(57)【要約】【課題】変調外乱波形を用いて生成した液滴流を有するレーザ生成プラズマＥＵＶ光源及び対応する使用方法を開示する。【解決手段】ターゲット材料液滴の供給源と照射領域で液滴を照射するビームを生成するレーザとを含むプラズマ発生システムを含むことができる装置を本明細書に開示し、プラズマは、ＥＵＶ放射線を生成し、液滴供給源は、オリフィスを出る流体と、液滴が照射領域に進む時に少なくとも一部の隣接液滴間の間隔を低減させる異なる初速を有する液滴を発生させる外乱を流体に生成するサブシステムとを含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
装置であって、
ターゲット材料液滴の供給源と照射領域で該液滴を照射するビームを生成するレーザとを含むプラズマ発生システム、
を含み、
前記プラズマは、ＥＵＶ放射線を生成し、
前記液滴供給源は、オリフィスを出る流体と、前記液滴が前記照射領域に進む時に少なくとも一部の隣接液滴間の間隔を低減させる異なる初速を有する液滴を発生させる外乱を該流体に生成するサブシステムとを含む、
ことを特徴とする装置。
【請求項２】
少なくとも一部の隣接液滴は、前記照射領域に到達する前に合体することを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記サブシステムは、液滴パターンを生成し、
液滴ダブレットが、前記照射部位に到達し、該液滴ダブレットにおける各液滴が、プラズマを生成するために照射される、
ことを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記液滴ダブレットにおける少なくとも１つの液滴が、直径ｄを有し、前記照射部位に接近し、各ダブレット内の中心間液滴間隔がＤであり、ここで、ｄ≦Ｄ≦４ｄであることを特徴とする請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記外乱は、周波数変調外乱波形を含むことを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記外乱は、振幅変調外乱波形を含むことを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項７】
前記サブシステムは、一連のパルス外乱を生成し、各パルス外乱は、基本周波数と該基本周波数の少なくとも１つの高調波とを発生させるのに十分に短い立上り時間及び十分に短い立下り時間のうちの少なくとも一方を有することを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項８】
装置であって、
ターゲット材料液滴の供給源と照射領域で該液滴を照射するビームを生成するレーザとを含むプラズマ発生システム、
を含み、
前記プラズマは、ＥＵＶ放射線を生成し、
前記液滴供給源は、オリフィスを出る流体と、該流体に外乱を生成する電気起動可能な要素を有するサブシステムとを含み、該電気起動可能な要素は、該電気起動可能な要素の作動可能な応答範囲内の基本周波数と該基本周波数の少なくとも１つの高調波とを発生させるのに十分に短い立上り時間及び十分に短い立下り時間のうちの少なくとも一方を有する波形により駆動される、
ことを特徴とする装置。
【請求項９】
前記波形は、方形波、矩形波、及びピークを有する非正弦波から構成された波形の群から選択されることを特徴とする請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
前記ピークを有する非正弦波は、高速パルス波形、高速ランプ波形、及びシンク関数波形から構成された波形の群から選択されることを特徴とする請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
前記少なくとも１つの高調波は、前記基本周波数の奇数高調波であることを特徴とする請求項８に記載の装置。
【請求項１１】
前記少なくとも１つの高調波は、前記基本周波数の少なくとも１つの偶数高調波と該基本周波数の少なくとも１つの奇数高調波とを含むことを特徴とする請求項８に記載の装置。
【請求項１２】
前記波形は、前記液滴が前記照射領域に進む時に少なくとも一部の隣接液滴間の間隔を低減させる異なる初速を有する液滴を発生させることを特徴とする請求項８に記載の装置。
【請求項１３】
少なくとも一部の隣接液滴は、前記照射領域に到達する前に合体することを特徴とする請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
各パルスが、オン−オフスイッチ状態を変えることによって発生されることを特徴とする請求項８に記載の装置。
【請求項１５】
流体をオリフィスに向けて流動させる段階と、
前記流体を乱して第１の液滴と第２の液滴を発生させ、該第１の液滴が該第２の液滴と異なる初速を有して該第１及び第２の液滴間の間隔をこれらの液滴が照射領域に進む時に低減させる段階と、
液滴材料を前記照射領域で照射してプラズマを形成する段階と、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項１６】
前記第１及び第２の液滴は、前記照射領域に到達する前に合体することを特徴とする請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記外乱は、周波数変調外乱波形及び振幅変調外乱波形から構成された変調波形の群から選択された波形を含むことを特徴とする請求項１５に記載の方法。
【請求項１８】
前記流体を乱す前記段階は、一連のパルス外乱を生成する段階を含み、各パルス外乱は、基本周波数と該基本周波数の少なくとも１つの低調波とを発生させるのに十分に短い立上り時間及び十分に短い立下り時間のうちの少なくとも一方を有することを特徴とする請求項１５に記載の方法。
【請求項１９】
前記パルス外乱は、方形波、矩形波、及びピークを有する非正弦波から構成された外乱波形の群から選択されることを特徴とする請求項１８に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、代理人整理番号第２００７−００３０−０１号の２００７年７月１３日出願の「変調妨害波を使用して生成した液滴流を有するレーザ生成プラズマＥＵＶ光源」という名称の一部係属米国特許出願番号第１１／８２７，８０３号である代理人整理番号第２００８−００５５−０１号の２０１０年３月１０日出願の「レーザ生成プラズマＥＵＶ光源」という名称の米国特許出願番号第１２／７２１，３１７号に対する優先権を請求するものであり、これら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。
【０００２】
本出願は、代理人整理番号第２００５−００８５−０１号の２００６年２月２１日出願の「プレパルスによるレーザ生成プラズマＥＵＶ光源」という名称の現在特許出願中の米国特許出願番号第１１／３５８，９８８号明細書と、代理人整理番号第２００４−０００８−０１号の２００５年２月２５日出願の「ＥＵＶプラズマ源ターゲット送出の方法及び装置」という名称の現在特許出願中の米国特許出願番号第１１／０６７，１２４号明細書と、代理人整理番号第２００５−０００３−０１号の２００５年６月２９日出願の「ＬＰＰ−ＥＵＶ光源材料ターゲット送出システム」という名称の現在特許出願中の米国特許出願番号第１１／１７４，４４３号明細書と、代理人整理番号第２００５−０１０２−０１号の現在特許出願中の米国特許出願「ＥＵＶ光源のための原材料分注器」と、代理人整理番号第２００５−００８１−０１号の２００６年２月２１日出願の「レーザ生成プラズマＥＵＶ光源」という名称の現在特許出願中の米国特許出願番号第１１／３５８，９９２号明細書と、代理人整理番号第２００５−００４４−０１号の２００５年６月２９日出願の「ＬＰＰ−ＥＵＶ光源駆動レーザシステム」という名称の現在特許出願中の米国特許出願番号第１１／１７４，２９９号明細書と、代理人整理番号第２００６−０００３−０１号の２００６年４月１７日出願の「ＥＵＶ光源のための代替燃料」という名称の現在特許出願中の米国特許出願番号第１１／４０６，２１６号明細書と、代理人整理番号第２００６−００２５−０１号の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」という名称の現在特許出願中の米国特許出願番号第１１／５８０，４１４号明細書と、代理人整理番号第２００６−００６−０１号の２００６年１２月２２日出願の「レーザ生成プラズマＥＵＶ光源」という名称の現在特許出願中の米国特許出願番号第１１／６４４，１５３号明細書と、代理人整理番号第２００６−００２７−０１号の２００６年８月１６日出願の「ＥＵＶ光学系」という名称の米国特許出願番号第１１／５０５，１７７号明細書と、代理人整理番号第２００６−０００１−０１号の２００６年６月１４日出願の「ＥＵＶ光源のための駆動レーザ」という名称の現在特許出願中の米国特許出願番号第１１／４５２，５５８号明細書と、２００５年８月９日にＷｅｂｂ他に付与された「長期遅延高ＴＩＳパルス伸長器」という名称の現在特許出願中