(57)【要約】  本明細書では、発振器キャビティ長Ｌ0を有して発振器経路を定める発振器と、発振器経路を含んで長さＬcombinedを有する結合光キャビティを確立するために発振器に結合された多重通過光増幅器とを含むことができる装置を説明し、ここで、Ｌcombined＝（Ｎ＋ｘ）×Ｌ0であり、「Ｎ」は整数、かつ「ｘ」は、０．４と０．６の間の数である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発振器キャビティ長Ｌ0を有し、かつ発振器経路を定める発振器と、
Ｌcombined＝（Ｎ＋ｘ）×Ｌ0（式中、Ｎは整数であり、ｘは０．４と０．６の間の数である。）の場合に、長さＬcombinedを有して前記発振器経路を含む結合光キャビティを確立するために前記発振器に結合された多重通過光増幅器と、
を含むことを特徴とする装置。
【請求項２】
前記発振器キャビティは、該発振器キャビティの端部を形成する光学系を含み、
前記光学系に結合され、かつ前記発振器キャビティ長を調節するように制御可能な電気起動可能要素、
を含むことを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記増幅器は、前記発振器から第１のビーム経路に沿って進んで実質的に第１の直線偏光を有する光を該増幅器に入力し、かつ第２のビーム経路に沿って該増幅器から該第１の偏光と直交する実質的な直線偏光を有する光を出力する偏光識別光学系を含むことを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記発振器は、発振器出力光学系を含み、前記増幅器は、増幅器入力光学系を含み、
前記発振器出力光学系と前記増幅器入力光学系の間のビーム経路長を調節する少なくとも１つの移動可能な光学系、
を更に含むことを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記発振器は、キャビティダンプ式発振器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】
ビーム経路上に連続出力を生成するレーザ源と、
増幅器と、
前記レーザ源と前記増幅器の間の前記ビーム経路上に配置された部分透過部分反射光学系と、
前記ビーム経路と交差する経路上を移動する液滴を送出するように位置決めされた液滴発生器と、
を含み、
前記液滴は、光を反射して前記光学系と共に光キャビティを確立する、
ことを特徴とする装置。
【請求項７】
前記レーザ源は、０．１Ｗから１００Ｗの範囲の出力を有するＣＯ2レーザを含むことを特徴とする請求項６に記載の装置。
【請求項８】
前記部分透過部分反射光学系は、前記レーザ源出力の７５％と９９．９％の間で反射することを特徴とする請求項６に記載の装置。
【請求項９】
前記レーザ源は、電力出力を有し、前記部分透過部分反射光学系は、反射率を有し、該電力出力及び反射率は、前記発振器から前記増幅器に入る光が該増幅器内の利得を実質的に枯渇させないように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１０】
前記発振器と前記増幅器の間の前記ビーム経路に沿って配置された調節可能な拡大光学器械を更に含むことを特徴とする請求項６に記載の装置。
【請求項１１】
前記発振器を反射光から保護するために前記レーザ源と前記部分透過部分反射光学系の間に配置された光アイソレータを更に含むことを特徴とする請求項６に記載の装置。
【請求項１２】
前記レーザ源は、少なくとも２本の線を有する連続出力を生成し、前記増幅器は、該２本の線を含む利得帯域を有することを特徴とする請求項６に記載の装置。
【請求項１３】
ターゲット材料と、
前記ターゲット材料と共にビーム経路を確立する少なくとも１つの光学系と、
前記ビーム経路に沿って位置決めされた光学利得媒体と、
チャンバと、
前記ビーム経路に沿って遅延線を確立するために前記チャンバ内に配置された複数の光学系と、
前記ターゲット材料から反射された少なくとも一部の光子を吸収するために前記チャンバ内に配置された可飽和吸収気体と、
を含むことを特徴とする装置。
【請求項１４】
前記光学利得媒体は、１０．６μｍを含む利得帯域を有するＣＯ2を含み、前記可飽和吸収気体は、ＳＦ6を含むことを特徴とする請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
前記光学利得媒体は、９．６μｍを含む利得帯域を有するＣＯ2を含み、前記可飽和吸収気体は、ＣＨ3ＯＨ、ＣＨ3Ｆ、ＨＣＯＯＨ、ＣＤ3ＯＤ、ＣＤ3Ｆ、ＤＣＯＯＤ、及びこれらの組合せから成る気体の群から選択されることを特徴とする請求項１３に記載の装置。
【請求項１６】
前記チャンバ内に配置されたヘリウム気体を更に含むことを特徴とする請求項１３に記載の装置。
【請求項１７】
波長λ1を有する第１の出力ビームを生成する第１のレーザ源と、
λ1≠λ2の場合に波長λ2を有する第２の出力ビームを生成する第２のレーザ源と、
λ1及びλ2を含む利得帯域を有する増幅器と、
第１の直線偏光を有する光を実質的に透過し、かつ該第１の偏光と直交する直線偏光を有する光の透過を実質的に阻止する偏光識別光学系を有する光アイソレータと、
波長λ1を有する光に対しては透過反射比ＴＲＲ1、及び波長λ2を有する光に対してはＴＲＲ1＞ＴＲＲ2として透過反射比ＴＲＲ2を有し、かつ前記第１の出力ビーム及び第２の出力ビームを前記増幅器を通る共通のビーム経路上に結合する結合光学系と、
を含むことを特徴とする装置。
【請求項１８】
前記第１のレーザ源は、９．３μｍの波長λ1を有する第１の出力ビームを生成するＣＯ2を含む利得媒体を有し、前記第２のレーザ源は、１０．６μｍの波長λ2を有する第２の出力ビームを生成するＣＯ2を含む利得媒体を有することを特徴とする請求項１７に記載の装置。
【請求項１９】
前記光アイソレータは、４５度位相リターデーション光学系及び直線偏光フィルタを含むことを特徴とする請求項１７に記載の装置。
【請求項２０】
前記増幅器は、共通ビーム経路に沿って位置決めされた複数の増幅チャンバを含み、前記結合光学系は、該共通ビーム経路上の２つの増幅チャンバの間に位置決めされることを特徴とする請求項１７に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願への相互参照
本出願は、２００７年１２月２０日出願の米国特許出願出願番号第１２／００４、９０５号に対する優先権を請求するものであり、かつ代理人整理番号第号２００７−００３０−０１である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」という名称の現在特許出願中の米国特許出願出願番号第１１／８２７、８０３号と、代理人整理番号第２００５−００８５−０１号である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出願番号第１１／３５８、９８８号と、代理人整理番号第２００４−０００８−０１号である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器具」という名称の現在特許出願中の米国特許出願出願番号第１１／０６７、１２４号と、代理人整理番号第２００５−０００３−０１号である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出願番号第１１／１７４、４４３号と、代理人整理番号第２００５−０１０２−０１号である「ＥＵＶ光源のための原材料分注器」という名称の現在特許出願中の米国特許出願と、代理人整理番号第２００５−００８１−０１号である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出願番号第１１／３５８、