極紫外光源のための計測法
極紫外光システムは、増幅光ビームを生成する駆動レーザシステムと、ターゲット位置でターゲット材料を生成するように構成されたターゲット材料送出システムと、駆動レーザシステムから出射された増幅光ビームを受け取り、かつ増幅光ビームをターゲット位置に向けて誘導するように構成されたビーム送出システムと、計測システムとを含む。ビーム送出システムは、ターゲット位置に増幅光ビームを集束させるように構成かつ配置された収束レンズを含む。計測システムは、収束レンズから反射した増幅光ビームの一部分と収束レンズから反射した案内レーザビームの一部分とを集光するように構成された集光システムを含む。集光システムは、これらの部分を光学的に分離するように構成された二色性光デバイスを含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
開示の主題は、極紫外光源のための計測システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
極紫外光（ＥＵＶ）光、例えば、約５０ｎｍ又はそれ未満（軟Ｘ線とも呼ばれることもある）の波長を有し、かつ約１３ｎｍの波長での光を含む電磁放射線は、基板、例えば、シリコンウェーハ内の極めて小さな特徴部を生成するためにフォトリソグラフィ処理に使用することができる。
【０００３】
ＥＵＶ光を生成する方法には、ＥＵＶ範囲の輝線を有する元素、例えば、キセノン、リチウム、又は錫を有する材料をプラズマ状態に変換することがあるが必ずしもこれに限定されるわけではない。レーザ生成プラズマ（ＬＰＰ）と呼ばれることが多い１つのこのような方法において、駆動レーザと呼ぶことができる増幅光ビームを用いて、例えば、材料の液滴、流れ、又はクラスターの形態であるターゲット材料を照射することによって所要のプラズマを生成することができる。この処理に対して、プラズマは、一般的に、密封容器、例えば、真空チャンバ内で生成され、様々なタイプの計測機器を使用してモニタされる。
【０００４】
約１０６００ｎｍの波長で増幅光ビームを出力するＣＯ2増幅器及びレーザは、ＬＰＰ処理においてターゲット材料を照射する駆動レーザとしてある一定の利点を呈することができる。これは、ある一定のターゲット材料、例えば、錫を含有する材料に対して特に当て嵌まる場合がある。例えば、１つの利点は、駆動レーザ入力電力と出力ＥＵＶ電力との間に比較的高い変換効率をもたらすことができる点である。ＣＯ2駆動増幅器及びレーザの別の利点は、錫デブリで被覆された反射光学系のような比較的粗い表面から比較的波長の長い光（例えば、１９８ｎｍの深紫外光と比較して）が反射することができる点である。１０６００ｎｍ放射線のこの特性は、例えば、増幅光ビームの誘導、集束、及びその集束力の調節に向けて反射ミラーをプラズマの近くで使用することを可能にすることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許出願第１１／５８０，４１４号明細書
【特許文献２】米国特許第６，６２５，１９１号明細書
【特許文献３】米国特許第６，５４９，５５１号明細書
【特許文献４】米国特許第６，５６７，４５０号明細書
【特許文献５】米国特許第７，４９１，９５４号明細書
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
一部の一般的な態様では、極紫外光システムは、増幅光ビームを生成する駆動レーザシステムと、チャンバ内に定められた真空空間内のターゲット位置でターゲット材料を生成するように構成されたターゲット材料送出システムと、１組の光学構成要素を含むビーム送出システムと、計測システムと、コントローラとを含む。ビーム送出システムは、駆動レーザシステムから出射された増幅光ビームを受け取って、増幅光ビームをターゲット位置に向けて誘導するように構成される。真空チャンバは、増幅光ビームがターゲット位置と交差してターゲット材料に当った時にターゲット材料から出射された極紫外光を集光するように構成される極紫外光集光器を収容する。計測システムは、集光システムと光センサとを含む。集光システムは、ターゲット位置に到達しない増幅光ビームの少なくとも診断部分とターゲット位置に到達しない案内レーザビームの少なくとも診断部分とを集光するように構成される。集光システムは、診断部分をその部分の一方の実質的に全てを透過してその部分の他方の実質的に全てを反射することによって分離するように構成された二色性光デバイスを含み、少なくとも２つの診断部分は、異なる波長を有する。光センサは、二色性光デバイスにより分離された少なくとも２つの診断部分を捕捉する。コントローラは、光センサの出力に基づいて少なくとも１つの構成要素の位置を修正するために、光センサとビーム送出システム内の少なくとも１つの構成要素とに接続される。
【０００７】
実施は、以下の特徴の１つ又はそれよりも多くを含むことができる。例えば、ビーム送出システムは、増幅光ビームのサイズを拡張するビーム拡張システムと、ターゲット位置で増幅光ビームを集束するように構成かつ配置された集束要素とを含むことができる。
【０００８】
集束要素は、収束レンズを含むことができる。収束レンズは、非球面レンズとすることができる。収束レンズは、セレン化亜鉛で製造することができる。収束レンズは、反射防止コーティングを含むことができ、かつ増幅光ビームの波長で少なくとも光の９５％を透過することができる。収束レンズは、真空チャンバ内の真空を真空チャンバの外部の環境から分離するために真空チャンバの耐圧窓を形成することができる。収束レンズは、少なくとも０．２５の開口数を有することができる。
【０００９】
ビーム送出システムは、収束レンズに機械的に結合された作動システムを含むことができ、作動システムは、制御信号をコントローラから受信し、かつ制御信号に基づいて増幅光ビームの焦点を調節するために収束レンズを移動するように構成される。
【００１０】
集光システムは、収束レンズの表面によって反射した増幅光ビームを集光するように構成することができる。
【００１１】
ビーム送出システムは、ビーム拡張システムから収束レンズに向けて増幅光ビームを向け直すレンズ前ミラーを含むことができる。ビーム送出システムは、レンズ前ミラーに機械的に結合された作動システムを含むことができ、作動システムは、制御信号をコントローラから受信し、かつ制御信号に基づいて増幅光ビームの焦点を調節するためにレンズ前ミラーを移動するように構成される。
【００１２】
コントローラは、ターゲット位置で増幅光ビームとターゲット材料の間の重なりを増大させ、それによってチャンバ内の極紫外光の生成を増大させるために、少なくとも１つの構成要素の位置を修正する出力信号を少なくとも１つの構成要素に結合された作動システムに供給するように構成することができる。
【００１３】
計測システムは、閉ループフィードバックシステムとすることができる。
【００１４】
このシステムは、案内レーザビームを生成する案内レーザを含むことができる。増幅光ビームは、第１の異なる波長であることができ、案内レーザビームは、第２の異なる波長であることができる。二色性光デバイスは、実質的に増幅光ビーム診断部分全体を反射して実質的に案内レーザビーム診断部分全体を透過することにより、増幅光ビーム診断部分を案内レーザビーム診断部分から分離するように構成することができる。
【００１５】
他の一般的な態様では、極紫外光は、チャンバにより定められた真空内のターゲット位置でターゲット材料を生成し、励起エネルギを駆動レーザシステム内の少なくとも１つの光増幅器の利得媒体に供給して増幅光ビームを生成し、増幅光ビームの１つ又はそれよりも多くの特性を調節して１組の光学構成要素を通して増幅光ビームをターゲット位置に誘導し、案内レーザビームをターゲット位置に誘導し、ターゲット位置に到達しない増幅光ビームの少なくとも一部分とターゲット位置に到達しない案内レーザビームの少なくとも一部分とを集光し、かつ集光部分の一方が二色性光デバイスを透過して集光部分の他方が二色性光デバイスから反射されるように集光増幅光ビーム部分と集光案内レーザビーム部分とを二色性光デバイスに誘導することによって集光増幅光ビーム部分を集光案内レーザビーム部分から分離することによって生成される。
【００１６】
実施は、以下の特徴の１つ又はそれよりも多くを含むことができる。例えば、分離部分は、分離部分の画像データを出力する光センサに誘導することができる。
【００１７】
分離部分の各々の画像データは、解析モジュールに誘導することができ、解析モジュールは、分離部分の各々に対する画像データのビームサイズの判断及び分離部分の各々に対する画像データの重心の判断のうちの１つ又はそれよりも多くを実行するように構成される。
【００１８】
光学構成要素の組のうちの１つ又はそれよりも多くの構成要素の位置は、判断したビームサイズ及び判断した重心のうちの１つ又はそれよりも多くに基づいて調節することができる。
【００１９】
増幅光ビームは、ミラーから増幅光ビームを反射し、かつ増幅光ビームを捕捉して増幅光ビームを集束する集束要素を通して反射増幅光ビームをターゲット位置に誘導することにより、１組の光学構成要素を通して誘導することができる。これらの部分は、収束レンズから反射してミラー内の開口部を通って戻る部分を集光することによって集光することができる。
【００２０】
他の一般的な態様では、極紫外光システムは、増幅光ビームを生成する駆動レーザシステムと、ターゲット材料送出システムと、ビーム送出システムと、計測システムとを含む。ターゲット材料送出システムは、チャンバ内に定められた真空空間内のターゲット位置でターゲット材料を生成するように構成される。真空チャンバは、増幅光ビームがターゲット位置と交差してターゲット材料に当った時にターゲット材料から出射された極紫外光を集光するように構成された極紫外光集光器を収容する。ビーム送出システムは、駆動レーザシステムから出射される増幅光ビームを受け取って、増幅光ビームをターゲット位置に向けて誘導するように構成される。ビーム送出システムは、ターゲット位置に増幅光ビームを集束させるように構成かつ配置された収束レンズを含む１組の光学構成要素を含む。計測システムは、収束レンズから反射した増幅光ビームの部分と収束レンズから反射した案内レーザビームの部分とを集光するように構成された集光システムを含む。集光システムは、これらの部分を部分の第１のものを透過して部分の第２のものを反射することによって分離するように構成された二色性光デバイスを含む。
【００２１】
実施は、以下の特徴の１つ又はそれよりも多くを含むことができる。例えば、システムは、二色性光デバイスにより分離された部分を捕捉する光センサと、光センサの出力に基づいて少なくとも１つの構成要素の位置を修正するために光センサとビーム送出システム内の少なくとも１つの構成要素とに接続したコントローラとを含むことができる。コントローラは、ターゲット位置での増幅光ビームとターゲット材料の間の重なりを増大させ、それによってチャンバ内の極紫外光の生成を増大させるために、少なくとも１つの構成要素の位置を修正する出力信号をビーム送出システムの少なくとも１つの構成要素に結合された作動システムに供給するように構成することができる。
【００２２】
このシステムは、収束レンズに機械的に結合された作動システムを含むことができ、作動システムは、制御信号をコントローラから受信し、かつ制御信号に基づいて増幅光ビームの焦点を調節するために収束レンズを移動するように構成される。
【００２３】
ビーム送出システムは、ビーム拡張システムから収束レンズに向けて増幅光ビームを向け直すレンズ前ミラーを含むことができる。収束レンズから反射した増幅光ビーム部分及び案内レーザビーム部分は、二色性光デバイスに到達する前にレンズ前ミラー内の開口部を通して誘導することができる。ビーム送出システムは、レンズ前ミラーに機械的に結合された作動システムを含むことができる。作動システムは、制御信号をコントローラから受信し、かつ制御信号に基づいて増幅光ビームの焦点を調節するためにレンズ前ミラーを移動するように構成することができる。
【００２４】
収束レンズは、真空空間を外部空間から分離するために真空チャンバの耐圧窓を形成することができる。
【００２５】
増幅光ビームは、第１の異なる波長とすることができる。このシステムは、第２の異なる波長である案内レーザビームを生成する案内レーザを含むことができる。
【００２６】
ビーム送出システムは、増幅光ビームのサイズを拡張するビーム拡張システムを含むことができる。収束レンズは、拡張増幅光ビームをビーム拡張システムから受け取るように構成かつ配置することができる。
【００２７】
収束レンズは、少なくとも０．２５の開口数を有することができる。
【００２８】
このシステムは、案内レーザビームを生成する案内レーザを含むことができる。この場合に、増幅光ビームは、第１の異なる波長であることができ、案内レーザビームは、第２の異なる波長であり、二色性光デバイスは、増幅光ビーム診断部分の実質的に全てを反射して案内レーザビーム診断部分の実質的に全てを透過することによって増幅光ビーム診断部分を案内レーザビーム診断部分から分離するように構成することができる。
【００２９】
別の一般的な態様では、極紫外光は、チャンバにより定められた真空内のターゲット位置でターゲット材料を生成し、励起エネルギを駆動レーザシステム内の少なくとも１つの光増幅器の利得媒体に供給して増幅光ビームを生成し、増幅光ビームの１つ又はそれよりも多くの特性を調節し、案内レーザビームをターゲット位置に誘導し、収束レンズの表面から反射する増幅光ビームの少なくとも一部分と案内レーザの少なくとも一部分とを集光し、集光増幅光ビーム部分を集光案内レーザビーム部分から分離することによって生成することができる。１つ又はそれよりも多くの特性は、ターゲット位置に増幅光ビームを集束させるように構成かつ配置された収束レンズを通して増幅光ビームを誘導することを含め、１組の光学構成要素を通して増幅光ビームを誘導することによって調節される。集光増幅光ビーム部分は、集光部分の一方が二色性光デバイスを透過して集光部分の他方が二色性光デバイスから反射されるように集光増幅光ビーム部分と集光案内レーザビーム部分とを二色性光デバイスに誘導することにより、集光案内レーザビーム部分から分離することができる。
【００３０】
実施は、以下の特徴の１つ又はそれよりも多くを含むことができる。例えば、分離部分は、分離部分の画像データを出力する光センサに誘導することができる。分離部分の各々の画像データは、解析モジュールに誘導することができる。解析モジュールは、分離部分の各々に対する画像データのビームサイズの判断及び分離部分の各々に対する画像データの重心の判断のうちの１つ又はそれよりも多くを実行するように構成することができる。光学構成要素の組のうちの１つ又はそれよりも多くの構成要素の位置は、判断されたビームサイズ及び判断された重心の１つ又はそれよりも多くに基づいて調節することができる。
【００３１】
増幅光ビームは、収束レンズを通して増幅光ビームを誘導する前にミラーから増幅光ビームを反射することによって１組の光学構成要素を通して誘導することができる。これらの部分は、収束レンズから反射してミラー内の開口部を通って戻る部分を集光することによって集光することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】レーザ生成プラズマ極紫外光源のブロック図である。
【図２Ａ】図１の光源に使用することができる例示的な駆動レーザシステムのブロック図である。
【図２Ｂ】図１の光源に使用することができる例示的な駆動レーザシステムのブロック図である。
【図３】駆動レーザシステムと図１の光源のターゲット位置との間に位置決めされた例示的なビーム送出システムのブロック図である。
【図４】図３のビーム送出システムに使用することができる例示的な計測システムのブロック図である。
【図５Ａ】図３のビーム送出システムの集束アセンブリに使用される例示的なミラーの斜視図である。
【図５Ｂ】図５Ａのミラーの上面図である。
【図５Ｃ】図５Ａのミラーの底面図である。
【図５Ｄ】図５Ｃの線５Ｄ〜５Ｄに沿って切り取った側面断面図である。
【図６】図３の計測システムに使用することができる二色性光デバイスの図である。
【図７】図６の二色性光デバイスに衝突するＳ偏光光及びＰ偏光光の反射率対波長のグラフである。
【図８】図４の計測システムを含む例示的な集束アセンブリのブロック図である。
【図９】図４の計測システムを含む例示的な集束アセンブリのブロック図である。
【図１０】図４の計測システムを含む例示的な集束アセンブリのブロック図である。
【図１１】集束アセンブリによって実行される手順の流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
図１を参照すると、ＬＰＰ ＥＵＶ光源１００は、真空チャンバ１３０内のターゲット位置１０５で増幅光ビーム１１０でターゲット材料１１４を照射し、輝線をＥＵＶ範囲に有する元素を有するプラズマ状態にターゲット材料を変換することによって形成される。光源１００は、利得媒体又はレーザシステム１１５の媒体内の集団反転のために増幅光ビームを生成する駆動レーザシステム１１５を含む。
【００３４】
光源１００は、レーザシステム１１５とターゲット位置１０５の間にビーム送出システムを含み、ビーム送出システムは、ビーム搬送システム１２０と集束アセンブリ１２２とを含む。ビーム搬送システム１２０は、増幅光ビーム１１０をレーザシステム１１５から受け取って、増幅光ビーム１１０を誘導及び必要に応じて修正して増幅光ビーム１１０を集束アセンブリ１２２に出力する。集束アセンブリ１２２は、増幅光ビーム１１０を受け取ってターゲット位置１０５にビーム１１０を集束させる。
【００３５】
以下に説明するように、ビーム搬送システム１２０は、他の構成要素のうちでもとりわけ、レーザシステム１１５と集束アセンブリ１２２の間にビーム１１０を拡張するビーム拡張システムを含む。同じく以下に説明するように、集束アセンブリ１２２は、他の構成要素のうちでもとりわけ、ビーム１１０をターゲット位置１０５上へ集束させるレンズと、ビーム１１０に診断を行う計測システム１２４とを含む。ビーム搬送システム１２０、集束アセンブリ１２２、及び計測システム１２４に対して詳述する前に、図１に参照して光源１００の概要を示す。
【００３６】
光源１００は、例えば、液滴、液体流、固体粒子又はクラスター、液滴内に含まれた固体粒子、又は液体流内に含まれた固体粒子の形態でターゲット材料１１４を送出するターゲット材料送出システム１２５を含む。ターゲット材料１１４は、例えば、水、錫、リチウム、キセノン、又はプラズマ状態に変換された時にＥＵＶ範囲の輝線を有するあらゆる材料を含むことができる。例えば、元素錫は、純粋な錫（Ｓｎ）として、錫化合物、例えば、ＳｎＢｒ4、ＳｎＢｒ2、ＳｎＨ4として、錫合金、例えば、錫ガリウム合金、錫インジウム合金、錫インジウムガリウム合金、又はこれらの合金の組合せとして使用することができる。ターゲット材料１１４は、錫のような上述の元素１つで被覆したワイヤを含むことができる。ターゲット材料は、固体状態である場合に、環、球、又は立方体のようなあらゆる適切な形状を有することができる。ターゲット材料１１４は、ターゲット材料送出システム１２５によりチャンバ１３０の内部に及びターゲット位置１０５に送出することができる。ターゲット位置１０５は、プラズマを生成するためにターゲット材料１１４が増幅光ビーム１１０によって照射される位置である照射部位とも呼ばれる。
【００３７】
一部の実施では、レーザシステム１１５は、１つ又はそれよりも多くの主パルスと、一部の場合には、１つ又はそれよりも多くのプレパルスとを供給する１つ又はそれよりも多くの光増幅器、レーザ、及び／又はランプを含むことができる。各光増幅器は、高い利得で望ましい波長を光学的に増幅することができる利得媒体と、励起源と、内部光学系とを含む。光増幅器は、レーザ反射ミラー又はレーザ空洞を形成する他のフィードバックデバイスを有する場合もあれば有していない場合もある。従って、レーザシステム１１５は、たとえレーザ空洞がない場合でも、レーザ増幅器の利得媒体内の集団反転のために増幅光ビーム１１０を生成する。更に、レーザシステム１１５は、十分なフィードバックをレーザシステム１１５に提供するレーザ空洞がある場合に、コヒーレントレーザビームである増幅光ビーム１１０を生成することができる。「増幅光ビーム」という用語は、以下のもの、すなわち、単に増幅されるが必ずしもコヒーレントレージングであるというわけではないレーザシステム１１５からの光、及び増幅されかつコヒーレントレージングでもあるレーザシステム１１５からの光のうちの１つ又はそれよりも多くを包含する。
【００３８】
