(57)【要約】  ターゲット材料から作り出されて、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集光されて中間領域に誘導されるプラズマからのＥＵＶ光を供給する極紫外線（ＥＵＶ）光源を提供する。本発明は、ターゲット材料液滴、例えば、錫液滴の供給源と、照射領域で液滴を照射するビームを生成するレーザ、例えば、パルスＣＯ2レーザとを有し、かつプラズマがＥＵＶ放射線を生成するプラズマ発生システムを開示する。この装置に対しては、液滴源は、オリフィスを出る流体と、異なる初速を有する液滴を発生させて少なくとも一部の隣接する液滴対を照射領域に到達する前に互いに合体させる外乱を流体内に生成するサブシステムとを含むことができる。一実施例では、外乱は、周波数変調外乱波形を含むことができ、別の実施例では、外乱は、振幅変調外乱波形を含むことができる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
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み、プラズマがＥＵＶ放射線を生成するプラズマ発生システム、
を含み、
前記液滴源は、オリフィスを出る流体と、異なる初速を有する液滴を発生させて、前記照射領域に到達する前に少なくとも一部の隣接する液滴対を互いに合体させる外乱を該流体内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】
合体液滴に対する初期液滴の比が、２よりも大きい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、信号発生器と電気作動式要素を含むことを特徴とする請求項２に記載の装置。
【請求項４】
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５】
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６】
前記ターゲット材料は、錫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、毛細管を含み、前記外乱は、該毛細管を圧搾することによって前記流体内に作り出されることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項８】
前記レーザは、利得媒体を含み、該利得媒体は、ＣＯ2を含むことを特徴とする請求項７に記載の装置。
【請求項９】
前記電気作動式要素は、少なくとも１つの圧電性結晶を含むことを特徴とする請求項３に記載の装置。
【請求項１０】
前記外乱は、搬送波周波数を有する搬送波と、搬送波周波数低調波を含む周波数を有する変調波とを含むことを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項１１】
前記レーザは、パルス繰返し数を有するパルスレーザであり、前記外乱は、該パルス繰返し数に等しい変調周波数を有する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１２】
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み、プラズマがＥＵＶ放射線を生成するプラズマ発生システム、
を含み、
前記液滴源は、オリフィスを出る流体と、少なくとも２つの固有周波数を含む外乱を該流体内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１３】
前記サブシステムは、信号発生器と電気作動式要素を含むことを特徴とする請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
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１２に記載の装置。
【請求項１５】
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１２に記載の装置。
【請求項１６】
前記外乱は、搬送波周波数を有する搬送波と、搬送波周波数低調波を含む周波数を有する変調波とを含むことを特徴とする請求項１２に記載の装置。
【請求項１７】
前記レーザは、パルス繰返し数を有するパルスレーザであり、前記外乱は、該パルス繰返し数に等しい変調周波数を有する変調外乱波形を含むことを特徴とする請求項１２に記載の装置。
【請求項１８】
流体を強制的にオリフィスに通すための手段と、
第１の液滴が第２の液滴とは異なる初速を有して、照射領域に到達する前に該第１及び第２の液滴を互いに合体させる、第１の液滴及び第２の液滴を発生させるように前記流体に対して作動可能な手段と、
前記照射領域で前記液滴を照射してプラズマを形成するための手段と、
を含むことを特徴とする装置。
【請求項１９】
前記流体に対して作動可能な前記手段は、ある一定の初速を有する第３の液滴を発生させて、前記照射領域に到達する前に前記第１、第２、及び第３の液滴を互いに合体させることを特徴とする請求項１８に記載の装置。
【請求項２０】
前記流体に対して作動可能な前記手段は、複数の電気作動式要素を含むことを特徴とする請求項１８に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、２００７年７月１３日出願の「変調外乱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」という名称の米国特許出願出願番号第１１／８２７、８０３号に対する優先権を請求するものであり、また、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装置と」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光学要素」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、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（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で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０９／８４８、０４３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回収装置」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号とにも関連し、これらの特許の各々の内容全体は、本明細書において引用により組み込まれている。
