DE102009044426A1

DE102009044426A1 - Extremultraviolett-Lichtquelleneinrichtung und Verfahren zum Steuern einer Extremultraviolett-Lichtquelleneinrichtung

Info

Publication number: DE102009044426A1
Application number: DE102009044426A
Authority: DE
Inventors: Masato Hiratsuka Moriya; Osamu Hiratsuka Wakabayashi
Original assignee: Gigaphoton Inc
Current assignee: Gigaphoton Inc
Priority date: 2008-11-06
Filing date: 2009-11-05
Publication date: 2010-05-27
Anticipated expiration: 2029-11-06
Also published as: JP5368261B2; DE102009044426B4; US8242472B2; US8692220B2; JP2010135769A; US20120319014A1; US20100117009A1; US8399870B2; US20130187065A1

Abstract

[Problem] Eine Extremultraviolett-Lichtquelleneinrichtung nach der vorliegenden Erfindung korrigiert eine optische Performance eines Laserstrahls in einer geeigneten Weise. [Mittel zur Lösung] Ein Führungslaserstrahl, der eine optische Achse und einen Strahldurchmesser im Wesentlichen äquivalent zu denen eines gepulsten Treiberlaserstrahls hat, wird in ein Verstärkungssystem 30 eingeführt, das einen Laserstrahl verstärkt, der von einem Treiberlaser-Oszillator 20 ausgegeben wird. Der Führungslaserstrahl wird von einer Lasereinrichtung 50 als ein kontinuierliches Licht ausgegeben und in einen Lichtpfad eines gepulsten Treiberlaserstrahls über einen Führungslaserstrahl-Einführungsspiegel 52 eingeführt. Ein Sensor 44 detektiert einen Winkel (eine Richtung) eines Laserstrahls und eine Veränderung einer Krümmung einer Wellenfront. Ein Wellenfront-Korrekturcontroller 60 gibt ein Signal an eine Wellenfront-Korrektureinheit 34 auf der Grundlage eines Messergebnisses von einem Sensor 36 ab. Die Wellenfront-Korrektureinheit 34 korrigiert entsprechend einem Befehl von dem Wellenfront-Korrekturcontroller 60 eine Wellenfront eines Laserstrahls so, dass sie zu einer vorgegebenen Wellenfront wird.

Description

[Technische Gebiet]
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Extremultraviolett-Lichtquelleneinrichtung und ein Verfahren zur Steuerung einer Extremultraviolett-Lichtquelleneinrichtung.
Ein Halbleiterchip kann beispielsweise durch Reduktionsprojektion einer Maske erzeugt werden, auf der ein Schaltungsmuster aufgezeichnet ist, auf einen Wafer, auf dem ein Fotolack aufgebracht ist, und durch wiederholtes Durchführen einer Verarbeitung, beispielsweise von Ätzen und von einer Dünnschichtausbildung, hergestellt. Die fortschreitende Reduktion des Maßstabs bei der Halbleiterverarbeitung erfordert die Verwendung einer Strahlung mit weiter verkürzter Wellenlänge.
Folglich wird Forschung an einer Halbleiter-Belichtungstechnik durchgeführt, die eine Strahlung mit einer extrem kurzen Wellenlänge von 13,5 nm oder dergleichen oder ein Reduktionsoptiksystem verwendet. Diese Art von Technik wird als EUVL (Extremultraviolett-Lithographie: Bestrahlung unter Verwendung von Extremultraviolettlicht) bezeichnet. Im Folgenden wird Extremultraviolettlicht als „EUV-Licht” abgekürzt.
Drei Arten von EUV-Lichtquellen sind bekannt: Eine Lichtquelle vom Typ LPP (Laser Produced Plasma: von einem Laser erzeugtes Plasma), eine Lichtquelle vom Typ DPP (Discharge Produced Plasma: durch Entladung erzeugtes Plasma) und eine Lichtquelle vom Typ SR (Synchrotron Radiation: Synchrotronstrahlung).
Die Lichtquelle vom LPP-Typ ist eine Lichtquelle, die ein Plasma erzeugt, indem ein Laserstrahl auf ein Targetmaterial abgestrahlt wird, und sie verwendet EUV-Licht, das von diesem Plasma emittiert wird. Die Lichtquelle vom DPP-Typ ist eine Lichtquelle, die ein Plasma verwendet, das durch eine elektrische Entladung erzeugt wird. Die SR (synchrotron radiation: Synchrotronstrahlung) ist eine Lichtquelle, die Orbitalstrahlung verwendet. Von diesen drei Typen von Lichtquellen kann die Lichtquelle vom LPP-Typ eher eine Strahlung mit hoher Ausgangsleistung bereitstellen, als vergleichsweise die anderen beiden Typen, weil die Lichtquelle vom LPP-Typ eine erhöhte Plasmadichte liefern kann und weil sie einen größeren Raumwinkel sicherstellen kann, über den die Strahlung gesammelt wird.
Eine Laserlichtquelleneinrichtung, die auf der Grundlage eines MOPA (Master Oszillator Power Amplifier = Masteroszillator-Leistungsverstärker) – Systems konfiguriert ist, wurde vorgeschlagen, um einen gepulsten Treiberlaserstrahl mit einer hohen Ausgangsleistung und mit einer hohen Wiederholungsrate zu erhalten (siehe Patentzitat 1 und Patentzitat 2).
Darüber hinaus ist eine Technik bekannt, die einen deformierbaren Spiegel verwendet, in dem eine variable Steuerung einer Oberflächenform ohne eine Einschränkung bis zu einem gewissen Grad ausgeführt werden kann, und der eine Wellenfront eines Laserstrahls ausbildet (siehe Patentzitat 3).
[Zitatliste]
[Patentliteratur]
[Patentzitat 1]

Japanische Patentanmeldungs-Offenlegungs-Veröffentlichung Nr. 2006-128157

[Patentzitat 2]

Japanische Patentanmeldungs-Offenlegungs-Veröffentlichung Nr. 2003-8124

[Patentzitat 3]

Japanische Patentanmeldungs-Offenlegungs-Veröffentlichung Nr. 2003-270551

[Offenbarung der Erfindung]
[Technische Probleme]
Um ein EUV-Licht von etwa 100 W bis 200 W zu erhalten, ist es beispielsweise erforderlich, die Ausgangsleistung eines Kohlenstoffdioxidlasers als gepulster Laserstrahl auf etwa 10 bis 20 kW einzustellen. Wenn ein Laserstrahl mit solch einer hohen Ausgangsleistung verwendet wird, absorbieren verschiedene optische Elemente in dem optischen Weg Strahlung und nehmen eine hohe Temperatur an, so dass sich die Form oder die Richtung der Wellenfront des Laserstrahls ändern. In der vorliegenden Beschreibung umfasst die Wellenfront des Laserstrahls die Form und die Richtung der Wellenfront des Laserstrahls.
Wenn ein Hochleistungslaserstrahl durch eine Linse oder ein Fenster hindurch tritt, können die Form und der Brechnungsindex der Linse oder des Fensters aufgrund eines durch die Wärme erzeugte Temperaturanstiegs variieren, wodurch die Wellenfront des Laserstrahls verändert wird. Wenn die Wellenfront des Laserstrahls sich ändert, kann beispielsweise der Laserstrahl nicht wirksam in einen Verstärkungsbereich in einem Laserverstärker einfallen, so dass ein erwarteter Laserausgang nicht erhalten werden kann. Ferner kann, weil die Brennpunktposition des Laserstrahls, der in die Kammer eingegeben wird, sich entsprechend einer Änderung in der Wellenfront des Laserstrahls ändert, der Laserstrahl nicht wirksam auf ein Targetmaterial abgestrahlt werden, so dass die Leistung des EUV-Lichts herabgesetzt wird.
