(57)【要約】ＥＵＶ放射を発生させるために用いられる液滴の形成を制御する装置及び方法であって、照射領域に向けられるレーザビームを生成する配置と液滴源とを備える。液滴源は、ノズルを出ていく流体と、流体中に擾乱を生成する電子作動可能な素子を有するサブシステムと、を含む。液滴源は流れを生成し、流れは分裂して液滴になり、液滴は照射領域に向かって進むにつれて合体しより大きな液滴になる。プロセスは、流れの中の液滴が完全には合体していない点で流れを観察することによって制御される。【選択図】図９
2021516775.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ターゲット材料の流れを真空チャンバ内の照射サイトに提供するように配置されたターゲット材料ディスペンサと、
前記ターゲット材料ディスペンサに機械的に連結されると共に液滴制御信号に基づいて前記流れの中に速度摂動を誘発するように配置された電子作動可能な素子と、
前記流れの中の液滴を、前記流れの中の前記液滴が完全には合体していない点で観察するように及び液滴検出信号を発生するように配置されたディテクタと、
前記液滴検出信号を受信するように配置され、前記液滴検出信号に少なくとも部分的に基づいて波形発生器制御信号を発生するコントローラと、
前記電子作動可能な素子と前記コントローラとに電気的に連結された、前記波形発生器制御信号に少なくとも部分的に基づいて前記液滴制御信号を供給する波形発生器と、
を備える、装置。
【請求項２】
前記電子作動可能な素子は、圧電素子である、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
ターゲット材料の流れを真空チャンバ内の照射サイトに提供するように配置されたターゲット材料ディスペンサと、
前記ターゲット材料ディスペンサに機械的に連結されると共に液滴制御信号に基づいて前記流れの中に速度摂動を誘発するように配置された電子作動可能な素子と、
前記流れの中の液滴を、前記流れの中の前記液滴が完全には合体していない点で観察するように及び液滴検出信号を発生するように配置されたディテクタであって、照光源と感光性センサとを備え、前記感光性センサは前記真空チャンバ内に配置された少なくとも１つの光学素子を備える、ディテクタと、
前記液滴検出信号を受信するように配置され、前記液滴検出信号に少なくとも部分的に基づいて波形発生器制御信号を発生するコントローラと、
前記電子作動可能な素子と前記コントローラとに電気的に連結された、前記波形発生器制御信号に少なくとも部分的に基づいて前記液滴制御信号を供給する波形発生器と、
を備える、装置。
【請求項４】
前記電子作動可能な素子は、圧電素子である、請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記感光性センサは、カメラを備える、請求項３に記載の装置。
【請求項６】
前記感光性センサは、フォトダイオードを備える、請求項３に記載の装置。
【請求項７】
前記感光性センサは、前記真空チャンバの外部に配置されたカメラ、前記真空チャンバ内に配置された光モジュール、及び前記光モジュールからの光を前記カメラに中継する光ファイバを備える、請求項３に記載の装置。
【請求項８】
前記感光性センサは、前記真空チャンバの外部に配置されたフォトダイオード、前記真空チャンバ内に配置された光モジュール、及び前記光モジュールからの光を前記フォトダイオードに中継する光ファイバを備える、請求項３に記載の装置。
【請求項９】
前記感光性センサは、照光源を備える、請求項３に記載の装置。
【請求項１０】
前記感光性センサは、前記真空チャンバの外部に配置された照光源、前記真空チャンバ内に配置された光モジュール、及び前記照光源からの光を前記光モジュールに中継する光ファイバを備える、請求項３に記載の装置。
【請求項１１】
ターゲット材料ディスペンサを用いて真空チャンバ内の照射サイトにターゲット材料の流れを提供するステップであって、前記ターゲット材料ディスペンサは液滴制御信号に基づいて前記流れの中に速度摂動を誘発するように配置された電子作動可能な素子を備えるステップと、
前記流れの中の液滴を、前記流れの中の前記液滴が完全には合体していない点で観察すると共に液滴検出信号を発生するステップと、
前記液滴検出信号に少なくとも部分的に基づいて波形発生器制御信号を発生するステップと、
前記波形発生器制御信号に少なくとも部分的に基づいて前記液滴制御信号を供給するステップと、
を備える、方法。
【請求項１２】
前記電子作動可能な素子は、圧電素子である、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
液体ターゲット材料の流れを、ＥＵＶ放射を発生させるためのシステム内の照射領域に送出するように適合された液滴発生器の伝達関数を決定及び使用する方法であって、
前記液滴発生器からプラズマ発生システムのために前記ターゲット材料の流れを提供するステップと、
制御信号を発生するステップと、
前記液滴発生器に機械的に連結された電子作動可能な素子に前記制御信号を印加して前記流れの中に速度摂動を導入するステップと、
速度振幅を決定するステップと、
前記速度振幅と前記制御信号とに少なくとも部分的に基づいて前記液滴発生器の伝達関数を決定するステップと、
前記決定された伝達関数を使用して前記液滴発生器を制御するステップと、
を備える、方法。
【請求項１４】
液体ターゲット材料の流れを、ＥＵＶ放射を発生させるためのシステム内の照射領域に送出するように適合された液滴発生器を制御する方法であって、
前記液滴発生器からプラズマ発生システムのために前記ターゲット材料の流れを提供するステップと、
制御信号を発生するステップと、
前記制御信号を前記液滴発生器に機械的に連結された電子作動可能な素子に印加することによって前記流れの中に速度摂動を導入するステップと、
前記流れの中の液滴が完全には合体していない点で前記流れを観察するステップと、
前記観察するステップの結果に少なくとも部分的に基づいて前記制御信号を修正するステップと、
を備える、方法。
【請求項１５】
ＥＵＶ放射を発生させるためのシステム内の液滴発生器によって生成された液体ターゲット材料の液滴の流れの合体長さを推定する方法であって、
前記液滴発生器からプラズマ発生システムのために前記ターゲット材料の流れを提供するステップと、
制御信号を発生するステップと、
前記制御信号を前記液滴発生器に機械的に連結された電子作動可能な素子に印加することによって前記流れの中に速度摂動を導入するステップと、
前記流れの中の液滴が完全には合体していない点で前記流れを観察して液滴信号を生成するステップと、
前記液滴信号のピーク間の距離に少なくとも部分的に基づいて前記合体長さを推定するステップと、
を備える、方法。
【請求項１６】
前記合体長さを推定するステップの後に、前記推定された合体長さを用いて前記液滴発生器の動作を制御するステップを追加的に備える、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
液体ターゲット材料の流れを、ＥＵＶ放射を発生させるためのシステム内の照射領域に送出するように適合された液滴発生器の状態を評価する方法であって、
前記液滴発生器からプラズマ発生システムのために前記ターゲット材料の流れを提供するステップと、
制御信号を発生するステップと、
前記制御信号を前記液滴発生器内のターゲット材料に機械的に連結された電子作動可能な素子に印加することによって前記流れの中に速度摂動を導入するステップと、
前記流れの中の液滴が完全には合体していない点で前記流れを観察して液滴信号を生成するステップと、
前記液滴信号に基づいて前記液滴発生器の前記状態を評価するステップと、
を備える、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
[00001]  本願は、２０１８年３月２８日に提出された米国出願第６２／６４８，９６９号の優先権を主張するものであり、同出願は参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
【０００２】
[00002]  本願は、極端紫外線（「ＥＵＶ」）光源と、その動作方法と、に関する。これらの光源は、ソース材料又はターゲット材料からプラズマを作り出すことによってＥＵＶ光を提供する。ある適用においては、ＥＵＶ光は、半導体集積回路を作製するために、収集され、フォトリソグラフィプロセスにおいて使用される。
【背景技術】
【０００３】
[00003]  シリコンウェーハなどのレジストコート基板を露光させて基板に極めて小さなフィーチャを作製するために、ＥＵＶ光のパターン付与されたビームが用いられ得る。ＥＵＶ光（軟Ｘ線と称されることもある）は、一般に、約５ｎｍから約１００ｎｍの範囲の波長を有する電磁放射として定義される。フォトリソグラフィのための１つの特定の関心波長は１３．５ｎｍで発生する。
【０００４】
