JPH0797679B2

JPH0797679B2 - 高エネルギ・レーザ・ビーム発生器及び発生方法

Info

Publication number: JPH0797679B2
Application number: JP62091830A
Authority: JP
Inventors: エム．フォーサイスジェームス
Original assignee: ハンプシヤ− インスツルメンツ，インコ−ポレ−テツド
Priority date: 1986-04-15
Filing date: 1987-04-14
Publication date: 1995-10-18
Anticipated expiration: 2010-10-18
Also published as: JPS62273729A; EP0242178A2; JPH0482176B2; JPS62273727A; KR940000696B1; JPH0482177B2; JPH0616484B2; DE3788668T2; EP0242178B1; EP0242178A3; JPS62272534A; ATE99842T1; JPS62273728A; KR880013274A; DE3788668D1

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、Ｘ線リソグラフイ装置に関し、特にレーザ・
ビームが充分なパワーによりターゲツトに衝突してＸ線
を放射するプラズマを発生する高エネルギ・レーザ・ビ
ーム発生器及び発生方法に関する。

半導体チツプは多年に亙つてリソグラフイと呼ばれるプ
ロセスにより製造されていた。典型的なものとして、エ
ネルギ源からレジストにより被覆されたシリコン・ウエ
ーハ上にパターンを発生させるマスクを介して紫外線を
得ている。マスクにより阻止されなかつた紫外線はシリ
コン・ウエーハ上のレジストを露光させ、露光した又は
露光されていないレジストをエツチングにより除去し、
公知の技術により更に処理可能なシリコン・ウエーハ上
にパターンを残す。

益々密な半導体チツプの要求が発生するに従つて、紫外
線の使用上の限界が明らかとなつた。この限界は、その
中でも特に紫外線の波長と、充分な分解能により光学系
の能力に基づいている。これらはいずれも半導体チツプ
上に配置可能な1.0〜1.5ミクロン・オーダの有限な線の
太さを理由とするものである。紫外線写真プロセスの密
度の障壁を破るために、異なるエネルギ源を使用しなけ
ればならないことが数年来知られていた。良く示唆され
る第１形式のエネルギ源は、紫外線より短い波長であ
り、複雑な光学装置を必要としないＸ線であつた。Ｘ線
リソグラフイは最初にソフトＸ線リソグラフイ装置及び
処理と題するスミス他による米国特許第3,743,842号に
示唆されている。その後、ナーゲル（Nagel）他による
米国特許第4,184,078号にＸ線を発生するためにＸ線源
を放射するプラズマを用いることが示唆された。ここ
で、特に重要なことは、レーザが金属ターゲツトに収束
され、プラズマを発生させるナーゲル他の実施例であ
る。ナーゲルの基礎的な技術は、Ｘ線発生源手段の改良
に関連する米国出願番号第669,440号及び第669,442号に
おいて本出願人により改良されている。

本発明の高エネルギ・レーザ・ビーム発生器において
は、所望の出力ビームに対して狭くかつ低いエネルギの
レーザ・ビームを供給するレーザ・ビーム発振器と、高
さと高さに垂直で本質的に高さより長い幅の横断面をも
ちレーザ・ビーム・エネルギを増幅するためのガラスの
スラブから形成される通路をもつフェース・ポンプ・レ
ーザ・ビーム増幅器と、前記通路の第１部分を通って前
記増幅器を通過するように前記発振器により発生した前
記レーザ・ビームを指向させる第１レーザ・ビーム指向
手段を備えた高エネルギ・レーザ・ビーム発生器であっ
て、第２レーザ・ビーム指向手段は前記レーザ・ビーム
の一方の軸に沿って前記高さより大きくなく、かつ他の
軸に沿って前記高さと前記幅との間にレーザ・ビームの
大きさを拡張するビーム拡張手段を含み、前記第２レー
ザ・ビーム指向手段は更に前記通路の前記第１部分に交
差させることなく、前記レーザ・ビームを前記通路の第
２部分を通って前記フェース・ポンプ・レーザ・ビーム
増幅器を通過させるように前記レーザ・ビームを指向さ
せる手段を備えている。

また、本発明の高エネルギ・レーザ・ビーム発生方法に
おいて、光エネルギが注入される２つの主面をもち、２
つの前記主面を隔てる一定の高さ及び前記一定の高さに
対して垂直、かつより大きい一定の幅の横断面積とを有
するガラスのスラブからなる通路をもつフェース・ポン
プ・レーザ・ビーム増幅器を用い、高エネルギ・レーザ
・ビームを発生すると共に、初期レーザ・ビームを発生
するステップと、前記ガラスのスラブからなる通路の２
つの主面間の第１通路を通って、発生した前記初期レー
ザ・ビームを指向させて増幅した増幅レーザ・ビームを
得るステップとを含む高エネルギ・レーザ・ビーム発生
方法であって、更に前記高さの方向で前記高さより小さ
い寸法、及び前記幅の方向で前記高さより大きく、かつ
前記幅より狭い寸法に前記増幅レーザ・ビームを拡張し
て拡張レーザ・ビームを得るステップと、前記ガラスの
スラブからなる通路の２つの主面間の前記第１通路から
離れた第２通路を通って前記拡張レーザ・ビームを指向
させ、前記高エネルギ・レーザ・ビームを得るステップ
とを備えている。

以下、図を詳細に参照して本発明の好ましい実施例を説
明する。

さて、第１図を参照すると、Ｘ線リソグラフイ（XRL）
装置10が示されている。

Ｘ線リソグラフイ装置10はレーザ装置12、材料取扱い装
置14およびＸ線発生装置16、ウエーハ取扱い装置18及び
制御装置20を備えている。レーザ装置12は高エネルギ、
高速度繰返レーザ発振器及び増幅手段と共に、複数のフ
イルタ、シヤツタ及びミラーを備え、Ｘ線発生装置16に
一対の強力なレーザ・ビームを指向させている。レーザ
装置120の詳細を以下第11図〜第14図に関連して説明す
る。

Ｘ線発生装置16は排気された排気22を備え、レーザ装置
12からの一対のレーザ・ビーム24及び24Aを排気室22に
収束されている。レーザ・ビーム24及び24Aは排気室22
によりインタフエース接続されているターゲツト26を照
射するように指向され、プラズマを発生させる。プラズ
マによりＸ線が発生し、これが排気室22、排気室22内に
配置されているマスクのＸ線透過部分を介してウエーハ
取扱い装置18上のシリコン・ウエーハに向かつて進行す
る。マスク及びシリコン・ウエーハの所望部分は材料取
扱い装置14により適当な位置に、かつアライメントによ
り配置され、保持される。

レーザ装置12、材料取扱い装置14、Ｘ線発生装置16及び
ウエーハ取扱い装置18はそれぞれ制御装置20により制御
される。

第1A図を参照すると、材料取扱い装置14が示されてお
り、これにはアーム及びプラツトフオーム機構30を有す
るロボツト28が備えられている。ロボツト28はアーム及
びプラツトフオーム機構30を制御してウエーハ、ターゲ
ツト又はマスクのような部材32を取り上げて移動する。
移動のために積み上げられた部材32は、Ｘ線リソグラフ
イ装置10にSMIFコンテンナー34を用いてロードされる。
SMIFコンテナー34は移動又はロードしている間に部材32
の汚染を避けるために浄化されたエア雰囲気を維持する
ように設計されたものである。Ｘ線リソグラフイ装置10
はSMIFコンテナー34を受け止めるように一つを第１図に
示す正面に、他方を側方（図示なし）に配置した２つの
リセプタクルを有する。

ロボツト28はSMIFコンテナー34を用いてＸ線リソグラフ
イ装置10に挿入された部材32を移動し、これらを個々の
位置36に積み重ねるように制御することができる。ロボ
ツト28は、後で各部材32を位置36から以下で更に詳細に
説明する適当な位置に移動することができる。ウエーハ
は完全に処理されると、SMIFコンテナー34に戻され、SM
IFコンテナー34が一杯のときは、これをＸ線リソグラフ
イ装置10から取り除き、次の処理ステーシヨンに転送す
ることができる。同時に、未使用マスク又は使用済みタ
ーゲツトをロボツト28を用いて取り除くことができる。

次に、第２図を参照すると、外部パネルを取り除いたＸ
線リソグラフイ装置10が示されており、従つてウエーハ
取扱い装置18及び部分的なＸ線発生装置16が示されてい
る。第２図において、レーザ装置12は花崗岩スラブ38上
に設定されている。また花崗岩スラブ38はプラツトフオ
ーム40上に設定され、プラツトフオーム40は第２の花崗
岩スラブ42に設定されている。第２図には示されていな
いが、花崗岩スラブ42は制御装置20上の支持体により保
持されている。

花崗岩スラブ38及び42は非常に平坦かつ均一な上面を有
するように設計されている。特に花崗岩スラブ42の場合
に、これは適当なアライメントで処理しているウエーハ
を正しく処理し、配置するようにウエーハ取扱い装置18
をエネーブルするために必要である。更に、各花崗岩ス
ラブ38及び42は極端に重いので、従つてＸ線リソグラフ
イ装置10の適当な動作に影響しないように振動を防止す
る。

花崗岩スラブ38はレーザ装置12のレーザ・ビーム24及び
24AをＸ線発生装置16に向かつて指向するように、その
内部を貫通する一対の縦孔44及び46を有する。それぞれ
２つの縦孔46はミラー48及び50にそれぞれ整列されてい
る。またミラー48及び50は互いに収束レンズ52及び54に
むかつてレーザ・ビーム24及び24Aを反射し、収束レン
ズ52及び54はターゲツト26領域上の小さな点にレーザ・
ビームを収束させている。この構造の詳細を以下第４図
に関連して説明する。

レーザ・ビーム24及び24Aをターゲツト26上に収束する
結果、ターゲツト26でプラズマは排気室22の全域でＸ線
56を発生し、その一部をウエーハに指向させる。プラズ
マ及びウエーハ58との間の排気室22内に配置されている
マスクは、Ｘ線のパターンをウエーハ58に衝突させる。
このパターンはウエーハ58を覆うレジスタ層を露光させ
るので、ウエーハ58を更に処理することができる。

ウエーハ58はウエーハ取扱い装置18による離散的なステ
ツプにより移動される。ウエーハ取扱い装置18はチヤツ
ク60を備えており、チヤツク60は排気室22からのＸ線56
のパターンに一致して所望の位置に正しくウエーハ58を
配置するように、Ｘ、Ｙ、Ｚ及びシータ方向に移動可能
性である。ウエーハ58はミルロンの数十分の一内にある
非常に正確な位置を必要とするが、これはＸ線56を処理
する際に用いられる種々のステツプでそのような精度を
必要とするためである。ウエーハ取扱い装置18は通常の
ウエーハ・ステツパ装置、例えばマーチン・Ｅ、リー
（Martin Lee）の名により「半導体ウエーハのダイスに
一連のイメージを投影する装置Apparatus for Projecti
ng a Series of Images onto Dies of Semiconductor D
evices）」と題して米国特許第4,444,492号に更に詳細
に説明されているウルトラステツプ1000フオトリソグラ
フイ・システムであればよい。

