(57)【要約】  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、極紫外光集光器及びターゲット位置を収容する内部真空空間を定める極紫外光真空チャンバと、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を含む。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集束要素とを含む。【選択図】図３
2013513930.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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、
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たビーム送出システムであって、楕円放物面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ビーム拡張システムを含む前記ビーム送出システムと、
を含むことを特徴とする極紫外光システム。
【請求項２】
前記ターゲット材料送出システムは、前記ターゲット位置と交差するターゲット材料経路に沿って前記ターゲット材料を出力することができるターゲット材料出口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】
前記曲面ミラーは、発散曲面ミラーであることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
収束レンズを更に含み、
前記曲面ミラーは、前記増幅光ビームを前記駆動レーザシステムから受け取り、
前記収束レンズは、前記曲面ミラーから反射した発散光ビームを受け取り、かつ該光ビームを該曲面ミラーに当る前記増幅光ビームの断面よりも大きい断面を有する平行化増幅光ビームに実質的に平行化する、
ことを特徴とする請求項３に記載のシステム。
【請求項５】
前記曲面ミラーは、収束曲面ミラーであることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
発散レンズを更に含み、
前記発散レンズは、前記増幅光ビームを前記駆動レーザシステムから受け取り、
前記収束ミラーは、前記発散レンズを透過した発散光ビームを受け取り、かつ該発散レンズに当る前記増幅光ビームの断面よりも大きい断面を有する実質的に平行化された増幅光ビームを反射する、
ことを特徴とする請求項５に記載のシステム。
【請求項７】
楕円放物線面の軸外セグメントである反射面を有する別の曲面ミラーを更に含み、
前記曲面ミラーは、前記増幅光ビームを前記駆動レーザシステムから受け取る発散曲面ミラーであり、
他方の曲面ミラーは、前記曲面ミラーから反射した発散光ビームを受け取り、かつ該光ビームを該曲面ミラーに当る前記増幅光ビームの断面よりも大きい断面を有する平行化増幅光ビームに実質的に平行化するように置かれた収束曲面ミラーである、
ことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項８】
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、
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、
前記増幅光ビームのサイズを拡張する少なくとも１つの曲面ミラーを含むビーム拡張システム、及び
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含む集束要素、
を含むビーム送出システムと、
を含むことを特徴とする極紫外光システム。
【請求項９】
前記収束レンズは、非球面レンズであ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８に記載のシステム。
【請求項１１】
前記収束レンズは、前記ターゲット位置が内部に位置決めされた極紫外光真空チャンバの内側にあり、該チャンバは、前記増幅光ビームが該ターゲット位置と交差して前記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ことを特徴とする請求項８に記載のシステム。
【請求項１２】
前記収束レンズは、光チャンバ内の真空と外部環境の間の気密障壁をもたらす極紫外光チャンバの窓であることを特徴とする請求項８に記載のシステム。
【請求項１３】
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、かつ該収束レンズを移動して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された作動システムを含むことを特徴とする請求項８に記載のシステム。
【請求項１４】
前記ビーム送出システムは、前記収束レンズで反射した前記増幅光ビームを検出する計測システムを含むことを特徴とする請求項８に記載のシステム。
【請求項１５】
前記計測システムと、前記収束レンズに結合した前記作動システムとに接続したコントローラを更に含み、
前記コントローラは、前記計測システムからの前記出力に基づいて前記収束レンズを移動するように構成される、
ことを特徴とする請求項１４に記載のシステム。
【請求項１６】
前記ビーム送出システムは、前記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１５に記載のシステム。
【請求項１７】
前記レンズ前ミラーは、前記計測システムからの前記出力に基づいて該ミラーの移動を可能にするために前記コントローラに接続されたミラー作動システムに結合されることを特徴とする請求項１６に記載のシステム。
【請求項１８】
極紫外光を生成する方法であって、
ターゲット位置でターゲット材料を生成する段階と、
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励起エネルギを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横断面積を拡張する段階と、
収束レンズを通して前記拡張増幅光ビームを誘導することにより、該拡張増幅光ビームを前記ターゲット位置上に集束させる段階と、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項１９】
前記増幅光ビームが前記ターゲット位置と交差して前記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段階を更に含むことを特徴とする請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記収束レンズから反射した光の解析に基づいて、該収束レンズを移動して前記ターゲット位置に前記増幅光ビームを集束させる段階を更に含むことを特徴とする請求項１８に記載の方法。