レーザシステム１１５内の光増幅器は、ＣＯ２を含む充填ガスを利得媒体として含むことができ、かつ約９１００と約１１０００ｎｍの間の波長で、特に、約１０６００ｎｍで１０００を超えるか又はそれに等しい利得で光を増幅することができる。レーザシステム１１５に使用される適切な増幅器及びレーザには、パルスレーザデバイス、例えば、比較的高出力、例えば、１０ｋＷ又はそれよりも大きく、かつ高いパルス繰返し数、例えば、５０ｋＨｚ又はそれよりも大きいもので作動する例えばＤＣ又はＲＦ励起で例えば約９３００ｎｍ又は約１０６００ｎｍで放射線を生成する例えばパルスガス放電ＣＯ2レーザデバイスを含むことができる。レーザシステム１１５内の光増幅器は、より高い出力でレーザシステム１１５を作動する時に使用することができる水のような冷却システムを含むことができる。
【００３９】
図２Ａを参照すると、１つの特定的な実施では、レーザシステム１１５は、複数の増幅段を有し、かつ例えば１００ｋＨｚでの作動が可能である低エネルギ及び高繰返し数のＱスイッチ式主発振器（ＭＯ）２００により開始されるシードパルスを有する主発振器／電力増幅器（ＭＯＰＡ）構成を有する。ＭＯ２００からは、例えば、ビーム経路２１２に沿って進む増幅光ビーム２１０を生成するために、ＲＦ励起高速軸流ＣＯ2増幅器２０２、２０４、２０６を使用してレーザパルスを増幅することができる。
【００４０】
３つの光増幅器２０２、２０４、２０６が示されているが、僅か１つの増幅器及び３つよりも多い増幅器をこの実施に使用することができる。一部の実施では、ＣＯ2増幅器２０２、２０４、２０６の各々は、内部ミラーにより折り返される１０メートルの増幅器長を有するＲＦ励起軸流ＣＯ2レーザ立方体とすることができる。
【００４１】
代替的にかつ図２Ｂを参照すると、駆動レーザシステム１１５は、ターゲット材料１１４が光共振器の１つのミラーとして機能するいわゆる「自己ターゲット式」レーザシステムとして構成することができる。一部の「自己ターゲット式」構成において、主発振器を不要とすることができる。レーザシステム１１５は、各チャンバが固有の利得媒体及び励起源、例えば、励起電極を有するビーム経路２６２に沿って直列に配置された一連の増幅チャンバ２５０、２５２、２５４を含む。各増幅チャンバ２５０、２５２、２５４は、例えば、１０６００ｎｍの波長λの光を増幅する例えば１，０００〜１０，０００の結合１通過利得を有するＲＦ励起高速軸流ＣＯ2増幅チャンバとすることができる。増幅チャンバ２５０、２５２、２５４の各々は、単独で設定された時に１回よりも多く増幅光ビームに利得媒体を通過させるのに必要とされる光学構成要素を含まないようにレーザ空洞（共振器）ミラーなしで設計することができる。それにも関わらず、上述のように、レーザ空洞は、以下のように構成することができる。
【００４２】
この実施では、レーザシステム１１５に後部部分反射光学系２６４を追加してターゲット材料１１４をターゲット位置１０５に置くことによってレーザ空洞を形成することができる。光学系２６４は、例えば、約１０６００ｎｍ（ＣＯ2増幅チャンバが使用される場合は増幅光ビーム１１０の波長）の波長が得られるように約９５％の反射率を有する平面ミラー、曲面ミラー、位相共役ミラー、又はコーナ反射器とすることができる。
【００４３】
ターゲット材料１１４及び後部部分反射光学系２６４は、増幅光ビーム１１０の一部をレーザシステム１１５に反射してレーザ空洞を形成するように作用する。従って、ターゲット位置１０５にターゲット材料１１４が存在することにより、レーザシステム１１５がコヒーレントレージングを生成させるのに十分なフィードバックが得られ、この場合に、増幅光ビーム１１０は、レーザビームと考えることができる。ターゲット材料１１４がターゲット位置１０５に存在しない時に、依然として増幅光ビーム１１０を生成するようにレーザシステム１１５を励起することができるが、光源１００内の何らかの他の構成要素が十分なフィードバックを行わなければコヒーレントレージングを生成しない。特に、ターゲット材料１１４との増幅光ビーム１１０の交差中に、ターゲット材料１１４は、増幅チャンバ２５０、２５２、２５４を通過する光空洞を確立するように光学系２６４と協働してビーム経路２６２に沿って光を反射することができる。この構成は、チャンバ２５０、２５２、２５４の各々内のターゲット材料１１４を照射し、プラズマを作成してチャンバ１３０内のＥＵＶ光の放射を生成するレーザビームを生成する利得媒体が励起された時にターゲット材料１１４の反射率が光学利得に空洞（光学系２６４及び液滴で形成された）内の光損失を超えさせるのに十分であるように構成される。この構成では、光学系２６４、増幅器２５０、２５２、２５４、及びターゲット材料１１４は、ターゲット材料が光空洞の１つのミラー（いわゆるプラズマミラー又は機械式ｑスイッチ）として機能するいわゆる「自己ターゲット式」レーザシステムを形成するように結合される。自己ターゲット式レーザシステムは、代理人整理番号第２００６−００２５−０１号である２００６年１０月１３日出願の「ＥＵＶ光源のための駆動レーザ送出システム」という名称の米国特許出願第１１／５８０，４１４号明細書に開示されており、この特許の開示内容全体は、引用により本明細書に組み込まれている。
【００４４】
用途により、他のタイプの増幅器又はレーザ、例えば、高電力及び高パルス繰返し数で作動するエキシマレーザ又は分子フッ素レーザも適切とすることができる。例示的に、例えば、繊維利得媒体又は円盤型利得媒体、例えば、米国特許第６，６２５，１９１号明細書、米国特許第６，５４９，５５１号明細書、及び米国特許第６，５６７，４５０号明細書に示されているようなＭＯＰＡ構成エキシマレーザシステムを有する固体レーザ、１つ又はそれよりも多くのチャンバ、例えば、発振チャンバ、及び１つ又はそれよりも多くの増幅チャンバ（増幅チャンバは並列又は直列）を有するエキシマレーザ、主発振器／電力発振器（ＭＯＰＯ）構成、電力発振器／電力増幅器（ＰＯＰＡ）構成があり、又は１つ又はそれよりも多くのエキシマ又は分子フッ素増幅器又は発振器チャンバにシード光を送出する固体レーザが適切とすることができる。他の設計も可能である。
【００４５】
照射部位で、増幅光ビーム１１０は、集束アセンブリ１２２により適切に集束されると、ターゲット材料１１４の組成に依存する特定の特性を有するプラズマを作成するために使用される。これらの特性には、プラズマによって生成されるＥＵＶ光の波長及びプラズマから放出されるデブリのタイプ及び量を含むことができる。
【００４６】
光源１００は、増幅光ビーム１１０が通過してターゲット位置１０５に到達することを可能にする開口１４０を有する集光ミラー１３５を含む。集光ミラー１３５は、例えば、ターゲット位置１０５で第１の焦点、及びＥＵＶ光を光源２０から出力することができ、かつ例えば集積回路リソグラフィツール（図示せず）に入力することができる中間位置１４５で第２の焦点（中間焦点とも呼ばれる）を有する楕円面ミラーとすることができる。光源１００は、増幅光ビーム１１０がターゲット位置１０５に到達することを可能にし、同時に集束アセンブリ１２２及び／又はビーム搬送システム１２０に入るプラズマによって生成されたデブリの量を低減するために、集光ミラー１３５からターゲット位置１０５に向けてテーパ付きである開放端中空円錐シュラウド１５０（例えば、ガス円錐）を含むことができる。この目的のために、ターゲット位置１０５に向けて誘導されるガス流をシュラウド内にもたらすことができる。
【００４７】
光源１００は、液滴位置検出フィードバックシステム１５６に接続された主コントローラ１５５と、レーザ制御システム１５７と、ビーム制御システム１５８とを含むことができる。主コントローラ１５５は、ソフトウエア及びメモリを含む汎用コンピュータとすることができ、ソフトウエアは、コントローラ１５５に接続した１つ又はそれよりも多くの出力デバイスに特定の機能を実行させる命令を含む。
【００４８】
光源１００は、例えば、ターゲット位置１０５に対して液滴の位置を示す出力を供給してこの出力を液滴位置検出フィードバックシステム１５６に供給する１つ又はそれよりも多くのターゲット又は液滴撮像器１６０を含むことができ、液滴位置検出フィードバックシステム１５６は、例えば、液滴単位で又は平均して液滴位置誤差をそこから計算することができる例えば液滴位置及び軌道を計算することができる。液滴位置検出フィードバックシステム１５６は、従って、主コントローラ１５５に入力として液滴位置誤差を供給する。主コントローラ１５５は、従って、レーザ位置、方向、及びタイミング補正信号を例えばレーザ制御システム１５７に供給することができ、レーザ制御システム１５７は、例えば、チャンバ１３０内のビーム焦点の位置及び／又は集束力を変えるためにビーム搬送システム１２０の増幅光ビーム位置及び形状を制御するようにレーザタイミング回路及び／又はビーム制御システム１５８を制御するのに使用することができる。
【００４９】
ターゲット材料送出システム１２５は、例えば、望ましいターゲット位置１０５に到着する液滴における誤差を補正するために、送出機構１２７により放出された時に液滴の放出点を修正する主コントローラ１５５からの信号に応答して作動可能であるターゲット材料送出制御システム１２６を含む。
【００５０】
更に、光源１００は、パルスエネルギ、波長の関数としてエネルギ分布、波長の特定の帯域内のエネルギ、波長の特定の帯域外側のエネルギ、及びＥＵＶ強度及び／又は平均的な電力の角分布を含むがこれらの限定されない１つ又はそれよりも多くのＥＵＶ光パラメータを計測する光源検出器１６５を含むことができる。光源検出器１６５は、主コントローラ１５５による使用に向けてフィードバック信号を生成する。フィードバック信号は、例えば、有効かつ効率的なＥＵＶ放射のための適切な位置及び時間に液滴を適切に遮断するために、レーザパルスのタイミング及び焦点のようなパラメータにおける誤差を示すことができる。
【００５１】
光源１００は、光源１００の様々な区画を整列させるか、又はターゲット位置１０５に増幅光ビーム１１０を誘導しやすくするのに使用することができる案内レーザ１７５を含む。案内レーザ１７５は、レーザシステム１１５の作動波長とは異なり、かつレーザシステム１１５、ビーム搬送システム１２０、及び集束アセンブリ１２２内の光学構成要素の波長範囲である案内波長を有する案内レーザビームを生成する。更に、案内レーザ１７５の案内レーザビームは、整列されるが増幅光ビーム１１０よりも比較的低い電力を有する必要がある光学構成要素を通過するのに十分な電力を有するべきである。案内波長がレーザシステム１１５の作動波長から更に離れかつ光学構成要素の波長範囲外である場合に、案内レーザ１７５は、より大きい電力で作動させることができる可能性があるが、このようにして案内レーザ１７５を操作することは好ましくなく、その理由には、案内レーザ１７５は、レーザシステム１１５が増幅光ビーム１１０を生成しない間に作動させることができるからであり、必要とされる電力の量は、案内波長が光学構成要素の波長範囲外で駆動された時に発生する効率の低下と共に非線形に（例えば、指数的に）増加する。案内レーザ１７５は、レーザシステム１１５が増幅光ビーム１１０を生成しない間に作動させることができる。
【００５２】
案内レーザ１７５を使用してレーザシステム１１５内の構成要素を整列させること、例えば、光増幅器をレーザシステム１１５の別の光増幅器に整列させることができる。この実施では、案内レーザ１７５を使用して、光源１００の初期準備中及びチャンバ１３０におけるＥＵＶ生成前に構成要素を整列させることができる。チャンバ１３０におけるＥＵＶ生成には、増幅光ビーム１１０を生成するだけでなく、増幅光ビーム１１０をターゲット位置１０５に誘導してターゲット材料をＥＵＶ範囲で出射されるプラズマに変換するためにターゲット材料１１４に衝突することが必要である。更に、この実施では、案内レーザ１７５を使用して、ビーム送出システムを通して及びターゲット位置１０５に増幅光ビーム１１０を誘導するようにビーム送出システム内の構成要素を整列させることができる。従って、この実施では、案内レーザ１７５を使用して、レーザシステム１１５の利得媒体は反転されるがコヒーレントレージングは生成されていない間に（レーザ空洞がない場合）、又はチャンバ１３０内のＥＵＶ生成中に（その場合に、レーザ空洞があり、レーザシステムはコヒーレントレージングを生成している）、構成要素と増幅光ビーム１１０を整列させることができる。アラインメントは、反転されなければ非反転利得媒体内では出現しない反転利得媒体内に発生する可能性があるレンズ効果を補償するために利得媒体が反転される間に行われる。
【００５３】
案内レーザ１７５を使用して、第２の実施では、ビーム送出システム内の光学構成要素を整列させ、かつターゲット位置１０５に向けて増幅光ビーム１１０を誘導することができる。この実施では、案内レーザ１７５は、レーザシステム１１５の利得媒体が反転される間に存在するがコヒーレントレージング生成中でないか、又はチャンバ１３０内のＥＵＶ生成中であり、その場合に、レーザ空洞があり、レーザシステムはコヒーレントレージングを生成している間に光学構成要素と増幅光ビーム１１０を整列させるのに使用することができる。
【００５４】
案内レーザ１７５に関連して、光源１００は、案内レーザ１７５及び増幅光ビーム１１０から光の一部分をサンプリングするために集束アセンブリ１２２内に設けられる計測システム１２４を含む。他の実施では、計測システム１２４は、ビーム搬送システム１２０内に設けられる。
【００５５】
ＣＯ2を含み、かつ約９１００と約１１５００ｎｍの間の波長、特に、約１１１５０ｎｍで光を増幅することができる充填ガスを光増幅器内の利得媒体として含むレーザシステム１１５に関して上述した基準を満たす案内レーザ１７５を選択することができる。このようなＣＯ2レーザは、ワシントン州ＭｕｋｉｌｔｅｏのＳｙｎｒａｄインコーポレーテッドから購入することができる。
【００５６】
第１の実施では、案内レーザ１７５は、量子カスケード技術に基づいて広義に波長可変な中赤外線外部空洞レーザである。例えば、このようなレーザは、約８１００ｎｍの波長に波長変更することができ、この波長は、ＣＯ2増幅器の作動波長に十分の近く、かつＣＯ2増幅器の設定に使用することができる光学構成要素の波長範囲である。このような量子カスケードレーザは、カリフォルニア州Ｐｏｗａｙの「Ｄａｙｌｉｇｈｔ Ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ」から購入することができる。
【００５７】
第２の実施では、案内レーザ１７５は、空洞内で特殊光学系及び／又はＣＯ2同位元素ガス充填が選択される場合にレーザシステム１１５に使用されるＣＯ2光増幅器と異なることができる選択可能な波長の範囲を有する回折格子で波長変更又は回折格子なしで波長変更することができる波長可変ＣＯ2レーザである。このようなレーザは、ワシントン州Ｍａｒｙｓｖｉｌｌｅの「Ａｃｃｅｓｓ Ｌａｓｅｒ Ｃｏｍｐａｎｙ」から購入することができる。例えば、案内レーザ１７５が利得媒体としてＣＯ2同位元素を使用するＣＯ2レーザである場合に、案内波長は、約１１１５０ｎｍ、又は９０００ｎｍと１１５００ｎｍの間のあらゆる波長であるように選択することができる。
【００５８】
計測システム１２４は、増幅光ビーム１１０及び案内レーザビームの部分集合又は一部分をサンプリング又は向け直す光学要素を含むことができ、このような光学要素は、案内レーザビーム及び増幅光ビーム１１０の電力に耐えることができるあらゆる材料から製造される。増幅光ビーム１１０及び案内レーザビームの波長が互いに異なるので、それらは、二色性光デバイス（二色性ミラー又はダイクロイックフィルタなど）を使用して分離することができ、この二色性光デバイスは、増幅光ビーム１１０の診断部分を案内レーザ１７５の診断部分から分離し、かつ別々の解析をもたらすために集束アセンブリ１２２内に設けられる。ビーム解析システムは、計測システム１２４及び主コントローラ１５５で形成され、その理由は、主コントローラ１５５は案内レーザ１７５からのサンプリングされた光を解析し、この情報を使用してビーム制御システム１５８を通じて集束アセンブリ１２２内の構成要素を調節するからである。
【００５９】
従って、要約すると、光源１００は、増幅光ビーム１１０を生成し、増幅光ビーム１１０は、ターゲット材料をＥＵＶ範囲の光を出射するプラズマに変換するためにターゲット位置１０５でターゲット材料に向けられる。増幅光ビーム１１０は、以下でより詳細に説明するように、レーザシステム１１５の設計及び特性に基づいて決定される特定の波長で作動する。更に、増幅光ビーム１１０は、ターゲット材料がコヒーレントレーザ光を生成するためにレーザシステム１１５に十分なフィードバックを行う時に、又は駆動レーザシステム１１５がレーザ空洞を形成する適切な光学的フィードバックを含む場合にレーザビームとすることができる。
【００６０】
上述のように、駆動レーザシステム１１５は、１つ又はそれよりも多くの光増幅器及びいくつかの光学構成要素（例えば、約２０〜５０個のミラー）を含み、ビーム搬送システム１２０及び集束アセンブリ１２２は、例えば、ミラー、レンズ、及びプリズムのようないくつかの光学構成要素を含む。これらの光学構成要素の全ては、増幅光ビーム１１０の効率的な形成及びターゲット位置１０５への増幅光ビーム１１０の出力を可能にするために増幅光ビーム１１０の波長を包含する波長範囲を有する。更に、光学構成要素の１つ又はそれよりも多くには、基板上の多層誘電反射防止干渉コーティングを形成することができる。
【００６１】
図３を参照すると、例示的なビーム送出システム３００は、駆動レーザシステム３０５とターゲット位置３１０の間に位置決めされ、ビーム送出システムは、ビーム搬送システム３１５及び集束アセンブリ３２０を含む。ビーム搬送システム３１５は、駆動レーザシステム３０５によって生成された増幅光ビーム３２５を受け取って、増幅光ビーム３２５を再方向付け及び拡張し、次に、集束アセンブリ３２０に向けて拡張及び再方向付け後の増幅光ビーム３２５を誘導する。集束アセンブリ３２０は、増幅光ビーム３２５をターゲット位置３１０に集束させる。
【００６２】
ビーム搬送システム３１５は、ミラー３３０、３３２、及び増幅光ビーム３２５の方向を変える他のビーム案内光学系３３４のような光学構成要素を含む。ミラー３３０、３３２、及びビーム案内光学系３３４は、増幅光ビーム３２５の反射に適するあらゆる基板及びコーティングで製造することができる。従って、それらは、増幅光ビーム３２５の波長で殆どの光を反射するように選択された基板及びコーティングで製造することができる。一部の実施では、ミラー３３０、３３２の１つ又はそれよりも多く及びビーム案内光学系３３４は、無酸素高導電（ＯＦＨＣ）銅基板上にペンシルベニア州Ｓａｘｏｎｂｕｒｇの「ＩＩ−ＶＩ Ｉｎｆｒａｒｅｄ」により製造された最大金属反射器（ＭＭＲ）コーティングのような高反射コーティングで製造される。使用することができる他のコーティングは、金と銀を含み、コーティングを付加することができる他の基板は、シリコン、モリブデン、及びアルミニウムを含む。ミラー３３０、３３２の１つ又はそれよりも多く及びビーム案内光学系３３４は、例えば、基板に水又は何らかの他の適切な冷却剤を通すことによって水冷することができる。
【００６３】
ビーム搬送システム３１５は、ビーム拡張システム３４０を出る増幅光ビーム３２５の横サイズがビーム拡張システム３４０に入る増幅光ビーム３２５の横サイズより大きいように増幅光ビーム３２５を拡張するビーム拡張システム３４０も含む。ビーム拡張システム３４０は、楕円放物面（このようなミラーは、軸外放物面ミラーとも呼ばれる）の軸外セグメントである反射面を有する曲面ミラーを含むことができる。ビーム拡張システム３４０は、増幅光ビーム３２５を再方向付、拡張、又は平行化するように選択された他の光学構成要素を含むことができる。ビーム拡張システム３４０のための様々な設計は、本出願と同時に出願された代理人整理番号第００２−０１８００１／２００９号である「極紫外光源のためのビーム搬送システム」という名称の特許出願に説明されており、この特許は、全体が引用により本明細書に組み込まれている。
【００６４】
図３に示すように、集束アセンブリ３２０は、ミラー３５０と、ミラー３５０からターゲット位置３１０へ反射増幅光ビーム３２５を集束させるように構成かつ配置された収束レンズ３５５を含む集束要素とを含む。ミラー３５０は、レンズ前ミラーと呼ぶことができ、かつ増幅光ビーム３２５の波長で高反射であるコーティングを有する基板で製造することができる。例えば、ミラー３５０は、無酸素高導電（ＯＦＨＣ）銅基板上にペンシルベニア州Ｓａｘｏｎｂｕｒｇの「ＩＩ−ＶＩ Ｉｎｆｒａｒｅｄ」により製造された最大金属反射器（ＭＭＲ）コーティングを有することができる。ミラー３５０に使用することができる他のコーティングは、金と銀を含み、コーティングを付加することができる他の基板は、シリコン、モリブデン、及びアルミニウムを含む。レンズ３５５は、増幅光ビーム３２５の波長で透過することができる材料で製造される。