９９２号と、代理人整理番号第２００５−００４４−０１号である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出願番号第１１／１７４、２９９号と、代理人整理番号第２００６−０００３−０１号である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出願番号第１１／４０６、２１６号と、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」という名称の現在特許出願中の米国特許出願出願番号第１１／５８０、４１４号と、代理人整理番号第２００６−００６−０１号である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出願番号第１１／６４４、１５３号と、代理人整理番号第２００６−００２７−０１号である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出願番号第１１／５０５、１７７号と、代理人整理番号第２００６−０００１−０１号である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出願番号第１１／４５２、５５８号と、２００５年８月９日にＷｅｂｂ他に付与された「長期遅延及び高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号と、代理人整理番号第２００４−０１４４−０１号である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第１１／３９４、５１２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施するシステム及び方法」という名称の米国特許出願第１１／１３８、００１号（代理人整理番号第２００４−０１２８−０１号）と、現在は米国特許第６、６９３、９３９号である２００２年５月７日出願の「ビーム送出を備えたレーザリソグラフィ光源」という名称の米国特許出願第１０／１４１、２１６号と、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号と、代理人整理番号第２００１−００９０−０１号である米国特許出願第１０／０１２００２号と、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備えた注入シードレーザ」という名称の米国特許第６、５４９、５５１号と、代理人整理番号第２００１−００２０−０１号である米国特許出願第０９／８４８０４３号と、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号と、代理人整理番号第２００１−００８４−０１号である米国特許出願第０９／９４３、３４３号と、代理人整理番号第２００５−００８６−０１号である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出願番号第１１／５０９、９２５号とに関し、これらの特許の各々の内容全体は、これによって本明細書において引用により組み込まれるものとする。
本出願は、原材料から生成され、かつＥＵＶ光源チャンバ外での利用に向けて例えば約１００ｎｍ及びそれ未満の波長で例えば半導体集積回路製造フォトリソグラフィに向けて収集されて焦点に誘導されるプラズマからＥＵＶ光を供給する極紫外線（ＥＵＶ）光源に関する。
【背景技術】
【０００２】
極紫外線（ＥＵＶ）光、例えば、約５０〜１００ｎｍ又はそれ未満の波長を有し（軟Ｘ線ということもある）、かつ約１３ｎｍの波長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に極めて小さな特徴を生成するためにフォトリソグラフィ処理において使用することができる。
ＥＵＶ光を生成する方法には、輝線がＥＵＶ範囲にあって、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）ということが多い１つのこのような方法においては、材料の液滴、流れ、又はクラスターの形態の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生成することができる。
【０００３】
これらの処理に対して、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、様々な形式の測定機器を使用してモニタされる。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は、一般的に、帯域外放射線、高エネルギイオン、及びデブリ、例えば、ターゲット材料の原子及び／又は塊り／ミクロ液滴を含む可能性がある好ましくない副産物がプラズマチャンバにおいて生成される恐れもある。
【０００４】
これらのプラズマ形成副産物は、近垂直入射及び／又は斜め入射時のＥＵＶ反射が可能な多層ミラーコーティング（ＭＬＭ）を含む集光ミラー、測定検出器表面、プラズマ形成処理を撮像するのに使用される窓及びレーザ入力窓を含むがこれらの限定されない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。熱、高エネルギイオン、及び／又はデブリは、光透過率を低減する材料で光学要素を被覆すること、光学要素に浸入して、例えば、構造的一体性及び／又は光学特性、例えば、このような短波長で光を反射するミラーの機能に損害を与えること、光学要素を腐食又は摩滅し、及び／又は光学要素内に拡散することを含むいくつかの点で光学要素に有害である可能性がある。従って、プラズマによって生成されたデブリの量及び／又は影響を最小にすることが一般的に望ましい。
【０００５】
従来から、各液滴を別々のレーザパルスによって照射して各液滴からプラズマを形成するＬＰＰシステムが開示されている。また、各液滴が１つよりも多い光パルスにより順次照射されるシステムが開示されている。一部の場合には、各液滴は、いわゆる「プレパルス」及びいわゆる「主パルス」に露出させることができる。しかし、１つよりも多いプレパルスを使用することができ、かつ１つよりも多い主パルスを使用することができ、かつプレパルス及び主パルスの機能は、ある程度重なる可能性があることは認められるものとする。一般的に、プレパルスは、材料を拡張することによって主パルスと相互作用する材料の量を増大させるように機能することができ、主パルスは、材料の殆ど又は全てをプラズマに転換することによってＥＵＶ放射を発生させるように機能することができる。しかし、プレパルス及び主パルスの機能は、ある程度重なる場合があり、例えば、プレパルスは、何らかのプラズマを発生させる場合がある等々は認められるものとする。材料／パルス相互作用の増大は、パルスに露出される材料の断面の増大、材料密度減少による材料へのパルスの透過量の増大、又はその両方によるものと考えられる。プレパルスの別の恩典は、ターゲットを集束パルスのサイズに拡大することができ、パルスの全てが関与することができるという点である。これは、比較的小さい液滴がターゲットとして使用され、かつ照射光を小さい液滴のサイズに集束させることができない場合に特に有益と考えられる。従って、一部の用途においては、プレパルスを用いて変換効率を増大させ、及び／又は比較的小さい、例えば、いわゆる質量の制限されたターゲットの使用を可能にすることが望ましいであろう。比較的小さいターゲットを使用してデブリ生成を弱め、及び／又は原材料消費量を低減することができる。
【０００６】