本出願は、ターゲット材料から作り出されて、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集光されて中間領域に誘導されるプラズマからの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、例えば、約５０ｎｍ又はそれ未満の波長を有し、かつ約１３．５ｎｍの波長の光を含む電磁放射線（軟Ｘ線ということもある）は、基板、例えば、シリコンウェーハ内に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。
ＥＵＶ光を生成する方法は、以下に限定されるものではないが、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を含む。レーザ生成プラズマ（ＬＰＰ）いうことが多い１つのこのような方法においては、所要のプラズマは、所要の線放出元素を有するターゲット材料をレーザビームで照射することによって生成することができる。
【０００３】
１つの特定のＬＰＰ技術では、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を照射する。この点に関しては、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ある一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ある一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つの利点には、比較的高い変換効率、例えば、出力ＥＵＶ帯域内電力と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。
【０００４】
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蓄積することによって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作り出される。これらのイオンの脱励起及び再結合中に生成された高エネルギ放射線は、全方向にプラズマから放出される。１つの一般的な構成においては、近垂直入射ミラー（「集光ミラー」ということが多い）は、中間位置、例えば、焦点に光を集める、すなわち、誘導する（かつ一部の配置においては、集束させる）ようにプラズマから隔てて位置決めされる。集光された光は、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ているパルス集光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又はそれよりも大きい）で、比較的長期間にわたるタイミング及び位置に関して（すなわち、「ジッタ」が非常に小さく）高精度にかつ良好な反復性で、安定した液滴流を生成して照射部位に液滴を送出すべきである。
【０００５】
典型的なＬＰＰ構成においては、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進み、例えば、集束レーザビームによって照射される。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は、一般的に、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ことが可能な好ましくない副産物をプラズマチャンバで生成する。このデブリは、高エネルギイオン及びプラズマ形成による散乱デブリ、例えば、原材料の原子及び／又は塊／微細液滴）を含むことがある。そういう理由から、原材料のいわゆる「質量限定」液滴を用い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。「質量限定」液滴の使用により、結果として、原材料消費量低減になる場合がある。質量限定液滴をもたらす技術は、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。
【０００６】
真空チャンバ内で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（すなわち、液滴流内のその後の液滴）に接近する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との相互作用により、結果としてこれらの液滴に対しては、ＥＵＶ出力低下になる場合がある。この点に関しては、２００５年２月１５日にＳｈｉｅｌｄｓに付与され、かつ「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）では、液滴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特許で開示するように、不参加液滴（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参加液滴を保護する。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濁が増大する恐れもあり、及び／又はバッファ液滴の使用では、バッファ液滴を使用しなくても所要値より遥かに高い（例えば、２倍又はそれよりも大きい）周波数で液滴生成が必要である場合がある。それに反して、液滴間の間隔を増大させることができる場合、バッファ液滴の使用を低減又は排除することができる。すなわち、液滴のサイズ、間隔、及びタイミングの整合性（すなわち、ジッタ）は、ＬＰＰ−ＥＵＶ光源のための液滴発生器を設計する時に最優先で考慮すべき要素になる傾向がある。
【０００７】
液滴を発生させる１つの技術では、ターゲット材料、例えば、錫を溶融して、相対的に小径、例えば、５〜３０μｍのオリフィスを通じて強制的に高圧を掛ける。殆どの条件下では、オリフィスを出る流れ内の自然に発生する不安定性、例えば、ノイズは、流れを液滴に分解させることができ、これは、液滴をＬＰＰ駆動レーザの光パルスと同期させるためであり、不規則ノイズの振幅を超える振幅を有す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（又はその高調波）で外乱を印加することによって、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、外乱の印加は、正弦波波形、三角形波形、正方形波形、又はその均等物のような単一周波数の波形で電気作動式要素（圧電材料など）を駆動することによって行われている。