Die vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf die oben identifizierten Probleme gemacht, und es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Extremultraviolett-Lichtquelleneinrichtung und ein Verfahren zum Steuern einer Extremultraviolett-Lichtquelleneinrichtung anzugeben, wobei ein Laserstrahl wirksam korrigiert werden kann. Es ist eine anderer Aufgabe der Erfindung, eine Extremultraviolett-Lichtquelleneinrichtung und ein Verfahren zum Steuern einer Extremultraviolett-Lichtquelleneinrichtung anzugeben, wobei die optische Performance eines Treiber-Laserpulses dadurch stabilisiert werden kann, dass die optische Performance eine Führungs-Laserstrahls auf einer stabilen Basis korrigiert werden kann. Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Extremultraviolett-Lichtquelleneinrichtung und ein Verfahren zum Steuern einer Extremultraviolett-Lichtquelleneinrichtung bereitzustellen, bei dem die Zuverlässigkeit ohne Komplexität einer Einrichtungsanordnung dadurch verbessert werden kann, dass ein Prepulse-Laserstrahl zusammen mit einem Führungsstrahl verwendet wird. Andere Ziele der vorliegenden Erfindung werden durch die Erläuterung der später beschriebenen Ausführungen klar gemacht.
[Lösung des Problems]
Um die oben erwähnten Probleme im Stand der Technik zu lösen, ist eine Extremultraviolett-Lichtquelleneinrichtung nach einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung eine Extremultraviolett-Lichtquelleneinrichtung, die Extremultraviolettlicht durch Bestrahlung eines Targetmaterials mit einem gepulsten Treiberlaserstrahl erzeugt, um das Targetmaterial in ein Plasma umzusetzen, und die umfasst: eine Targetmaterial-Zufuhreinheit, die das Targetmaterial in eine Kammer liefert; eine Treiberlasereinrichtung, die den gepulsten Treiberlaserstrahl ausgibt; ein optisches System, das das Targetmaterial in der Kammer mit dem gepulsten Treiberlaserstrahl bestrahlt, der von der Treiberlasereinrichtung abgegeben wird; eine Führungslasereinrichtung, die einen Führungslaserstrahl abgibt; eine Führungslaserstrahl-Einführungseinheit, die den Führungslaserstrahl in das optische System entlang einem Lichtpfad des gepulsten Treiberlaserstrahls eingibt; eine Führungslaserstrahl-Detektoreinheit, die eine optische Performance des Führungslaserstrahls erfasst, der in das optische System eingeführt wird; eine Korrektureinheit, die in dem optischen System angeordnet ist und die optische Performance des Führungslaserstrahls korrigiert; und eine Korrektursteuereinheit, die die Korrektureinheit in einer solchen Weise steuert, dass die optische Performance, die von der Führungslaserstrahl-Detektoreinrichtung erfasst wird, in einem vorgegebenen Wert liegt.
Unter einem zweiten Aspekt im Hinblick auf den ersten Aspekt gibt die Führungslasereinrichtung den Führungslaserstrahl als ein kontinuierliches Licht oder als ein pseudokontinuierliches Licht ab, und die Korrektursteuereinheit steuert die Korrektureinheit in solchen Weise, dass die optische Performance in einem vorgegebenen Wert liegt sowohl während einer Periode, wenn der gepulste Treiberlaserstrahl ausgegeben wird, als auch in einer Periode, wenn der gepulster Treiberlaserstrahl nicht ausgegeben wird.
Unter einem dritten Aspekt im Hinblick auf den zweiten Aspekt hat der Führungslaserstrahl einen Strahldurchmesser, der im Wesentlichen gleich dem des gepulsten Treiberlaserstrahls ist, und verläuft er über einen Lichtpfad im Wesentlichen gleich dem des gepulsten Treiberlaserstrahls.
Unter einem vierten Aspekt im Hinblick auf den dritten Aspekt ist die Wellenlänge des Führungslaserstrahls so spezifiziert, dass sie kleiner als die des gepulsten Treiberlaserstrahls ist.
Unter einem fünften Aspekt im Hinblick auf den vierten Aspekt gibt die Führungslasereinrichtung den Führungslaserstrahl in einem einzigen, transversalen Modus aus.
Unter einem sechsten Aspekt im Hinblick auf einen der ersten bis fünften Aspekte ist das optische System mit einem optischen Element vom Transmissionstyp und einem optischen Element vom Reflexionstyp ausgestattet, wobei das optische Element vom Transmissionstyp bewirkt, dass der gepulste Treiberlaserstrahl und der Führungslaserstrahl durchgelassen werden, und das optische Element vom Reflexionstyp bewirkt, dass der gepulste Treiberlaserstrahl und der Führungslaserstrahl reflektiert werden.
Unter einem siebten Aspekt im Hinblick auf einen der ersten bis fünften Aspekte ist die Führungslaserstrahl-Einführungseinheit konfiguriert als Führungslaserstrahl-Einführungseinheit von einem ersten Typ, die bewirkt, dass der Führungslaserstrahl durchgelassen wird, und die bewirkt, dass der gepulste Treiberlaserstrahl reflektiert wird.
Unter einem achten Aspekt im Hinblick auf einen der ersten bis fünften Aspekte ist die Führungslaserstrahl-Einführungseinheit als eine Führungslaserstrahl-Einführungseinheit von einem zweiten Typ konfiguriert, die bewirkt, dass der Führungslaserstrahl reflektiert wird, und die bewirkt, dass der gepulste Treiberlaserstrahl durchgelassen wird.
Unter einem neunten Aspekt im Hinblick auf einen der ersten bis fünften Aspekte ist die Führungslaserstrahl-Einführungseinheit konfiguriert als eine Führungslaserstrahl-Einführungseinheit eines ersten Typs, die bewirkt, dass der Führungslaserstrahl durchgelassen wird, und die bewirkt, dass der gepulste Treiberlaserstrahl reflektiert wird, oder die Führungslaserstrahl-Einführungseinheit konfiguriert ist als eine Führungslaserstrahl-Einführungseinheit vom zweiten Typ, die bewirkt, dass der Führungslaserstrahl reflektiert wird, und die bewirkt, dass der gepulste Treiberlaserstrahl durchgelassen wird, und irgendeine Führungslaserstrahl-Einführungseinheit vom ersten Typ und eine Führungslaserstrahl-Einführungseinheit vom zweiten Typ je nach der Installationsposition davon wird in dem optischen System verwendet.
Unter einem zehnten Aspekt im Hinblick auf den neunten Aspekt umfasst das optische System einen Verstärker, der einen Laserstrahl verstärkt, wobei die Führungslaserstrahl-Einführungseinheit vom zweiten Typ in dem Fall verwendet wird, in dem die Führungslaserstrahl-Einführungseinheit auf einer Eingangsseite des Verstärkers angeordnet ist, und wobei die Führungslaserstrahl-Einführungseinheit des ersten Typs in dem Fall verwendet wird, in dem die Führungslaserstrahl-Einführungseinheit auf einer Ausgangsseite des Verstärkers angeordnet ist.
Unter einem elften Aspekt im Hinblick auf einen der ersten bis fünften Aspekte ist die Führungslaserstrahl-Einführungseinheit konfiguriert durch ein Diamantsubstrat, das aus Diamant hergestellt ist, und ist mit einer Beschichtung, die auf dem Diamantsubstrat ausgebildet, und die Beschichtung ist konfiguriert als eine Beschichtung vom ersten Typ, die bewirkt, dass der Führungslaserstrahl durchgelassen wird, und die bewirkt, dass der gepulste Treiberlaserstrahl reflektiert wird, und als eine Beschichtung vom zweiten Typ, die bewirkt, dass der Führungslaserstrahl reflektiert wird, und die bewirkt, dass der gepulste Treiberlaserstrahl durchgelassen wird.