の米国特許第６，９２８，０９３号明細書と、２００６年３月３１日出願の「共焦点パルス伸長器」という名称の米国特許出願番号第１１／３９４，５１２号明細書（代理人整理番号第２００４−０１４４−０１号）と、２００５年５月２６日出願の「線ビームとして成形されたレーザと基板上に堆積された膜の間の相互作用を実行するシステム及び方法」という名称の米国特許出願番号第１１／１３８，００１号明細書（代理人整理番号第２００４−０１２８−０１号）と、現在は米国特許第６，６９３，９３９号明細書である２００２年５月７日出願の「ビーム送出を伴うレーザリソグラフィ光源」という名称の米国特許出願番号第１０／１４１，２１６号明細書と、２００３年９月２３日にＫｎｏｗｌｅｓ他に付与された「超狭帯域２チャンバ高繰返し数ガス放電レーザシステム」という名称の米国特許第６，６２５，１９１号明細書と、代理人整理番号第２００１−００９０−０１号の米国特許出願番号第１０／０１２００２号明細書と、２００３年４月１５日にＮｅｓｓ他に付与された「正確なタイミング制御を伴う注入シードレーザ」という名称の米国特許第６，５４９，５５１号明細書と、代理人整理番号第２００１−００２０−０１号の米国特許出願番号第０９／８４８０４３号明細書と、２００３年５月２０日にＭｙｅｒｓ他に付与された「超狭帯域２チャンバ高繰返し数ガス放電レーザシステム」という名称の米国特許第６，５６７，４５０号明細書と、代理人整理番号第２００１−００８４−０１号の米国特許出願番号第０９／９４３３４３号明細書と、代理人整理番号第２００５−００８６−０１号の２００６年８月２５日出願の「レーザ生成プラズマＥＵＶ光源のための原材料収集ユニット」という名称の現在特許出願中の米国特許出願番号第１１／５０９，９２５号明細書とに関連し、これらの特許の各々の内容全体は、引用により本明細書に組み込まれている。
【０００３】
本発明の開示は、ターゲット材料から生成されて集光され、例えば、リソグラフィスキャナ／ステッパによるＥＵＶ光源チャンバ外での利用に向けて中間領域に誘導されるＥＵＶ光をプラズマから送出する極紫外線（ＥＵＶ）光源に関する。
【背景技術】
【０００４】
ＥＵＶ光（ＥＵＶ）、例えば、約５０ｎｍ又はそれ未満の波長を有し、かつ約１３ｎｍの波長での光を含む電磁放射線（軟Ｘ線とも呼ばれることもある）を使用して基板、例えば、シリコンウェーハ内で極めて小さな特徴部を生成することができる。
【０００５】
ＥＵＶ光を生成する方法には、１つ又はそれよりも多くの輝線がＥＵＶ範囲にある少なくとも１つの元素、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）という１つのこのような方法において、所要の線放出元素を有するターゲット材料にレーザビームを照射することによって所要のプラズマを発生させることができる。
【０００６】
１つの特定のＬＰＰ技術は、１つ又はそれよりも多くのプレパルス、次に、主パルスでターゲット材料液滴を照射することを伴っている。この点に関して、ＣＯ2レーザは、ＬＰＰ処理で「主」パルスを生成する駆動レーザとしての特定の利点を有することができる。これは、特に、溶融錫液滴のような特定のターゲット材料に対して当て嵌まると考えられる。例えば、１つの利点は、比較的高い変換効率、例えば、出力ＥＵＶ帯域内電力対駆動レーザ入力電力の比を生成する機能を含むことができる。
【０００７】
より理論的には、ＬＰＰ光源は、キセノン（Ｘｅ）、錫（Ｓｎ）、又はリチウム（Ｌｉ）のような光源元素にレーザエネルギを堆積させることにより、ＥＵＶ放射線を生成し、数１０のｅＶの電子温度を有する高度にイオン化されたプラズマが生成される。これらのイオンの脱励起及び再結合中に生成されたエネルギ放射線は、全方向にプラズマから出射される。１つの一般的な構成において、近垂直入射ミラー（「コレクターミラー」と呼ぶことが多い）は、中間位置、例えば、焦点に光を集め、すなわち、そこに誘導する（かつ一部の配置において集束する）ようにプラズマから隔てて位置決めされる。集光光は、次に、中間位置から１組のスキャナ光学要素に、最終的にはウェーハに中継することができる。より定量的には、中間位置で約１００Ｗを生成することを目的として現在開発中である１つの構成では、順次約４０，０００〜１００，０００個の錫液滴を照射するように液滴発生器と同期化されたパルス集束１０〜１２ｋＷＣＯ2駆動レーザの使用が考えられている。この目的のために、比較的高い繰返し数（例えば、４０〜１００ｋＨｚ又はそれよりも高い）で液滴の安定した流れを生成し、比較的より長い周期にわたってタイミング及び位置に関して高精度及びより優れた反復性で（すなわち、非常に小さい「ジッタ」で）照射部位に液滴を送出する必要性が存在する。
【０００８】
典型的なＬＰＰ構成に対して、ターゲット材料液滴が生成され、次に、真空チャンバ内で照射部位に移動し、ターゲット材料液滴は、例えば、集光レーザビームが照射される。ＥＵＶ放射線を生成することに加えて、これらのプラズマ処理でも、様々なプラズマチャンバ光学要素の作動効率を潜在的に損なうか又は低減する可能性がある望ましくない副産物（例えば、デブリ）がプラズマチャンバ内で一般的に生成される。このデブリは、プラズマ形成による高エネルギイオン及び散乱デブリ、例えば、原材料の原子及び／又は塊／微細液滴を含むことができる。こういう理由から、原材料のいわゆる「質量制限」液滴を使用してデブリの形成を低減又は排除することが望ましいことが多い。「質量制限」液滴の使用により、結果として、原材料消費量の低減になる場合もある。質量制限液滴をもたらす技術では、原材料を希釈し及び／又は比較的小さい液滴を用いることができる。例えば、僅か１０〜５０μｍの液滴の使用が現在考えられている。
【０００９】
真空チャンバ内の光学要素に及ぼす影響に加えて、プラズマ副産物は、照射部位に接近する液滴（すなわち、液滴流内の次の液滴）に悪影響を与える恐れもある。一部の場合には、液滴とプラズマ副産物の相互作用により、これらの液滴に対してＥＵＶ出力低下をもたらす可能性がある。この点に関して、２００５年２月１５日にＳｈｉｅｌｄｓに付与された「高パルス繰返し数レーザプラズマ極紫外光源のための液滴ターゲット送出方法」という名称の米国特許第６，８５５，９４３号明細書（以下、’９４３特許と呼ぶ）では、液滴流中の液滴の一部のみ、例えば、２つ置きの液滴を照射してパルス極紫外線出力を生成する手法が開示されている。’９４３特許で開示されているように、非関与液滴（いわゆるバッファ液滴）は、有利な態様では、照射部位で生成されたプラズマの影響から次の関与液滴を保護する。しかし、バッファ液滴の使用により、原材料消費量及び／又は真空チャンバ汚染が増大する場合があり、及び／又はバッファ液滴を使用なしで必要なものよりも遥かに高い（例えば、２倍又はそれよりも高い）周波数での液滴生成が必要である場合がある。他方、液滴間の間隔を増大させることができる場合に、バッファ液滴の使用を低減又は排除することができる。従って、液滴サイズ、間隔、及びタイミング一貫性（すなわち、ジッタ）は、とりわけ、ＬＰＰ−ＥＵＶ光源のための液滴発生器を設計にする時に考慮すべきファクタである。
【００１０】
液滴を発生させる１つの技術は、ターゲット材料、例えば、錫を溶融し、次に、高い圧力を掛けて比較的小径、例えば、０．５〜３０μｍのオリフィスに強制的に通過させることを伴っている。殆どの条件下で、オリフィスを出る流れに自然に発生する不安定な性質、例えば、ノイズが原因となって、流れを液滴に分解させることができる。液滴をＬＰＰ駆動レーザの光パルスと同期させるために、不規則ノイズの振幅を超える振幅による反復的な外乱を連続的な流れに印加することができる。パルスレーザの繰返し数と同じ周波数（又はより高い高調波）で外乱を印加することにより、液滴をレーザパルスと同期させることができる。従来的に、外乱は、正弦波形又はその均等物のような単一の周波数の波形で電気起動可能な要素（圧電材料のような）を駆動することによって流れに印加される。
【００１１】
本明細書で使用する時に「電気起動可能な要素」という用語及びその派生語は、電圧、電場、磁場、又はその組合せを受けた時に寸法変化が発生する材料又は構造体を意味し、圧電材料、電歪材料、及び磁気歪材料を含むがこれらに限定されない。
【００１２】