本明細書で使用する時、「電気作動式要素」という用語及び派生語は、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を意味し、かつ圧電材料、電歪材料、及び磁気歪材料を含むが、これらに限定されるものではない。
【０００８】
一般的に、単一周波数の非変調波形外乱印加に対しては、外乱周波数が減少する時に液滴間の距離が増大する（すなわち、圧力及オリフィス径のような他の要素が一定に保持される）。しかし、「変調電気信号により駆動される振動中のオリフィス発生器からの滴下形成」（Ｇ．Ｂｒｅｎｎ、Ｕ．Ｌａｃｋｅｒｍｅｉｅｒ共著、「ｐｈｙｓ．Ｆｌｕｉｄｓ」９、３６５８（１９９７年）、内容が本明細書において引用により組み込まれている）で開示するように、約０．３ｖ／（πｄ）未満の外乱周波数ついては、１つよりも多い液滴を外乱期間毎に発生させることができ、ここで、ｖは流れ速度であり、ｄは連続液体流の直径である。従って、約５０ｍ／ｓの流速での１０μｍ噴流に対しては、１つよりも多い滴下／周期を生成することができる計算周波数最小値は、約４８０ｋＨｚである（注：４０〜１０ｋＨｚの液滴繰返し数及び３０〜５０ｍ／ｓの速度がＬＰＰ−ＥＵＶ処理に対して望ましいであろうと目下仮定されている）。最終結果として、単一周波数の非変調波形外乱の印加に対しては、液滴間の間隔は基本的に限定されるので約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内の隣接液滴間に十分な距離を供給することが望ましいであろう。更に、間隔に関する制限は液滴流の直径に比例するので、かつ液滴のサイズの結果として、この制限は、比較的小さい質量限定液滴が望ましいＬＰＰ−ＥＵＶ光源のような用途においては特に厳しい可能性がある（上述の内容を参照されたい）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】米国特許出願出願番号第１１／８２７、８０３号
【特許文献２】米国特許出願出願番号第１１／３５８、９８８号
【特許文献３】米国特許出願出願番号第１１／０６７、１２４号
【特許文献４】米国特許出願出願番号第１１／１７４、４４３号
【特許文献５】米国特許出願出願番号第１１／３５８、９９２号
【特許文献６】米国特許出願出願番号第１１／１７４、２９９号
【特許文献７】米国特許出願出願番号第１１／４０６、２１６号
【特許文献８】米国特許出願出願番号第１１／５８０、４１４号
【特許文献９】米国特許出願出願番号第１１／６４４、１５３号
【特許文献１０】米国特許出願出願番号第１１／５０５、１７７号
【特許文献１１】米国特許出願出願番号第１１／４５２、５５８号
【特許文献１２】米国特許第６、９２８、０９３号
【特許文献１３】米国特許出願第１１／３９４、５１２号
【特許文献１４】米国特許出願第１１／１３８、００１号
【特許文献１５】米国特許第６、６９３、９３９号
【特許文献１６】米国特許出願第１０／１４１、２１６号
【特許文献１７】米国特許第６、６２５、１９１号
【特許文献１８】米国特許出願第１０／０１２、００２号
【特許文献１９】米国特許第６、５４９、５５１号
【特許文献２０】米国特許出願第０９／８４８、０４３号
【特許文献２１】米国特許第６、５６７、４５０号
【特許文献２２】米国特許出願第０９／９４３、３４３号
【特許文献２３】米国特許出願出願番号第１１／５０９、９２５号
【特許文献２４】米国特許第６、８５５、９４３号
【非特許文献】
【００１０】
【非特許文献１】Ｇ．Ｂｒｅｎｎ、Ｕ．Ｌａｃｋｅｒｍｅｉｅｒ共著「変調電気信号により駆動される振動中のオリフィス発生器からの滴下形成」、「ｐｈｙｓ．Ｆｌｕｉｄｓ」９、３６５８（１９９７年）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上記を念頭に置いて、本出願人は、変調外乱波形及び対応する使用法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光源を開示する。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
一態様では、ターゲット材料液滴の供給源、例えば、錫と、照射領域で液滴を照射するビームを生成するレーザ、例えば、プラズマＣＯ2レーザとを有するプラズマ発生システムを含むことができ、プラズマが、ＥＵＶ放射線を生成する装置を開示する。装置に対しては、液滴源は、オリフィスを出る流体と、異なる初速を有する液滴を発生させて少なくとも一部の隣接液滴対を照射領域に到達する前に互いに合体させる外乱を流体内に生成するサブシステムとを含むことができる。
【００１３】
この態様に対しては、初期液滴：合体液滴の比率は、２、３、４、又はそれよりも大きく、一部の場合では１０又はそれよりも大きいとすることができる。一実施形態では、サブシステムは、信号発生器と電気作動式要素を含むことができ、特定的な実施形態では、サブシステムは、毛細管を含み、外乱は、例えば、毛細管を圧搾することによって流体内で作り出すことができる。一実施例では、外乱は、周波数変調外乱波形を含むことができ、別の実施例では、外乱は、振幅変調外乱波形を含むことができる。
この態様の実施例では、外乱は、搬送波周波数を有する搬送波と搬送波周波数低調波を含む周波数を有する変調波とを含むことができる。この態様の特定的な実施形態では、レーザは、パルス繰返し数を有するパルスレーザとすることができ、外乱は、パルス繰返し数に等しい変調周波数を有する変調外乱波形を含むことができる。
【００１４】
別の態様では、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生成システムを含むことができ、プラズマが、ＥＵＶ放射線を生成する装置を開示する。この態様に対しては、液滴源は、オリフィスを出る流体と、流体内に外乱を生成するサブシステムとを含むことができ、外乱は、少なくとも２つの固有周波数を含む。
更に別の態様では、流体を強制的にオリフィスに通すための手段と、第１の液滴及び第２の液滴を発生させる流体に対して作動可能な手段とを含むことができ、第１の液滴が、第２の液滴より異なる初速を有し、第１及び第２の液滴が互いに合体され、更に、照射領域で液滴を照射してプラズマを形成するための手段を含むことができる装置を開示する。一実施例では、流体に対して作動可能な手段は、ある一定の初速を有する第３の液滴を発生させて、第１、第２、及び第３の液滴を照射領域に到達する前に互いに合体させる。一実施形態では、流体に対して作動可能な手段は、１つの電気作動式要素を含むことができ、別の実施形態では、流体に対して作動可能な手段は、複数の電気作動式要素を含むことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【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】簡素化した液滴源の概略図である。