【請求項２１】
前記収束レンズに向けて前記拡張増幅光ビームを向け直すレンズ前ミラーから該拡張増幅光ビームを反射させる段階を更に含むことを特徴とする請求項１８に記載の方法。
【請求項２２】
前記収束レンズから反射した光の解析に基づいて前記レンズ前ミラーを移動する段階を更に含むことを特徴とする請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
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、
排気して減圧するように構成された内部空間を定める極紫外光真空チャンバであって、該真空チャンバが、前記増幅光ビームが前記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る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該内部空間内に収容し、該ターゲット位置が、該真空チャンバの該内部空間にある前記極紫外光真空チャンバと、
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、
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、及び
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含み、前記内部空間を外部空間から分離する前記真空チャンバの耐圧窓を形成する集束要素、
を含むビーム送出システムと、
を含むことを特徴とする極紫外光システム。
【請求項２４】
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、
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、
前記増幅光ビームを受け取って該増幅光ビームを向け直すミラーと、
前記ターゲット位置に前記向け直した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集束要素と、
を含み、
前記ミラーは、前記収束レンズの表面から反射した光の診断部分を前記増幅光ビームから分離し、かつ該分離診断光部分を該集光して分離した診断光部分に基づいて該増幅光ビームの特性を解析するように構成された計測システムに誘導する特徴部を含む、
ことを特徴とする極紫外光システム。
【請求項２５】
前記ミラー及び前記集束要素は、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たビーム送出システムの一部であることを特徴とする請求項２４に記載のシステム。
【請求項２６】
前記ビーム送出システムは、前記ミラーに向けて前記増幅光ビームを誘導する前に該増幅光ビームの方向及び波面のうちの１つ又はそれよりも多くを変える１組の光学構成要素を更に含むことを特徴とする請求項２５に記載のシステム。
【請求項２７】
前記ミラー特徴部は、前記ミラーの中心領域内に定められた開口部であることを特徴とする請求項２５に記載のシステム。
【請求項２８】
前記ミラー特徴部は、前記ミラーの中心領域に定められたファセットであることを特徴とする請求項２５に記載のシステム。
【請求項２９】
極紫外光を生成する方法であって、
レーザシステムからの増幅光ビームがターゲット材料に当った時にターゲット位置で該ターゲット材料から出射される極紫外光に関連付けられた測定された光パラメータを受信する段階と、
前記ターゲット位置で前記ターゲット材料から反射した診断極紫外光部分の画像を受信する段階と、
前記ターゲット材料に当るように前記ターゲット位置に前記増幅光ビームを集束させる収束レンズから反射した診断増幅光部分の画像を受信する段階と、
前記受信した測定された光パラメータ、前記受信した診断極紫外光部分画像、及び前記受信した診断増幅光部分画像を解析する段階と、
前記解析に基づいて前記増幅光ビームと前記ターゲット位置の間の相対位置を調節し、それによって該増幅光ビームが前記ターゲット材料に当った時に生成される極紫外光の量を増大させるように、前記レーザシステムと該ターゲット位置の間に置かれたビーム搬送システム内の構成要素の１つ又はそれよりも多くを制御する段階と、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項３０】
前記ビーム搬送システム内の構成要素の前記１つ又はそれよりも多くを制御する段階は、前記収束レンズの位置及び該ビーム搬送システム内の１つ又はそれよりも多くのミラーの位置のうちの１つ又はそれよりも多くを調節する段階を含むことを特徴とする請求項２９に記載の方法。
【請求項３１】
前記ビーム搬送システム内の１つ又はそれよりも多くのミラーの前記位置を調節する段階は、前記診断増幅光部分を前記増幅光ビームから分離する特徴部を含むミラーを調節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３２】
前記ターゲット位置に誘導される案内レーザビームの診断部分の画像を受信する段階を更に含み、
前記受信した診断増幅光部分画像を解析する段階は、前記診断案内レーザビーム部分画像を解析する段階を含む、
ことを特徴とする請求項３１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
開示の主題は、高電力レーザシステムの増幅光のためのビーム搬送システムに関する。
【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】米国特許出願第１２／６３７，９６１号明細書
【特許文献６】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、極紫外線（ＥＵＶ）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、かつターゲット位置に向けて増幅光ビームを誘導するように構成されたビーム送出システムとを含む。ビーム送出システムは、楕円放物面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ビーム拡張システムを含む。
【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、ＥＵＶ光システムは、ターゲット位置が内部に位置決めされる極紫外光真空チャンバを含むことができ、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る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。
【０００８】
ターゲット材料送出システムは、ターゲット位置と交差するターゲット材料経路に沿ってターゲット材料を放出することができるターゲット材料出口を含むことができる。
【０００９】