一般的に、正弦波形のような単一周波数の非変調波形外乱の印加に対して、外乱周波数が減少する時に液滴間の間隔は増加する（すなわち、圧力及びオリフィス径のような他のファクタが一定に保持して）。しかし、「変調された電気信号により駆動される振動オリフィス発生器からの液滴形成（Ｄｒｏｐ  Ｆｏｒｍａｔｉｏｎ  Ｆｒｏｍ  Ａ  Ｖｉｂｒａｔｉｎｇ  Ｏｒｉｆｉｃｅ  Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ  Ｄｒｉｖｅｎ  Ｂｙ  Ｍｏｄｕｌａｔｅｄ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ  Ｓｉｇｎａｌｓ）」（Ｇ．Ｂｒｅｎｎ及びＵ．Ｌａｃｋｅｒｍｅｉｅｒ、流体物理学９、３６５８（１９９７）、内容が引用により本明細書に組み込まれている）に開示されているように、約０．３ν／（πｄ）未満の外乱周波数に対しては、１つよりも多い液滴を外乱周期毎に生成させることができ、ここで、νは流れ速度であり、ｄは連続液体流れの直径である。従って、約５０ｍ／ｓの流れ速度での１０μｍ噴流に対して、それを下回ると周期当たり１つよりも多い液滴を発生させることができる計算された最小値周波数は、約４８０ｋＨｚである（注：４０〜１００ｋＨｚの液滴繰返し数及び３０〜１００ｍ／ｓの速度がＬＰＰ−ＥＵＶ処理に対して望ましいと考えられることが現在想定されている）。最終結果として、単一の周波数、非変調波形外乱の印加に対して、液滴間の間隔は基本的に限定され、約３．３３πｄを超えることができない。上述のように、接近中の液滴に及ぼすプラズマからのデブリの影響を低減／排除するために液滴流れの隣接液滴間に十分な距離を供給することが望ましい場合がある。更に、間隔に関する制限は、流れ直径、及びその結果として液滴サイズに比例するので、この制限は、比較的小さく質量制限された液滴が望ましい（上述の内容を参照されたい）ＬＰＰ−ＥＵＶ光源のような用途においては特に厳しいものになる可能性がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】米国特許出願番号第１１／３５８，９８８号明細書
【特許文献２】米国特許出願番号第１１／０６７，１２４号明細書
【特許文献３】米国特許出願番号第１１／１７４，４４３号明細書
【特許文献４】米国特許出願番号第１１／３５８，９９２号明細書
【特許文献５】米国特許出願番号第１１／１７４，２９９号明細書
【特許文献６】米国特許出願番号第１１／４０６，２１６号明細書
【特許文献７】米国特許出願番号第１１／５８０，４１４号明細書
【特許文献８】米国特許出願番号第１１／６４４，１５３号明細書
【特許文献９】米国特許出願番号第１１／５０５，１７７号明細書
【特許文献１０】米国特許出願番号第１１／４５２，５５８号明細書
【特許文献１１】米国特許第６，９２８，０９３号明細書
【特許文献１２】米国特許出願番号第１１／３９４，５１２号明細書
【特許文献１３】米国特許出願番号第１１／１３８，００１号明細書
【特許文献１４】米国特許第６，６９３，９３９号明細書
【特許文献１５】米国特許出願番号第１０／１４１，２１６号明細書
【特許文献１６】米国特許第６，６２５，１９１号明細書
【特許文献１７】米国特許出願番号第１０／０１２００２号明細書
【特許文献１８】米国特許第６，５４９，５５１号明細書
【特許文献１９】米国特許出願番号第０９／８４８０４３号明細書
【特許文献２０】米国特許第６，５６７，４５０号明細書
【特許文献２１】米国特許出願番号第０９／９４３３４３号明細書
【特許文献２２】米国特許出願番号第１１／５０９，９２５号明細書
【特許文献２３】米国特許第６，８５５，９４３号明細書
【非特許文献】
【００１４】
【非特許文献１】「変調された電気信号により駆動される振動オリフィス発生器からの液滴形成（Ｄｒｏｐ  Ｆｏｒｍａｔｉｏｎ  Ｆｒｏｍ  Ａ  Ｖｉｂｒａｔｉｎｇ  Ｏｒｉｆｉｃｅ  Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ  Ｄｒｉｖｅｎ  Ｂｙ  Ｍｏｄｕｌａｔｅｄ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ  Ｓｉｇｎａｌｓ）」、Ｇ．Ｂｒｅｎｎ及びＵ．Ｌａｃｋｅｒｍｅｉｅｒ、流体物理学９、３６５８（１９９７）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
上記を念頭に置いて、本出願人は、変調外乱波形を用いて生成した液滴流を有するレーザ生成プラズマＥＵＶ光源及び対応する使用方法を開示する。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
第１の態様では、装置は、ターゲット材料液滴の供給源と照射領域で液滴を照射するビームを生成するレーザとを含むプラズマ発生システムを含むことができ、プラズマは、ＥＵＶ放射線を生成し、液滴供給源は、オリフィスを出る流体と、液滴が照射領域に進む時に少なくとも一部の隣接液滴間の間隔を低減させる異なる初速を有する液滴を発生させる外乱を流体内に生成するサブシステムとを含む。
【００１７】
特定的な実施では、少なくとも一部の隣接液滴は、照射領域に到達する前に合体することができる。
【００１８】
一実施形態では、サブシステムは、液滴パターンを発生させることができ、液滴ダブレットは、照射部位に到達し、液滴ダブレット内の各液滴は、プラズマを生成するために照射される。
【００１９】
１つの特定的な実施形態では、液滴ダブレット内の少なくとも１つの液滴は、直径ｄを有することができ、照射部位に接近し、各ダブレット内の中心間液滴間隔はＤであり、ｄ≦Ｄ≦４ｄである。
【００２０】
特定的な実施形態では、外乱は、周波数変調外乱波形を含むことができる。
【００２１】
別の特定的な実施形態では、外乱は、振幅変調外乱波形を含むことができる。
【００２２】
装置の１つの構成において、サブシステムは、一連のパルス外乱を発生させることができ、各パルス外乱は、基本周波数と、基本周波数の少なくとも１つの高調波とを生成するのに十分に短い立上り時間及び十分に短い立下り時間のうちの少なくとも一方を有する。
【００２３】
別の態様では、装置は、ターゲット材料液滴の供給源と、照射領域で液滴を照射するビームを生成するレーザとを含むプラズマ発生システムを含むことができ、プラズマは、ＥＵＶ放射線を生成し、液滴供給源は、オリフィスを出る流体と、流体内に外乱を生成する電気起動可能な要素を有するサブシステムとを含み、電気起動可能な要素は、電気起動可能な要素の作動可能な応答範囲の基本周波数と基本周波数の少なくとも１つの高調波とを生成するのに十分に短い立上り時間及び十分に短い立下り時間のうちの少なくとも一方を有する波形により駆動される。
【００２４】
この態様の一実施形態では、波形は、方形波、矩形波、及びピークを有する非正弦波から構成された波形の群から選択することができる。
【００２５】
この態様の特定的な実施形態では、ピークを有する非正弦波は、高速パルス波形、高速ランプ波形、及びシンク関数波形から構成された波形の群から選択することができる。
【００２６】
この態様の１つの特定的な実施形態では、少なくとも１つの高調波は、基本周波数の奇数高調波とすることができる。
【００２７】
この態様の一実施形態では、少なくとも１つの高調波は、基本周波数の少なくとも１つの偶数高調波と基本周波数の少なくとも１つの奇数高調波とを含むことができる。
【００２８】
この態様の特定的な実施形態では、波形は、液滴が照射領域に進む時に少なくとも一部の隣接液滴間の間隔を低減させる異なる初速を有する液滴を発生させることができる。
【００２９】
この態様の１つの特定的な実施形態では、少なくとも一部の隣接液滴は、照射領域に到達する前に合体する。
【００３０】
この態様の特定的な実施形態では、各パルスは、オン−オフスイッチ状態を変えることによって発生させることができる。
【００３１】
別の態様では、方法は、流体をオリフィスに向けて流動させる行為／段階と、流体を乱して第１の液滴と第２の液滴を発生させ、第１の液滴が、液滴が照射領域に進む時に第１及び第２の液滴間の間隔を低減させる第２の液滴と異なる初速を有する行為／段階と、照射領域で液滴材料を照射してプラズマを形成する行為／段階とを含むことができる。
【００３２】
この態様の一実施では、第１及び第２の液滴は、照射領域に到達する前に合体する。
【００３３】
この態様の特定的な実施では、外乱は、周波数変調外乱波形及び振幅変調外乱波形から構成された変調波形の群から選択された波形を含むことができる。
【００３４】
この態様の１つの特定的な実施では、流体を乱す段階は、一連のパルス外乱を生成する段階を含むことができ、各パルス外乱は、基本周波数と基本周波数の少なくとも１つの高調波とを生成するのに十分に短い立上り時間及び十分に短い立下り時間のうちの少なくとも一方を有する。
【００３５】
特定的な実施では、パルス外乱は、方形波、矩形波、及びピークを有する非正弦波から構成された外乱波形の群から選択することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】レーザ生成プラズマＥＵＶ光源の簡素化した概略図である。
【図２】簡素化した液滴供給源の概略図である。
【図２Ａ】電気起動可能な要素を流体と結合してオリフィスを出る流れ内に外乱を生成する技術を示す図である。
【図２Ｂ】電気起動可能な要素を流体と結合してオリフィスを出る流れ内に外乱を生成する技術を示す図である。
【図２Ｃ】電気起動可能な要素を流体と結合してオリフィスを出る流れ内に外乱を生成する技術を示す図である。
【図２Ｄ】電気起動可能な要素を流体と結合してオリフィスを出る流れ内に外乱を生成する技術を示す図である。
【図３】単一周波数の非変調外乱波形から生じる液滴のパターンを示す図である。
【図４】振幅変調外乱波形から生じる液滴のパターンを示す図である。
【図５】周波数変調外乱波形から生じる液滴のパターンを示す図である。
