特許 5972384 ２チャンバガス放電レーザシステムにおける高精度ガス注入のためのシステム及び方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5972384

(24)【登録日】2016年7月22日

(45)【発行日】2016年8月17日

(54)【発明の名称】２チャンバガス放電レーザシステムにおける高精度ガス注入のためのシステム及び方法

(51)【国際特許分類】

   H01S 3/036 20060101AFI20160804BHJP

   H01S 3/134 20060101ALI20160804BHJP

   H01S 3/00 20060101ALI20160804BHJP

【ＦＩ】

   H01S3/036

   H01S3/134

   H01S3/00 G

【請求項の数】14

【全頁数】20

(21)【出願番号】特願2014-533537(P2014-533537)

(86)(22)【出願日】2012年8月28日

(65)【公表番号】特表2014-531773(P2014-531773A)

(43)【公表日】2014年11月27日

(86)【国際出願番号】US2012052722

(87)【国際公開番号】WO2013048657

(87)【国際公開日】20130404

【審査請求日】2015年7月7日

(31)【優先権主張番号】13/251,181

(32)【優先日】2011年9月30日

(33)【優先権主張国】US

(73)【特許権者】

【識別番号】513192029

【氏名又は名称】サイマー リミテッド ライアビリティ カンパニー

(74)【代理人】

【識別番号】100079108

【弁理士】

【氏名又は名称】稲葉 良幸

(74)【代理人】

【識別番号】100109346

【弁理士】

【氏名又は名称】大貫 敏史

(74)【代理人】

【識別番号】100117189

【弁理士】

【氏名又は名称】江口 昭彦

(74)【代理人】

【識別番号】100134120

【弁理士】

【氏名又は名称】内藤 和彦

(72)【発明者】

【氏名】リグス ダニエル ジェイ

【審査官】 林 祥恵

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０９−２４８６８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００８−５１５２３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−２５２１４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００５−５２４９９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表平１０−５０５９４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０４９７７５７３（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｓ ３／００−３／３０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

二重チャンバガス放電レーザ光源であって、
ハロゲンを含むレージング媒体ガスを含むレーザチャンバを有する主発振器と、
前記ハロゲンを含むレージング媒体ガスを含むレーザチャンバを有する増幅器と、
規則的な間隔で発生する注入機会で、前記主発振器又は前記増幅器のいずれかの選択されたレーザチャンバに対して補給スキームを行うコントローラを含むガス補給システムと、を含み、
前記補給スキームは、
第１の数の注入機会に向けて、固定量の非ハロゲン含有ガスと固定量のハロゲン含有ガスとを各注入機会で前記選択されたレーザチャンバに注入する段階と、
前記第１の数の注入機会後に、第２の数の注入機会の各々に向けて、
各注入機会の前の前記選択されたレーザチャンバ内のハロゲンガスの量及び前記注入機会中に前記選択されたレーザチャンバに注入されるハロゲンガスの量のモデルを実行し、前記注入機会後の前記選択されたレーザチャンバ内の前記ハロゲンガスの量を予想する段階と、
固定量の前記非ハロゲン含有ガス及び固定量の前記ハロゲン含有ガスを前記選択されたレーザチャンバ内に注入する段階と、
前記レーザ光源のパラメータを測定して前記ガスの注入後の前記選択されたレーザチャンバ内の前記ハロゲンガスの量を推定する段階と、
前記選択されたレーザチャンバ内の前記ハロゲンガスの予想された量と前記選択されたレーザチャンバ内の前記ハロゲンガスの推定された量との差分に基づいて前記モデルを更新する段階と、
前記第２の数の注入機会後に、第３の数の注入機会の各々に向けて、
前記モデルを実行して、前記選択されたレーザチャンバ内の望ましい量のハロゲンガスをもたらす、注入されるハロゲン含有ガスの量を予想する段階と、
前記注入機会後に前記選択されたレーザチャンバ内のハロゲンガスの前記望ましい量をもたらすため、各注入機会に、固定量の前記非ハロゲン含有ガスと前記予想される量の前記ハロゲン含有ガスとを前記選択されたレーザチャンバに注入する段階と、を含む、二重チャンバガス放電レーザ光源。

【請求項2】

注入機会のための前記規則的な間隔は、経過時間及びショットカウントのうちの一方又は両方を含むファクタによって判断される、請求項１に記載の二重チャンバガス放電レーザ光源。

【請求項3】

前記モデルは、ハロゲンガスが前記選択されたレーザチャンバにおいて消費される速度の推定値を含み、
ハロゲンガスが前記選択されたレーザチャンバにおいて消費される前記速度は、前記レーザ光源の作動パラメータの変化に基づいて推定され、
前記選択されたレーザチャンバは前記増幅器のレーザチャンバであり、前記作動パラメータは前記増幅器のレーザチャンバにおける放電電圧である、請求項１に記載の二重チャンバガス放電レーザ光源。

【請求項4】

前記モデルは、ハロゲンガスが前記選択されたレーザチャンバにおいて消費される速度の推定値を含み、
ハロゲンガスが前記選択されたレーザチャンバにおいて消費される前記速度は、前記レーザ光源の作動パラメータの変化に基づいて推定され、
前記選択されたレーザチャンバは前記主発振器のレーザチャンバであり、前記作動パラメータは前記主発振器と増幅器との間の放電タイミング差である、請求項１に記載の二重チャンバガス放電レーザ光源。

【請求項5】

前記モデルは、ハロゲンガスが前記選択されたレーザチャンバにおいて消費される速度の推定値を含み、
ハロゲンガスが前記選択されたレーザチャンバにおいて消費される前記速度は、前記レーザ光源の作動パラメータの変化に基づいて推定され、
前記選択されたレーザチャンバは前記主発振器のレーザチャンバであり、前記作動パラメータは前記レーザ光源の帯域幅である、請求項１に記載の二重チャンバガス放電レーザ光源。

【請求項6】

前記モデルは、ハロゲンガスが前記選択されたレーザチャンバにおいて消費される速度の推定値を含み、
ハロゲンガスが前記選択されたレーザチャンバにおいて消費される前記速度は、前記レーザ光源の作動パラメータの変化に基づいて推定され、
前記選択されたレーザチャンバは前記主発振器のレーザチャンバであり、前記作動パラメータはＥ９５である、請求項１に記載の二重チャンバガス放電レーザ光源。

【請求項7】

前記選択されたレーザチャンバ内の前記ハロゲンガスの量のモデルを実行する段階は、前記チャンバ内の前記ハロゲンガスの量を前記注入機会後かつ直後の注入機会前の選択された時点でモデル化する段階を更に含む、請求項１に記載の二重チャンバガス放電レーザ光源。

