징을 구비한다. 도 1은 빔 분할 밀봉 장치를 개략적으로 도시하는 것으로, 에너지 검출 장치 하우징(2) 내의 에너지 검출 장치(3)와, 유리하게는 검출 장치 밀봉 장치(2)에 진공 밀봉을 통해서 연결되는 빔 경로 밀봉 장치 내의 빔 분할 광학계(4a, 4b)를 구비하고 있다.
도 1은 빔 분할 광학계(4a, 4b)를 포함하는 빔 경로 밀봉 장치(1)를 상세하게 도시하고 있다. 밀봉 장치(1)는 유리하게는, 레이저 공진 장치(도시하지 않음)로부터 검출 장치(3)를 포함하고 있는 검출 장치 하우징(2)까지 밀봉 장치(1)를 관통하는 도입 빔(7a)과 이 빔(7a)의 분리된 빔 부분(7c)의 광학적 경로가 VUV 광 흡수종이 실질적으로 없도록 준비된 내부를 가지며, 따라서 빔 부분(7c)은 VUV 광 흡수종에 기인하는 현저한 감쇠없이 검출 장치에 도달할 수 있게 된다.
도입 빔(7a)은 유리하게는 분자 불소 레이저 공진 장치(도시하지 않음)로부터 나오게 된다. 밀봉 장치(1)는 레이저 공진 장치의 아웃 커플러(outcoupler)에 직접적으로 접속되어 있거나, 최소한 아웃 커플러로부터 빔(7a)의 경로 내에 연속적으로 존재하는 불활성 기체의 유동을 가지는 수증기, 산소 및 탄화 수소류와 같은 VUV 흡수종이 실질적으로 없는 밀봉 장치의 창(9)까지의 빔 경로에 접속되어진다. 레이저 공진 장치로부터의 아웃 커플링(outcopling)은 유리하게는 부분 반사 공진 장치 반사기에 위치하며, 반사기는 예를 들어 부분 반사 미러 또는 간섭계 장치와 같은 것이며, 에탈론(etalon) 또는 다르게는 동일한 양수인에게 양도되고, 참조에 의해서 본원에 합체되는 미국 특허 출원 09/715,803에서 설명된 것과 같은 것이 있다.
도시된 빔(7b)은 빔 분할기(4a)를 관통하여 통과하여 밀봉 장치(1)로부터 이탈하고 있다. 예를 들어 영상화 시스템 또는 다른 응용 공정으로 도달하게 되는 빔 경로 등의 다른 밀봉 장치가 밀봉 장치에 직접적으로 연결되거나, 최소한 빔 경로는, 도입 빔에 대해 상술한 바와 같이 VUV 흡수종이 없는 것이 유리하다. 빔(7a)은 대안적으로는 빔으로부터 미리 분리되어 있다가 응용 공정으로 전송되거나, 응용 공정에서 사용되는 빔은, 이를테면, 공진 장치 내에서 또는 역으로 이들 두 가지 빔에 대해서 반사면 등에서 빔 부분(7a) 보다도 공진 장치의 서로 다른 장소에서 공진 장치로부터 아웃 커플되어진다.
빔(7a)은 빔 분할기(4a)에 입사되는 것으로 도시되어 있다. 이 실시예에 있어서, 빔 분할기(4a)는, 예를 들어서 CaF2또는 MgF2로 형성되거나 또는 대안적으로 BaF2, LiF와 같은 다른 VUV 투과성 재료로 형성되거나, 또는 본 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공지된 재료로 형성되는 코팅되지 않은 VUV 투과성 판(plate)이 유리하다. 바람직하게는, 유리한 코팅되지 않은 CaF2또는 MgF2판을 사용하여 고에너지의 VUV 빔에 대한 노출로터 코팅 손상을 회피할 수 있게 되며, 또한 분자 불소 레이저로부터의 가시 방사를 빔(7b)으로부터 충분히 억제할 수 있게 된다. 빔(7c)은 이후에 VUV 미러(4b)로부터 반사되어 광학계(5c)를 관통하고, 검출 장치 밀봉 장치(2) 내로 반사되어, 검출 장치(3)에 입사하게 된다.
전체적으로 에너지 감시 장치는 빔 분할 광학계(4a, 4b) 및 유리한 VUV 광 검출기(3)를 포함하는 VUV 검출 장치 하우징(2)을 포함하는 빔 분리 박스를 구비하며, 이에 대해서는 이하에서 보다 상세하게 설명한다. 유리하게는, VUV 검출 장치 하우징(2)은 적절한 진공 결합체, 유리하게는 DN40 플랜지(도 1에서는 도시하지 않았으나, 도 2의 플랜지(16) 참조)에 의해서 빔 경로 밀봉 장치(1)에 직접적으로 연결된다. 양 하우징(1 및 2)은 유리하게는 진공 밀봉식이며, VUV 방사선, 예를 들면 157 nm 정도의 방사선을 현저하게 흡수하지 않는 N2또는 Ar 또는 다른 불활성 기체와 같은 적절한 정화 가스에 의해서 정화된다. 이 유리한 장치는 바람직하게는 분자 불소(F2) 레이저에 의해서 방사되고, 또한 도 1의 왼쪽으로부터 레이저 공진 장치의 출력 커플러(coupler: 도 1에서는 도시하지 않음)에 직접적으로 연결된 정화된 빔 라인을 통해서, 또는 상술한 바와 같은 다른 방법으로 빔 밀봉 장치(1)로 도입되는 157 nm VUV 방사선의 흡수를 방지한다.
유리한 실시예에 있어서, 밀봉 장치(1)를 구비하는 빔 분할 박스는 주 빔(7a)의 특정 빔 부분(7c: 약 1 % 내지 15 %)을 분리하고, 이 빔 부분(7c)을 검출 장치 하우징(2)으로 재지향시키는 적절한 광학계를 포함하고 있으며, 이들 광학계는 상술한 바와 같이 '552 및/또는 '952 특허 출원에서 설명된 바와 같이, 상술한 것에 대해서 대안적일 수도 있다. 또한, 빔 부분(7c)에서의 적색광의 양을 감소시키고 감쇠시키기 위해서는, 검출 장치 빔(7c)로부터의 부자 불소 레이저의 잔류 적색광 방사를 추가적으로 감소시키거나 완전히 상쇄시키기 위해서 수단이 사용된다. 이러한 수단에는 도 1의 위치(8)에 또는 근처에 배치되는 개구되며, 또는 특별한 흡수 차폐물을 사용할 수도 있다. 예를 들어서, 유리하게는 적색 방사선은 투과시키고, '952 특허 출원에서 설명된 바와 같이, 차폐물에 의해서 적색 방사선이 흡수되도록 VUV 미러(4b)를 둘러싸서 검출 장치 하우징(2) 내로 반사되어 들어가지 못하게 된다.
상술한 바와 같이, 유리한 실시예에 있어서, 빔 분할 박스의 밀봉 장치(1) 내의 빔 분할 광학계(4a, 4b)는 주 빔 라인(7a) 경로 내에 배치되는 코팅되지 않은 블랭크(blank) MgF2또는 CaF2빔 분할기(4a) 및 부가적인 빔 지향 미러로서 157 nm VUV 방사선(4b)용의 고반사(HR: highly reflective) 미러를 포함할 수도 있다. 이 구조는 바람직하게는 저비용으로 제조할 수 있으며, 고출력의 주 빔(7a)에 대한 노출에 기인하는 코팅 손상과 관련된 문제점을 예방할 수 있으며, 최소한 10의 인자로 가시 적색광의 억제를 달성할 수 있다. 그러나, 빔 분할기(4a)는 하나 또는 그 이상의 코팅을 포함할 수도 있다. 다른 유리한 실시예는, 예를 들어 회절 격자, 홀로그래픽 빔 샘플러(holographic beam sampler) 또는 상술한 바와 같이 '552 특허 출원에서 설명된 바와 같은 하나 또는 그 이상의 다이크로익 미러(dichroic mirror) 등의 적색광 및 VUV를 분리하기 위한 다른 광학 요소를 포함할 수도 있다. 또한, 유리하게는 CaF2또는 MgF2, 대안적으로는 LiF, BaF2등을 포함하는 하나 또는 그 이상의 분산 프리즘을 사용할 수도 있다.