【００６５】
集束アセンブリ３２０は、レンズ３５５から反射した光３６５を捕捉する計測システム３６０を含むことができる。光３６５は、少なくとも増幅光ビーム３２５の診断部分と案内レーザ１７５からの光の診断部分とを含む。この捕捉光を使用して、増幅光ビーム３２５及び案内レーザ１７５からの光の特性を解析し、例えば、増幅光ビーム３２５の位置を判断して増幅光ビーム３２５の焦点距離の変化をモニタすることができる。具体的には、捕捉光を使用して、レンズ３５５上での増幅光ビーム３２５の位置に関する情報を提供し、かつレンズ３５５の温度の変化（例えば、加熱）によるレンズ３５５の焦点距離変化をモニタすることができる。
【００６６】
レンズ３５５から反射した光３６５は、以下でより詳細に説明するように、ミラー３５０の開口部と一致する焦点に収束する。このようにして、ミラー３５０の開口部は、光３６５が計測システム３６０に到達する経路を提供し、同じくビーム送出システム３００内の自己レージングを防止又は低減するために、光３６５がビーム搬送システム３１５に再突入することも防止する。
【００６７】
計測システム３６０は、光３６５を集光し、増幅光ビーム診断部分を案内レーザビーム部分から分離し、分離診断部分３６６を光センサ３６４に向けて誘導するように構成された集光システム３６２を含む。計測システム３６０の集光システム３６２は、二色性光デバイス（二色性ミラー又は二色性の反射器など）のような光学構成要素を含み、二色性光デバイスは、光３６５を診断増幅光ビーム及び診断案内レーザビームに分離してこれらのビームの各々の別々の解析を可能にする。二色性光デバイスは、診断部分をこれらの部分の一方の実質的に全てを透過してこれらの部分の他方の実質的に全てを反射することによって分離するように構成される。以下に示す実施では、二色性光デバイスは、増幅光ビーム３２５の波長（例えば、約１０６００ｎｍ）の光を反射し、案内レーザ１７５によって生成された光の波長（例えば、約１１１５０ｎｍ）の光を透過する。
【００６８】
光センサ３６４は、集光システム３６２内の分離診断部分３６６の画像を捕捉し、解析モジュール３９５に向けて誘導される画像信号を出力する。解析モジュール３９５は、光センサ３６４により捕捉された画像にリアルタイム解析を行ってサイズ及び重心座標を判断するソフトウエアを含む。解析モジュール３９５は、主コントローラ１５５に接続する独立型デバイスとすることができ、又は主コントローラ１５５に一体化することができる。一部の実施では、解析モジュール３９５は、「Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ ＰＸＩ Ｂｏｘ」である。
【００６９】
解析モジュール３９５及び／又はコントローラ１５５は、ビーム送出システム３００内の構成要素に関連付けられた少なくとも１つのアクチュエータ３８５、３９０に（例えば、ミラー３５０及び／又はレンズ３５５に）接続され、サイズ及び重心座標の値に基づいてビーム送出システム３００の少なくとも１つの構成要素（例えば、レンズ３５５及び／又は１つ又はそれよりも多くの可動ミラー３５０）の位置又は角度を修正し、それによってターゲット位置１０５でのターゲット材料１１４との増幅光ビーム３２５の重なりを増大させ、従って、ＥＵＶ生産の量を増大させる。計測システム３６０は、検出器３６４に到達する前に他の方法で光を修正するフィルタ、レンズ、ビームスプリッタ、及びミラーのような他の光学構成要素を含む。
【００７０】
一般的に、収束レンズ３５５は、球面収差及び球面レンズで発生する可能性がある他の光学収差を低減する非球面レンズとすることができる。収束レンズ３５５は、チャンバの壁上の窓として取り付けることができ、チャンバの内側に取付けることができ、又はチャンバの外部に取り付けることができる。レンズ３５５は、可動式であり、１つ又はそれよりも多くのアクチュエータに取り付けてシステムの作動中に能動焦点制御の機構を提供することができる。このようにして、レンズ３５５は、より効率的に増幅光ビーム３２５を集光し、ターゲット位置に光ビーム３２５を誘導するように移動してＥＵＶ生成量を増大又は最大にすることができる。レンズ３５５の変位の量及び方向は、以下に説明するように、計測システム３６０によって供給されたフィードバックに基づいて判断される。
【００７１】
収束レンズ３５５は、増幅光ビーム３２５の殆どを捕捉するのに十分な直径を有し、しかも、増幅光ビーム３２５をターゲット位置に集束させるのに十分な曲率をもたらす。一部の実施では、収束レンズは、少なくとも０．２５の開口数を有することができる。一部の実施では、収束レンズ３５５は、ＺｎＳｅで製造され、ＺｎＳｅは、赤外線用途に使用することができる材料である。ＺｎＳｅは、０．６〜２０μｍを包含する透過範囲を有しており、かつ高出力増幅器から生成される高出力光ビームに使用することができる。ＺｎＳｅは、電磁スペクトルの赤色（特に、赤外線）端部において熱吸収が低い。収束レンズに使用することができる他の材料には、砒化ガリウム（ＧａＡｓ）及びダイヤモンドがあるがこれらに限定されない。更に、収束レンズ３５５は、反射防止コーティングを含むことができ、かつ増幅光ビーム３２５の波長で増幅光ビームの少なくとも９５％を透過することができる。
【００７２】
従って、ミラー３３０、３３２、３５０、及びビーム案内光学系３３４内の構成要素の少なくとも１つは、主コントローラ１５５により制御することができるモータを含む作動システムにより作動する可動式マウントを使用して移動可能にされ、ターゲット位置３１０への増幅光ビーム３２５の能動指向制御を行うことができる。可動ミラー及びビーム誘導光学系を調節すると、レンズ３５５上での増幅光ビーム３２５の位置とターゲット材料での増幅光ビーム３２５の焦点を維持することができる。
【００７３】
ビーム送出システム３００は、アラインメントレーザ３７０を含むことができ、アラインメントレーザ３７０は、設定中に使用して、ビーム送出システム３００の構成要素（ミラー３３０、３３２、ビーム誘導光学系３３４、ビーム拡張システム３４０内の構成要素、及びレンズ前ミラー３５０など）の１つ又はそれよりも多くの位置及び角度、又は場所を整列させる。アラインメントレーザ３７０は、構成要素の目視アラインメントを助けるように可視スペクトルで作動するダイオードレーザとすることができる。
【００７４】
ビーム送出システム３００は、ターゲット位置３１０でターゲット材料１１４から反射した光をモニタするカメラのような検出デバイス３７５を含むことができ、このような光は、駆動レーザシステム３０５の前面から反射し、検出デバイス３７５で検出することができる診断ビーム３８０を形成する。検出デバイス３７５は、主コントローラ１５５に接続することができる。
【００７５】
計測システム３６０、ミラー３５０、及びレンズ３５５の設計は、増幅光ビーム３２５の経路において付加的な光学系を使用して診断目的に対して光３６５を捕捉する必要がないという点において以前の診断構成よりもコンパクトな設計となっている。更に、診断部分３６６の全てを単一の光センサ３６４で捕捉して解析に必要とされる構成要素の量を低減することができる。上述のように、二色性光デバイスは、診断部分をこれらの部分の各々の波長に基づいてこれらの部分の一方の実質的に全てを透過してこれらの部分の他方の実質的に全てを反射することによって分離するように構成される。従って、回折格子を使用せずに診断光を分離することができ、従って、診断部分の安定性が改善し、診断部分内の歪みが二色性光デバイスで低減される。
【００７６】
また、レンズ３５５の特性は、計測システム３６０のためのレンズ３５５で後方反射した十分な光３６５を有しながら、できるだけ多くの増幅光ビーム３２５が確実にターゲット位置３１０に透過されるようにレンズ３５５の製造業者に指定される。
【００７７】
図４を参照すると、例示的な計測システム４６０は、診断目的に対してレンズ３５５から反射した光３６５を受け取って、開口部３４８を通過して計測システム４６０に入るようにミラー３５０の開口部３４８上に集束させる。
【００７８】
同じく図５Ａ〜図５Ｄを参照すると、ミラー３５０は、増幅光ビーム３２５が衝突するとレンズ３５５に向けて反射する第１の平面５００と、第１の表面５００の反対側にありかつ計測システム４６０に対向する第２の表面５０５とを付して設計することができる。ミラー３５０は、第１の表面５００と第２の表面５０５とを横切る貫通開口部５４８を含み、開口部５４８は、第２の表面５０５のより大きい断面から第１の表面５００の小さい方の断面にテーパ付きであるほぼ円錐形状を有する。
【００７９】
ミラー３５０は、無酸素高導電（ＯＦＨＣ）銅で製造することができ、第１の表面５００は、ペンシルベニア州Ｓａｘｏｎｂｕｒｇの「ＩＩ−ＶＩ Ｉｎｆｒａｒｅｄ」により製造されたような最大金属反射器（ＭＭＲ）コーティングで仕上げることができる。ミラー３５０は、増幅光ビーム３２５全体をレンズ３５５に向けて反射するのに十分大きい明確な開口５１５を有する。
【００８０】
図４を再び参照すると、計測システム４６０は、平行化又は収束レンズ４０５と平坦な光学系又は窓４１０とを含む。平行化レンズ４０５は、ＺｎＳｅで製造された平凸レンズとすることができる。平坦な光学系４１０は、光３６５を完全に透過する２つの平面により定められる。平坦な光学系４１０は、以下に説明するように、ターゲット位置でターゲット材料から反射する光４１４を遮断する比較的小さい中心遮断領域４１２を更に含むことができる。
【００８１】
図６も参照すると、計測システム４６０は、光３６５の診断部分を部分の各々の波長に基づいて部分６００の一方の実質的に全てを透過して部分６０５の他方の実質的に全てを反射することによって分離するように構成された二色性光デバイス４１５（例えば、二色性ミラー又はダイクロイックフィルタ）を含む。以下に説明する実施では、二色性光デバイス４１５は、実質的にギルドレーザビームの全て（すなわち、約９９％を超える）を透過して増幅光ビームの実質的に全て（すなわち、約９９％を超える）を反射する。しかし、その二色性光デバイス４１５は、実質的に増幅光ビーム全体（すなわち、９９％を超える）を透過して実質的に案内レーザビーム全体（すなわち、９９％を超える）を反射するように構成することができることに注意すべきである。
【００８２】
図７の例示的なグラフ７００に示すように、一部の実施では、増幅光ビーム３２５が約１０６００ｎｍの波長を有する場合に、二色性光デバイス４１５は、１０６００ｎｍ（矢印７０５によって示す）の波長で９９％を超える光（ｐ及びｓの偏光成分）を反射するように構成される。更に、案内レーザビームが約１１１５０ｎｍの波長を有する場合に、二色性光デバイス４１５は、１１１５０ｎｍ（矢印７１０によって示す）の波長で９９％を超える光（ｐ及びｓの偏光成分）を反射するように構成される。
【００８３】
計測システム４６０は、診断部分の付加的なフィルタリングを行うために二色性光デバイス４１５の下流で設けられるフィルタ４２０、４２５、４３０を含むことができる。フィルタ４２０、４２５は、例えば、光デバイス４１５を透過した可能性がある増幅光ビームの部分を反射するために透過後の案内レーザビーム部分６００の経路内に設けられる付加的な二色性光デバイスとすることができる。これらのフィルタ４２０、４２５を使用して、透過部分及び反射部分の相対電力を調節して光センサ３６４で有用な信号を取得することができる。このような調節は、増幅光ビーム３２５が案内レーザビームよりも実質的に強力である状況に有用である。この場合に、増幅光ビーム３２５は、案内レーザビームよりも実質的に強力であるので、増幅光ビーム３２５の十分な量が二色性光デバイス４１５を透過して、部分６００内の案内レーザビームの特徴を正確に計測することをより困難にする可能性がある。フィルタ４３０は、例えば、部分６０５から不要な光を遮断するために反射増幅光ビーム部分６０５の経路内に設けられた付加的な二色性光デバイスとすることができる。更に、フィルタ４３０には、その後面に、レーザシステム１１５が作動させることができる別の不要な波長（例えば、約１０２００ｎｍの波長）で光を阻止する反射防止コーティングを付加することができる。更に、フィルタ４２０、４２５、４３０は、反射がビーム経路から誘導されるようにビーム経路に対して傾斜状態とすることができる。二色性光デバイス４１５と同様に、フィルタ４２０、４２５、４３０は、ＺｎＳｅで製造することができる。
【００８４】
計測システム４６０も、診断部分６００、６０５の各ビームを２つのビームに分割するために診断部分６００、６０５のそれぞれの経路に沿って位置決めされた部分反射器４３５、４４０を含み、２つのビームの両方ともが、光センサ３６４に誘導される。このようにして、４つのビーム４７０、４７５、４８０、４８５は、光センサ３６４に送られ、光センサ３６４はこれらの４つのビームを使用して４つの未知数、すなわち、診断増幅光ビームの重心、診断案内レーザビームの重心、診断増幅光ビームのサイズ、及び診断案内レーザビームのサイズを計算することができる。４つのビーム４７０、４７５、４８０、４８５は、各ビームに対して別々の解析を行って各ビームのサイズ及び重心を判断することを可能にするように光センサ感光面に当った時に互いから空間的に分離される（例えば、４つのビームは暗領域により互いから分離される）ように誘導される。
【００８５】
部分反射器４４０は、増幅光ビーム部分６０５のほぼ７０％を反射してほぼ３０％を透過するように構成することができる。部分反射器４３５は、案内レーザビーム部分６００のほぼ３０％を反射してほぼ７０％を透過するように構成することができる。部分反射器４３５、４４０の各々は、ＺｎＳｅ、又は関わっている波長に対してあらゆる他の適切な材料で製造することができる。いくつの未知数を解析モジュール３９５及び／又はコントローラ１５５により判断すべきかにより、付加的な又はより少数のビームスプリッタを使用することができる。
【００８６】
更に、部分反射器４３５、４４０は、それぞれのビームを分割するのに使用されるが、他の部分反射器４４５、４５０、４５５、４６５を経路に挿入して、必要に応じて付加的なフィルタリングを行うことができる。計測システム４６０は、光の波面の形状を修正するレンズ及び光の波面の形状を再方向付け及び／又は修正するミラーのような他の構成要素を含むことができる。レンズは、ＺｎＳｅで製造することができ、ミラーは、シリコン（Ｓｉ）で製造することができるが、他の材料も可能である。
【００８７】
光センサ３６４は、診断部分から形成された画像の特徴を解像するのに十分な解像度を有するあらゆる検出器とすることができる。例えば、光センサ３６４は、少なくとも１００，０００ｎｍの解像度を有することができる。一部の実施では、光センサ３６４は、診断部分の波長を包含するスペクトル域を有する焦電性アレイカメラである。例えば、焦電性アレイカメラは、ユタ州ＬｏｇａｎのＯｐｈｉｒ−Ｓｐｉｒｉｃｏｎインコーポレーテッド製「Ｐｙｒｏｃａｍ（登録商標）ＩＩＩシリーズ」カメラとすることができる。焦電性アレイカメラは、他の特徴及び解析機能に対して使用することができるレーザビーム解析ソフトウエアを含むことができる。代替的に、焦電性アレイカメラからの出力を解析モジュール３９５に又は捕捉画像の解析に向けて主コントローラ１５５に送ることができる。
【００８８】
図８も参照すると、計測システム４６０は、ミラー３５０からチャンバ８３０内のターゲット位置８１０に反射した増幅光ビーム３２５を集束させるように構成かつ配置されたミラー３５０と収束レンズ８５５とを含む例示的な集束アセンブリ８２０と共に示されている。この実施では、収束レンズ８５５は、両凸レンズである。レンズ８５５は、レンズ８５５がチャンバ８３０内に維持された真空とチャンバ８３０の外部のパージ処理された環境との間の窓として作用するようにチャンバ８３０の壁８９０内に設けられる。ベローズを真空チャンバ壁８９０とレンズ８５５の間に設けて、光ビーム３２５の方向に対する３つの方向、すなわち、光ビーム３２５の方向に沿って延びる軸線方向又は縦方向、及び軸線方向に対して横である２つの方向の１つ又はそれよりも多くに沿ったレンズ８５５の動きを補助することができる。
【００８９】
計測システム４６０は、レンズ８５５から反射した光８６５を捕捉し、光８６５は、上述のように、ミラー３５０の中心領域内の開口部を透過する。
【００９０】
極紫外光真空チャンバ８３０は、極紫外光集光器８３５を収容し、極紫外光集光器８３５は、増幅光ビーム３２５がターゲット位置８１０と交差してターゲット材料に当った時にターゲット位置８１０でターゲット材料から出射された極紫外光を集光するように構成される。
【００９１】
図９も参照すると、別の実施では、計測システム９６０は、計測システム４６０と同様に、例示的な集束アセンブリ９２０のレンズ９５５から反射した光９６５を捕捉するように設計される。この実施では、集束アセンブリ９２０は、反射光を透過する（ミラー３５０により行われたように）代わりに反射光９６５を反射するように構成されたレンズ前ミラー９５０を含む。ミラー９５０は、増幅光ビーム３２５をレンズ９５５に向けて反射して光９６５を計測システム９６０に向けて反射するように設計された中心領域を付して設計することができる。集束アセンブリ９２０も、光の方向をレンズ９５５からターゲット位置９１０に向け変えるためにレンズ９５５とターゲット位置９１０との間に設けられた付加的な可動ミラー９８０を含む。
【００９２】
レンズ９５５は、少なくとも０．２５の開口数を有する平凸非球面レンズとすることができる。この実施では、レンズ９５５は、極紫外光真空チャンバ９３０の内側に設けられているが、チャンバ９３０の壁に設けて気密シールをもたらすことができる。極紫外光真空チャンバ９３０は、極紫外光集光器９３５を収容し、極紫外光集光器９３５は、増幅光ビーム３２５がターゲット位置９１０と交差してターゲット材料に当った時にターゲット位置９１０でターゲット材料から出射された極紫外光を集光するように構成される。
【００９３】
図１０を参照すると、別の実施では、集束アセンブリ１０２０は、ミラー１０５０と、ミラー１０５０及び別の中間ミラー１０８５からチャンバ１０３０内のターゲット位置１０１０に反射した増幅光ビーム３２５を集束させるように構成かつ配置された収束レンズ１０５５を含む集束要素とを含む。この実施では、収束レンズ１０５５は、レンズ１０５５がチャンバ１０３０内に維持された真空とチャンバ１０３０の外部のパージ処理された環境との間の窓として作用するようにチャンバ８３０の壁１０９０内に設けられている平凸レンズである。ベローズを真空チャンバ壁１０９０とレンズ１０５５との間に（図示せず）設けると、光ビーム３２５の方向に対する３つの方向、すなわち、光ビーム３２５の方向に沿って延びる軸線方向、及び軸線方向に対して横である２つの方向のうちの１つ又はそれよりも多くに沿ったレンズ１０５５の動きを補助することができる。集束アセンブリ１０２０は、レンズ１０５５から反射してミラー１０５０内の中心開口部を通して誘導された光１０６５を捕捉する計測システム１０６０も含む。計測システム１０６０は、一般的に、診断増幅光ビームを反射光１０６５の診断案内レーザビームから分離する二色性光デバイス１０１５を含むという点において、他の計測システムと同様に作動する。
【００９４】
極紫外光真空チャンバ１０３０は、極紫外光集光器１０３５を収容し、極紫外光集光器１０３５は、増幅光ビーム３２５がターゲット位置１０１０と交差してターゲット材料に当った時にターゲット位置１０１０でターゲット材料から出射された極紫外光を集光するように構成される。
【００９５】
図３を再び参照すると、使用時に、レンズ３５５から反射した光３６５は、計測システム内の光学構成要素を通して誘導され、光センサ３６４に衝突する４つの空間的に分離されたビームに分割される。
【００９６】
例えば、図４を再び参照すると、レンズ３５５から反射した光３６５は、ミラー３５０の開口部３４８内の焦点領域に集束され、光３６５は、平行化レンズ４０５に向う拡張ビームとして開口部３４８を通過する。平行化レンズ４０５は、レンズ４０５を出る光３６５が実質的に平行化されるように十分な発散を光３６５に与える。更に、平行化レンズ４０５は、レンズ４０５を出る光４１４が平坦な光学系４１０の中心遮断領域４１２により遮断される焦点領域に収束するようにターゲット材料から反射した光４１４に十分な発散を与える。
【００９７】
別の例として、図９及び図１０において、レンズ９５５、１０５５から反射する光９６５、１０６５は、異なる経路を取るが、全ての場合に、光は、最終的にはそれぞれの計測システム４６０、９６０、１０６０内の二色性光デバイス４１５、９１５、１０１５に衝突する。