第３図及び第４図を参照すると、Ｘ線発生装置16が更に
詳細に示されている。特に、第３図は排気室22の内部の
詳細を含む側面を示し、第４図は排気室22の内部の詳細
を含む正面を示す。縦孔44および46を介してレーザ装置
12から投射されたレーザ・ビーム24及び24Aは、ミラー4
8及び50によつて偏向され、収束レンズ52及び54を通過
する。第４図において、収束レンズ54は複数のレンズ62
〜64からなり、切断された状態で示されている。レーザ
・ビーム24及び24Aはそれぞれ収束レンズ52及び54を通
過し、排気室22の外側に配置されたミラー66及び68によ
り窓70及び72を介してターゲツト26に向かつて反射され
る。収束レンズ52、54、ミラー66及び68は、レーザ・ビ
ーム24及び24Aが収束レンズ52及び54によつて収束さ
れ、ミラー66及び68によつて反射されるように、配置さ
れており、ターゲツト26上で直径が50〜100ミクロン程
度の狭いスポツト74に衝突する。従つて、ミラー66又は
68によつて反射されたときに、収束レンズ52又は54から
スポツト74までの中心距離は、収束レンズ52及び54の焦
点距離に等しい。

排気室22は数Torr以下の圧力に排気されたチヤンバーで
あるのが好ましい。排気室22内に残留するガスはヘリウ
ムのような不活性ガスが好ましい。レーザ・ビーム24及
び24Aが排気室22に進行するので真空を保持するため
に、窓70及び72は排気室22側で密閉されている。ターゲ
ツト26は排気室22の頂部に配置されており、両者が移動
できるように、後で第８図及び第９図に関連して説明す
る真空シールが得られるようにしている。排気室22の底
部も第５図、第5A図、第６図、第７図及び第7A図に関連
して更に詳細に流体学力的に密閉され、かつ花崗岩スラ
ブ38を介して可動である。

レーザ・ビーム24及び24Aが収束レンズ52及び54によつ
て収束され、ミラー66及び68により焦点であるスポツト
74に向かつて反射されるので、ターゲツト26の温度は1,
000,000℃以上に上昇する。ターゲツト26は通常の金属
材料、例えばスレンレク鋼でよく、レーザ・ビーム24及
び24Aがスポツト74で収束されたときは、プラズマが生
成され、これが排気室22の完全に排気した内部からＸ線
56を放射する。プラズマを放射する一方法はジエームス
・フオーサイス（James Forsyth）の名により、かつ本
出願人に譲渡された米国特許出願第669,441号に更に詳
細に説明されている。

プラズマが発生すると、Ｘ線の他に２種類の汚染物質が
プラズマから放出される。これらの汚染物質は蒸発した
金属及び荷重粒子に起因した微粒子である。磁石76は、
第３図に示すように、排気室22の外側周辺、又は排気室
22内に配置したものでよく、リソグラフイ処理が発生し
ている重要な領域から荷重粒子を偏向により離すように
極性が与えられている。磁石76の位置決めはレーザ・ビ
ーム24及び24Aの経路外になければならないので、排気
室22の外側が好ましい。微粒子の大部分は、害を与える
ことなく、リソグラフイ処理に微妙に影響するＸ線56の
経路から窓70及び72を支持する構造体に落下する。Ｘ線
56の経路にある微粒子はＸ線透過膜77により阻止され
る。Ｘ線透過膜77はシリコン膜でよく、通常の支持体に
より保持され、またＸ線の経路から収集した微粒子を除
去するために、支持体と共にＸ線透過膜77を移動又は除
去する手段を備えてもよい。

製造応用に有用なＸ線リソグラフイ装置10を作成するた
めに、ターゲツト26は４〜８時間を超える寿命を有する
必要がある。ターゲツトの寿命を伸ばすための１技術は
ジエームスM.フオーサイスの名により、本出願人に譲渡
された米国特許出願第669,440号に既に説明されてい
る。本出願においては、金属のカセツト保持ストリツプ
か、又は金属ドラム状の対象を排気室22の排気した部分
内に全て配置しているものとして示している。Ｘ線リソ
グラフイ装置10では、板又はデイスク状の対象をターゲ
ツト26として利用する。レーザ・ビーム24及び24Aはデ
イスク状ターゲツト26の複数の異なるトラツクに沿つて
独立した別個の点に収束される。更に、米国特許出願第
669.440号に説明したようなターゲツト26上に空洞が予
め定められている領域に、複数の異なるレーザ・パルス
を点弧することによりデイスク材料の利用を増加させる
のが好ましい。他に、複数のレーザ・パルスを各露光の
ターゲツト領域に点弧させてもよい。

ターゲツト26は、排気室22の上部から伸長するプレート
80上で、円及び長さ方向に移動するように設計した真空
チヤツク78により保持してもよい。真空チヤツク78及び
保持したターゲツト26の移動は、ステツパ・モータ82の
制御及び線形移動装置84により制御される。線形移動装
置84は、第４図に示すように左から右へステツパ・モー
タ82を移動させる回転ネジを備えてもよい。ステツパ・
モータ82は伸延するシヤフトを有し、これを制御装置20
からの命令に応答して精密な量を回転させることがで
き、これによつて真空チヤツク78及びターゲツト26をタ
ーゲツト26の種々のトラツクを回転するのを継続させ
る。完全な１回転が特定のトラツクに発生すると直ち
に、線形移動装置84はステツパ・モータ82を移動させる
ように噛合わせることができるので、他のトラツクの回
転が発生する。ターゲツト26のトラツクの全てを使用し
た後、ターゲツト26は新しいプレートにより置換され
る。

ステツパ・モータ82のシヤフトは静止部分及び回転部分
を有する鉄流体カツプラ86に結合される。静止部分は空
気圧及びこれに結合されたエア真空線を有し、これが更
に鉄流体カツプラ86の回転部分に結合されている。次
に、空気圧及び真空路はシヤフト88を介して結合され、
真空チヤツク78を上昇又は下降させるのに用いるベロー
装置90と、鉄流体カツプラ86を介して空気を注入するの
か、又は除去するかに従つてターゲツト26を所定の位置
に保持するのに用いる複数の真空ポートとを制御する。
ターゲツト26を交換したいときは、ベロー装置96を上昇
させ、これによつて真空チヤツク78を上昇させるので、
ロボツト28のアーム及びプラツトフオーム機構30はター
ゲツト26を取り除き、新しいターゲツトと交換すること
ができる。

Ｘ線の充分な強度を発生するために、生成されたプラズ
マは部分的に排気された排気室22に存在する必要があ
る。従つて、レーザ・ビーム24及び24Aが衝突する少な
くともロボツト28の表面は不完全真空でなければならな
い。

真空チヤツク78が排気室22内を不完全真空に保持するた
めの真空シールを形成し、かつロボツト28の移動を可能
にするエア・ベアリングも形成すると共に、レーザ・ビ
ーム24及び24Aをスポツト74に収束することができるよ
うにターゲツト26を正しく配置させる構造については、
以下第８図及び第９図により説明する。

排気室22の底部にはマスク94を配置することになつてい
る開口92がある。マスク94は、例えば金を堆積している
重い金属のパターンを有するシリコン膜のような通常の
Ｘ線マスクでもよい。マスク94に含まれるパターンは、
排気室22の底部で開口92に整列されなければならない。
マスク94の残りの部分は、前記シリコン膜の支持体と、
シールを保持するために接続される真空及び圧力用の複
数の入出力路とであり、エア・ベアリングとなり、ウエ
ーハ58に関連してマスクを正しく配置する。シール、エ
ア・ベアリング及び位置決めが発生する正確な方法を以
下第５図、第5A図、第６図、第７図及び第7A図に関連し
て説明しよう。

通常、ベロー装置96はマスク94上の排気室22の下部に配
置されている。ベロー装置96は通常のフオトリソグラフ
イ技術、例えば、前述の米国特許第4,444,492号に説明
されているウルトラステツプ1000ステツパに使用されて
いる技術により、ウエーハを配置し、整列するために用
いられているアライメント機構の考え方と同様である。
しかし、アライメント技術がマスク94のマークを利用
し、マスク94が排気室22の排気された部分内になければ
ならないという一部の要求のために、Ｘ線リソグラフイ
装置10のアライメント機構と、従来技術との間で特に相
違がある。

アライメント機構は第３図に最もよく説明されており、
一対の光エミツタ及び検出装置98及び100を備えてい
る。一対の可動チヤンバー102及び104を介して光エミツ
タ及び検出装置98及び100のそれぞれに光を送出し、ま
た反射した光を送出する。可動チヤンバー102及び104は
それぞれウエーハ58がウエーハ取扱い装置18により移動
されているときに発生する閉成した第３図の位置に示さ
れている。光エミツタ及び検出装置98及び100のエミツ
タ部分に水銀アーク・ランプを備えているときは、光ビ
ーム106及び108は顕微鏡として機能する可動チヤンバー
102及び104を介して進行し、ミラー110及び112からウエ
ーハ58に向かつて反射される。予め定めた光アライメン
ト・マークが光ビーム106及び108の経路に存在しない限
り、光は同一の経路に沿つてミラー110及び112に反射さ
れる。光エミツタ及び検出装置98及び100の検出器部分
のフアイバー光ケーブルにより結合されたミラー110及
び112の小さな穴は、検出すべき反射光の経路となる。
ウエーハ58に現われるアライメント・マーカーは光ビー
ム106及び108の経路に移動し、光は元の経路から散乱
し、散乱した光は光エミツタ及び検出装置98及び100に
より検出され、ウエーハが一定の整列位置に移動したこ
とを示す。