대안의 실시예에 있어서, 빔 분할기가 사용되지 않는다. 대신에, 제 1 빔은 레이저 공진 장치로부터 아웃 커플(outcouple)되며, 제 2 빔은 서로로부터 이미 분리된 레이저 공진 장치로부터 아웃 커플된다. 본 실시예에 있어서, 빔 중의 하나가 부분 반사형 공진 장치 반사기로부터 아웃 커플되는 것이 유리하며, 상기 반사기는 참조에 의해서 본원에 합체되는 미국 특허 출원 09/715,803에서 설명된 것과 같이 부분 반사 미러 또는 간섭 장치일 수도 있다. 다른 빔은 공진 장치의 다른 광학 성분의 각이 진 표면, 예를 들어 프리즘, 레이저 튜브 창, 내부 캐버티 빔 분할기, 편향판, 또는 감쇠판으로부터 아웃 커플된다. 제 2 빔은 제 2 부분 반사형 공진 장치 반사기로부터 아웃 커플될 수도 있으며, 따라서 제 1 빔은 공진 장치의 한쪽 단부에서 아웃 커플되고, 제 2 빔은 공진 장치의 다른쪽 단부에서 아웃 커플된다. 대안의 실시예에 있어서, 레이저 공진 장치의 아웃 커플러(outcoupler)는 두 개의 빔성분으로 분리된다. 따라서, 빔 분할기(4a), 또는 격자, 홀로그래픽 빔 샘플러, 다이크로익 미러, 부분 반사면을 가지는 분산 프리즘 등을 포함하여, 한쪽 성분이 공작물을 가공하는데 사용되고, 다른쪽은 VUV 검출 장치(3)에 입사하게 되는 두 개의 성분으로 단일 아웃 커플된 빔을 분리하는 것은 단지 선호될 뿐이며, 필요한 것은 아닌데, 이는 상술한 바로부터 이해될 것이다. 예를 들어서, 미러(4b)와 같은 어떠한 추가저인 광학계 또한 단순히 선호될 뿐이다. 유리하게는, 검출 장치(3)에서 측정된 성분은 에너지, 파장, 대역폭, 공간 또는 시간상 빔 프로파일, 발산도, 공간 또는 시간상 간섭도 등과 같은 파라미터 중의 최소한 하나를 가지므로, 공작물을 가공하기 위해서 사용되는 다른 성분에서의 동일한 파라미터에 대한 공지된 관계를 가지는 것을 측정하는 것이 바람직하다.
도 2는 도 1의 검출 장치 하우징(2)을 보다 상세하게 도시한 개략도이다. 검출 장치 하우징(2)은 기체 정화 입구(12), 및 도시된 바와 같이 유리하게는 BNC 커넥터이며, 검출 장치(3)와 프로세서 또는 관측 스코프(도시하지 않음)와 같은 감시 장치 사이에서의 전기적인 신호를 전송하기 위한, 본 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 이해되는 다른 신호 케이블 커넥터라도 무방한 신호 케이블 커넥터(14)를 구비한다. 신호 케이블 커넥터(14)는 유리하게는 진공 밀봉에 의해서 하우징(2)에 장착된다. 또한, 검출 장치 하우징(2)은 유리하게는 VUV 및/또는 적색광 감쇠기(18), 하나 또는 그 이상의 분산판(20) 및 VUV 검출 장치 자체(3)를 삽입하기 위한 하나 또는 그 이상의 개구와 슬릿을 구비한다. 검출 장치 하우징(2)은 또한 유리하게는, 도 1의 밀봉 장치(1)에 진공 밀봉 결합되는, 유리하게는 DN40 플랜지와 같은 플랜지(16)를 구비한다. 추가적으로, 검출 장치 하우징(2)은 유리하게는 전기 전도성 차폐물(도시하지 않음)로 피복되며, 상기 차폐물은 검출 장치 하우징(2)을 관통하여 도입되는 EMV 잡음을 예방하기 위한, 본 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 이해가 되는 미세한 와이어 메시 또는 다른 전기적 또는 자기적 차폐물일 수 있다. 유리하게는, 검출 장치 하우징(2)은 모든 접속부에서 진공 밀봉이며, 검출 장치 하우징(2)의 모든 영역 내로 균일하고 연속적으로 정화 기체의 작업량의 유동을 보장하기 위한 기체 입구(12)를 포함하여 다수의 정화 기체 슬릿을 포함한다.
검출 장치 하우징(2)은 바람직하게는 신속하게 배기되며, 오염물 또는 다르게는 검출 장치(3)에서 수신되는 VUV 방사선(7c)의 작은 양(통상적으로 빔(7a)의 주요부의 방사선 밀도의 약 1 % 내지 0.001 %까지)을 검출하는 것에 의해서 빔 파라미터의 감시에서 오류를 생성하게 할 수도 있는 기체의 VUV 광 흡수종이 축적되지 않고 불활성 기체로 재충전되거나 정화된다.
도 2에서 명백한 바와 같이, 검출 장치(3)는 플랜지(16)가 도 1의 밀봉 장치(1)에 밀봉 가능하게 접속된 곳에서 검출 장치 하우징(2)의 전방부(21)로 도입되는 빔 부분(7c)을 수신한다. 상기 빔은 감쇠기(18)와, 분산판(20)과 및 유리하게는 검출 장치(3)에 충돌하기 전에 하나 또는 그 이상의 개구(도시하지 않음)를 가로 지른다. 신호 케이블 커넥터(14)는 검출 장치 하우징(2)의 후방부(22a)에 위치해 있다.
도 3은 진공 밀봉된 검출 장치의 후방부(22b)의 변형된 실시예의 상세도를개략적으로 도시한 것으로, 상기 후방부는 도 2의 검출 장치 하우징(2)과 동일한 기능을 수행하며, 후방부(22b) 내에 배치된 검출 장치(3)를 도시하고 있다. 빔(7c)은 이후에 전방부(21: 도시하지 않음. 도 2 참조)와 후방부(22b) 사이에서의 광학적 구멍을 통해서 검출 장치(3)에 입사된다. 신호 케이블 케넥터 플러그(24)는 세 개의 하우징부(30, 32, 34) 사이에서 검출 장치 하우징의 후방부(22b)까지에 두 개의 오링 밀봉부(26: O-ring seal)를 가지며, 이들을 진공 밀봉한다.
도 4a는 펄스당 서로 다른 노출 수준에서 수백만번 이상의 157 nm의 분자 불소 레이저 펄스에 걸쳐서 검출 장치의 안정성을 도시하는 신호 강도 대 노출 회수에 관한 몇 가지 곡선을 도시한 도면이다. 범례는 동일한 신호 출력을 생성하기 위해서 서로 다른 검출 장치의 표면을 충격하는 작용값과 조명 동작 중에 축적된 노출 선량을 나타낸 것이다. 펄스당 47 μJ/cm2및 725 J/cm2의 선량을 내부에 포함된 PtSi의 SXUV 검출 장치에 적용하였다. 펄스당 3 μJ/cm2및 0.3 μJ/cm2및 6 J/cm2및 3 J/cm2의 선량을 각각 UVG 100 검출 장치에 적용하였다. 펄스당 2.2 μJ/cm2및 26 J/cm2의 선량을 하마마쯔(Hamamatsu) S1226 검출 장치에 적용하였다. 하마마쯔 S1226 검출 장치는 첫 번째로 가해진 수백만번의 노출에서 열화하기 시작하였으며, 계속 열화하여 거의 선형적으로 진행하였으나, 한편으로 SXUV 및 UVG 100 검출 장치는 상대적으로 열화가 적거나 없음을 알 수 있었다.
도 4b는 검사될 빔의 광이 다이오드 구조로 도입되는 창의 형태로, 또는 다르게는 검출 장치(3)에서 VUV 노출로 유도된 불안정성을 감소시키기 위해서 규화 백금을 포함하는 SXUV 100 #008 검출 장치에 대한 검출 장치의 안정성에 관한 곡선도이다. SXUV 검출 장치(3)는, 도 1 내지 도 3을 참조로 하여 상술한 바와 같이 수백만회의 157 nm 분자 불소 레이저 펄스에 걸쳐서 에너지 검출 장치 하우징(2) 내에 장착된다.
도 4a 및 도 4b, 및 추가적인 도 6 내지 도 12의 곡선은 157 nm 방사선에 노출되었을 때 일부 검출 장치의 감도가 매우 신속하게 열화되는 것을 도시한 것이다. 다른 검출 장치, 예를 들어, 인터내셔널 레디에이션 디텍터즈, 인코포레이티드(IRD: International Radiation Detectors, Inc.)로부터 구할 수 있는, 상술한 바와 같은 PtSi 창을 구비하는 유리한 SXUV 검출 장치는 157 nm 레이저 펄스 하에서도 매우 안정하며, 유리한 실시예의 에너지 감시 장치 하우징(2)에 장착되는 VUV 검출 장치로서 사용되는 것이 유리하다.