【００９８】
計測システム内の光学構成要素を通過した後に、４つの診断ビームは、光センサ３６４に当たり、光センサ３６４は、上述の一実施では、Ｏｐｈｉｒ−Ｓｐｉｒｉｃｏｎインコーポレーテッド製「Ｐｙｒｏｃａｍ ＩＩＩ」カメラである。光センサ３６４によって得られた画像は、プロセッサ（例えば、解析モジュール３９５及び／又は主コントローラ１５５）による解析に適するデータフォーマットに変換され、一部の実施では、有用な１４ビットを有するＩ１６フォーマット（符号付き１６ビット整数）とすることができる。光センサ３６４により出力された画像データは、解析モジュール３９５に送られる。
【００９９】
図１１を参照すると、解析モジュール３９５（又は解析ソフトウエアがコントローラ１５５内で実行される場合は主コントローラ１５５）は、捕捉された各画像のサイズ及び重心を計算する手順１１００を実行し、画像は、その周りに異なる暗い境界を有すると定義される。最初に、解析モジュール３９５は、光センサ３６４（段階１１０５）から各組の画像データを受信し、各組の画像データは、光センサ３６４に衝突する診断ビームの１つを表している。
【０１００】
次に、解析モジュール３９５は、画像データにデータ変換を行って更に別の解析に適するフォーマットにする（段階１１１０）。データ変換は、画像のデータをアレイのフォーマットのデータに変換する段階を含むことができる。データ変換は、ビット交換を実行し、すなわち、１つのデータフォーマット（Ｉ１６フォーマットなど）から正ピクセル値に変換すべき別のデータフォーマット（符号なし１６ビット整数フォーマットであるＵ１６フォーマットなど）に変換する段階を含むこともできる。データ変換は、アレイ内の要素を合計して１次元のアレイを得る段階を含むことができる。例えば、Ｙ画像方向内のアレイ要素を合計して１次元のＹアレイを取得し、Ｘ画像方向のアレイ要素を合計して１次元のＸアレイを取得する。更に、データ変換は、ゼロ基線を保証するためにピクセル（例えば、第１の３〜１０ピクセル）の部分集合の強度の平均値を使用する基線補正計算を含むこともできる。更に、データ変換は、最大又は平均値に対するアレイの正規化を含むことができる。
【０１０１】
データ変換（段階１１１０）後に、解析モジュール３９５は、例えば、アレイのデータを補間することによってアレイのデータ点又は要素を綿密に適合させる機能を構成する（段階１１１５）。
【０１０２】
次に、解析モジュール３９５は、Ｘ及びＹ方向の各々に沿って各診断ビームに対して補間画像データのビームサイズを計算する（段階１１２０）。ビームサイズは、指定のレベルで、例えば、５％、１０％、１／ｅ2、２０％、又は５０％で計算することができる。「Ｐｙｒｏｃａｍ ＩＩＩ」の目盛りが０．１ｍｍ／ピクセルであると仮定すれば、ビームサイズの値は、コントローラ１５５にミリメートル単位で報告することができる。
【０１０３】
解析モジュール３９５は、各診断ビームに対して補間画像データの重心（質量の中心である）も計算する（段階１１２５）。重心は、各ピクセルの強度及び各ピクセルでの座標に基づいて計算される。「Ｐｙｒｏｃａｍ ＩＩＩ」の目盛りが０．１ｍｍ／ピクセルであると仮定すれば、重心の値は、コントローラ１５５にミリメートル単位で報告することができる。
【０１０４】
更に、解析モジュール３９５は、各診断ビームに対して画像の全強度も計算することができ（段階１１３０）、各診断ビームに対して画像の面積も計算することができる（段階１１３５）。画像の全強度は、アレイ合計を実行して基線をゼロにした後に取得したデータ下の積分により計算することができ、又はそれは、段階１１１５後に得られる補間曲線下の積分により計算することができる。段階１１２０において指定のレベルで（例えば、１／ｅ2で）計算したＸ及びＹ位置のビームサイズに基づいて画像の面積を計算することができる。
【０１０５】
解析モジュール３９５からの出力（例えば、ビームサイズ及び重心）は、主コントローラ１５５に送ることができ、主コントローラ１５５は、この出力を使用してビーム送出システムの１つ又はそれよりも多くの構成要素を波長変更する。例えば、ミラー３５０の波長変更は、１０６００ｎｍ診断情報（増幅光ビームからの情報）に基づいて行ない、レンズ３５５の波長変更は、１０６００ｎｍ情報を使用せずに１１１５０ｎｍ診断情報（案内レーザビームからの情報）に基づいて行う。ミラー３５０及び／又はレンズ３５５を波長変更（調節）してターゲット材料３１０との増幅光ビーム３２５の重なりを最適化又は増大させる。
【０１０６】
他の実施も、以下の特許請求の範囲の範囲内である。
【０１０７】
検出器１６５は、図１では、ターゲット位置１０５から直接に光を受け取るように位置決めされた状態に示されているが、検出器１６５は、中間焦点１４５又は何らかの他の位置で又はその下流で光をサンプリングするように位置決めすることができる。
【０１０８】
一般的に、ターゲット材料１１４の照射は、ターゲット位置１０５でデブリを生成する可能性があり、このようなデブリは、集光ミラー１３５を含むがこれに限定されない光学要素の表面を汚す可能性がある。従って、全体が引用により本明細書に組み込まれている米国特許第７，４９１，９５４号明細書に説明されているように、ターゲット材料の成分との反応が可能なガス状エッチング液の供給源１０２をチャンバ２６内に導入して光学要素の表面に堆積した汚染物質を一掃することができる。例えば、１つの用途において、ターゲット材料は、Ｓｎを含むことができ、エッチング液は、ＨＢｒ、Ｂｒ2、Ｃｌ2、ＨＣｌ、Ｈ2、ＨＣＦ3、又はこれらの化合物の何らかの組合せを含むことができる。
【０１０９】
光源１００は、堆積ターゲット材料と光学要素の表面のエッチング液間の化学反応を開始し、及び／又はその速度を増大させる１つ又はそれよりも多くの加熱器１７０を含むことができる。Ｌｉを含むプラズマターゲット材料に対して、加熱器１７０は、１つ又はそれよりも多くの光学要素の表面を約４００〜５５０℃の範囲の温度に加熱し、表面から、すなわち、エッチング液を必ずしも使用することなく、Ｌｉを気化するように設計することができる。適切とすることができる加熱器のタイプには、放射加熱器、マイクロ波加熱器、ＲＦ加熱器、オーム加熱器、又はこれらの加熱器の組合せがある。加熱器は、特定の光学要素表面に向けることができ、従って、指向性とすることができ、又はそれは、無指向性であってチャンバ１３０全体又はチャンバ１３０の実質的な部分を加熱することができる。
【符号の説明】
【０１１０】
３００ ビーム送出システム
３０５ 駆動レーザシステム
３１０ ターゲット位置
３１５ ビーム搬送システム
３２０ 集束アセンブリ
【技術分野】
【０００１】
開示の主題は、極紫外光源のための計測システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
極紫外光（ＥＵＶ）光、例えば、約５０ｎｍ又はそれ未満（軟Ｘ線とも呼ばれることもある）の波長を有し、かつ約１３ｎｍの波長での光を含む電磁放射線は、基板、例えば、シリコンウェーハ内の極めて小さな特徴部を生成するためにフォトリソグラフィ処理に使用することができる。
【０００３】
ＥＵＶ光を生成する方法には、ＥＵＶ範囲の輝線を有する元素、例えば、キセノン、リチウム、又は錫を有する材料をプラズマ状態に変換することがあるが必ずしもこれに限定されるわけではない。レーザ生成プラズマ（ＬＰＰ）と呼ばれることが多い１つのこのような方法において、駆動レーザと呼ぶことができる増幅光ビームを用いて、例えば、材料の液滴、流れ、又はクラスターの形態であるターゲット材料を照射することによって所要のプラズマを生成することができる。この処理に対して、プラズマは、一般的に、密封容器、例えば、真空チャンバ内で生成され、様々なタイプの計測機器を使用してモニタされる。
【０００４】
約１０６００ｎｍの波長で増幅光ビームを出力するＣＯ2増幅器及びレーザは、ＬＰＰ処理においてターゲット材料を照射する駆動レーザとしてある一定の利点を呈することができる。これは、ある一定のターゲット材料、例えば、錫を含有する材料に対して特に当て嵌まる場合がある。例えば、１つの利点は、駆動レーザ入力電力と出力ＥＵＶ電力との間に比較的高い変換効率をもたらすことができる点である。ＣＯ2駆動増幅器及びレーザの別の利点は、錫デブリで被覆された反射光学系のような比較的粗い表面から比較的波長の長い光（例えば、１９８ｎｍの深紫外光と比較して）が反射することができる点である。１０６００ｎｍ放射線のこの特性は、例えば、増幅光ビームの誘導、集束、及びその集束力の調節に向けて反射ミラーをプラズマの近くで使用することを可能にすることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許出願第１１／５８０，４１４号明細書
【特許文献２】米国特許第６，６２５，１９１号明細書
【特許文献３】米国特許第６，５４９，５５１号明細書
【特許文献４】米国特許第６，５６７，４５０号明細書
【特許文献５】米国特許第７，４９１，９５４号明細書
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
一部の一般的な態様では、極紫外光システムは、増幅光ビームを生成する駆動レーザシステムと、チャンバ内に定められた真空空間内のターゲット位置でターゲット材料を生成するように構成されたターゲット材料送出システムと、１組の光学構成要素を含むビーム送出システムと、計測システムと、コントローラとを含む。ビーム送出システムは、駆動レーザシステムから出射された増幅光ビームを受け取って、増幅光ビームをターゲット位置に向けて誘導するように構成される。真空チャンバは、増幅光ビームがターゲット位置と交差してターゲット材料に当った時にターゲット材料から出射された極紫外光を集光するように構成される極紫外光集光器を収容する。計測システムは、集光システムと光センサとを含む。集光システムは、ターゲット位置に到達しない増幅光ビームの少なくとも診断部分とターゲット位置に到達しない案内レーザビームの少なくとも診断部分とを集光するように構成される。集光システムは、診断部分をその部分の一方の実質的に全てを透過してその部分の他方の実質的に全てを反射することによって分離するように構成された二色性光デバイスを含み、少なくとも２つの診断部分は、異なる波長を有する。光センサは、二色性光デバイスにより分離された少なくとも２つの診断部分を捕捉する。コントローラは、光センサの出力に基づいて少なくとも１つの構成要素の位置を修正するために、光センサとビーム送出システム内の少なくとも１つの構成要素とに接続される。
【０００７】
実施は、以下の特徴の１つ又はそれよりも多くを含むことができる。例えば、ビーム送出システムは、増幅光ビームのサイズを拡張するビーム拡張システムと、ターゲット位置で増幅光ビームを集束するように構成かつ配置された集束要素とを含むことができる。
【０００８】
集束要素は、収束レンズを含むことができる。収束レンズは、非球面レンズとすることができる。収束レンズは、セレン化亜鉛で製造することができる。収束レンズは、反射防止コーティングを含むことができ、かつ増幅光ビームの波長で少なくとも光の９５％を透過することができる。収束レンズは、真空チャンバ内の真空を真空チャンバの外部の環境から分離するために真空チャンバの耐圧窓を形成することができる。収束レンズは、少なくとも０．２５の開口数を有することができる。
【０００９】
ビーム送出システムは、収束レンズに機械的に結合された作動システムを含むことができ、作動システムは、制御信号をコントローラから受信し、かつ制御信号に基づいて増幅光ビームの焦点を調節するために収束レンズを移動するように構成される。
【００１０】
集光システムは、収束レンズの表面によって反射した増幅光ビームを集光するように構成することができる。
【００１１】
ビーム送出システムは、ビーム拡張システムから収束レンズに向けて増幅光ビームを向け直すレンズ前ミラーを含むことができる。ビーム送出システムは、レンズ前ミラーに機械的に結合された作動システムを含むことができ、作動システムは、制御信号をコントローラから受信し、かつ制御信号に基づいて増幅光ビームの焦点を調節するためにレンズ前ミラーを移動するように構成される。
【００１２】
コントローラは、ターゲット位置で増幅光ビームとターゲット材料の間の重なりを増大させ、それによってチャンバ内の極紫外光の生成を増大させるために、少なくとも１つの構成要素の位置を修正する出力信号を少なくとも１つの構成要素に結合された作動システムに供給するように構成することができる。
【００１３】
計測システムは、閉ループフィードバックシステムとすることができる。
【００１４】
このシステムは、案内レーザビームを生成する案内レーザを含むことができる。増幅光ビームは、第１の異なる波長であることができ、案内レーザビームは、第２の異なる波長であることができる。二色性光デバイスは、実質的に増幅光ビーム診断部分全体を反射して実質的に案内レーザビーム診断部分全体を透過することにより、増幅光ビーム診断部分を案内レーザビーム診断部分から分離するように構成することができる。
【００１５】
他の一般的な態様では、極紫外光は、チャンバにより定められた真空内のターゲット位置でターゲット材料を生成し、励起エネルギを駆動レーザシステム内の少なくとも１つの光増幅器の利得媒体に供給して増幅光ビームを生成し、増幅光ビームの１つ又はそれよりも多くの特性を調節して１組の光学構成要素を通して増幅光ビームをターゲット位置に誘導し、案内レーザビームをターゲット位置に誘導し、ターゲット位置に到達しない増幅光ビームの少なくとも一部分とターゲット位置に到達しない案内レーザビームの少なくとも一部分とを集光し、かつ集光部分の一方が二色性光デバイスを透過して集光部分の他方が二色性光デバイスから反射されるように集光増幅光ビーム部分と集光案内レーザビーム部分とを二色性光デバイスに誘導することによって集光増幅光ビーム部分を集光案内レーザビーム部分から分離することによって生成される。
【００１６】
実施は、以下の特徴の１つ又はそれよりも多くを含むことができる。例えば、分離部分は、分離部分の画像データを出力する光センサに誘導することができる。
【００１７】
分離部分の各々の画像データは、解析モジュールに誘導することができ、解析モジュールは、分離部分の各々に対する画像データのビームサイズの判断及び分離部分の各々に対する画像データの重心の判断のうちの１つ又はそれよりも多くを実行するように構成される。
【００１８】
光学構成要素の組のうちの１つ又はそれよりも多くの構成要素の位置は、判断したビームサイズ及び判断した重心のうちの１つ又はそれよりも多くに基づいて調節することができる。
【００１９】
増幅光ビームは、ミラーから増幅光ビームを反射し、かつ増幅光ビームを捕捉して増幅光ビームを集束する集束要素を通して反射増幅光ビームをターゲット位置に誘導することにより、１組の光学構成要素を通して誘導することができる。これらの部分は、収束レンズから反射してミラー内の開口部を通って戻る部分を集光することによって集光することができる。
【００２０】
他の一般的な態様では、極紫外光システムは、増幅光ビームを生成する駆動レーザシステムと、ターゲット材料送出システムと、ビーム送出システムと、計測システムとを含む。ターゲット材料送出システムは、チャンバ内に定められた真空空間内のターゲット位置でターゲット材料を生成するように構成される。真空チャンバは、増幅光ビームがターゲット位置と交差してターゲット材料に当った時にターゲット材料から出射された極紫外光を集光するように構成された極紫外光集光器を収容する。ビーム送出システムは、駆動レーザシステムから出射される増幅光ビームを受け取って、増幅光ビームをターゲット位置に向けて誘導するように構成される。ビーム送出システムは、ターゲット位置に増幅光ビームを集束させるように構成かつ配置された収束レンズを含む１組の光学構成要素を含む。計測システムは、収束レンズから反射した増幅光ビームの部分と収束レンズから反射した案内レーザビームの部分とを集光するように構成された集光システムを含む。集光システムは、これらの部分を部分の第１のものを透過して部分の第２のものを反射することによって分離するように構成された二色性光デバイスを含む。
【００２１】
実施は、以下の特徴の１つ又はそれよりも多くを含むことができる。例えば、システムは、二色性光デバイスにより分離された部分を捕捉する光センサと、光センサの出力に基づいて少なくとも１つの構成要素の位置を修正するために光センサとビーム送出システム内の少なくとも１つの構成要素とに接続したコントローラとを含むことができる。コントローラは、ターゲット位置での増幅光ビームとターゲット材料の間の重なりを増大させ、それによってチャンバ内の極紫外光の生成を増大させるために、少なくとも１つの構成要素の位置を修正する出力信号をビーム送出システムの少なくとも１つの構成要素に結合された作動システムに供給するように構成することができる。
【００２２】
このシステムは、収束レンズに機械的に結合された作動システムを含むことができ、作動システムは、制御信号をコントローラから受信し、かつ制御信号に基づいて増幅光ビームの焦点を調節するために収束レンズを移動するように構成される。
【００２３】
ビーム送出システムは、ビーム拡張システムから収束レンズに向けて増幅光ビームを向け直すレンズ前ミラーを含むことができる。収束レンズから反射した増幅光ビーム部分及び案内レーザビーム部分は、二色性光デバイスに到達する前にレンズ前ミラー内の開口部を通して誘導することができる。ビーム送出システムは、レンズ前ミラーに機械的に結合された作動システムを含むことができる。作動システムは、制御信号をコントローラから受信し、かつ制御信号に基づいて増幅光ビームの焦点を調節するためにレンズ前ミラーを移動するように構成することができる。
【００２４】
収束レンズは、真空空間を外部空間から分離するために真空チャンバの耐圧窓を形成することができる。
【００２５】
増幅光ビームは、第１の異なる波長とすることができる。このシステムは、第２の異なる波長である案内レーザビームを生成する案内レーザを含むことができる。
【００２６】
ビーム送出システムは、増幅光ビームのサイズを拡張するビーム拡張システムを含むことができる。収束レンズは、拡張増幅光ビームをビーム拡張システムから受け取るように構成かつ配置することができる。
【００２７】
収束レンズは、少なくとも０．２５の開口数を有することができる。
【００２８】
このシステムは、案内レーザビームを生成する案内レーザを含むことができる。この場合に、増幅光ビームは、第１の異なる波長であることができ、案内レーザビームは、第２の異なる波長であり、二色性光デバイスは、増幅光ビーム診断部分の実質的に全てを反射して案内レーザビーム診断部分の実質的に全てを透過することによって増幅光ビーム診断部分を案内レーザビーム診断部分から分離するように構成することができる。
【００２９】
別の一般的な態様では、極紫外光は、チャンバにより定められた真空内のターゲット位置でターゲット材料を生成し、励起エネルギを駆動レーザシステム内の少なくとも１つの光増幅器の利得媒体に供給して増幅光ビームを生成し、増幅光ビームの１つ又はそれよりも多くの特性を調節し、案内レーザビームをターゲット位置に誘導し、収束レンズの表面から反射する増幅光ビームの少なくとも一部分と案内レーザの少なくとも一部分とを集光し、集光増幅光ビーム部分を集光案内レーザビーム部分から分離することによって生成することができる。１つ又はそれよりも多くの特性は、ターゲット位置に増幅光ビームを集束させるように構成かつ配置された収束レンズを通して増幅光ビームを誘導することを含め、１組の光学構成要素を通して増幅光ビームを誘導することによって調節される。集光増幅光ビーム部分は、集光部分の一方が二色性光デバイスを透過して集光部分の他方が二色性光デバイスから反射されるように集光増幅光ビーム部分と集光案内レーザビーム部分とを二色性光デバイスに誘導することにより、集光案内レーザビーム部分から分離することができる。
【００３０】
実施は、以下の特徴の１つ又はそれよりも多くを含むことができる。例えば、分離部分は、分離部分の画像データを出力する光センサに誘導することができる。分離部分の各々の画像データは、解析モジュールに誘導することができる。解析モジュールは、分離部分の各々に対する画像データのビームサイズの判断及び分離部分の各々に対する画像データの重心の判断のうちの１つ又はそれよりも多くを実行するように構成することができる。光学構成要素の組のうちの１つ又はそれよりも多くの構成要素の位置は、判断されたビームサイズ及び判断された重心の１つ又はそれよりも多くに基づいて調節することができる。
【００３１】