【図６】単一周波数の非変調波形外乱及びいくつかの周波数変調波形外乱に向けて得られた錫の液滴の写真である。
【図７】液滴対が照射領域に到達して１つの液滴がプラズマデブリからその後の液滴対を保護することができる変調波形外乱を用いて達成可能な液滴パターンを示す図である。
【図８】液滴対が照射領域に到達して第１の液滴が自己誘導レーザシステムに光を反射し、第２の液滴を照射してＥＵＶ出射プラズマを生成する放電を開始する変調波形外乱を用いて達成可能な液滴パターンを示す図である。
【図８Ａ】液滴ダブレットが照射部位に到達して液滴ダブレット内の各液滴がプラズマを生成するために照射される液滴パターンを示す図である。
【図９】正弦波信号の奇数高調波の重ね合わせとしての方形波の図である。
【図１０】出力オリフィスから〜４０ｍｍで取られた３０ｋＨｚでの方形波変調で得られた液滴の画像を示す図である。
【図１１】出力オリフィスから〜１２０ｍｍで取られた３０ｋＨｚでの方形波変調で得られた液滴の画像を示す図である。
【図１２Ａ】矩形波変調の実験結果を示す図である。
【図１２Ｂ】矩形波の周波数スペクトルを示す図である。
【図１２Ｃ】出力オリフィスから２０ｍｍで撮られた液滴の画像を示す図である。
【図１２Ｄ】出力オリフィスから４５０ｍｍで撮られた合体した液滴の画像を示す図である。
【図１３Ａ】高速パルス変調の実験結果を示す図である。
【図１３Ｂ】高速パルスの周波数スペクトルを示す図である。
【図１３Ｃ】出力オリフィスから２０ｍｍで撮られた液滴の画像を示す図である。
【図１３Ｄ】出力オリフィスから４５０ｍｍで撮られた合体した液滴の画像を示す図である。
【図１４Ａ】高速ランプ波変調の実験結果を示す図である。
【図１４Ｂ】高速ランプ波の周波数スペクトルを示す図である。
【図１４Ｃ】出力オリフィスから２０ｍｍで撮られた液滴の画像を示す図である。
【図１４Ｄ】出力オリフィスから４５０ｍｍで撮られた合体した液滴の画像を示す図である。
【図１５Ａ】シンク関数波変調の実験結果を示す図である。
【図１５Ｂ】シンク関数波の周波数スペクトルを示す図である。
【図１５Ｃ】出力オリフィスから２０ｍｍで撮られた液滴の画像を示す図である。
【図１５Ｄ】出力オリフィスから４５０ｍｍで撮られた合体した液滴の画像を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
最初に図１を参照すると、実施形態の一態様によるＥＵＶ光源、例えば、レーザ生成プラズマＥＵＶ光源２０の概略図が示されている。図１に示すと共に以下でより詳細に説明するように、ＬＰＰ光源２０は、一連の光パルスを発生させてチャンバ２６内に光パルスを送出するシステム２２を含むことができる。以下で詳述するように、各光パルスは、システム２２からビーム経路に沿って進んでチャンバ２６内に入って照射領域でそれぞれの目標液滴を照射することができる。
【００３８】
図１に示すシステム２２に使用する適切なレーザは、パルスレーザ装置、例えば、比較的高電力、例えば、１０ｋＷ又はそれよりも高く、かつ高いパルス繰返し数、例えば、５０ｋＨｚ又はそれよりも高く作動するＤＣ又はＲＦ励起で例えば９．３μｍ又は１０．６μｍで放射線を生成するパルスガス放電ＣＯ2レーザ装置を含むことができる。１つの特定的な実施では、レーザは、複数の増幅ステージを有するＭＯＰＡ構成を有し、かつ１００ＫＨｚでの作動が可能である低エネルギ及び高繰返し数を有するＱスイッチ式主発振器（ＭＯ）により開始されるシードパルスを有する軸流ＲＦ励起ＣＯ2レーザとすることができる。ＭＯから、次に、ＬＰＰチャンバ４８に入る前にレーザパルスを増幅し、成形し、及び／又は集束させることができる。連続励起ＣＯ2増幅器をシステム２２に使用することができる。例えば、発振器及び３つの増幅器（Ｏ−ＰＡ１−ＰＡ２−ＰＡ３構成）を有する適切なＣＯ2レーザ装置は、代理人整理番号第２００５−００４４−０１号の２００５年６月２９日出願の「ＬＰＰ−ＥＵＶ光源駆動レーザシステム」という名称の現在特許出願中の米国特許出願番号第１１／１７４，２９９号明細書に開示されており、この特許の内容全体は、引用により本明細書に先に組み込まれている。代替的に、レーザは、液滴が光キャビティの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、主発振器は不要とすることができる。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号の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」という名称の現在特許出願中の米国特許出願番号第１１／５８０，４１４号明細書に開示かつ特許請求されており、この特許の内容全体は、引用により本明細書に先に組み込まれている。
【００３９】
用途により、他のタイプのレーザ、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、ファイバ又は円板状活性媒体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、発振器チャンバ及び１つ又はそれよりも多くの増幅チャンバ（増幅チャンバが並列に又は直列）、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、主発振器／電力リング増幅器（ＭＯＰＲＡ）を有するエキシマレーザがあり、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を適切とすることができる。他の設計も可能である。
【００４０】
図１に更に示すように、ＥＵＶ光源２０は、液滴が、１つ又はそれよりも多くの光パルス、例えば、ゼロ、１つ、又はそれよりも多くのプレパルスと、次に、１つ又はそれよりも多くの主パルスと相互作用して最終的にプラズマを生成してＥＵＶ放射を発生させる照射領域２８までチャンバ２６の内部にターゲット材料の液滴を送出するターゲット材料供給システムを含むことができる。ターゲット材料は、錫、リチウム、キセノン、又はその組合せを含む材料を含むことができるが、必ずしもこれらに限定されるわけではない。ＥＵＶ放出元素、例えば、錫、リチウム、キセノンなどは、液滴内に含まれた液滴及び／又は固体粒子の形態とすることができる。例えば、元素錫は、純粋な錫として、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、又はその組合せとして使用することができる。使用する材料に基づいて、ターゲット材料は、室温又は室温の近く（例えば、錫合金、ＳｎＢｒ4）、高温（例えば、純粋な錫）、又は室温よりも低い温度（例えば、ＳｎＨ4）を含む様々な温度で照射領域２８に呈することができ、一部の場合には、比較的揮発性、例えば、ＳｎＢｒ4とすることができる。ＬＰＰ  ＥＵＶ源におけるこれらの材料の使用に関する更なる詳細は、代理人整理番号第２００６−０００３−０１号の２００６年４月１７日出願の「ＥＵＶ光源のための代替燃料」という名称の現在特許出願中の米国特許出願番号第１１／４０６，２１６号明細書に示されており、この特許の内容全体は、引用により本明細書に先に組み込まれている。
【００４１】
引き続き図１に対して、ＥＵＶ光源２０は、光学要素３０、例えば、モリブデン及びシリコンの互層を有する漸変多層コーティングを有する例えば先端を切った楕円体の形態の集光ミラーを含むことができる。例えば、図１は、システム２２によって生成された光パルスが通過して照射領域２８到達することを可能にする開口を光学要素３０に形成することができることを示している。図示のように、光学要素３０は、例えば、照射領域２８内の又はその近くの第１の焦点と、いわゆる中間領域４０にある第２の焦点とを有する扁長の回転楕円体ミラーとすることができ、中間領域４０では、ＥＵＶ光をＥＵＶ光源１０から出力して、ＥＵＶ光を利用する装置、例えば、集積回路リソグラフイツール（図示せず）にＥＵＶ光を入力することができる。ＥＵＶ光を利用する装置へのその後の送出に向けて光を中間位置に集光して誘導する他の光学要素を楕円面ミラーの代わりに使用することができ、例えば、光学要素は、放物線状とすることができ、又は環状断面を有するビームを中間位置に送出するように構成することができることは認められるものとする。例えば、代理人整理番号第２００６−００２７−０１号の２００６年８月１６日出願の「ＥＵＶ光学系」という名称の米国特許出願番号第１１／５０５，１７７号明細書を参照することができ、この特許の内容は、引用により本明細書に組み込まれている。
【００４２】