曲面ミラーは、発散曲面ミラーとすることができる。この場合に、ＥＵＶ光システムは、収束レンズを含むことができる。曲面ミラーは、駆動レーザシステムから増幅光ビームを受け取ることができ、収束レンズは、曲面ミラーから反射した発散光ビームを受け取り、かつ曲面ミラーに当る増幅光ビームの断面よりも大きい断面を有する平行化増幅光ビームに光ビームを実質的に平行化することができる。収束レンズは、ダイヤモンドで製造することができる。
【００１０】
曲面ミラーは、収束曲面ミラーとすることができる。この場合に、ＥＵＶ光システムはまた、発散レンズを含むことができる。発散レンズは、駆動レーザシステムから増幅光ビームを受け取ることができる。収束ミラーは、発散レンズを透過した発散光ビームを受け取り、かつ発散レンズに当る増幅光ビームの断面よりも大きい断面を有する実質的に平行化された増幅光ビームを反射することができる。発散レンズは、ダイヤモンドで製造することができる。
【００１１】
ＥＵＶ光システムは、楕円放物線面の軸外セグメントである反射面を有する別の曲面ミラーを含むことができる。曲面ミラーは、増幅光ビームを駆動レーザシステムから受け取る発散曲面ミラーとすることができ、他の曲面ミラーは、曲面ミラーから反射した発散光ビームを受け取り、かつ曲面ミラーに当る増幅光ビームの断面よりも大きい断面を有する平行化増幅光ビームに光ビームを実質的に平行化するために置かれた収束曲面ミラーとすることができる。
【００１２】
曲面ミラーは、銅基板を含むことができ、反射面は、銅基板に付加された高反射コーティングを含むことができる。コーティングは、増幅光ビームの波長で光を反射することができる。
【００１３】
別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、かつターゲット位置に向けて増幅光ビームを誘導するように構成されたビーム送出システムとを含む。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少なくとも１つの曲面ミラーを含むビーム拡張システムと、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集束要素とを含む。
【００１４】
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、収束レンズは、１つ又はそれよりも多くの非球面を含むことができる。収束レンズは、凹凸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み、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。
【００１５】
ＥＵＶ光システムは、ターゲット位置が内部に位置決めされた極紫外光真空チャンバを含むことができ、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。収束レンズは、光チャンバの内側にあることができる。収束レンズは、光チャンバ内の真空と外部環境との間の気密障壁をもたらす光チャンバの窓とすることができる。収束レンズは、少なくとも０．１の開口数を有することができる。
【００１６】
ビーム送出システムは、収束レンズに機械的に結合されて収束レンズを移動して増幅光ビームをターゲット位置に集束させるように構成された作動システムを含むことができる。
【００１７】
ビーム送出システムは、収束レンズで反射した増幅光ビームを検出する計測システムを含むことができる。ＥＵＶ光システムは、計測システムと、収束レンズに結合された作動システムとに接続したコントローラを含むことができる。コントローラは、計測システムから出力に基づいて収束レンズを移動するように構成することができる。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。レンズ前ミラーは、計測システムからの出力に基づいてミラーの移動を可能にするためにコントローラに接続されたミラー作動システムに結合することができる。
【００１８】
ターゲット材料送出システムは、ターゲット位置と交差するターゲット材料経路に沿ってターゲット材料を放出することができるターゲット材料出口を含むことができる。
【００１９】
別の一般的な態様では、極紫外光は、ターゲット位置でターゲット材料を生成し、増幅光ビームを生成するために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励起エネルギを供給し、増幅光ビームの横断面積を拡張し、かつ収束レンズを通るように拡張増幅光ビームを誘導することによって拡張増幅光ビームをターゲット位置上に集束させるよって生成される。
【００２０】
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、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ことができる。
【００２１】
収束レンズから反射した光の解析に基づいて収束レンズを移動し、ターゲット位置に増幅光ビームを集束させることができる。
【００２２】
拡張増幅光ビームは、拡張増幅光ビームを収束レンズに向けて向け直すレンズ前ミラーから反射させることができる。収束レンズから反射される光の解析に基づいて、レンズ前ミラーを移動することができる。
【００２３】
別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、排気して減圧するように構成された内部空間を定める極紫外光真空チャンバと、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、かつターゲット位置に向けて増幅光ビームを誘導するように構成されたビーム送出システムとを含む。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内部空間内に収容する。ターゲット位置は、真空チャンバの内部空間にある。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集束要素とを含むことができる。集束要素は、内部空間を外部空間から分離する真空チャンバの耐圧窓を形成する。
【００２４】
別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、増幅光ビームを受け取って増幅光ビームを向け直すミラーと、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集束要素とを含む。ミラーは、増幅光ビームから収束レンズの表面から反射した光の診断部分を分離し、かつ集光分離診断光部分に基づいて分離診断光部分を増幅光ビームの特性を解析するように構成された計測システムに誘導する特徴部を含む。
【００２５】