【図２Ａ】電気作動式要素を流体に結合してオリフィスを出る流れに外乱を作り出すいくつかの異なる技術の１つを示す図である。
【図２Ｂ】電気作動式要素を流体に結合してオリフィスを出る流れに外乱を作り出すいくつかの異なる技術の１つを示す図である。
【図２Ｃ】電気作動式要素を流体に結合してオリフィスを出る流れに外乱を作り出すいくつかの異なる技術の１つを示す図である。
【図２Ｄ】電気作動式要素を流体に結合してオリフィスを出る流れに外乱を作り出すいくつかの異なる技術の１つを示す図である。
【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対して得られた錫液滴の写真である。
【図７】液滴対が照射領域に到達して１つの液滴にプラズマデブリからその後の液滴対を保護させ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、第１の液滴が光を自己誘導式レーザシステムに反射して第２の液滴を照射してＥＵＶ放出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。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
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に示し、かつ以下でより詳細に説明するように、ＬＰＰ光源２０は、一連の光パルスを生成してチャンバ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。以下で詳細するように、各光パルスは、システム２２からビーム路に沿って、かつチャンバ２６内に進んで照射領域２８でそれぞれのターゲット液滴を照明することができる。
【００１７】
図１に示す装置２２’としての使用に適切なレーザは、パルスレーザ装置、例えば、比較的高電力、例えば、１０ｋＷ又はそれよりも大きいもの及び高パルス繰返し数、例えば、５０ｋＨｚ又はそれよりも高いもので作動する、例えば、ＤＣ又はＲＦポンプ式で、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の「Ｑスイッチ式主発振器（ＭＯ）」により開始されてシードパルスを有する軸流ＲＦポンプ式ＣＯ2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、整形、及び集束させることができる。連続ポンプ式の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たものである。代替的に、レーザは、液滴が光学空洞の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たものである。
【００１８】
用途により、他の形式のレーザ、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である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、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）構成があるか、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供給する固体レーザが適切とすることができる。他のデザインも可能である。
【００１９】
図１に更に示すように、ＥＵＶ光源２０は、例えば、ターゲット領域２８までチャンバ２６の内部に原材料の液滴を送出する原材料供給システム２４を含むことができ、液滴は、１つ又はそれよりも多くの光パルス、例えば、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。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ものではない。ＥＵＶ放出元素、例えば、スズ、リチウム、キセノンなどは、液体液滴、及び／又は液体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２８に供給することができ、又は一部の場合には、比較的揮発性のもの、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号において示されており、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たものである。
【００２０】
引き続き図１に対しては、ＥＵＶ光源２０は、光学器械３０、例えば、モリブデン及びシリコンの交互層を有する漸変多層コーティングを有する長軸に対して直角に切断された楕円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２２によって生成された光パルスが照射領域２８を通過及び到達することを可能にする開口を有する構成にすることができる光学器械３０を示している。図示のように、光学器械３０は、例えば、照射領域２８に又はその近くに第１の焦点、及びＥＵＶ光を光源２０から出力して、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に第２の焦点を有する楕円ミラーとすることができる。他の光学器械は、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、光学器械は、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号である、２００６年８月１６日出願の「ＥＵＶ光学要素」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、本明細書において引用により組み込まれている。
【００２１】
引き続き図１を参照すると、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／又はレーザ装置を起動させることによってチャンバ２６内に送出する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、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６０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レーザ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２２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。