Unter einem zwölften Aspekt im Hinblick auf einen der ersten bis fünften Aspekte ist die Führungslaserstrahl-Einführungseinheit so konfiguriert, dass sie einen rückseitigen Spiegel umfasst, der einen Teil eines gepulsten Treiberlaserstrahl-Oszillators bildet, und der rückseitige Spiegel ist konfiguriert, um zu bewirken, dass der gepulste Treiberlaserstrahl reflektiert wird, und zu bewirken, dass der Führungslaserstrahl durchgelassen wird.
Unter einem dreizehnten Aspekt im Hinblick auf einen der ersten bis fünften Aspekte sind alle Einheiten, durch die der Führungslaserstrahl durch das optische System hindurchtritt, optische Elemente vom Reflexionstyp mit der Ausnahme eines Laserfensters, das in der Kammer angeordnet ist.
Unter einem vierzehnten Aspekt im Hinblick auf einen der ersten bis fünften Aspekte korrigiert die Korrektureinheit wenigstens eine Wellenfrontform oder eine Richtung des Führungslaserstrahls.
Unter einem fünfzehnten Aspekt im Hinblick auf einen der ersten bis fünften Aspekte kann die Korrektureinheit auf einer Ausgangsseite oder einer Eingangsseite oder auf beiden Seiten von einem Verstärker oder einen sättigbaren Absorber angeordnet sein, die in dem optischen System enthalten sind.
Unter einem sechzehnten Aspekt im Hinblick auf den ersten Aspekt umfasst die Extremultraviolett-Lichtquelleneinrichtung, die Extremultralviolettlicht durch Bestrahlung eines Targetmaterials mit einem gepulsten Hauptlaserstrahl nach einem Prepulslaserstrahl erzeugt, ferner eine Prepuls-Lasereinrichtung, die einen Prepulslaserstrahl abgibt; eine Prepuls-Führungslasereinrichtung, die einen Prepuls-Führungslaserstrahl abgibt; ein optisches Prepulssystem, das das Targetmaterial mit dem Prepulslaserstrahl bestrahlt; eine Prepuls-Führungslaserstrahl-Einführungseinheit, die den Prepuls-Führungslaserstrahl in das optische Prepulssystem entlang einem Lichtweg des Prepulslaserstrahls einführt; eine Prepuls-Führungslaserstrahl-Detektoreinheit, die eine optische Performance des Prepuls-Führungslaserstrahls detektiert; eine Prepuls-Korrektureinheit, die in dem optischen Prepulssystem angeordnet ist, und die die optische Performance des Prepuls-Führungslaserstrahls korrigiert; und eine Prepuls-Korrektursteuereinheit, die die Prepuls-Korrektureinheit in einer solchen Weise steuert, dass die optische Performance, die von der Prepuls-Führungslaserstrahl-Detektoreinheit erfasst wird, in einem vorgegebenen Wert liegt. Das Targetmaterial, das mit dem Prepulslaserstrahls bestrahlt wurde, wird beispielsweise in einen Dampfzustand, einen Mischzustand aus Dampf und Plasma, einen schwachen Plasmazustand und in einen Zustand feiner Teilchen umgesetzt.
Eine Extremultraviolett-Lichtquelleneinrichtung nach einem siebzehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Extremultraviolett-Lichtquelleneinrichtung, die Extremultralviolettlicht durch Bestrahlung eines Targetmaterials mit einem gepulsten Hauptlaserstrahl nach einem Prepulslaserstrahl erzeugt, umfassend eine Prepuls-Lasereinrichtung, die einen Prepulslaserstrahl abgibt; eine Prepuls-Führungslasereinrichtung, die einen Prepuls-Führungslaserstrahl abgibt; ein optisches Prepulssystem, das das Targetmaterial mit dem Prepulslaserstrahl bestrahlt; eine Prepuls-Führungslaserstrahl-Einführungseinheit, die den Prepuls-Führungslaserstrahl in das optische Prepulssystem entlang einem Lichtweg des Prepulslaserstrahls einführt; eine Prepuls-Führungslaserstrahl-Detektoreinheit, die eine optische Performance des Prepuls-Führungslaserstrahls detektiert; eine Prepuls-Korrektureinheit, die in dem optischen Prepulssystem angeordnet ist, und die die optische Performance des Prepuls-Führungslaserstrahls korrigiert; und eine Prepuls-Korrektursteuereinheit, die die Prepuls-Korrektureinheit in einer solchen Weise steuert, dass die optische Performance, die von der Prepuls-Führungslaserstrahl-Detektoreinheit erfasst wird, in einem vorgegebenen Wert liegt.
Unter einem achtzehnten Aspekt im Hinblick auf den siebzehnten Aspekt gibt die Prepuls-Führlungslasereinrichtung den Prepuls-Führungslaserstrahl als kontinuierliches Licht oder als pseudokontinuierliches Licht ab, und die Prepuls-Korrektursteuereinheit kann die Prepuls-Korrektureinheit in einer solchen Weise steuern, dass die optische Performance in einem vorgegebenen Wert liegt sowohl in einer Periode, wenn der Prepulslaserstrahl ausgegeben wird, als auch in einer Periode, wenn der Prepulslaserstrahl nicht ausgegeben wird.
Unter einem neunzehnten Aspekt im Hinblick auf den ersten Aspekt kann die Führungslasereinrichtung auch als Prepuls-Lasereinrichtung verwendet werden, die das Targetmaterial mit dem Prepulslaserstrahl vor dem gepulsten Treiberlaserstrahl bestrahlt.
Unter einem zwanzigsten Aspekt im Hinblick auf den neunzehnten Aspekt der wird Prepulslaserstrahl, der zusammen mit dem Führungslaserstrahl verwendet wird, von der Prepuls-Lasereinrichtung in einer Periode abgegeben, wenn der gepulste Treiberlaserstrahl nicht ausgegeben wird, und der Prepulslaserstrahl ist so ausgelegt, dass er einen Strahldurchmesser hat, der kleiner ist als der des gepulsten Treiberlaserstrahls und der eine Achse hat, die die gleiche ist wie die des gepulsten Treiberlaserstrahls.
Unter einem einundzwanzigsten Aspekt im Hinblick auf den neunzehnten Aspekt bestrahlt in dem Fall, in dem die optische Performance korrigiert wird, die Prepuls-Lasereinrichtung das Targetmaterial mit dem Prepulslaserstrahl mit einer ersten Ausgangsleistung, die vorab in einer solchen Weise ausgelegt ist, dass das Targetmaterial nicht physikalisch verändert wird, selbst wenn das Targetmaterial mit dem Prepulslaserstrahl bestrahlt wird, und dann, wenn das Targetmaterial durch den gepulsten Treiberlaserstrahl in ein Plasma umgesetzt wird, bestrahlt die Prepuls-Lasereinrichtung das Targetmaterial mit dem Prepulslaserstrahl bei einer zweiten Ausgangsleistung, die größer ist als die erste Ausgangsleistung, wobei die zweite Ausgangsleistung vorab in einer solchen Weise ausgelegt ist, dass das Targetmaterial durch eine von dem Prepulslaserstrahl erzeugte Wärme expandiert wird.
Unter einem zweiundzwanzigsten Aspekt im Hinblick auf den neunzehnten Aspekt gibt, wenn die optische Performance korrigiert wird, die Prepuls-Lasereinrichtung den Prepulslaserstrahl zu einem Zeitpunkt ab, wenn das Targetmaterial nicht bestrahlt wird, und, wenn das Targetmaterial durch den gepulsten Treiberlaserstrahl in ein Plasma umgesetzt wird, bestrahlt die Prepuls-Lasereinrichtung das Targetmaterial mit dem Prepulslaserstrahl.