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、ミラー及び集束要素は、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の一部とすることができる。ビーム送出システムは、増幅光ビームをミラーに向けて誘導する前に増幅光ビームの方向及び波面の１つ又はそれよりも多くを変える１組の光学構成要素を含むことができる。
【００２６】
ミラー特徴部は、ミラーの中心領域内に定められた開口部とすることができる。ミラー特徴部は、ミラーの中心領域に定められたファセットとすることができる。
【００２７】
別の一般的な態様では、極紫外光は、レーザシステムからの増幅光ビームがターゲット材料に当った時にターゲット位置でターゲット材料から出射された極紫外光に関連付けられた測定された光パラメータを受信し、ターゲット位置でターゲット材料から反射した診断極紫外光部分の画像を受信し、ターゲット材料に当るようにターゲット位置に増幅光ビームを集束させる収束レンズから反射する診断増幅光部分の画像を受信し、受信した測定光パラメータ、受信した診断極紫外光部分画像、及び受信した診断増幅光部分画像を解析し、増幅光ビームとターゲット位置の間の相対位置を調節して解析に基づいて増幅光ビームがターゲット材料に当った時に生成される極紫外光の量を増大させるようにレーザシステムとターゲット位置の間に置かれたビーム搬送システム内の構成要素の１つ又はそれよりも多くを制御することによって生成される。
【００２８】
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、ビーム搬送システム内の構成要素の１つ又はそれよりも多くは、収束レンズの位置と、ビーム搬送システム内の１つ又はそれよりも多くのミラーの位置とのうちの１つ又はそれよりも多くを調節することによって制御することができる。ビーム搬送システム内の１つ又はそれよりも多くのミラーの位置は、診断増幅光部分を増幅光ビームから分離する特徴部を含むミラーを調節することによって調節することができる。ターゲット位置に誘導される案内レーザビームの診断部分の画像を受信することができ、受信した診断増幅光部分画像は、診断案内レーザビーム部分画像を解析することによって解析することができる。
【００２９】
別の一般的な態様では、極紫外光は、ターゲット位置でターゲット材料を生成し、増幅光ビームを生成するために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励起エネルギを供給し、楕円放物線面の軸外セグメントである反射面を有する曲面ミラーに増幅光ビームを当てる段階を含むビーム拡張システムを通るように増幅光ビームを誘導することによって増幅光ビームの横断面積を拡張し、かつ拡張増幅光ビームをターゲット位置に送出することによって生成される。
【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、ターゲット位置でターゲット材料から出射された極紫外光は、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集光することができる。ターゲット材料は、ターゲット位置と交差するターゲット材料経路に沿って放出することができる。
【００３１】
曲面ミラーは、発散曲面ミラーとすることができ、増幅光ビームは、増幅光ビームを発散曲面ミラーからの反射により発散させることにより、かつ楕円放物線面の軸外セグメントである反射面を有する別の曲面ミラーで発散増幅光ビームを平行化することにより、ビーム拡張システムを通るように誘導することができる。
【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４Ａ】図３のビーム送出システムのビーム拡張システムに使用される第１の曲面ミラーの図である。
【図４Ｂ】４Ａ−４Ａに沿って切り取った図４Ａの第１の曲面ミラーの平面図である。
【図４Ｃ】４Ｂ−４Ｂに沿って切り取った図４Ｂの第１の曲面ミラーの側面断面図である。
【図５Ａ】図３のビーム送出システムのビーム拡張システムに使用される第１の曲面ミラーの図である。
【図５Ｂ】５Ａ−５Ａに沿って切り取った図５Ａの第１の曲面ミラーの平面図である。
【図５Ｃ】５Ｂ−５Ｂに沿って切り取った図５Ｂの第１の曲面ミラーの側面断面図である。
【図６】駆動レーザシステムと図１の光源のターゲット位置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７】ビーム送出システムからターゲット位置に光を集束させる例示的な収束レンズのブロック図である。
【図８】ビーム送出システムからターゲット位置に光を集束させる例示的な収束レンズのブロック図である。
【図９】ビーム送出システムからターゲット位置に光を集束させる例示的な収束レンズのブロック図である。
【図１０】収束レンズが図２及び図３のビーム送出システムに使用される真空チャンバに取り付けられたハウジングに取り付けられた例示的な収束レンズの断面図である。
【図１１Ａ】図３〜図９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レンズ前ミラーの側面断面図である。
【図１１Ｂ】図３〜図９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レンズ前ミラーの側面断面図である。
【図１１Ｃ】図３〜図９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レンズ前ミラーの側面断面図である。
【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、他の構成要素の中でもとりわけ、回転放物面の軸外セグメントである反射面形状を有する少なくとも１つのミラーを含む。このような設計により、レーザシステム１１５と集束アセンブリ１２２の間でビーム１１０を拡張することができる。同じく以下に説明するように、集束アセンブリ１２２は、他の構成要素の中でもとりわけ、ビーム１１０をターゲット位置１０５上に集束させるレンズ又はミラーを含む。ビーム搬送システム１２０及び集束アセンブリ１２２に関して詳述する前に、図１を参照して光源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。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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
光源１００はまた、光源１００の様々な区画を整列させるか又は増幅光ビーム１１０をターゲット位置１０５に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に関連して、光源１００は、集束アセンブリ１２２内に置かれて案内レーザ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内に置かれる。
【００５１】