【請求項8】

ハロゲンを含むレージング媒体ガスを含むレーザチャンバを各々が有する主発振器及び増幅器を有する二重チャンバガス放電レーザ光源にガスを補給する方法であって、
規則的な間隔で発生する複数の注入機会を選択する段階と、
第１の数の注入機会に向けて、固定量の非ハロゲン含有ガスと固定量のハロゲン含有ガスとを各注入機会に前記選択されたレーザチャンバに注入する段階と、
前記第１の数の注入機会後に、第２の数の注入機会の各々に向けて、
各注入機会の前の前記選択されたレーザチャンバ内のハロゲンガスの量及び前記注入機会中に前記選択されたレーザチャンバに注入されるハロゲンガスの量のモデルを実行し、前記注入機会後の前記選択されたレーザチャンバ内の前記ハロゲンガスの量を予想する段階と、
固定量の前記非ハロゲン含有ガス及び固定量の前記ハロゲン含有ガスを前記選択されたレーザチャンバ内に注入する段階と、
前記レーザ光源のパラメータを測定して前記ガスの注入後の前記選択されたレーザチャンバ内の前記ハロゲンガスの量を推定する段階と、
前記選択されたレーザチャンバ内の前記ハロゲンガスの予想された量と前記選択されたレーザチャンバ内の前記ハロゲンガスの推定された量との差分に基づいて前記モデルを更新する段階と、
前記第２の数の注入機会後に、第３の数の注入機会の各々に向けて、
前記モデルを実行して、前記選択されたレーザチャンバ内の望ましい量のハロゲンガスをもたらす、注入されるハロゲン含有ガスの量を予想する段階と、
前記注入機会後に前記選択されたレーザチャンバ内のハロゲンガスの前記望ましい量をもたらすため、各注入機会に、固定量の前記非ハロゲン含有ガスと前記予想される量の前記ハロゲン含有ガスとを前記選択されたレーザチャンバに注入する段階と、を含むガスを補給する方法。

【請求項9】

前記複数の注入機会を選択する段階は、前記規則的な間隔を経過時間及びショットカウントのうちの一方又は両方を含むファクタに基づいて選択する段階を更に含む、請求項８に記載のガスを補給する方法。

【請求項10】

前記モデルは、ハロゲンガスが前記選択されたレーザチャンバにおいて消費される速度の推定値を含み、
ハロゲンガスが前記選択されたレーザチャンバにおいて消費される前記速度は、前記レーザ光源の作動パラメータの変化に基づいて推定され、
前記選択されたレーザチャンバは前記増幅器のレーザチャンバであり、前記作動パラメータは前記増幅器のレーザチャンバにおける放電電圧である、請求項８に記載のガスを補給する方法。

【請求項11】

前記モデルは、ハロゲンガスが前記選択されたレーザチャンバにおいて消費される速度の推定値を含み、
ハロゲンガスが前記選択されたレーザチャンバにおいて消費される前記速度は、前記レーザ光源の作動パラメータの変化に基づいて推定され、
前記選択されたレーザチャンバは前記主発振器のレーザチャンバであり、前記作動パラメータは前記主発振器と増幅器との間の放電タイミング差である、請求項８に記載のガスを補給する方法。

【請求項12】

前記モデルは、ハロゲンガスが前記選択されたレーザチャンバにおいて消費される速度の推定値を含み、
ハロゲンガスが前記選択されたレーザチャンバにおいて消費される前記速度は、前記レーザ光源の作動パラメータの変化に基づいて推定され、
前記選択されたレーザチャンバは前記主発振器のレーザチャンバであり、前記作動パラメータは前記レーザ光源の帯域幅である、請求項８に記載のガスを補給する方法。

【請求項13】

前記モデルは、ハロゲンガスが前記選択されたレーザチャンバにおいて消費される速度の推定値を含み、
ハロゲンガスが前記選択されたレーザチャンバにおいて消費される前記速度は、前記レーザ光源の作動パラメータの変化に基づいて推定され、
前記選択されたレーザチャンバは前記主発振器のレーザチャンバであり、前記作動パラメータはＥ９５である、請求項８に記載のガスを補給する方法。

【請求項14】

前記選択されたレーザチャンバ内の前記ハロゲンガスの量のモデルを実行する段階は、前記チャンバ内の前記ハロゲンガスの量を前記注入機会後かつ直後の注入機会前の選択された時点でモデル化する段階を更に含む、請求項８に記載のガスを補給する方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

〔関連出願への相互参照〕
本出願は、代理人整理番号ＰＡ１０９１ＵＳである２０１１年９月３０日出願の「２チャンバガス放電レーザシステムにおける高精度ガス注入のためのシステム及び方法」という名称の米国一般特許出願、出願番号第１３／２５１，１８１号に対する優先権を主張するものであり、その内容全体が、これにより引用によって本明細書に組み込まれる。

【0002】

本発明は、一般的にレーザシステムに関する。より具体的には、本発明は、２チャンバ「主発振器−電力増幅器」エキシマレーザのようなガス放電レーザのチャンバ内への反応ガスの注入の実施に関する。

【背景技術】

【0003】

フォトリソグラフィに使用される１つのタイプのガス放電レーザは、エキシマレーザとして公知である。エキシマレーザは、典型的には、アルゴン、クリプトン、又はキセノンのような希ガスとフッ素又は塩素のような反応性ハロゲンガスとの組合せを使用する。エキシマレーザは、通電された状態でのみ存在することができ、かつ紫外線範囲のレーザ光を引き起こすことができるエキシマ（又は希ガスハロゲン化物の場合はエキシプレックス）と呼ばれる擬分子が電気刺激及び高圧の適切な条件下で生成されるという事実にその名称が由来する。

【0004】

エキシマレーザは、高解像度フォトリソグラフィ機械に広く使用され、従って、超小型電子チップ製造に必要とされる極めて重要な技術の１つである。現在の従来技術のリソグラフィツールは、それぞれ２４８ナノメートル及び１９３ナノメートルの公称波長を有するＫｒＦレーザ及びＡｒＦエキシマレーザからの深紫外線（ＤＵＶ）光を使用する。

【0005】

エキシマレーザは、単一チャンバ光源で構築することもできるが、より高い電力及びスペクトル帯域幅の低減に対する対立する設計上の要求は、このような単一チャンバ設計において性能の妥協を意味してきた。この設計上の妥協を回避して性能を改善する１つの方法は、２つのチャンバを利用することによるものである。これは、スペクトル帯域幅とパルスエネルギ生成との機能の分離を考慮し、各チャンバは、２つの性能パラメータの一方に向けて最適化される。

【0006】

このような二重ガス放電チャンバエキシマレーザは、「主発振器−電力増幅器」又は「ＭＯＰＡ」レーザと呼ばれることが多い。二重チャンバアーキテクチャの効率は、スペクトル帯域幅及びパルスエネルギを改善することに加えて、ＭＯＰＡレーザにおける消耗モジュールが単一チャンバ光源におけるそれらに対応するモジュールよりも長い作動寿命に達することを可能にすることができる。

【0007】

各チャンバにおいて、光源がその電極にわたってエネルギを放出して光を生成すると、ＡｒＦ又はＫｒＦレーザの場合にはフッ素であるハロゲンガスが枯渇する。これは、例えば、所定の望ましいパルスエネルギを生成するのに要求される放電電圧の増加として見られるレーザ効率の減少を引き起こす。放電電圧は、ハードウエアの物理的制約によって判断される上限値を有するので、電圧がこの限界未満に留まり、かつレーザが適正に機能し続けるように、失われたフッ素を補給するための手段を講じなければならない。

【0008】

これを行う１つの方法は、チャンバ内のガス含有量を望ましい混合、濃度、及び圧力に戻すためにレーザが発射中ではない間にガスの全てが交換される補充と呼ばれるチャンバ内のガスの完全な補給を用いることである。しかし、補充は、レーザを補充処理中に停止しなければならないので極めて破壊的であり、従って、ウェーハの不適切な処理を回避するために、半導体ウェーハのリソグラフィ露光も同時に制御方式で休止され、次に、レーザが再び作動される時に再開しなければならない。この理由から、必要というわけではないが、時間を節約するために一度に両チャンバを補充することが典型的である。