図１を引き続き参照すると、ＥＵＶ光源２０は、ＥＵＶコントローラ６０を含むことができ、ＥＵＶコントローラ６０は、システム２２内の１つ又はそれよりも多くのランプ及び／又はレーザ装置をトリガすることによってチャンバ２６内への送出のための光パルスを生成する発射制御システム６５を含むことができる。ＥＵＶ光源２０は、例えば、照射領域２８に対して１つ又はそれよりも多くの液滴の位置を示す出力を供給する１つ又はそれよりも多くの液滴撮像器７０を含むことができる液滴位置検出システムを含むことができる。撮像器７０は、液滴位置検出フィードバックシステム６２にこの出力を供給することができ、液滴位置検出フィードバックシステム６２は、例えば、液滴単位で又は平均して液滴誤差を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。液滴誤差は、次に、コントローラ６０への入力として供給することができ、コントローラ６０は、例えば、位置、方向、及びタイミング補正信号をシステム４２に供給し、光源タイミング回路を制御し、及び／又は例えばチャンバ２６内の照射領域２８に送出された光パルスの位置及び／又は集束力を変えるようにビーム位置及び成形システムを制御することができる。
【００４３】
ＥＵＶ光源２０は、光源２０によって生成されたＥＵＶ光の様々な特性を測定する１つ又はそれよりも多くのＥＵＶ測定計器を含むことができる。これらの特性は、例えば、強度（例えば、全体的強度又は特定のスペクトル帯域における強度）、スペクトル帯域、偏光、ビーム位置、照準などを含むことができる。ＥＵＶ光源２０に対して、計器は、例えば、ピックオフミラーを使用してＥＵＶ出力の一部をサンプリングするか、又は「未集光」ＥＵＶ光をサンプリングすることによって下流ツール、例えば、フォトリソグラフィスキャナがオンラインである間に作動するように構成することができ、及び／又は例えばＥＵＶ光源２０のＥＵＶ出力全体を測定することによって下流ツール、例えば、フォトリソグラフィスキャナが例えばオフラインである間に作動させることができる。
【００４４】
図１に更に示すように、ＥＵＶ光源２０は、例えば、液滴供給源９２からのターゲット材料の放出点を修正し、及び／又は望ましい照射領域２８に到達する液滴の誤差を補正し、及び／又は液滴の生成をパルスレーザシステム２２と同期させるように液滴形成タイミングを修正するように、コントローラ６０からの信号（一部の実施例では上述の液滴誤差又はそこから導出した何らかの数量を含むことができる）に応答して作動可能な液滴制御システム９０を含むことができる。
【００４５】
図２は、概略図で簡素化した液滴供給源９２の構成要素を示している。図示のように、液滴供給源９２は、流体、例えば、溶融錫を圧力下に保持するリザーバ９４を含むことができる。また、図示のように、リザーバ９４には、オリフィス９８を形成することができ、加圧流体９６はオリフィスを通ることができ、その後に複数の液滴１０２ａ、ｂに分解される連続流１００が確立される。
【００４６】
引き続き図２に対して、図示の液滴供給源９２は、流体９６及び電気起動可能な要素１０４を駆動する信号発生器１０６と作動可能に結合された電気起動可能な要素１０４を有する流体内に外乱を生成するサブシステムを更に含む。図２Ａ〜図２Ｄは、１つ又はそれよりも多くの電気起動可能な要素を流体と作動可能に結合して液滴を発生させることができる様々な方法を示している。図２Ａ４から始めると、圧力が掛かって流体が強制的にリザーバ１０８から例えば約０．５〜０．８ｍｍの間の内径及び約１０〜５０ｍｍの長さを有する管１１０、例えば、毛細管を通過すると、その後に液滴１１６ａ、ｂに分解される管１１０のオリフィス１１４を出る連続流１１２が生成される構成が示されている。図示のように、電気起動可能な要素１１８を管に結合することができる。例えば、電気起動可能な要素を管１１０に結合して管１１０を偏向させて流れ１１２を乱すことができる。図２Ｂは、リザーバ１２０、管１２２、及び各々がそれぞれの周波数で管１２２を偏向させる管１２２に結合された１対の電気起動可能な要素１２４、１２６を有する類似した構成を示している。図２Ｃは、プレート１２８が、流体を強制的にオリフィス１３２を通過させて液滴１３６ａ、ｂに分解する流れ１３４を生成するように移動可能なリザーバ１３０に位置決めされた別の変形を示している。図示のように、力をプレート１２８に印加することができ、１つ又はそれよりも多くの電気起動可能な要素１３８をプレートに結合して流れ１３４を乱すことができる。毛細管は図２Ｃに示す実施形態と共に使用することができることは認められるものとする。図２Ｄは、圧力が掛かって流体が強制的にリザーバ１４０から管１４２を通過すると、その後に液滴１４８ａ、ｂに分解される管１４２のオリフィス１４６を出る連続流１４４が生成される別の変形を示している。図示のように、例えば、リング状の形状を有する電気起動可能な要素１５０を管１４２周りに位置決めすることができる。駆動された時に、電気起動可能な要素１４２は、管１４２を選択的に圧搾及び／又は圧搾解除して流れ１４４を乱すことができる。２つ又はそれよりも多くの電気起動可能な要素を使用して、それぞれの周波数で管１４２を選択的に圧搾することができることは認められるものとする。
【００４７】
様々な液滴分注器構成及びそれらの相対的な利点に関する更なる詳細は、代理人整理番号第２００５−００８５−０１号の２００６年２月２１日出願の「プレパルスによるレーザ生成プラズマＥＵＶ光源」という名称の現在特許出願中の米国特許出願番号第１１／３５８，９８８号明細書、代理人整理番号第２００４−０００８−０１号の２００５年２月２５日出願の「ＥＵＶプラズマ源ターゲット送出の方法及び装置」という名称の現在特許出願中の米国特許出願番号第１１／０６７，１２４号明細書、及び代理人整理番号第２００５−０００３−０１号の２００５年６月２９日出願の「ＬＰＰ−ＥＵＶ光源材料ターゲット送出システム」という名称の米国特許出願番号第１１／１７４，４４３号明細書に見ることができ、これらの特許の各々の内容は、引用により本明細書に組み込まれている。
【００４８】
図３（従来技術）は、単一周波数の正弦波外乱波形２０２から生じる液滴２００のパターンを示す（約０．３ν／（πｄ）を超える外乱周波数に関する）。外乱波形の各周期により液滴が生成されることを見ることができる。図３は、液滴は共に合体しないが、むしろ、各液滴が同じ初速で確立されることも示している。
【００４９】
図４は、振幅変調外乱波形３０２から最初に生じる液滴３００のパターンを示すが、振幅変調外乱波形３０２は、約０．３ν／（πｄ）を超えた外乱周波数に限定されないという点において上述の乱れ波形２０２とは異なるものである。振幅変調波形外乱３０２は、２つの特性周波数、すなわち、波長λcに対応する比較的大きな周波数、例えば、搬送波周波数、及び波長λmに対応するこれよりも小さい周波数、例えば、変調周波数を含むことを見ることができる。図４に示す特定の外乱波形の例に対して、変調周波数は、搬送波周波数低調波であり、特に、変調周波数は、搬送波周波数の１／３である。この波形に対して、図４は、搬送波波長λcに対応する外乱波形の各周期により液滴が生成されることを示している。図４はまた、液滴が共に合体し、従って、より大きな液滴３０４の流れになり、外乱波形の各周期の１つのより大きな液滴は、変調波形λmに対応することも示している。矢印３０６ａ、ｂは、変調波形外乱３０２により液滴上で与えられる初期相対速度成分が、液滴合体の原因であることを示している。
【００５０】
図５は、振幅変調外乱波形４０２から最初に生じる液滴４００のパターンを示しており、振幅変調外乱波形４０２は、上述の外乱波形３０２と同様に０．３ν／（πｄ）を超える外乱周波数に限定されない。周波数変調波形外乱４０２は、２つの特性周波数、すなわち、波長λcに対応する比較的大きな周波数、例えば、搬送波周波数、及び波長λmに対応するこれよりも小さい周波数、例えば、変調周波数を含むことを見ることができる。図５に示す特定の外乱波形の例に対して、変調周波数は、搬送波周波数低調波であり、特に、変調周波数は、搬送波周波数の１／３である。この波形に対して、図５は、搬送波波長λc対応する外乱波形の各周期により液滴が生成されることを示している。図５はまた、液滴は共に合体し、従って、より大きな液滴４０４の流れになり、外乱波形の各周期の１つのより大きな液滴は、変調波形λmに対応することも示している。振幅変調外乱（すなわち、図４）と同様に、初期相対速度成分は、変調波形外乱４０２により液滴上で与えられ、かつ液滴合体の原因である。
【００５１】
図４及び図５は、２つの特性周波数を有する実施形態を図示かつ説明しており、図４は、２つの特性周波数を有する振幅変調外乱を示し、図５は、２つの特性周波数を有する周波数変調外乱を示すが、２つよりも多い特性周波数を使用することができ、変調は、角度変調（すなわち、周波数又は位相変調）、振幅変調、又はその組合せとすることができることは認められるものとする。
【００５２】
図６は、１００ｋＨｚの周波数を有する単一の周波数の非変調波形外乱（最上部の写真）、１００ｋＨｚの搬送波周波数及び１０ｋＨｚの比較的強い変調度の変調周波数を有する周波数変調波形外乱（最上部の写真から２番目）、１００ｋＨｚの搬送波周波数及び１０ｋＨｚの比較的弱い変調度の変調周波数を有する周波数変調波形外乱（最上部の写真から３番目）、１００ｋＨｚの搬送波周波数及び１５ｋＨｚの変調周波数を有する周波数変調波形外乱（最上部の写真から４番目）、及び１００ｋＨｚの搬送波周波数及び２０ｋＨｚの変調周波数を有する周波数変調波形外乱（最下部の写真）に対して、約７０μｍのオリフィス直径、〜３０ｍ／ｓの流れ速度を有する図２Ｄに類似した器具を使用して得られた錫液滴の写真を示している。
【００５３】