Unter einem dreiundzwanzigsten Aspekt im Hinblick auf den neunzehnten Aspekt wird der Prepulslaserstrahl in das optische System auf einer stromab liegenden Seite in einer Bewegungsrichtung des Laserstrahls für ein Verstärkungssystem, das in dem optischen System angeordnet ist, durch die Führungslaserstrahl-Einführungseinheit in einer solchen Weise eingeführt, dass der Prepulslaserstrahl eine Achse hat, die die gleiche ist wie die des gepulsten Treiberlaserstrahls.
Unter einem vierundzwanzigsten Aspekt im Hinblick auf den neunzehnten Aspekt ist eine stromab liegende Seite eines Verstärkungssystems, das in dem optischen System angeordnet ist, ein optisches Lichtfokussierungssystem zum Fokussieren des gepulsten Treiberlaserstrahls und des Prepulslaserstrahls in eine vorgegebene Position, wobei die Führungslaserstrahl-Einführungseinheit so konfiguriert ist, dass sie umfasst einen ersten Strahlteiler, der an einem Einlass des optischen Lichtfokussierungssystems angeordnet ist und der bewirkt, dass der Prepulslaserstrahl durchgelassen wird, und der bewirkt, dass der gepulste Treiberlaserstrahl reflektiert wird; und einen zweiten Strahlteiler, der zwischen dem ersten Strahlteiler und der Prepuls-Lasereinrichtung angeordnet ist und der bewirkt, dass der Prepulslaserstrahl durchgelassen wird, und der bewirkt, dass ein zurückkommendes Licht von dem Prepulslaserstrahl, der von dem Targetmaterial reflektiert wird und der in das optische Lichtfokussierungssystem zurückkehrt, reflektiert wird, und wobei eine optische Lichtfokussierungs-Steuereinheit angeordnet ist, um das optische Lichtfokussierungssystem auf der Grundlage eines Signals zu steuern, das von einer Rücklauflicht-Detektoreinheit übertragen wird, die das zurückkehrende Licht erfasst.
Ein Steuerungsverfahren nach einem fünfundzwanzigsten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Steuerungsverfahren zum Steuern einer optischen Performance eines Laserstrahls, der für eine Extremultraviolett-Lichtquelleneinrichtung verwendet wird, und umfasst die Schritte: kontinuierliches Ausgaben eines Führungslaserstrahls, der entlang einem Lichtweg eines gepulsten Treiberlaserstrahls verläuft, der auf ein Targetmaterial abgestrahlt wird, um das Targetmaterial in ein Plasma umzusetzen, sowohl in einer Periode, wenn der gepulste Treiberlaserstrahl ausgegeben wird, als auch in einer Periode, wenn der gepulste Treiberlaserstrahl Licht ausgegeben wird, Erfassen einer optischen Performance des Führungslaserstrahls und Korrektur der erfassten optischen Performance des Führungslaserstrahls auf einen vorgegebenen Wert.
Ein Steuerungsverfahren nach einem sechsundzwanzigsten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Steuerungsverfahren zum Steuern einer optischen Performance eines Laserstrahls, der für eine Extremultraviolett-Lichtquelleneinrichtung verwendet wird, das die Schritte umfasst: Ausgaben eines Prepulslaserstrahls, der auf das Targetmaterial vor dem gepulsten Treiberlaserstrahl entlang einem Lichtweg des gepulsten Treiberlaserstrahls abgestrahlt wird; Erfassung einer optischen Performance des Prepulslaserstrahls; Korrektur der erfassten optischen Performance des Prepulslaserstrahls auf einen vorgegebenen Wert; Bestrahlung des Targetmaterials mit dem Prepulslaserstrahl, um das Targetmaterial zu expandieren; und Erzeugung eines Extremultraviolettlichts durch Bestrahlung des expandierten Targetmaterials mit dem gepulsten Treiberlaserstrahl, um das Targetmaterial in Plasma umzusetzen.
Eine gepulste Lasereinrichtung nach einem siebenundzwanzigsten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist gepulste Lasereinrichtung, die einen gepulsten Laserstrahl abgibt, und eine gepulste Lasereinrichtung, die den gepulsten Laserstrahl, der von der gepulsten Lasereinrichtung ausgegeben wird, verstärkt, um den gepulsten Laserstrahl auszugeben, wobei die gepulste Lasereinrichtung umfasst: eine Führungslasereinrichtung, die einen Führungslaserstrahl ausgibt; eine Führungslaserstrahl-Einführungseinheit, die den Führungslaserstrahl in das optische System entlang einem Lichtweg des gepulsten Laserstrahls einführt; eine Führungslaserstrahl-Detektoreinheit, die eine optische Performance des Führungslaserstrahls erfasst, der in das optische System eingeführt wird; eine Korrektureinheit, die in dem optischen System angeordnet ist und die die optische Performance des Führungslaserstrahls korrigiert; und eine Korrektursteuereinheit, die die Korrektureinheit in einer solchen Weise steuert, dass die optische Performance, die von der Führungslaserstrahl-Detektoreinrichtung erfasst wird, in einem vorgegebenen Wert ist.
Unter einem achtundzwanzigsten Aspekt im Hinblick auf den siebenundzwanzigsten Aspekt kann die Führungslasereinrichtung auch als Prepuls-Lasereinrichtung verwendet werden, die einen Prepulslaserstrahl abstrahlt, der auf das Targetmaterial vor dem gepulsten Treiberlaserstrahl abgestrahlt wird.
Eine andere Kombination als die Kombinationen, die explizit in der obigen Beschreibung gezeigt worden sind, können ebenfalls in dem Umfang der vorliegenden Erfindung eingeschlossen sein.
[Vorteilhafte Effekte der Erfindung]
Durch die vorliegende Erfindung wird ein Führungslaserstrahl in das optische System entlang einem Lichtweg eines gepulsten Treiberlaserstrahls eingeführt, und der Führungslaserstrahl wird in einer solchen Weise korrigiert, dass eine optische Performance des Führungslaserstrahls in einem vorgegebenen Wert liegt. Folglich kann selbst dann, wenn eine optische Performance aufgrund einer Wärmebelastung oder eine mechanischen Schwingung variiert wird, die Korrektur unmittelbar ausgeführt werden, und der gepulste Treiberlaserstrahl kann so stabilisiert werden, dass er auf ein Targetmaterial abgestrahlt wird. Durch diese Anordnung kann die Zuverlässigkeit einer Extremultraviolett-Lichtquelleneinrichtung verbessert werden.
Durch die vorliegende Erfindung kann, weil der Führungslaserstrahl als kontinuierliches Licht oder als pseudokontinuierliches Licht abgegeben wird, der Führungslaserstrahl sowohl in einer Periode, wenn der gepulste Treiberlaserstrahl ausgegeben wird, als auch in einer Periode, wenn der gepulste Treiberlaserstrahl nicht ausgegeben wird, korrigiert werden. Eine Rückkopplungs-Regelung der optischen Performance des Führungslaserstrahls kann auf einer stabilen Basis ausgeführt werden. Folglich kann dann, wenn die Wärme, die durch den gepulsten Treiberlaserstrahl verursacht wird, in einem großen Maßstab geändert wird, oder wenn der gepulste Treiberlaserstrahl ausgegeben wird, nachdem er beispielsweise während einer langen Zeitdauer angehalten worden war, eine optische Performance des gepulsten Treiberlaserstrahls durch sofortige Folgemaßnahmen stabilisiert werden.
Durch die vorliegende Erfindung kann der Prepulslaserstrahl, der zur Expansion eines Targetmaterials verwendet wird, auch als Führungslaserstrahl verwendet werden. Folglich kann die Zuverlässigkeit einer Extremultraviolett-Lichtquelleneinrichtung verbessert werden, ohne dass die Anordnung der Extremultraviolett-Lichtquelleneinrichtung kompliziert gemacht wird.
[Kurze Beschreibung der Zeichnungen]
1 ist ein Blockdiagramm, das eine Extremultraviolett-Lichtquelleneinrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
2 ist ein beispielhaftes Diagramm, das den Zustand zeigt, in dem nur ein Führungslaserstrahl ausgegeben wird.