【0009】

補充の必要性は、光源発射パターン及びエネルギ、光源モジュールの経年数、及び当業者に公知である他のものを含むいくつかの複雑かつ多くの場合に予測不能である変数に依存する可能性がある。この理由から、補充は、典型的には、光源がその作動限界に達することによる予期せぬ中断を光源作動が決して受けないことになることを保証する規則的なスケジュールで行われる。このような規則的なスケジュールは、一般的に、低いパルス使用量で作動する光源の一部のユーザが、単純なスケジュールによって得られる期間よりも遥かに長い補充と補充の間の期間にわたって待つことができるように、補充と補充の間の時間に関して非常に保守的な上限をもたらす。

【0010】

スループット及び光源利用可能性の増大に対する要求を考慮して、補充のための光源停止を最小にする努力が払われてきた。これを行う１つの方法は、完全な補充ではなく、注入として公知のチャンバ内のガスの部分的な補給を行うことによるものである。レーザがある一定のパラメータ内で作動し続けることができる限り、レーザを注入のために停止することは必要ではなく、従って、処理は、注入処理中に続行することができる。

【0011】

例えば、注入がいつ行われるべきか及び注入によって供給すべきハロゲンガスの量を判断する方法を含む注入を管理するいくつかの従来技術の方法及びシステムが説明されている。例えば、本出願の譲受人所有の米国特許第７，７４１，６３９号明細書及び米国特許第７，８３５，４１４号明細書を参照されたい。しかし、今日に至るまで、主発振器チャンバ及び電力増幅器チャンバの両方におけるハロゲンガス消費量を正確に推定し、従って、各々の中に注入すべきガスの量を計算することは困難であった。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0012】

【特許文献1】米国特許第７，７４１，６３９号明細書

【特許文献2】米国特許第７，８３５，４１４号明細書

【特許文献3】米国特許出願番号第１３／１７４，４８４号明細書

【特許文献4】米国特許出願番号第１３／０９８，２５９号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0013】

より正確な注入は、レーザが、別の補充及び／又は注入を行わければならなくなるまでより長い期間にわたって作動することを可能にすると考えられる。更に、正確な注入は、レーザチャンバへの次の注入の計算の礎になるより良好な基盤を与える。すなわち、注入は、非常に正確なガス濃度をもたらす方式で行われることが望ましい。

【課題を解決するための手段】

【0014】

高精度のガス注入をエキシマレーザのような２チャンバガス放電レーザのレーザチャンバにおいて自動的に行うシステム及び方法を開示する。数学モデルは、注入後のレーザチャンバ内のハロゲンガスの量を注入前に存在するハロゲンガスの量と、注入されたハロゲンガスの量と、チャンバ内のハロゲンガスの消費率とに関連付ける。固定量のハロゲンガスが、遷移を落ち着かせるために初期の回数の注入でチャンバに追加され、その後に、注入されるハロゲンガスの量は、モデルに従って注入後にハロゲンガスの望ましい量をもたらすように計算された量である。測定が注入後に行われ、存在するハロゲンガスの実際量及びハロゲンガスの消費率を更新する。

【0015】

一実施形態において、ハロゲンを含むレージング媒体ガスを含むレーザチャンバを各々が有する主発振器及び増幅器と、補給スキームを規則的な間隔で自動的に実行するコントローラを含むガス補給スキームシステムとを含む二重チャンバガス放電レーザ光源を説明し、補給スキームは、注入機会後のチャンバ内のハロゲンガスの量を注入機会前のチャンバ内のハロゲンガスの量と注入機会中にチャンバに追加されたハロゲンガスの量とに基づいてモデル化する段階と、第１の数の注入機会後に、注入機会後のチャンバ内のハロゲンガスの量を推定するためにレーザ光源のパラメータを測定し、数学モデルをパラメータの測定値に基づいて更新する段階と、第１の数よりも大きい第２の数の注入機会に向けて、固定量の非ハロゲン含有ガスと固定量のハロゲン含有ガスとを各注入機会で選択されたレーザチャンバに注入する段階と、第２の数の注入機会後に、固定量の非ハロゲン含有ガスと、注入機会後にチャンバ内のハロゲンガスの望ましい量をもたらすように予想された量のハロゲン含有ガスとを各注入機会で選択されたレーザチャンバに注入する段階とを含む。

【0016】

別の実施形態において、ハロゲンを含むレージング媒体ガスを含むレーザチャンバを各々が有する主発振器及び増幅器を有する二重チャンバガス放電レーザ光源にガスを補給する方法を説明し、本方法は、規則的な間隔で発生する複数の注入機会を選択する段階と、注入機会後のチャンバ内のハロゲンガスの量を注入機会前のチャンバ内のハロゲンガスの量と注入機会中にチャンバに追加されたハロゲンガスの量とに基づいてモデル化する段階と、第１の数の注入機会後に、注入機会後のチャンバ内のハロゲンガスの量を推定するためにレーザ光源のパラメータを測定し、数学モデルをパラメータの測定値に基づいて更新する段階と、第１の数よりも大きい第２の数の注入機会に向けて、固定量の非ハロゲン含有ガスと固定量のハロゲン含有ガスとを各注入機会で選択されたレーザチャンバに注入する段階と、第２の数の注入機会後に、固定量の非ハロゲン含有ガスと、注入機会後にチャンバ内のハロゲンガスの望ましい量をもたらすように予想された量のハロゲン含有ガスとを各注入機会で選択されたレーザチャンバに注入する段階とを含む。

【0017】

更に別の実施形態は、ハロゲンを含むレージング媒体ガスを含むレーザチャンバを各々が有する主発振器及び増幅器を有する二重チャンバガス放電レーザ光源にガスを自動的に補給する方法を実施するようにプロセッサによって実行可能であるプログラムが具現化された持続性コンピュータ可読媒体を開示し、本方法は、規則的な間隔で発生する複数の注入機会を選択する段階と、注入機会後のチャンバ内のハロゲンガスの量を注入機会前のチャンバ内のハロゲンガスの量と注入機会中にチャンバに追加されたハロゲンガスの量とに基づいてモデル化する段階と、第１の数の注入機会後に、注入機会後のチャンバ内のハロゲンガスの量を推定するためにレーザ光源のパラメータを測定し、数学モデルをパラメータの測定値に基づいて更新する段階と、第１の数よりも大きい第２の数の注入機会に向けて、固定量の非ハロゲン含有ガスと固定量のハロゲン含有ガスとを各注入機会で選択されたレーザチャンバに注入する段階と、第２の数の注入機会後に、固定量の非ハロゲン含有ガスと、注入機会後にチャンバ内のハロゲンガスの望ましい量をもたらすように予想された量のハロゲン含有ガスとを各注入機会で選択されたレーザチャンバに注入する段階とを含む。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】一実施形態によるＭＯＰＡエキシマレーザのような二重チャンバガスレーザのためのガス補給システム１００の略示ブロック図である。

【図2】従来技術及び本明細書の一実施形態において行うことができるようなＭＯＰＡエキシマレーザのような二重チャンバガスレーザのチャンバにガスを補給するための単一注入を示す図である。

【図3】一実施形態においてチャンバ内のフッ素の予想量を判断するためのモデルを示すＭＯＰＡエキシマレーザのような二重チャンバガスレーザのチャンバにガスを補給するための一連の注入を示す図である。