[00004]  ＥＵＶ光を生成する方法は、ソース材料をＥＵＶ領域に輝線を有する化学元素を有するプラズマ状態に変換することを含むが、必ずしもこれに限定されない。これらの元素は、キセノン、リチウム及びスズを含み得るが、それらに限定されない。
【０００５】
[00005]  レーザ生成プラズマ（「ＬＰＰ」）と呼ばれることの多い１つのそのような方法においては、所望のプラズマは、例えば液滴、流れ、又はワイヤの形をとるソース材料をレーザビームで照射することによって生成可能である。放電生成プラズマ（「ＤＰＰ」）と呼ばれることの多い別の１つの方法においては、必要とされるプラズマは、適当な輝線を有するソース材料を一対の電極の間に位置決めして電極間に放電を発生させることによって発生可能である。
【０００６】
[00006]  液滴を発生させる１つの技術は、ソース材料と称されることもあるスズなどのターゲット材料を溶融し、それを例えば約０．１μｍから約３０μｍの直径を有するオリフィスなど、比較的小さな直径のオリフィスを通じて高圧下に追いやって、約３０ｍ／ｓから約２００ｍ／ｓの範囲の速度を有する層状流体ジェットを生成することを伴う。ほとんどの条件下では、ジェットは、レイリー・プラトー不安定性と通称される流体力学的不安定性に起因して、液滴に分裂する。オリフィスを出ていく流れにおいて自然に生じる不安定性、例えば熱雑音又は渦放出が、流れを液滴に分裂させるであろう。これらの液滴は、様々な速度を有していてもよいし、互いに結合してより大きな液滴へと合体してもよい。
【０００７】
[00007]  ここで検討されているＥＵＶ発生プロセスにおいては、分裂／合体プロセスを制御するのが望ましい。例えば、液滴をＬＰＰドライブレーザの光パルスと同期させるために、ランダムノイズの振幅を超える振幅の繰り返し擾乱が、オリフィスから発散される連続的な層状流体ジェットに印加され得る。パルスレーザの繰り返し数と同じ周波数（又はその高調波）の擾乱を印加することによって、液滴はレーザパルスと同期される。例えば、擾乱は、電子作動可能な素子（圧電材料など）を流れに結合すると共にその電子作動可能な素子を周期的な波形で駆動することによって、流れに印加され得る。一実施形態においては、電子作動可能な素子は、直径が（数ナノメートル程度）伸縮する。この寸法変化は毛細管に機械的に連結しており、毛細管は対応して直径が伸縮する。この容積変位は、オリフィスで終端する毛細管において、音波及び弾性波を引き起こす。すると、オリフィス内のターゲット材料は、音波によって周期的に加速される。ドライブレーザの周波数での広く間隔をあけた液滴の提供は、流体マイクロジェットの自然なレイリー分裂周波数をはるかに下回る周波数範囲で起こる。流体ジェットの自然な分裂周波数は約３から約１５ＭＨｚの範囲内であるが、ドライブレーザ動作が予期されるのは約５０から約１６０ｋＨｚの範囲内である。これは、所望の最終的な液滴を得るためには、最大で２００個の小さな微小液滴が、オリフィスの直径よりもずっと大きい液滴からなる周期的な液滴流に合流されなければならないことを意味する。
【０００８】
[00008]  本明細書において用いられる場合、「電子作動可能な素子」という用語及びその派生語は、電圧、電界、磁界、又はこれらの組み合わせに曝されたときに寸法変化を経ると共に圧電材料、電歪材料、及び磁歪材料を含むがこれらに限られない、材料又は構造物を意味する。液滴流を制御するために電子作動可能な素子を用いる装置及び方法は、例えば、「Laser Produced Plasma EUV Light Source Having a Droplet Stream Produced Using a Modulated Disturbance Wave」と題され２００９年１月１５日に公開された米国特許出願公開第２００９／００１４６６８Ａ１号明細書、及び「Droplet Generator with Actuator Induced Nozzle Cleaning」と題され２０１３年８月２０日に交付された米国特許第８，５１３，６２９号明細書に開示されている。両文献は参照によってその全体が本明細書に組み込まれる。
【０００９】
[00009]  このように、液滴発生器の課題は、液滴を、液滴がＥＵＶ生成のためのターゲット材料として用いられる主焦点に置くことである。液滴は、特定の空間的及び時間的な安定性基準内で、つまり、許容可能なマージン内で繰り返し可能な位置及びタイミングで、主焦点に到達しなければならない。また、液滴は、所与の周波数及び速度で到達しなければならない。更に、液滴は、完全に合体されなければならない。つまり、液滴は（均一なサイズの）単分散でなければならず、所与の駆動周波数で到達しなければならない。例えば、液滴流は、「サテライト」滴、すなわちターゲット材料のより小さな液滴であって合体してメイン液滴になることができなかったものを、含んでいてはならない。これらの基準を満たすことは、より小さなオリフィス及びより大きな圧力については、電子作動可能な素子の駆動形態を用いて約２００個の微小液滴を合流することが必要であろうという事実によって、複雑化する。操作窓は通常は非常に小さく、システムを、経時的な性能変化などの性能のばらつきに敏感にする。例えば、液滴発生器の性能が変化すると、その液滴発生器は主焦点に到達する時刻までに完全に合体されない液滴を生成するかもしれない。最終的には、液滴発生器の性能は、その液滴発生器が保守又は交換のためにオフラインにされなければならないところまで劣化するであろう。
【００１０】
[00010]  したがって、液滴の発生及び合体を、これらのプロセスの最適化を可能にするような手法で制御できる必要がある。
【発明の概要】
【００１１】
[00011]  以下では、１つ以上の実施形態の簡易化した概要を提示して、それらの実施形態の基本的な理解を提供する。この概要は、考えられる全ての実施形態の広範な概観ではない。また、全ての実施形態の鍵となる要素又は重大な要素を特定することや、いずれか又は全ての実施形態の範囲を詳細に描写することを意図するものではない。唯一の目的は、１つ以上の実施形態のいくつかの構想を、簡易化した形で、後述するより詳細な説明の前置きとして提示することである。
【００１２】
[00012]  したがって、液滴が主焦点に到達する時刻までに完全に合体するかどうかを決定することによって液滴発生器の適切な動作を確認するのが望ましい。これは、ＥＵＶ源に、液滴発生器に供給される特定の電気的波形が主焦点で合体された液滴をもたらすか否かを識別することのできる光フィードバックシステムを供給することによって、達成することができる。
【００１３】
[00013]  一実施形態の一態様によれば、ターゲット材料の流れを真空チャンバ内の照射サイトに提供するように配置されたターゲット材料ディスペンサと、ターゲット材料ディスペンサに機械的に連結されると共に液滴制御信号に基づいて流れの中に速度摂動を誘発するように配置された電子作動可能な素子と、流れの中の液滴を、流れの中の液滴が完全には合体していない点で観察するように及び液滴検出信号を発生するように配置されたディテクタと、液滴検出信号を受信するように配置され、その液滴検出信号に少なくとも部分的に基づいて波形発生器制御信号を発生するコントローラと、電子作動可能な素子とコントローラとに電気的に連結された、波形発生器制御信号に少なくとも部分的に基づいて液滴制御信号を供給する波形発生器と、を備える装置が開示される。電子作動可能な素子は、圧電素子であってもよい。
【００１４】
[00014]  一実施形態の別の一態様によれば、ターゲット材料の流れを真空チャンバ内の照射サイトに提供するように配置されたターゲット材料ディスペンサと、ターゲット材料ディスペンサに機械的に連結されると共に液滴制御信号に基づいて流れの中に速度摂動を誘発するように配置された電子作動可能な素子と、流れの中の液滴を、流れの中の液滴が完全には合体していない点で観察するように及び液滴検出信号を発生するように配置されたディテクタであって、照光源と感光性センサとを備え、感光性センサは真空チャンバ内に配置された少なくとも１つの光学素子を備える、ディテクタと、液滴検出信号を受信するように配置され、その液滴検出信号に少なくとも部分的に基づいて波形発生器制御信号を発生するコントローラと、電子作動可能な素子とコントローラとに電気的に連結された、波形発生器制御信号に少なくとも部分的に基づいて液滴制御信号を供給する波形発生器と、を備える装置が開示される。電子作動可能な素子は、圧電素子であってもよい。感光性センサは、カメラであってもよい。感光性センサは、フォトダイオードであってもよい。感光性センサは、真空チャンバの外部に配置されたカメラ、真空チャンバ内に配置された光モジュール、及び光モジュールからの光をカメラに中継する光ファイバであってもよい。感光性センサは、真空チャンバの外部に配置されたフォトダイオード、真空チャンバ内に配置された光モジュール、及び光モジュールからの光をフォトダイオードに中継する光ファイバであってもよい。感光性センサは、照光源を含んでいてもよい。感光性センサは、真空チャンバの外部に配置された照光源、真空チャンバ内に配置された光モジュール、及び照光源からの光を光モジュールに中継する光ファイバを含んでいてもよい。