これらの写真は、約３．１４ｍｍ、すなわち、単一の周波数の非変調波形外乱を用いてはこの液滴サイズ及び繰返し数では達成することができない間隔だけ離間している約２６５μｍの直径を有する錫の液滴を発生させることができることを示している。
【００５４】
測定は、単一周波数の非変調波形外乱を使用して類似の条件下で観測したジッタを実質的に下回る変調周期の約０．１４％のタイミングジッタを示している。この効果は、いくつかの合体液滴にわたって個々の液滴不安定性を平均化することによって達成される。
【００５５】
図７は、変調された例えば複数の周波数の外乱波形を用いて生成した液滴パターン６００を示す（図６、上から４番目の写真も参照されたい）。また、図示のように、液滴対が、オリフィス６０４からの選択した距離で形成される。図示のように、液滴対が照射領域に到達するこの液滴パターンにより、液滴６０８ａは、レーザ２２’によって照射されるとＥＵＶ出射プラズマを確立することができ、一方、液滴６０８ｂは、プラズマデブリからその後の液滴対６１０を保護する。
【００５６】
図８は、液滴対が照射領域に到達し、第１の液滴７０２ａが第２の液滴７０２ｂを照射してＥＵＶ出射プラズマを生成するレーザビームを出力するレーザ発振出力レーザビームを開始する自己誘導レーザシステム７０４に光を反射する変調された例えば複数の周波数乱波形を用いて達成可能な液滴パターン７００を示している。
【００５７】
自己誘導レーザシステム７０４は、代理人整理番号第２００６−００２５−０１号の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」という名称の現在特許出願中の米国特許出願番号第１１／５８０，４１４号明細書により詳細に説明されている。特に、米国特許第１１／５８０，４１４号明細書の図５を参照することができ、この特許の開示内容全体は、引用により本明細書に既に組み込まれている。以下では第１１／５８０，４１４号明細書の特許出願の図５に対応するレーザシステム７０４を説明するが、この説明は、第１１／５８０，４１４号明細書の特許出願に開示された他の自己誘導式レーザ（すなわち、図６〜図１６）にも等しく適用可能であることは認められるものとする。
【００５８】
引き続き図８に対して、自己誘導レーザシステム７０４は、光増幅器７０６ａ、ｂ、ｃを含むことができることを見ることができる。例えば、光増幅器７０６は、０．６μｍの波長で光を増幅し、かつ比較的高い複光路利得（例えば、約１，０００，０００の複光路利得）を有するＣＷ励起複数チャンバＣＯ2レーザ増幅器とすることができる。更に図示するように、増幅器７０６は、各々が固有の活性媒体及び励起源、例えば、電極を有する直列に配置された一連の増幅チャンバ７０６ａ〜ｃを含むことができる。
【００５９】
使用時には、ターゲット材料の第１の液滴７０２ａは、増幅器５０６を通って延びるビーム経路７１０を通過するか又はその近傍を通る軌道上に配置される。増幅器７０６から自然発生的に出射された光子は、液滴により散乱させることができ、一部の散乱光子は、これらの光子が増幅器７０６を通過する経路７１０上に配置することができる。図示のように、光学要素７０８は、増幅器７０６から経路７１０上で光子を受け取って、第２の液滴７０２ｂとのその後の相互作用に向けてビームを誘導して再び増幅器７０６を通過させてＥＵＶ放射プラズマを生成するように位置決めすることができる。この構成に対して、光学要素７０８は、例えば、平面ミラー、曲面ミラー、位相共役反射ミラー、又はコーナ反射器とすることができる。光学要素７１４、例えば、レンズは、液滴から増幅器６０６に入る光を平行化して増幅器７０６から液滴に進む光を集束するように位置決めすることができる。任意的な光学遅延７１６をもたらして、第１及び第２の液滴が照射領域に到達する時にその間に所要の時間遅延を確立することができる。異なる液滴を使用する１つの利点は、特殊関数（すなわち、反射対プラズマ発生）に向けて液滴のサイズを独立して最適化することができることである。
【００６０】
図８Ａは、変調された例えば複数の周波数の外乱波形（上述）、又は液滴ダブレットが照射部位に到達し、液滴ダブレット内の各液滴がプラズマを生成するために照射されるパルス波形（以下に説明）を使用して達成可能な液滴パターン７００’を示している。具体的には、ダブレット内の両方の液滴は、プラズマ及びＥＵＶ光を生成し、両方の液滴を増幅器７０６ａ’−ｃ’内で単一の利得逆転で生成されたレーザビームによって照射することができる。この構成に対して、単一の液滴で生成されたＥＵＶ出力に対して各利得逆転に対してＥＵＶ出力電力の増大を取得することができる。一部の場合には、照射部位に接近する液滴ダブレット内の少なくとも１つの液滴は、直径ｄと、各ダブレット内に中心間液滴間隔Ｄとを有することができ、ｄ≦Ｄ≦４ｄであるように液滴を使用することが有利であると考えられる。液滴は、直径が実質的に等しいとすることができ、又は一方の液滴は、他方の液滴より大きいとすることができる。
【００６１】
引き続き図８Ａに対して、自己誘導レーザシステム７’は、光増幅器７０６ａ’，ｂ’，ｃ’を含むことができることを見ることができる。例えば、光増幅器７０６’は、１０．６μｍの波長で光を増幅し、比較的高い複光路利得（例えば、約１，０００，０００の複光路利得）を有するＣＷ励起の複数チャンバＣＯ2レーザ増幅器とすることができる。更に図示するように、増幅器７０６’は、各々が固有の活性媒体及び励起源、例えば、電極を有する直列に配置された一連の増幅チャンバ７０６ａ’〜ｃ’を含むことができる。
【００６２】
使用時には、ターゲット材料の第１の液滴７０２ｂ’は、増幅器７０６’を通って延びるビーム経路７１０’を通過するか又はその近傍を通る軌道上に配置される。増幅器７０６’から自然発生的に出射された光子は、液滴により散乱させることができ、一部の散乱光子は、これらの光子が増幅器７０６’を通過する経路７１０’上に配置することができる。図示のように、光学要素７０８’は、増幅器７０６’から経路７１０’上で光子を受け取ってビームを誘導して増幅器７０６’を再び通過させるように位置決めすることができる。レーザビームを、次に、ビーム経路７１０’に沿って確立することができ、液滴７０２ｂ’を照射してＥＵＶ放射プラズマを生成し、レーザビームは、液滴７０２ａ’がビーム経路７１０’に到達するまでプラズマと光学要素７０８’の間に確立された光キャビティ内で循環し続ける。液滴７０２ａ’は、次に、ＥＵＶ放射プラズマを生成するために照射される。この構成に対して、光学要素７０８’は、例えば、平面ミラー、曲面ミラー、位相共役反射ミラー、又はコーナ反射器とすることができる。光学要素７１４’、例えば、レンズは、液滴から増幅器７０６’に入る光を平行化して増幅器７０６’から液滴に進む光を集束するように位置決めすることができる。一部の実施例では、ダブレット内の液滴は、合体することができ、照射前又は照射中に細長い液滴が形成される。
【００６３】
図９〜図１２をここで参照すると、本出願人は、変調した例えば複数の周波数の上述の外乱波形に加えて、他の波形を用いて、制御しなければ単一の周波数正弦非変調波形外乱を用いた安定した液滴製造を制限するであろう周波数最小値（約０．３ｖｌｉｎｄ）よりも小さい合体した液滴の安定した流れを生成するように制御することができる合体液滴流れを発生させることができると判断した。
【００６４】
具体的には、これらの波形は、制御され、予想可能であり、反復可能であり、及び／又は非ランダムである異なる初速を流れ内に有する液滴の流れを生成する外乱を流体内に生成することができる。
【００６５】
例えば、電気起動可能な要素を使用して外乱を生成する液滴発生器に対して、一連のパルス波形を使用することができ、各パルスは、波形周期の長さと比較すると、電気起動可能な要素の作動可能な応答範囲の基本周波数と基本周波数の少なくとも１つの高調波とを生成するのに十分に短い立上り時間及び／又は立下り時間を有する。
【００６６】
本明細書で使用する時に基本周波数という用語及びその派生語及び均等物は、出口オリフィスに流れる流体を乱す周波数、及び／又は流れ内の液滴が等間隔の液滴のパターンに完全に合体することができる場合に基本周波数の周期当たりに１つの完全に合体した液滴があるように液滴の流れを生成する流体内に外乱を生成する電気起動可能な要素を有するノズルのような液滴を発生させるサブシステムに印加された周波数を意味する。
【００６７】
適切なパルス波形の例には、方形波（図９）、矩形波、及び高速パルス（図１３Ａ）、高速ランプ波（図１４Ａ）、及びシンク関数波（図１５Ａ）のような十分に短い立上り時間及び／又は立下り時間を有するピークを有する非正弦波があるがこれらに限定されない。
【００６８】
図９は、正弦波信号の奇数高調波の重ね合わせとしての方形波の図を示している。注：簡潔さを期すために周波数の最初の２つの高調波のみを示している。正確な方形波形状は、漸進的に小さくなる振幅を有する無数の奇数次高調波で得られることは認められるものとする。より詳細には、方形波８００は、方形波の基本周波数ｆ（波形８０２）及び高位奇数高調波３ｆ（波形８０４）、５ｆ（波形８０６）のようなで正弦波の組合せとして数学的に表すことができ、