3 ist ein Flussdiagramm einer Wellenfront-Korrekturerarbeitung.
4 ist ein Flussdiagramm einer Verarbeitung, bei der ein Lasercontroller einem EUV-Controller den Abschluss einer Justage meldet.
5 ist ein Blockdiagramm, das eine Extremultraviolett-Lichtquelleneinrichtung nach einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
6 ist ein Flussdiagramm einer Wellenfront-Korrekturverarbeitung.
7 ist ein Blockdiagramm, das eine Extremultraviolett-Lichtquelleneinrichtung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
8 ist ein Blockdiagramm, das eine EUV-Kammer zeigt.
9 ist ein Blockdiagramm, das eine Wellenfront-Korrektureinheit zeigt.
10 ist ein Blockdiagramm, das einen Sensor zeigt.
11 ist Blockdiagramm, das einen Isolator zeigt.
12 ist ein beispielhaftes Diagramm, das den Zustand zeigt, in dem nur ein Führungslaserstrahl ausgegeben wird.
13 ist ein Flussdiagramm einer Wellenfront-Korrekturverarbeitung.
14 ist ein Blockdiagramm, das eine Extremultraviolett-Lichtquelleneinrichtung gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
15 ist ein beispielhaftes Diagramm, das den Zustand zeigt, in dem nur ein Führungslaserstrahl ausgegeben wird.
16 ist ein beispielhaftes Diagramm, das ein Konfigurationsbeispiel zeigt, um einen Führungslaserstrahl einzuführen, gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
17 ist ein beispielhaftes Diagramm, das ein anderes Beispiel für die Einführung eines Führungslaserstrahls zeigt.
18 ist ein beispielhaftes Diagramm, das ein noch weiteres Beispiel für die Einführung eines Führungslaserstrahls zeigt.
19 ist ein beispielhaftes Diagramm, das ein Beispiel für eine Anordnung einer Wellenfront-Korrektureinheit und einen Sensor gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
20 ist ein beispielhaftes Diagramm, das ein anderes Beispiel für die Anordnung einer Wellenfront-Korrektureinheit und eines Sensors zeigt.
21 ist ein Blockdiagramm, das eine Wellenfrontkrümmungs-Korrektureinheit gemäß einem siebten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
22 ist ein Blockdiagramm, das eine Wellenfrontkrümmungs-Korrektureinheit gemäß einem achten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
23 ist ein Blockdiagramm, das eine Wellenfrontkrümmungs-Korrektureinheit gemäß einem neunten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
24 ist ein Blockdiagramm, das nach 23 folgt.
25 ist ein Blockdiagramm, das eine Wellenfrontkrümmungs-Korrektureinheit gemäß einem zehnten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
26 ist ein Blockdiagramm, das auf 25 folgt.
27 ist ein Blockdiagramm, das eine Wellenfrontkrümmungs-Korrektureinheit gemäß einem elften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
28 ist ein Blockdiagramm, das eine Wellenfront-Korrektureinheit gemäß einem zwölften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
29 ist ein Blockdiagramm, das eine Wellenfront-Korrektureinheit gemäß einem dreizehnten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
30 ist ein Blockdiagramm, das eine Wellenfront-Korrektureinheit gemäß einem vierzehnten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
31 ist ein Blockdiagramm, das eine Wellenfront-Korrektureinheit gemäß einem fünfzehnten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
32 ist ein Blockdiagramm, das einen Sensor gemäß einem sechzehnten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
33 ist ein Blockdiagramm, das einen Sensor gemäß einem siebzehnten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
34 ist ein Blockdiagramm, das einen Sensor gemäß einem achtzehnten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
35 ist ein Blockdiagramm, das einen wesentlichen Teil einer Kammer gemäß einem neunzehnten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
36 ist ein Blockdiagramm, das eine optische Sensoreinheit gemäß einem zwanzigsten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
37 ist ein Blockdiagramm, das eine optische Sensoreinheit gemäß einem einundzwanzigsten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
38 ist ein Blockdiagramm, das eine optische Sensoreinheit gemäß einem zweiundzwanzigsten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
39 ist ein Blockdiagramm, das ein Lichtempfangselement zeigt.
40 ist ein beispielhaftes Diagramm, das eine Beziehung zwischen der Strahlform eines Laserstrahls und einer Ausgangsleistung eines Lichtempfangselements zeigt.
41 ist ein Blockdiagramm, das eine optische Sensoreinheit gemäß einem dreiundzwanzigsten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
42 ist ein Blockdiagramm, das auf 41 folgt.
43 ist ein Blockdiagramm, das auf 42 folgt.
44 ist ein Blockdiagramm, das eine Extremultraviolett-Lichtquelleneinrichtung gemäß einem vierundzwanzigsten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
45 ist ein Blockdiagramm, das eine Extremultraviolett-Lichtquelleneinrichtung gemäß einem fünfundzwanzigsten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
46 ist eine Darstellung, die den Zustand zeigt, in dem nur ein gepulster Treiberlaserstrahl ausgegeben wird.
47 ist ein schematisches, beispielhaftes Diagramm, das eine Beziehung zwischen einem gepulsten Treiberlaserstrahl, einem Prepulslaserstrahl und einem Targematerial zeigt.
48 ist ein Flussdiagramm einer Wellenfront-Korrekturverarbeitung.
49 ist ein Flussdiagramm einer Verarbeitung, bei der ein Lasercontroller einen EUV-Lichtquellencontroller von dem Abschluss eine Justage benachrichtigt.
50 ist ein Blockdiagramm, das eine Extremultraviolett-Lichtquelleneinrichtung gemäß einem sechsundzwanzigsten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
51 ist ein Blockdiagramm, das eine Extremultraviolett-Lichtquelleneinrichtung gemäß einem siebenundzwanzigsten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
52 ist ein Blockdiagramm, das eine Extremultraviolett-Lichtquelleneinrichtung gemäß einem achtundzwanzigsten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
53 ist ein Blockdiagramm, das eine Extremultraviolett-Lichtquelleneinrichtung gemäß einem neunundzwanzigsten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
54 ist ein Blockdiagramm, das eine Extremultraviolett-Lichtquelleneinrichtung gemäß einem dreißigsten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
[Beste Art der Ausführung der Erfindung]
Ein Modus der vorliegenden Erfindung wird unten im Detail unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Beim Betrieb der vorliegenden Erfindung wird eine optische Performance eines Führungslaserstrahls dadurch korrigiert, dass ein Führungslaserstrahl an einer vorgegebenen Zeit auf einem Lichtweg im Wesentlichen äquivalent zu dem einen gepulster Treiberlaserstrahls zugeführt wird, wie in dem Folgenden beschrieben wird. Die optische Performance bedeutet eine Wellenfrontform oder eine Bewegungsrichtung eines Laserstrahls oder beides.
[Erstes Ausführungsbeispiel]
Ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung wird unter Bezugnahme auf die 1 bis 4 beschreiben. 1 ist ein beispielhaftes Diagramm, das den allgemeinen Aufbau einer EUV-Lichtquelleneinrichtung 1 zeigt.
Die EUV-Lichtquelleneinrichtung 1 kann so konfiguriert sein, dass sie beispielsweise eine Kammer 10 zur Erzeugung von EUV-Licht, eine gepulste Laserlichtquelleneinrichtung 2 zur Zufuhr eines Laserstrahls an die Kammer 10 und einen EUV-Lichtquellencontroller 80 hat.