増幅光ビームは、収束レンズを通して増幅光ビームを誘導する前にミラーから増幅光ビームを反射することによって１組の光学構成要素を通して誘導することができる。これらの部分は、収束レンズから反射してミラー内の開口部を通って戻る部分を集光することによって集光することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】レーザ生成プラズマ極紫外光源のブロック図である。
【図２Ａ】図１の光源に使用することができる例示的な駆動レーザシステムのブロック図である。
【図２Ｂ】図１の光源に使用することができる例示的な駆動レーザシステムのブロック図である。
【図３】駆動レーザシステムと図１の光源のターゲット位置との間に位置決めされた例示的なビーム送出システムのブロック図である。
【図４】図３のビーム送出システムに使用することができる例示的な計測システムのブロック図である。
【図５Ａ】図３のビーム送出システムの集束アセンブリに使用される例示的なミラーの斜視図である。
【図５Ｂ】図５Ａのミラーの上面図である。
【図５Ｃ】図５Ａのミラーの底面図である。
【図５Ｄ】図５Ｃの線５Ｄ〜５Ｄに沿って切り取った側面断面図である。
【図６】図３の計測システムに使用することができる二色性光デバイスの図である。
【図７】図６の二色性光デバイスに衝突するＳ偏光光及びＰ偏光光の反射率対波長のグラフである。
【図８】図４の計測システムを含む例示的な集束アセンブリのブロック図である。
【図９】図４の計測システムを含む例示的な集束アセンブリのブロック図である。
【図１０】図４の計測システムを含む例示的な集束アセンブリのブロック図である。
【図１１】集束アセンブリによって実行される手順の流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
図１を参照すると、ＬＰＰ ＥＵＶ光源１００は、真空チャンバ１３０内のターゲット位置１０５で増幅光ビーム１１０でターゲット材料１１４を照射し、輝線をＥＵＶ範囲に有する元素を有するプラズマ状態にターゲット材料を変換することによって形成される。光源１００は、利得媒体又はレーザシステム１１５の媒体内の集団反転のために増幅光ビームを生成する駆動レーザシステム１１５を含む。
【００３４】
光源１００は、レーザシステム１１５とターゲット位置１０５の間にビーム送出システムを含み、ビーム送出システムは、ビーム搬送システム１２０と集束アセンブリ１２２とを含む。ビーム搬送システム１２０は、増幅光ビーム１１０をレーザシステム１１５から受け取って、増幅光ビーム１１０を誘導及び必要に応じて修正して増幅光ビーム１１０を集束アセンブリ１２２に出力する。集束アセンブリ１２２は、増幅光ビーム１１０を受け取ってターゲット位置１０５にビーム１１０を集束させる。
【００３５】
以下に説明するように、ビーム搬送システム１２０は、他の構成要素のうちでもとりわけ、レーザシステム１１５と集束アセンブリ１２２の間にビーム１１０を拡張するビーム拡張システムを含む。同じく以下に説明するように、集束アセンブリ１２２は、他の構成要素のうちでもとりわけ、ビーム１１０をターゲット位置１０５上へ集束させるレンズと、ビーム１１０に診断を行う計測システム１２４とを含む。ビーム搬送システム１２０、集束アセンブリ１２２、及び計測システム１２４に対して詳述する前に、図１に参照して光源１００の概要を示す。
【００３６】
光源１００は、例えば、液滴、液体流、固体粒子又はクラスター、液滴内に含まれた固体粒子、又は液体流内に含まれた固体粒子の形態でターゲット材料１１４を送出するターゲット材料送出システム１２５を含む。ターゲット材料１１４は、例えば、水、錫、リチウム、キセノン、又はプラズマ状態に変換された時にＥＵＶ範囲の輝線を有するあらゆる材料を含むことができる。例えば、元素錫は、純粋な錫（Ｓｎ）として、錫化合物、例えば、ＳｎＢｒ4、ＳｎＢｒ2、ＳｎＨ4として、錫合金、例えば、錫ガリウム合金、錫インジウム合金、錫インジウムガリウム合金、又はこれらの合金の組合せとして使用することができる。ターゲット材料１１４は、錫のような上述の元素１つで被覆したワイヤを含むことができる。ターゲット材料は、固体状態である場合に、環、球、又は立方体のようなあらゆる適切な形状を有することができる。ターゲット材料１１４は、ターゲット材料送出システム１２５によりチャンバ１３０の内部に及びターゲット位置１０５に送出することができる。ターゲット位置１０５は、プラズマを生成するためにターゲット材料１１４が増幅光ビーム１１０によって照射される位置である照射部位とも呼ばれる。
【００３７】
一部の実施では、レーザシステム１１５は、１つ又はそれよりも多くの主パルスと、一部の場合には、１つ又はそれよりも多くのプレパルスとを供給する１つ又はそれよりも多くの光増幅器、レーザ、及び／又はランプを含むことができる。各光増幅器は、高い利得で望ましい波長を光学的に増幅することができる利得媒体と、励起源と、内部光学系とを含む。光増幅器は、レーザ反射ミラー又はレーザ空洞を形成する他のフィードバックデバイスを有する場合もあれば有していない場合もある。従って、レーザシステム１１５は、たとえレーザ空洞がない場合でも、レーザ増幅器の利得媒体内の集団反転のために増幅光ビーム１１０を生成する。更に、レーザシステム１１５は、十分なフィードバックをレーザシステム１１５に提供するレーザ空洞がある場合に、コヒーレントレーザビームである増幅光ビーム１１０を生成することができる。「増幅光ビーム」という用語は、以下のもの、すなわち、単に増幅されるが必ずしもコヒーレントレージングであるというわけではないレーザシステム１１５からの光、及び増幅されかつコヒーレントレージングでもあるレーザシステム１１５からの光のうちの１つ又はそれよりも多くを包含する。
【００３８】
レーザシステム１１５内の光増幅器は、ＣＯ２を含む充填ガスを利得媒体として含むことができ、かつ約９１００と約１１０００ｎｍの間の波長で、特に、約１０６００ｎｍで１０００を超えるか又はそれに等しい利得で光を増幅することができる。レーザシステム１１５に使用される適切な増幅器及びレーザには、パルスレーザデバイス、例えば、比較的高出力、例えば、１０ｋＷ又はそれよりも大きく、かつ高いパルス繰返し数、例えば、５０ｋＨｚ又はそれよりも大きいもので作動する例えばＤＣ又はＲＦ励起で例えば約９３００ｎｍ又は約１０６００ｎｍで放射線を生成する例えばパルスガス放電ＣＯ2レーザデバイスを含むことができる。レーザシステム１１５内の光増幅器は、より高い出力でレーザシステム１１５を作動する時に使用することができる水のような冷却システムを含むことができる。
【００３９】
図２Ａを参照すると、１つの特定的な実施では、レーザシステム１１５は、複数の増幅段を有し、かつ例えば１００ｋＨｚでの作動が可能である低エネルギ及び高繰返し数のＱスイッチ式主発振器（ＭＯ）２００により開始されるシードパルスを有する主発振器／電力増幅器（ＭＯＰＡ）構成を有する。ＭＯ２００からは、例えば、ビーム経路２１２に沿って進む増幅光ビーム２１０を生成するために、ＲＦ励起高速軸流ＣＯ2増幅器２０２、２０４、２０６を使用してレーザパルスを増幅することができる。
【００４０】
３つの光増幅器２０２、２０４、２０６が示されているが、僅か１つの増幅器及び３つよりも多い増幅器をこの実施に使用することができる。一部の実施では、ＣＯ2増幅器２０２、２０４、２０６の各々は、内部ミラーにより折り返される１０メートルの増幅器長を有するＲＦ励起軸流ＣＯ2レーザ立方体とすることができる。
【００４１】
代替的にかつ図２Ｂを参照すると、駆動レーザシステム１１５は、ターゲット材料１１４が光共振器の１つのミラーとして機能するいわゆる「自己ターゲット式」レーザシステムとして構成することができる。一部の「自己ターゲット式」構成において、主発振器を不要とすることができる。レーザシステム１１５は、各チャンバが固有の利得媒体及び励起源、例えば、励起電極を有するビーム経路２６２に沿って直列に配置された一連の増幅チャンバ２５０、２５２、２５４を含む。各増幅チャンバ２５０、２５２、２５４は、例えば、１０６００ｎｍの波長λの光を増幅する例えば１，０００〜１０，０００の結合１通過利得を有するＲＦ励起高速軸流ＣＯ2増幅チャンバとすることができる。増幅チャンバ２５０、２５２、２５４の各々は、単独で設定された時に１回よりも多く増幅光ビームに利得媒体を通過させるのに必要とされる光学構成要素を含まないようにレーザ空洞（共振器）ミラーなしで設計することができる。それにも関わらず、上述のように、レーザ空洞は、以下のように構成することができる。
【００４２】
この実施では、レーザシステム１１５に後部部分反射光学系２６４を追加してターゲット材料１１４をターゲット位置１０５に置くことによってレーザ空洞を形成することができる。光学系２６４は、例えば、約１０６００ｎｍ（ＣＯ2増幅チャンバが使用される場合は増幅光ビーム１１０の波長）の波長が得られるように約９５％の反射率を有する平面ミラー、曲面ミラー、位相共役ミラー、又はコーナ反射器とすることができる。
【００４３】
ターゲット材料１１４及び後部部分反射光学系２６４は、増幅光ビーム１１０の一部をレーザシステム１１５に反射してレーザ空洞を形成するように作用する。従って、ターゲット位置１０５にターゲット材料１１４が存在することにより、レーザシステム１１５がコヒーレントレージングを生成させるのに十分なフィードバックが得られ、この場合に、増幅光ビーム１１０は、レーザビームと考えることができる。ターゲット材料１１４がターゲット位置１０５に存在しない時に、依然として増幅光ビーム１１０を生成するようにレーザシステム１１５を励起することができるが、光源１００内の何らかの他の構成要素が十分なフィードバックを行わなければコヒーレントレージングを生成しない。特に、ターゲット材料１１４との増幅光ビーム１１０の交差中に、ターゲット材料１１４は、増幅チャンバ２５０、２５２、２５４を通過する光空洞を確立するように光学系２６４と協働してビーム経路２６２に沿って光を反射することができる。この構成は、チャンバ２５０、２５２、２５４の各々内のターゲット材料１１４を照射し、プラズマを作成してチャンバ１３０内のＥＵＶ光の放射を生成するレーザビームを生成する利得媒体が励起された時にターゲット材料１１４の反射率が光学利得に空洞（光学系２６４及び液滴で形成された）内の光損失を超えさせるのに十分であるように構成される。この構成では、光学系２６４、増幅器２５０、２５２、２５４、及びターゲット材料１１４は、ターゲット材料が光空洞の１つのミラー（いわゆるプラズマミラー又は機械式ｑスイッチ）として機能するいわゆる「自己ターゲット式」レーザシステムを形成するように結合される。自己ターゲット式レーザシステムは、代理人整理番号第２００６−００２５−０１号である２００６年１０月１３日出願の「ＥＵＶ光源のための駆動レーザ送出システム」という名称の米国特許出願第１１／５８０，４１４号明細書に開示されており、この特許の開示内容全体は、引用により本明細書に組み込まれている。
【００４４】
用途により、他のタイプの増幅器又はレーザ、例えば、高電力及び高パルス繰返し数で作動するエキシマレーザ又は分子フッ素レーザも適切とすることができる。例示的に、例えば、繊維利得媒体又は円盤型利得媒体、例えば、米国特許第６，６２５，１９１号明細書、米国特許第６，５４９，５５１号明細書、及び米国特許第６，５６７，４５０号明細書に示されているようなＭＯＰＡ構成エキシマレーザシステムを有する固体レーザ、１つ又はそれよりも多くのチャンバ、例えば、発振チャンバ、及び１つ又はそれよりも多くの増幅チャンバ（増幅チャンバは並列又は直列）を有するエキシマレーザ、主発振器／電力発振器（ＭＯＰＯ）構成、電力発振器／電力増幅器（ＰＯＰＡ）構成があり、又は１つ又はそれよりも多くのエキシマ又は分子フッ素増幅器又は発振器チャンバにシード光を送出する固体レーザが適切とすることができる。他の設計も可能である。
【００４５】
照射部位で、増幅光ビーム１１０は、集束アセンブリ１２２により適切に集束されると、ターゲット材料１１４の組成に依存する特定の特性を有するプラズマを作成するために使用される。これらの特性には、プラズマによって生成されるＥＵＶ光の波長及びプラズマから放出されるデブリのタイプ及び量を含むことができる。
【００４６】
光源１００は、増幅光ビーム１１０が通過してターゲット位置１０５に到達することを可能にする開口１４０を有する集光ミラー１３５を含む。集光ミラー１３５は、例えば、ターゲット位置１０５で第１の焦点、及びＥＵＶ光を光源２０から出力することができ、かつ例えば集積回路リソグラフィツール（図示せず）に入力することができる中間位置１４５で第２の焦点（中間焦点とも呼ばれる）を有する楕円面ミラーとすることができる。光源１００は、増幅光ビーム１１０がターゲット位置１０５に到達することを可能にし、同時に集束アセンブリ１２２及び／又はビーム搬送システム１２０に入るプラズマによって生成されたデブリの量を低減するために、集光ミラー１３５からターゲット位置１０５に向けてテーパ付きである開放端中空円錐シュラウド１５０（例えば、ガス円錐）を含むことができる。この目的のために、ターゲット位置１０５に向けて誘導されるガス流をシュラウド内にもたらすことができる。
【００４７】
光源１００は、液滴位置検出フィードバックシステム１５６に接続された主コントローラ１５５と、レーザ制御システム１５７と、ビーム制御システム１５８とを含むことができる。主コントローラ１５５は、ソフトウエア及びメモリを含む汎用コンピュータとすることができ、ソフトウエアは、コントローラ１５５に接続した１つ又はそれよりも多くの出力デバイスに特定の機能を実行させる命令を含む。
【００４８】
光源１００は、例えば、ターゲット位置１０５に対して液滴の位置を示す出力を供給してこの出力を液滴位置検出フィードバックシステム１５６に供給する１つ又はそれよりも多くのターゲット又は液滴撮像器１６０を含むことができ、液滴位置検出フィードバックシステム１５６は、例えば、液滴単位で又は平均して液滴位置誤差をそこから計算することができる例えば液滴位置及び軌道を計算することができる。液滴位置検出フィードバックシステム１５６は、従って、主コントローラ１５５に入力として液滴位置誤差を供給する。主コントローラ１５５は、従って、レーザ位置、方向、及びタイミング補正信号を例えばレーザ制御システム１５７に供給することができ、レーザ制御システム１５７は、例えば、チャンバ１３０内のビーム焦点の位置及び／又は集束力を変えるためにビーム搬送システム１２０の増幅光ビーム位置及び形状を制御するようにレーザタイミング回路及び／又はビーム制御システム１５８を制御するのに使用することができる。
【００４９】
ターゲット材料送出システム１２５は、例えば、望ましいターゲット位置１０５に到着する液滴における誤差を補正するために、送出機構１２７により放出された時に液滴の放出点を修正する主コントローラ１５５からの信号に応答して作動可能であるターゲット材料送出制御システム１２６を含む。
【００５０】
更に、光源１００は、パルスエネルギ、波長の関数としてエネルギ分布、波長の特定の帯域内のエネルギ、波長の特定の帯域外側のエネルギ、及びＥＵＶ強度及び／又は平均的な電力の角分布を含むがこれらの限定されない１つ又はそれよりも多くのＥＵＶ光パラメータを計測する光源検出器１６５を含むことができる。光源検出器１６５は、主コントローラ１５５による使用に向けてフィードバック信号を生成する。フィードバック信号は、例えば、有効かつ効率的なＥＵＶ放射のための適切な位置及び時間に液滴を適切に遮断するために、レーザパルスのタイミング及び焦点のようなパラメータにおける誤差を示すことができる。
【００５１】
光源１００は、光源１００の様々な区画を整列させるか、又はターゲット位置１０５に増幅光ビーム１１０を誘導しやすくするのに使用することができる案内レーザ１７５を含む。案内レーザ１７５は、レーザシステム１１５の作動波長とは異なり、かつレーザシステム１１５、ビーム搬送システム１２０、及び集束アセンブリ１２２内の光学構成要素の波長範囲である案内波長を有する案内レーザビームを生成する。更に、案内レーザ１７５の案内レーザビームは、整列されるが増幅光ビーム１１０よりも比較的低い電力を有する必要がある光学構成要素を通過するのに十分な電力を有するべきである。案内波長がレーザシステム１１５の作動波長から更に離れかつ光学構成要素の波長範囲外である場合に、案内レーザ１７５は、より大きい電力で作動させることができる可能性があるが、このようにして案内レーザ１７５を操作することは好ましくなく、その理由には、案内レーザ１７５は、レーザシステム１１５が増幅光ビーム１１０を生成しない間に作動させることができるからであり、必要とされる電力の量は、案内波長が光学構成要素の波長範囲外で駆動された時に発生する効率の低下と共に非線形に（例えば、指数的に）増加する。案内レーザ１７５は、レーザシステム１１５が増幅光ビーム１１０を生成しない間に作動させることができる。
【００５２】
案内レーザ１７５を使用してレーザシステム１１５内の構成要素を整列させること、例えば、光増幅器をレーザシステム１１５の別の光増幅器に整列させることができる。この実施では、案内レーザ１７５を使用して、光源１００の初期準備中及びチャンバ１３０におけるＥＵＶ生成前に構成要素を整列させることができる。チャンバ１３０におけるＥＵＶ生成には、増幅光ビーム１１０を生成するだけでなく、増幅光ビーム１１０をターゲット位置１０５に誘導してターゲット材料をＥＵＶ範囲で出射されるプラズマに変換するためにターゲット材料１１４に衝突することが必要である。更に、この実施では、案内レーザ１７５を使用して、ビーム送出システムを通して及びターゲット位置１０５に増幅光ビーム１１０を誘導するようにビーム送出システム内の構成要素を整列させることができる。従って、この実施では、案内レーザ１７５を使用して、レーザシステム１１５の利得媒体は反転されるがコヒーレントレージングは生成されていない間に（レーザ空洞がない場合）、又はチャンバ１３０内のＥＵＶ生成中に（その場合に、レーザ空洞があり、レーザシステムはコヒーレントレージングを生成している）、構成要素と増幅光ビーム１１０を整列させることができる。アラインメントは、反転されなければ非反転利得媒体内では出現しない反転利得媒体内に発生する可能性があるレンズ効果を補償するために利得媒体が反転される間に行われる。
【００５３】
案内レーザ１７５を使用して、第２の実施では、ビーム送出システム内の光学構成要素を整列させ、かつターゲット位置１０５に向けて増幅光ビーム１１０を誘導することができる。この実施では、案内レーザ１７５は、レーザシステム１１５の利得媒体が反転される間に存在するがコヒーレントレージング生成中でないか、又はチャンバ１３０内のＥＵＶ生成中であり、その場合に、レーザ空洞があり、レーザシステムはコヒーレントレージングを生成している間に光学構成要素と増幅光ビーム１１０を整列させるのに使用することができる。
【００５４】
案内レーザ１７５に関連して、光源１００は、案内レーザ１７５及び増幅光ビーム１１０から光の一部分をサンプリングするために集束アセンブリ１２２内に設けられる計測システム１２４を含む。他の実施では、計測システム１２４は、ビーム搬送システム１２０内に設けられる。
【００５５】
ＣＯ2を含み、かつ約９１００と約１１５００ｎｍの間の波長、特に、約１１１５０ｎｍで光を増幅することができる充填ガスを光増幅器内の利得媒体として含むレーザシステム１１５に関して上述した基準を満たす案内レーザ１７５を選択することができる。このようなＣＯ2レーザは、ワシントン州ＭｕｋｉｌｔｅｏのＳｙｎｒａｄインコーポレーテッドから購入することができる。
【００５６】
第１の実施では、案内レーザ１７５は、量子カスケード技術に基づいて広義に波長可変な中赤外線外部空洞レーザである。例えば、このようなレーザは、約８１００ｎｍの波長に波長変更することができ、この波長は、ＣＯ2増幅器の作動波長に十分の近く、かつＣＯ2増幅器の設定に使用することができる光学構成要素の波長範囲である。このような量子カスケードレーザは、カリフォルニア州Ｐｏｗａｙの「Ｄａｙｌｉｇｈｔ Ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ」から購入することができる。
【００５７】
第２の実施では、案内レーザ１７５は、空洞内で特殊光学系及び／又はＣＯ2同位元素ガス充填が選択される場合にレーザシステム１１５に使用されるＣＯ2光増幅器と異なることができる選択可能な波長の範囲を有する回折格子で波長変更又は回折格子なしで波長変更することができる波長可変ＣＯ2レーザである。このようなレーザは、ワシントン州Ｍａｒｙｓｖｉｌｌｅの「Ａｃｃｅｓｓ Ｌａｓｅｒ Ｃｏｍｐａｎｙ」から購入することができる。例えば、案内レーザ１７５が利得媒体としてＣＯ2同位元素を使用するＣＯ2レーザである場合に、案内波長は、約１１１５０ｎｍ、又は９０００ｎｍと１１５００ｎｍの間のあらゆる波長であるように選択することができる。