【００１５】
[00015]  一実施形態の別の一態様によれば、ターゲット材料ディスペンサを用いて真空チャンバ内の照射サイトにターゲット材料の流れを提供するステップであって、ターゲット材料ディスペンサは液滴制御信号に基づいて流れの中に速度摂動を誘発するように配置された電子作動可能な素子を備えるステップと、流れの中の液滴を、流れの中の液滴が完全には合体していない点で観察すると共に液滴検出信号を発生するステップと、液滴検出信号に少なくとも部分的に基づいて波形発生器制御信号を発生するステップと、波形発生器制御信号に少なくとも部分的に基づいて液滴制御信号を供給するステップと、を備える方法が開示される。電子作動可能な素子は、圧電素子であってもよい。
【００１６】
[00016]  一実施形態の別の一態様によれば、液体ターゲット材料の流れを、ＥＵＶ放射を発生させるためのシステム内の照射領域に送出するように適合された液滴発生器の伝達関数を決定及び使用する方法が開示され、この方法は、液滴発生器からプラズマ発生システムのためにターゲット材料の流れを提供するステップと、制御信号を発生するステップと、液滴発生器に機械的に連結された電子作動可能な素子に制御信号を印加して流れの中に速度摂動を導入するステップと、速度振幅を決定するステップと、速度振幅と制御信号とに少なくとも部分的に基づいて液滴発生器の伝達関数を決定するステップと、決定された伝達関数を使用して液滴発生器を制御するステップと、を備える。
【００１７】
[00017]  一実施形態の別の一態様によれば、液体ターゲット材料の流れを、ＥＵＶ放射を発生させるためのシステム内の照射領域に送出するように適合された液滴発生器を制御する方法が開示され、この方法は、液滴発生器からプラズマ発生システムのためにターゲット材料の流れを提供するステップと、制御信号を発生するステップと、その制御信号を液滴発生器に機械的に連結された電子作動可能な素子に印加することによって流れの中に速度摂動を導入するステップと、流れの中の液滴が完全には合体していない点で流れを観察するステップと、観察するステップの結果に少なくとも部分的に基づいて制御信号を修正するステップと、を備える。
【００１８】
[00018]  一実施形態の別の一態様によれば、ＥＵＶ放射を発生させるためのシステム内の液滴発生器によって生成された液体ターゲット材料の液滴の流れの合体長さを推定する方法が開示され、この方法は、液滴発生器からプラズマ発生システムのためにターゲット材料の流れを提供するステップと、制御信号を発生するステップと、その制御信号を液滴発生器に機械的に連結された電子作動可能な素子に印加することによって流れの中に速度摂動を導入するステップと、流れの中の液滴が完全には合体していない点で流れを観察して液滴信号を生成するステップと、液滴信号のピーク間の距離に少なくとも部分的に基づいて合体長さを推定するステップと、を備える。推定された合体長さは、その後、液滴発生器の動作を制御するために用いられ得る。
【００１９】
[00019]  一実施形態の別の一態様によれば、液体ターゲット材料の流れを、ＥＵＶ放射を発生させるためのシステム内の照射領域に送出するように適合された液滴発生器の状態を評価する方法が開示され、この方法は、液滴発生器からプラズマ発生システムのためにターゲット材料の流れを提供するステップと、制御信号を発生するステップと、その制御信号を液滴発生器内のターゲット材料に機械的に連結された電子作動可能な素子に印加することによって流れの中に速度摂動を導入するステップと、流れの中の液滴が完全には合体していない点で流れを観察して液滴信号を生成するステップと、液滴信号に基づいて液滴発生器の状態を評価するステップと、を備える。
【００２０】
[00020]  本発明の別の実施形態、特徴、及び利点、並びに様々な実施形態の構造及び動作は、添付図面を参照して以下で詳しく記載される。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
[00021]  本明細書に組み込まれ本明細書の一部を形成する添付図面は、本発明の実施形態の方法及びシステムを、限定としてではなく例として説明する。図面は更に、詳細な説明と併せて、本明細書に提示されている方法及びシステムの原理を説明するように、また、当業者がこの方法及びシステムを作製し使用できるように機能する。図面中、同じ参照番号は同一の又は機能的に類似の要素を表す。
【００２２】
【図１】[00022]  露光デバイスと連結されたＥＵＶ光源の単純化された概略図である。
【図１Ａ】[00023]  ＬＰＰ  ＥＵＶ光照射器を有するＥＵＶ光源を含む装置の単純化された模式図である。
【図２】[00024]  ＥＵＶ光源の液滴発生サブシステムの模式図である。
【図３】[00025]  オリフィスを出ていく流れの中に擾乱を作り出すために１つ以上の電子作動可能な素子を流体と連結させる技術を図示する。
【図３Ａ】[00025]  オリフィスを出ていく流れの中に擾乱を作り出すために１つ以上の電子作動可能な素子を流体と連結させる技術を図示する。
【図３Ｂ】[00025]  オリフィスを出ていく流れの中に擾乱を作り出すために１つ以上の電子作動可能な素子を流体と連結させる技術を図示する。
【図３Ｃ】[00025]  オリフィスを出ていく流れの中に擾乱を作り出すために１つ以上の電子作動可能な素子を流体と連結させる技術を図示する。
【図４】[00025]  オリフィスを出ていく流れの中に擾乱を作り出すために１つ以上の電子作動可能な素子を流体と連結させる技術を図示する。
【図５】[00025]  オリフィスを出ていく流れの中に擾乱を作り出すために１つ以上の電子作動可能な素子を流体と連結させる技術を図示する。
【図６】[00026]  液滴流における合体の状態を示す図である。
【図７】[00027]  一実施形態の一態様に従って用いられ得るような合成波形のグラフである。
【図８】[00028]  一実施形態の一態様に従って用いられ得るようなフィードバックを備える液滴発生システムの図である。
【図９】[00029]  一実施形態の一態様に従って用いられ得るようなフィードバックを備える液滴発生システムの図である。
【図１０Ａ】[00030]  一実施形態の一態様による、考えられる液滴信号を示す図である。
【図１０Ｂ】[00030]  一実施形態の一態様による、考えられる液滴信号を示す図である。
【図１１】[00031]  一実施形態の一態様による合体長さを推定する方法を示すフローチャートである。
【図１２】[00032]  一実施形態の別の一態様による液滴発生器の伝達関数を決定する方法を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
[00033]  本発明の更なる特徴及び利点、並びに本発明の様々な実施形態の構造及び動作を、添付図面を参照し、以下において詳細に説明する。なお、本発明は、本明細書に記載される具体的な実施形態に限定されない。そのような実施形態は、例示のみを目的として本明細書中に提示される。本明細書に含まれる教示に基づいて、当業者には、追加的な実施形態が明らかであろう。
【００２４】
[00034]  次に、図面を参照して様々な実施形態を記載する。全文を通じて、同じ参照番号は同じ要素を参照して用いられる。以下の記載においては、説明の目的で、１つ以上の実施形態の完全な理解を促進するために、多くの具体的詳細が述べられる。もっとも、いくつかの又は全ての場合において、後述するいずれの実施形態も、後述する具体的な設計詳細を採用することなく実行可能であることは明らかであろう。他の場合においては、１つ以上の実施形態の記載を容易にするために、周知の構造及びデバイスがブロック図の形で示される。以下では、１つ以上の実施形態の簡易化した概要を提示して、それらの実施形態の基本的な理解を提供する。この要約は、考えられる全ての実施形態の広範な概観ではない。また、全ての実施形態の鍵となる要素又は重大な要素を特定することや、いずれか又は全ての実施形態の範囲を詳細に描写することを意図するものではない。
【００２５】
[00035]  しかしながら、そのような実施形態をより詳細に記載する前に、本発明の実施形態が実施され得る例示的な環境を提示することは有益である。以下の記載及び特許請求の範囲においては、「上（up）」、「下（down)」、「上（top）」、「下（bottom）」、「垂直（vertical）」、「水平（horizontal）」及び同様の用語が使用され得る。これらの用語は、相対的な配向を示すことのみを意図されたものであり、重力に対する配向を示すことは意図されていない。
【００２６】