Die Lichtquelleneinrichtung 2 kann so konfiguriert sein, dass sie beispielsweise einen Treiber-Laseroszillator (Hauptoszillator) 20, der die zeitabhängige Wellenform eines Laserpulses und die Wiederholfrequenz bestimmt; ein Verstärkungssystem 30, ein Licht-Fokussierungssystem 40, einen Wellenfront-Kompensationscontroller 60 und einen Lasercontroller 70 umfasst. Die EUV-Lichtquelleneinrichtung 1 liefert EUV-Licht an eine EUV-Belichtungseinrichtung 5. In der Figur werden der Treiber-Laseroszillator 20 und der Wellenfront-Kompensationscontroller 60 als MO bzw. WFC-C beschrieben.
Als erstes wird die Anordnung der Kammer 10 beschrieben. Die Kammer 10 kann so konfiguriert sein, dass sie beispielsweise einen Kammerkörper 11, eine Anschlusseinheit 12 zu der EUV-Belichtungseinrichtung 5, ein Fenster 13, einen EUV-Kollektorspiegel 14 und eine Targetmaterial-Zufuhreinheit 15.
Der Kammerkörper 11 wird durch eine in der Figur nicht dargestellte Vakuumpumpe in einem Vakuumzustand gehalten. Der Kammerkörper 11 kann so konfiguriert sein, dass er beispielsweise mit einem nicht gezeigten Mechanismus oder dergleichen zum Aufsammeln von Abfällen ausgestattet sein.
Die Anschlusseinheit 12 ist konfiguriert, um eine Verbindung zwischen der Kammer 10 und der EUV-Belichtungseinrichtung 5 herzustellen. EUV-Licht, die in dem Kammerkörper 10 erzeugt wird, wird an die EUV-Belichtungseinrichtung 5 über die Anschlusseinheit 12 zugeführt.
Das Fenster 13 ist an dem Kammerkörper 11 vorgesehen. Ein Treiber-Laserstrahl, der von der gepulsten Treiberlaser-Lichtquelleneinrichtung 2 emittiert wird, tritt durch das Fenster 13 in den Kammerkörper 11 ein.
Ein EUV-Kollektorspiegel 14 ist ein Spiegel, der EUV-Licht reflektiert und das EUV-Licht an einem Zwischenbrennpunkt (IF) sammelt. Der Zwischenbrennpunkt (IF) wird in der Anschlusseinheit 12 eingestellt. Der EUV-Kollektorspiegel 14 ist beispielsweise konfiguriert als eine konkave Oberfläche, wie beispielsweise ein Kugeloberfläche, welche idealerweise keine Aberration erzeugt, um eine Übertragung und eine Bilderzeugung von einem Bild eines Plasmaleuchtpunktes an dem IF zu bewirken. Beispielsweise eine mehrlagige Beschichtung, die eine Molybdenschicht und eine Siliziumschicht umfasst, ist an der oberen Oberfläche des EUV-Kollektorspiegels 14 vorgesehen. Durch diese Anordnung kann EUV-Licht mit einer Wellenlänge von etwa 13 μm reflektiert werden.
Die Targetmaterial-Zufuhreinheit 15 liefert ein Targetmaterial, beispielsweise Zinn, in Form einer Flüssigkeit, eines Feststoffs oder von Gas. Eine Zinnverbindung, beispielsweise als Stannan (SnH4) kann auch benutzt werden. In dem Fall, wenn Zinn in der Form einer Flüssigkeit zugeführt wird, kann ein Verfahren, um eine Lösung, die Zinn enthält, eine kolloidale Lösung, die Zinn oder eine Zinnverbindung enthält, und auch ein Verfahren angewendet werden, bei dem pures Zinn bis zum Schmelzpunkt aufgeheizt wird, um das Zinn zu verflüssigen. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird ein Zinntropfen DP als Targetmaterial beschrieben. Ein Tragetmaterial der vorliegenden Erfindung ist jedoch nicht auf einen Zinntropfen eingeschränkt, und andere Materialien, beispielsweise Lithium (Li) und Xenon (Xe) können ebenfalls verwendet werden.
Als Erstes wird die Wirkungsweise der Kammer 10 kurz beschrieben. Der gepulster Treiberlaserstrahl ist konfiguriert, um auf eine vorgegebene Position in dem Kammerkörper 11 durch das Eingangsfenster 13 bei Einfall fokussiert zu werden. Die Targetmaterial-Zufuhreinheit 15 lässt die Zinntropfen DP zu der vorgegebenen Position tropfen. Zu dem Zeitpunkt, an dem der Zinntropfen DP die vorgegebene Position erreicht, wird ein gepulster Treiberlaserstrahl L1 mit vorgegebener Leistung von der gepulsten Lichtquelleneinrichtung 2 ausgegeben. Der Zinntropfen DP wird mit dem Treiberlaserstrahl L1 bestrahlt, um zu Plasma PLZ zu werden. Das Plasma PLZ strahlt EUV-Licht L2 ab. Das EUV-Licht L2 wird an dem Zwischenbrennpunkt IF der Anschlusseinheit 12 durch den EUV-Kollektorspiegel 14 gesammelt und wird an die EUV-Belichtungseinrichtung 5 zugeführt.
Als nächstes wird die Anordnung der gepulsten Treiberlaser-Lichtquelleneinrichtung 2 beschrieben. Die gepulsten Treiberlaser-Lichtquelleneinrichtung 2 ist als gepulste Kohlendioxid-Treiberlaser-Lichtquelleneinrichtung konfiguriert und führt eine gepulste Abgabe des gepulsten Treiberlaserstrahls L1 beispielsweise mit einer spezifizierten Wellenlänge von 10,6 μm, einem einzigen transversalen Modus, einer Wiederholfrequenz von 100 kHz, 100 bis 200 mJ und mit 10 kW bis 20 kW aus.
Der von dem Treiberlaseroszillator 20 ausgegebene Laserstrahl wird in dem Verstärkungssystem 30 verstärkt und an das Licht-Fokussierungssystem übertragen. Das Licht-Fokussierungssystem 40 liefert den gepulsten Treiber-Laserstrahl L1 in die Kammer 10. Das Fokussierungssystem 40 ist konfiguriert beispielsweise mit einem Reflexionsspiegel 41, einem außerhalb der Achse liegenden konkaven Parabolspiegel 42 und einem optischen Relaissystem 43.
Es ist bevorzugt, dass das optische Relaissystem 43 und ein optisches Relaissystem 31, das später beschrieben wird, als optisches System vom Reflexionstyp konfiguriert sind. In der folgenden Beschreibung, bei der die Bewegungsrichtung des Laserstrahls als Standard verwendet wird, wird eine Seite des Treiberlaseroszillators 20 als stromauf liegende Seite bezeichnet, und eine Seite der Kammer 10 wird als stromab liegende Seite in denselben Fällen bezeichnet.
Das Verstärkungssystem 30 ist so konfiguriert, dass es beispielsweise mit optischen Relaissystemen 31(1) und einem 31(2), einem Vorverstärker 32, einer Wellenfront-Korrektureinheit 34, einem Hauptverstärker 35 und einem Führungslaserstrahl-Einführungsspiegel (eine Führungslaserstrahl-Einführungseinheit) 52 ausgestattet ist.
Die optischen Relaissysteme 31(1) und 31(2) sind optische Systeme, die einen Spreizungswinkel eines Strahles und eine Größe eines Strahls bei einem Laserstrahl einstellt, der von dem Treiberlaserstrahloszillator 20 ausgeben wird, um einen Verstärkungsbereich in dem Vorverstärker 32 wirksam mit einem Laserstrahl auszufüllen, der von dem Treiberlaserstrahloszillator 20 emittiert wird. Wenn es nicht erforderlich ist, die optischen Relaissysteme 31(1) und 31(2) besonders zu unterscheiden, werden die optischen Relaissysteme 31(1) und 31(2) als optisches Relaissystem 31 bezeichnet. Das optische Relaissystem 31 weitet den Strahl eines Messers eines Laserstrahls auf, der von dem Treiberlaseroszillator 20 ausgegeben wird, und es setzt den Laserstrahl in einen vorgegebenen Lichtstrahlfluss um.