上述のように、ＥＵＶ光を生成する１つの技術では、ターゲット材料を照射する。この点に関しては、例えば、赤外線波長、例えば、９．３μｍ又は１０．６μｍの光を出力するＣＯ2レーザは、ＬＰＰ処理において高エネルギパルスを生成する駆動レーザとしてある一定の利点を有することができる。これは、特に、ある一定のターゲット材料、例えば、錫を含む材料に当て嵌まると考えられる。例えば、１つの利点には、駆動レーザ入力電力と出力ＥＵＶ電力の間に比較的高い変換効率を生成する機能を含むことができる。ＣＯ2駆動レーザの別の利点は、錫デブリで被覆した反射光学系のような比較的粗い表面から反射する比較的波長の長い光（例えば、１９３ｎｍの深紫外線と比較して）の機能を含むことができる。１０．６μｍ放射線のこの特性は、例えば、駆動レーザビームを誘導、集束させ、及び／又はその集束力を調節するために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。
考慮に値する別のファクタは、比較的高い繰返し数でパルスレーザビームを一連の比較的小さくかつ迅速に移動する液滴に一定かつ正確に当てることに関連する困難さである。例えば、一部の高容量ＥＵＶ光源では、約２０〜５０μｍの直径を有し、かつ約５０〜１００ｍ／ｓの速度で移動する液滴の３０ｋＨｚを超える繰返し数での照射が必要である場合がある。
【０００７】
上述の技術に加えて、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線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（以下、’９４３特許という）は、液滴流れの液滴の一部のみ、例えば、３つ毎の液滴を照射してパルスＥＵＶ光出力を生成する技術を開示している。’９４３特許に開示されているように、不関与液滴（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。残念ながら、一部の場合には、これらのバッファ液滴は、自己レージングを引き起こしているレーザに光を反射する場合があり、それによって特に高エネルギパルスを生成する際にレーザの利得媒体の効果が低減される可能性がある。これは、特に高い利得（例えば、Ｇ＝１０００〜１０、０００）赤外線レーザ、例えば、ＣＯ2レーザに当て嵌まると考えられ、ＣＯ2レーザは、かなり簡単に自己レージングする傾向がある。従って、反射の影響を最小にすることを含むパルス間の損失を最小にすることが望ましいであろう。大きなエネルギパルスを生成するためにパルス生成中に駆動レーザ増幅器からの利得抽出を最大に利用し、一部の場合には、例えば、ＭＯ−ＰＡ構成を有するある一定のＣＯ2レーザ内のモードホッピングにより引き起こされるような不安定性を最小にすることにより、安定かつ一定したパルスを供給することも望ましいと考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】米国特許出願出願番号第１２／００４、９０５号
【特許文献２】米国特許出願出願番号第１１／８２７、８０３号
【特許文献３】米国特許出願出願番号第１１／３５８、９８８号
【特許文献４】米国特許出願出願番号第１１／０６７、１２４号
【特許文献５】米国特許出願出願番号第１１／１７４、４４３号
【特許文献６】米国特許出願出願番号第１１／３５８、９９２号
【特許文献７】米国特許出願出願番号第１１／１７４、２９９号
【特許文献８】米国特許出願出願番号第１１／４０６、２１６号
【特許文献９】米国特許出願出願番号第１１／５８０、４１４号
【特許文献１０】米国特許出願出願番号第１１／６４４、１５３号
【特許文献１１】米国特許出願出願番号第１１／５０５、１７７号
【特許文献１２】米国特許出願出願番号第１１／４５２、５５８号
【特許文献１３】米国特許第６、９２８、０９３号
【特許文献１４】米国特許出願第１１／３９４、５１２号
【特許文献１５】米国特許出願第１１／１３８、００１号
【特許文献１６】米国特許第６、６９３、９３９号
【特許文献１７】米国特許出願第１０／１４１、２１６号
【特許文献１８】米国特許第６、６２５、１９１号
【特許文献１９】米国特許出願第１０／０１２００２号
【特許文献２０】米国特許第６、５４９、５５１号
【特許文献２１】米国特許出願第０９／８４８０４３号
【特許文献２２】米国特許第６、５６７、４５０号
【特許文献２３】米国特許出願第０９／９４３、３４３号
【特許文献２４】米国特許出願出願番号第１１／５０９、９２５号
【特許文献２５】米国特許第６、８５５、９４３号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記を念頭に置いて、本出願人は、ＥＵＶ光源のための駆動レーザを開示する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
第１の態様では、発振器キャビティ長Ｌ0を有し、かつ発振器経路を定める発振器と、発振器経路を含み、長さＬcombinedを有する結合光キャビティを確立するために発振器に結合された多重通過光増幅器とを含むことができる装置を本明細書で説明し、ここで、Ｌcombined＝（Ｎ＋ｘ）×Ｌ0であり、「Ｎ」は整数、「ｘ」は、０．４と０．６の間の数である。
本明細書で説明する一実施形態では、発振器キャビティは、発振器キャビティの端部を形成する光学系を含むことができ、装置は、光学系に結合されて発振器キャビティ長を調節するように制御可能である電気起動可能な要素を含むことができる。
【００１１】
本明細書で説明する特定の実施形態では、増幅器は、偏光識別光学系を含むことができ、この光学系は、発振器から第１のビーム経路に沿って進んで実質的に第１の直線偏光を有する光を増幅器に入力し、かつ第２のビーム経路に沿って増幅器から第１の偏光に実質的に直交する直線偏光を有する光を出力する。
この態様の一構成においては、発振器は、発振器出力光学系を含み、増幅器は、増幅器入力光学系を含み、装置は、発振器出力光学系と増幅器入力光学系の間のビーム経路長を調節する少なくとも１つの移動可能な光学系を更に含むことができる。
一設定においては、発振器は、キャビティダンプ式発振器として構成することができ、別の設定においては、発振器は、Ｑスイッチ式発振器として構成することができる。
【００１２】
別の態様では、ビーム経路上で連続出力を生成するレーザ源と、増幅器と、レーザ源と増幅器の間のビーム経路上に配置された部分透過部分反射光学系と、ビーム経路と交差する経路上で移動する液滴を送出するように位置決めされた液滴発生器とを含むことができる装置を本明細書で説明し、液滴は、光を反射して、光学系と共に光キャビティを確立する。
この態様に対して、レーザ源は、電力出力を有することができ、部分透過部分反射光学系は、反射率を有し、一設定においては、発振器から増幅器に入る光が約２ｋＷを超えない電力出力及び反射率を選択することができる。本明細書で説明するこの態様の一実施形態では、レーザ源は、０．１〜１００Ｗの範囲の出力を有するＣＯ2レーザを含むことができる。一実施例では、部分透過部分反射光学系は、レーザ源出力の７５％と９９．９％の間で反射することができる。
【００１３】
この態様の一実施形態では、発振器と増幅器の間のビーム経路に沿って調節可能な拡大光学器械を配置することができる。
この態様の特定の実施形態では、発振器を反射光から保護するためにレーザ源と部分透過部分反射光学系の間に光アイソレータを配置することができる。
特定の構成においては、レーザ源は、少なくとも２本の線を有する連続出力を生成することができ、増幅器は、この２本の線を含む利得帯域を有することができる。
【００１４】
別の態様では、ターゲット材料と、ターゲット材料と共にビーム経路を確立する少なくとも１つの光学系と、ビーム経路に沿って位置決めされた光学利得媒体と、チャンバと、ビーム経路に沿って遅延線を確立するためにチャンバ内に配置された複数の光学系と、ターゲット材料から反射された少なくとも一部の光子を吸収するためにチャンバ内に配置された可飽和吸収気体とを含むことができる装置を本明細書で説明する。