【図4】いずれの更新されたデータもない場合に最初のＮ回の注入にわたってモデルにより予想されるフッ素の値の不確実性の予想された成長と収集データがその後のＭ−Ｎ回の注入にわたってモデルを更新するのに使用される時のその不確実性のその後の低減とを示す図である。

【図5】別の実施形態においてチャンバ内のフッ素の予想量を判断するためのモデルを示すＭＯＰＡエキシマレーザのような二重チャンバガスレーザのチャンバにガスを補給するための２回の注入を示す図である。

【図6】一実施形態によりＭＯＰＡエキシマレーザのような二重チャンバガスレーザのチャンバへの注入中に追加されるフッ素の量を判断する方法における段階を示す略示流れ図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

本出願は、ハロゲンガス濃度を以前の実施よりも大きな精度で制御することを目的として、ＭＯＰＡエキシマレーザのような２チャンバガス放電レーザの一方又は両方のチャンバへのハロゲンガスの注入を自動的に行う方法及びシステムを説明する。

【0020】

本明細書に説明するような注入処理は、ハロゲンガスの精度の増大をもたらし、以前の注入方法に関連の問題の多くが緩和又は排除されることが予想される。注入処理の制御は、前回時に存在するハロゲンガスの量、チャンバ内のハロゲンガスの消費率、注入前のチャンバの圧力、及び注入後の望ましい圧力を考慮することによってチャンバに追加すべき望ましいハロゲンガスの量を計算するためにレーザ作動のいくつかの利用可能な信号及びパラメータのうちの１つ又はそれよりも多くを使用するモデルに基づいている。これらのパラメータのいくつかは規則的な間隔で測定され、モデルは、このような測定値に基づいて更新される。処理におけるこれらのファクタを考慮及び更新することにより、従来技術の処理よりも有意に精度が改善したフッ素濃度の制御がもたらされる。

【0021】

ＭＯＰＡエキシマレーザのような二重チャンバガスレーザのためのガス補給システム１００の略示ブロック図が図１に示されている。ＭＯＰＡエキシマレーザは、レーザチャンバを含む主発振器１０２及びレーザチャンバを含む電力増幅器１０４も有する。作動時に、主発振器１０２は、第１のレーザビーム１０６を生成し、第１のレーザビーム１０６は、電力増幅器１０４に伝えられ、電力増幅器１０４で、第１のレーザビーム１０６は、リソグラフィに使用されるスキャナ機械（図示せず）に出力される第２のレーザビーム１０８を生成するために増幅される。

【0022】

各レーザチャンバは、ガスの混合物を含み、例えば、所定のエキシマレーザにおいて、各レーザチャンバは、ハロゲン、例えばフッ素をアルゴン、ネオンのような他のガス（一般的に希ガスとして公知である）、及び恐らくは他のものと共に全圧Ｐまで増加する異なる分圧で含むことができると考えられる。簡潔さを期すために、ハロゲンガスは、以下フッ素として説明するが、本明細書に説明する原理は、同様に他のハロゲンガスにも適用することができる。

【0023】

ガス容器１１０及び１１２は、主発振器１０２及び電力増幅器１０４に弁１１４を通じて接続され、レーザチャンバ内のガスの補給を所望された時に可能にする。ガス容器１１０は、典型的には、「Ｍ１混合物」、「トリ混合物」、又は多くの場合に単に「フッ素」として公知であるフッ素、アルゴン、及びネオンを含むガスの混合物を含むことができ、一方、ガス容器１１２は、「Ｍ２混合物」、「バイ混合物」、又は「希ガス」として公知であるアルゴン、ネオン、及び／又は他のガス（ただしフッ素なし）の混合物を含むことができると考えられる。プロセッサ又は論理回路のようなコントローラ１１６は、以下で更に説明するようなある一定のデータに基づいて弁１１４を作動し、ガスを容器１１０及び１１２から主発振器１０２及び電力増幅器１０４のレーザチャンバに移送する。

【0024】

当業技術で公知のように、ガス容器１１０内のフッ素が典型的にレーザ作動に望ましい圧力よりも高い特定の分圧にあるので、２つのガス容器が必要である。フッ素を主発振器１０２又は電力増幅器１０４のレーザチャンバに望ましいより低い濃度で追加するために、容器１１０内のガスを希釈しなければならず、容器１１２内の非ハロゲン含有ガスがこの目的に使用される。

【0025】

図示していないが、弁１１４は、典型的に２つの弁、すなわち、ガスが各チャンバを第１の速度で出入りすることを可能にする「注入」弁、及びガスが各チャンバを第２の及びより速い速度で出入りすることを可能にする「チャンバ充填」弁をレーザチャンバ毎に含む。更に、主発振器１０２内のレーザチャンバ及び電力増幅器１０４は、均質な混合物が作動中に維持されるようにチャンバ内にあるガスを混合する送風機を含む。送風機はまた、熱をガスに追加する。

【0026】

上述のように、フッ素は、レーザ作動中に消費される。フッ素濃度の得られる減少により、典型的には、レーザパルスを生成するのに要求される放電電圧の増加が発生する。更に、フッ素濃度の変化は、第１のレーザビーム１０６と増幅レーザビーム１０８との生成を引き起こす放電間の遅延時間（「ｄｔＭＯＰＡ」）にも影響を与える。

【0027】

すなわち、フッ素濃度を補給してレーザを望ましいパラメータ内で作動するように保たなければならない。更に、フッ素の満足な分圧は、各レーザチャンバ内のガス含有量を一定の圧力に保ちながら維持しなければならない。ここでもまた、これは、時には、チャンバをパージしてガスを完全に交換する完全な補充ではなく、注入、すなわち、チャンバにおけるガスの部分的な補給により行われる。

【0028】

完全な補充の場合と同様に、注入は、典型的には、注入と注入の間の経過時間により、又は発生した「ショット」、すなわち、レーザのパルスの数によって判断される一定の間隔で行われる。一部の従来技術のシステムにおいて、注入は、毎回、そのチャンバによるほぼ１，０００，０００パルス後に各チャンバにおいて行われる。作業しやすいように、レーザチャンバへの注入は、交互方式であり、従って、各チャンバは、毎回約１００万パルス後に注入を受けるが、電力増幅器１０４は、主発振器１０２が注入を受けてから約５０万パルス後に注入を受け、また、その逆が行われる。そのような注入タイミングは、例えば、本出願の譲受人所有の米国特許第７，８３５，４１４号明細書に説明されている。

【0029】

しかし、完全な補充では、単にレーザチャンバ内のガスの全てが交換されるが、注入は、主として、最終補充又は注入から消費されたフッ素の量を交換することを意図している。作動中に消費されるのは殆どフッ素であるので、主発振器及び電力増幅器内のレーザチャンバに対する注入は、フッ素を含まない固定量のＭ２混合物と、チャンバ内のフッ素の濃度を望ましいレベルに上げるのに十分なフッ素を含むＭ１混合物の量とを含むことになり、従って、消費されたフッ素が交換されることが従来技術において公知である。

【0030】

図２は、従来技術と本明細書に説明する方法及びシステムとの両方で行うことができるような代表的な単一注入を示している。注入は、主発振器又は電力増幅器のレーザチャンバにおいて、又は両チャンバにおいて行うことができる。上述したように、注入が両チャンバに行われる場合に、典型的には、同時にではなく交互に行われる。