【００２２】
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、指向性などを含むことができる。ＥＵＶ光源２０に対しては、計器類は、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。
【００２３】
図１に更に示すように、ＥＵＶ光源２０は、例えば、液滴源９２からのターゲット物質の解放点を修正し、及び／又は液滴形成タイミングを修正するために、すなわち、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／又は液滴の発生をパルスレーザシステム２２と同期させるために、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。
【００２４】
図２は、概略図の形式で略示液滴源９２の構成要素を示している。図２に示すように、液滴源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を構成することができ、オリフィス９８により、加圧流体９８がオリフィスを通ることができ、その後に複数の液滴１０２ａ、ｂに分解する連続流１００が確立される。
【００２５】
引き続き図２に関して、更に示す液滴源９２は、流体９８と作動可能に結合した電気作動式要素１０４及び電気作動式要素１０４を駆動する信号発生器１０６を有する、流体で外乱を生成するサブシステムを含む。図２Ａ〜図２Ｄは、１つ又はそれよりも多くの電気作動式要素を流体と作動可能に結合して液滴を作り出す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、流体に圧力を掛けてリザーバ１０８から管１１０、例えば、約０．５〜０．８ｍｍの間の内径及び約１０〜５０ｍｍの長さを有する毛細管を通過させると、その後に液滴１１６ａ、ｂに分解する管１１０のオリフィス１１４を出る連続流１１２が作り出される。図示のように、電気作動式要素１１８は、管に結合することができる。例えば、電気作動式要素は、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対の電気作動式要素１２４、１２６を有する類似した構成を示している。図２Ｃは、板１２８が、流体を強制的にオリフィス１３２に通して液滴１３６ａ、ｂに分解する流れ１３４を作り出す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、力を板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作動式要素１３８を板に結合して流れ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、リザーバ１４０から強制的に流体を流して管１４２を通過させ、その後に液滴１４８ａ、ｂに分解する管１４２のオリフィス１４６を出る連続流１４４が作り出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作動式要素１５０を管１４２回りに位置決めすることができる。駆動された時、電気作動式要素１４２は、選択的に管１４２を圧搾して流れ１４４を乱すことができる。１つよりも多い電気作動式要素を使用してそれぞれの周波数で選択的に管１４２を圧搾することができることは認められるものとする。
【００２６】
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装置と」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号とに見ることができ、これらの各々の内容は、本明細書において引用により組み込まれている。
【００２７】
図３は、単一周波数の正弦波動外乱波形２０２（約０．３ｖ／（πｄ）を超える外乱周波数に対して）から生じる液滴２００のパターンを示している。外乱波形の各周期により液滴が生成され、得られる液滴は、１つの外乱波形波長により離間しているということを見ることができる。図３は、液滴は互いに合体しないが、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。
【００２８】
図４は、振幅変調外乱波形３０２から最初に生じる液滴３００のパターンを示しているが、しかし、振幅変調外乱波形３０２は、約０．３ｖ／（πｄ）を超える外乱周波数に限定されないという点で、上述の外乱波形２０２と異なっている。振幅変調波形外乱３０２は、２つの固有周波数、すなわち、比較的大きな周波数、例えば、波長λcに対応する搬送周波数、及び小さい方の周波数波長、例えば、λmに対応する変調周波数を含むという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は、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、得られる液滴は、１つの搬送波長λcにより離間していることを示している。図４は、液滴は互いに合体し、従って、より大きな液滴３０４の流れになり、各外乱波形期間の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。得られる合体液滴は、１つの変調波形λmにより離間しているということも見ることができる。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。
【００２９】
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、上述の外乱波形３０２と同様に、周波数変調外乱波形４０２は、０．３ｖ／（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つの固有周波数、すなわち、比較的大きな周波数、例えば、波長λcに対応する搬送周波数、及び小さい方の周波数波長、例えば、λmに対応する変調周波数を含むという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は、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に対応する外乱波形の各周期により液滴が生成され、得られる液滴は、１つの搬送波長λcにより離間していることを示している。図５は、液滴は互いに合体し。従って、より大きな液滴４４の流れになり、外乱波形の各期間の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。得られる合体液滴は、１つの変調波形λｍにより離間しているということも見ることができる。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。