【００５８】
計測システム１２４は、増幅光ビーム１１０及び案内レーザビームの部分集合又は一部分をサンプリング又は向け直す光学要素を含むことができ、このような光学要素は、案内レーザビーム及び増幅光ビーム１１０の電力に耐えることができるあらゆる材料から製造される。増幅光ビーム１１０及び案内レーザビームの波長が互いに異なるので、それらは、二色性光デバイス（二色性ミラー又はダイクロイックフィルタなど）を使用して分離することができ、この二色性光デバイスは、増幅光ビーム１１０の診断部分を案内レーザ１７５の診断部分から分離し、かつ別々の解析をもたらすために集束アセンブリ１２２内に設けられる。ビーム解析システムは、計測システム１２４及び主コントローラ１５５で形成され、その理由は、主コントローラ１５５は案内レーザ１７５からのサンプリングされた光を解析し、この情報を使用してビーム制御システム１５８を通じて集束アセンブリ１２２内の構成要素を調節するからである。
【００５９】
従って、要約すると、光源１００は、増幅光ビーム１１０を生成し、増幅光ビーム１１０は、ターゲット材料をＥＵＶ範囲の光を出射するプラズマに変換するためにターゲット位置１０５でターゲット材料に向けられる。増幅光ビーム１１０は、以下でより詳細に説明するように、レーザシステム１１５の設計及び特性に基づいて決定される特定の波長で作動する。更に、増幅光ビーム１１０は、ターゲット材料がコヒーレントレーザ光を生成するためにレーザシステム１１５に十分なフィードバックを行う時に、又は駆動レーザシステム１１５がレーザ空洞を形成する適切な光学的フィードバックを含む場合にレーザビームとすることができる。
【００６０】
上述のように、駆動レーザシステム１１５は、１つ又はそれよりも多くの光増幅器及びいくつかの光学構成要素（例えば、約２０〜５０個のミラー）を含み、ビーム搬送システム１２０及び集束アセンブリ１２２は、例えば、ミラー、レンズ、及びプリズムのようないくつかの光学構成要素を含む。これらの光学構成要素の全ては、増幅光ビーム１１０の効率的な形成及びターゲット位置１０５への増幅光ビーム１１０の出力を可能にするために増幅光ビーム１１０の波長を包含する波長範囲を有する。更に、光学構成要素の１つ又はそれよりも多くには、基板上の多層誘電反射防止干渉コーティングを形成することができる。
【００６１】
図３を参照すると、例示的なビーム送出システム３００は、駆動レーザシステム３０５とターゲット位置３１０の間に位置決めされ、ビーム送出システムは、ビーム搬送システム３１５及び集束アセンブリ３２０を含む。ビーム搬送システム３１５は、駆動レーザシステム３０５によって生成された増幅光ビーム３２５を受け取って、増幅光ビーム３２５を再方向付け及び拡張し、次に、集束アセンブリ３２０に向けて拡張及び再方向付け後の増幅光ビーム３２５を誘導する。集束アセンブリ３２０は、増幅光ビーム３２５をターゲット位置３１０に集束させる。
【００６２】
ビーム搬送システム３１５は、ミラー３３０、３３２、及び増幅光ビーム３２５の方向を変える他のビーム案内光学系３３４のような光学構成要素を含む。ミラー３３０、３３２、及びビーム案内光学系３３４は、増幅光ビーム３２５の反射に適するあらゆる基板及びコーティングで製造することができる。従って、それらは、増幅光ビーム３２５の波長で殆どの光を反射するように選択された基板及びコーティングで製造することができる。一部の実施では、ミラー３３０、３３２の１つ又はそれよりも多く及びビーム案内光学系３３４は、無酸素高導電（ＯＦＨＣ）銅基板上にペンシルベニア州Ｓａｘｏｎｂｕｒｇの「ＩＩ−ＶＩ Ｉｎｆｒａｒｅｄ」により製造された最大金属反射器（ＭＭＲ）コーティングのような高反射コーティングで製造される。使用することができる他のコーティングは、金と銀を含み、コーティングを付加することができる他の基板は、シリコン、モリブデン、及びアルミニウムを含む。ミラー３３０、３３２の１つ又はそれよりも多く及びビーム案内光学系３３４は、例えば、基板に水又は何らかの他の適切な冷却剤を通すことによって水冷することができる。
【００６３】
ビーム搬送システム３１５は、ビーム拡張システム３４０を出る増幅光ビーム３２５の横サイズがビーム拡張システム３４０に入る増幅光ビーム３２５の横サイズより大きいように増幅光ビーム３２５を拡張するビーム拡張システム３４０も含む。ビーム拡張システム３４０は、楕円放物面（このようなミラーは、軸外放物面ミラーとも呼ばれる）の軸外セグメントである反射面を有する曲面ミラーを含むことができる。ビーム拡張システム３４０は、増幅光ビーム３２５を再方向付、拡張、又は平行化するように選択された他の光学構成要素を含むことができる。ビーム拡張システム３４０のための様々な設計は、本出願と同時に出願された代理人整理番号第００２−０１８００１／２００９号である「極紫外光源のためのビーム搬送システム」という名称の特許出願に説明されており、この特許は、全体が引用により本明細書に組み込まれている。
【００６４】
図３に示すように、集束アセンブリ３２０は、ミラー３５０と、ミラー３５０からターゲット位置３１０へ反射増幅光ビーム３２５を集束させるように構成かつ配置された収束レンズ３５５を含む集束要素とを含む。ミラー３５０は、レンズ前ミラーと呼ぶことができ、かつ増幅光ビーム３２５の波長で高反射であるコーティングを有する基板で製造することができる。例えば、ミラー３５０は、無酸素高導電（ＯＦＨＣ）銅基板上にペンシルベニア州Ｓａｘｏｎｂｕｒｇの「ＩＩ−ＶＩ Ｉｎｆｒａｒｅｄ」により製造された最大金属反射器（ＭＭＲ）コーティングを有することができる。ミラー３５０に使用することができる他のコーティングは、金と銀を含み、コーティングを付加することができる他の基板は、シリコン、モリブデン、及びアルミニウムを含む。レンズ３５５は、増幅光ビーム３２５の波長で透過することができる材料で製造される。
【００６５】
集束アセンブリ３２０は、レンズ３５５から反射した光３６５を捕捉する計測システム３６０を含むことができる。光３６５は、少なくとも増幅光ビーム３２５の診断部分と案内レーザ１７５からの光の診断部分とを含む。この捕捉光を使用して、増幅光ビーム３２５及び案内レーザ１７５からの光の特性を解析し、例えば、増幅光ビーム３２５の位置を判断して増幅光ビーム３２５の焦点距離の変化をモニタすることができる。具体的には、捕捉光を使用して、レンズ３５５上での増幅光ビーム３２５の位置に関する情報を提供し、かつレンズ３５５の温度の変化（例えば、加熱）によるレンズ３５５の焦点距離変化をモニタすることができる。
【００６６】
レンズ３５５から反射した光３６５は、以下でより詳細に説明するように、ミラー３５０の開口部と一致する焦点に収束する。このようにして、ミラー３５０の開口部は、光３６５が計測システム３６０に到達する経路を提供し、同じくビーム送出システム３００内の自己レージングを防止又は低減するために、光３６５がビーム搬送システム３１５に再突入することも防止する。
【００６７】
計測システム３６０は、光３６５を集光し、増幅光ビーム診断部分を案内レーザビーム部分から分離し、分離診断部分３６６を光センサ３６４に向けて誘導するように構成された集光システム３６２を含む。計測システム３６０の集光システム３６２は、二色性光デバイス（二色性ミラー又は二色性の反射器など）のような光学構成要素を含み、二色性光デバイスは、光３６５を診断増幅光ビーム及び診断案内レーザビームに分離してこれらのビームの各々の別々の解析を可能にする。二色性光デバイスは、診断部分をこれらの部分の一方の実質的に全てを透過してこれらの部分の他方の実質的に全てを反射することによって分離するように構成される。以下に示す実施では、二色性光デバイスは、増幅光ビーム３２５の波長（例えば、約１０６００ｎｍ）の光を反射し、案内レーザ１７５によって生成された光の波長（例えば、約１１１５０ｎｍ）の光を透過する。
【００６８】
光センサ３６４は、集光システム３６２内の分離診断部分３６６の画像を捕捉し、解析モジュール３９５に向けて誘導される画像信号を出力する。解析モジュール３９５は、光センサ３６４により捕捉された画像にリアルタイム解析を行ってサイズ及び重心座標を判断するソフトウエアを含む。解析モジュール３９５は、主コントローラ１５５に接続する独立型デバイスとすることができ、又は主コントローラ１５５に一体化することができる。一部の実施では、解析モジュール３９５は、「Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ ＰＸＩ Ｂｏｘ」である。
【００６９】
解析モジュール３９５及び／又はコントローラ１５５は、ビーム送出システム３００内の構成要素に関連付けられた少なくとも１つのアクチュエータ３８５、３９０に（例えば、ミラー３５０及び／又はレンズ３５５に）接続され、サイズ及び重心座標の値に基づいてビーム送出システム３００の少なくとも１つの構成要素（例えば、レンズ３５５及び／又は１つ又はそれよりも多くの可動ミラー３５０）の位置又は角度を修正し、それによってターゲット位置１０５でのターゲット材料１１４との増幅光ビーム３２５の重なりを増大させ、従って、ＥＵＶ生産の量を増大させる。計測システム３６０は、検出器３６４に到達する前に他の方法で光を修正するフィルタ、レンズ、ビームスプリッタ、及びミラーのような他の光学構成要素を含む。
【００７０】
一般的に、収束レンズ３５５は、球面収差及び球面レンズで発生する可能性がある他の光学収差を低減する非球面レンズとすることができる。収束レンズ３５５は、チャンバの壁上の窓として取り付けることができ、チャンバの内側に取付けることができ、又はチャンバの外部に取り付けることができる。レンズ３５５は、可動式であり、１つ又はそれよりも多くのアクチュエータに取り付けてシステムの作動中に能動焦点制御の機構を提供することができる。このようにして、レンズ３５５は、より効率的に増幅光ビーム３２５を集光し、ターゲット位置に光ビーム３２５を誘導するように移動してＥＵＶ生成量を増大又は最大にすることができる。レンズ３５５の変位の量及び方向は、以下に説明するように、計測システム３６０によって供給されたフィードバックに基づいて判断される。
【００７１】
収束レンズ３５５は、増幅光ビーム３２５の殆どを捕捉するのに十分な直径を有し、しかも、増幅光ビーム３２５をターゲット位置に集束させるのに十分な曲率をもたらす。一部の実施では、収束レンズは、少なくとも０．２５の開口数を有することができる。一部の実施では、収束レンズ３５５は、ＺｎＳｅで製造され、ＺｎＳｅは、赤外線用途に使用することができる材料である。ＺｎＳｅは、０．６〜２０μｍを包含する透過範囲を有しており、かつ高出力増幅器から生成される高出力光ビームに使用することができる。ＺｎＳｅは、電磁スペクトルの赤色（特に、赤外線）端部において熱吸収が低い。収束レンズに使用することができる他の材料には、砒化ガリウム（ＧａＡｓ）及びダイヤモンドがあるがこれらに限定されない。更に、収束レンズ３５５は、反射防止コーティングを含むことができ、かつ増幅光ビーム３２５の波長で増幅光ビームの少なくとも９５％を透過することができる。
【００７２】
従って、ミラー３３０、３３２、３５０、及びビーム案内光学系３３４内の構成要素の少なくとも１つは、主コントローラ１５５により制御することができるモータを含む作動システムにより作動する可動式マウントを使用して移動可能にされ、ターゲット位置３１０への増幅光ビーム３２５の能動指向制御を行うことができる。可動ミラー及びビーム誘導光学系を調節すると、レンズ３５５上での増幅光ビーム３２５の位置とターゲット材料での増幅光ビーム３２５の焦点を維持することができる。
【００７３】
ビーム送出システム３００は、アラインメントレーザ３７０を含むことができ、アラインメントレーザ３７０は、設定中に使用して、ビーム送出システム３００の構成要素（ミラー３３０、３３２、ビーム誘導光学系３３４、ビーム拡張システム３４０内の構成要素、及びレンズ前ミラー３５０など）の１つ又はそれよりも多くの位置及び角度、又は場所を整列させる。アラインメントレーザ３７０は、構成要素の目視アラインメントを助けるように可視スペクトルで作動するダイオードレーザとすることができる。
【００７４】
ビーム送出システム３００は、ターゲット位置３１０でターゲット材料１１４から反射した光をモニタするカメラのような検出デバイス３７５を含むことができ、このような光は、駆動レーザシステム３０５の前面から反射し、検出デバイス３７５で検出することができる診断ビーム３８０を形成する。検出デバイス３７５は、主コントローラ１５５に接続することができる。
【００７５】
計測システム３６０、ミラー３５０、及びレンズ３５５の設計は、増幅光ビーム３２５の経路において付加的な光学系を使用して診断目的に対して光３６５を捕捉する必要がないという点において以前の診断構成よりもコンパクトな設計となっている。更に、診断部分３６６の全てを単一の光センサ３６４で捕捉して解析に必要とされる構成要素の量を低減することができる。上述のように、二色性光デバイスは、診断部分をこれらの部分の各々の波長に基づいてこれらの部分の一方の実質的に全てを透過してこれらの部分の他方の実質的に全てを反射することによって分離するように構成される。従って、回折格子を使用せずに診断光を分離することができ、従って、診断部分の安定性が改善し、診断部分内の歪みが二色性光デバイスで低減される。
【００７６】
また、レンズ３５５の特性は、計測システム３６０のためのレンズ３５５で後方反射した十分な光３６５を有しながら、できるだけ多くの増幅光ビーム３２５が確実にターゲット位置３１０に透過されるようにレンズ３５５の製造業者に指定される。
【００７７】
図４を参照すると、例示的な計測システム４６０は、診断目的に対してレンズ３５５から反射した光３６５を受け取って、開口部３４８を通過して計測システム４６０に入るようにミラー３５０の開口部３４８上に集束させる。
【００７８】
同じく図５Ａ〜図５Ｄを参照すると、ミラー３５０は、増幅光ビーム３２５が衝突するとレンズ３５５に向けて反射する第１の平面５００と、第１の表面５００の反対側にありかつ計測システム４６０に対向する第２の表面５０５とを付して設計することができる。ミラー３５０は、第１の表面５００と第２の表面５０５とを横切る貫通開口部５４８を含み、開口部５４８は、第２の表面５０５のより大きい断面から第１の表面５００の小さい方の断面にテーパ付きであるほぼ円錐形状を有する。
【００７９】
ミラー３５０は、無酸素高導電（ＯＦＨＣ）銅で製造することができ、第１の表面５００は、ペンシルベニア州Ｓａｘｏｎｂｕｒｇの「ＩＩ−ＶＩ Ｉｎｆｒａｒｅｄ」により製造されたような最大金属反射器（ＭＭＲ）コーティングで仕上げることができる。ミラー３５０は、増幅光ビーム３２５全体をレンズ３５５に向けて反射するのに十分大きい明確な開口５１５を有する。
【００８０】
図４を再び参照すると、計測システム４６０は、平行化又は収束レンズ４０５と平坦な光学系又は窓４１０とを含む。平行化レンズ４０５は、ＺｎＳｅで製造された平凸レンズとすることができる。平坦な光学系４１０は、光３６５を完全に透過する２つの平面により定められる。平坦な光学系４１０は、以下に説明するように、ターゲット位置でターゲット材料から反射する光４１４を遮断する比較的小さい中心遮断領域４１２を更に含むことができる。
【００８１】
図６も参照すると、計測システム４６０は、光３６５の診断部分を部分の各々の波長に基づいて部分６００の一方の実質的に全てを透過して部分６０５の他方の実質的に全てを反射することによって分離するように構成された二色性光デバイス４１５（例えば、二色性ミラー又はダイクロイックフィルタ）を含む。以下に説明する実施では、二色性光デバイス４１５は、実質的にギルドレーザビームの全て（すなわち、約９９％を超える）を透過して増幅光ビームの実質的に全て（すなわち、約９９％を超える）を反射する。しかし、その二色性光デバイス４１５は、実質的に増幅光ビーム全体（すなわち、９９％を超える）を透過して実質的に案内レーザビーム全体（すなわち、９９％を超える）を反射するように構成することができることに注意すべきである。
【００８２】
図７の例示的なグラフ７００に示すように、一部の実施では、増幅光ビーム３２５が約１０６００ｎｍの波長を有する場合に、二色性光デバイス４１５は、１０６００ｎｍ（矢印７０５によって示す）の波長で９９％を超える光（ｐ及びｓの偏光成分）を反射するように構成される。更に、案内レーザビームが約１１１５０ｎｍの波長を有する場合に、二色性光デバイス４１５は、１１１５０ｎｍ（矢印７１０によって示す）の波長で９９％を超える光（ｐ及びｓの偏光成分）を反射するように構成される。
【００８３】
計測システム４６０は、診断部分の付加的なフィルタリングを行うために二色性光デバイス４１５の下流で設けられるフィルタ４２０、４２５、４３０を含むことができる。フィルタ４２０、４２５は、例えば、光デバイス４１５を透過した可能性がある増幅光ビームの部分を反射するために透過後の案内レーザビーム部分６００の経路内に設けられる付加的な二色性光デバイスとすることができる。これらのフィルタ４２０、４２５を使用して、透過部分及び反射部分の相対電力を調節して光センサ３６４で有用な信号を取得することができる。このような調節は、増幅光ビーム３２５が案内レーザビームよりも実質的に強力である状況に有用である。この場合に、増幅光ビーム３２５は、案内レーザビームよりも実質的に強力であるので、増幅光ビーム３２５の十分な量が二色性光デバイス４１５を透過して、部分６００内の案内レーザビームの特徴を正確に計測することをより困難にする可能性がある。フィルタ４３０は、例えば、部分６０５から不要な光を遮断するために反射増幅光ビーム部分６０５の経路内に設けられた付加的な二色性光デバイスとすることができる。更に、フィルタ４３０には、その後面に、レーザシステム１１５が作動させることができる別の不要な波長（例えば、約１０２００ｎｍの波長）で光を阻止する反射防止コーティングを付加することができる。更に、フィルタ４２０、４２５、４３０は、反射がビーム経路から誘導されるようにビーム経路に対して傾斜状態とすることができる。二色性光デバイス４１５と同様に、フィルタ４２０、４２５、４３０は、ＺｎＳｅで製造することができる。
【００８４】
計測システム４６０も、診断部分６００、６０５の各ビームを２つのビームに分割するために診断部分６００、６０５のそれぞれの経路に沿って位置決めされた部分反射器４３５、４４０を含み、２つのビームの両方ともが、光センサ３６４に誘導される。このようにして、４つのビーム４７０、４７５、４８０、４８５は、光センサ３６４に送られ、光センサ３６４はこれらの４つのビームを使用して４つの未知数、すなわち、診断増幅光ビームの重心、診断案内レーザビームの重心、診断増幅光ビームのサイズ、及び診断案内レーザビームのサイズを計算することができる。４つのビーム４７０、４７５、４８０、４８５は、各ビームに対して別々の解析を行って各ビームのサイズ及び重心を判断することを可能にするように光センサ感光面に当った時に互いから空間的に分離される（例えば、４つのビームは暗領域により互いから分離される）ように誘導される。
【００８５】
部分反射器４４０は、増幅光ビーム部分６０５のほぼ７０％を反射してほぼ３０％を透過するように構成することができる。部分反射器４３５は、案内レーザビーム部分６００のほぼ３０％を反射してほぼ７０％を透過するように構成することができる。部分反射器４３５、４４０の各々は、ＺｎＳｅ、又は関わっている波長に対してあらゆる他の適切な材料で製造することができる。いくつの未知数を解析モジュール３９５及び／又はコントローラ１５５により判断すべきかにより、付加的な又はより少数のビームスプリッタを使用することができる。
【００８６】
更に、部分反射器４３５、４４０は、それぞれのビームを分割するのに使用されるが、他の部分反射器４４５、４５０、４５５、４６５を経路に挿入して、必要に応じて付加的なフィルタリングを行うことができる。計測システム４６０は、光の波面の形状を修正するレンズ及び光の波面の形状を再方向付け及び／又は修正するミラーのような他の構成要素を含むことができる。レンズは、ＺｎＳｅで製造することができ、ミラーは、シリコン（Ｓｉ）で製造することができるが、他の材料も可能である。
【００８７】
光センサ３６４は、診断部分から形成された画像の特徴を解像するのに十分な解像度を有するあらゆる検出器とすることができる。例えば、光センサ３６４は、少なくとも１００，０００ｎｍの解像度を有することができる。一部の実施では、光センサ３６４は、診断部分の波長を包含するスペクトル域を有する焦電性アレイカメラである。例えば、焦電性アレイカメラは、ユタ州ＬｏｇａｎのＯｐｈｉｒ−Ｓｐｉｒｉｃｏｎインコーポレーテッド製「Ｐｙｒｏｃａｍ（登録商標）ＩＩＩシリーズ」カメラとすることができる。焦電性アレイカメラは、他の特徴及び解析機能に対して使用することができるレーザビーム解析ソフトウエアを含むことができる。代替的に、焦電性アレイカメラからの出力を解析モジュール３９５に又は捕捉画像の解析に向けて主コントローラ１５５に送ることができる。