도 5는 정화 기체 입구(12), BNC 신호 플러그(14 또는 24), 및 진공 밀봉 장착용의 DN40 플랜지(16)를 도시하는 에너지 감시 장치 하우징(2)의 외부의 형상을 도시한 도면이다. 각각의 입구(12), 플러그(14 또는 24) 및 플랜지(16)는 상술한 도 2 및 도 3을 참조하여 설명하였다.
도 6은 동조 가능한 싱크로트론 방사에 의해서 측정된 120 nm 내지 250 nm의 스펙트럼 범위에서의 서로 다른 VUV 검출 장치에 대한 몇 가지 절대 스펙트럼 강도의 곡선을 도시한 도면이다. 도 6에서는 SXUV 007 검출 장치가 도 6의 곡선을 생성하면서 측정된 검출 장치 중에서 최상의 강도를 나타내는 것을 명백하게 보여주고있다. UVG 004 또한 157 nm 정도에서 의미있는 강도를 보여주고 있으며, 반면에 각각의 AXUV 006, ETH 035 및 SXUV PTB는 그렇지가 않다.
도 6은 157 nm 레이저 노출 하에서의 안정성을 점검하기 위해서 검사되는 몇 가지 검출 장치의 서로 다른 스펙트럼 강도의 곡선을 도시하고 있다. 도 6은 실험된 검출 장치 사이에서 열화 정도에서 상당한 차이가 있음을 보여주고 있다. 도 6의 곡선에 기초하면, 왜 SXUV 007이 유리한 검출 장치가 되며, UVG 004가 대안적으로 선호되며, 반면에 도 6에서 표시된 다른 것들이 F2레이저의 157 nm 출력을 장시간 조절하고 안정화하기 위해서 에너지를 감시하기에 적합한 것이 아닌지를 알 수 있다.
도 6에서 도시된 바와 같이, 157 nm 노출 하에서 측정된 검출 장치의 상대 감도는 몇 가지 크기 만큼 서로 다름을 알 수 있다. UVG 004 검출 장치는 민감도가 크며, 또한 이 스펙트럼 영역에서의 감도가 심하게 변하며, 이에 반하여 다른 검출 장치는 유연하고 평평한 스펙트럼 감도 곡선을 가진다(동조 가능한 싱크로트론 방사에 의해서 측정됨).
도 7a 내지 도 7d는 십억회 이상이 레이저 노출로 157 nm 노출 이후에 관찰되는 UVG 100 VUV 검출 장치(도 7a, 도 7b) 및 UVG 004 VUV 검출 장치(도 7c, 도 7d) 각각에 대한 스펙트럼 감도에서의 작은 열화를 나타내는 것이다. 도 7a는
UVG 005 검출 장치의 스펙트럼 강도 대 각각 십억회 이상의 157 NM 레이저 노출에 의한 노출 이후와 이전의 파장과의 곡선 a 및 곡선 b를 도시한 것이다. 도7b는 검출 장치의 열화량 대 노출 기간에 걸친 파장을 표시하는 측정 곡선을 도시하는 것으로, 여기에서 1.0은 157 nm 방사선 노출에 기인하여 발생한 열화가 없다는 것을 나타낸다. 157 nm에서, 스펙트럼 강도는 약 25 % 만큼 감소하는 것을 알 수 있다.
도 7c는 10억회 이상의 157nm 레이저 노출(shot)에 의해 각각의 노출전 및 노출후 파장에 대한 UVG 004 검출 장치의 스펙트럼 반응의 곡선 a와 곡선 b를 도시한다. 도 7d는 파장에 대한 열화(degradation)의 양을 다시 가리키는 측정(calibration) 곡선을 도시하고, 여기서 1.0은 157nm 방사 노출에 기인하여 발생된 열화가 없음을 가리킨다. 157nm에서, 스펙트럼 반응은 약 5%까지 감소하는 것으로 보여진다.
도 7a-7b 및 도 7c-7d를 관찰함으로써 알수 있는 바와 같이, 개별적인 UVG 검출 장치, 즉 UVG 005 및 UVG 004는 그들의 개별적 스펙트럼 반응곡선들에서 및 긴 기간(term) 157nm 노출에 기인한 열화의 양에서 상당한 차이를 보인다. 이들 UV-광전다이오드가 그들 엑싸이머 레이저를 위하여 적당한 DUV 에너지 모니터에서 193nm 및 248nm 검출하는데 성공적으로 사용되었음에도 불구하고, 도 7a-7d는 그들이 F2-레이저의 157nm 방사를 위하여 VUV 에너지 모니터 검출 장치로서의 사용하는데 충분히 신뢰받지 못함을 가리킨다.
도 8a-8b는 AXUV 100 VUV-검출 장치의 스펙트럼 감도의 상당한 열화가 10억회 이상의 레이저 노출으로 157nm 노출후에 관찰된다. 도 8a는 10억회 이상의 157nm 레이저 노출에 의해 각각의 노출전 및 노출후 파장에 대한 AXUV 006 검출 장치의 스펙트럼 반응의 곡선 a와 곡선 b를 도시한다. 도 8b는 검출 장치가 노출에 기인한 파장에 대한 열화의 양을 가리키는 눈금 곡선을 도시하고, 여기서 1.0은 157nm 방사 노출에 기인하여 발생된 열화가 없음을 가리킨다. 157nm에서, 스펙트럼 반응은 60%이상 까지 감소하는 것으로 보여진다.
도 9a-9b는 10억회 이상의 레이저 노출으로 157nm 노출후에 관찰되는 SXUV 100 VUV-검출 장치의 스펙트럼 감도의 무시해도 좋은 열화를 설명하고 있는, 각각의 노출전 및 노출후의 스펙트럼 반응의 곡선 a와 곡선 b를 도시한다. 도 9b는 157nm에서, 스펙트럼 반응이 3%이하 까지 감소하는 것으로 보여지는 것을 도시한다.
도 10a-10b는 10억회 이상의 레이저 노출으로 157nm 노출후에, 각각 두개의 SXUV-VUV-검출 장치의 스펙트럼 반응을 도시한다. 도 10a는 SXUV 037검출 장치를 위한 곡선이고 도 10b는 SXUV 002검출 장치를 위한 곡선이다. 단지 작은 개별적 편차는 각각 유리하게 평탄한 두 개의 곡선 사이에서 관찰된다.
도 11a-11b는 10억회 이상의 157nm 레이저 노출으로 각각의 노출후 및 노출전의 PtSi 042 검출 장치의 곡선 a와 곡선 b를 도시하고, 스펙트럼 감도의 열화가 거의 초래되지 않음을 설명한다. 즉, 도 11b에서 도시된 바와 같이, 10억회 이상의 157nm 레이저 노출으로 노출후 PtSi 042 검출 장치의 스펙트럼 감도는 노출전 스펙트럼 감도의 약 100%이다. 이렇게, PtSi 042 검출 장치는 157nm에서의 감도에서 관찰될 만한 열화를 보이지 않았다. 이것을 이유로, 도 9a-10b의 곡선을 또한 관찰함으로써, PtSi 창(window)를 포함하는 검출 장치는 유리하게 분자 풀루오르 레이저의 157nm 방사를 위한 검출 장치내에 포함된다.
도 11c는 도 1-3에 대하여 상술된 바와 같이 빔통로 폐쇄(1)와 결합된 검출 장치 하우징(2)에서 사용하기 위한 바람직한 검출 장치(3)의 실시예를 도시한다. 검출 장치 (3)는 국제 방사 검출 장치 회사(International Radiation Detectors, Inc)에 의해 제조되고, 또 다른 정보는www.ird-inc.com에서 알수 있으며, 그 정보는 여기서 참조로 병합되는 웹 사이트에서 포함된다.