【数１】
2018041110.tif 000003
ここで、ｔは時間であり、ｖ（ｔ）は波の瞬間的な振幅（すなわち、電圧）であり、ωは角振動数である。従って、例えば、圧電の電気起動可能な要素に方形波信号を印加すると、結果的に基本周波数ｆ＝ω／２π、並びにこの周波数よりも高い高調波３ｆ、５ｆなどで機械的振動が発生する場合がある。これは、電気起動可能な要素を使用する液滴発生器の制限されて一般的な場合に非常に不均一な周波数応答のために起こり得る。方形波信号の基本周波数が０．３ν／πｄの限界値を有意に超える場合に、この周波数での単一の液滴の形成が事実上禁止され、液滴は、より高い高調波で生成される。上述の振幅及び周波数変調の場合のように、方形波信号で生成される液滴は、流れ内の隣接液滴に対して、周波数でより大きな液滴への最終的な合体を引き起こす差速を有する。一部の実施例では、ＥＵＶ光源は、周期当たりに複数の液滴が生成されて各液滴が、１）少なくとも２つの液滴が照射部位に到達する前に合体するか、又は２）液滴が密接に離間した液滴ダブレット（以下に説明する内容を参照されたい）を含むパターンのような望ましいパターンを生成するようにその後の液滴より異なる初速を有するように構成される。
【００６９】
図１０及び図１１は、３０ｋＨｚの方形波変調で得られた液滴の画像を示している。単一の正弦波変調では、この実験に使用する液滴発生器に向けて周期当たり１つの液滴を取得することができる最低変調周波数は、１１０ｋＨｚであった。図１０に示す画像は、出力オリフィスから〜４０ｍｍで撮られたものであり、図１１に示す画像は、液滴が合体している出力オリフィスから〜１２０ｍｍで後になって撮られたものである。この実施は、方形波変調を用いて特定の液滴発生器構成の本来の低周波限界よりも低い周波数で液滴を取得する利点を示している。
【００７０】
類似の増強は、高速パルス（図１３Ａ）、高速ランプ波（図１４Ａ）、及びシンク関数波（図１５Ａ）を含むがこれらに限定されない短い立上り時間及び／又は立下り時間を有する複数の高調波を有する様々な反復的な変調信号に適用することができる。例えば、鋸波形は、基本周波数の奇数だけでなく偶数の高調波も含み、従って、低周波数変調限界を克服して液滴発生器の安定性を改善するのに有効に使用することができる。一部の場合には、特定の液滴発生器構成の方が、他の構成よりも一部の周波数に応答することができる。この場合に、多くの周波数を生成する波形の方が、特定の液滴発生器の反応頻度に適合する周波数を含む可能性が高い。
【００７１】
図１２Ａは、液滴発生器を駆動する矩形波９００を示し、図１２Ｂは、矩形波の周期に対して基本周波数９０２ａ及び様々なマグニチュードの高調波９０２ｂ〜ｈを有する対応する周波数スペクトルを示している。図１２Ｃは、矩形波により駆動された液滴発生器の出力オリフィスから２０ｍｍで撮られた画像を示すと共に、合体し始める液滴を示している。図１２Ｄは、液滴が完全に合体した後に出力オリフィスから４５０ｍｍで撮られた液滴の画像を示している。
【００７２】
図１３Ａは、液滴発生器を駆動する一連の高速パルス１０００を示し、図１３Ｂは、矩形波の周期に対して基本周波数１００２ａ及び様々なマグニチュードの高調波９０２ｂ−ｉを有する対応する周波数スペクトルを示している。図１３Ｃは、一連の高速パルスにより駆動された液滴発生器の出力オリフィスから２０ｍｍで撮られた画像を示すと共に合体し始める液滴を示している。図１３Ｄは、液滴が完全に合体した後に出力オリフィスから４５０ｍｍで撮られた液滴の画像を示している。
【００７３】
図１４Ａは、液滴発生器を駆動する高速ランプ波１１００を示し、図１４Ｂは、矩形波の周期に対して基本周波数１００２ａ及び様々なマグニチュードの高調波１００２ｂ〜ｐを有する対応する周波数スペクトルを示している。図１４Ｃは、高速ランプ波により駆動された液滴発生器の出力オリフィスから２０ｍｍで撮られた画像を示すと共に合体し始める液滴を示している。図１４Ｄは、液滴が完全に合体した後に出力オリフィスから４５０ｍｍで撮られた液滴の画像を示している。
【００７４】
図１５Ａは、液滴発生器を駆動する高速ランプ波１２００を示し、図１５Ｂは、矩形波の周期に対して基本周波数１２０２ａ及び様々なマグニチュードの高調波１２０２ｂ〜ｌを有する対応する周波数スペクトルを示している。図１５Ｃは、シンク関数波により駆動された液滴発生器の出力オリフィスから２０ｍｍで撮られた画像を示すと共に合体し始める液滴を示している。図１５Ｄは、液滴が完全に合体した後に出力オリフィスから４５０ｍｍで撮られた液滴の画像を示している。
【００７５】
「３５Ｕ．Ｓ．Ｃ．§１１２」を満足するために必要とされる詳細において本特許出願において説明しかつ例示した特定の実施形態は、上述の実施形態の１つ又はそれよりも多くの上述の目的を、及び上述の実施形態により又はその目的のあらゆる他の理由で又はその目的のために解決すべき問題を完全に達成することができるが、上述の実施形態は、本出願によって広く考察された内容を単に例示しかつ代表することは、当業者によって理解されるものとする。単数形での以下の請求項における要素への言及は、解釈において、明示的に説明していない限り、このような要素が「１つ及び１つのみ」であることを意味するように意図しておらず、かつ意味しないものとし、「１つ又はそれよりも多い」を意味する意図とし、かつ意味するものとする。当業者に公知か又は後で公知になる上述の実施形態の要素のいずれかに対する全ての構造的及び機能的均等物は、引用により本明細書に明示的に組み込まれると共に、特許請求の範囲によって包含されるように意図されている。本明細書及び／又は本出願の請求項に使用され、かつ本明細書及び／又は本出願の請求項に明示的に意味を与えられたあらゆる用語は、このような用語に関するあらゆる辞書上の意味又は他の一般的に使用される意味によらず、その意味を有するものとする。実施形態として本明細書で説明したデバイス又は方法は、それが特許請求の範囲によって包含されるように本出願において説明した各及び全て問題に対処又は解決することを意図しておらず、また必要でもない。本発明の開示内容におけるいかなる要素、構成要素、又は方法段階も、その要素、構成要素、又は方法段階が特許請求の範囲において明示的に詳細に説明されているか否かに関係なく、一般大衆に捧げられることを意図したものではない。特許請求の範囲におけるいかなる請求項の要素も、その要素が「〜のための手段」という語句を使用して明示的に列挙されるか又は方法の請求項の場合にはその要素が「行為」ではなく「段階」として列挙されていない限り、「３５Ｕ．Ｓ．Ｃ．§１１２」第６項の規定に基づいて解釈されないものとする。
【符号の説明】
【００７６】
２０  レーザ生成プラズマＥＵＶ光源
２２  光パルスを送出するシステム
２６  チャンバ
６２  液滴位置検出フィードバックシステム
９０  液滴制御システム
【図１】
2018041110.tif 000004
【図２】
2018041110.tif 000005
【図２Ａ】
2018041110.tif 000006
【図２Ｂ】
2018041110.tif 000007
【図２Ｃ】
2018041110.tif 000008
【図２Ｄ】
2018041110.tif 000009
【図３】
2018041110.tif 000010
【図４】
2018041110.tif 000011
【図５】
2018041110.tif 000012
【図６】
2018041110.tif 000013
【図７】
2018041110.tif 000014
【図８】
2018041110.tif 000015
【図８Ａ】
2018041110.tif 000016
【図９】
2018041110.tif 000017
【図１０】
2018041110.tif 000018
【図１１】
2018041110.tif 000019
【図１２Ａ】
2018041110.tif 000020
【図１２Ｂ】
2018041110.tif 000021
【図１２Ｃ】
2018041110.tif 000022
【図１２Ｄ】
2018041110.tif 000023
【図１３Ａ】
2018041110.tif 000024
【図１３Ｂ】
2018041110.tif 000025
【図１３Ｃ】
2018041110.tif 000026
【図１３Ｄ】
2018041110.tif 000027
【図１４Ａ】
2018041110.tif 000028
【図１４Ｂ】
2018041110.tif 000029
【図１４Ｃ】
2018041110.tif 000030
【図１４Ｄ】
2018041110.tif 000031
【図１５Ａ】
2018041110.tif 000032
【図１５Ｂ】
2018041110.tif 000033
【図１５Ｃ】
2018041110.tif 000034
【図１５Ｄ】
2018041110.tif 000035
【手続補正書】
【提出日】平成29年12月22日(2017.12.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