[00036]  まず図１を参照すると、全体として１０’’と指定されたＥＵＶフォトリソグラフィ装置の一例の選択された部分の単純化された概略断面図が示されている。装置１０’’は、例えば、レジスト被覆ウェーハなどの基板１１をＥＵＶ光のパターン付与されたビームで露光するために用いられ得る。装置１０’’には、ＥＵＶ光を利用する露光デバイス１２’’（例えば、ステッパ、スキャナ、ステップアンドスキャンシステム、直接書き込みシステム、コンタクトマスク及び／又は近接マスクを用いるデバイス等のような、集積回路リソグラフィツール）が設けられてもよく、これは例えば、レチクルのようなパターニング光学素子１３ｃをＥＵＶ光のビームで照明してパターン付与されたビームを生成するための１つ以上の光学素子１３ａ，ｂと、そのパターン付与されたビームを基板１１上に投影する１つ以上の縮小投影光学素子１３ｄ，１３ｅと、を有する。基板１１とパターニング手段１３ｃとの間に制御された相対移動を発生させる機械的アセンブリ（図示しない）が設けられてもよい。図１に更に示されるように、装置１０’’は、チャンバ２６’’内でＥＵＶ光を放出するＥＵＶ光照射器２２を含むＥＵＶ光源２０’’を含んでいてもよく、ＥＵＶ光は、基板１１を照射するべく、光学素子２４によって露光デバイス１２’’内への経路に沿って反射される。照明システムは、放射を誘導し、整形し、又は制御するための、屈折型、反射型、電磁型、静電型、又はその他のタイプの光学コンポーネント、あるいはそれらの任意の組み合わせなど、様々なタイプの光学コンポーネントを含むことができる。
【００２７】
[00037]  本明細書において用いられる場合、「光学素子」という用語及びその派生語は、入射光を反射し及び／又は透過し及び／又は入射光に作用する１つ以上のコンポーネントを含み且つ必ずしもそれに限定されないものとして幅広く解釈されることが意図されており、１つ以上のレンズ、窓、フィルタ、くさび、プリズム、グリズム、格子、伝送ファイバ、エタロン、ディフューザ、ホモジナイザ、ディテクタ及び他の器具コンポーネント、アパーチャ、アキシコン、並びに多層ミラー、近法線入射ミラー、かすめ入射ミラー、鏡面リフレクタ、拡散リフレクタ、及びこれらの組み合わせを含むミラーを含むがこれらに限定されない。また、特に別の指定がなければ、「光学素子」という用語もその派生語も、本明細書において用いられる場合、ＥＵＶ出力光波長、照射レーザ波長、メトロロジ（計測）に適した波長、若しくは何らかの他の特定の波長といった、１つ以上の特定の波長範囲内においてのみ又はその範囲内で有利に動作するコンポーネントに限定されることが意図されている。
【００２８】
[00038]  図１Ａは、ＬＰＰ  ＥＵＶ光照射器を有するＥＵＶ光源２０を含む装置１０’’の具体的な一例を図示している。図示するように、ＥＵＶ光源２０は、一連の光パルスを発生させると共にその光パルスを光源チャンバ２６内へと送出するシステム２１を含んでいてもよい。装置１０に関しては、光パルスは、１つ以上のビームパスに沿ってシステム２１からチャンバ２６内へと進み、照射領域４８でソース材料を照明して、露光デバイス１２内での基板露光のためのＥＵＶ光出力を生成し得る。
【００２９】
[00039]  図１Ａに示されるレーザシステム２１における使用に適当なレーザは、例えばＤＣ励起又はＲＦ励起によって約９．３μｍ又は１０．６μｍの放射を生成し、例えば１０ｋＷ以上の比較的高い電力及び例えば５０ｋＨｚ以上の高いパルス繰り返し数で動作する、例えばパルスガス放電ＣＯ２レーザデバイスのようなパルスレーザデバイスを含み得る。特定の一実装形態においては、レーザは、多段増幅による発振器−アンプ構成（例えばマスタ発振器／電力増幅器（ＭＯＰＡ）又は電力発振器／電力増幅器（ＰＯＰＡ））を有すると共に、例えば１００ｋＨｚ動作が可能な比較的低いエネルギ及び高い繰り返し数でＱスイッチ式発振器によって開始されるシードパルスを有する、軸流ＲＦポンプＣＯ２レーザであってもよい。発振器から、レーザパルスはその後、照射領域４８に到達する前に、増幅され、整形され、及び／又は合焦され得る。連続励起ＣＯ２増幅器をレーザシステム２１に使用してもよい。代替的には、レーザは、液滴が光学キャビティの１つのミラーとして機能する、所謂「自己ターゲット式」レーザシステムとして構成されてもよい。
【００３０】
[00040]  用途によっては、例えば、高電力及び高パルス繰り返し数で動作するエキシマレーザ又は分子フッ素レーザなど、他のタイプのレーザも適当であろう。他の例は、例えばファイバ、ロッド、スラブ、又はディスク形状の活性媒体を有する固体レーザ、１つ以上のチャンバ、例えば１つの発振器チャンバ及び１つ以上の増幅チャンバ（増幅チャンバは並列又は直列）を有する他のレーザアーキテクチャ、マスタ発振器／電力発振器（ＭＯＰＯ）配置、マスタ発振器／電力リング増幅器（ＭＯＰＲＡ）配置を含み、あるいは、１つ以上のエキシマ、分子フッ素又はＣＯ２増幅器又は発振器チャンバをシードする固体レーザが適当であろう。他の設計も適当であり得る。
【００３１】
[00041]  場合によっては、ソース材料は、まずプリパルスによって照射され、その後メインパルスによって照射されてもよい。プリパルスシード及びメインパルスシードは、単一の発振器によって発生されてもよく、又は２つの別々の発振器によって発生されてもよい。設定によっては、プリパルスシード及びメインパルスシードの両方を増幅するために、１つ以上の共通の増幅器が用いられてもよい。他の配置では、プリパルスシード及びメインパルスシードを増幅するために、別々の増幅器が用いられてもよい。
【００３２】
[00042]  図１Ａは、装置１０が、レーザ源システム２１と照射サイト４８との間でビームの拡大、操縦、及び／又は合焦などのビーム調節を行う１つ以上の光学素子を有するビーム調節ユニット５０を含み得ることも示している。例えば、１つ以上のミラー、プリズム、レンズ等を含み得る操縦システムが、レーザ焦点をチャンバ２６内の異なる場所へと操縦するように提供及び配置されてもよい。例えば、操縦システムは、第１の平面ミラーであってその第１のミラーを独立して二次元で移動させ得るチップチルトアクチュエータに搭載されたものと、第２の平面ミラーであってその第２のミラーを独立して二次元で移動させ得るチップチルトアクチュエータに搭載されたものと、を含んでいてもよい。この配置によれば、操縦システムは、ビーム伝搬（ビーム軸）の方向に略直交する方向で、焦点を制御可能に移動させ得る。
【００３３】
[00043]  ビーム調節ユニット５０は、ビームを照射サイト４８に合焦させると共にビーム軸に沿って焦点の位置を調整するための合焦アセンブリを含んでいてもよい。合焦アセンブリには合焦レンズ又は合焦ミラーなどの光学素子が用いられてもよく、これは、焦点をビーム軸に沿って移動させるべく、ビーム軸に沿った方向の移動のためのアクチュエータに連結される。
【００３４】
[00044]  図１Ａに更に示されるように、ＥＵＶ光源２０はソース材料送出システム９０も含んでいてもよく、このシステムは例えば、スズ液滴などのソース材料をチャンバ２６の内部の照射領域又は主焦点４８に送出し、そこで液滴がシステム２１からの光パルスと相互作用して、最終的にはプラズマを生成すると共にＥＵＶ放射を発生させ、露光デバイス１２内のレジスト被覆ウェーハなどの基板を露光させる。様々な液滴ディスペンサ構成及びそれらの相対的な利点に関する更なる詳細は、例えば、２０１１年１月１８日に交付され「Systems and Methods for Target Material Delivery in a Laser Produced Plasma EUV Light Source」と題された米国特許第７，８７２，２４５号明細書、２００８年７月２９日に交付され「Method and Apparatus For EUV Plasma Source Target Delivery」と題された米国特許第７，４０５，４１６号、及び２００８年５月１３日に交付され「LPP EUV Plasma Source Material Target Delivery System」と題された米国特許第７，３７２，０５６号に見出すことができる。各特許の内容は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【００３５】
[00045]  基板露光用のＥＵＶ光出力を生成するためのソース材料は、スズ、リチウム、キセノン、又はこれらの組み合わせを含む材料を含み得るが、必ずしもこれらに限定されない。ＥＵＶ放出元素、例えばスズ、リチウム、キセノン等は、液体小滴及び／又は液体小滴に含有された固体粒子の形をとり得る。例えば、元素スズは、純スズとして、例えばＳｎＢｒ４、ＳｎＢｒ２、ＳｎＨ４などのスズ化合物として、例えばスズ−ガリウム合金、スズ−インジウム合金、スズ−インジウム−ガリウム合金、又はこれらの組み合わせなどのスズ合金として、使用され得る。使用される材料に応じて、ソース材料は照射領域に、室温若しくは室温付近（例えばスズ合金、ＳｎＢｒ４）、高温（例えば純スズ）、又は室温を下回る温度（例えばＳｎＨ４）を含む様々な温度で提示されてもよく、場合によっては、例えばＳｎＢｒ４など、比較的揮発性であり得る。