도시된 검출 장치(3)는 검출 장치(3)의 불안정성을 야기시킨 VUV 방사 노출을 감소시키기 위한 백금 규소화합물(platinum silicide)(PtSi)를 포함한다. 하나이상의 PtSi층은 검출 설계에서 포함된다, 백금 규소화합물층은 장치의 하나 또는 그 이상의 재료층 아래와 같은 다른 위치에 위치된다. 검출 장치(3)는 PtSi 창(38) 아래에 및 크롬 금 기초 층(chromium gold base layer)(46) 위의 p+기판위에 스스로 놓여지는 두께가 6-100 미크론(micron)사이의 에피택셜형(epitaxial)의 p형 영역위에 무결함(defect free) n형 영역(40)을 또한 바람직하게 포함한다. 한 쌍의 p+영역과 한 쌍의 n+영역은 또한 에피택셜형 층(42)으로 끼워진 것을(implanted) 또한 도시된다.
PtSi의 존재는 검출 장치(3)의 불안정성을 야기시킨 VUV 방사 노출을 감소시킴을 여기서 알수 있다. PtSi는 하이브리드 층을 형성하도록 다른 재료와 함께 조합하여 사용된다. PtSi는 여기서 첨가된(doped) 대체적인 또는 내부-분산된 종류를 구비하거나, PtSi가 스스로 다른 재료형태의 층내로 부가된다. 여러개의 PtSi층이포함되며, 여기서 PtSi층은 그 사이에 다른 재료층을 구비한다. PtSi는 분자 플루오르 레이저에 의해 바람직하게 방출되는 바와 같이, 특히 157nm 근처의 VUV 방사를 전달하기 위하여 폐쇄내에서 보호되는 검출 장치에서 사용되고, 바람직한 실시예가 도 1-3의 검출 장치(3)의 상세한 약도와 같이 도 11c에서 도시됨에도 불구하고, 도 1-3의 검출 장치(3)는 당업자에 의해 알수 있는 바와 같이 검출 장치(3)내에서 어떤 다양한 형태 및 위치에서 PtSi를 포함한다.
도 12a 및 도 12b는 GaP VUV 검출 장치의 스펙트럼 감도에서의 높은 안정성을 나타내는 것으로, EP 440_3,6 S는 곡선(b)으로 파악되며, 각각 10 억회 이상의 레이저 방출로 157 nm 이전과 이후를 도시한 것이다. 스펙트럼 감도의 증가는 실제저긍로 약 15 내지 20 %로 도시되어 노출 후에 매우 양호한 안정성을 나타낸다. 따라서, GaP 검출 장치는 유리한 실시예의 하우징(1 및 2)과 함께 검출 장치(3)와 사용할 수 있는 대안으로 선호된다.
도 4a 및 도 4b, 도 6 내지 도 11b, 도 12a 및 도 12b에서 도시된 그래프로부터 명백한 바와 같이, SXUV (IRD) 검출 장치(참조: 도 9a 및 도 9b), PtSi (ETH) 검출 장치(참조: 도 11a 내지 도 11c), 및 GaP 검출 장치(EP 440_3,6 S)의 각각은 작거나 무시할 정도의 열화를 나타내는 것을 알 수 있으며, 이들 검출 장치 중 아무 것이나 유리한 실시예에서 VUV 157 nm 에너지 검출 장치(3)로 사용된다.
도 11a 내지 도 11c의 PtSi 검출 장치 및 도 9a 및 도 9b의 SXUV 검출 장치는 특히 평탄한 감도 곡선에 기초하여 선호된다. 즉, 각각 < 5 % 및 < 2 %의 매우 작은 감도에서의 열화를 제외하고도, 이들 검출 장치가 평탄한 감도 곡선과 검출장치의 개별 부품 사이에서의 매우 작은 요동을 가진다(참조: 도 10a 및 도 10b). 이들 검출 장치는 바람직하게는 연속 생산에 적합한데, 그 이유는 에너지 감시 장치가 동일한 성분을 사용하여 용이하게 예비 조정되고(예를 들면, 동일한 숫자의 감쇠기(18)를 사용함. 도 2 참조.), 개별적인 조절 및 측정에 필요한 시간 소모를 감소시키기 때문이다.
따라서 VUV 검출 장치인 SXUV (IRD) 및 PtSi (ETH)는 장시간의 레이저 노출에 걸쳐서 열화하지 않고 충분히 높은 신호를 제공하는 것으로서, 또한 개별적인 펄스 제어용으로 500 Hz 보다도 더 큰 반복율로 개별적인 레이저 펄스를 분해할 수 있는 것으로서 F2분자 불소 레이저의 157 nm 방사의 VUV 검출에 적합하다. 이들 종류의 광 검출기의 감도의 개별적인 편차는 작으며, 따라서 이들은 일상적인 생산에서 용이하게 사용이 가능하다.
또한, SXUV-100 다이오드의 응답성은 통상적으로 UVG-100 다이오드에 비해서 약 8 배 느림을 알아야 한다. 그러나, 이는 UVG-100 다이오드에 대한 것보다 SXUV 다이오드에 대해서 더 적은 감쇠기를 사용하는 것으로는 유리하다. UVG-100 다이오드에 대한 상세한 규격은www.ird-inc.com에서 찾을 수 있으며, 바람직한 PtSi 창을 포함하는 SXUV 다이오드에 대한 상세 규격에 대해서는 상술하였다. 도한, 본원에서 유리한 검출 장치는 에너지 감시 장치 하우징(2)을 몇 번 변경한 이후에 또한 Ar2- 레이저의 122 nm 방사용의 에너지 감시 장치로도 사용할 수 있음을 알아야 한다. 또한, 다이아몬드 검출 장치 및 양자 변환 장치 검출 장치도 유리한 실시예의검출 장치(3)용으로 대안적으로 사용할 수 있다.
따라서 본 발명의 목적을 충족시키게 된다. 에너지 감시 장치에 대한 상술한 유리한 실시예는 유리하게는 진공 밀봉 및/또는 빔 분할 광학계와, 개구 및 F2레이저 방사선에 의해서 생성되는 가시 적색광 방사를 차단하거나 현저하게 감쇠시키는 수단을 포함하는 빔 전달 차단부 상에 장착되는 불활성 기체 정화 시스템이다. 이 유리한 에너지 감시 장치의 설계는, 일부 놀라울 정도로 안정한 VUV-157 nm 검출용 UV 광 검출기의 사용을 포함하여, 안정한 장시간의 에너지 조절 및 최초 F2분자 레이저의 안정화가 가능해진다. 몇 가지의 UV 광 검출기를 VUV 범위 내에서 사용할 수 있는지에 대해서 실험하였다. 이들 중 단지 일부만이, 도 1 내지 도 3에서 도시한 유리한 감시 장치에 의해서 실현되는 바와 같이 특정한 조명 조건하에서 유용한 것으로 관찰되었으며, 또한, 이들 유리한 실시예에서 부여되는 것과 같은 에너지 감시 장치의 설계에 있어서 안정하고 신뢰성 있는 성능을 나타내고 있다.
도 13은 유리한 실시예에 따른 분자 불소 레이저 시스템을 도시한 것이다. 도 13 및 뒤따르는 기술은 또한 157 nm 및 가시 방사선을 분리하는 개시에 대해서만 제외하고 유리한 ArF 레이저 시스템에도 적용이 가능하므로, 별도로 ArF 레이저에 대한 설명은 이하에서 포함되지 않는다. 상기 시스템은 기체 혼합물로 충전된 레이저 챔버(2)를 구비하며, 한 쌍의 주전극(3)과 하나 또는 그 이상의 예비 이온화 전극(도시하지 않음)을 가진다. 전극(3)은 고체 소자형 펄스 생성 모듈(4)에 접속되어 있다. 기체 취급 모듈(5)은 레이저 챔버(2)에 접속되어 있다. 고전압 전원공급 장치(8)는 펄스 생성 모듈(4)에 접속되어 있다. 레이저 공진 장치는 레이저 챔버를 둘러싼 상태로 도시되어 있으며, 후방 광학계 모듈(10) 및 전방 광학계 모듈(12)을 포함하고 있다. 광학계 제어 모듈(14)은 후방 및 전방 광학계 모듈(10, 12)과 연통되어 있다. 컴퓨터 또는 프로세서(16)는 레이저 시스템의 다양한 측면을 제어한다. 진단 모듈(18)은 빔 분할기(22)로부터의 출력 빔(20)의 일부를 수신한다.
레이저 챔버(2) 내의 기체 혼합물은 통상적으로 약 0.1 %의 F2와 99.9 %의 완충 기체(buffer gas)를 포함한다. 완충 기체는 유리하게는 네온을 포함하며, 네온 및 헬륨의 혼합물일 수도 있다(참조: 미국 특허 제 6,157,162 호. 이는 참조에 의해서 본원에 합체된다. 크세논, 아르곤 또는 크립톤과 같은 기체 첨가제의 트레이스양이 포함될 수도 있다(참조: 미국 특허 출원 09/513,025 및 60/160,126. 이들은 본원 발명과 마찬가지로 동일한 양수인에게 양도되었으며, 참조에 의해서 본원에 합체되었다).