【００１５】
特定の実施形態では、光学利得媒体は、１０．６μｍを含む利得帯域を有するＣＯ2を含むことができ、可飽和吸収気体は、ＳＦ6を含むことができる。別の実施形態では、光学利得媒体は、９．３μｍを含む利得帯域を有するＣＯ2を含むことができ、可飽和吸収気体は、ＣＨ3ＯＨ、ＣＨ3Ｆ、ＨＣＯＯＨ、ＣＤ3ＯＤ、ＣＤ3Ｆ、ＤＣＯＯＤ、及びその組合せから成る気体の群から選択することができる（ここで、化学記号「Ｄ」は、重水素を表すために使用される）。一部の用途に対して、ヘリウム気体もチャンバ内に配置することができる。
【００１６】
別の態様では、波長λ1を有する第１の出力ビームを生成する第１のレーザ源と、λ1≠λ2の場合に波長λ2を有する第２の出力ビームを生成する第２のレーザ源と、λ1及びλ2を含む利得帯域を有する増幅器とを含むことができる装置を本明細書で説明する。装置は、第１の直線偏光を有する光を実質的に透過し、第１の偏光と直交する直線偏光を有する光の透過を実質的に阻止する偏光識別光学系を有する光アイソレータと、波長λ1を有する光に対しては透過反射比ＴＲＲ1、及び波長λ2を有する光に対してはＴＲＲ1＞ＴＲＲ2として透過反射比ＴＲＲ2を有し、第１の出力ビーム及び第２の出力ビームを増幅器を通る共通のビーム経路上に結合する結合光学系とを更に含むことができる。
【００１７】
この態様の一実施形態では、第１のレーザ源は、１０．６μｍの波長λ1を有する第１の出力ビームを生成するＣＯ2を含む利得媒体を有することができ、第２のレーザ源は、９．３μｍの波長λ2を有する第２の出力ビームを生成するＣＯ2を含む利得媒体を有することができる。
一設定においては、光アイソレータは、４５度位相リターデーション光学系及び直線偏光フィルタを含むことができる。
特定の構成においては、増幅器は、共通のビーム経路に沿って位置決めされた複数の増幅チャンバを含むことができ、結合光学系は、共通ビーム経路上の２つの増幅チャンバ間に位置決めすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の開示の態様によるレーザ生成プラズマＥＵＶ光源の略示概略図である。
【図２】図１に示す光源内に使用されるアイソレータの断面図である。
【図３】レーザ生成プラズマＥＵＶ光源の別の実施形態の選択された各部を示す図である。
【図４】プレパルス及び主パルスに共通増幅器を通過させるＥＵＶ光源に使用される装置の実施形態を示す図である。
【図５】連続出力を生成するｑレーザ源と増幅器チェーンの間に部分反射部分透過光学系が配置されているＥＵＶ光源の実施形態を示す図である。
【図６】多重通過電力増幅器を有する図３に示すＥＵＶ光源に使用される装置の実施形態を示す図である。
【図７】発振器利得帯域（上部）、ＰＡモード（中央）、及び発振器モード（底部）に関する周波数と振幅の関係を示す図である。
【図８】図３に示す実施形態のスイッチ６１０、６２８に関する時間的経過を示す図である。
【図９】発振器と増幅器の間の光路長の長さが調節可能である図３に示すＥＵＶ光源１０’に使用される装置の別の実施形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
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１０の概略図が示されている。図１に示し、かつ以下でより詳細に説明するように、ＬＰＰ光源１０は、一連の光パルスを生成及び送出するシステム１２を含むことができる。図示のように、システム１２は、パルス（恐らく１つ又はそれよりも多くの主パルス及び１つ又はそれよりも多くのプレパルスを含むことができる）を生成する装置１４と、装置１４を少なくとも一部の下流側反射から分離するアイソレータ１６（図２を参照して以下でより詳細に説明）と、パルス成形、集束、誘導のための及び／又はアイソレータ１６を出るパルスの集束力を調節してチャンバ２６内のターゲット位置に光パルスを送出する任意的なビーム送出システム１８（任意的な構成要素を示すために破線で図示）とを含むことができる。ＥＵＶ光源１０に対して、各光パルスは、システム１２からの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、例えば、楕円面ミラー３０の焦点２８で又はその近くでそれぞれのターゲット液滴を照射することができる。
【００２０】
装置１４は、１つ又はそれよりも多くの主パルス、及び一部の場合には、１つ又はそれよりも多くのプレパルスを供給するための１つ又はそれよりも多くのレーザ及び／又はランプを含むことができる。図１に示す装置１４において使用される適切なレーザには、パルスレーザ装置、例えば、１０ｋＷ又はそれより高い比較的高い電力、及び例えば５０ｋＨｚ又はそれよりも多い高パルス繰返し数で作動する例えばＤＣ又はＲＦ励起で例えば９．３μｍ又は１０．６μｍの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つの特定の実施例では、レーザは、増幅の複数の段を備えたＭＯＰＡ構成を有し、かつ例えば１００ｋＨｚ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ＲＦ励起ＣＯ2レーザとすることができる。ＭＯから、レーザパルスは、次に、ＬＰＰチャンバに入る前に増幅、成形、誘導、及び集束させることができる。連続ＲＦ励起、高速軸流ＣＯ2増幅器をシステム１２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号である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出願番号第１１／１７４、２９９号に開示されており、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」レーザシステムとすることができる。何らかの「自己ターゲット式」構成においては、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」という名称の現在特許出願中の米国特許出願出願番号第１１／５８０、４１４号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。代替的に、以下に説明し、かつ図４、図５、図６、又は図９に示すレーザアーキテクチャのうちの１つを図１に示すＥＵＶ光源に使用することができる。
【００２１】
用途に基づいて、他の形式のレーザは、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とすることができる。例示的には、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、例えば、米国特許第６、６２５、１９１号、米国特許第６、５４９、５５１号、及び米国特許第６、５６７、４５０号に示すようなＭＯＰＡ構成エキシマレーザシステム、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を供給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。
【００２２】
パルス成形、集束、誘導、及び／又はパルスの集束力を調節するのに適切なビーム送出システム１８は、代理人整理番号第２００５−００８１−０１号である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出願番号第１１／３５８、９９２号に開示されており、この特許の内容全体は、これによって本明細書において引用により組み込まれる。同特許に開示されているように、１つ又はそれよりも多くのビーム送出システム光学系は、チャンバ２６と流体連通しているとすることができる。パルス成形には、例えば、パルス伸長器及び／又はパルストリミングを使用してパルス持続時間を調節することを含むことができる。