【0031】

所定の注入において、フッ素が補給されているチャンバは、最初にターゲット圧力Ｐ_Tである。フッ素のある一定の量がチャンバに追加され、上述したように、これは、実際にはフッ素がその一部であるΔＦと指定されたある一定の量のＭ１混合物をチャンバに追加することによって行われる。ΔＦの追加により、図示のようにチャンバ圧力が増大する。この後に、ΔＲＧによって示すようなある一定の量のＭ２混合物がチャンバに追加され、チャンバの圧力が更に増大する。典型的には、ΔＲＧの量は、全ての注入に対して同じままであり、Ｍ１注入量ΔＦのみが変えられる。

【0032】

ここでもまた、上述したように、処方の簡潔さを期すために、Ｍ１混合物を単にフッ素、すなわち、Ｆと呼び、Ｍ２混合物をＲＧ（「希ガス」のこと）と呼ぶこととする。追加すべきＭ１混合物の望ましい量ΔＦは、注入前にチャンバ内に残っているフッ素及び追加のＭ２混合物ΔＲＧによるその後の希釈を考慮してチャンバ内のフッ素の望ましい濃度の発生をもたらす量である。Ｍ１及びＭ２混合物が追加されてフッ素の望ましい濃度がもたらされた状態で、ガスがチャンバ内で完全に混合することを可能にする遅延（図２の点１から点２までの期間）後に、この時点で混合した混合ガスは、フッ素濃度を変えることなく圧力を典型的にはターゲット圧力Ｐ_Tに戻すためにチャンバから抽気される。（尚、一部の実施形態において、注入後のＰ_Tの値は注入前の圧力と同一である必要はないが、ここでは、同じと仮定される。）

【0033】

チャンバ内で消費されたフッ素の量を正確に計算することが従来から困難であり、それは、次に、補償するために追加すべきＭ１混合物の量ΔＦを判断することを困難にする。注入を管理する一部の過去の努力においては、Ｍ１ガス混合物の量をほぼ３０秒毎のように規則的な間隔で測定される様々なパラメータに基づいて計算しながら、固定量のＭ２ガス混合物（図１のガス容器１１２からなど）を使用していた。例えば、一部の場合には、主発振器に対する注入は、単独で又は主としてｄｔＭＯＰＡから計算され、一方、電力増幅器に対する注入は、主発振器のエネルギ出力及び放電電圧、又は消費されたフッ素の代替として使用される何らかの他のパラメータから計算されていた。しかし、このようなパラメータの変化は、実際のフッ素消費に対して全体として劣等な近似であり、従って、ΔＦ注入の適切なサイズの正確な判断は得られない。

【0034】

本出願は、注入中にチャンバに追加すべきフッ素の量を判断する改良型モデルを提供しようとするものである。以下に見ることができるように、このモデルは、フッ素消費率及びフッ素分圧の推定値が改善するように、レーザが作動する時のガス濃度の動的変化とガス濃度との測定されたデータの相関とに関するデータを組み込んでいる。本明細書に説明する方法はまた、存在するフッ素の実際量及び／又は更新された消費率に関する適切なデータを取得することができる場合に各注入前にモデルを更新することを提供する。

【0035】

図３は、一実施形態による注入されるフッ素の望ましい量を計算する本明細書に説明する方法を理解する際に使用される一連の注入を示している。水平軸は、ショット及び時間を指すが、上述したように、注入間の間隔は、典型的には発射されたショットの回数により均一に分離され、必ずしも経過したクロック時間によるものではない。

【0036】

従来技術の場合と同様に、補充が完了した状態で、レーザは、ショット、すなわち、半導体ウェーハを処理するのに使用することができるレーザパルスの発射である作動を始めるか又は再開する。注入は、通常は、図３に示すように指定の作動期間の後に始まり、注入１で開始され、連続番号が付された注入が２で続き、（示していない期間の後は）Ｎ−１、Ｎなどで続行される。従来技術の場合と同様に、注入は、典型的には、定期的に、例えば、作動中のレーザによって発射された１００万ショット後毎に行われる。ウェーハの通常の処理は、注入中及び注入と注入の間にショットが発射される時に行うことができる。

【0037】

上述のように、モデルは、更新しなければならないが、有用な又は「良好な」データでのみ更新することが望ましい。例えば、パルスが生成されない補充又は長い休止後にレーザが作動を開始又は再開した時に、遷移効果が発生する期間ができることになり、このような期間中に得られるいずれのデータも、レーザの望ましい作動条件を反映しない場合がある。従って、誤差をその後の注入において作り出さないように、このような遷移効果が消失してレーザがいずれかのタイプのデータ収集又はモデル更新を行おうとする前に定常状態で作動するように、レーザが何らかの固定期間にわたって作動することを可能にすることが望ましい。

【0038】

遷移の許容可能性は、いくつかの方法で考慮することができる。第１に、図３に示すように、レーザを作動しても注入１が行われるまでショットが行われない「延期」期間３０１を作ることができる。（一部の場合には、この期間は、ユーザが調節することができ、必要に応じて、注入がレーザ作動の開始から行われるように０に設定することができる。）

【0039】

しかし、注入が行われない延期期間の後でさえも、注入が始められた時に、第１の注入の一部は、依然として遷移効果を受ける場合があり、従って、本明細書に説明する従来技術方法又はモデルに使用されるパラメータを測定しても、依然として有用なデータをもたらさない場合がある。この可能性を回避するために、本明細書に説明する方法の一実施形態において、延期が終了して注入が始まると、何らかの初期の回数Ｎの注入からのデータは収集されない。（代替的に、データは、収集できてもモデルの更新には使用されない。）

【0040】

以下に説明するように、物理処理に関して、モデルに反映されるいくつかの不確実な点があり、従って、モデルを継続して使用してデータがモデルの現状を更新するのに使用されない限り、チャンバ内のガス濃度がモデルにより予想されたものと有意に異なる可能性は増大すると考えられる。こういう理由から、作動の定常状態が得られた状態で、モデルを使用して注入中に追加されるフッ素の量を調節する前に、モデルの結果とレーザの実際の作動との間のずれを低減することができるように、何らかの期間にわたってデータを収集してモデルを更新することが望ましい。従って、データはＮ回の注入後に収集されるが、何らかのより大きいＪ回の注入に対して（すなわち、Ｊは、Ｎよりも大きい）、注入のサイズは、固定され、すなわち、固定量のＭ１混合物（ΔＦ）がこれらの注入の各々において追加される。この期間のための適切なサイズΔＦは、当業者により理解されることになるように、レーザの履歴作動データに基づくことができる。

【0041】

Ｎ回の注入が行われた後に、その後の注入からのデータが収集されてモデルを更新するのに使用される。その後に、モデルは、Ｊ回の注入が行われるまで各注入後に更新される。収集データに基づいて注入すべきフッ素の量を判断するためのモデルの初回の使用は、従って、注入Ｊ＋１のためのものであることになり、かつ以前のＪ−Ｎ回の注入に基づくことになる。

【0042】

従って、このような実施形態において、補充後に４つの作動段があることを見ることができる。第１の段である延期期間において、注入はないことになる。第２の段において、Ｎ回の固定の注入があることになり、モデルを更新するデータが使用されないことになる。第３の段において、Ｊ−Ｎ回の固定の注入があることになり、モデルを更新するデータが使用されることになる。第４の段において、Ｊ回の注入後に、注入サイズは、可変であり、かつモデルが収集データから更新されるのでモデルに基づくことになる。