【００３６】
[00046]  引き続き図１Ａを参照すると、装置１０はＥＵＶコントローラ６０も含んでいてもよい。装置はまた、システム２１内のデバイスを制御するためのドライブレーザ制御システム６５も含んでいてもよく、それによって、チャンバ２６内への送出のため及び／又はビーム調節ユニット５０内の光学素子の移動を制御するための光パルスを発生させる。装置１０は液滴位置検出システムも含んでいてもよく、このシステムは、例えば照射領域４８に対する１つ以上の液滴の位置を表す出力を提供する１つ以上の液滴イメージャ７０を含んでいてもよい。イメージャ７０はこの出力を液滴位置検出フィードバックシステム６２に提供してもよい。このシステムは、例えば、液滴の位置及び軌道を計算することができ、そこから、例えば１滴毎に又は平均して、液滴エラーを計算することができる。液滴エラーはその後、コントローラ６０への入力として提供されてもよく、コントローラは、例えば、位置、方向及び／又はタイミング補正信号をシステム２１に提供して、例えばチャンバ２６内の照射領域４８に送出されている光パルスの場所及び／又は集光力を変更するように、レーザトリガタイミングを制御し及び／又はビーム調節ユニット５０内の光学素子の移動を制御することができる。また、ＥＵＶ光源２０に関しては、ソース材料送出システム９０が、例えば、所望の照射領域４８に到達する液滴のエラーを補正するように放出点、初期の液滴流の方向、液滴放出タイミング及び／又は液滴変調を修正するべくコントローラ６０からの信号（実装形態によっては上述した液滴エラー又はそこから導き出される何らかの量を含み得る）に応答して動作可能な制御システムを有していてもよい。
【００３７】
[00047]  図１Ａを続けると、装置１０は、例えばモリブデン及びシリコンの交互の層と、場合によっては１つ以上の高温拡散バリア層、平滑化層、キャッピング層及び／又はエッチング停止層とによる段階的多層被覆を有する扁長楕円体（すなわち長軸を中心として回転される楕円形）の形をした反射面を有する近法線入射集光ミラーなどの光学素子２４’’も含み得る。図１Ａは、光学素子２４’’が、システム２１によって発生された光パルスが通過して照射領域４８に到達することを可能にするためのアパーチャを備えて形成されていてもよいことを示す。図示するように、光学素子２４’’は、例えば、照射領域４８内又はその付近に第１焦点を有し所謂中間領域４０に第２の焦点を有する扁長楕円体ミラーであってもよく、ＥＵＶ光は中間領域でＥＵＶ光源２０から出力され、ＥＵＶ光を利用する露光デバイス、例えば集積回路リソグラフィツールに入力され得る。ＥＵＶ光を利用するデバイスへのその後の送出のために光を収集し中間位置に誘導するために、扁長楕円体ミラーに代えて他の光学素子が用いられてもよいことが理解されなければならない。
【００３８】
[00048]  水素、ヘリウム、アルゴン又はこれらの組み合わせなどのバッファガスが、チャンバ２６内に導入され、補充され及び／又はそこから除去されてもよい。バッファガスは、プラズマ放電の間チャンバ２６内に存在していてもよく、プラズマによって作り出されたイオンを遅くして光学素子の劣化を低減し及び／又はプラズマ効率を高めるように作用し得る。代替的には、高速イオン損傷を低減するために、（図示しない）磁界及び／又は電界が単独で又はバッファガスと組み合わせて用いられてもよい。
【００３９】
[00049]  図２は、液滴発生システムをより詳細に図示する。ソース材料送出システム９０は、チャンバ２６内の照射サイト／主焦点４８に液滴を送出する。波形発生器２３０は、液滴流中に速度摂動を引き起こす液滴発生器９０内の電子作動可能な素子に駆動波形を提供する。波形発生器は、データ処理モジュール２５２からのデータに少なくとも部分的に基づいて、コントローラ２５０の制御下で動作する。データ処理モジュールは１つ以上のディテクタからデータを受信する。図示する例においては、ディテクタは、カメラ２５４及びフォトダイオード２５６を含む。液滴は１つ以上のレーザ２５８によって照明される。この典型的な配置においては、ディテクタは、流れの中の、合体が起こったと予期される点において、液滴を検出／撮像する。また、ディテクタ及びレーザは、真空チャンバ２６の外部に配置され、真空チャンバ２６の壁の窓を通して流れを観察する。
【００４０】
[00050]  図３は、簡略化された液滴源９２のコンポーネントを概略的な形式で図示する。同図に示されるように、液滴源９２は、流体、例えば溶融スズを圧力下に保持するリザーバ９４を含んでいてもよい。同じく図示するように、リザーバ９４はオリフィス９８を備えて形成されていてもよく、加圧流体９６がそのオリフィスを通って流れ、後に複数の液滴１０２ａ，ｂに分裂する連続流１００を確立することを可能にしている。
【００４１】
[00051]  システムは、１つ以上のレーザを用いて液滴流を照明すると共に、１つ以上のディテクタ（例えば、１つ以上のカメラ、フォトダイオード、又はこれらの何らかの組み合わせ）を用いて液滴がレーザビームを通過する際の液滴の光応答を測定する。そのような設計においては、レーザ及びディテクタは真空容器の外部に位置している。つまり、レーザビームは液滴流に正確に投影されなければならず、液滴光応答は遠隔光学素子によって撮像されなければならない。このことは、測定の正確性及び解像度に限定を課すと共に、このメトロロジが用いられ得る手法を限定する。
【００４２】
[00052]  既に述べたように、このシステムは、液滴が主焦点の付近で合体しているか（又はしていないか）を確立するために用いられ得る。液滴が合体していない場合には、合体を保証するように液滴発生器の動作パラメータが調節される。しかしながら、概して、このプロセスは、ドライブレーザがオフにされたときにのみ実行され得るものであり、潜在的に有意なマシンダウンタイムをもたらす。プラズマを生成しながら液滴発生器信号を調整できるのが有利であろう。また、液滴発生器の保守の計画及び液滴発生器の寿命の予測に用いられ得る液滴発生器性能のインライン測定を取得できるのも有利であろう。液滴発生器の性能は経時的に変化することが示されている。開始時には理想的な信号が、数時間後にはサテライト滴になってしまうかもしれない。そのような場合、ドライブレーザは液滴をオフにし、駆動信号最適化が繰り返される。典型的には、これは毎日行われ、およそ１時間のダウンタイムを発生させる。
【００４３】
[00053]  図３は、液滴発生器９０の一部としての液滴源９２の考えられる構成を示す。液滴源９２は更に、流体９６と動作可能に連結された電子作動可能な素子１０４と、電子作動可能な素子１０４を駆動する信号発生器１０６と、を有する、流体中に擾乱を生成するサブシステムを含む。図３Ａから図３Ｃ，図４及び図５は、１つ以上の電子作動可能な素子が液滴を作り出すように流体と動作可能に連結され得る様々な手法を示す。図３Ａから始めると、流体が、圧力下のリザーバ１０８から、約０．２ｍｍから約０．８ｍｍの内径及び約１０ｍｍから５０ｍｍの長さを有する管１１０、例えば毛細管を通って流され、管１１０のオリフィス１１４を出てその後分裂し液滴１１６ａ，ｂになる連続流１１２を作り出す配置が示されている。図示するように、電子作動可能な素子１１８が管に連結されてもよい。例えば、電子作動可能な素子が、管１１０を偏向させて流れ１１２を妨げるように、管１１０に連結されてもよい。図３Ｂは、リザーバ１２０、管１２２、及び各々が管１２２をそれぞれの周波数で偏向させるように管１２２に連結された一対の電子作動可能な素子１２４，１２６を有する類似の配置を示す。図３Ｃは別のバリエーションを示し、ここでは、流体にオリフィス１３２を通過させて液滴１３６ａ，ｂに分裂する流れ１３４を作り出すように移動可能な板１２８がリザーバ１３０内に位置決めされている。図示するように、板１２８には力が印加されてもよく、１つ以上の電子作動可能な素子１３８が流れ１３４を妨げるように板に連結されてもよい。毛細管が図３Ｃに示される実施形態と共に用いられ得ることは理解されるべきである。
【００４４】
[00054]  図４は、流体が圧力下のリザーバ１４０から管１４２を通って流され、管１４２のオリフィス１４６を出てその後液滴１４８ａ，ｂに分裂する連続的な流れ１４４を作り出す、別のバリエーションを示す。図示するように、例えばリング形状又は円筒管形状を有する電子作動可能な素子１５０が、管１４２の周囲を囲むように位置決めされ得る。駆動されると、電子作動可能な素子１５０は、流れ１４４を妨げるために、管１４２を選択的に圧搾及び／又は非圧搾し得る。２つ以上の電子作動可能な素子がそれぞれの周波数で管１４２を選択的に圧搾するように採用され得ることは理解されるべきである。
【００４５】