【００２３】
図１に更に示すように、ＥＵＶ光源１０は、例えば、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、ＥＵＶ放射を発生させることになる照射領域までチャンバ２６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送出システム２４を含むことができる。ターゲット材料には、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、液滴及び／又は液滴内に含まれた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材料に基づいて使用することができる。ターゲット材料は、室温を含む様々な温度で又は室温の近くで（例えば、錫合金、ＳｎＢｒ4）、高温で（例えば、純粋な錫）、又は室温よりも低い温度で（例えば、ＳｎＨ4）照射領域に供給することができ、一部の場合には、比較的揮発性の例えばＳｎＢｒ4とすることができる。ＬＰＰ−ＥＵＶ光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号である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出願番号第１１／４０６、２１６号に呈示されており、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。
【００２４】
引き続き図１に関して、ＥＵＶ光源１０は、光学系３０、例えば、モリブデン及びシリコンの交互層構造による漸変的多層コーティングを有する例えば先端を切ったような形の楕円体の形態の集光ミラーを含むことができる。図１は、システム１２によって生成される光パルスが照射領域を通過して到達することを可能にする開口を光学系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、光学系３０は、例えば、照射領域内又はその近くに第１の焦点、及びＥＵＶ光を光源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ィツール（図示せず）に入力することができるいわゆる中間領域４０で第２の焦点を有する楕円面ミラーとすることができる。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系を楕円面ミラーの代わりに使用することができ、例えば、光学系は、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形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号である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出願番号第１１／５０５、１７７号を参照することができ、この特許の内容全体は、これによって本明細書において引用により組み込まれる。
【００２５】
引き続き図１を参照すると、ＥＵＶ光源１０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１２内の１つ又はそれよりも多くのランプ及び／又はレーザ装置を起動させることによってチャンバ２６内への送出に向けて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。光源１０は、液滴位置検知システムを含むことができ、液滴位置検知システムは、例えば、照射領域に対して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。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、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、光源コントローラ６０への入力として供給することができ、コントローラは、例えば、光源タイミング回路を制御するために、及び／又は例えばチャンバ２６内の照射領域２８に送出されている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ためにシステム１２に位置、方向、及び／又はタイミング補正信号を供給することができる。
【００２６】
ＥＵＶ光源１０は、光源１０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。これらの特性には、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内での強度）、スペクトル帯域幅、偏光、ビーム位置、指向などを含むことができる。ＥＵＶ光源１０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側ツール、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形成することができ、及び／又はＥＵＶ光源１０のＥＵＶ出力全体を測定することによって下流側ツール、例えば、フォトリソグラフィスキャナがオフラインである間に作動させることができる。
【００２７】
図１に更に示すように、ＥＵＶ光源１０は、例えば、液滴源９２からのターゲット物質の放出点を修正し、及び／又は液滴形成タイミングを修正し、及び／又は液滴形成タイミングを修正して、望ましい照射領域に到達する液滴の誤差を補正し、及び／又は液滴の発生をパルスレーザシステム１２と同期させるようにシステムコントローラ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送出制御システム９０を含むことができる。
【００２８】
様々な液滴分注器構成及び関連する利点に関する更な詳細は、代理人整理番号第号２００７−００３０−０１である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」という名称の現在特許出願中の米国特許出願出願番号第１１／８２７、８０３号と、代理人整理番号第２００５−００８５−０１号である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出願番号第１１／３５８、９８８号と、代理人整理番号第２００４−０００８−０１号である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器具」いう名称の現在特許出願中の米国特許出願出願番号第１１／０６７、１２４号と、代理人整理番号第２００５−０００３−０１号である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出願番号第１１／１７４、４４３号とに見ることができ、これらの各々の内容は、これによって本明細書において引用により組み込まれる。
【００２９】