【0043】

図３に戻って、補充後の第１の注入を考える。補充が完了した時に、注入が行われる前のチャンバ内に何らかの量のフッ素混合物Ｆ₀及び何らかの量の希ガスＲＧ（ｋＰａで測定）があることになる。上述したように、フッ素は、Ｍ１混合物からのものであり、希ガスは、Ｍ１及びＭ２の両方の混合物から来たものである。フッ素［Ｆ］の濃度は、従って、次式：

及び

により与えられ、ここで、Ｆ₀はフッ素の総量であり、Ｐ_Tはチャンバの圧力である。

【0044】

第１の注入後に、フッ素Ｆ₁の量（図３でＦ₁とラベル付けした点での）は、Ｆ₀の値、追加されたフッ素ΔＦ及びの非フッ素ガスΔＲＧ、及び経過時間中のフッ素の消費量に基づくことになる。

【0045】

本明細書に説明するモデルは、取りわけ、フッ素の消費率の推定を改善することによって注入の精度を改善しようとするものである。フッ素の２つのタイプの消費、すなわち、レーザにより発射されたショットによる消費及び時間の経過による消費がある。レーザのショットによるフッ素の消費率は、ω_f（「ｆ」は「発射」を意味する）として定義され、時間の経過による消費率は、ω_nf（「ｎｆ」は「非発射」を意味する）として定義される。

【0046】

第１の注入の後のフッ素の量を判断するために、Ｆ₁とラベル付けされた点で、各消費率は、補充から経過したそれぞれショット又は時間の量によって乗算される。経過したショットＴ_REFILLの尺度は、補充してから発射されたショットの回数として定義され、かつレーザ発射によるフッ素の消費を判断するためにω_fと共に使用される。同様に、経過時間ｔ_REFILLの尺度は、補充からのクロック時間として定義され、かつ時間によるフッ素の消費を判断するためにω_nfと共に使用される。上述したように、ショットも時間も、図３の水平軸上に示されており、従って、Ｔ_REFILL及びｔ_REFILLは、図３上の同じ点、すなわち、入１の終了時に示されている。しかし、それらは、フッ素の消費を引き起こす異なるイベントであり、一方は、分及び秒で測定された時間の経過であり、他方は、レーザにより発射されたたショットの回数である。

【0047】

これらの定義を用いて、Ｆ₁は、次式により与えられる。

【0048】

これは、基本的なモデルである。しかし、一部の変形が可能である。例えば、ここでは、ターゲット圧力Ｐ_Tは、注入の前後で同じであると仮定される。他の実施形態において、２つの時点は、異なる圧力を有する場合があり、その場合に、分母のＰ_Tの値は、注入前のチャンバの圧力であり、角括弧の外側のＰ_Tの値は、注入後のチャンバ圧力である。また、簡潔さを期すために、モデルでは、パイプ内に残るガスは考慮されず、これが補充シーケンスにおいてどのように行われるかの１つの例は、本出願の譲受人所有の米国特許出願番号第１３／１７４，４８４号明細書に示されている。

【0049】

当業技術で公知のように、説明したパラメータのいくつかにおいて何らかの不確実性がある。例えば、消費率ω_f及びω_nfは、ある一定の限界内でのみ既知である。ω_f（ｋＰａ／ショットの単位）の場合に、既知の上下の境界があるが、実際の値は、境界内で多少不確実であり、更に、ガス寿命を通じて変動する。ω_nfの値は、同様に、何らかの程度の確実性でのみ既知であるが、ガス寿命にわたってほぼ一定である傾向がある。補充の終了時のフッ素の量であるＦ₀の値さえも、Ｍ１混合物内のフッ素量の精度、タンク圧力などの変動のような何らかの不確実性を有するが、この不確実性は、小さいと考えられる。

【0050】

従って、Ｆ₁の計算された値は、実際には、Ｆ₀の推定値及び消費率ω_f及びω_nfの推定値に基づく実際の値の推定値である。消費率の初期推定値は、履歴データ及び外部フッ素センサを使用するエンジニアリング試験から導出される。

【0051】

第２の注入Ｆ₂の後のフッ素の量は、同様に、モデルにより以下のように与えられることを見ることができる。

しかし、ここで、モデルは、上述したようにＦ₁の計算された値で開始され、Ｔ₁及びｔ₁は、それぞれ、補充からではなく第１の注入の終了から第２の注入の終わりまでに発射されるショットの回数及び経過時間を表している。ここで、ターゲット圧力Ｐ_Tは、ここでもまた、第２の注入の前後で同じであると仮定され、上述したように、他の実施形態ではこれらの値は異なる場合がある。ΔＦ及びΔＲＧの値は、Ｍ回の固定の注入の期間中は同じままである。

【0052】

いずれの検査又は補正もない場合に、モデルを繰返し実行して各注入後にフッ素Ｆ_Kの量を計算することは、Ｆ_Kの各連続した値が前回の推定値Ｆ_K-1に基づくことを考慮すると、時間と共に増大する誤差を含む推定値を単にもたらす場合があることは認められるであろう。こういう理由から、フッ素の固定の注入からモデルにより予想された量へ切り換わる前に、モデルを何らかの固定期間にわたって収集データで更新することも望ましい。

【0053】

これは、図４で見ることができ、図４は、全体的に、モデルにより予想されたフッ素の値の不確実性がデータ更新のない場合に最初に最初のＮ回の注入にわたって増大し、その後に、収集データがモデルをその後のＪ−Ｎ回の注入にわたって更新するのに使用される時に低減される場合があることがどのように予想されるかを示している。

【0054】

遷移を落ち着かせるための時間の増大を可能にしたいという願望と、より長い期間にわたって蓄積する誤差の増大との間にはトレードオフがあることが明らかであろう。２桁のＮの値、すなわち、最初の数十回の注入は、殆どの遷移が落ち着いてデータが有効になるために十分に長い期間であると考えられるが、状況に基づいて僅か１０のＮの値さえ十分である場合がある。

【0055】

Ｊの値は、モデルがレーザの通常の作動条件下で再収束することを可能にするのに十分に大きいものであるべきであり、状況に基づいて、僅か３０回の注入であるＪの値で十分であると考えられる。当業者は、これらの数は、様々な理由からレーザ間で変動する場合があり、かつ例えば本方法をＮ＝１０及びＪ＝３０で実行した場合に得られた結果が不満足であった場合に、満足できる結果が得られるまでこれらの値を増大してより多くの注入が行われることを可能にすることができることを認識するであろう。

【0056】

Ｊ回の注入後に、レーザは適切な作動に対して収束したと仮定され、従って、Ｆ_Jの値は、フッ素Ｆ_Tの望ましい量であると仮定され、この値は、アルゴリズムのターゲット値として記憶される。その後に、モデルが実行された時に、所定の注入ｋで追加すべきフッ素ΔＦの量は、注入後のフッ素の量Ｆ_kをＦ_Tと等しくさせるために計算された量である。

【0057】

上述のように、レーザの作動中にモデルの項の一部の実際の値に関するデータを収集し、推定値を精緻化するか又は交換することによってモデルを改善することが望ましい。一実施形態において、パラメータＶが選択及び測定される。一実施形態において、注入を電力増幅器チャンバに対して考慮する時に、Ｖは、放電電圧とすることができ、一方、主発振器チャンバの場合に、Ｖは、レーザショットを生成する主発振器チャンバ内の放電とショットを増幅する電力増幅器チャンバ内のその後の放電との間の遅延時間（「ｄｔＭＯＰＡ」）とすることができる。