[00055]  図５は、流体が圧力下のリザーバ１４０’から管１４２’を通って流され、管１４２’のオリフィス１４６’を出てその後液滴１４８ａ’，ｂ’に分裂する連続的な流れ１４４’を作り出す、別のバリエーションを示す。図示するように、例えばリング形状を有する電子作動可能な素子１５０ａが、管１４２’の周囲を囲むように位置決めされ得る。駆動されると、電子作動可能な素子１５０ａは、流れ１４４’を妨げると共に液滴を生成するために、管１４２’を選択的に圧搾し得る。図５は、例えばリング形状を有する第２の電子作動可能な素子１５０ｂが、管１４２’の周囲を囲むように位置決めされ得ることも示している。駆動されると、電子作動可能な素子１５０ｂは、流れ１４４’を妨げると共に汚染物をオリフィス１５２から除去するために、管１４２’を選択的に圧搾し得る。図示される実施形態に関しては、電子作動可能な要素１５０ａ及び１５０ｂは、同一の信号発生器によって駆動されてもよく、又は異なる信号発生器が用いられてもよい。後述するように、異なる波形振幅、周期周波数及び／又は波形形状を有する波形を用いて電子作動可能な素子１５０ａを駆動して、ＥＵＶ出力用の液滴を生成してもよい。電子作動可能な素子は、異なる初期速度を有する液滴を発生させる擾乱を流体中に生成し、少なくともいくつかの隣接する液滴対を照射領域に到達する前に合体させる。初期微小液滴と合体した液滴との比は任意の数であり得、例えば約１０個の液滴から約５００個の液滴までの範囲内である。
【００４６】
[00056]  したがって、分裂／合体プロセスの制御は、液滴を、液滴が照射領域に到達する前に十分に合体するように及び合体した液滴を照射するために用いられるレーザのパルスレートに対応する周波数を有するように制御することを伴う。レイリー分裂微小液滴の、レーザパルスレートに対応する周波数の完全に合体した液滴への合体プロセスを制御するために、複数の電圧及び複数の周波数正弦波波形の線形重畳からなる設計者合成波形が、電子作動可能な素子に供給されてもよい。制御システムは、別々の正弦波のみを使用して、スペクトル成分毎の位相が個々に調整されることを可能にし得る。波形は、電圧又は電流信号として定義されてもよい。
【００４７】
[00057]  オンアクシス液滴速度プロファイルは、液滴流を合体の下流の固定位置で撮像することによって得られ、液滴発生／合体プロセスを制御するためのフィードバックとして用いられる。撮像の形態としては、光バリアを用いて液滴経路を時間的に分解し、この情報から液滴合体パターンを再構築することが可能である。
【００４８】
[00058]  微小液滴とサブ合体した（subcoalesced）液滴との合体は、液滴発生器の電子作動可能なアクチュエータ上の周期的な電気駆動信号によって制御される。この信号は、ソース動作の間、自動的に監視される。交差間隔とＤＦＣデータに基づいて、最良の動作点が選択され得る。選択された信号は液滴発生器に印加され、プリパルス及びドライブレーザは最適なプラズマ状態に最適化される。
【００４９】
[00059]  設計者波形の使用は、ユーザが、完全に合体した液滴の下流の固定点における撮像メトロロジからのフィードバックを用いて、ユーザ指定の周波数で特定の液滴合体長さを目標とすることを可能にする。設計者波形の１つの形態は、（１）レーザパルスレートに略等しい基本周波数の正弦波と、（２）一組のより高い周波数の正弦波波形と、で構成されていてもよい。より高い周波数の波形はすべて、基本周波数の高調波である。すなわち、基本周波数の倍数である。また、設計者波形の使用は、オンアクシスのターゲット材料流の速度摂動／プロファイルのノズルの伝達関数の決定も可能にし、これはひいては電子作動可能な素子を駆動する設計者波形のパラメータを最適化するために用いられ得る。
【００５０】
[00060]  液滴合体プロセス全体が、複数のサブ合体（subcoalescence）ステップ又はノズルからの距離の関数として展開するレジームの連続であると見なされてもよい。これは図６に示されている。例えば、第１のレジーム１６１において、つまりターゲット材料が最初にオリフィス又はノズルを出ていくとき、ターゲット材料は速度摂動された層状流体ジェットの形態である。第２のレジーム１６２において、流体ジェットは様々な速度を有する一連の微小液滴１６４に分裂する。飛行の時間又はノズルからの距離で測定された第３のレジーム１６３において、微小液滴は、合体し、サブ合体した液滴１６５と称される、互いに対して様々な速度を有する中間サイズの液滴になる。第４のレジーム１６６において、サブ合体した液滴は、合体して、所望の最終的なサイズを有する液滴、すなわち完全に合体した液滴１６８になる。サブ合体ステップの数は可変である。ノズル出口１６９から液滴が最終的な合体状態に達する点までの距離は、合体距離又は合体長さ１７０である。理想的には、液滴の合体距離１７０は可能な限り短い。液滴は、合体してより大きな液滴になると、水素流及びイオン衝撃などのソース条件の影響を受けにくくなる。
【００５１】
[00061]  既に述べたように、完全合体が達成されなければ、液滴流は、サテライト滴又はマイクロサテライトと称される、より小さな液滴を含むであろう。サテライト滴の存在は、例えば、液滴検出モジュール（ＤＤＭ）の使用、交差間隔、ＤＦＣといったいくつかの方法のうちいずれか１つ又はこれらの組み合わせによって、あるいはＥＵＶ信号の変化を監視することを通じてさえ、検出可能である。液滴流を監視するシステム及び方法は、例えば、２０１６年１月１９日に交付され「System and Method for Controlling Droplet Timing in an LPP EUV Light Source」と題された米国特許第９，２４１，３９５号明細書に開示されている。同特許の全内容は参照により本明細書に組み込まれる。そのようなメトロロジは、典型的には、液滴がどこで及びいつ主焦点にあるのか及びプラズマの品質を決定するために用いられ、したがって精査位置（probing location）はプラズマ位置にあるか、又はプラズマ位置に非常に近接していて、典型的にはノズル出口から約３０ｃｍから約４０ｃｍ離れたところにある。この距離でサテライトを検出するのは困難である。なぜなら、これらの未合体液滴を検出するためのメトロロジは、例えば、半メートル離れてソース容器の壁にあるかもしれず、サテライトは容器フローによって視野の外に吹き飛ばされるかもしれないからである。
【００５２】
[00062]  例えばチャンバの外部など、ある距離で配置されたセンサによれば、これは、４ミクロン程度のサイズを有する微小液滴を、ノズルから約４０ｃｍ離れた距離で、小さな関心領域に合焦されると共に２７ミクロン程度のサイズを有する完全に合体した液滴を検出するように調整された光ディテクタを用いて観察しようとすることである。また、チャンバ内の優勢なガス流、例えばコーンフローに由来する短手方向の「横風」は、これらのマイクロサテライトを大きな容積全体に広げ得る。メトロロジを、ノズルにもっと接近した、液滴がまだ合体していないところに設置すると、マイクロサテライトを、その展開において広がりがより小さい点で観察及び検出することができ、マイクロサテライトのすべてを検出することがより容易になる。この場所における測定は、合体プロセスの制御及び最適化を可能にする。
【００５３】
[00063]  次に、設計者波形の一例のいくつかの特徴を、図７に関連して説明する。図７の上側の波形は、概して液滴を蒸発させるために用いられるレーザのパルスレートと同一の又はそうでなければこれに関連した周波数を有する、基本波形である。この例では、基本波形は正弦波である。図７の下側の波形は、概して基本波形の周波数の整数倍の周波数を有する、より高い周波数波形である。任意の周期波が用いられ得る。この例では、より高い周波数波形は一連の三角形のスパイクである。これらの２つの波形は、合成波形を得るために重畳される。サブ合体の波形は、サブ合体周波数も含み得る、サブ合体周波数の高調波の重畳である。
【００５４】
[00064]  液滴発生器能力の測定を強化する１つの手法は、液滴発生をより綿密に観察するように真空チャンバ内に配置されたディテクタを提供することによって液滴発生をより直接的に観察するための手法を提供するというものである。これらのディテクタは、チャンバの外部に位置決めされたディテクタに加えて又は代えて用いられてもよい。これらのインシチュ（in situ)のディテクタは、リアルタイム高解像度フィードバックと液滴発生器の動作に対する制御とを提供する。これらのディテクタは、他の場合にはパラメータを識別するために用いられ結果としてサテライト滴なしに完全に合体した液滴をもたらすマシンダウンタイムを低減させる能力を提供する。サテライト滴の最小化は、ひいてはオンアクシスサテライト滴の存在に起因するドーズ安定性エラー及びオンアクシスサテライト滴の存在に起因するコレクタ寿命問題を軽減する。インシチュのディテクタは、液滴発生器の突然の予期せぬ交換の必要に起因する予定外のダウンタイムを低減させるのにも役立ち得る。
【００５５】