計測システム１２４は、光の部分集合をサンプリングするか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のパワーに耐えることができるあらゆる材料から製造される。例えば、計測システム１２４内のサンプル光学要素は、反射防止膜で被覆されたセレン化亜鉛（ＺｎＳｅ）で製造された基板を含むことができる。計測システム１２４内のサンプル光学要素は、診断を目的として一部の光を増幅光ビーム１１０から及び案内レーザ１７５から分離するために増幅光ビーム１１０の縦方向に対してある一定の角度に位置決めされた回折格子とすることができる。増幅光ビーム１１０及び案内レーザビーム１７５の波長が互いに異なるので、それらは、ビームの分離を可能にするために別々の角度で回折格子から離れるように誘導することができる。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が、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。他の実施では、計測システム１２４は、増幅光ビーム１１０を案内レーザ１７５から分離し、かつ別の解析をもたらすために集束アセンブリ１２２内に置かれた１つ又はそれよりも多くの二色性ミラーを含む。このような計測システムは、本出願と同時に出願され、代理人整理番号第００２−０１７００１／２００９−００２７−０１号が割りの当てられた「極紫外光源のための計測システム」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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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を向け直して拡張し、次に、集束アセンブリ３２０に向けて拡張及び向け直し後の増幅光ビーム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。
【００５５】
ビーム搬送システム３１５は、増幅光ビーム３２５を向け直す１組のミラー３３０、３３２、３３４、３３６、及び３３８（時には折り返しミラーと呼ぶ）を含む。折り返しミラー３３０、３３２、３３４、３３６、３３８は、増幅光ビーム３２５を反射するの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る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、折り返しミラー３３０、３３２、３３４、３３６、３３８の１つ又はそれよりも多くは、無酸素高導電（ＯＦＨＣ）銅基板の上へのペンシルベニア州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。折り返しミラー３３０、３３２、３３４、３３６、３３８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。折り返しミラー３３０、３３２、３３４、３３６、３３８の１つ又はそれよりも多くは、例えば、水又は何らかの他の適切な冷却剤をそれらの基板を通して流すことによって水冷することができる。
【００５６】
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の横サイズよりも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、楕円放物面の軸外セグメントである反射面を有する少なくとも曲面ミラーを含む（このようなミラーは、軸外放物面ミラーとも呼ばれる）。ビーム拡張システム３４０は、増幅光ビーム３２５を向け直し、拡張し、又は平行化するように選択される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の様々な設計を図３、３４Ａ〜図４Ｃ、図５Ａ〜図５ＣＡ、及び図６に関して以下に説明する。
【００５７】
図３に示すように、ビーム拡張システム３４０は、楕円放物線面の軸外セグメントである反射面３４３を有する第１の曲面ミラー３４２と、楕円放物線面の軸外セグメントである反射面を有する第２の曲面ミラーとを含む。曲面ミラー３４２、３４６の形状は、互いに相補的であるように選択され、増幅光ビーム３２５の集光効率を増大させるように曲面ミラー３４２、３４６の相対的な配置が調節される。曲面ミラー３４２、３４６に関する更なる詳細は、それぞれ、図４Ａ〜図４Ｃ及び図５Ａ〜図５Ｃを説明する時に以下に示す。
【００５８】
同じく図３に示すように、集束アセンブリ３２０は、最終折り返しミラー３５０と、ミラー３５０から反射した増幅光ビーム３２５をターゲット位置３１０に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。最終折り返しミラー３５０は、増幅光ビーム３２５の波長で高反射性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、無酸素高導電（ＯＦＨＣ）銅基板の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。一部の実施では、レンズ３５５は、ＺｎＳｅで製造される。収束レンズ３５５の詳細は、図７〜図９を説明する時に示す。
【００５９】
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。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）に対するレンズ３５５の焦点距離変化をモニタすることができる。
【００６０】
レンズ３５５は、ターゲット位置３１０の望ましい位置へのミラー３５０から反射した増幅光ビーム３２５の集束を可能又は補助する凹凸レンズとすることができる。更に、レンズ３５５は、正確に集束した透過増幅光ビーム３２５及びレンズ３５５から反射した正確に集束した光３６５を同時に供給するために表面の各々での非球面補正を含むことができる。レンズ３５５は、放物面の軸上セグメントである少なくとも１つの表面を付して設計することができる。
【００６１】
折り返しミラー３３０、３３２、３３４、３３６、３３８の各々は、あらゆる適切な角度だけ、例えば、約９０°だけ増幅光ビーム３２５を向け直すことができる。更に、折り返しミラー３３０、３３２、３３４、３３６、３３８の少なくとも２つは、ターゲット位置３１０に増幅光ビーム３２５の能動指向制御を供給するように主コントローラ１５５により制御することができるモータにより作動される可動マウントを使用して可動とすることができる。可動折り返しミラーを調節して、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の焦点とを維持することができる。
【００６２】