【0058】

一部の実施形態において、Ｖは、中心波長を中心とするスペクトルの中心波長のいずれかの側に含まれるエネルギのある一定の百分率の積分により測定することができる帯域幅のような何らかの他の測定値とすることができる。他の状況に使用される１つの帯域幅の尺度は、エネルギの９５％の積分であり、一般的であり、かつＥ９５％又は単にＥ９５として公知である。他の場合に使用される別のパラメータは、例えば、各チャンバのための固体パルス電力システム（ＳＳＰＰＭ）の圧縮ヘッドのピーキングコンデンサで両チャンバに印加される共通電圧及びチャンバの一方のエネルギ出力である。主発振器チャンバに関して、これは、Ｅ_MOと指定される。フッ素の量又はフッ素の消費率を推定するための他の適切なパラメータ及び／又はパラメータの組合せが当業者には明らかであろう。

【0059】

Ｖの値は、一般的に、次式によって注入Ｋの後のフッ素の量Ｆ_Kに関連付けられることになる（３）。

ここで、Ｔ_{SINCE REFILL}は、行われた注入の回数と無関係に補充からのショットの総数であり、θ_kは、フッ素量と相関付けられない測定値の成分であり、ｈは、適切な定数である。当業者は、どのパラメータがＶとして測定されるかによってｈを適切に判断する方法を認識するであろう。

【0060】

Ｖの測定は、典型的には、注入終了時に行われることになる。注入が終わると、モデルが、行われたばかりの注入に対して再び実行されるが、この時点で、注入の実際のサイズ、すなわち、ΔＦ及びΔＲＧは、発射されたョットの実際の回数Ｔ及び経過時間ｔと同様に既知である。従って、履歴データに基づいて、測定されたパラメータＶは、モデル内のこれらの値が、チャンバ内の現在の条件をより正確に反映するために更新されるように、存在するフッ素Ｆの実際量及び発射消費率ω_fに相関付けることができる。

【0061】

コンピュータ制御式システムにおけるより容易な実施に向けて、Ｆ_K値の更新を含むモデルは、以下のように行列を使用する状態方程式として書くことができる。

ここで、以下の通りである。
Ｆ_k＝注入Ｋ後のフッ素
ΔＦ_k＝注入されたフッ素の量
ΔＲＧ＝注入された希ガスの量

【0062】

このモデルでは、ω_fは、予想として最初に一定であり、すなわち、ω_f、kは、どのように変わるかが最初に分っていないのでω_fk-1と同じであり、ｄｖ／ｄｔも一定であると仮定する。最終の項は、ここでもまた、付加的なノイズとして処理されるノイズ及び／又は外乱ベクトルである。

【0063】

簡素化に向けて、値α_kは、以下のように定義される。

【0064】

この式は、次に、以下のようになる。

【0065】

この状態方程式により表されたモデルを用いて、「モデル実行」項は、Ｆ_kの値を最初のＪ回の注入中の特定の注入ｋに向けて計算し、その後に、望ましいＦ_TをもたらすことになるΔＦの値を計算することを意味する。「モデル更新」項は、収集データを使用してモデルにより推定された値と比較されるＦの実際の値又はω_fの実際の値のより良好な推定値を得ることを意味する。当業者は、式（５）によって表される時のモデル内のフッ素及びその消費率の推定の品質を改善するためにどのように以前の式（３）からのＶの測定値を使用すべきかを理解するであろう。

【0066】

Ｆの値は、各注入のまさに終了時に、例えば、図３の点Ｆ₁及びＦ₂で推定されるとこれまでは仮定されてきた。同様に、より正確な値をＦに対して取得することを意図したいずれの測定も、これらの時点で行われると考えられる。しかし、Ｆの望ましい値が得られるべき点は、チャンバの圧力がターゲット圧力Ｐ_Tである注入と注入の間のどこでもよいとすることができ、かつ僅かな付加的な計算のみを必要としてこの変動をモデルに含めることができることが可能であることは認められるであろう。

【0067】

必要に応じて望ましいフッ素注入ΔＦの計算を精緻化する期間をモデルの注入間に含めることができる。図５は、２回の注入Ｊ及びＪ＋１を示している。上述したように、注入Ｊ前の全ての注入は、固定量のフッ素を含む。注入Ｊの終了時にチャンバ内のフッ素Ｆ_Mの量があり、この値は、フッ素ターゲットＦ_Tになる。上述のモデルを使用して、次の注入後の値Ｆ_M+1がターゲットＦ_Tに等しくなる値をΔＦに対して計算することが可能である。

【0068】

しかし、次の注入、すなわち、注入Ｊ＋１が始まる直前の時点を考えてみる。この時点でのフッ素の量は、図６で分るように、注入後のフッ素Ｆ_J+1の量と区別するためにＦ’_J+1で指定される。注入Ｊの終了から注入Ｊ＋１の開始までの時間は、この期間中にレーザにより発射されたショットに対してはＴ’_J+1、及び経過したクロック時間に対してはｔ’_J+1と指定される。上記と同等に、これらの両方によりにフッ素の消費がある。しかし、この期間中にΔＦもΔＲＧもないので、モデルは、この期間中のフッ素の変化を以下のように表す。

ここで、ω_f、M及びω_nf、Mは、それぞれレーザの発射及び経過時間による注入Ｊ後の更新された消費率であり、Ｆ_Jは、更新されたフッ素値である。更に、Ｔ’_J+1及びｔ’_J+1、すなわち、注入Ｊからのショットの回数及び経過時間の両方は、注入Ｊ＋１の直前に既知である。

【0069】

従って、値Ｆ’_J+1を注入Ｊ＋１の直前に使用して、注入Ｊ＋１後のチャンバ内のフッ素ΔＦ_J+1の量がターゲット量Ｆ_Tであるように注入Ｊ＋１中に注入すべきフッ素ΔＦ_J+1の量を判断することができる。上述のモデルから、これは、以下により与えられる。

ここで、Ｆ_Tは、ターゲットフッ素であり、Ｐ_Tは、上述したような圧力ターゲットであり、Ｔ及びｔは、それぞれ、注入中のショットの回数及び注入の経過時間である。ｔは既知の値であり、すなわち、注入がどの程度時間を要するかは既知である。しかし、Ｔ、すなわち、発射されたショットの回数は、各注入中に変動する場合がある。従って、注入中に発射されたショットの平均値Ｔの過去の注入データから推定値が作られ、この式に使用される。

【0070】

図６は、本明細書に説明するような注入中にレーザのチャンバに追加すべきフッ素の量を判断する方法５００の段階を示す略示流れ図である。段階６０１で、注入を行う時間を判断する。上述したように、これは、従来技術で公知であり、典型的には、レーザの所定の数のショット後に行われる。

【0071】

段階６０２で、Ｊ回の注入が行われたか否かを判断する。Ｊ回の注入がまだ行われていない場合に、段階６０３で固定量のフッ素ΔＦを注入する。Ｊ回の注入が行われていた場合に、段階６０４で、本明細書に説明するモデルを現在の注入前に実行してチャンバに注入すべきフッ素ΔＦの量を判断し、段階６０５で、フッ素の判断した量をチャンバに注入する。