기체 혼합은 유리하게는 전문가 시스템(참조: 동일한 양수인에게 양도된 미국 특허 출원 09/379,034과 미국 특허 제 5,440,578 호, 이들 각각은 참조에 의해서 본원에 합체된다)을 사용하여 감시되고 제어된다. 고갈되는 기체 혼합에서의 불소 농도를 나타내는 하나 또는 그 이상의 빔 파라미터를 감시하고, 이에 따라서 기체의 공급 장치가 충전되어진다(참조: 미국 특허 출원 09/447,882, 09/418,052, 09/379,034, 60/171,717, 및 09/484,818. 이들은 동일한 양수인에게 양도되었으며참조에 의해서 본원에 합체된다). 진단 모듈(18)은 유리하게는 상술한 바와 같은 감시 장치 또는 검출 장치를 구비하며, 상술한 바와 같이 레이저 공진 장치 내에서 분리되는 빔 부분을 수신하도록 위치될 수도 있다(참조: 미국 특허 출원 60/166,967. 이는 본원 발명과 마찬가지로 동일한 양수인에게 양도되었으며, 참조에 의해서 본원에 합체된다). 프로세서(16)는 유리하게는 기체 혼합물 내의 할로겐의 농도와 관련하여 진단 모듈(18)로부터의 정보를 수신하고, 마이크로 할로겐 주입, 미니 및 부분 기체 교체, 및 기체 취급 모듈(6)과의 연통에 의한 압력 조절과 같은 기체 충전 작용을 시작하게 된다.
도시하지는 않았지만, 기체 취급 모듈(6)은 레이저 시스템의 외부에서 기체 컨테이너에 접속되어 있는 일련의 밸브를 가지고 있다. 기체 취급 모듈(6)은 또한 할로겐 및/또는 크세논 공급 장치 또는 발생 장치와 같은 내부 기체 공급 장치를 구비한다(참조: '025 특허 출원). 기체 격실 또는 (도시하지 않음)은 마이크로 할로겐 주입을 정밀하게 제어하기 위해서 기체 취급 모듈(6) 내에 포함될 수도 있다(참조: 상술한 바와 같은 '882 및 '717 특허 출원, 및 미국 특허 제 5,396,514 호. 본원 발명과 마찬가지로 동일한 양수인에게 양도되었으며, 참조에 의해서 본원에 합체됨).
출력 빔(20)의 파장 및 대역폭 또한 유리하게는 감시 및 제어된다. 유리한 파장 측정 장치 및 절차는 상술한 바와 같이 '344 특허 출원에서 개시되어 있으며, 참조에 의해서 본원에 합체되는 미국 특허 6,160,832 호, 및 제 4,905,243 호에 설명되어 있다. 감시 장치는 진단 모듈(18) 내에 포함될 수 있으며, 또한 상기 시스템은 후방 광학계 모듈로부터의 것과 같은 다른 빔 부분과 아웃 커플(outcouple)하도록 구성될 수도 있는데, 이는 통상적으로 단지 적은 강도의 빔 부분이 파장 측정에 사용되기 때문이다(참조: '832 특허). 진단 모듈(18)은 전방 광학계 모듈(12)과 일체로 형성될 수도 있으며, 공진 장치의 라인을 좁히는 성분 또한 단지 HR 미러 및 선택적인 개구가 후방 광학계 모듈(10) 내에 포함되도록 전방 광학계 모듈(12) 내에 일체로 형성될 수도 있다(참조: 미국 특허 출원 60/166,967. 이는 본원 발명과 마찬가지로 동일한 양수인에게 양도되었으며, 참조에 의해서 본원에 합체되었다).
유리한 주전극(3)은 미국 특허 출원 번호 60/128,227, 09/453,670 및 60/184,705 등에 개시되어 있으며, 이들은 각각 본원 발명과 마찬가지로 동일한 양수인에게 양도되었으며, 참조에 의해서 본원에 합체된다. 다른 전극 구조는 미국 특허 제 5,729,565 호 및 제 4,860,300 호에 설명되어 있으며, 이들 각각은 동일한 양수인에게 양도되었으며, 참조에 의해서 본원에 합체된다. 유리한 예비 이온화 장치는 미국 특허 출원 09/692,265 및 09/247,887에 설명되어 있으며, 이들 각각은 동일한 양수인에게 양도되었으며, 참조에 의해서 본원에 합체된다. 유리한 고체 소자형 펄스 생성 모듈(4) 및 고전압 전원 공급 장치(8)는 미국 특허 제 6,020,723 호 및 제 6,005,880 호 및 미국 특허 출원 번호 09/432,348, 60/149,392, 60/204,905, 09/390,146에 설명되어 있으며, 이들은 각각 본원 발명과 마찬가지로 동일한 양수인에게 양도되었으며, 참조에 의해서 본원 발명에 합체된다.
공진 장치는 라인을 선택하고 또한 유리하게는 선택된 라인을 좁히기 위한광학계를 구비한다(참조: 미국 특허 출원 번호 09/317,695, 09/317,527, 09/657,396, 60/212,183, 09/599,130, 60/170,342, 60/166,967, 60/170,919, 09/584,420, 60/212,257, 60/212,301, 60/215,933, 09/130,277, 09/244,554, 60/124,241, 09/599,130, 09/598,552, 60/147,219 및 09/073,070, 60/212,183 및 미국 특허 제 5,761,236 호 및 제 5,946,337 호. 이들 각각은 본원 발명과 마찬가지로 동일한 양수인에게 양도됨. 또한, 미국 특허 제 5,095,492 호, 제 5,694,822 호, 제 5,835,520 호, 제 5,852,627 호, 제 5,856,991 호, 제 5,898,725 호, 제 5,901,163 호, 제 5,917,849 호, 제 5,970,082 호, 제 5,404,366 호, 제 4,975,919 호, 제 5,142,543 호, 제 5,596,596 호, 제 5,802,094 호, 제 4,856,018 호, 및 제 4,829,536 호. 이들 전부는 참조에 의해서 본원에 합체됨.) 이상의 특허 및 특허 출원서에서 설명된 일부 라인 선택 및/또는 라인을 좁히는 기술은 조합하여 사용할 수도 있으며 또한 대안적으로는 이하에서 설명하는 본 발명의 측면 중의 하나에 따라서 사용할 수도 있다.
또한, 특히 분자 불소 레이저 시스템용으로는, 밀봉 장치(도시하지 않음)는 상술한 바와 같이 VUV 광 흡수종 및/또는 200 nm 이하의 광 흡수종이 없는 빔 경로를 유지하도록 빔(20)의 빔 경로를 밀봉한다. 더 작은 밀봉 장치는 유리하게는 챔버(2)와 광학계 모듈(10 및 12) 사이에서의 빔 경로를 밀봉한다. 바람직하게는, 진단 성분은 전방 광학계 모듈(12) 내로 일체화되며, 전방 광학계 모듈은 독립된 밀봉 장치 성분으로서 다르게는, 예를 들어 독립된 진단 모듈(18)과 빔 분할기 모듈(22) 사이에, 또는 전방 광학계 모듈(12)과 빔 분할기 모듈(22) 사이에서 사용할 수도 있으며,
유리한 밀봉 장치에 대해서는 상술한 바와 같이 상세하게 설명하였으며, 변형은 미국 특허 출원 09/343,333, 09/598,552, 09/594,892, 09/131,580, 및 60/140,530에서 유도될 수 있으며, 이들 각각은 동일한 양수인에게 양도되었고, 참조에 의해서 본원에 합체되며, 다른 구조로는 미국 특허 제 5,559,584 호, 제 5,221,823 호, 제 5,763,855 호, 제 5,811,753 호 및 제 4,616,908 호에 설명되어 있고, 참조에 의해서 이들 전부는 본원에 합체된다.
본 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 범위 및 정신으로부터 이탈하지 않고도 이제 막 개시된 유리한 실시예의 다양한 개조 및 변형이 가능함을 알 것이다. 따라서, 본 발명의 정신 및 범위 이내에서, 이상에서 특정하게 설명하는 것과 마찬가지로 다르게 실시될 수 있음을 이해할 것이다. 특히, 본 발명은 첨부된 특허 청구 범위에 의해서 해석되어야 하며, 이의 동등물은 상술한 내용으로부터 이해되는 것으로 제한되지 않는다.