図２は、少なくとも一部の反射された光子から装置１４（図１に示す）内の利得媒体を保護し、及び／又は光子が媒体内に蓄積された大きな利得を枯渇させる場合がある時にこれらの光子が利得媒体に到達することを防止するために反射された光子を遅らせるアイソレータ１６の実施形態を示している。図２に示すように、アイソレータ１４は、チャンバ２００を密封する第１の窓２０２及び第２の窓２０４を有するチャンバ２００を含むことができ、窓の両方は、ブリュースター角で配向され、及び／又は反射防止コーティングで被覆することができる。更に示すように、図示の実施形態に対してはミラーである光学系２０６ａ、ｂ、ｃは、７通過遅延ビーム経路２０８を確立するようにチャンバ２００内に配置することができる。３つの光学系２０６ａ、ｂ、ｃが示されているが、３つよりも多くの及び僅か２つの光学系を使用して遅延路を確立することができることは認められるものとする。同様に、７つの通過経路が示されているが、これは、単に例示としてのものであり、他の遅延経路アーキテクチャも本発明の範囲内で使用することができることは認められるものとする。入射光を反射及び／又は透過し、及び／又は入射光に作用する構成要素を含めるために、ミラー以外の光学系を使用することができ、ミラー以外の光学系には、以下に限定されるものではないが、レンズ、くさび、プリズム、グリズム、格子、及び多層ミラー、近垂直入射ミラー、斜め入射ミラーを含むミラーがあることは認められるものとする。
【００３０】
引き続き図２に対して、チャンバは、気体をチャンバ内に配置することを可能にする少なくとも１つの入口２１０を有して形成することができることを見ることができる。例えば、気体は、特性強度レベルよりも小さいと光子を吸収し、一方、特性強度レベルを超えると光子が通過することを可能にするように機能する可飽和吸収気体を含むことができる。例えば、１０．６μｍを含む利得帯域を有するＣＯ2光学利得媒体を有する装置１４（図１に図示）に対して、可飽和吸収気体は、ＳＦ6を含むことができる。それに反して、９．３を含む利得帯域を有するＣＯ2光学利得媒体を有する装置１４に対して、可飽和吸収気体は、ＣＨ3ＯＨ、ＣＨ3Ｆ、ＨＣＯＯＨ、ＣＤ3ＯＤ、ＣＤ3Ｆ、ＤＣＯＯＤ、及びその組合せから成る気体の群から選択することができる（その場合、化学記号「Ｄ」は、重水素を表すために使用される）。いずれの用途（すなわち、９．３μｍ又は１０．６μｍ）に対しても、例えば、ヘリウム約１部：可飽和吸収気体５部の比でヘリウム気体をチャンバ２００内に配置して、ヘリウム原子との衝突を通じた吸収状態の再増殖により吸収を改善することができる。
チャンバ２００から気体を排出し、かつ入口２１０と協働して活性気体を補給し、気体組成を調節し、光学系温度を維持するためにチャンバを通過する気体流を供給し、及び／又は使用済み気体／汚濁物質を除去するために任意的な気体出口（図示せず）を設けることができる。
【００３１】
図２に示す構成に対して、可飽和吸収気体の効率は、通常、気体濃度及び気体を貫通する光路の長さに比例している。構造のこの協働で、望ましくない時点（例えば、パルス間に利得を抽出することができる時）に活性利得媒体に到達しないように光子を遅延反射するように機能する比較的コンパクトなアイソレータを設けることができ、及び／又はアイソレータは、比較的低い気体濃度時に（経路が比較的長くない場合に必要とされる濃度と比較して）閾値強度レベルよりも小さいと光子を吸収するように機能することができる。
【００３２】
図３は、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光源の別の実施形態の選択された部分を示している。図３に示し、かつ以下でより詳細に説明するように、ＬＰＰ光源１０’は、ＥＵＶ出力を生成するためのターゲット材料による相互作用に向けてチャンバ２６’内の位置２８’に一連の光パルスを生成及び送出するシステムを含むことができる。また、図示のように、このシステムは、パルスを生成する（恐らく１つ又はそれよりも多くの主パルス及び１つ又はそれよりも多くのプレパルスを含むことができる）装置１４’と、図２を参照して上述したような任意的なアイソレータ１６’（任意的な構成要素を示すために破線で図示）と、パルス成形、集束、誘導、及び／又はアイソレータ１６を出るパルスの集束力を調節し、かつチャンバ２６内のターゲット位置に光パルスを送出する任意的なビーム送出システム１８’（任意的な構成要素を示すために破線で図示）とを含むことができる。
【００３３】
図４は、図３に示すＥＵＶ光源１０’内に使用される装置１４’の実施形態を示している。図４は、装置１４’がビーム経路４０８に沿って直列に配置された各々が固有の活性媒体及び励起源、例えば、励起電極を有する一連の増幅チャンバ４０６ａ〜ｃを有する増幅器にシードを供給する発振器４００を含むことができることを示している。装置１４’に対して、発振器４００／増幅器４０６ａ〜ｃの組合せを用いて、１０．６μｍのような波長λ1で一連の「主」パルスを生成することができる。例えば、発振器４００は、例えば、１００ｋＨｚ作動が可能である比較的低エネルギ及び高繰返し数を有するキャビティダンプ式又はＱスイッチ式パルスＣＯ2主発振器（ＭＯ）とすることができる。装置１４’に対して、多チャンバ光増幅器４０６ａ、ｂ、ｃは、９．３〜１０．６μｍ範囲の波長を光学的に増幅することができる利得媒体を有することができ、例えば、高利得（Ｇ≧１、０００及び一部の場合には１０、０００）ＣＷポンプ式ＣＯ2レーザ増幅器とすることができる。３つの増幅チャンバ４０６ａ〜ｃが示されているが、３つよりも多くの及び僅か１つの増幅チャンバを図４に示す実施形態において使用することができることは認められるものとする。
【００３４】
引き続き図４に対して、偏光子及び／又はブルースター窓は、増幅チャンバ４０６ｃを出る光が１次偏光方向を有するように発振器４００及び／又は増幅器４０６ａ〜ｂにおいて使用することができる。図４は、ＥＵＶ光源が、増幅チャンバ４０６ａ、ｂ、ｃを貫通するビーム経路４０８に沿って位置決めされて増幅チャンバ４０６ｃと照射部位の間に挿入することができる光アイソレータ４１２を含むことができ、液滴（図４では図示せず）が、ビーム経路４０８と交わることになることも示している。アイソレータ４１２は、例えば、光を反射した時に直線偏光を円偏光に、及び円偏光を直線偏光に変換する位相リターデーションミラーを含むことができる。従って、位相リターデーションミラーからその後２度反射される１次偏光方向を最初に有する光は、１次偏光方向から９０度で回転され、すなわち、二度反射光は、１次偏光方向と直交する方向で直線偏光になる。位相リターデーションミラーに加えて、アイソレータ４１２は、直線偏光フィルタ、例えば、１次偏光方向と直交する方向で直線偏光される光を吸収するアイソレータミラーを含むことができる。この構成では、ターゲット材料、例えば、液滴からビーム経路４０８上で反射された光は、光アイソレータ４１２により吸収されるので増幅器４０６ａ、ｂ、ｃに再突入することができない。例えば、ＣＯ2レーザと共に使用される適切なユニットは、商品名Ｑｕｅｌｌｅｒ及び／又は「アイソレータボックス」の下でドイツ国Ｓａｌｅｍ、８８６８２、Ｈｅｉｌｉｇｅｎｂｅｒｇｅｒ通り１００所在の「Ｋｕｇｌｅｒ  ＧｍｂＨ」から取得することができる。一般的に、光アイソレ−タ４１２は、光が実質的に妨げられずに増幅装置１４’から液滴まで流れることを可能にし、同時に約１パーセントの後方反射光が光アイソレ−タ６１２から漏れて増幅器４０６ａ、ｂ、ｃに達することを可能にするように機能する。
【００３５】
図４は、更に、装置１４’が増幅チャンバ４０６ａ、ｂ、ｃの少なくとも１つにシードを供給するプレパルスシードレーザ４１４を含むことができることを示している。装置１４’に対して、シードレーザ４１４ｓと増幅チャンバ４０６ｃの組合せを使用して、９．３μｍのような波長λ2で一連のプレパルスを生成することができる。例えば、プレパルスシードレーザ４１４は、例えば、１００ｋＨｚ作動が可能である比較的低エネルギ及び高繰返し数を有するキャビティダンプ式又はＱスイッチ式パルスＣＯ2主発振器（ＭＯ）とすることができる。
【００３６】