【0072】

注入が行われた状態で、段階６０６で、固定又は計算されたものに関わらず、上述したように望ましいパラメータＶを測定することによってデータを取得する。段階６０７で、取得データが良好であり、かつモデルを更新するのに使用することができるか否かを判断する。データは、それが良好ではないと見なされた場合は使用されない。上記と同様に、データは良好ではなく、従って、最初のＮ回の注入には使用されないと推定されることに注意されたい。以下に説明するように、データが良好でない他の理由がある場合がある。

【0073】

データが良好であると見なされた場合に、段階６０８でモデルを更新し、上述したように、一実施形態において、これは、取得データをモデルからの予想と比較することができるように、モデルを注入後に実行する段階を含む。モデルが更新されるか否かに関わらず、その後に、処理は、段階６０１に戻って次の注入のための時間の判断を待つ。

【0074】

当業者は、一部の事例おいて、データが得られた状態で、チャンバ内のフッ素の実際量が望ましい量Ｆ_Tから有意に変動することになり、このような場合に、単一注入のこのような変動を補正しようとすることがむずかしいか又は望ましくない場合があることも認識するであろう。従って、このような場合に、フッ素の望ましい量が何回かの注入にわたって達成されるまで、各注入と共に望ましいＦ_Tから変動の減少をもたらすΔＦの一連の値を計算することができ、その後に、システム及びモデルは、本明細書に説明するように機能することができる。

【0075】

レーザが何らかの理由で長い期間にわたって発射を停止し、その後に再開された場合に、遷移が再び発生する場合がある。このような場合に、ここでもまた作動の遷移に落ち着かせ、かつちょうどあたかもレーザが補充作動後に起動中であったかのように作動パラメータが通常作動に対して収束させるために、データが収集される前にＪ回の固定の注入及びより少ないＮ回の注入のシーケンスを繰り返すことが望ましい場合がある。しかし、この状況において、補充後に判断されたターゲットをリセットすることは不要であり、むしろ、補充後に判断された値が維持されてＪ回の注入が再開後に行われた後に使用することができる。

【0076】

上述のように、最初のＮ回の注入からのいずれのデータも、遷移の理由でモデルを更新するために使用するのに十分に良好ではないことになると仮定される。データがこの目的に対して同じく許容不能と見なされる場合がある他の状況があると考えられる。これを判断する１つの方法は以下の通りである。

【0077】

ショットカウンタは、注入後の経過したクロック時間の所定の期間に注入から何回のショットが発射されたかを見るために検査する。ショットＴの回数が何らかの最小数Ｔ_MINよりも大きく、すなわち、十分なショットが注入終了から発射されていた場合に、注入後のデータ収集及びモデルの更新が行われる。ＴがＴ_MINよりも大きくない場合に、ショットの回数は、所定の期間後に再び検査され、一実施形態において、ショットカウンタは、３０秒毎に検査する。

【0078】

何らかの少ない回数のこのような検査内でＴ_MINが到達された場合に、データが収集されてモデルが更新される。一実施形態において、Ｔ_MINの値は、約３０，０００〜５０，０００回のショットであり、これは、典型的には、パルス間データを受信し、かつ追いつくために３０秒毎にサンプリングされるデータフィルタを平均化することを可能にするのに十分に大きい数であると予想される。しかし、Ｔ_MINに到達するために行う検査が多すぎる場合、すなわち、経過したクロック時間が長すぎる場合に、データは、レーザが十分に速い速度で発射していないと共にノイズがあらゆる測定値に発生する可能性があるので不良と見なされる。一実施形態において、Ｔ_MINショットに到達するのに数分よりも長い時間を消費する場合に、データは、不良と見なされる。

【0079】

システムが次の注入の時間に到達しても良好なデータが得られなかった場合に、モデルは、次の注入で追加すべきフッ素の望ましい量を判断するためにデータの更新なしに実行される。次の注入後に、カウンタがリセットされ、処理が繰り返される。良好なデータが得られた場合に、モデルは更新される。

【0080】

本明細書に説明する方法は、いずれのチャンバと共にでも使用することができるが、Ｊ及びＮの値は、チャンバ毎に異なる場合がある。代替的に、ＰＡチャンバに対する注入は、本出願の譲受人所有の現在特許出願中の米国特許出願番号第１３／０９８，２５９号明細書に説明するように固定のままとすることができ、本明細書に説明する方法は、ＭＯチャンバに対してのみ使用される。

【0081】

開示するシステム及び方法をいくつかの実施形態を参照して先に説明した。他の実施形態も、この開示内容に照らせば当業者に明らかであろう。説明する方法及び装置のある一定の態様は、上述の実施形態に説明したもの以外の構成又は段階を使用して、又は上述したもの以外の又はそれに加えた要素を用いて容易に実施することができる。

【0082】

例えば、好ましい実施形態は、主発振器−電力増幅器多重チャンバ式エキシマ又は分子フッ素ガス放電レーザシステム（ＭＯＰＡ）であるが、システムは、主発振器−電力発振器（「ＭＯＰＯ」）、電力発振器−電力増幅器（「ＰＯＰＡ」）、又は電力発振器−電力発振器（「ＰＯＰＯ」）構成のような他の発振器／増幅器構成を有するように構成することができることは当業者により理解されるであろう。このような構成の各々において、第２段が電力増幅器又は電力発振器であるか否かに関わらず、第１発振器段の出力は、第２段において何らかの方式で増幅されることも理解されるであろう。

【0083】

同様に、具体的に反対であると特に断らない限り、本明細書又は添付の特許請求の範囲における主発振器段又はチャンバ（ＭＯ）及び／又は本明細書又は添付の特許請求の範囲における電力増幅器段又はチャンバ（ＰＡ）への言及は、出力を増幅に向けて増幅器の第２段又はチャンバに供給するあらゆる発振器第１段又はチャンバを包含とするのに十分に広義であると見なすものとし、発振器チャンバ又は発振器段という用語は、あらゆるこのような発振器段を包含するのに十分広義であり、増幅器チャンバ又は段という用語は、あらゆるこのような増幅器段を包含するのに十分に広義である。更に、以上の説明では一例として２段又はチャンバレーザを使用するが、開示するシステム及び方法は、単一チャンバレーザ又はあらゆる多重チャンバレーザにも適用することができると考えられる。

【0084】

説明する方法及び装置は、処理、装置、又はシステムとしてのそれらを含む多くの方法で実施することができることも認めなければならない。本明細書に説明する方法は、プロセッサにこのような方法を実行するように命令するプログラム命令によって実施することができ、このような命令は、ハードディスクドライブ、フロッピー(登録商標)ディスク、コンパクトディスク（ＣＤ）のような光ディスク、又はデジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）フラッシュメモリなどのようなコンピュータ可読ストレージ媒体上に記録される。本方法はまた、必要に応じて配線論理に組み込むことができる。本明細書に説明する方法の段階の順序を変えても依然として本発明の開示の範囲内とすることができることに注意しなければならない。

【0085】

実施形態に対する上記及び他の変形は、添付の特許請求の範囲によってのみ限定される本発明の開示によってカバーされるように意図している。

【符号の説明】

【0086】

１００ ガス補給システム
１０２ 主発振器
１０４ 電力増幅器
１０６ 第１のレーザビーム
１１０ Ｍ１トリ混合物

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】