Claims (52)
- 200 nm 이하의 파장을 갖는 출력 빔을 생성하는 분자 불소(F2) 또는 ArF 레이저 공진 장치와 결합하는 빔 파라미터 감시 장치에 있어서,출력 빔 내의 방사선의 부분을 반사하도록 배치된 200 nm 이하의 상기 파장을 갖는 방사선에 대해서 실질적으로 투명한 재료로 형성된 코팅되지 않은 빔 분할기와,코팅되지 않은 빔 분할기에 의해서 반사되는 출력 빔 부분의 광학적 파라미터 중의 최소한 하나를 측정하기 위한 검출 장치와,상기 코팅되지 않은 빔 분할기를 포함하고, 상기 빔 분할기의 상기 반사에 의해 상기 레이저 공진 장치로부터 상기 검출 장치까지 상기 밀봉 장치를 관통하는 상기 빔 부분의 광학적 경로가 상기 200 nm 이하의 파장의 방사를 실질적으로 광 흡수하는 광 흡수종이 실질적으로 없도록 준비된 내부를 구비하며, 따라서 상기 빔 분할기에 의해서 반사되는 빔 부분은 상기 광 흡수종에 의한 현저한 감쇠없이 상기 검출 장치에 도달하게 되는 빔 경로 밀봉 장치를 포함하는 빔 파라미터 감시 장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 코팅되지 않은 빔 분할기의 상기 실질적으로 투명한 재료는 CaF5를 포함하는 빔 파라미터 감시 장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 코팅되지 않은 빔 분할기의 상기 실질적으로 투명한 재료는 MgF5를 포함하는 빔 파라미터 감시 장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 검출 장치는 검출 장치 밀봉 장치 내에 배치되며, 상기 검출 장치 밀봉 장치는 상기 빔 경로 밀봉 장치와 밀봉 가능하게 결합되어 상기 검출 장치 밀봉 장치의 내부를 실질적으로 상기 광 흡수종이 없도록 유지하는 빔 파라미터 감시 장치.
- 제 4 항에 있어서, 상기 검출 장치 밀봉 장치는 상기 광 흡수종이 실질적으로 없도록 상기 밀봉 장치를 유지하기 위해 불활성 기체로 상기 검출 장치 밀봉 장치를 정화하기 위한 하나 또는 그 이상의 포트를 포함하는 빔 파라미터 감시 장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 코팅되지 않은 빔 분할기는 상기 레이저 공진 장치로부터의 상기 출력 빔의 광학적 경로를 따라서 배치되고, 표면으로 입사하는 광의 상당한 부분을 투과시켜서, 이 투과된 상당한 부분이 적용 과정을 향해서 전방으로 전파되며, 이 때 상기 검출 장치는 상기 코팅되지 않은 빔 분할기에 의해서 반사되는 상기 빔 부분을 검출하는 것에 의해서 상기 출력 빔의 상기 파라미터 중 최소한 하나를 감시하는빔 파라미터 감시 장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 검출 장치는 상기 검출 장치의 불안정성을 유도하는 방사선 노출을 감소시키기 위한 규화 백금(platinum silicide)을 포함하는 빔 파라미터 감시 장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 레이저는 분자 불소 레이저로, 추가적으로 가시 방사선을 생성하며, 상기 빔 파라미터 감시 장치는 분자 불소 레이저로부터 방출되는 157 nm 방사선으로부터 상기 가시 방사선을 분리하기 위해서 상기 공진 장치와 상기 검출 장치 사이에 광학적으로 배치되는 수단을 추가적으로 포함하는 빔 파라미터 감시 장치.
- 제 8 항에 있어서, 상기 분리 수단은 분광 프리즘을 포함하는 빔 파라미터 감시 장치.
- 제 8 항에 있어서, 상기 분리 수단은 분광 프리즘, 다이크로익 미러, 홀로그래픽 빔 샘플러 및 회절 격자로 구성되는 광학 부재의 그룹으로부터 선택되는 광학 부재를 포함하는 빔 파라미터 감시 장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 빔 경로 밀봉 장치는 상기 광 흡수종이 실질적으로 없도록 상기 밀봉 장치를 유지하기 위해 불활성 기체로 상기 빔 경로 밀봉 장치를 정화하기 위한 하나 또는 그 이상의 포트를 포함하는 빔 파라미터 감시 장치.
- 200 nm 이하의 파장을 갖는 출력 빔을 생성하는 분자 불소(F2) 또는 ArF 레이저 공진 장치와 결합하는 빔 파라미터 감시 장치에 있어서,상기 출력 빔을 공작물을 가공하는데 사용되는 제 1 성분 및 제 2 성분으로 분리시키도록 배치된 빔 분할기와,상기 빔 분할기 이후에 상기 출력 빔의 제 2 성분의 광학적 파라미터 중의 최소한 하나를 측정하기 위한 규화 백금 창을 구비하는 검출 장치와,상기 빔 분할기를 포함하고, 상기 빔 분할기에 의해 상기 레이저 공진 장치로부터 상기 검출 장치까지 상기 밀봉 장치를 관통하는 상기 출력 빔의 상기 제 2 성분의 광학적 경로가 200 nm 이하의 광 흡수종이 실질적으로 없도록 준비된 내부를 구비하며, 따라서 상기 제 2 빔 성분이 상기 광 흡수종에 의한 현저한 감쇠없이 상기 검출 장치에 도달하게 되는 빔 경로 밀봉 장치를 포함하며,상기 규화 백금 창은 상기 검출 장치의 불안정성을 유도하는 200 nm 이하의 방사선 노출을 감소시키기 위한 빔 파라미터 감시 장치.
- 제 12 항에 있어서, 상기 검출 장치는 검출 장치 밀봉 장치 내에 배치되며, 상기 검출 장치 밀봉 장치는 상기 광 흡수종이 실질적으로 없도록 상기 검출 장치 밀봉 장치의 내부를 유지하기 위해 상기 빔 경로 밀봉 장치와 밀봉적으로 결합되는 빔 파라미터 감시 장치.
- 제 13 항에 있어서, 상기 검출 장치 밀봉 장치는 상기 광 흡수종이 실질적으로 없도록 상기 밀봉 장치를 유지하기 위해 불활성 기체로 상기 검출 장치 밀봉 장치를 정화하기 위한 하나 또는 그 이상의 포트를 포함하는 빔 파라미터 감시 장치.
- 제 12 항에 있어서, 상기 레이저는 분자 불소 레이저이며, 가시 방사선을 추가적으로 생성하며, 상기 장치는 상기 157 nm 방사선으로부터 상기 가시 방사선을 분리하기 위해 상기 공진 장치와 상기 검출 장치 사이에 배치되는 수단을 추가적으로 포함하는 빔 파라미터 감시 장치.
- 제 15 항에 있어서, 상기 분리 수단은 분산 프리즘을 구비하는 빔 파라미터 감시 장치.
- 제 15 항에 있어서, 상기 분리 수단은 분산 프리즘과, 다이크로익 미러와, 홀로그래픽 빔 샘플러와, 회절 격자로 구성되는 광학적 요소의 그룹으로부터 선택되어지는 광학적 요소를 구비하는 빔 파라미터 감시 장치.
- 제 12 항에 있어서, 상기 빔 경로 밀봉 장치는 상기 200 nm 이하의 광 흡수종이 실질적으로 없도록 상기 밀봉 장치를 유지하기 위해 불활성 기체로 상기 빔 경로 밀봉 장치를 정화하기 위한 하나 또는 그 이상의 포트를 포함하는 빔 파라미터 감시 장치.
- 157 nm 정도의 파장을 가지는 출력 빔을 생성하는 분자 불소(F2) 레이저 공진 장치와 결합되는 빔 파라미터 감시 장치에 있어서,상기 출력 빔을 공작물을 가공하는데 사용되는 제 1 성분 및 제 2 성분으로 분리시키도록 배치된 빔 분할기와,상기 빔 분할기 이후의 상기 출력 빔의 제 2 성분의 광학적 파라미터 중의 최소한 하나를 측정하기 위한 규화 백금을 구비하는 검출 장치와,상기 빔 분할기를 포함하고, 상기 빔 분할기에 의해 상기 레이저 공진 장치로부터 상기 검출 장치까지 상기 밀봉 장치를 관통하는 상기 출력 빔의 상기 제 2 성분의 광학적 경로가 VUV 광 흡수종이 실질적으로 없도록 준비된 내부를 구비하며, 따라서 상기 제 2 빔 성분은 상기 광 흡수종에 의한 현저한 감쇠없이 상기 검출 장치에 도달하게 되는 빔 경로 밀봉 장치를 포함하며,상기 규화 백금은 상기 검출 장치의 VUV 방사선 노출로 유도되는 불안정성을 감소시키기 위해 사용되는 빔 파라미터 감시 장치.