【００３０】
図４及び図５は、２つの固有周波数を有する実施形態を示すと共にそれを説明しており、図４は、２つの固有周波数を有する振幅変調外乱を示し、図５は、２つの固有周波数を有する周波数変調外乱を示している。２つよりも多い固有周波数を使用することができ、かつ変調は、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。
図６は、１００ｋＨｚの周波数を有する単一周波数の変調波形外乱と、図２Ｄと類似の装置を使用して取得した液滴の写真（最上部写真）と、１００ｋＨｚの搬送周波数及び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）と、１００ｋＨｚの搬送周波数及び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）と、１００ｋＨｚの搬送周波数及び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）と、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）とに対して、約７０μｍのオリフィス直径、〜３０ｍ／ｓの流速を有する図２Ｄに類似した装置を使用して得られる錫液滴の写真を示している。
【００３１】
これらの写真は、約３．１４ｍｍ、すなわち、単一周波数の非変調波形外乱を用いて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により離間している、約２６５μｍの直径を有する錫液滴を生成することができることを示している。
液滴写真を使用して行った測定は、単一周波数の非変調波形外乱を使用した類似の条件下で観測する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た。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。
【００３２】
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された液滴パターン６００を示す（図６の上から４番目の写真も参照されたい）。図示のように、オリフィス６０４からの選択した距離でのものである。液滴対が照射領域に到達するこの液滴パターンで、液滴６０８ａを可能にして、レーザ２２によって照射するとＥＵＶ放出プラズマを確立すると同時に、液滴６０８ｂがプラズマデブリからその後の液滴対６１０を保護する。
【００３３】
図８は、液滴対が照射領域に到達すると、第１の液滴７０２ａが、自己誘導式レーザシステム７０４に光を反射し、第２の液滴７０２ｂを照射してＥＵＶ放出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を開始する、変調済みの例えば複数の周波数の外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。
自己誘導式レーザシステム７０４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号においてより十分に説明されており、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たものであり、図５を特に参照されたい。以下では第１１／５８０、４１４号の特許出願の図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号の特許出願（すなわち、図６〜図１６）に開示されている他の自己誘導式レーザに等しく適用可能であることは認められるものとする。
【００３４】
引き続き図８に対しては、自己誘導式レーザシステム７０４が光増幅器７１０６ａ、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、かつ比較的高い２通過利得（例えば約１、０００、０００の２通過利得）を有するＣＷポンプ式多チャンバＣＯ2レーザ増幅器とすることができる。更に示すように、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。
【００３５】
使用時には、ターゲット材料の第１の液滴７０２ａは、増幅器５０６を貫通するビーム経路７１０を通過するか、又はその近くの軌道上に配置される。増幅器７０６から自然発生的に放出した光子は、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、光学器械７０８は、増幅器７０６から経路７１０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発光プラズマを生成するように位置決めすることができる。この構成に対しては、光学器械７０８は、例えば、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。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平行化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を設けて、第１及び第２の液滴が照射領域に到達する所要の時間遅延を確立することができる。異なる液滴を使用して、１）光発振器を確立し、かつ２）ＥＵＶ放出プラズマを発生させる１つの利点は、液滴のサイズをそれらの特殊機能（すなわち、反射対プラズマ生成）に対して独立に最適化することができるということである。
【００３６】
「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】
【００３７】
３００  液滴
３０２  振幅変調外乱波形
３０４  より大きな液滴
【図１】
2010533386.tif 000003
【図２】
2010533386.tif 000004
【図２Ａ】
2010533386.tif 000005
【図２Ｂ】
2010533386.tif 000006
【図２Ｃ】
2010533386.tif 000007
【図２Ｄ】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2010533386.tif 000011
【図６】
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【図７】
2010533386.tif 000013
【図８】
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【国際調査報告】
2010533386.tif 000015