[00065]  より正確な測定の可能性を提供するために、メトロロジはノズル出口に比較的近接して設置されてもよい。メトロロジは、ノズル出口の後、約０．５ｃｍから約５ｃｍの間の場所で液滴パターンを検知するように配置される。この場所では、合体プロセスが依然として進行中であり、現在の液滴性能についての有用な情報がセンサ位置への液滴到達時刻から抽出され得る。液滴はディテクタを通過する。例えば、ディテクタは集束レーザカーテン（focused laser curtain）であってもよく、その場合、液滴は液滴断面積に比例する光の量を反射する。反射された光の一部は光学素子によって収集され、例えば高サンプリングレートのフォトダイオードによって、時間信号に変換される。焦点が狭い場合の別の一例は、液滴が通過するときにレーザカーテンの減光（extinction）を用いるというものである。この焦点の場所が小さな３Ｄ容積内で制御可能であれば、メトロロジは、液滴流の位置を検知するためにも用いることができ、液滴発生器操縦システムのための詳細な情報を提供する。反射ピークの振幅及び相対位置は、現在の合体プロセスについて、及び現在の液滴発生器の性能レベルについての量的な情報を与える。
【００５６】
[00066]  次に図８を参照すると、ノズル２２０の毛細管２１０の周りに位置決めされた電子作動可能な素子２００が示されている。電子作動可能な素子２００は、波形発生器２３０からの電気エネルギを変換して毛細管２１０に変動圧力を印加する。これは、ノズル２２０を出ていく溶融ターゲット材料２４０の流れ２４０に速度摂動を導入する。液滴は、レジーム内の、液滴が形成されているが完全には合体していない撮像点において、カメラ２５０によって撮像される。カメラが用いられる場合には、システムは光源も有するであろう。光源は、液滴を照明するように、又は液滴が光源によって生成されたビームを横切って進むときに個々の液滴によってブロックされるように、配置される。本明細書において、撮像とは、液滴の像を形成することと、液滴の有無の単なる二進表示との両方を包含する。撮像は、レジーム内の、液滴が形成されているが完全には合体していない撮像点における液滴流の速度プロファイルを発展させる（develop）。制御ユニット２６０は、カメラ２５０からの撮像データを用いてフィードバック信号を発生させて、任意の波発生器２３０の動作を制御する。制御ユニット２６０は、低周波数周期波とより高次の任意の周期波形との相対位相、並びに低周波数周期波の振幅及びより高次の任意の周期波形の振幅を、別のコントローラに由来し得る又はユーザ入力に基づき得る制御入力２６５に基づいて、制御することができる。
【００５７】
[00067]  一実施形態の一態様によるシステムの別の概念化が図９に示されている。図９のシステムにおいては、液滴検出は、レーザ３００及びフォトダイオード３１０からなるレーザカーテンによって実行される。レーザ３００からの光は、光ファイバ３０２によってチャンバ２６の内部に運ばれ、そこで液滴流を、液滴発生器９０の近くの点で、光学素子３０５を用いて照明する。液滴流から反射された光は、光ファイバ３１２によって運ばれ、光学素子３１５によってカメラ３１０に戻される。
【００５８】
[00068]  この光フィードバックは、主焦点でのプラズマ生成が継続する間、電子作動可能な素子に印加される電圧駆動信号を最適化する手順において用いられ得る。一例として、図１０Ａは、５００ｋＨｚの周波数の１つの液滴と２つのサテライト滴とを備える液滴に関して予期される時間信号を示す。完全に合体した液滴パターンは、周期毎に１つのガウスピーク４００からなるであろう。サテライトは、より小さなガウスピーク４１０を、主となる５００ｋＨｚのガウスピークに隣接して存在させる。例えば方形波信号であってもよい５００ｋＨｚ駆動信号のスペクトルコンテンツは、合体を達成するように調整され得る。
【００５９】
[00069]  センサは、サブ合体周波数を下回る周波数の伝達関数を決定するためにも用いられ得る。図１０Ｂは、サブ合体した液滴の流れの液滴速度が５０ｋＨｚ正弦曲線で変調された一例を示す。曲線４２０は全く摂動されていない液滴分布を示し、曲線４３０は５０ｋＨｚの正弦波摂動で摂動された０．２ｍ／ｓで進む液滴の分布を示し、曲線４４０は５０ｋＨｚの正弦波摂動で摂動された０．４ｍ／ｓで進む液滴の分布を示す。センサの場所で液滴の相対的な遅延時間を測定することによって、この速度は決定可能であり、そこから５０ｋＨｚの伝達関数を計算することができる。伝達関数は、ｍ／ｓ毎ボルトで与えられる。この伝達関数測定を、１００ｋＨｚ及び１５０ｋＨｚなど５０ｋＨｚの他の高調波についても行うことによって、最適な波形が信号発生器の所与の電圧バジェットで最小の合体距離を達成するように構成され得る。
【００６０】
[00070]  一度サブ合体が確保されると、より低い周波数を重畳して５００ｋＨｚの微小液滴を接近移動させることができる。この例では、５０ｋＨｚの信号を用いて５００ｋＨｚの液滴の合体を制御する。メトロロジの場所では、合体はまだ起きていない。（合体プロセスはノズルで始まり、オリフィス出口から流体流の一部が互いに向かって既に相対的に移動している。）しかしながら、ピークの相対的な間隔に基づいて、合体長さを推定することができる。そのようにする方法が図１１に示されている。ステップＳ５０において、流れが開始される。ステップＳ５２において、駆動信号が液滴発生器に印加される。ステップＳ５６において、流れは、合体の上流、つまり完全合体の上流で観察される。ステップＳ５８において、流れの観察から発生した信号のピーク間の間隔が決定される。ステップＳ６０において、決定された間隔に基づいて合体長さが推定される。この決定された合体長さは、その後、例えば、液滴発生器の動作を特徴付け、制御し、及び／又は最適化するために用いられ得る。
【００６１】
[00071]  ５０ｋＨｚの速度振幅も決定することができる。これにより、印加電圧と組み合わせて、５０ｋＨｚの液滴発生器の伝達関数（ｍ／ｓ／毎Ｖ）がもたらされる。このプロセスを実行する方法が図１２に示されている。ステップＳ５０，Ｓ５２，及びＳ５６は上述の通りである。ステップＳ６０において、液滴の速度振幅が決定される。ステップＳ６４において、印加電圧が決定される。これらの決定された値は、ステップＳ６６において伝達関数を決定するために用いられる。この決定された伝達関数は、その後、例えば、液滴発生器の動作を特徴付け、制御し、及び／又は最適化するために用いられ得る。
【００６２】
[00072]  伝達関数は、特定の周波数の単位印加電圧あたりノズル出口で得られる速度摂動として定義されてもよい。検討されるノズル伝達関数については、電子作動可能な素子に印加される信号（周波数、規模、及び位相によって特徴付けられる）が入力であり、その一方で液体ジェットに課される速度摂動が出力である。合体長さは、サブ周波数を下回る周波数の正弦成分の速度振幅と共に変動する。より大きな正弦振幅は速度摂動の増大を意味し、したがって合体長さは短くなる。
【００６３】
[00073]  設計者波形はいくつかのパラメータによって特徴付けられ得る。パラメータの正確な数は、いくつかのチューニングパラメータを有し得る、より高い周波数の任意の周期波形の選択に応じて決まる。特徴付けるパラメータの中には、概して、正弦電圧、より高い周波数波形の電圧、及び相対位相が含まれるであろう。正弦電圧及び位相が合体長さを決定する一方で、上記で提示したように、より高い周波数の任意の周期波形の電圧は、低周波数液滴の速度ジッタを制御する。液滴の速度ジッタは液滴タイミングのばらつきをもたらす。典型的には、液滴タイミングのばらつきは、レーザパルスによる液滴の同期を可能にするために、限定されなければならない。
【００６４】
[00074]  インシチュ液滴発生器メトロロジは、液滴発生器出口での高解像度液滴検出を可能にする。高解像度を提供するために、メトロロジは、例えば、光ファイバを使用して試験レーザビーム及び検出信号を送出してもよい。そのようなメトロロジの利点は、液滴発生器の調整がダウンタイムなしに液滴発生器の動作中に実行され得るように、液滴発生器のインライン制御を含む。液滴発生器性能パラメータについてのリアルタイム量的フィードバックは、液滴発生器交換のタイミングを予測するために用いられ得る。また、プラズマ付近のオンアクシスサテライト滴の防止は、コレクタ寿命及びドーズ安定性を向上させる。合体プロセスはプラズマによって影響されるので、信号は、動作中にプラズマ生成によって調節できるのが有利である。また、合体長さに対する直接制御は、レーザを液滴オフにすること及び信号の新たな探索を行うことの必要を回避して、計画された及び計画外の保守ダウンタイムを効果的に削減する。
【００６５】
[00075]  上述の手順の使用はインサイチュのメトロロジと関連したものであったが、この手順は遠隔メトロロジ、すなわちチャンバの外部に位置する光源及び又はディテクタを備えたメトロロジによって集められたデータと共に用いられてもよいことが理解されるであろう。
【００６６】
[00076]  暗視野光ブリッジ（dark field light bridge）のようなディテクタの代わりに、カメラによって捕捉される液滴の像を形成するシステムも使用され得ることが理解されるであろう。これは、液滴の場所及び特徴について、より多くのデータを提供するであろう。