ウエーハ58が光エミツタ及び検出装置98及び100により
正しく配置されると、電気信号が制御装置20に供給さ
れ、制御装置20はウエーハ取扱い装置18にウエーハ58の
移動を停止させる。同様に、信号を出力して開口92を介
するスポツト74のＸ線56の経路から可動チヤンバー102
及び104を移動させる。２つの可動チヤンバー102及び10
4はベロー・コネクタ114及び116により排気室22にそれ
ぞれ接続され、ベロー・コネクタ114及び116は可動チヤ
ンバー102及び104の位置に関連することなく、排気室22
内に不完全真空を保持させる。光ビーム106及び108は密
封された窓118及び120を介して可動チヤンバー102及び1
04の終端に導かれる。可動チヤンバー102及び104がＸ線
56の経路から移動させられたときは、レーザ・ビーム24
及び24Aはスポツト74に導かれて収束され、Ｘ線を発生
させて排気室22の排気された内部を介してマスク94に導
き、Ｘ線のパターンをウエーハ58に導く。その後、ベロ
ー・コネクタ114及び116第３図に示す位置に排気室22を
戻すように制御され、前述の方法により次の位置にウエ
ーハ58を移動し、整列させる。

次に、第５図、第5A図、第６図、第７図及び第7A図を参
照し、マスク94の底部とウエーハ58のレジスト層面との
間のウエーハ・ギヤツプ監視機構に対するエア・ベアリ
ング、シール及びマスクを説明しよう。この構造の一実
施例は第５図及び第5A図に示されており、その側面に取
り付けられたシリコン膜124を有するマスクを支持リン
グ122を備えている。マスク94のパターン125はマスク支
持リング122の開口126上に伸延するシリコン膜124の部
分に形成されている。第４図に示し、ここで詳細に説明
するように、マスク支持リング122は、ガスを注入又は
排気することができる。一定の入出力路と整列してマス
ク支持リング122の底部に挿入可能である。

排気室22の入出力路はマスク支持リング122に伸延して
いる。マスク支持リング122は、第５図及び第5A図に示
すように、マスク支持リング122の中心からの２つの内
部経路である真空路128及び130と、ヘリウム圧力経路13
2と、空気又は窒素圧力の経路134とを備えている。真空
路128と130との間、又は真空路130とヘリウム圧力パス1
32との間の距離よりもヘリウム圧力経路132と経路134と
の間の距離の方がかなり長い。真空ポンプは排気室22の
底部近傍の真空路128及び130の出口側に取り付けてもよ
く、また空気又は窒素をその入口から排気室22の底部近
傍の経路まで経路134を介し、ポンプにより排気しても
よい。

マスク支持リング122及びシリコン膜124の底部には複数
のリング140、142及び144がある。リング138は真空路12
8を結合され、リング140は真空路130に結合されてい
る。従つて、リング138又は140の領域に存在するガスは
真空経路128及び130を介して排気される。同様の方法に
より、リング142はヘリウム圧力経路132及びリング144
に結合され、他のリング136、138及び140よりかなり広
く、経路134に結合されている。

３つの予備アライメント・ノツチ146はマスク支持リン
グ122の側部に配置され、対応するソレノイド147と共に
排気室22の底部の領域内にマスク支持リング122を予備
整列するのに用いられる。これは、第1A図に示すよう
に、ロボツト28がマスクのスタツクから第４図に示す位
置に、マスク支持リング122とシリコン膜124とを備えて
いるマスク94を移動する時間中に実行される。マスク94
が予備アライメント、ノツチ146に伸延するソレノイド1
47のアームにより配置されると、マスク94は真空路149
により所定の位置に保持される。

ここで、第６図を参照して、マスク支持リング122及び
シリコン膜124が真空垂直ポジシヨナに対して真空シー
ルエア・ベアリング及びマスクの働きをする方法を説明
しよう。先ず、排気室22の内部は例えば数Torr以下の相
対圧力下にあり、排気室22の外側は約760Torrの標準気
圧下にあることを理解すべきである。更に、シリコン膜
124のパターン125とウエーハ58の上端との間の距離は約
30ミクロとなるように厳密に制御されなければならな
い。更に、ウエーハ58は排気室22の排気した内部の圧力
に影響を与えることなく、マスク支持リング122及びシ
リコン膜124に関連して容易に移動可能でなければなら
ない。

真空路128及び130に真空ポンプを接続することにより、
また経路136′により排気室22の内部に真空部128を接続
することにより、排気室22内の底圧真空は、第６図に線
148及び150により示すように、保持される。２以上のチ
ヤネル、例えば真空路128及び130を使用することによ
り、排気室22内の圧力を比較的に低い値、例えば数Torr
以下に保持することができる。このような真空シール
は、バリアン・マイクロシール・システム（Varian Mic
roseal System）のウエーハ・トランスポート及びハン
ドリング機構で以前用いられていたものである。しか
し、更にシリコン膜124とウエーハ58の上端との間の距
離を正確な値で保持し、かつセールの両側の相対的な移
動を可能にするこのような構造を利用することができる
ときは、付加的な他の構造を省略することができる。

これらの付加的な特徴を得るために、ヘリウム圧力経路
132が用いられる。ヘリウムはヘリウム圧力経路132を介
して供給され、また空気、又は窒素は経路134を介して
供給される。ヘリウム圧力経路132及びパス134を介して
ヘリウム、空気、又は窒素の合力を調整することによ
り、高いレベル圧力を第６図に示すように、点152に確
率することができる。点152の高圧は、他の部分で、例
えば露光を行なう重要な領域におけるシリコン膜124下
の点154で比較的に低い排気圧に関連して、シリコン膜1
24とウエーハ58の上端との間の距離を正確に保持する。
この距離はヘリウム圧力経路132及び134を通過するヘリ
ウム及び空気の圧力を変更することにより、変更しても
よい。更に、点152での高圧はエア・ベアリングとして
作用し、シリコン膜124とウエーハ58との間で摩擦なし
の自由移動を可能にする。このような動作にも係わら
ず、真空路128及び130での真空は排気室22内と、シリコ
ン膜124の両側でも維持されている。更に、シリコン膜1
24の両側での排気された一定の圧力によりシリコン膜12
4が歪むのを防止している。

第７図及び第7A図を参照すると、第５図、第５図及び第
６図に関連して説明する他の実施例を示す。この実施例
では、第５図のリング144がシリコン膜124を介する一連
の小さな孔156により置換されている。更に、３つのギ
ヤツプ・センサ158がシリコン膜124とウエーハ58との間
のギヤツプ距離を検知するために備えられている。この
ようなギヤツプ・センサ158は、シリコン膜124とウエー
ハ58との間が平行なアライメントを得るために各センサ
に対して同一の背圧を探し出すウルトラステツプ1000フ
オトリソグラフイ・システムで用いられているものでも
よい。

第８図及び第９図をここで参照すると、ターゲツト26を
保持している真空チヤツク78と、排気室22の上端のプレ
ート80との間の真空シール及びエア・ベアリングが示さ
れている。ターゲツト26は、複数の真空支持体160によ
り真空チヤツク78の凹型中心に対してしつかりと保持さ
れており、真空支持体160はそれぞれ排気ポート162をそ
の中心に有する真空ポンプ（図示なし）に接続してい
る。

ターゲツト26をステツパ・モータ82及び／又は線形移動
装置84により移動しようとするときは、真空チヤツク78
の凹んでいない周辺がプレート80上を摺動することにな
る。第６図に関連して説明したものと同様のエア・ベア
リング及びシールは、真空チヤツク78の周辺で排気室22
内からの真空の損失を防止すると共に、プレート80に関
連する真空チヤツク78の摩擦のない自由な移動を可能に
している。しかし、この実施例では、一本の真空路164
及び一本の空気路166のみを用いている。真空路164及び
空気路166はそれぞれ真空チヤツク78の底部でリング168
及び170に接続されている。空気路166に対する空気圧、
及び真空路164の真空により第６図に関連して説明した
エア・ベアリング及びシールが形成される。実際に、更
に正確な方法で真空を得と共に、距離を調節するために
は、第６図に示すように、複数の真空路164及びリング1
68と、複数の空気路166及び複数のリング170を用いるこ
とが望ましい。

ここで、第10図、第11図、第12図、第13図、及び第14A
図〜第14C図を参照してレーザ装置12を説明しよう。第1
0図は、一本のレーザ・ビーム24をレーザ装置12により
発生し、続いてビーム分割器を介して伝送し、二つのレ
ーザ・ビーム24及び24Aを形成し、これを２つの縦孔44
及び46を介して伝送し、２つのミラー48及び50により反
射し、収束レンズ52及び54を介し、ミラー66及び68によ
り反射する様子を示している。２つのレーザ・ビーム24
及び24Aを用いた理由は、プラズマを生成するためにレ
ーザに必要とするパワーが非常に大きいので、通常のミ
ラー及び収束装置によりビームを処理すると、特殊な誘
電体の被覆をしても部品の寿命を短縮する結果となるた
めである。排気室22に印加する２つのレーザ・ビーム24
及び24Aの強度をそれぞれ約50パーセント低減させるこ
とにより、通常の部品材質でもそれらの通常の有効寿命
で用いることができる。レーザ・ビームが通過する部品
材料のいくつかは交換に非常に費用が掛かるので、この
ことは特に重要である。

第11図は２つのレーザ・ビーム24及び24Aを発生する方
法を概要的に示すものであり、第12図は３つのそれぞれ
がレーザ増幅器を通過するレーザ・ビーム24の形状及び
位置を示す。第13図は第11図で説明する主要な部品のそ
れぞれの位置決めを表わす３次元の配置図であり、第14
A図、第14B図、第14C図はそれぞれ第13図に示す３次元
構造の平面図、正面図及び側面図である。以下、第11図
に関連して詳細に、また時々第12図を参照して個々の部
品を説明をしよう。第13図及び第14A図〜第14C図に部品
の参照番号を付記したが、特に説明はしない。

第11図において、通常のレーザ発振器172は開口174を介
して細いレーザ・ビーム24を発射する。レーザ・ビーム
24は約２倍にビーム24の太さを増加させる空間フイルタ
を介してミラー176及び178により反射される。第11図に
説明した参照番号は第13図、第14A図、第14B図及び第14
C図の参照番号によることに注意すべきである。しか
し、第13図、第14図Ａ図、第14B図及び第14C図ではこれ
らの図を明確にするために重要でない部品を省略してあ
る。

空間フイルタ180のレーザ・ビーム24は再びミラー182、
184及び186により反射され、レーザ・ビーム増幅器188
に入力される。レーザ・ビーム増幅器188は一対のフラ
ツシユ・ランプ要素192及び194により囲まれ、ガラスを
ネオジムによりドープしたスラブからなる。レーザ・ビ
ーム増幅器188はウイリアムＳマーチン（willam S. Mar
tin）の名により、「多重内部反射面ポンプド・レーザ
（Multiple Internal Reflection Face Pumped Lase
r）」と題して米国特許第3,633,126号に説明されている
形式と同一である。一般に、レーザ・ビーム24はレーザ
・ビーム増幅器188に入射され、フラツシユ・ランプ要
素192及び194を励起することによりガラスに蓄積された
エネルギを取り出す。従つて、レーザ・ビーム増幅器18
8の出力端のレーザ・ビーム24は入射されたレーザ・ビ
ーム24よりもかなりパワーが増強されている。