装置であって、
ターゲット材料液滴の供給源と照射領域で該液滴を照射するビームを生成するレーザとを含むプラズマ発生システム、
を含み、
前記プラズマは、ＥＵＶ放射線を生成し、
前記液滴供給源は、オリフィスを出る流体と、前記液滴が前記照射領域に進む時に少なくとも一部の隣接液滴間の間隔を低減させる異なる初速を有する液滴を発生させる外乱を該流体に生成するサブシステムとを含む、
ことを特徴とする装置。
【請求項２】
少なくとも一部の隣接液滴は、前記照射領域に到達する前に合体することを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記サブシステムは、液滴パターンを生成し、
液滴ダブレットが、前記照射部位に到達し、該液滴ダブレットにおける各液滴が、プラズマを生成するために照射される、
ことを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記液滴ダブレットにおける少なくとも１つの液滴が、直径ｄを有し、前記照射部位に接近し、各ダブレット内の中心間液滴間隔がＤであり、ここで、ｄ≦Ｄ≦４ｄであることを特徴とする請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記外乱は、周波数変調外乱波形を含むことを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記外乱は、振幅変調外乱波形を含むことを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項７】
前記サブシステムは、一連のパルス外乱を生成し、各パルス外乱は、基本周波数と該基本周波数の少なくとも１つの高調波とを発生させるのに十分に短い立上り時間及び十分に短い立下り時間のうちの少なくとも一方を有することを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項８】
装置であって、
ターゲット材料液滴の供給源と照射領域で該液滴を照射するビームを生成するレーザとを含むプラズマ発生システム、
を含み、
前記プラズマは、ＥＵＶ放射線を生成し、
前記液滴供給源は、オリフィスを出る流体と、該流体に外乱を生成する電気起動可能な要素を有するサブシステムとを含み、該電気起動可能な要素は、該電気起動可能な要素の作動可能な応答範囲内の基本周波数と該基本周波数の少なくとも１つの高調波とを発生させるのに十分に短い立上り時間及び十分に短い立下り時間のうちの少なくとも一方を有する波形により駆動される、
ことを特徴とする装置。
【請求項９】
前記波形は、方形波、矩形波、及びピークを有する非正弦波から構成された波形の群から選択されることを特徴とする請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
前記ピークを有する非正弦波は、高速パルス波形、高速ランプ波形、及びシンク関数波形から構成された波形の群から選択されることを特徴とする請求項８に記載の装置。
【請求項１１】
前記少なくとも１つの高調波は、前記基本周波数の奇数高調波であることを特徴とする請求項８に記載の装置。
【請求項１２】
前記少なくとも１つの高調波は、前記基本周波数の少なくとも１つの偶数高調波と該基本周波数の少なくとも１つの奇数高調波とを含むことを特徴とする請求項８に記載の装置。
【請求項１３】
前記波形は、前記液滴が前記照射領域に進む時に少なくとも一部の隣接液滴間の間隔を低減させる異なる初速を有する液滴を発生させることを特徴とする請求項８に記載の装置。
【請求項１４】
少なくとも一部の隣接液滴は、前記照射領域に到達する前に合体することを特徴とする請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
各パルスが、オン−オフスイッチ状態を変えることによって発生されることを特徴とする請求項８に記載の装置。
【請求項１６】
流体をオリフィスに向けて流動させる段階と、
前記流体を乱して第１の液滴と第２の液滴を発生させ、該第１の液滴が該第２の液滴と異なる初速を有して該第１及び第２の液滴間の間隔をこれらの液滴が照射領域に進む時に低減させる段階と、
液滴材料を前記照射領域で照射してプラズマを形成する段階と、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項１７】
前記第１及び第２の液滴は、前記照射領域に到達する前に合体することを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記外乱は、周波数変調外乱波形及び振幅変調外乱波形から構成された変調波形の群から選択された波形を含むことを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項１９】
前記流体を乱す前記段階は、一連のパルス外乱を生成する段階を含み、各パルス外乱は、基本周波数と該基本周波数の少なくとも１つの低調波とを発生させるのに十分に短い立上り時間及び十分に短い立下り時間のうちの少なくとも一方を有することを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項２０】
前記パルス外乱は、方形波、矩形波、及びピークを有する非正弦波から構成された外乱波形の群から選択されることを特徴とする請求項１９に記載の方法。
【手続補正書】
【提出日】平成30年1月9日(2018.1.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
装置であって、
ターゲット材料液滴の供給源と照射領域で該液滴を照射するビームを生成するレーザとを含むプラズマ発生システム、
を含み、
前記プラズマは、ＥＵＶ放射線を生成し、
前記液滴供給源は、オリフィスを出る流体と、前記液滴が前記照射領域に進む時に少なくとも一部の隣接液滴間の間隔を低減させる異なる初速を有する液滴を発生させる外乱を該流体に生成するサブシステムとを含む、
ことを特徴とする装置。
【請求項２】
少なくとも一部の隣接液滴は、前記照射領域に到達する前に合体することを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記サブシステムは、液滴パターンを生成し、
液滴ダブレットが、前記照射部位に到達し、該液滴ダブレットにおける各液滴が、プラズマを生成するために照射される、
ことを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記液滴ダブレットにおける少なくとも１つの液滴が、直径ｄを有し、前記照射部位に接近し、各ダブレット内の中心間液滴間隔がＤであり、ここで、ｄ≦Ｄ≦４ｄであることを特徴とする請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記外乱は、周波数変調外乱波形を含むことを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項６】
装置であって、
ターゲット材料液滴の供給源と照射領域で該液滴を照射するビームを生成するレーザとを含むプラズマ発生システム、
を含み、
前記プラズマは、ＥＵＶ放射線を生成し、
前記液滴供給源は、オリフィスを出る流体と、該流体に外乱を生成する電気起動可能な要素を有するサブシステムとを含み、該電気起動可能な要素は、該電気起動可能な要素の作動可能な応答範囲内の基本周波数と該基本周波数の少なくとも１つの高調波とを発生させるのに十分に短い立上り時間及び十分に短い立下り時間のうちの少なくとも一方を有する波形により駆動される、
ことを特徴とする装置。
【請求項７】
前記波形は、方形波、矩形波、及びピークを有する非正弦波から構成された波形の群から選択されることを特徴とする請求項６に記載の装置。
【請求項８】
前記ピークを有する非正弦波は、高速パルス波形、高速ランプ波形、及びシンク関数波形から構成された波形の群から選択されることを特徴とする請求項６に記載の装置。
【請求項９】
各パルスが、オン−オフスイッチ状態を変えることによって発生されることを特徴とする請求項６に記載の装置。
【請求項１０】
流体をオリフィスに向けて流動させる段階と、
前記流体を乱して第１の液滴と第２の液滴を発生させ、該第１の液滴が該第２の液滴と異なる初速を有して該第１及び第２の液滴間の間隔をこれらの液滴が照射領域に進む時に低減させる段階と、
液滴材料を前記照射領域で照射してプラズマを形成する段階と、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項１１】
前記第１及び第２の液滴は、前記照射領域に到達する前に合体することを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記外乱は、周波数変調外乱波形及び振幅変調外乱波形から構成された変調波形の群から選択された波形を含むことを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【外国語明細書】
2018041110000001.pdf