ビーム送出システム３００はまた、ビーム送出システム３００の構成要素（折り返しミラー３３０、３３２、３３２、３３４、３３６、３３８、曲面ミラー３４２、３４６、及び最終折り返しミラー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ために設定中に使用されるアラインメントレーザ３７０を含むことができる。アラインメントレーザ３７０は、構成要素の目視のアラインメントを補助するため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。アラインメントレーザ３７０は、可視光を反射して赤外線光を透過する二色性ビーム結合器３７１から反射する。それによってアラインメントビームは、増幅光ビームと同時に伝播することができる。
【００６３】
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の前面から反射して検出デバイス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、ｘ軸（ターゲット材料（例えば、液滴）の流れ方向である）に沿ったプラズマの位置に関するフィードバックを提供する主コントローラ１５５に接続することができる。それによって主コントローラ１５５は、ビーム送出システム３００内の１つ又はそれよりも多くの構成要素（例えば、ミラー３５０やレンズ３５５）の位置を調節して、ターゲット材料１１４により良好に一致するか又はそれに重なるように増幅光ビーム３２５の位置を調節することができる。
【００６４】
図４Ａ〜図４Ｃも参照すると、第１の曲面ミラー３４２は、楕円放物線面４１０のセグメント４０５から形成された反射面３４３を有する発散ミラーである。反射面３４３は、放物面セグメント４０５の内面で形成される。楕円放物線面４１０は、回転軸４１５を有する回転放物面とすることができる。セグメント４０５は、セグメント４０５及び反射面４００が、放物面４１０の回転軸４１５を除く放物面４１０の領域で形成されるという点において「軸外セグメント」である。ミラー３４２（特に、反射面３４３）は、ミラー３４２から反射した増幅光ビーム３２５のビーム半径が、それがミラー３４２から離れる方向に伝播する時に増加するように増幅光ビーム３２５の平行化された波面を発散させるという点において発散している。
【００６５】
第１の曲面ミラー３４２は、増幅光ビーム３２５を反射するの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、それは、増幅光ビーム３２５の波長で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。第１の曲面ミラー３４２は、ミラー３４２の基板を貫流することができる水のような流体冷却剤で冷却することができる。第１の曲面ミラー３４２の反射面３４３は、無酸素高導電（ＯＦＨＣ）銅基板の上にペンシルベニア州Ｓａｘｏｎｂｕｒｇの「ＩＩ−ＶＩ  Ｉｎｆｒａｔｅｄ」よって生成された最大金属反射器（ＭＭＲ）のコーティングで形成することができる。
【００６６】
図５Ａ〜図５Ｃも参照すると、第２の曲面ミラー３４６は、楕円放物線面５１０のセグメント５０５で形成された反射面３４７を有する収束ミラーである。反射面３４７は、放物面セグメント５０５の内面で形成される。楕円放物線面５１０は、回転軸５１５を有する回転放物面とすることができ、セグメント４０５は、従って、セグメント５０５及び反射面５００が、放物面５１０の回転軸５１５を除く放物面５１０の領域で形成されるという点において「軸外セグメント」である。ミラー３４６（特に、反射面３４７）は、ミラー３４６から反射する平行化された増幅光ビーム３２５のビーム半径が、それがミラー３４６から離れる方向に伝播する時に減少するように増幅光ビーム３２５の平行化された波面を収束させるという点において収束している。収束ミラー３４６はまた、ミラー３４６から反射した発散増幅光ビーム３２５のビーム半径が、それがミラー３４６から離れる方向に伝播する時に同じに留まるように、増幅光ビーム３２５の発散波面をミラー３４６からの反射時に平行化状態にする。
【００６７】
第２の曲面ミラー３４６は、増幅光ビーム３２５を反射するの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、それは、増幅光ビーム３２５の波長で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。第２の曲面ミラー３４６の反射面３４７は、無酸素高導電（ＯＦＨＣ）銅基板の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）とすることができる。第２の曲面ミラー３４６は、ミラー３４６の基板を貫流することができる水のような流体冷却剤で冷却することができる。
【００６８】
例えば、第１の曲面ミラー３４２及び第２の曲面ミラー３４６の組合せにより、増幅光ビーム３２５の例えば約３．６Ｘの拡大が得られ、このような拡大により、発散が例えば３．６Ｘだけ低減される。少なくとも１つの軸外放物面ミラーも有するビーム拡張システム３４０の設計は、ビーム拡張に向けて球面ミラーを使用した以前の構成と比較した時に、ビーム搬送システム３１５内の構成のコンパクト化を可能にする。増幅光ビーム３２５は、球面ミラーを使用した以前のビーム拡大器において可能である場合よりも長い距離にわたってかつ少ない発散で搬送することができ、その理由には、ビーム拡張システム３４０は、少なくとも１つの軸外放物面ミラー（例えば、第１の曲面ミラー３４２、第２の曲面ミラー３４６、２つのミラー３４２、３４６の組合せ、又は曲面ミラー３４２、３４６及びレンズの組合せ）を含むからである。更に、軸外放物面ミラーは、以前のビーム拡大器に使用されていた球面ミラーと比較した時に増幅光ビーム３２５の波面の品質の改善（例えば、波面が平面波面に近いような収差低減）をもたらす。
【００６９】
図６を参照すると、別の実施では、ビーム送出システム６００は、駆動レーザシステム６０５とターゲット位置６１０の間に位置決めされる。ビーム送出システム６００は、ビーム搬送システム６１５及び集束アセンブリ６２０を含む。ビーム搬送システム６１５は、駆動レーザシステム６０５によって生成された増幅光ビーム６２５を受け取り、増幅光ビーム６２５を向け直して拡張し、次に、拡張及び向け直し後の増幅光ビーム６２５を集束アセンブリ６２０に向けて誘導し、集束アセンブリ６２０は、増幅光ビーム６２５をターゲット位置６１０に集束させる。集束アセンブリ６２０は、増幅光ビーム６２５をターゲット位置６１０に集束させる収束レンズを含むことができる。このような収束レンズは、「極紫外光源のための計測法」という名称の２００９年１２月１５日出願の米国特許出願第１２／６３７，９６１号明細書に説明されており、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。
【００７０】