次に、レーザ・ビーム24は、ミラー196及び198により反
射して戻され、前に通過したのと同じ通路に沿ってレー
ザ増幅器188を通る。レーザ・ビーム24が第２回目の通
過により、増幅器188を出るときは、第12図のビームＡ
に示すような形状と位置である。

次に、レーザ・ビーム24はミラー200、202及び204によ
り指向され、空間フイルタ206に進入し、空間フイルタ2
06は約1.6の係数によりレーザ・ビーム24の太さを全方
向に拡大する。その後、レーザ・ビーム24はシヤツタ・
アツセンブリ21を介してミラー208及び210により反射さ
れる。シヤツタ・アツセンブリ212は第１の線形偏波器
（polarizer）214、ポツケルス・セル216、及び第１の
線形偏波器214に対して90゜回転されている第２の線形
偏波器218からなる。ポツケルス・セル216は制御装置20
の信号により制御され、周知のように付勢されたときに
入射されたビームの偏光を90゜変化させる。従つて、ポ
ツケルス・セル216が付勢されると、レーザ・ビーム24
はシヤツタ・アツセンブリ212を介して通過し続け、ポ
ツケルス・セル216が付勢されなかつたときは、レーザ
・ビーム24は線形偏波器218により遮断される。シヤツ
タ・アツセンブリ212は双方向に同一に動作するので、
ポツケルス・セル216が付勢されなかつたときは、発振
器172内で発生したビームが遮断されると同じように、
反射されたビームが遮断されることに注意すべきであ
る。従つて、制御装置20により付勢されたポツケルス・
セル216の付勢信号は、発振器172が発生したレーザ・ビ
ーム24の１又は複数のパルスのみを通過させ、反射され
たビームをブロツクするように時間制御された非常に短
いパルスでなければならない。

次に、ミラー220、222及び224はレーザ・ビーム増幅器1
88を介してレーザ・ビーム24を２回通過させ、ミラー22
6及び228は増幅したレーザ・ビーム24をレーザ・ビーム
増幅器188を通過する同一の経路に戻す。２回目にレー
ザ・ビーム増幅器188から出ると、レーザ・ビーム24は
第12図に示すように、ビームＢとして位置決めされると
共に、形成される。ビームＢは空間フイルタ206による
乗算のために、ビームＡの約1.6倍になつていることに
注意すべきである。更に、ミラー222及び224は、レーザ
・ビーム増幅器188を介する２回目の通過の際に、１回
目の通過の際に発生したときと異なる通路に沿ってガラ
スのスラブからなる通路190を通るようにレーザ・ビー
ム24を導く。

レーザ・ビーム増幅器188の出力はアナモフイツク（ana
morphic）ビーム・エキスパンダ232に導かれる。アナモ
フイツク・ビーム・エキスパンダ232は、第１面が三角
形をなし、この第１面に対して垂直な第２面が方形をな
す３つのプリズムからなる。３つのプリズムのそれぞれ
は１方向のみにビームを拡張するように作用をする。こ
の場合に、アナモフイツク・ビーム・エキスパンダ232
の３つのプリズム234、236及び238はＸ方向にのみレー
ザ・ビームを拡張する。

その後、アナモフイツク・ビーム・エキスパンダ232の
レーザ・ビーム24は、レーザ・ビーム24の大きさを変更
することがない空間フイルタ242を介してミラー240によ
り導かれる。次に、レーザ・ビーム24はミラー244及び2
46を介して第２のシヤツタ248に導かれる。シヤツタ248
は偏波器250、ボツケルズ・セル252及び偏波器254を備
えている。ポツケルス・セル252、偏波器254及びシヤツ
タ248はシヤツタ・アツセンブリ212に関連して先に説明
したと同様の方法により動作する。反射された全てのビ
ームを停止させるためには、シヤツタを介していくらか
光を漏れるので、装置内では一対のシヤツタを用いるこ
とが好ましい。

次に、レーザ・ビーム24は、ミラー256、258及び260を
介してプリズム264、266及び268を備えている第２のア
ナモフイツク・ビーム・エキスパンダ262に導かれる。
アナモフイツク・ビーム・エキスパンダ262でもＸ方向
にのみレーザ・ビーム24を拡張する。レーザ・ビーム24
は、アナモフイツク・ビーム・エキスパンダ262からミ
ラー270及び272により第３回目の通過のためレーザ・ビ
ーム増幅器188に導かれ、ミラー274及び276はレーザ・
ビーム増幅器188を介してレーザ・ビーム24に戻す。こ
の第３回目の通過において、レーザ・ビーム24は第12図
でビームＣとして示され、Ｘ方向に大きく拡張されたこ
とが示されているが、Ｙ方向の太さがビームＢの形状で
あつたときと同様である。更に、ミラーは通路190に沿
つて異なる位置にビームＣを位置決めするので、ビーム
はその位置で通路190のエネルギを取り出すことができ
る。空間フイルタ180、206、242、アナモフイツク・ビ
ーム・エキスパンダ232、262及び通路190の断面の大き
さとが全て選択されているので、レーザ・ビーム24はＹ
方向で通路190のＹ寸法より太くならないように拡張さ
れるが、Ｘ方向でＹ寸法よりかなり大きくなるように拡
張可能なことに注意すべきである。この形式の拡張によ
り通路190が蓄積しているエネルギを可能な限りレーザ
・ビーム24に吸収させる。

レーザ・ビーム24は、第３回目の通過を完了し、レーザ
・ビーム増幅器188から出射されると、再び全体として
円形の断面となるように、プリズム278を介してＹ方向
にレーザ・ビーム24を拡張するプリズム282、284及び28
6からなる第３のアナモフイツク・ビーム・エキスパン
ダ280に導かれる。レーザ・ビーム24は、アナモフイツ
ク・ビーム・エキスパンダ280からアイソレータ288を通
過し、ミラー290、292及び294を介してビーム分割器296
に導かれる。ビーム分割器296はレーザ・ビーム24を全
体として等しい強度の独立した２つのレーザ・ビーム24
及び24Aに分割する。ビーム分割器296のレーザ・ビーム
24のうちの一つは、先に述べたようにミラー298及び300
により開口44を介して収束レンズ52に、更にターゲツト
26に導かれる。ビーム分割器296のレーザ・ビーム24A
は、ミラー302、304及び306及び収束レンズ54を介し、
花崗岩スラブ38の開口46を利用してターゲツト26に導か
れる。

レーザ装置12の動作は以下のことを考慮して設計されて
いる。高いピーク・パワーのレーザ・パルスを適当なタ
ーゲツトに収束する手段により軟Ｘ線の強力なパルスを
発生させることは、軟Ｘ線リソグラフイの分野において
商業的に非常に有用なものである。前記米国特許第4,18
4,078号に説明したように、パルス化したネオジミウム
・レーザは本発明に用いるのに適している。このような
応用でネオジミウム・レーザが充分な強度のパルスを発
生するように構築するときは、パルス化して、典型的な
ものとしてＱスイツチ・ネオジミウム発振器と関連して
通常、１段以上の増幅が採用される。小規模の装置にお
いて都合よく達成可能とするこのようなパルスの増幅度
は、典型的なものとして、増幅系に従属して用いる光学
系の表面が永久的な損傷を受けることなく、レーザ・パ
ルスの強さに耐える能力により、制限される。このこと
は、レーザ・ビーム・トランスポートの効果を改善する
ために多層誘電体の光学的な被覆を採用したときに、特
に成立する。増幅度を損傷の見地から許容し得るものに
制限することにより、増幅媒体は典型的なものではレー
ザ・パルスが通過した後で未だかなりの増幅余裕があ
る。残つていることような増幅度は、ネオジミウムにお
ける励起レーザ状態の放射減衰のために、短時間で消滅
する未利用レーザ・ポンプ・エネルギを表わす。換言す
れば、未だ利用していない利用可能エネルギは低減した
システム・エネルギに対応する。

この問題を最少化するための１解決方法は、レンズ及び
／又はプリズムを使用することにより増幅直後のレーザ
・ビームの断面積を拡大することである。このような解
決方法は、米国カルフオルニア州リバモア、ローレンス
・リバモア国立研究所（Lawrece Livermore National L
aboratory）に設置された大パルス・ネオジミウム・シ
ステムのNOVAシステムで用いられており、単純なレーザ
・パルスの経路に増幅器が蓄積したエネルギから最大可
能部分を取り出し可能にさせている。このような解決方
法はレーザ装置の光学的な部品を収容するために提供さ
れるスペースをかなり犠牲にするものである。即ち、本
質的に全ての出力部品は増幅器の断面積よりも大きくな
る。典型的なものとして、レーザ級の光部品はその断面
積より急速に増加するので、この解決方法ではスペース
及び部品のコストが急速に増加する。

軟Ｘ線リソグラフイの応用では、適当なフオトレジスト
にマスク・パターンを露光するために必要とするＸ線を
全て１パルスによつてフオトレジストに照射する必要は
ない。ナーゲル（Nagel）他は、反復パルスのNd:YAGレ
ーザ（光学応用（Applied Optics）23,142B（1984））
を用いて多重パルスＸ線リソグラフイ露光を開示してい
る。この作業で用いたレーザ装置は10Hzのパルス繰返速
度を有するが、低エネルギーのレーザ・パルスを使用し
ているために、PBSフオトレジストに20分の露光時間が
必要である。各レーザ・パルスは増幅器のエネルギ蓄積
時間に比較して長い時間隔によつて離されている。従つ
て、このような装置は効率が悪い。

最近の光ステツプ及び繰返リソグラフイ機械では、満足
すべきフオトレジスト露光を達成するために紫外線を照
射するのに必要とする時間は、典型的なものとして数百
ミリ秒又はその程度である。従つて、Ｘ線ステツプ及び
繰返リソグラフイ機械は、総合的な露光時間が数百ミリ
秒以下程度である限り、精細な線を作成するリソグラフ
イに使用するのに魅力的なものである。このために、レ
ーザ装置12の動作において、リソグラフイク装置の効率
を最大にするためには、発振器172が一連のレーザ・パ
ルスを数百ミリ秒以下の時間窓内に発生しなければなら
ない。