【００８８】
図８も参照すると、計測システム４６０は、ミラー３５０からチャンバ８３０内のターゲット位置８１０に反射した増幅光ビーム３２５を集束させるように構成かつ配置されたミラー３５０と収束レンズ８５５とを含む例示的な集束アセンブリ８２０と共に示されている。この実施では、収束レンズ８５５は、両凸レンズである。レンズ８５５は、レンズ８５５がチャンバ８３０内に維持された真空とチャンバ８３０の外部のパージ処理された環境との間の窓として作用するようにチャンバ８３０の壁８９０内に設けられる。ベローズを真空チャンバ壁８９０とレンズ８５５の間に設けて、光ビーム３２５の方向に対する３つの方向、すなわち、光ビーム３２５の方向に沿って延びる軸線方向又は縦方向、及び軸線方向に対して横である２つの方向の１つ又はそれよりも多くに沿ったレンズ８５５の動きを補助することができる。
【００８９】
計測システム４６０は、レンズ８５５から反射した光８６５を捕捉し、光８６５は、上述のように、ミラー３５０の中心領域内の開口部を透過する。
【００９０】
極紫外光真空チャンバ８３０は、極紫外光集光器８３５を収容し、極紫外光集光器８３５は、増幅光ビーム３２５がターゲット位置８１０と交差してターゲット材料に当った時にターゲット位置８１０でターゲット材料から出射された極紫外光を集光するように構成される。
【００９１】
図９も参照すると、別の実施では、計測システム９６０は、計測システム４６０と同様に、例示的な集束アセンブリ９２０のレンズ９５５から反射した光９６５を捕捉するように設計される。この実施では、集束アセンブリ９２０は、反射光を透過する（ミラー３５０により行われたように）代わりに反射光９６５を反射するように構成されたレンズ前ミラー９５０を含む。ミラー９５０は、増幅光ビーム３２５をレンズ９５５に向けて反射して光９６５を計測システム９６０に向けて反射するように設計された中心領域を付して設計することができる。集束アセンブリ９２０も、光の方向をレンズ９５５からターゲット位置９１０に向け変えるためにレンズ９５５とターゲット位置９１０との間に設けられた付加的な可動ミラー９８０を含む。
【００９２】
レンズ９５５は、少なくとも０．２５の開口数を有する平凸非球面レンズとすることができる。この実施では、レンズ９５５は、極紫外光真空チャンバ９３０の内側に設けられているが、チャンバ９３０の壁に設けて気密シールをもたらすことができる。極紫外光真空チャンバ９３０は、極紫外光集光器９３５を収容し、極紫外光集光器９３５は、増幅光ビーム３２５がターゲット位置９１０と交差してターゲット材料に当った時にターゲット位置９１０でターゲット材料から出射された極紫外光を集光するように構成される。
【００９３】
図１０を参照すると、別の実施では、集束アセンブリ１０２０は、ミラー１０５０と、ミラー１０５０及び別の中間ミラー１０８５からチャンバ１０３０内のターゲット位置１０１０に反射した増幅光ビーム３２５を集束させるように構成かつ配置された収束レンズ１０５５を含む集束要素とを含む。この実施では、収束レンズ１０５５は、レンズ１０５５がチャンバ１０３０内に維持された真空とチャンバ１０３０の外部のパージ処理された環境との間の窓として作用するようにチャンバ８３０の壁１０９０内に設けられている平凸レンズである。ベローズを真空チャンバ壁１０９０とレンズ１０５５との間に（図示せず）設けると、光ビーム３２５の方向に対する３つの方向、すなわち、光ビーム３２５の方向に沿って延びる軸線方向、及び軸線方向に対して横である２つの方向のうちの１つ又はそれよりも多くに沿ったレンズ１０５５の動きを補助することができる。集束アセンブリ１０２０は、レンズ１０５５から反射してミラー１０５０内の中心開口部を通して誘導された光１０６５を捕捉する計測システム１０６０も含む。計測システム１０６０は、一般的に、診断増幅光ビームを反射光１０６５の診断案内レーザビームから分離する二色性光デバイス１０１５を含むという点において、他の計測システムと同様に作動する。
【００９４】
極紫外光真空チャンバ１０３０は、極紫外光集光器１０３５を収容し、極紫外光集光器１０３５は、増幅光ビーム３２５がターゲット位置１０１０と交差してターゲット材料に当った時にターゲット位置１０１０でターゲット材料から出射された極紫外光を集光するように構成される。
【００９５】
図３を再び参照すると、使用時に、レンズ３５５から反射した光３６５は、計測システム内の光学構成要素を通して誘導され、光センサ３６４に衝突する４つの空間的に分離されたビームに分割される。
【００９６】
例えば、図４を再び参照すると、レンズ３５５から反射した光３６５は、ミラー３５０の開口部３４８内の焦点領域に集束され、光３６５は、平行化レンズ４０５に向う拡張ビームとして開口部３４８を通過する。平行化レンズ４０５は、レンズ４０５を出る光３６５が実質的に平行化されるように十分な発散を光３６５に与える。更に、平行化レンズ４０５は、レンズ４０５を出る光４１４が平坦な光学系４１０の中心遮断領域４１２により遮断される焦点領域に収束するようにターゲット材料から反射した光４１４に十分な発散を与える。
【００９７】
別の例として、図９及び図１０において、レンズ９５５、１０５５から反射する光９６５、１０６５は、異なる経路を取るが、全ての場合に、光は、最終的にはそれぞれの計測システム４６０、９６０、１０６０内の二色性光デバイス４１５、９１５、１０１５に衝突する。
【００９８】
計測システム内の光学構成要素を通過した後に、４つの診断ビームは、光センサ３６４に当たり、光センサ３６４は、上述の一実施では、Ｏｐｈｉｒ−Ｓｐｉｒｉｃｏｎインコーポレーテッド製「Ｐｙｒｏｃａｍ ＩＩＩ」カメラである。光センサ３６４によって得られた画像は、プロセッサ（例えば、解析モジュール３９５及び／又は主コントローラ１５５）による解析に適するデータフォーマットに変換され、一部の実施では、有用な１４ビットを有するＩ１６フォーマット（符号付き１６ビット整数）とすることができる。光センサ３６４により出力された画像データは、解析モジュール３９５に送られる。
【００９９】
図１１を参照すると、解析モジュール３９５（又は解析ソフトウエアがコントローラ１５５内で実行される場合は主コントローラ１５５）は、捕捉された各画像のサイズ及び重心を計算する手順１１００を実行し、画像は、その周りに異なる暗い境界を有すると定義される。最初に、解析モジュール３９５は、光センサ３６４（段階１１０５）から各組の画像データを受信し、各組の画像データは、光センサ３６４に衝突する診断ビームの１つを表している。
【０１００】
次に、解析モジュール３９５は、画像データにデータ変換を行って更に別の解析に適するフォーマットにする（段階１１１０）。データ変換は、画像のデータをアレイのフォーマットのデータに変換する段階を含むことができる。データ変換は、ビット交換を実行し、すなわち、１つのデータフォーマット（Ｉ１６フォーマットなど）から正ピクセル値に変換すべき別のデータフォーマット（符号なし１６ビット整数フォーマットであるＵ１６フォーマットなど）に変換する段階を含むこともできる。データ変換は、アレイ内の要素を合計して１次元のアレイを得る段階を含むことができる。例えば、Ｙ画像方向内のアレイ要素を合計して１次元のＹアレイを取得し、Ｘ画像方向のアレイ要素を合計して１次元のＸアレイを取得する。更に、データ変換は、ゼロ基線を保証するためにピクセル（例えば、第１の３〜１０ピクセル）の部分集合の強度の平均値を使用する基線補正計算を含むこともできる。更に、データ変換は、最大又は平均値に対するアレイの正規化を含むことができる。
【０１０１】
データ変換（段階１１１０）後に、解析モジュール３９５は、例えば、アレイのデータを補間することによってアレイのデータ点又は要素を綿密に適合させる機能を構成する（段階１１１５）。
【０１０２】
次に、解析モジュール３９５は、Ｘ及びＹ方向の各々に沿って各診断ビームに対して補間画像データのビームサイズを計算する（段階１１２０）。ビームサイズは、指定のレベルで、例えば、５％、１０％、１／ｅ2、２０％、又は５０％で計算することができる。「Ｐｙｒｏｃａｍ ＩＩＩ」の目盛りが０．１ｍｍ／ピクセルであると仮定すれば、ビームサイズの値は、コントローラ１５５にミリメートル単位で報告することができる。
【０１０３】
解析モジュール３９５は、各診断ビームに対して補間画像データの重心（質量の中心である）も計算する（段階１１２５）。重心は、各ピクセルの強度及び各ピクセルでの座標に基づいて計算される。「Ｐｙｒｏｃａｍ ＩＩＩ」の目盛りが０．１ｍｍ／ピクセルであると仮定すれば、重心の値は、コントローラ１５５にミリメートル単位で報告することができる。
【０１０４】
更に、解析モジュール３９５は、各診断ビームに対して画像の全強度も計算することができ（段階１１３０）、各診断ビームに対して画像の面積も計算することができる（段階１１３５）。画像の全強度は、アレイ合計を実行して基線をゼロにした後に取得したデータ下の積分により計算することができ、又はそれは、段階１１１５後に得られる補間曲線下の積分により計算することができる。段階１１２０において指定のレベルで（例えば、１／ｅ2で）計算したＸ及びＹ位置のビームサイズに基づいて画像の面積を計算することができる。
【０１０５】
解析モジュール３９５からの出力（例えば、ビームサイズ及び重心）は、主コントローラ１５５に送ることができ、主コントローラ１５５は、この出力を使用してビーム送出システムの１つ又はそれよりも多くの構成要素を波長変更する。例えば、ミラー３５０の波長変更は、１０６００ｎｍ診断情報（増幅光ビームからの情報）に基づいて行ない、レンズ３５５の波長変更は、１０６００ｎｍ情報を使用せずに１１１５０ｎｍ診断情報（案内レーザビームからの情報）に基づいて行う。ミラー３５０及び／又はレンズ３５５を波長変更（調節）してターゲット材料３１０との増幅光ビーム３２５の重なりを最適化又は増大させる。
【０１０６】
他の実施も、以下の特許請求の範囲の範囲内である。
【０１０７】
検出器１６５は、図１では、ターゲット位置１０５から直接に光を受け取るように位置決めされた状態に示されているが、検出器１６５は、中間焦点１４５又は何らかの他の位置で又はその下流で光をサンプリングするように位置決めすることができる。
【０１０８】
一般的に、ターゲット材料１１４の照射は、ターゲット位置１０５でデブリを生成する可能性があり、このようなデブリは、集光ミラー１３５を含むがこれに限定されない光学要素の表面を汚す可能性がある。従って、全体が引用により本明細書に組み込まれている米国特許第７，４９１，９５４号明細書に説明されているように、ターゲット材料の成分との反応が可能なガス状エッチング液の供給源１０２をチャンバ２６内に導入して光学要素の表面に堆積した汚染物質を一掃することができる。例えば、１つの用途において、ターゲット材料は、Ｓｎを含むことができ、エッチング液は、ＨＢｒ、Ｂｒ2、Ｃｌ2、ＨＣｌ、Ｈ2、ＨＣＦ3、又はこれらの化合物の何らかの組合せを含むことができる。
【０１０９】
光源１００は、堆積ターゲット材料と光学要素の表面のエッチング液間の化学反応を開始し、及び／又はその速度を増大させる１つ又はそれよりも多くの加熱器１７０を含むことができる。Ｌｉを含むプラズマターゲット材料に対して、加熱器１７０は、１つ又はそれよりも多くの光学要素の表面を約４００〜５５０℃の範囲の温度に加熱し、表面から、すなわち、エッチング液を必ずしも使用することなく、Ｌｉを気化するように設計することができる。適切とすることができる加熱器のタイプには、放射加熱器、マイクロ波加熱器、ＲＦ加熱器、オーム加熱器、又はこれらの加熱器の組合せがある。加熱器は、特定の光学要素表面に向けることができ、従って、指向性とすることができ、又はそれは、無指向性であってチャンバ１３０全体又はチャンバ１３０の実質的な部分を加熱することができる。
【符号の説明】
【０１１０】
３００ ビーム送出システム
３０５ 駆動レーザシステム
３１０ ターゲット位置
３１５ ビーム搬送システム
３２０ 集束アセンブリ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
極紫外光システムであって、
増幅光ビームを生成する駆動レーザシステムと、
チャンバ内に定められた真空空間内のターゲット位置でターゲット材料を生成するように構成され、該真空チャンバが、前記増幅光ビームが該ターゲット位置と交差して該ターゲット材料に当った時に該ターゲット材料から出射された極紫外光を集光するように構成された極紫外光集光器を収容するターゲット材料送出システムと、
１組の光学構成要素を含み、かつ前記駆動レーザシステムから出射された前記増幅光ビームを受け取って該増幅光ビームを前記ターゲット位置に向けて誘導するように構成されたビーム送出システムと、
前記ターゲット位置に到達しない前記増幅光ビームの少なくとも診断部分と該ターゲット位置に到達しない案内レーザビームの少なくとも診断部分とを集光するように構成され、該部分の一方の実質的に全てを透過して該部分の他方の実質的に全てを反射することにより該診断部分を分離するように構成された二色性光デバイスを含み、該少なくとも２つの診断部分が異なる波長を有する集光システム、及び
前記二色性光デバイスによって分離された前記少なくとも２つの診断部分を捕捉する光センサ、
を含む計測システムと、
前記光センサと前記ビーム送出システム内の少なくとも１つの構成要素とに接続されて該光センサの出力に基づいて該少なくとも１つの構成要素の位置を修正するコントローラと、
を含むことを特徴とする極紫外光システム。
【請求項２】
前記ビーム送出システムは、
前記増幅光ビームのサイズを拡張するビーム拡張システムと、
前記増幅光ビームを前記ターゲット位置に集束させるように構成かつ配置された集束要素と、
を含む、
ことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記集束要素は、収束非球面レンズを含むことを特徴とする請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
前記収束レンズは、セレン化亜鉛で製造されることを特徴とする請求項３に記載のシステム。
【請求項５】
前記収束レンズは、前記真空チャンバ内の真空を該真空チャンバの外部の環境から分離するために該真空チャンバの耐圧窓を形成することを特徴とする請求項３に記載のシステム。
【請求項６】
前記ビーム送出システムは、前記収束レンズに機械的に結合された作動システムを含み、
前記作動システムは、制御信号を前記コントローラから受信し、かつ前記収束レンズを移動して該制御信号に基づいて前記増幅光ビームの焦点を調節するように構成される、
ことを特徴とする請求項３に記載のシステム。
【請求項７】
前記集光システムは、前記収束レンズの表面によって反射された前記増幅光ビームを集光するように構成されることを特徴とする請求項３に記載のシステム。
【請求項８】
前記ビーム送出システムは、前記ビーム拡張システムから前記収束レンズに向けて前記増幅光ビームを向け直すレンズ前ミラーを含むことを特徴とする請求項３に記載のシステム。
【請求項９】
前記ビーム送出システムは、前記レンズ前ミラーに機械的に結合された作動システムを含み、
前記作動システムは、制御信号を前記コントローラから受信し、かつ前記レンズ前ミラーを移動して該制御信号に基づいて前記増幅光ビームの焦点を調節するように構成される、
ことを特徴とする請求項８に記載のシステム。
【請求項１０】
前記コントローラは、前記少なくとも１つの構成要素の位置を修正して前記ターゲット位置での前記増幅光ビームと前記ターゲット材料の間の重なりを増大させ、それによって前記チャンバ内の極紫外光の生成を増大させる出力信号を該少なくとも１つの構成要素に結合された作動システムに供給するように構成されることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項１１】
前記案内レーザビームを生成する案内レーザを更に含み、
前記増幅光ビームは、第１の異なる波長のものであり、前記案内レーザビームは、第２の異なる波長のものであり、
前記二色性光デバイスは、前記増幅光ビーム診断部分の実質的に全てを反射して前記案内レーザビーム診断部分の実質的に全てを透過することによって該増幅光ビーム診断部分を該案内レーザビーム診断部分から分離するように構成される、
ことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項１２】
極紫外光を生成する方法であって、
チャンバによって定められた真空内のターゲット位置でターゲット材料を生成する段階と、
励起エネルギを駆動レーザシステム内の少なくとも１つの光増幅器の利得媒体に供給して増幅光ビームを生成する段階と、
前記増幅光ビームの１つ又はそれよりも多くの特性を調節し、該増幅光ビームを１組の光学構成要素を通して前記ターゲット位置まで誘導する段階と、
案内レーザビームを前記ターゲット位置に誘導する段階と、
前記ターゲット位置に到達しない前記増幅光ビームの少なくとも一部分と該ターゲット位置に到達しない前記案内レーザビームの少なくとも一部分とを集光する段階と、
前記集光増幅光ビーム部分及び前記集光案内レーザビーム部分を該集光部分の一方が二色性光デバイスを透過して該集光部分の他方が二色性光デバイスから反射されるように二色性光デバイスに誘導することにより、該集光増幅光ビーム部分を該集光案内レーザビーム部分から分離する段階と、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項１３】
前記分離部分を該分離部分の画像データを出力する光センサに誘導する段階を更に含むことを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記分離部分の各々の前記画像データを解析モジュールに誘導する段階を更に含み、
前記解析モジュールは、
前記分離部分の各々に対して前記画像データのビームサイズを判断する段階、及び
前記分離部分の各々に対して前記画像データの重心を判断する段階、
のうちの１つ又はそれよりも多くを実行するように構成される、
ことを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記判断されたビームサイズ及び前記判断された重心のうちの１つ又はそれよりも多くに基づいて前記光学構成要素の組のうちの１つ又はそれよりも多くの構成要素の位置を調節する段階を更に含むことを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
１組の光学構成要素を通して前記増幅光ビームを誘導する段階は、
前記増幅光ビームをミラーから反射させる段階、及び
前記増幅光ビームを捕捉して該増幅光ビームを前記ターゲット位置に集束させる集束要素を通して前記反射増幅光ビームを誘導する段階、
を含む、
ことを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１７】
前記部分を集光する段階は、前記収束レンズから反射して前記ミラー内の開口部を通って戻る部分を集光する段階を含むことを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
極紫外光システムであって、
増幅光ビームを生成する駆動レーザシステムと、
チャンバ内に定められた真空空間内のターゲット位置でターゲット材料を生成するように構成され、該真空チャンバが、前記増幅光ビームが該ターゲット位置と交差して該ターゲット材料に当った時に該ターゲット材料から出射された極紫外光を集光するように構成された極紫外光集光器を収容するターゲット材料送出システムと、
前記駆動レーザシステムから出射される前記増幅光ビームを受け取り、かつ該増幅光ビームを前記ターゲット位置に向けて誘導するように構成され、該ターゲット位置に該増幅光ビームを集束させるように構成かつ配置された収束レンズを含む１組の光学構成要素を含むビーム送出システムと、
前記収束レンズから反射した前記増幅光ビームの一部分と該収束レンズから反射した案内レーザビームの一部分とを集光するように構成された集光システムであって、該部分の第１のものを透過して該部分の第２のものを反射することによって該部分を分離するように構成された二色性光デバイスを含む前記集光システムを含む計測システムと、
を含むことを特徴とする極紫外光システム。
【請求項１９】