ビーム搬送システム６１５は、増幅光ビーム６２５を拡張するビーム拡張システム６４０と、上述の折り返しミラーのような１組の付加的な向け直し光学構成要素６４５とを含む。ビーム拡張システム６４０は、楕円放物面の軸外セグメントである反射面を有する曲面ミラー６４２と、駆動レーザシステム６０５の出力部での発散レンズ６４６とを含む。発散レンズ６４６は、増幅光ビーム１１０の波長で光を透過し、かつ増幅光ビーム１１０の強度のために蓄積する可能性がある熱に耐えることができるあらゆる材料で製造することができる。一部の実施では、発散レンズ６４６は、ダイヤモンドで製造され、かつ２つの凹面を形成するように研磨される。発散レンズ６４６は、駆動レーザシステム６０５の出力窓として構成することができる。
【００７１】
図７を参照すると、例示的な集束アセンブリ７２０は、最終折り返しミラー７５０と、チャンバ７３０内のターゲット位置７１０にミラー７５０から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７５５を含む集束要素とを含む。この例では、収束レンズ７５５は、二重凸面又は両凸レンズであるが、それは、代替的に、凹凸レンズとすることができる。レンズ７５５は、レンズハウジング７９４の開口部が、チャンバ壁７９０の開口部に整列し、かつレンズ７５５が、チャンバ７３０内に維持された真空とチャンバ７３０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７３０の壁７９０に取り付けられたレンズハウジング７９４内に取り付けられる。ベローズ７９２は、光ビーム３２５の方向に関する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つの方向のうちの１つ又はそれよりも多くに沿ったレンズ７５５の移動を補助するために真空チャンバ壁７９０とハウジング７９４の間に設けることができる。
【００７２】
集束アセンブリ７２０は、レンズ７５５から反射してミラー７５０の中心領域内の開口部を透過した光７６５を捕捉する計測システム７６０を含むことができる。
【００７３】
極紫外光真空チャンバ７３０は、増幅光ビーム３２５がターゲット位置７１０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た極紫外光集光器７３５を収容する。
【００７４】
図８を参照すると、別の実施では、集束アセンブリ８２０は、最終折り返しミラー８５０と、ミラー８５０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収束レンズ８５５を含む及び集束要素とを含む。集束アセンブリ８２０はまた、レンズ８５５からターゲット位置８１０に集束光を向け直すように位置決めされた可動ミラー８８０を含む。この実施では、収束レンズ８５５は、チャンバ８３０の内側に置かれる凹凸レンズであるが、それは、平凸レンズとすることができる。集束アセンブリ８２０は、レンズ８５５から反射して、次に、増幅光ビーム３２５の方向とは異なる方向に沿ったミラー８５０の中心領域においてオフセットファセットから反射した光８６５を捕捉する計測システム８６０を含むことができる。
【００７５】
極紫外光真空チャンバ８３０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るターゲット位置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た極紫外光集光器８３５を収容する。
【００７６】
図９を参照すると、別の実施では、集束アセンブリ９２０は、最終折り返しミラー９５０と、ミラー９５０から及び別の中間ミラー９８５からチャンバ９３０内のターゲット位置９１０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９５５を含む集束要素とを含む。この実施では、収束レンズ９５５は、レンズ９５５が、チャンバ９３０内に維持された真空とチャンバ９３０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９３０の壁９９０内に置かれた平凸レンズである。ベローズ（図示せず）を真空チャンバ壁９９０とレンズ９５５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、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９５５の移動を補助することができる。集束アセンブリ９２０は、レンズ９５５から反射してミラー９５０内の中心開口部を通るように誘導された光９６５を捕捉する計測システム９６０も含む。
【００７７】
極紫外光真空チャンバ９３０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るターゲット位置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た極紫外光集光器９３５を収容する。
【００７８】
図７〜図９の実施では、計測システム７６０、８６０、９６０は、光７６５、８６５、９６５を２つのビーム、すなわち、増幅光ビーム３２５の波長のビームである第１のビーム７６２、８６２、９６２と、案内レーザ１７５の波長のビームである第２のビーム７６３、８６３、９６３とに分離し、これらのビームの各々の別々の解析を可能にする光学構成要素７６１、８６１、９６１を含む。図７〜図９に示す実施では、光学構成要素７６１、８６１、９６１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。計測システム７６０、８６０、９６０はまた、分離された光ビームを受け取ってビームの特徴を解析する検出器７６４、８６４、９６４（例えば、焦電性半導体検出器アレイ）も含む。検出器７６４、８６４、９６４は、解析されたビーム特徴の信号を出力し、出力信号は、主コントローラ１５５に送られ、主コントローラ１５５は、出力信号を使用して、ビーム送出システム７００、８００、９００のレンズ７５５、８５５、９５５、及び／又は１つ又はそれよりも多くの可動ミラー（例えば、ミラー７５０、８５０、９５０）に印加する位置調節量を判断し、それによってターゲット位置１０５での増幅光ビーム３２５のターゲット材料１１４と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７６０、８６０、９６０は、検出器７６４、８６４、９６４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要素を含むことができる。計測システム７６０、８６０、９６０は、「極紫外光源のための計測法」という名称の２００９年１２月１５日出願の米国特許出願第１２／６３７，９６１号明細書において詳細に図示及び説明されている。
【００７９】
一般的に、収束レンズ３５５、７５５、８５５、９５５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。
【００８０】