Ｘ線発生及びレーザ装置効率の最適化は、いくつかの要
素を考慮することが必要である。多段パルスレーザ増幅
装置から得たエネルギの大きな部分を高い強度のものに
収束可能にさせるためには、典型的なものとして、１以
上の空間フイルタをレーザ装置に備えることになる。空
間フイルタは、典型的なものとして、それぞれ固有の焦
点長の総和により分離されている一対の正のレンズから
なり、かつ小さなピンホールが共通焦点に位置決めされ
ている。（例えば、ハント（Hunt）他、光学応用17、20
53（1978）を参照すべきである）。Ｘ線発生用に設計さ
れた高ピーク・パワー装置では、共通焦点近傍のレーザ
強さは非常に高いので、空気の絶縁破壊によりフイルタ
を介する伝送損失を発生させる。従つて、本発明におけ
る空間フイルタは、典型的なものとして、排気されてい
る。しかし、レーザ・エネルギのある部分はピンホール
の側面に衝突し、プラズマを発生させ、ピンホール内で
膨張する。このようなプラズマが形成されると、プラズ
マが消滅するまで、ピンホール内を不透明にさせる。そ
の消滅時間は、一連のレーザ増幅器を介して連続的なパ
ルスの伝搬を可能にする速度を限定する。ピンホールの
壁から高熱物質が50,000cm/sの平均速度（1000絶対温度
に対応する）を有するときは、典型的なものとして、直
径が200ミクロンのピンホールを清澄にするのに最小200
〜400nsを必要とすることになる。これがパルス間隔の
下限を設定する。

この下限はレーザ・ターゲツトの表面に形成されたＸ線
放射プラズマが消滅するのに必要とする時間と両立する
ので、次のレーザ・パルスによる新しいＸ線放射プラズ
マの形成を妨害しないようにする。固形物の表面に収束
したレーザ・パルスにより高熱のプラズマを形成するの
に伴い、通常、固形物の表面に小さなクレータを発生さ
せる。このようなクレータに収束された次のレーザ・パ
ルスは、1984年11月11日に出願された米国特許出願第66
9,440号に説明されたようにＸ線発生の増加を示す。

パルス・ランプ式のネオジミウムのようにフラツシュ・
ランプ駆動レーザ装置において、電源供供給の電気エネ
ルギからレーザ・エネルギの蓄積への総合的な最適変換
は、フラツシユ・ランプの電流パルスが増幅媒体の特性
レーザ・エネルギ蓄積時間と同一時間のときに得られ
る。これが最大効率のパルス間隔についての上限を設定
する。

ここで、第16図に示すように接続した第15図、第16A図
及び第16B図を参照して、本発明の制御装置20を説明し
よう。制御装置20の核心は一対の中央処理装置（CPU）3
08及び310である。CPU308はパロ・アルト・カルフオル
ニア（Palo Alto Calfornia）のヒユーレツト・パツカ
ード（Hewlett Packard）により製造されたHP300ミニコ
ンピユータでよく、全般的にウエーハ処理装置18を制御
するために用いられる。CPU310はゼンデツクス（Zende
x）により製造された8088マイクロプロセツサ又はそれ
と同等のものでよく、全般的に制御装置20内の残りの装
置及びタイミングを制御する。CPU30は一対のバス312及
び314に接続する。バス312は、ステツプ・モータ316、
レーザ干渉計318、ギヤツプ調整機構320及びステージ・
モーシヨン装置322のようなCPU308の種々の部分を相互
接続する。バス314はCPU308及びCPU310を接続するの
で、これらは互いに通信することができる。更に、プリ
ンタ324フオトマルチプライヤ管（PMT）326及びアライ
メント機構328もバス314に接続される。

CPU310は、更に複数の異なる部品がCPU310から命令を受
け取り、又は情報を提供するバス330に接続される。こ
れらにはスラブ・レーザ332、ユテイリテイー334、発振
器336、ローダ338、ターゲツト340、診断342、異物制御
回路344、デイスプレイ346及びキーボード348を備えて
いる。

第16A図及び第16B図を参照すると、第15図の制御装置20
の更に詳細にブロツクが示されている。第16A図及び第1
6B図を第16図に示す方法により一緒に配置する必要があ
ることに注意すべきである。第16A図では、第15図のバ
ス312及び314をバス312が存在する一本のバス314に統合
してある。

CPU308はバス314に接続され、CPU310及びバス314の左側
の種々のブロツクに種々の信号を供給している。これら
のブロツクにはバス314にウエーハ位置及び誤り信号を
供給するレーザ干渉計318が含まれている。アライメン
ト回路328はＸモーシヨン・アライメント装置328A及び
Ｙモーシヨン・アライメント装置328Bとして示されてお
り、それぞれ行き先信号及び許容誤差信号を受け取り、
現在位置信号を供給する。最後に、PMT装置はバス314を
介するCPU308から供給される設定ゲイン及び設定閾値信
号に応答する。

バス312はバス314を32ビツト・インタフエース回路350
に接続し、これよりタイミング信号をチツプ・チルト32
0C、クロス・マスク320A及び対象配置器320Bとして示す
ギヤツプ調整回路に供給する。更に、タイミング信号は
ステツプ・モータ316、シヤツタ322A、及びウエーハ・
ロード322Bに供給され、シヤツタ322A、及びウエーハ・
ロード322Bは第15図に示すステージ・モーシヨン装置32
2の一部を形成している。

CPU310はCPU308の信号に応答すると共に、バス314を介
してCPU308に信号を供給する。更に、CPU310は照射基準
完了信号を発振器336に供給し、発振器336の照射完了信
号に応答する。発振器336は発振器172に関連する電子回
路でよい。更に、CPU310はロード・マスク及びアンロー
ド・マスク信号をローダー338に供給し、ローダー338か
らのマスク準備完了信号に応答する。最後に、CPU310は
カセツトへ信号及びローダー338から外部位置へ信号に
応答する。

CPU310は制御装置20内の種々の回路、即ち発振器336、
ローダー338、スラブ増幅回路332A、異物制御回路344、
ポツケルス・セル回路332B、診断回路342、グリコール
及び水制御回路334B、真空制御回路334E、ターゲツト・
ロード回路340A、収束回路340B、ターゲツト位置回路34
0C、蒸留水回路334A、ヘリウム回路334D、グルコール及
び水制御回路334B及び空気インターロツク制御回路334C
のそれぞれにシステム・イニシヤライズ信号を供給して
いる。システム・イニシヤライズ信号の発生により、前
記の各回路はイニシヤライズされてその目的機能を実行
する。システム・イニシヤライズ信号は以下、第17A図
及び第17B図に関連して説明するＸ線リソグラフイ装置1
0のイニシヤライズ中に供給される。

発振器336はCPU310からの照射準備完了信号と、蒸留回
路334Aから蒸留水温度状態信号、ヘリウム回路334Dから
ヘリウム状態信号及び収束回路340Bのターゲツト状態信
号のような種々のステータス信号に応答する。これらの
信号が全て正しいときは、発振器336は、照射準備完了
信号に応答して先に説明したレーザ・パルス列を発生
し、CPU310に照射完了信号を送出する。更に、照射完了
信号は異物制御回路344、ターゲツト位置回路340C及び
ターゲツト・ロード回路340Aにも供給する。レーザ・ビ
ーム24及び24Aを制御するために、発振器336は当該装置
内の複数の信号を授受する。発振器336により供給され
た信号には、Ｑスイツチ・オン／オフ信号、インターロ
ツク・リレー信号、開始信号、Ｑスイツチ電圧設定、PF
N電圧設定、シマー（simmer）トリガ信号、Ｑスイツチ
電圧点弧信号、ランプ・トリガ信号、ポツケルス・セル
・トリガ信号及び増幅器チヤージ開始信号が含まれてい
る。発振器336は主電源インターロツク信号、ドア・イ
ンターロツク信号、サーマル・インターロツク信号、Ｑ
スイツチ電圧監視信号、Ｑスイツチ・モニタ１信号及び
Ｑスイツチ・モニタ２信号及びPFM電圧モニタ信号に応
答する。

第16B図を参照すると、スラブ増幅回路332Aはグルコー
ル及び水流状態信号、グルコール及び水温状態信号、更
に真空系状態信号、DI水流水状態信号、DI水温状態信
号、及びポツケルス・セル回路332Bからのポツケルス・
セル状態信号に応答する。スラブ増幅回路332Aは更に外
部トリガ信号及び外部コントローラ電圧信号を含む外部
信号に応答する。スラブ増幅回路332Aが出力する他の信
号には、AT電圧信号、HV低下確認信号、ランプ点灯失敗
信号及びドア・インターロツク信号が含まれる。スラブ
増幅回路332Aは、ランプ・アツプ信号、ランプ・ダウン
信号、トリガ禁止信号及びレーザ・エネルギ・オフ信号
を含め、第11図に示すレーザ・ビーム増幅器188のフラ
ツシユ・ランプを点灯するための制御信号を供給する。
更に、スラブ増幅回路332AからHVオン及びHVオフ信号を
供給する。

ポツケルス・セル回路332BはCPU310からのシステム・イ
ニシヤライズ信号に応答し、また発振器336から供給さ
れるポツケルス・セル・トリガ信号に応答してスラブ増
幅回路332Aにポツケルス・セル状態信号を供給する。更
に、ポツケルス・セル回路332Bは、第11図に示すポツケ
ルス・セル216及び252に関連する回路からポツケルス・
セル電圧降下信号、ポツケルス・セルOK信号を入力して
いる。

診断回路342はシステム・イニシヤライズ信号、レーザ
出力ダイオード、Ｘ線出力ダイオード、発振器出力ダイ
オード及びPCトリガ信号に応答してウエーブ・プレート
調整信号を供給する。

真空制御回路334Eはシステム・イニシヤライズ信号及び
露光タンク圧力信号空間フイルタ圧力信号、ポンプ・エ
ンクロージヤ・インターロツク信号及びドア・インター
ロツク信号に応答して、スラブ増幅回路332Aに真空シス
テム状態信号を供給する。更に、真空制御回路334Eはパ
ルス開閉信号及びポンプ・オン・オフ信号を供給する。

ターゲツト・ロード回路340Aはシステム・イニシヤライ
ズ信号及び発振器336の照射完了信号に応答する。更
に、ターゲツト・ロード回路340Aはターゲツト存在検知
信号、マガジン・ダウン・ロード検知信号及びマガジン
・アツプ位置検知信号に応答して、ターゲツト・マガジ
ン・ロード信号及びターゲツト・マガジン・アンロード
信号を供給する。

収束回路340BはCPU310からのシステム・イニシヤライズ
信号、及びターゲツト・ロード回路340Cからのターゲツ
ト準備完了信号に応答する。更に、収束回路340BはＺ位
置ターゲツト信号に応答して、ターゲツト信号のＺ位置
信号及びターゲツト状態信号を供給する。