前記二色性光デバイスによって分離された前記部分を捕捉する光センサ、及び
前記光センサと前記ビーム送出システム内の少なくとも１つの構成要素とに接続されて該光センサからの出力に基づいて該少なくとも１つの構成要素の位置を修正するコントローラ、
を更に含むことを特徴とする請求項１８に記載のシステム。
【請求項２０】
前記コントローラは、前記少なくとも１つの構成要素の位置を修正して前記ターゲット位置での前記増幅光ビームと前記ターゲット材料の間の重なりを増大させ、それによって前記チャンバ内の極紫外光の生成を増大させる出力信号を前記ビーム送出システムの該少なくとも１つの構成要素に結合された作動システムに供給するように構成されることを特徴とする請求項１９に記載のシステム。
【請求項２１】
前記収束レンズに機械的に結合された作動システムを更に含み、
前記作動システムは、制御信号を前記コントローラから受信し、かつ前記収束レンズを移動して該制御信号に基づいて前記増幅光ビームの焦点を調節するように構成される、
ことを特徴とする請求項１８に記載のシステム。
【請求項２２】
前記ビーム送出システムは、ビーム拡張システムから前記収束レンズに向けて前記増幅光ビームを向け直すレンズ前ミラーを含み、
前記収束レンズから反射した前記増幅光ビーム部分及び前記案内レーザビーム部分は、前記二色性光デバイスに到達する前に前記レンズ前ミラー内の開口部を通して誘導される、
ことを特徴とする請求項１８に記載のシステム。
【請求項２３】
前記ビーム送出システムは、前記レンズ前ミラーに機械的に結合された作動システムを含み、
前記作動システムは、制御信号を前記コントローラから受信し、かつ前記レンズ前ミラーを移動して該制御信号に基づいて前記増幅光ビームの焦点を調節するように構成される、
ことを特徴とする請求項２２に記載のシステム。
【請求項２４】
前記ビーム送出システムは、前記増幅光ビームのサイズを拡張するビーム拡張システムを含み、
前記収束レンズは、前記拡張増幅光ビームを前記ビーム拡張システムから受け取るように構成かつ配置される、
ことを特徴とする請求項１８に記載のシステム。
【請求項２５】
前記案内レーザビームを生成する案内レーザを更に含み、
前記増幅光ビームは、第１の異なる波長のものであり、前記案内レーザビームは、第２の異なる波長のものであり、
前記二色性光デバイスは、前記増幅光ビーム診断部分の実質的に全てを反射して前記案内レーザビーム診断部分の実質的に全てを透過することによって該増幅光ビーム部分を該案内レーザビーム部分から分離するように構成される、
ことを特徴とする請求項１８に記載のシステム。
【請求項２６】
極紫外光を生成する方法であって、
チャンバによって定められた真空内のターゲット位置でターゲット材料を生成する段階と、
励起エネルギを駆動レーザシステム内の少なくとも１つの光増幅器の利得媒体に供給して増幅光ビームを生成する段階と、
前記ターゲット位置に前記増幅光ビームを集束させるように構成かつ配置された収束レンズを通して該増幅光ビームを誘導する段階を含め、１組の光学構成要素を通して該増幅光ビームを誘導することによって該増幅光ビームの１つ又はそれよりも多くの特性を調節する段階と、
案内レーザビームを前記ターゲット位置まで誘導する段階と、
前記収束レンズの表面から反射する前記増幅光ビームの少なくとも一部分と前記案内レーザの少なくとも一部分とを集光する段階と、
前記集光増幅光ビーム部分及び前記集光案内レーザビーム部分を該集光部分の一方が二色性光デバイスを透過して該集光部分の他方が二色性光デバイスから反射されるように二色性光デバイスに誘導することにより、該集光増幅光ビーム部分を該集光案内レーザビーム部分から分離する段階と、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２７】
前記分離部分を該分離部分の画像データを出力する光センサに誘導する段階を更に含むことを特徴とする請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
前記分離部分の各々の前記画像データを解析モジュールに誘導する段階を更に含み、
前記解析モジュールは、
前記分離部分の各々に対して前記画像データのビームサイズを判断する段階、及び
前記分離部分の各々に対して前記画像データの重心を判断する段階、
のうちの１つ又はそれよりも多くを実行するように構成される、
ことを特徴とする請求項２７に記載の方法。
【請求項２９】
前記判断されたビームサイズ及び前記判断された重心のうちの１つ又はそれよりも多くに基づいて前記光学構成要素の組のうちの１つ又はそれよりも多くの構成要素の位置を調節する段階を更に含むことを特徴とする請求項２８に記載の方法。
【請求項３０】
１組の光学構成要素を通して前記増幅光ビームを誘導する段階は、前記収束レンズを通して該増幅光ビームを誘導する前に該増幅光ビームをミラーから反射させる段階を含むことを特徴とする請求項２６に記載の方法。
【請求項３１】
前記部分を集光する段階は、前記収束レンズから反射して前記ミラー内の開口部を通って戻る部分を集光する段階を含むことを特徴とする請求項３０に記載の方法。
【請求項１】
極紫外光システムであって、
増幅光ビームを生成する駆動レーザシステムと、
チャンバ内に定められた真空空間内のターゲット位置でターゲット材料を生成するように構成され、該真空チャンバが、前記増幅光ビームが該ターゲット位置と交差して該ターゲット材料に当った時に該ターゲット材料から出射された極紫外光を集光するように構成された極紫外光集光器を収容するターゲット材料送出システムと、
１組の光学構成要素を含み、かつ前記駆動レーザシステムから出射された前記増幅光ビームを受け取って該増幅光ビームを前記ターゲット位置に向けて誘導するように構成されたビーム送出システムと、
前記ターゲット位置に到達しない前記増幅光ビームの少なくとも診断部分と該ターゲット位置に到達しない案内レーザビームの少なくとも診断部分とを集光するように構成され、該部分の一方の実質的に全てを透過して該部分の他方の実質的に全てを反射することにより該診断部分を分離するように構成された二色性光デバイスを含み、該少なくとも２つの診断部分が異なる波長を有する集光システム、及び
前記二色性光デバイスによって分離された前記少なくとも２つの診断部分を捕捉する光センサ、
を含む計測システムと、
前記光センサと前記ビーム送出システム内の少なくとも１つの構成要素とに接続されて該光センサの出力に基づいて該少なくとも１つの構成要素の位置を修正するコントローラと、
を含むことを特徴とする極紫外光システム。
【請求項２】
前記ビーム送出システムは、
前記増幅光ビームのサイズを拡張するビーム拡張システムと、
前記増幅光ビームを前記ターゲット位置に集束させるように構成かつ配置された集束要素と、
を含む、
ことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記集束要素は、収束非球面レンズを含むことを特徴とする請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
前記収束レンズは、セレン化亜鉛で製造されることを特徴とする請求項３に記載のシステム。
【請求項５】
前記収束レンズは、前記真空チャンバ内の真空を該真空チャンバの外部の環境から分離するために該真空チャンバの耐圧窓を形成することを特徴とする請求項３に記載のシステム。
【請求項６】
前記ビーム送出システムは、前記収束レンズに機械的に結合された作動システムを含み、
前記作動システムは、制御信号を前記コントローラから受信し、かつ前記収束レンズを移動して該制御信号に基づいて前記増幅光ビームの焦点を調節するように構成される、
ことを特徴とする請求項３に記載のシステム。
【請求項７】
前記集光システムは、前記収束レンズの表面によって反射された前記増幅光ビームを集光するように構成されることを特徴とする請求項３に記載のシステム。
【請求項８】
前記ビーム送出システムは、前記ビーム拡張システムから前記収束レンズに向けて前記増幅光ビームを向け直すレンズ前ミラーを含むことを特徴とする請求項３に記載のシステム。
【請求項９】
前記ビーム送出システムは、前記レンズ前ミラーに機械的に結合された作動システムを含み、
前記作動システムは、制御信号を前記コントローラから受信し、かつ前記レンズ前ミラーを移動して該制御信号に基づいて前記増幅光ビームの焦点を調節するように構成される、
ことを特徴とする請求項８に記載のシステム。
【請求項１０】
前記コントローラは、前記少なくとも１つの構成要素の位置を修正して前記ターゲット位置での前記増幅光ビームと前記ターゲット材料の間の重なりを増大させ、それによって前記チャンバ内の極紫外光の生成を増大させる出力信号を該少なくとも１つの構成要素に結合された作動システムに供給するように構成されることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項１１】
前記案内レーザビームを生成する案内レーザを更に含み、
前記増幅光ビームは、第１の異なる波長のものであり、前記案内レーザビームは、第２の異なる波長のものであり、
前記二色性光デバイスは、前記増幅光ビーム診断部分の実質的に全てを反射して前記案内レーザビーム診断部分の実質的に全てを透過することによって該増幅光ビーム診断部分を該案内レーザビーム診断部分から分離するように構成される、
ことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項１２】
極紫外光を生成する方法であって、
チャンバによって定められた真空内のターゲット位置でターゲット材料を生成する段階と、
励起エネルギを駆動レーザシステム内の少なくとも１つの光増幅器の利得媒体に供給して増幅光ビームを生成する段階と、
前記増幅光ビームの１つ又はそれよりも多くの特性を調節し、該増幅光ビームを１組の光学構成要素を通して前記ターゲット位置まで誘導する段階と、
案内レーザビームを前記ターゲット位置に誘導する段階と、
前記ターゲット位置に到達しない前記増幅光ビームの少なくとも一部分と該ターゲット位置に到達しない前記案内レーザビームの少なくとも一部分とを集光する段階と、
前記集光増幅光ビーム部分及び前記集光案内レーザビーム部分を該集光部分の一方が二色性光デバイスを透過して該集光部分の他方が二色性光デバイスから反射されるように二色性光デバイスに誘導することにより、該集光増幅光ビーム部分を該集光案内レーザビーム部分から分離する段階と、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項１３】
前記分離部分を該分離部分の画像データを出力する光センサに誘導する段階を更に含むことを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記分離部分の各々の前記画像データを解析モジュールに誘導する段階を更に含み、
前記解析モジュールは、
前記分離部分の各々に対して前記画像データのビームサイズを判断する段階、及び
前記分離部分の各々に対して前記画像データの重心を判断する段階、
のうちの１つ又はそれよりも多くを実行するように構成される、
ことを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記判断されたビームサイズ及び前記判断された重心のうちの１つ又はそれよりも多くに基づいて前記光学構成要素の組のうちの１つ又はそれよりも多くの構成要素の位置を調節する段階を更に含むことを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
１組の光学構成要素を通して前記増幅光ビームを誘導する段階は、
前記増幅光ビームをミラーから反射させる段階、及び
前記増幅光ビームを捕捉して該増幅光ビームを前記ターゲット位置に集束させる集束要素を通して前記反射増幅光ビームを誘導する段階、
を含む、
ことを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１７】
前記部分を集光する段階は、前記収束レンズから反射して前記ミラー内の開口部を通って戻る部分を集光する段階を含むことを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
極紫外光システムであって、
増幅光ビームを生成する駆動レーザシステムと、
チャンバ内に定められた真空空間内のターゲット位置でターゲット材料を生成するように構成され、該真空チャンバが、前記増幅光ビームが該ターゲット位置と交差して該ターゲット材料に当った時に該ターゲット材料から出射された極紫外光を集光するように構成された極紫外光集光器を収容するターゲット材料送出システムと、
前記駆動レーザシステムから出射される前記増幅光ビームを受け取り、かつ該増幅光ビームを前記ターゲット位置に向けて誘導するように構成され、該ターゲット位置に該増幅光ビームを集束させるように構成かつ配置された収束レンズを含む１組の光学構成要素を含むビーム送出システムと、
前記収束レンズから反射した前記増幅光ビームの一部分と該収束レンズから反射した案内レーザビームの一部分とを集光するように構成された集光システムであって、該部分の第１のものを透過して該部分の第２のものを反射することによって該部分を分離するように構成された二色性光デバイスを含む前記集光システムを含む計測システムと、
を含むことを特徴とする極紫外光システム。
【請求項１９】
前記二色性光デバイスによって分離された前記部分を捕捉する光センサ、及び
前記光センサと前記ビーム送出システム内の少なくとも１つの構成要素とに接続されて該光センサからの出力に基づいて該少なくとも１つの構成要素の位置を修正するコントローラ、
を更に含むことを特徴とする請求項１８に記載のシステム。
【請求項２０】
前記コントローラは、前記少なくとも１つの構成要素の位置を修正して前記ターゲット位置での前記増幅光ビームと前記ターゲット材料の間の重なりを増大させ、それによって前記チャンバ内の極紫外光の生成を増大させる出力信号を前記ビーム送出システムの該少なくとも１つの構成要素に結合された作動システムに供給するように構成されることを特徴とする請求項１９に記載のシステム。
【請求項２１】
前記収束レンズに機械的に結合された作動システムを更に含み、
前記作動システムは、制御信号を前記コントローラから受信し、かつ前記収束レンズを移動して該制御信号に基づいて前記増幅光ビームの焦点を調節するように構成される、
ことを特徴とする請求項１８に記載のシステム。
【請求項２２】
前記ビーム送出システムは、ビーム拡張システムから前記収束レンズに向けて前記増幅光ビームを向け直すレンズ前ミラーを含み、
前記収束レンズから反射した前記増幅光ビーム部分及び前記案内レーザビーム部分は、前記二色性光デバイスに到達する前に前記レンズ前ミラー内の開口部を通して誘導される、
ことを特徴とする請求項１８に記載のシステム。
【請求項２３】
前記ビーム送出システムは、前記レンズ前ミラーに機械的に結合された作動システムを含み、
前記作動システムは、制御信号を前記コントローラから受信し、かつ前記レンズ前ミラーを移動して該制御信号に基づいて前記増幅光ビームの焦点を調節するように構成される、
ことを特徴とする請求項２２に記載のシステム。
【請求項２４】
前記ビーム送出システムは、前記増幅光ビームのサイズを拡張するビーム拡張システムを含み、
前記収束レンズは、前記拡張増幅光ビームを前記ビーム拡張システムから受け取るように構成かつ配置される、
ことを特徴とする請求項１８に記載のシステム。
【請求項２５】
前記案内レーザビームを生成する案内レーザを更に含み、
前記増幅光ビームは、第１の異なる波長のものであり、前記案内レーザビームは、第２の異なる波長のものであり、
前記二色性光デバイスは、前記増幅光ビーム診断部分の実質的に全てを反射して前記案内レーザビーム診断部分の実質的に全てを透過することによって該増幅光ビーム部分を該案内レーザビーム部分から分離するように構成される、
ことを特徴とする請求項１８に記載のシステム。
【請求項２６】
極紫外光を生成する方法であって、
チャンバによって定められた真空内のターゲット位置でターゲット材料を生成する段階と、
励起エネルギを駆動レーザシステム内の少なくとも１つの光増幅器の利得媒体に供給して増幅光ビームを生成する段階と、
前記ターゲット位置に前記増幅光ビームを集束させるように構成かつ配置された収束レンズを通して該増幅光ビームを誘導する段階を含め、１組の光学構成要素を通して該増幅光ビームを誘導することによって該増幅光ビームの１つ又はそれよりも多くの特性を調節する段階と、
案内レーザビームを前記ターゲット位置まで誘導する段階と、
前記収束レンズの表面から反射する前記増幅光ビームの少なくとも一部分と前記案内レーザの少なくとも一部分とを集光する段階と、
前記集光増幅光ビーム部分及び前記集光案内レーザビーム部分を該集光部分の一方が二色性光デバイスを透過して該集光部分の他方が二色性光デバイスから反射されるように二色性光デバイスに誘導することにより、該集光増幅光ビーム部分を該集光案内レーザビーム部分から分離する段階と、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２７】
前記分離部分を該分離部分の画像データを出力する光センサに誘導する段階を更に含むことを特徴とする請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
前記分離部分の各々の前記画像データを解析モジュールに誘導する段階を更に含み、
前記解析モジュールは、
前記分離部分の各々に対して前記画像データのビームサイズを判断する段階、及び
前記分離部分の各々に対して前記画像データの重心を判断する段階、
のうちの１つ又はそれよりも多くを実行するように構成される、
ことを特徴とする請求項２７に記載の方法。
【請求項２９】
前記判断されたビームサイズ及び前記判断された重心のうちの１つ又はそれよりも多くに基づいて前記光学構成要素の組のうちの１つ又はそれよりも多くの構成要素の位置を調節する段階を更に含むことを特徴とする請求項２８に記載の方法。
【請求項３０】
１組の光学構成要素を通して前記増幅光ビームを誘導する段階は、前記収束レンズを通して該増幅光ビームを誘導する前に該増幅光ビームをミラーから反射させる段階を含むことを特徴とする請求項２６に記載の方法。
【請求項３１】
前記部分を集光する段階は、前記収束レンズから反射して前記ミラー内の開口部を通って戻る部分を集光する段階を含むことを特徴とする請求項３０に記載の方法。
【図１】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図３】
【図４】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図５Ｃ】
【図５Ｄ】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図３】
【図４】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図５Ｃ】
【図５Ｄ】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公表番号】特表２０１３−５１３９２９（Ｐ２０１３−５１３９２９Ａ）
【公表日】平成２５年４月２２日（２０１３．４．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−５４４６０８（Ｐ２０１２−５４４６０８）
【出願日】平成２２年１２月７日（２０１０．１２．７）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２０１０／０５９２７７
【国際公開番号】ＷＯ２０１１／０７５３４５
【国際公開日】平成２３年６月２３日（２０１１．６．２３）
【出願人】（５０４０１０６４８）サイマー インコーポレイテッド (115)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２５年４月２２日（２０１３．４．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月７日（２０１０．１２．７）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２０１０／０５９２７７
【国際公開番号】ＷＯ２０１１／０７５３４５
【国際公開日】平成２３年６月２３日（２０１１．６．２３）
【出願人】（５０４０１０６４８）サイマー インコーポレイテッド (115)
【Ｆターム（参考）】
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