先に示す実施では、収束レンズ７５５、８５５、９５５は、チャンバの外側に位置するがチャンバ壁に取り付けられたハウジング内にレンズを取り付けることにより、チャンバ７３０、８３０、９３０の壁７９０、８９０、９９０上の窓として取り付けられる。図８に示す実施では、収束レンズ８５５は、チャンバ８３０の内側に取り付けられる。他の実施では、収束レンズ３５５は、耐圧窓を形成しないようにチャンバ１３０の外部で取り付けることができる。
【００８１】
レンズ３５５は、可動であるように構成することができ、この場合に、レンズ３５５は、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ための機構を提供することができる。このようにして、より効率的に増幅光ビーム３２５を集光してターゲット位置に光ビーム３２５を誘導するようにレンズ３５５、７５５、８５５、９５５を移動し、ＥＵＶ生成量を増大又は最大にすることができる。上述の用途に説明するように、レンズ３５５、７５５、８５５、９５５の変位量及び方向は、計測システム７６０、８６０、９６０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。
【００８２】
収束レンズ３５５、７５５、８５５、９５５は、増幅光ビーム３２５の殆どを捕捉するのに十分に大きく、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直径を有する。一部の実施では、収束レンズ３５５、７５５、８５５、９５５は、少なくとも約０．１、特に、少なくとも約０．２の開口数を有することができる。
【００８３】
一部の実施では、収束レンズ３５５、７５５、８５５、９５５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、かつ高電力増幅器から生成される高電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）、ゲルマニウム、シリコン、赤外線放射を透過する非晶質材料（ＡＭＴＩＲ）、及びダイヤモンドがあるがこれらに限定されない。
【００８４】
更に、収束レンズ３５５、７５５、８５５、９５５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３２５の少なくとも９５％を透過することができる。
【００８５】
図１０Ａ及び図１０Ｂも参照すると、レンズハウジング１０９４の開口部がチャンバ壁１０９０の開口部に整列するように真空チャンバ１０３０の壁１０９０に取り付けられたハウジング１０９４内に収束レンズ１０５５を取り付けるための例示的な取付けシステムが示されている。レンズ１０５５は、取り付けられて、撓みＯリング１０５８、１０５９でレンズハウジング１０９４内に横方向（方向１１０５及び１１１０に沿って）及び軸線方向（方向１１１５に沿って）に密封される。更に、柔軟な保持リング（例えば、金属又は金属合金で製造）１０５７は、軸線方向にレンズを保持するために（方向１１１５に沿って）ハウジング１０９４にボルト留めされる。保持リング１０５７とレンズ１０５５の間の圧縮Ｏリング１０５８は、レンズ１０５５に対する力をそれを所定の位置に保持するために維持しながら、保持リング１０５７がレンズ１０５５を掻傷又は損傷するのを防止する。更に、圧縮Ｏリング１０５８は、チャンバ１０３０内の真空環境１１５０とチャンバ１０３０の外部のパージ処理環境（例えば、窒素ガスを含む環境）１１５５との間の真空シールを提供する。レンズ１０５５の半径方向縁部とハウジング１０９４の間の圧縮Ｏリング１０５９により、レンズは、半径方向に（横方向１１０５、１１１０に沿って）中心に置かれる。
【００８６】
図１１Ａ、図１１Ｂ、及び図１１Ｃも参照すると、ミラー３５０は、反射光３６５を増幅光ビーム３２５から分離する特徴部を用いて形成される。図１１Ａに示すように、特徴部は、中心開口部１１００とすることができる。このような設計は、それぞれ、図７及び図９に示すミラー７５０、９５０に見出される。光３６５は、開口部１１００内の焦点領域に集束するので、中心開口部１１００により、光３６５は、ミラー３５０を通過することができ、中心開口部１１００は、ミラー３５０を通るように誘導されるが計測システム３６０に向けては誘導されないごく僅かな増幅光ビーム３２５を除いて、増幅光ビーム３２５の実質的に全てをレンズ３５５に向けて反射する。
【００８７】
図１１Ｂに示すように、この特徴部は、内部オフセットファセット１１２５とすることができ、又は図１１Ｃに示すように、この特徴部は、外部オフセットファセット１１５０とすることができる。これらの設計のいずかを図８に示すミラー８５０に使用することができる。オフセットファセット１１２５又は１１５０は、増幅光ビーム３２５の方向とは異なる方向に光３６５を反射する。特に、レンズ３５５からの反射光３６５は、ミラー３５０に向けて誘導され、ミラー３５０は、反射光３６５が診断を目的として計測システム３６０に入ることを可能にし、かつ増幅光ビーム３２５及びターゲット材料から出射されたあらゆるレーザ光を計測システム３６０に入らないように異なる方向に沿って反射する特徴部を用いて設計される。
【００８８】
他の実施も、以下の特許請求の範囲の範囲内である。
【００８９】
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。
【００９０】
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。
【００９１】
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】
【００９２】
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
【図１】
2013513930.tif 000003
【図２Ａ】
2013513930.tif 000004
【図２Ｂ】
2013513930.tif 000005
【図３】
2013513930.tif 000006
【図４Ａ】
2013513930.tif 000007
【図４Ｂ】
2013513930.tif 000008
【図４Ｃ】
2013513930.tif 000009
【図５Ａ】
2013513930.tif 000010
【図５Ｂ】
2013513930.tif 000011
【図５Ｃ】
2013513930.tif 000012
【図６】
2013513930.tif 000013
【図７】
2013513930.tif 000014
【図８】
2013513930.tif 000015
【図９】
2013513930.tif 000016
【図１０Ａ】
2013513930.tif 000017
【図１０Ｂ】
2013513930.tif 000018
【図１１Ａ】
2013513930.tif 000019
【図１１Ｂ】
2013513930.tif 000020
【図１１Ｃ】
2013513930.tif 000021
【国際調査報告】
2013513930.tif 000022