ターゲツト位置回路340Cはシステム・イニシヤライズ信
号及び照射完了信号に応答して、ターゲツト機構にＸ位
置増加信号及びＹ位置増加信号を供給する。

蒸留水回路334Aはシステム・イニシヤライズ信号、発振
器温度検知信号、発振器流れ信号、スラブ増幅器温度検
知信号及びスラブ増幅器流れ検知信号に応答する。蒸留
水回路334Aは先に説明した蒸留水温度状態と信号及び蒸
留水流れ信号を供給する。

ヘリウム回路334Dはシステム・イニシヤライズ信号、入
力バルブ検知信号及びヘリウム出力合力検知信号に応答
する。ヘリウム回路334Dは発振器336に対してヘリウム
・システム状態信号を供給し、またヘリウム圧力を制御
するために入力バルブ開閉信号及びヘリウム・ポンプ系
オン・オフ信号を供給する。

空気インターロツク制御回路334Cはシステム・イニシヤ
ライズ信号、カセツト・アウト・マスク信号、カセツト
・イン・マスク信号、イン・プレース・マスク１信号及
び外部ドア開閉状態１信号に応答する。空気インターロ
ツク制御回路334Cはステツパ出力アンロード信号、ステ
ツパ出力ロード信号、ステツパ入力アンロード信号、ス
テツパ入力ロード信号を供給する。更に、空気インター
ロツク制御回路334Cは内側ドア開閉信号、外側開閉信
号、ポンプ出力エントリー信号を供給する。

グリコール及び水制御回路334BはCPU310からのシステム
・イニシヤライズ信号、漏れ検出信号１、漏れ検出信号
２、一対の発振器流れ検知信号、一対のスラブ増幅器流
れ検知信号に応答して、グリコール及び水温度状態信
号、水流状態信号をスラブ増幅回路332Aに供給する。

異物制御回路344はシステム・イニシヤライズ信号、照
射完了信号と共に、異物シールド信号及びポツケルス・
セル・トリガ信号に応答して、微粒子の異物を阻止する
ためにターゲツトを介してＸ線透過膜77を移動させるシ
ールド前進信号を供給する。

ロード制御マスク回路336BはCPU310からのシステム・イ
ニシヤライズ信号及びマスク・ロード信号に応答する。
更に、ロード制御マスク回路338Bはマスク移動機構から
供給されるカセツト設定１信号及びマスク検知信号に応
答する。ロード制御マスク回路338BはCPU310にカセツト
へ信号及び外部位置へ信号を供給し、更に電磁石オン・
オフ信号、マスク・スロツト要求信号、チヤツクにマス
ク設定信号、及びチヤツクからマスク取り外し信号を供
給する。

第16A図及び第16B図を同時に参照すると明らかとなるよ
うに、当該装置の制御はCPU310及び一定の時点で一定の
事象を生起させるように一定の信号を供給するプログラ
ムにより実行される。一旦開始されると、他のことは種
々の制御回路のそれぞれに基づいて順次自動的に発生
し、Ｘ線リソグラフイ装置10を介して互いに又は一定の
トランスデユーサと通信をする。

装置の全体でCPU310によるプログラム制御の例を第17A
図、第17B図、第18図、第19図、第20図及び第21図に示
す。第17A図及び第17B図を参照して、初期化プログラマ
ブルを説明しよう。

先ず、ブロツク360により、全てのパワーがオンになつ
たかを判断する。判断がノーのときは、ブロツク362に
よりエラー・メツセージを印刷してパワーが印加されて
いず、プログラムを打切りにすることを示す。ブロツク
360において、パワーがオンとなつていることを判断し
たときは、ウエーハ処理装置18のチヤツク60であるxyス
テージの位置をデイジタル化する。

次に、ブロツク366により、全てのステツパ・モータを
ホーム・ポジシヨンに復帰させ、ブロツク368に示すよ
うに、モータ・エラーがあるか否かの判断をする。イエ
スのときは、エラー・メツセージを印刷してプログラム
を打切りにする。モータ・エラーがないときは、ブロツ
ク372により、レーザ安全インターロツクをデイジタル
化し、ブロツク374によりデイジタル化したレーザ安全
インターロツクが正しいか否かの判断をする。ノーのと
きは、ブロツク376によりプリンタがエラー・メツセー
ジと、推奨するオペレータ操作を印刷する。次に、ブロ
ツク378により、オペレータが打切りを命令したか否か
を判断する。イエスのときは、ブロツク380により打切
り処理が実行される。ブロツク387においてオペレータ
が推奨された正しい操作を実行したときは、ブロツク37
2に戻つてレーザ・インターロツクを再びデイジタル化
し、ブロツク374に示す再チエツクを実行する。

ブロツク374においてレーザ・インターロツクが正しい
と判断されたときは、ブロツク382により蒸留水を放出
し、オペレータにそのことを示すメツセージを印刷す
る。次に、ブロツク384により蒸留水の停止をし、ブロ
ツク386によりレーザ窒素を放出し、オペレータにその
操作を示すメツセージを印刷する。次に、ブロツク388
によりレーザ窒素を停止する。

次に、ブロツク390によりグリコール冷却をオンにし、
このことを示すメツセージをオペレータに送出する。次
に、ブロツク392により、グリコール・インタラプトを
付勢し、ブロツク394により全てのシヤツタを閉じる。
その後、ブロツク396に示すように、シヤツタは閉じら
れたかについての判断をする。ノーのときは、ブロツク
398により、エラー・メツセージを印刷し、打切り処理
を実行する。ブロツク396によりシヤツタが閉じられて
いたときは、ブロツク400に示すように、レーザ発振器
は1/2電力によりオンとなり、ブロツク402によりこのこ
とを示すメツセージをオペレータに送出する。次に、ブ
ロツク404により、スラブ増幅器は1/2電力によりオンと
なり、またブロツク406によりこのことを示すメツセー
ジをオペレータに送出する。

次に、ブロツク408により、フロツグ・アームを作動さ
せる。「フロツグ・アーム」とは第1A図に示す材料取扱
い装置14、ロボツト28及びアーム及びプラツトフオーム
機構30に与えた名称である。先に説明したように、ロボ
ツト28のアーム及びプラツトフオーム機構30はＸ線リソ
グラフイ装置10内のマスク、ターゲツト及びウエーハを
移動させる。次に、ブロツク410により、フロツグ・ア
ーム誤りがあるかについての判断をする。イエスのとき
は、エラー・メツセージを印刷し、打切り処理を実行す
る。

ブロツク410によりフロツグ・アームが正しく作動して
いると判断したときは、ブロツク414により２つのSMIF
ポート・エレベータを上昇させる。SMIFポート・エレベ
ータは、フロツグ・アームにロードする位置にポートに
存在する項目を移動させるエレベータを備えており、第
１図に示すSMIFコンテナー34を挿入する。次に、第17B
図のブロツク416が継続し、SMIFポート・エレベータは
上記位置にあるか否かを判断する。ノーのときは、ブロ
ツク418により、エラー・メツセージを印刷し、ブロツ
ク420によりオペレータに続けるのか、打切りにするの
かの督促をする。ブロツク422によりオペレータが打切
りを決定したときは、ブロツク424は打切りを表示す
る。ブロツク422においてオペレータが継続を希望する
決定をしたときは、ブロツク426により各SMIFポートの
ステータスを記憶し、ブロツク428により継続となる。
ブロツク428により、ターゲツト・マガジン・ステータ
スを調べ、次のブロツク430によりターゲツトが存在す
るか否かを判断をする。ブロツク430によりターゲツト
が存在しないことが判断されたときは、ブロツク432に
よりSMIFポートにターゲツトをロードするようにオペレ
ータを督促する。次に、ブロツク434により、ターゲツ
トはロードの準備ができているか否かを判断をする。ノ
ーのときは、ターゲツトはロードの準備を完了したと判
断されるまで、ブロツク434の開始に戻る。ターゲツト
がロードの準備を完了となると、ブロツク436により、
フロツグ・アームはターゲツトをSMIFポートからストレ
ージ・トレーにロードし、ブロツク430に復帰する。こ
の時点で、ターゲツトは存在すると判断する。

続いてブロツク438により、マスク・マガジン・ステー
タスを調べ、ブロツク430によつてマスクが存在するか
否かを判断する。マスクが存在しないときは、ブロツク
442により、SMIFポートにマスクをロードするようにオ
ペレータを督促する。更に、このメツセージはオペレー
タがどのくらいマスクをロードすべきかを知らせ、次に
ブロツク444により、マスクはシステムにロードする準
備を完了しているか否かの判断をする。このような状態
になるまで、処理はブロツク444に留まる。マスクがシ
ステムにロードする準備を完了すると、ブロツク446に
より、SMIFポートから一番上のマスクを取るようにフロ
ツグ・アームに指示する。次に、ブロツク448によりマ
スクIDをトレーから読み出し、ブロツク450により、フ
ロツグ・アームはマスクをストレージ・トレーに蓄積
し、ID読み出しについて位置を記録する。次に、ブロツ
ク452により、最後のマスクを蓄積したか否かの判断を
する。ノーのときは、ブロツク446に復帰し、ストレー
ジ・トレーに最後のマスク及びマスクID数と関連して記
録された位置を蓄積するまで、ブロツク446、448、450
及び452を反復する。最後のマスクを蓄積すると、ブロ
ツク440に復帰する。

ブロツク440によつてマスクが存在すると判断したとき
は、ブロツク452により、システムが初期化されたとい
うメツセージをオペレータに送り、ブロツク456によつ
てメイン・メニユーを表示する。次に、第18図に示すメ
イン・オペレーテイング・プログラムとして点Ａから初
期化プログラムが継続する。

ここで第18図を参照すると、メイン・オペレーテイング
・プログラムのフローチヤートが示されている。このフ
ローチヤートは表示されたメイン・メニユーと関連して
用いられ、ここで便宜上、メイン・オペレーテイング・
プログラムＡとレベル付けしてある。一般に、オペレー
タがメイン・メニユーから選択するまで、メイン・オペ
レーテイング・プログラムＡ即ちシステム・オペレーテ
イング・プログラムを連続して反復する。この場合は他
のプログラムＢ〜Ｌのうちの一つに分岐する。選択した
このプログラムを実行したときは、プログラムＡに復帰
し、プログラムは次のオペレータ・コマンドを待機す
る。

先ず、ブロツク458により、ユーザ・インターフエイス
を開始し、ブロツク460によりスクリーンをクリアす
る。次に、ブロツク462によりユーザ・メニユーを表示
する。更に、ブロツク464により、ユーザ・メニユーに
従つて機能要求を入力したか否かを判断する。ノーのと
きは、ブロツク466によりエラー条件の全てを調べ、ブ
ロツク468によりエラーの存在が判断されたときは、エ
ラー条件を印刷し、打切りとなる。ブロツク468におけ
る判断によりエラーがなかつたときは、ブロツク464に
戻り、機能要求又はエラー報告があるまで待機する。