【００６７】
[00077]  本発明を、特定の機能及びそれらの関係の実装形態を説明する機能的なビルディングブロックの助けによって上述した。これらの機能的なビルディングブロックの境界は、本明細書においては説明の便宜のために任意に定義されている。特定の機能及びそれらの関係が適切に実施される限りは、代替的な境界が定義されてもよい。
【００６８】
[00078]  特定の実施形態に関する以上の説明は、本発明の全体的性質を十分に明らかにしているので、当該技術分野の知識を適用することにより、過度の実験をせず、本発明の全体的概念から逸脱することなく、このような特定の実施形態を容易に修正する、及び／又はこれらを様々な用途に適応させることができる。したがって、このような適応及び修正は、本明細書に提示された教示及び案内に基づき、開示された実施形態の同等物の意味及び範囲内に入るものとする。本明細書における表現又は用語は限定でなく説明のためのものであるので、本明細書の用語又は表現は、当業者によって教示及び案内の観点から解釈されるべきであることを理解されたい。本発明の幅及び範囲は、上述した例示的実施形態のいずれによっても限定されず、特許請求の範囲及びその同等物によってのみ規定されるものである。
【００６９】
[00079]  本発明の他の態様は、以下の番号を付した条項に記載する。
１．ターゲット材料の流れを真空チャンバ内の照射サイトに提供するように配置されたターゲット材料ディスペンサと、
ターゲット材料ディスペンサに機械的に連結されると共に液滴制御信号に基づいて流れの中に速度摂動を誘発するように配置された電子作動可能な素子と、
流れの中の液滴を、流れの中の、液滴が完全には合体していない点で観察するように、及び、液滴検出信号を発生するように配置されたディテクタと、
液滴検出信号を受信するように配置され、液滴検出信号に少なくとも部分的に基づいて波形発生器制御信号を発生するコントローラと、
電子作動可能な素子とコントローラとに電気的に連結された、波形発生器制御信号に少なくとも部分的に基づいて液滴制御信号を供給する波形発生器と、
を備える、装置。
２．電子作動可能な素子は圧電素子である、条項１に記載の装置。
３．ターゲット材料の流れを真空チャンバ内の照射サイトに提供するように配置されたターゲット材料ディスペンサと、
ターゲット材料ディスペンサに機械的に連結されると共に液滴制御信号に基づいて流れの中に速度摂動を誘発するように配置された電子作動可能な素子と、
流れの中の液滴を、流れの中の、液滴が完全には合体していない点で観察するように、及び、液滴検出信号を発生するように配置されたディテクタであって、照光源と感光性センサとを備え、感光性センサは真空チャンバ内に配置された少なくとも１つの光学素子を備える、ディテクタと、
液滴検出信号を受信するように配置され、液滴検出信号に少なくとも部分的に基づいて波形発生器制御信号を発生するコントローラと、
電子作動可能な素子とコントローラとに電気的に連結された、波形発生器制御信号に少なくとも部分的に基づいて液滴制御信号を供給する波形発生器と、
を備える、装置。
４．電子作動可能な素子は圧電素子である、条項３に記載の装置。
５．感光性センサはカメラを備える、条項３に記載の装置。
６．感光性センサはフォトダイオードを備える、条項３に記載の装置。
７．感光性センサは、真空チャンバの外部に配置されたカメラ、真空チャンバ内に配置された光モジュール、及び光モジュールからの光をカメラに中継する光ファイバを備える、条項３に記載の装置。
８．感光性センサは、真空チャンバの外部に配置されたフォトダイオード、真空チャンバ内に配置された光モジュール、及び光モジュールからの光をフォトダイオードに中継する光ファイバを備える、条項３に記載の装置。
９．感光性センサは照光源を備える、条項３に記載の装置。
１０．感光性センサは、真空チャンバの外部に配置された照光源、真空チャンバ内に配置された光モジュール、及び照光源からの光を光モジュールに中継する光ファイバを備える、条項３に記載の装置。
１１．ターゲット材料ディスペンサを用いて真空チャンバ内の照射サイトにターゲット材料の流れを提供するステップであって、ターゲット材料ディスペンサは液滴制御信号に基づいて流れの中に速度摂動を誘発するように配置された電子作動可能な素子を備える、ステップと、
流れの中の液滴を、流れの中の、液滴が完全には合体していない点で観察すると共に液滴検出信号を発生するステップと、
液滴検出信号に少なくとも部分的に基づいて波形発生器制御信号を発生するステップと、
波形発生器制御信号に少なくとも部分的に基づいて液滴制御信号を供給するステップと、
を備える、方法。
１２．電子作動可能な素子は圧電素子である、条項１１に記載の方法。
１３．液体ターゲット材料の流れをＥＵＶ放射を発生させるためのシステム内の照射領域に送出するように適合された液滴発生器の伝達関数を決定及び使用する方法であって、
液滴発生器からプラズマ発生システムのためにターゲット材料の流れを提供するステップと、
制御信号を発生するステップと、
液滴発生器に機械的に連結された電子作動可能な素子に制御信号を印加して流れの中に速度摂動を導入するステップと、
速度振幅を決定するステップと、
速度振幅と制御信号とに少なくとも部分的に基づいて液滴発生器の伝達関数を決定するステップと、
決定された伝達関数を使用して液滴発生器を制御するステップと、
を備える、方法。
１４．液体ターゲット材料の流れをＥＵＶ放射を発生させるためのシステム内の照射領域に送出するように適合された液滴発生器を制御する方法であって、
液滴発生器からプラズマ発生システムのためにターゲット材料の流れを提供するステップと、
制御信号を発生するステップと、
制御信号を液滴発生器に機械的に連結された電子作動可能な素子に印加することによって流れの中に速度摂動を導入するステップと、
流れの中の液滴が完全には合体していない点で流れを観察するステップと、
観察するステップの結果に少なくとも部分的に基づいて制御信号を修正するステップと、
を備える、方法。
１５．ＥＵＶ放射を発生させるためのシステム内の液滴発生器によって生成された液体ターゲット材料の液滴の流れの合体長さを推定する方法であって、
液滴発生器からプラズマ発生システムのためにターゲット材料の流れを提供するステップと、
制御信号を発生するステップと、
制御信号を液滴発生器に機械的に連結された電子作動可能な素子に印加することによって流れの中に速度摂動を導入するステップと、
流れの中の液滴が完全には合体していない点で流れを観察して液滴信号を生成するステップと、
液滴信号のピーク間の距離に少なくとも部分的に基づいて合体長さを推定するステップと、
を備える、方法。
１６．合体長さを推定するステップの後に、推定された合体長さを用いて液滴発生器の動作を制御するステップを追加的に備える、条項１５に記載の方法。
１７．液体ターゲット材料の流れをＥＵＶ放射を発生させるためのシステム内の照射領域に送出するように適合された液滴発生器の状態を評価する方法であって、
液滴発生器からプラズマ発生システムのためにターゲット材料の流れを提供するステップと、
制御信号を発生するステップと、
制御信号を液滴発生器内のターゲット材料に機械的に連結された電子作動可能な素子に印加することによって流れの中に速度摂動を導入するステップと、
流れの中の液滴が完全には合体していない点で流れを観察して液滴信号を生成するステップと、
液滴信号に基づいて液滴発生器の状態を評価するステップと、
を備える、方法。
【図１】
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【図１Ａ】
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【図２】
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【図３】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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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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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１】
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【図１２】
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【国際調査報告】
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