図４に更に示すように、結合光学系４１６は、増幅チャンバ４０６ｃを通って進むように増幅チャンバ４０６ｂからの光をプレパルスシードレーザ４１４からの光と共通ビーム経路上に同軸結合するために設けられる。例えば、波長９．３μｍを有する光に対しては比較的高い透過反射率比ＴＲＲ1、及び波長１０．６μｍを有する光に対しては比較的低い透過反射比ＴＲＲ2を有する結合光学系４１６を用いることができる。例えば、ビームは、１０．６ｕｍの反射光が得られるように最適化され、かつ片側で９．３ｕｍが得られるようにＡＲ被覆された薄膜偏光子要素上に結合することができ、両方のビームは、Ｓ−偏光を有する。例えば、「ＩＩ−ＶＩ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ」（本社、ペンシルベニア州サクソンバーグに所在）では、１０．６ｕｍに対しては９９．５％の反射率、９．３ｕｍに対しては９２％の透過率が得られる４５度入射角（ＡＯＩ）のためのこのような要素を製造している。結合光学系４１６は、増幅チャンバ４０６ｂと増幅チャンバ４０６ｃの間にビーム経路４０８に沿って位置決めされるように示されているが、増幅チャンバ４０６ａと増幅チャンバ４０６ｂの間、発振器４００と増幅チャンバ４０６ａの間、及び増幅チャンバ４０６ｃと光アイソレータ４１２の間のようなビーム経路４０８に沿った他の位置に位置決めすることができることは認められるものとする。
【００３７】
別の実施例では、シードレーザ４１４を使用して、９．３μｍの波長で一連のプレパルスを生成することができ、発振器４００を使用して、１０．６μｍの波長で一連の「主」パルスを生成することができる。この実施例に対して、結合光学系４１６は、１０．６ｕｍに対しては透過型、９．３ｕｍに対しては反射型として設計されたビーム結合器とすることができる。例えば、「ＩＩ−ＶＩ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ」（本社、ペンシルベニア州サクソンバーグに所在）では、１０．６ｕｍに対しては９４％の透過率、９．３ｕｍに対しては９４％の反射率を有するように特徴付けられた光学系を販売している。
【００３８】
図４に示す実施形態に対して、シードレーザ４１４によるターゲット材料の初期の照射は、ターゲット材料を拡張し、及び／又はターゲット材料を蒸発させ、及び／又はターゲット材料の部分的なプラズマ、例えば、プレパルスを作り出すのに十分であると考えられる。特定の用途に基づいて、プレパルス（数ミリジュール台）次に１つ又はそれよりも多くの主パルスの利用により、変換効率の改善及び／又はデブリ生成量の低減、及び／又は液滴ターゲットの膨張に関して主ビームパルス及び液滴位置の安定性に関する要件の緩和をもたらす場合があり、又は小径液滴の使用が可能になる場合がある。一般的に、プレパルスビーム増幅に向けて主パルス（１つ又は２つ）の出力増幅器を共有すると、主パルスに対して無視することができる反転損失（１％台）をもたらすことができる。
【００３９】
図５は、別の装置（１４’’とラベル付け）の実施形態を示している。図５は、装置１４’’が、ビーム経路５０２上で連続出力を生成するレーザ源５００と、ビーム経路５０２に沿って直列に配置され、各々が固有の活性媒体及び励起源、例えば、励起電極を有する一連の増幅チャンバ５０６ａ〜ｃを有する増幅器とを含むことができることを示している。例えば、レーザ源５００は、０．１〜１００Ｗの範囲の出力を有するＣＯ2レーザを含むことができ、かつ９．３〜１０．６ミクロン波長帯域内の１つ又はそれよりも多くの回転線で作動させることができる。例えば、レーザ源は、Ｐ（２６）、Ｐ（２２）、及びＰ（１８）のような複数の非隣接線で稼動することができる。増幅器５０６は、レーザ源５００によって生成された線を増幅するようになった利得媒体を有し、かつ例えば１０００〜１０、０００の１通過利得を有する１つよりも多い増幅チャンバ、例えば、ＲＦ、連続励起、高速軸流、ＣＯ2増幅チャンバ（上述のような）を含むことができる。
【００４０】
部分透過部分反射光学系５０８は、レーザ源５００と増幅器５０６の間のビーム経路上に配置することができることが図５で更に見ることができる。例えば、光学系５０８は、レーザ源出力の約７５％と約９９．９％の間で反射することができる。１つの構成においては、レーザ源５００電力及び光学系５０８反射率は、発振器から増幅器５０６に入る光が増幅器５０６内の利得を大幅に枯渇させない例えば約１〜２ｋＷを超えないように選択される。
【００４１】
図５は、装置１４’’がビーム経路５０２と交差する経路上を移動する一連の液滴を送出するように位置決めされた液滴発生器９２を含むことができることを更に示している。この交差中に、液滴発生器からの液滴は、ビーム経路５０２に沿って光を反射し、光学系５０８と協働して増幅チャンバ５０６ａ〜ｃを通過する光キャビティを確立することができる。この構成では、光学系５０８、増幅器５０６、及び液滴は、液滴が光キャビティの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」という名称の現在特許出願中の米国特許出願出願番号第１１／５８０、４１４号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。
【００４２】
ビームサイズ及び発散を最小の損失で増幅器５０６を通る伝播に必要とされるパラメータに適合させるようになった任意的なビーム拡張拡大光学器械５１０を設けることができる。また、任意的な光アイソレータ５１２を使用して、レーザ源５００を反射光から保護することができる。
使用時に、レーザ光源５００の光は、反射型光学系５０８を通って自己誘導「プラズマミラー」レーザシステムの主キャビティに入り、レーザ源５００によって生成された回転吸収線に対応する光子で主キャビティを満たす。液滴が集束レンズ５１４の焦点区域を通過した時、後方反射を作り出して自己誘導「プラズマミラー」レーザシステムの高強度パルスを開始する。キャビティは正しい波長の光子で満たされているので、効率的に利得を抽出する複数の線状のパルスを生成することができる。
【００４３】
図６は、図３に示すＥＵＶ光源１０’に使用される別の装置（１４’’’とラベル付け）の実施形態を示している。図６は、装置１４’’’がレーザ発振器６００及び多重通過増幅器６０２を含むことができることを示している。例えば、発振器６００は、９．３〜１０．６ミクロン波長帯域内の出力を有するＲＦ連続励起ＣＯ2レーザとすることができ、増幅器６０２は、ＲＦ連続励起高速軸流ＣＯ2レーザとすることができ、これは、直列に配置された１つ又はそれよりも多くの増幅チャンバを有する増幅器３２７を有し、かつ発振器６００により出力される波長を有する光を増幅するようになった利得媒体を有する。
【００４４】
更に図示するように、発振器６００は、全反射ミラー６０４ａ、ｂを含むことができ、ミラー６０４ａは、電気起動可能要素６０６、例えば、圧電材料及び電子アクチュエータに作動的に結合されており、電気起動可能要素６０６を使用して、発振器経路６０８に沿ってミラー６０４ａを移動させることにより、発振器キャビティ長Ｌ0（図６ではミラー６０４ａとミラー６０４ｂ間の距離（ａ＋ｂ）として図示）を選択的に調節することができる。
本明細書で使用する時の「電子起動可能な要素」という用語及び派生語は、電圧、電界、磁界、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を意味し、圧電材料、電歪材料、及び磁気歪材料が含まれるが、これらに限定されるものではない。
【００４５】
引き続き図６に対して、偏光子及び／又はブルースター窓及び／又はプリズムは、ミラー６０４ａ、ｂの間で振動する光が１次偏光方向を有するように発振器６００において使用することができる。装置１４’’’は、例えば、電気光学スイッチ６１０、例えば、Ｐｏｃｋｅｌ又はＫｅｒｒセルを有するキャビティダンプ式スイッチ、及び偏光子６１２、例えば、増幅器６００によって定められた１次偏光方向と平行に整列した透過軸を有する薄膜偏光子を含むことができる。図示のように、偏光子６１２は、ミラー６０４ａから距離「ａ」だけ離間し、ミラー６０４ｂから距離ｄだけ離間することができる。従って、スイッチが切られた時、光は、ミラー６０４ａ、ｂの間で前後に通過することができ、スイッチが入った時、発振器キャビティ内の光は、回転されて経路６１４上に偏光子６１２により反射される。例えば、光は、電気光学スイッチ６１０により９０度回転させることができ、従って、経路６１４上に発振器６００を出る光は、偏光子６１２の透過率によって定められた１次偏光方向と直交する方向に偏光することができる。