ブロツク464により機能要求が検出されると、ブロツク4
72〜492（偶数のみ）が継続する。ブロツク472〜492
（偶数のみ）のそれぞれは要求可能な種々の機能をそれ
ぞれ表わしている。ブロツク472〜492（偶数のみ）のう
ちの一つにおいて機能のうちの一つが存在すると判断さ
れると、各プログラムＢ〜Ｌへの分岐が発生する。

次の機能はブロツク472〜492（偶数のみ）により選択可
能な以下のプログラムに対応する。

マシン・データをロード、ターゲツトをロード及びマシ
ンにマスクをロードの命令をそれぞれ表わすプログラム
Ｂ、Ｃ及びＤの例を、以下第19図、第20図及び第21図に
示す。他のプログラムについては第19図は、第20図及び
第21図に示す線に従い、かつプログラムＥ〜Ｌの付加説
明に従つて展開することができる。

第19図を参照すると、マシン・データをロードのプログ
ラムＢが示されている。最初に、ブロツク494により、C
PU310に接続されているデイスクのフアイルからマシン
・データをロードする。ブロツク496により、マシン変
数はエラー及びステータス・チエツクにより決定された
情報に基づいて更新される。最後に、オペレータの便宜
のために現在のマシン動作変数を表示、印刷する。次
に、第18図に示すメイン・オペレーテイング・プログラ
ムＡに戻る。

第20図を参照すると、ターゲツトのロードに関連するプ
ログラムＣを示す。最初に、ブロツク500により、ター
ゲツト・メモリに空きがあるか否かの判断をする。ノー
のときは、メツセージ「ターゲツト・メモリは一杯」を
表示し、メイン・オペレーテイング・プログラムＡに戻
る。

ブロツク500により、ターゲツト・メモリに空きがある
と判断したときは、ブロツク504により、前面のSMIFポ
ートにターゲツトが有るか否かの判断をする。ノーのと
きは、ブロツク506により側面のSMIFポートにターゲツ
トがあるか否かの判断をする。ブロツク504及び506の判
断が共にノードであつたときは、オペレータはSMIFポー
トにターゲツトをロードするように、督促され、ブロツ
ク510により、ターゲツトは準備を完了しているかの判
断をする。ノーのときは、準備完了状態であると判断さ
れるまで、ブロツク510に戻る。この時点ではクリア信
号が出力されてブロツク504に戻る。ブロツク506によ
り、ターゲツトが側面のSMIFポートにあると判断された
ときは、ブロツク512によつて側面のSMIFポートを入力
ポートと決定される。ブロツク504により、ターゲツト
が前面のSMIFポートであると判断されたときは、ブロツ
ク514により前面のSMIFポートは入力ポートと定められ
る。

いずれの場合もブロツク516を継続し、Ｚ、即ち垂直方
向にSMIFプレートの高さまで移動するように、フロツグ
・アームに命令する。次に、ブロツク518により、ブロ
ツク512又は514により定められた措定の入力ポートに回
転するようにフロツグ・アームに命令する。次に、ブロ
ツク529において、フロツグ・アームを措定された入力
ポートにおいてSMIFプレートに届くように伸ばし、ブロ
ツク522によりフロツグ・アームはSMIFポート・エレベ
ータを下げる。次に、ブロツク524により、フロツグ・
アームを引つ込め、ブロツク526によりSMIFポート・エ
レベータは降下したか否かの判断をする。ノーのとき
は、ブロツク528により示すようにエラー・メツセージ
を印刷し、ブロツク530により示すように、打切りとな
る。ブロツク526により、SMIFポート・エレベータが下
降していると判断したときは、ブロツク532により、一
番上のターゲツトを配置する。次に、ブロツク534によ
り、フロツグ・アームを移動してこのターゲツトを利用
するために必要とするＺ距離を計算し、ブロツク536に
よりフロツグ・アームを（計算した高さ）−（小クリア
ランス）に移動させる。次に、ブロツク538により、フ
ロツグ・アームをターゲツト・トレーに伸ばし、ブロツ
ク540によりクリアランス量までフロツグ・アームを移
動させる。

次に、ブロツク542により、真空をオンすることによ
り、フロツグ・アームを下げてターゲツトを取ることが
できるようにする。次に、ブロツク546により、フロツ
グ・アームを蓄積領域に回転させ、ブロツク548により
フロツグ・アームを蓄積領域に伸ばす、次に、ブロツク
550によりターゲツトを蓄積できるように真空チヤツク
をオフにし、ブロツク552によりフロツグ・アームを下
げ、ターゲツトをクリアし、ブロツク554によりフロツ
グ・アームを通路を出るように中央に戻す。

次に、ブロツク556により、未だターゲツトがあるかの
判断をする。ノーのときは、ターゲツトのロードを完了
したいというメツセージを表示し、メイン・オペレーテ
イング・プログラムＡに戻る。ブロツク556により未だ
ロードするターゲツトがあると判断したときは、ブロツ
ク560によりターゲツトのスペースがあるか否かの判断
をする。ノーのときは、ブロツク562により、メツセー
ジ「ターゲツト・メモリは一杯」を表示し、メイン・オ
ペレーテイング・プログラムＡに戻る。ブロツク560で
更にメモリ・スペースがあると判断したときは、ブロツ
ク564により、ブロツク・アームを回転させて入力ポー
トに戻る。ブロツク536に戻つてブロツク536から同一の
処理を開始し、これをブロツク558か、又はブロツク562
かに行くまで、メイン・オペレーテイング・プログラム
Ａに戻ることを繰り返す。

ここで第21図を参照すると、マシンにマスクをロードす
るのに関連するプログラムＤが示されている。プログラ
ムＤは、ブロツク544とブロツク546との間にブロツク56
6、568、570及び572が付加されていることを除き、プロ
グラムＣと同一である。ブロツク566は、ブロツク544に
より中央に戻されたフロツグ・アームをバー・コード・
リーダーに回転させ、ブロツク568によりフロツグ・ア
ームをバー・コード・リーダーに伸ばす。次に、ブロツ
ク570により、マスクIDをバー・コード・リーダーによ
り読み取り、ブロツク572によりマスクIDを蓄積位置に
対応させて記憶する。その後、先に説明したプログラム
はブロツク546に行き、ここでフロツグ・アームを蓄積
領域に回転させ、マスクを記憶する。

【図面の簡単な説明】

第１図は一部を破断した本発明のＸ線リソグラフイ装置
また第1A図は材料取扱い装置の斜視図、第２図は本発明のＸ線リソグラフイ装置のウエーハ処理
部及びＸ線発生装置の一部の正面図、第３図は本発明のＸ線リソグラフイ装置のＸ線発生装置
の更に詳細な側面図及び部分断面図、第４図は本発明のＸ線発生装置の更に詳細な全面及び部
分断面図、第５図及び第5A図は本発明のＸ線発生室とウエーハとの
間の第１形式のインタフエースの平面図及び断面図、第６図は第５図及び第5A図に示す本発明の動作を説明す
るための図、第７図及び第7A図はＸ線発生室とウエーハとの間のイン
タフエースの他の実施例を示す図、第８図はＸ線発生プラズマを発生する際に用いられるタ
ーゲツト及び関連するターゲツト移動機構を示す概要
図、第９図はターゲツト及び本発明の真空室を仲介するため
に用いるターゲツト移動機構の底面図、第10図はレーザ装置及びＸ線発生プラズマを発生する際
に用いられるレーザ・ビームの通路を示す図、第11図は本発明のＸ線リソグラフイ装置を表わす概要
図、第12図は第11図に示す増幅器を通過する種種の信号路に
おけるガラスのスラブからなる増幅器におけるレーザ・
ビームの形状と位置を示す図、第13図は第11図に示すＸ線リソグラフイ装置の部品配置
を示す３次元図、第14A図、第14B図及び第14C図は第13図に示す部品配置
の平面図、正面図及び側面図、第15図は本発明の電気制御装置の総合ブロツク図、第16図は第16A図及び第16B図を一緒に配置する方法を示
す図、第16A図及び第16B図は本発明の詳細な電気系統のブロツ
ク図、第17A図及び第17B図は製造において本発明を用いる前の
開始手順を示すフローチヤート、第18図は本発明の待機処理のフローチヤート、第19図は本発明のコンピユータにデータをロードする方
法を示すフローチヤート、第20図は本発明のＸ線リソグラフイ装置にターゲツトを
ロードする方法を示すフローチヤート、第21図は本発明のＸ線リソグラフイ装置にマスクをロー
ドする方法を示すフローチヤートである。 18……ウエーハ処理装置、 20……制御装置、 22……排気室、 26……ターゲツト、 58……ウエーハ、 70、72……窓、 74……スポツト７、 78……真空チヤツク、 80……プレート、 82……ステツパ・モータ、 84……線形移動装置、 86……鉄流体カツプラ、 88……シヤフト、 90……ベロー装置、 92……開口、 94……マスク、 122……マスク支持リング、 128、130……真空路、 132……ヘリウム圧力経路、 134……経路、 138、140、142、144、170……リング、 147……ソレノイド、 152……点、 164……真空路、 166……空気路、 334C……空気インターロツク制御回路、 334D……ヘリウム回路。