Der Vorverstärker 32 verstärkt den einfallenden Laserstrahl und emittiert den verstärkten Laserstrahl. Der Laserstrahl, der durch den Vorverstärker 32 verstärkt wurde, wird in die Wellenfront-Korrektureinheit 34 über das optische Relaissystem 31(2) eingegeben.
Bei den optischen Relaissystem 31 und dem Vorverstärker 32 kann eine optische Achse eines Laserstrahls außerhalb der Ausrichtung sein oder eine Wellenfrontform eines Laserstrahls kann aufgrund einer Wärme, einer Vibration oder dergleichen in einigen Fällen variieren. Wenn ein Laserstrahl, dessen optische Performance außerhalb eines vorgegebenen, erwarteten Wertes liegt, in den Hauptverstärker 35 eingegeben wird, kann eine erwartete Verstärkung nicht erreicht werden.
Folglich ist in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel eine Wellenfront-Korrektureinheit 34 als „Korrekturstelle” an der Eingangsseite des Hauptverstärkers 35 angeordnet. In der Figur ist die Wellenfront-Korrektureinheit als WFC (Wave Front Compensator = Wellenfrontkompensator) angezeigt. Das Prinzip der Wellenfront-Korrektureinheit 34 wird in 9 beschrieben werden.
Ein Laserstrahl, der durch die Wellenfront-Korrektureinheit 34 korrigiert wurde, wird in dem Hauptverstärker 35 zur Verstärkung eingegeben, und er wird an das Lichtfokussierungssystem 40 übertragen. Das Lichtfokussierungssystem 40 bewirkt, dass ein Laserstrahl auf eine vorgegebene Position in der Kammer 10 abgestrahlt wird.
Das vorliegende Ausführungsbeispiel ist mit einer Anordnung versehen, um den Führungslaserstrahl für eine Korrektur auf einem Lichtweg im Wesentlichen gleich dem eines gepulsten Treiberlaserstrahls einzuführen. Die Anordnung umfasst beispielsweise eine Führungslasereinrichtung 50 zum Ausgeben eines Führungslaserstrahls, einen Laserkollimator 51 und einen Führungslaserstrahl-Einführungsspiegel 52.
Ein Führungslaserstrahl L3 ist ein Laserstrahl, der zur Korrektur des optischen Systems verwendet wird und der eine Führungsrolle spielt. Die Führungslasereinrichtung 50, beispielsweise ein Heliumneonlaser, gibt einen Führungslaserstrahl in einem einzigen transversalen Modus aus. In der Figur ist die Führungslasereinrichtung als CW bezeichnet.
Ein Führungslaserstrahl kann als Laserstrahl eines kontinuierlichen Lichts oder eines pseudokontinuierlichen Lichts konfiguriert sein, oder er kann als gepulster Laserstrahl konfiguriert sein, der eine gepulste Lichtemission mit einer hohen Wiederholungsrate ausführt, beispielsweise ein YAG (yttrium-alumium-garnet-laser). Ferner kann ein Laser mit sichtbarem Licht und kontinuierlicher Schwingung auch als Führungslaserstrahl verwendet werden.
Ein Führungslaserstrahl entsprechend dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist konfiguriert, um sich auf einem Lichtweg im Wesentlichen äquivalent zu dem eines gepulsten Treiberlaserstrahls fortzupflanzen, und er ist konfiguriert, einen Strahldurchmesser im Wesentlichen äquivalent zu dem eines gepulsten Treiberlaserstrahls zu haben. Der Führungslaserstrahl, der von der Führungslasereinrichtung 50 ausgegeben wurde, fällt in den Führungslaserstrahl-Einführungsspiegel 52 über den Laserkollimator 51 ein.
Der Führungslaserstrahl-Einführungsspiegel 52 ist als Führungslaserstrahl-Einführungsspiegel vom „zweiten Typ” konfiguriert, der bewirkt, dass der Führungslaserstrahl reflektiert wird, und der bewirkt, dass der gepulste Treiberlaserstrahl durchgelassen wird. Ein Führungslaserstrahl, der von dem Führungslaserstrahl-Einführungsspiegel reflektiert wurde, verläuft in einem optischen System auf einer optischen Achse äquivalent zu der eines gepulsten Treiberlaserstrahls, und er fällt auf den Hauptverstärker 35 über die Wellenfront-Korrektureinheit 34 ein.
Der Führungslaserstrahl L3 tritt durch den Hauptverstärker 35 hindurch und fällt dann in die Kammer 10 über das optische Relaissystem, die Spiegel 41 und 42, den Sensor 44 und das Fenster 13 ein, um in einer Dämpfungseinrichtung 19 absorbiert zu werden.
Der Sensor 44 detektiert eine Wellenfrontform und eine Fortpflanzungsrichtung für einen Führungslaserstrahl und gibt sie an einen Wellenfront-Korrekturcontroller 60 ab. In einem Beispiel des Sensors 44 (oder des Sensors 36, siehe 5) wird in einem anderen Ausführungsbeispiel beschrieben.
2 ist ein beispielhaftes Diagramm, das den Zustand zeigt, bei dem nur ein Führungslaserstrahl ausgegeben wird. Wie oben beschrieben wurde, wird ein gepulster Ausgang für einen gepulsten Treiberlaserstrahl ausgeführt, und ein kontinuierlicher Ausgang wird für einen Führungslaserstrahl ausgeführt. Folglich wird der Führungslaserstrahl selbst in der Periode ausgegeben, wenn ein gepulster Treiberlaserstrahl nicht ausgegeben wird.
Ein Führungslaserstrahl L3 wird durch einen Fehler beeinflusst, der in den optischen Systemen (34, 35 und 40) auftritt, in dem er auf einem Lichtweg im Wesentlichen äquivalent zu dem eines gepulsten Treiberlaserstrahls verläuft. Eine nachteilige Einwirkung, die auf den Führungslaserstrahl ausgeübt wird, wird durch einen Sensor 44 erfasst, der an dem schlussendlichen Austritt eines Laserstrahls angeordnet ist. Der Wellenfront-Korrekturcontroller 60 steuert die Wellenfront-Korrektureinheit 34 auf der Grundlage des Detektionssignals, das von dem Sensor 44 übertragen wird, und korrigiert eine Fortpflanzungsrichtung und eine Wellenfrontform für einen Führungslaserstrahl.
Folglich wird ein gepulster Treiberlaserstrahl in die Kammer 50 geliefert und auf ein Targetmaterial abgestrahlt, während eine stabile optische Performance mit einer geringeren nachteiligen, durch die Wärmebelastung verursachte Wirkung vorhanden ist, in dem er durch die Wellenfront-Korrektureinheit 34 hindurch tritt, die durch einen Führungslaserstrahl korrigiert wurde.
Das Steuerungssystem wird im Folgenden beschrieben. Wie in 1 gezeigt ist, ist eine Extremultraviolett-Lichtquelleneinrichtung 1 so konfiguriert, dass sie mit dem Wellenfront-Korrekturcontroller 60, dem Lasercontroller 70 und dem EUV-Lichtquellencontroller 80 ausgestattet ist.
3 ist ein Flussdiagramm, das eine Korrekturverarbeitung zeigt, durch Wellenfront-Korrekturcontroller 60 durchgeführt wird. Die gegenwärtige Verarbeitung wird ausgeführt in wenigstens einer Periode, bevor der gepulste Treiberlaserstrahl ausgegeben wird (bei einer Aktivierung der Extremultraviolett-Lichtquelleneinrichtung 1) einer Periode, wenn der gepulste Laserstrahl ausgegeben wird, und einer Intervallperiode, wenn ein Ausgang eines gepulsten Treiberlaserstrahls gestoppt wird. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel kann die Verarbeitung in den vorstehenden Perioden durchgeführt werden, da ein Führungslaserstrahl als kontinuierliches Licht oder als pseudokontinuierliches Licht konfiguriert ist. In anderen Worten kann eine kontinuierliche Rückkopplungsregelung für eine optische Performance eines Laserstrahls während eines Betriebs der Extremultraviolett-Lichtquelleneinrichtung 1 durchgeführt werden.