- 제 19 항에 있어서, 상기 검출 장치는 검출 장치 밀봉 장치 내에 배치되며, 상기 검출 장치 밀봉 장치는 상기 광 흡수종이 실질적으로 없도록 상기 검출 장치 밀봉 장치의 내부를 유지하기 위해 상기 빔 경로 밀봉 장치와 밀봉적으로 결합되는빔 파라미터 감시 장치.
- 제 20 항에 있어서, 상기 검출 장치 밀봉 장치는 상기 VUV 광 흡수종이 실질적으로 없도록 상기 밀봉 장치를 유지하기 위해 불활성 기체로 상기 검출 장치 밀봉 장치를 정화하기 위한 하나 또는 그 이상의 포트를 포함하는 빔 파라미터 감시 장치.
- 제 19 항에 있어서, 상기 분자 불소 레이저는 가시 방사선을 추가적으로 생성하며, 상기 장치는 상기 157 nm 방사선으로부터 상기 가시 방사선을 분리하기 위해 상기 공진 장치와 상기 검출 장치 사이에 배치되는 수단을 추가적으로 포함하는 빔 파라미터 감시 장치.
- 제 22 항에 있어서, 상기 분리 수단은 분산 프리즘을 구비하는 빔 파라미터 감시 장치.
- 제 22 항에 있어서, 상기 분리 수단은 분산 프리즘과, 다이크로익 미러와, 홀로그래픽 빔 샘플러와, 회절 격자로 구성되는 광학적 요소의 그룹으로부터 선택되어지는 광학적 요소를 구비하는 빔 파라미터 감시 장치.
- 제 19 항에 있어서, 상기 빔 경로 밀봉 장치는 상기 VUV 광 흡수종이 실질적으로 없도록 상기 밀봉 장치를 유지하기 위해 불활성 기체로 상기 빔 경로 밀봉 장치를 정화하기 위한 하나 또는 그 이상의 포트를 포함하는 빔 파라미터 감시 장치.
- 193 nm 정도의 파장을 가지는 출력 빔을 생성하는 불화 아르곤(ArF) 엑시머 레이저 공진 장치와 결합하는 빔 파라미터 감시 장치에 있어서,상기 출력 빔을 공작물을 가공하는데 사용되는 제 1 성분 및 제 2 성분으로 분리시키도록 배치된 빔 분할기와,상기 빔 분할기 이후의 상기 출력 빔의 제 2 성분의 광학적 파라미터 중의 최소한 하나를 측정하기 위한 규화 백금을 구비하는 검출 장치와,상기 빔 분할기를 포함하고, 상기 빔 분할기에 의해 상기 레이저 공진 장치로부터 상기 검출 장치까지 상기 밀봉 장치를 관통하는 상기 출력 빔의 상기 제 2 성분의 광학적 경로가 193 nm 광 흡수종이 실질적으로 없도록 준비된 내부를 구비하며, 따라서 상기 제 2 빔 성분은 상기 광 흡수종에 의한 현저한 감쇠없이 상기 검출 장치에 도달하게 되는 빔 경로 밀봉 장치를 포함하며,상기 규화 백금은 상기 검출 장치의 193 nm 방사선 노출로 유도되는 불안정성을 감소시키기 위해 사용되는 빔 파라미터 감시 장치.
- 제 26 항에 있어서, 상기 검출 장치는 검출 장치 밀봉 장치 내에 배치되며, 상기 검출 장치 밀봉 장치는 상기 광 흡수종이 실질적으로 없도록 상기 검출 장치 밀봉 장치의 내부를 유지하기 위해 상기 빔 경로 밀봉 장치와 밀봉적으로 결합되는빔 파라미터 감시 장치.
- 제 27 항에 있어서, 상기 검출 장치 밀봉 장치는 상기 193 nm 광 흡수종이 실질적으로 없도록 상기 밀봉 장치를 유지하기 위해 불활성 기체로 상기 검출 장치 밀봉 장치를 정화하기 위한 하나 또는 그 이상의 포트를 포함하는 빔 파라미터 감시 장치.
- 제 26 항에 있어서, 상기 빔 경로 밀봉 장치는 상기 193 nm 광 흡수종이 실질적으로 없도록 상기 밀봉 장치를 유지하기 위해 불활성 기체로 상기 빔 경로 밀봉 장치를 정화하기 위한 하나 또는 그 이상의 포트를 포함하는 빔 파라미터 감시 장치.
- 157 nm 정도를 방사하는 분자 불소(F2) 레이저 공진 장치와 결합되는 빔 파라미터 감시 장치에 있어서,상기 레이저로부터 방사된 157 nm 방사선의 제 1 빔의 광학적 파라미터 중 최소한 하나를 측정하기 위한 규화 백금을 구비하는 검출 장치와,상기 레이저 공진 장치로부터 상기 검출 장치까지 상기 밀봉 장치를 관통하는 상기 제 1 빔의 광학적 경로가 VUV 광 흡수종이 실질적으로 없도록 준비된 내부를 구비하며, 따라서 상기 제 1 빔은 상기 광 흡수종에 의한 현저한 감쇠없이 상기검출 장치에 도달하게 되는 빔 경로 밀봉 장치를 포함하며,상기 규화 백금은 상기 검출 장치의 VUV 방사선 노출로 유도되는 불안정성을 감소시키기 위해 사용되며,여기에서, 상기 레이저로부터 방사된 157 nm 방사선의 제 2 빔은 공작물을 가공하는데 사용되며, 한편으로 상기 검출 장치는 상기 제 1 빔의 상기 광학적 파라미터 중의 최소한 하나를 측정하는 빔 파라미터 감시 장치.
- 제 30 항에 있어서, 상기 검출 장치는 검출 장치 밀봉 장치 내에 배치되며, 상기 검출 장치 밀봉 장치는 상기 VUV 광 흡수종이 실질적으로 없도록 상기 검출 장치 밀봉 장치의 내부를 유지하기 위해 상기 빔 경로 밀봉 장치와 밀봉적으로 결합되는 빔 파라미터 감시 장치.
- 제 31 항에 있어서, 상기 검출 장치 밀봉 장치는 상기 VUV 광 흡수종이 실질적으로 없도록 상기 밀봉 장치를 유지하기 위해 불활성 기체로 상기 검출 장치 밀봉 장치를 정화하기 위한 하나 또는 그 이상의 포트를 포함하는 빔 파라미터 감시 장치.
- 제 30 항에 있어서, 상기 분자 불소 레이저는 가시 방사선을 추가적으로 생성하며, 상기 장치는 상기 157 nm 방사선으로부터 상기 가시 방사선을 분리하기 위해 상기 공진 장치와 상기 검출 장치 사이에 배치되는 수단을 추가적으로 포함하는빔 파라미터 감시 장치.
- 제 33 항에 있어서, 상기 분리 수단은 분산 프리즘을 구비하는 빔 파라미터 감시 장치.
- 제 33 항에 있어서, 상기 분리 수단은 분산 프리즘과, 다이크로익 미러와, 홀로그래픽 빔 샘플러와, 회절 격자로 구성되는 광학적 요소의 그룹으로부터 선택되어지는 광학적 요소를 구비하는 빔 파라미터 감시 장치.
- 제 30 항에 있어서, 상기 빔 경로 밀봉 장치는 상기 VUV 광 흡수종이 실질적으로 없도록 상기 밀봉 장치를 유지하기 위해 불활성 기체로 상기 빔 경로 밀봉 장치를 정화하기 위한 하나 또는 그 이상의 포트를 포함하는 빔 파라미터 감시 장치.