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｈ０１Ｌ 21/027 Ｈ０１Ｓ 3/23 Ｈ０１Ｌ 21/30 ５３１Ｅ５３１Ｓ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】所望の出力ビームに対して狭くかつ低いエ
ネルギのレーザ・ビームを供給するレーザ・ビーム発振
器（172）と、高さと高さに垂直で本質的に高さより長
い幅の横断面をもち、レーザ・ビーム・エネルギを増幅
するためのガラスのスラブから形成される通路（190）
をもつフェース・ポンプ・レーザ・ビーム増幅器（18
8）と、前記通路（190）の第１部分（第12図の左部分）
を通って前記増幅器（188）を通過するように前記発振
器（172）により発生した前記レーザ・ビームを指向さ
せる第１レーザ・ビーム指向手段（174〜186、196〜23
0）とを備えた高エネルギ・レーザ・ビーム発生器にお
いて、第２レーザ・ビーム指向手段（232〜306）は前記レーザ
・ビーム（24）の一方の軸に沿って前記高さより大きく
なく、かつ他の軸に沿って前記高さと前記幅との間にレ
ーザ・ビーム（24）の大きさを拡張するビーム拡張手段
（232及び262）を含み、前記第２レーザ・ビーム指向手段（232〜306）は更に前
記通路（190）の前記第１部分（第12図の左部分）に交
差させることなく、前記レーザ・ビーム（24）を前記通
路（190）の第２部分（第12図の右部分）を通って前記
フェース・ポンプ・レーザ・ビーム増幅器（188）を通
過するように前記レーザ・ビーム（24）を指向させる手
段（240、244、246、258、260、270及び272）を備えた
ことを特徴とする高エネルギ・レーザ・ビーム発生器。
【請求項２】特許請求の範囲第１項記載の高エネルギ・
レーザ・ビーム発生器において、更に前記第２レーザ・
ビーム指向手段（232〜306）はアナモフィック・ビーム
拡張器（234、246、及び238及び264、266及び268）を含
むことを特徴とする高エネルギ・レーザ・ビーム発生
器。
【請求項３】特許請求の範囲第１項又は第２項記載の高
エネルギ・レーザ・ビーム発生器において、更に前記第
２レーザ・ビーム指向手段（232〜306）は前記フェース
・ポンプ・レーザ・ビーム増幅器（188）の前記通路（1
90）から出る前記レーザ・ビーム（24）を前記一方の軸
に沿って、前記他の軸に沿って拡張されたと同一の大き
さに拡張する第２ビーム拡張手段（280）を備えている
ことを特徴とする高エネルギ・レーザ・ビーム発生器。
【請求項４】特許請求の範囲第１項又は第３項記載の高
エネルギ・レーザ・ビーム発生器において、更に前記第
２レーザ・ビーム指向手段（232〜306）及び第２ビーム
拡張手段（280）はそれぞれアナモフィック・ビーム増
幅器（234、236、及び238及び264、266及び268）を備え
ているを備えていることを特徴とする高エネルギ・レー
ザ・ビーム発生器。
【請求項５】特許請求の範囲第１項又は第３項記載の高
エネルギ・レーザ・ビーム発生器において、更に前記第
２レーザ・ビーム指向手段（232〜306）及び第２ビーム
拡張手段（280）はそれぞれ複数の三角形状のプリズム
（234、236、及び238;264、266及び268及び282、284及
び286）を備えていることを特徴とする高エネルギ・レ
ーザ・ビーム発生器。
【請求項６】高エネルギ・レーザ・ビーム（24）を発生
するレーザ・ビーム発生器（12）において、最初のレー
ザ・ビーム（24）を発生するレーザ発振器（172）と、
光エネルギが注入される２つの主面をもち、前記２つの
主面を隔てる一定の高さと、前記一定の高さに対して垂
直で、かつ前記一定の高さより大きい一定の幅をもつ横
断面積を有するガラスのスラブからなる通路（190）を
含むフェース・ポンプ・レーザ・ビーム増幅器（188）
と、前記ガラスのスラブからなる通路（190）の２つの
主面間の第１通路（第12図の左部分）を通るように前記
レーザ発振器（172）から供給されたレーザ・ビーム（2
4）を指向させて第１の増幅されたレーザ・ビーム（Ａ
及びＢ）を得る第１指向手段（174〜186、196〜230）と
を備えた高エネルギ・レーザ・ビーム発生器において、前記高さの方向で前記高さより小さな寸法、及び前記幅
の方向で前記高さより大きく、かつ前記幅より狭い寸法
に、前記増幅した前記第１レーザ・ビーム（Ａ及びＢ）
を拡張して拡張レーザ・ビーム（Ｃ）を得る手段（232
及び262）と、前記ガラスのスラブからなる通路（190）の２つの主面
間に前記第１通路（第12図の左部分）から離れ、第２通
路（第12図の右部分）を通るように拡張した前記レーザ
・ビームを指向させ、前記高エネルギ・レーザ・ビーム
（24及び24A）を得る第２指向手段（270〜276）とを備
えていることを特徴とする高エネルギ・レーザ・ビーム
発生器。
【請求項７】特許請求の範囲第６項記載の高エネルギ・
レーザ・ビーム発生器において、更に前記第１指向手段
（174〜186、196〜230）はシャッタ手段（212）を備え
ていることを特徴とする高エネルギ・レーザ・ビーム発
生器。
【請求項８】特許請求の範囲第６項又は第７項記載の高
エネルギ・レーザ・ビーム発生器において、更に前記第
２指向手段（270〜276）はシャッタ手段（252）を備え
ていることを特徴とする高エネルギ・レーザ・ビーム発
生器。
【請求項９】特許請求の範囲第６項又は第７項又は第８
項記載の高エネルギ・レーザ・ビーム発生器において、
更に前記レーザ・ビーム発生器（12）は前記高さの方向
で前記高さより大きな寸法に前記拡張レーザ・ビーム
（Ｃ）を拡張して高エネルギ・レーザ・ビーム（24、24
A）を得る第２手段（280）を備えていることを特徴とす
る高エネルギ・レーザ・ビーム発生器。
【請求項１０】特許請求の範囲第９項記載の高エネルギ
・レーザ・ビーム発生器において、更に拡張用の前記第
１レーザ・ビーム指向手段（232及び262）及び拡張用の
前記第２手段（280）は複数のアナモフィック・ビーム
拡張器を備えていることを特徴とする高エネルギ・レー
ザ・ビーム発生器。
【請求項１１】特許請求の範囲第６項、第７項及び第８
項の何れかの項に記載の高エネルギ・レーザ・ビーム発
生器において、拡張用の前記第１レーザ・ビーム指向手
段（232及び262）はアナモフィック・ビーム拡張器を備
えていることを特徴とする高エネルギ・レーザ・ビーム
発生器。
【請求項１２】特許請求の範囲第４項から第11項の何れ
かの項に記載の高エネルギ・レーザ・ビーム発生器にお
いて、前記第１指向手段（174〜186、196〜230）は照射
されたレーザ・ビームをほぼ対称的な方法により拡張す
る第１及び第２ビーム拡張手段（180）と、前記第１及
び第２ビーム拡張手段（180）に前記レーザ発振器（17
2）のレーザ・ビーム（24）を供給して前記高さより小
さな寸法の第１拡張レーザ・ビームを得る手段（174、1
76、178）と、前記第１通路の第１部分（第12図の左
側）を通って前記ガラスのスラブからなる通路（190）
を通過するように前記第１拡張レーザ・ビーム（Ａ）を
指向させて第１増幅レーザ・ビーム（Ａ）を得る手段
（182、184、186、196、198）と、前記第２ビーム拡張
手段（206）に沿って前記増幅レーザ・ビーム（Ａ）を
供給して前記高さとほぼ同一の大きさにある第２拡張レ
ーザを得る手段（200〜204）と、前記第１部分（第12図
の左側）の前記第１部分と異なる第２部分を通って、前
記ガラスのスラブからなる通路（190）を通過するよう
に前記第２拡張レーザ・ビームを指向させて前記第１増
幅レーザ・ビーム（Ｂ）を得る手段（208、210、222〜2
28）とを備えていることを特徴とする高エネルギ・レー
ザ・ビーム発生器。
【請求項１３】特許請求の範囲第12項記載の高エネルギ
・レーザ・ビーム発生器において、前記第１及び第２ビ
ーム拡張手段（180）は空間フィルタを備えていること
を特徴とする高エネルギ・レーザ・ビーム発生器。
【請求項１４】特許請求の範囲第12項又は第13項記載の
高エネルギ・レーザ・ビーム発生器において、前記第１
通路（第12図の左側）の前記第１及び第２部分は互いに
隣接し、かつ前記ガラスのスラブからなる通路（190）
と同一の空間にあることを特徴とする高エネルギ・レー
ザ・ビーム発生器。
【請求項１５】光エネルギが注入される２つの主面をも
ち、２つの前記主面を隔てる一定の高さ及び前記一定の
高さに対して垂直、かつより大きい一定の幅の横断面積
とを有するガラスのスラブからなる通路（190）をもつ
フェース・ポンプ・レーザ・ビーム増幅器（188）を用
い、高エネルギ・レーザ・ビーム（24、24A）を発生す
ると共に、初期レーザ・ビームを発生するステップと、
前記ガラスのスラブからなる通路（190）の２つの主面
間の第１通路（第12図の左側）を通って、発生した前記
初期レーザ・ビームを指向させて増幅した増幅レーザ・
ビーム（Ｂ）を得るステップとを含む高エネルギ・レー
ザ・ビーム発生方法において、更に前記高さの方向で前記高さより小さい寸法、及び前
記幅の方向で前記高さより大きく、かつ前記幅より狭い
寸法に前記増幅レーザ・ビーム（Ｂ）を拡張して拡張レ
ーザ・ビームを得るステップと、前記ガラスのスラブか
らなる通路（190）の２つの主面間の前記第１通路（第1
2図の左側）から離れた第２通路（第12図の右側）を通
って前記拡張レーザ・ビーム（Ｃ）を指向させ、前記高
エネルギ・レーザ・ビーム（24、24A）を得るステップ
とを備えていることを特徴とする高エネルギ・レーザ・
ビーム発生方法。
【請求項１６】特許請求の範囲第15項記載の高エネルギ
・レーザ・ビーム発生方法において、更に発生した初期
レーザ・ビームを指向させるステップは前記初期レーザ
・ビームを対称的に拡張するステップを備えていること
を特徴とする高エネルギ・レーザ・ビーム発生方法。
【請求項１７】特許請求の範囲第16項記載の高エネルギ
・レーザ・ビーム発生方法において、更に前記初期レー
ザ・ビームを対称的に拡張する前記ステップは前記ガラ
スのスラブからなる通路（190）の２つの主面間の前記
第１及び第２通路（第12図におけるビームＢ及びＣの通
路）と異なる第３通路（第12図におけるビームＡの通
路）を通って対称的に拡張した前記初期レーザ・ビーム
を指向するステップを備えていることを特徴とする高エ
ネルギ・レーザ・ビーム発生方法。
【請求項１８】特許請求の範囲第17項記載の高エネルギ
・レーザ・ビーム発生方法において、前記第３通路を通
って前記レーザ・ビームを指向させるステップは前記レ
ーザ・ビームを前記高さにほぼ等しい寸法に対称的に拡
張する空間フィルタ（180及び206）を通って前記レーザ
・ビームを指向させる処理を備えていることを特徴とす
る高エネルギ・レーザ・ビーム発生方法。
【請求項１９】特許請求の範囲第15項から第18項の何れ
かの項に記載の高エネルギ・レーザ・ビーム発生方法に
おいて、前記拡張レーザ・ビーム（Ｃ）を指向させるス
テップは更に前記幅に関連する方向に定められたとほぼ
同一の寸法にある前記高さにより定められた方向に前記
ガラスのスラブからなる通路（190）から得た前記レー
ザ・ビームを拡張するステップを備えていることを特徴
とする高エネルギ・レーザ・ビーム発生方法。