偏光子６１２から、反射光は、距離「ｃ」を通って別の偏光子６１６、例えば、増幅器６００によって定められた１次偏光方向と平行に整列した透過軸を有する薄膜偏光子に進む。この構成で、増幅器６００によって定められた１次偏光方向と直交する方向に偏向されている偏光子６１２からの光は、図示のように、増幅チャンバ６０２を通って延びる経路６１８上に偏光子６１６により反射される。
【００４６】
図６に示す構成は、経路６１８に沿って位置決めされ、かつ距離「ｄ」だけ偏光子６１６から離間した位相リターデーションミラー（ＰＲＭ）６２０を更に含むことができ、ＰＲＭ６２０は、偏光子６１６からの直線偏光を円偏光に変換し、円偏光を経路６２４に沿って全反射ミラー６２２に誘導する。図示のように、全反射ミラー６２２は、ＰＲＭ６２０から距離「ｅ」に位置決めされ、かつ経路６２４に沿って入射して経路６２４へ戻る反射光に合わせて配向され、光は、ＰＲＭ６２０によってもう一度反射されて第２の位相リターデーションをもたらす。これらの２回の位相リターデーションにより、偏光子６１６に向けてＰＲＭ６２０から進む光は、９０度（偏光子６１６からＰＲＭ６２０に向けて進む光に対して）回転し、従って、増幅器６００によって定められた１次偏光方向と平行に偏光される。この偏光状態を用いて、ＰＲＭ６２０から偏光子６１６に向けて進む光の殆ど（少量の漏れを除く）は、偏光子６１６により透過されて経路６２６に沿って装置１４’’’を出る。例えば、機械式チョッパー又は音響光学変調器とすることができる任意的なスイッチ６２８は、図示のように、経路６１４に沿って光の透過率を選択的に制限するように経路６１４に沿って位置決めすることができる。経路６２６に沿った光は、更に別の増幅チャンバ（図示せず）により更に増幅することができる。
【００４７】
上記で意味するように、ＰＲＭ６２０及び偏光子の漏れにより、少量の光（偏光子６１２によって定められた１次偏光方向と直交して偏光）は、経路６１４に沿って増幅器６０２から発振器キャビティへ漏れる可能性がある。従って、スイッチが入ると、この光は、ミラー６０４ａと６２２の間で前後に振動することができる。従って、図６に示す構成により、２つの光キャビティ、すなわち、（ａ＋ｂ）に等しい長さＬ0を有するミラー６０４ａと６０４ｂの間の第１の光キャビティと、長さＬcombined＝（ａ＋２ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅ）を有するミラー６０４ａと６２２の間の第２の光キャビティとが確立される。
【００４８】
以下で説明する内容においては、発振器６００は、ＭＯと呼び、一方、増幅チャンバは、ＰＡと呼ぶ。
１つの作動モードでは、ミラー６０４ａは、Ｌcombined＝（Ｎ＋ｘ）×Ｌ0であるように電気起動可能要素６０６を通じて移動させることができ、ここで、「Ｎ」は整数であり、「ｘ」は、約０．５、例えば、０．４と０．６の間の数である。例えば、一般的なシステムにおいては、長さは、以下の通りとすることができる：ａ＝１７６ｃｍ、ｂ＝１０ｃｍ、ｃ＝２６０ｃｍ、ｄ＝７４６ｃｍ、及びｅ＝７ｃｍ。従って、Ｌcombined＝ａ＋２ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅ＝１７６＋２×１０＋２６０＋７４６＋７＝１２０９ｃｍ、及びＬ0＝ａ＋＋ｂ＝１８６ｃｍである。この場合に対して、Ｎ＝６及びｘ＝０．５である。図７は、発振器の利得帯域７００、ＰＡモード（そのモードのうちの７０２ａ、ｂ、ｃをラベル付け）、及び発振器モード（そのモードうちの７０４ａ、ｂ、ｃをラベル付け）を示している。図７内の矢印７０６は、発振器モードの周波数が図６に示す電気起動可能要素６０６を使用して調節することができることを示していることに注意されたい。
【００４９】
先に記載した寸法に対して、発振器の単一回転線の利得帯域は、約１５０ＭＨｚのＦＷＨＭである。一般的な発振器キャビティ長Ｌｏ＝１８６ｃｍに対して、これは、８０ＭＨｚの縦方向のモード分離に対応する。従って、発振器６００の利得帯域内に最大３つのＭＯモードがある可能性がある。図１で分るように、これらの３つのモードのうちの１つ（モード７０６）のみをＰＡモードのうちの１つ（モード７０２）と同じ周波数にすることができる。隣接ＭＯモード、すなわち、図７のモード７０４ａ及び７０４ａ’は、条件Ｌcombined＝（Ｎ＋ｘ）×Ｌ0のために、対応するＰＡモード（ＭＯモード７０４ａ及び７０２ｂに対しては７０２ａ’及び７０２ａ’’、ＭＯモード７０４ａ’に対しては７０２ｂ’’）の間に入ることになる。その結果、モード７０６だけにＰＡにおいてシードを供給することができる。
【００５０】
図８は、スイッチ６２８（曲線８００）、スイッチ６１０（曲線８０２）、ＣＯ2出力パルス（曲線８０４）の作動、及びＰＡがシードを供給する対応する期間（矢印８０６）を示す時間的経過を示している。図８で分るように、曲線８００は、スイッチ６２８が最初に非透過状態８０８ａから透過状態８０８ｂに切り換えられていることを示している。スイッチ６２８が透過状態８０８ｂにある場合、曲線８０２は、スイッチ６１０が切れた状態８１０ａから入った状態８１０ｂまで切り換えられ、発振器キャビティ内で光を回転させて光をＰＡに送り、従って、ＣＯ2出力パルス（曲線８０４）をもたらすことを示している。
【００５１】
図９は、図３に示すＥＵＶ光源１０’内に使用され、図６に示す構成と共通の１つ又はそれよりも多くの構成要素を有し、かつ光学距離「ｃ」の長さが調節可能である装置（１０１４とラベル付け）の別の実施形態を示している。具体的には、図９は、装置１０１４が、上述のようにかつ図示のように配置された全反射ミラー１６０４ａ、ｂを有するレーザ発振器１６００、電気起動可能要素１６０６、増幅器１６０２、偏光子１６１２、１６１６、ＰＲＭ１６２０、ミラー１６２２、及びスイッチ１６１０、１６２８を含むことができることを示している。同じく図示のように、４つの転向ミラー１６５０ａ〜ｄを偏光子１６１２と偏光子１６１６の間に光路長に沿って設けることができ、ミラー１６５０ｃ及び１６５０ｄは、光路長ｃの調節を可能にするように矢印１６５２の方向に移動可能である。この構成では、ミラー６０４ａは、電気起動可能要素１６０６を通じて移動させることができ、及び／又はミラー１６５０ｃ、ｄは、Ｌcombined＝（Ｎ＋ｘ）×Ｌ0であるように移動させることができ、ここで、「Ｎ」は整数であり、「ｘ」は、約０．５、例えば、０．４と０．６の間の数であり、Ｌcombined＝（ａ＋２ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅ）、及びＬ0＝（ａ＋ｂ）である。
【００５２】
「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装置又は方法は、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】
【００５３】
１０  レーザ生成プラズマＥＵＶ光源
１４  パルス生成装置
１６  アイソレータ
１８  ビーム送出システム
２６  チャンバ
２８  照射領域、焦点
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
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