- 193 nm 정도를 방사하는 불화 아르곤(ArF) 엑시머 레이저 공진 장치와 결합하는 빔 파라미터 감시 장치에 있어서,상기 레이저로부터 방사된 193 nm 방사선의 제 1 빔의 광학적 파라미터 중 최소한 하나를 측정하기 위한 규화 백금을 구비하는 검출 장치와,상기 레이저 공진 장치로부터 상기 검출 장치까지 상기 밀봉 장치를 관통하는 상기 제 1 빔의 광학적 경로가 193 nm 광 흡수종이 실질적으로 없도록 준비된 내부를 구비하며, 따라서 상기 제 1 빔은 상기 광 흡수종에 의한 현저한 감쇠없이상기 검출 장치에 도달하게 되는 빔 경로 밀봉 장치를 포함하며,상기 규화 백금은 상기 검출 장치의 193 nm 방사선 노출로 유도되는 불안정성을 감소시키기 위해 사용되며,여기에서, 상기 레이저로부터 방사된 193 nm 방사선의 제 2 빔은 공작물을 가공하는데 사용되며, 한편으로 상기 검출 장치는 상기 제 1 빔의 상기 광학적 파라미터 중의 최소한 하나를 측정하는 빔 파라미터 감시 장치.
- 제 37 항에 있어서, 상기 검출 장치는 검출 장치 밀봉 장치 내에 배치되며, 상기 검출 장치 밀봉 장치는 상기 193 nm 광 흡수종이 실질적으로 없도록 상기 검출 장치 밀봉 장치의 내부를 유지하기 위해 상기 빔 경로 밀봉 장치와 밀봉적으로 결합되는 빔 파라미터 감시 장치.
- 제 38 항에 있어서, 상기 검출 장치 밀봉 장치는 상기 193 nm 광 흡수종이 실질적으로 없도록 상기 밀봉 장치를 유지하기 위해 불활성 기체로 상기 검출 장치 밀봉 장치를 정화하기 위한 하나 또는 그 이상의 포트를 포함하는 빔 파라미터 감시 장치.
- 제 37 항에 있어서, 상기 빔 경로 밀봉 장치는 상기 193 nm 광 흡수종이 실질적으로 없도록 상기 밀봉 장치를 유지하기 위해 불활성 기체로 상기 빔 경로 밀봉 장치를 정화하기 위한 하나 또는 그 이상의 포트를 포함하는 빔 파라미터 감시장치.
- 157 nm 정도를 방사하는 분자 불소(F2) 레이저 공진 장치와 결합하는 빔 파라미터 감시 장치에 있어서,상기 레이저로부터 방사된 157 nm 방사선의 제 1 빔의 광학적 파라미터 중 최소한 하나를 측정하기 위한 검출 장치와,상기 레이저 공진 장치로부터 상기 검출 장치까지 상기 밀봉 장치를 관통하는 상기 제 1 빔의 광학적 경로가 VUV 광 흡수종이 실질적으로 없도록 준비된 내부를 구비하며, 따라서 상기 제 1 빔은 상기 광 흡수종에 의한 현저한 감쇠없이 상기 검출 장치에 도달하게 되는 빔 경로 밀봉 장치와,상기 공진 장치와 상기 검출 장치 사이에 배치되어 상기 157 nm 방사선으로부터 가시 방사선을 분리하기 위한 수단을 포함하며,여기에서, 상기 레이저로부터 방사된 157 nm 방사선의 제 2 빔은 공작물을 가공하는데 사용되며, 한편으로 상기 검출 장치는 상기 제 1 빔의 상기 광학적 파라미터 중의 최소한 하나를 측정하는 빔 파라미터 감시 장치.
- 제 41 항에 있어서, 상기 분리 수단은 분산 프리즘을 구비하는 빔 파라미터 감시 장치.
- 제 41 항에 있어서, 상기 분리 수단은 분산 프리즘과, 다이크로익 미러와, 홀로그래픽 빔 샘플러와, 회절 격자로 구성되는 광학적 요소의 그룹으로부터 선택되어지는 광학적 요소를 구비하는 빔 파라미터 감시 장치.
- 제 41 항에 있어서, 상기 검출 장치는 검출 장치 밀봉 장치 내에 배치되며, 상기 검출 장치 밀봉 장치는 상기 검출 장치 밀봉 장치의 내부를 상기 VUV 광 흡수종이 실질적으로 없도록 유지하기 위해서 상기 빔 경로 밀봉 장치와 밀봉적으로 결합되는 빔 파라미터 감시 장치.
- 제 44 항에 있어서, 상기 검출 장치 밀봉 장치는 상기 VUV 광 흡수종이 실질적으로 없도록 상기 밀봉 장치를 유지하기 위해 불활성 기체로 상기 검출 장치 밀봉 장치를 정화하기 위한 하나 또는 그 이상의 포트를 포함하는 빔 파라미터 감시 장치.
- 제 41 항에 있어서, 상기 빔 경로 밀봉 장치는 상기 VUV 광 흡수종이 실질적으로 없도록 상기 밀봉 장치를 유지하기 위해 불활성 기체로 상기 검출 장치 밀봉 장치를 정화하기 위한 하나 또는 그 이상의 포트를 포함하는 빔 파라미터 감시 장치.
- 200 nm 이하의 파장을 가지는 빔을 방사하는 분자 불소(F2) 또는 ArF 레이저 공진 장치와 결합하는 빔 파라미터 감시 장치에 있어서,상기 레이저로부터 방사된 방사선의 제 1 빔의 광학적 파라미터 중의 최소한 하나를 측정하기 위한 검출 장치와,하나 또는 그 이상의 포트를 포함하는 빔 경로 밀봉 장치를 포함하며,상기 하나 또는 그 이상의 포트는 VUV 광 흡수종이 실질적으로 없도록 상기 밀봉 장치를 유지하기 위해서 불활성 기체로 상기 공진 장치로부터 상기 검출 장치까지 상기 제 1 빔에 대한 광학적 경로를 포함하는 상기 빔 경로 밀봉 장치를 정화하며, 따라서 상기 제 1 빔은 상기 광 흡수종에 의한 현저한 감쇠없이 상기 검출 장치에 도달하게 되며,여기에서, 상기 레이저로부터 방사된 방사선의 제 2 빔은 공작물을 가공하는데 사용되며, 한편으로 상기 검출 장치는 상기 제 1 빔의 상기 광학적 파라미터 중의 최소한 하나를 측정하는 빔 파라미터 감시 장치.
- 제 47 항에 있어서, 상기 검출 장치는 검출 장치 밀봉 장치 내에 배치되며, 상기 검출 장치 밀봉 장치는 상기 검출 장치 밀봉 장치의 내부를 상기 광 흡수종이 실질적으로 없도록 유지하기 위해서 상기 빔 경로 밀봉 장치와 밀봉적으로 결합되는 빔 파라미터 감시 장치.
- 제 48 항에 있어서, 상기 검출 장치 밀봉 장치는 상기 광 흡수종이 실질적으로 없도록 상기 밀봉 장치를 유지하기 위해 불활성 기체로 상기 검출 장치 밀봉 장치를 정화하기 위한 하나 또는 그 이상의 포트를 포함하는 빔 파라미터 감시 장치.
- 분자 불소(F2) 또는 ArF 레이저 시스템에 있어서,분자 불소 및 완충 기체를 포함하는 레이저 기체로 충전된 방전 챔버와,레이저 기체를 여기시키기 위한 방전 회로에 접속된 방전 챔버 내의 다수의 전극과,출력 빔을 생성하기 위해 내부에 방전 챔버를 갖는 공진 장치와,청구항 제 1 항, 제 19 항 또는 제 30 항 중 하나에서와 같은 빔 파라미터 감시 장치를 포함하는 분자 불소(F2) 또는 ArF 레이저 시스템.
- 분자 불소(F2) 레이저 시스템에 있어서,분자 불소 및 완충 기체를 포함하는 레이저 기체로 충전된 방전 챔버와,레이저 기체를 여기시키기 위한 방전 회로에 접속된 방전 챔버 내의 다수의 전극과,출력 빔을 생성하기 위해 내부에 방전 챔버를 갖는 공진 장치와,청구항 제 19 항 또는 제 30 항 중 하나에서와 같은 빔 파라미터 감시 장치를 포함하는 분자 불소(F2) 레이저 시스템.
- ArF 레이저 시스템에 있어서,분자 불소, 아르곤, 및 완충 기체를 포함하는 레이저 기체로 충전된 방전 챔버와,레이저 기체를 여기시키기 위한 방전 회로에 접속된 방전 챔버 내의 다수의 전극과,출력 빔을 생성하기 위해 내부에 방전 챔버를 갖는 공진 장치와,청구항 제 26 항 또는 제 37 항 중 하나에서와 같은 빔 파라미터 감시 장치를 포함하는 ArF 레이저 시스템.
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