Jedes Flussdiagramm, das im Folgenden beschrieben wird, zeigt die Zusammenfassung von jeder Verarbeitung, und sie kann sich von einem tatsächlichen Computerprogramm in einigen Fällen unterscheiden. Ein Durchschnittsfachmann kann jedoch einen in der Figur gezeigten Schritt modifizieren oder löschen, und er kann einen neuen Schritt hinzufügen. Eine Richtung eines Laserstrahls wird im Folgenden in einigen Fällen als „Winkel” bezeichnet.
Der Wellenfront-Korrekturcontroller 60 nimmt einen Messwert Da von dem Sensor 44 (S10) auf und berechnet eine Abweichung ΔD, die eine Differenz zwischen einem Sollwert Dset und einem Messwert Da ist (S11). Der Wellenfront-Korrekturcontroller 60 beurteilt, ob ein Absolutwert der Abweichung ΔD äquivalent oder kleiner ist als ein vorgegebener, zulässiger Wert Dth oder nicht (S12). Ein zulässiger Wert Dth ist beispielsweise als ein Wert spezifiziert, der eine Verstärkungscharakteristik eines Laserstrahls nicht beeinflusst.
Wenn eine Differenz ΔD zwischen einem Sollwert und einem Messwert äquivalent oder kleiner ist als ein zulässiger Wert Dth (S12: JA), gibt der Wellenfront-Korrekturcontroller 60 ein Belichtungs-OK-Signal an den Lasercontroller 70 ab (S13). Das Belichtungs-OK-Signal ist ein den Abschluss einer Justage angebendes Signal, was bedeutet, dass eine Wellenfront eines Laserstrahls auf eine vorgegebene Wellenfront einjustiert wurde (Krümmung und Fortpflanzungsrichtung). Der Wellenfront-Korrekturcontroller 60 geht dann zu dem Schritt S14 über und führt einen Stabilisierungsvorgang mit hoher Präzision durch. Der Stabilisierungsvorgang mit hoher Präzision ist ein Vorgang, um eine Korrektur zum Ausgleich einer Differenz ΔD mit einem Sollwert mit einem hohen Maß an Genauigkeit auszuführen. Durch Schritt S14 kann das Belichtungs-OK-Signal auf einer konstanten Basis in einem Zustand bei eingeschalteter Ausgangsleistung gehalten werden, außer wenn eine große Störung auftritt, wenn das Belichtungs-OK-Signal in dem Schritt 13 ausgegeben wird.
Anderseits, wenn ein Absolutwert von ΔD einen zulässigen Wert Dth übersteigt (S12: NEIN), der Wellenfront-Korrekturcontroller 60 ein Belichtungs-OK-Signal an den Lasercontroller 70 aus (S15). Der Wellenfront-Korrekturcontroller 60 veranlasst dann die Wellenfront-Korrektureinheit 34, einen Korrekturvorgang auszuführen (S16). Das Belichtungs-OK-Signal ist ein eine unvollständige Justage anzeigendes Signal, was bedeutet, dass eine Wellenfront eines Laserstrahls nicht auf eine vorgegebene Wellenform einjustiert wurde. Die Wellenfront-Korrektureinheit 34 betätigt eine Winkel-Korrektureinheit 100 und eine Wellenfrontkrümmungs-Korrektureinheit 200 gemäß einem Antriebssignal, welches von dem Wellenfront-Korrekturcontroller 60 übertragen wird (siehe 9). In dem ein Korrekturvorgang einmal oder mehrmals durchgeführt wird, wird die Wellenfront des Laserstrahls an die vorgegebene Wellenfront angepasst.
4 ist ein Flussdiagramm, das einen Betrieb des Lasercontrollers 70 und einen Betrieb des EUV-Lichtquellencontrollers 80 zeigt. Wenn der Lasercontroller 70 ein Belichtungs-OK-Signal von dem Wellenfront-Korrekturcontroller 60 empfängt (S20: JA), benachrichtigt der Lasercontroller 70 den EUV-Lichtquellencontroller 80 darüber, dass eine Justage der gepulsten Treiberlaserlichtquelleneinrichtung 2 abgeschlossen wurde (S21).
Wenn der EUV-Lichtquellencontroller 80 eine Justage-Abschluss-Benachrichtigung von dem Lasercontroller 70 empfängt, gibt der EUV-Lichtquellencontroller 80 einen Lichtemissionsbefehl an den Lasercontroller 70 aus. Der Lichtemissionsbefehl ist ein Befehl oder ein elektrisches Signal, das den Befehl erteilt, einen gepulsten Treiberlaserstrahl auszugeben.
Der Lasercontroller 70 stoppt einen Ausgang von einem gepulsten Treiberlaserstrahl und geht auf Standby, bis ein Lichtemissionsbefehl von dem EUV-Lichtquellencontroller 80 ausgegeben wird (S22: NEIN, S24). Wenn der Lasercontroller 70 einen Lichtemissionsbefehl empfängt (S22: JA), gibt der Lasercontroller 70 einen gepulsten Treiberlaserstrahl L1 von dem Treiberlaseroszillator 20 aus.
Der gepulster Treiberlaserstrahl L1 wird durch das Verstärkungssystem 30 verstärkt und fällt dann in die Kammer 10 über das Lichtfokussierungssystem 40 ein. Der Tropfen DP wird mit dem gepulsten Treiberlaserstrahl L1 bestrahlt, um zu Plasma PLZ zu werden. Das EUV-Licht L2, das von dem Plasma PLZ emittiert wird, wird an einem Zwischenfokus IF durch den EUV-Lichtkollektorspiegel 14 gesammelt und an die EUV-Belichtungseinrichtung 5 übertragen.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, wie oben beschrieben wurde, wird der Führungslaserstrahl L3 aus einem kontinuierlichen Licht in einen Lichtweg des gepulsten Laserstrahls L1 eingeführt, und ein Betrieb der Wellenfront-Korrektureinheit 34 wird auf der Grundlage eines gemessenen Ergebnisses einer optischen Performance eines Führungslaserstrahls gesteuert. Folglich kann selbst dann, wenn die Charakteristiken des optischen Systems aufgrund von Wärme, Vibration oder dergleichen variiert wird, die Veränderung in einer schnellen Art und Weise korrigiert werden, und ein erwarteter, gepulster Treiberlaserstrahl kann stabil auf ein Targetmaterial abgestrahlt werden. Als Ergebnis kann die Zuverlässigkeit der Extremultraviolett-Lichtquelleneinrichtung 1 verbessert werden.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird die Schwingung eines Führungslaserstrahls auf einer stetigen Basis erzeugt, und eine Bewegungsrichtung und eine Wellenfrontform eines Laserstrahls kann auf einer stetigen Basis justiert werden. Folglich kann selbst dann, wenn ein Ausgang des gepulsten Treiberlaserstrahls variiert oder selbst wenn der gepulste Treiberlaserstrahl ausgegeben wird unmittelbar nach einer Ausgangsleistung des gepulsten Treiberlaserstrahls während einer ausgedehnten Zeitperiode beispielsweise gestoppt wurde, der gepulste Treiberlaserstrahl einen stabilen Ausgang haben, und ein Fokussierungsvorgang kann erreicht werden.
Es ist bevorzugt, dass der Führungslaserstrahl-Einführungsspiegel 52 unter Verwendung eines Substrats hergestellt wird, dass aus einem Diamant hergestellt ist, der eine außerordentlich gute thermische Leitfähigkeit hat. In einem Bereich, in dem eine Wärmebelastung relativ gering ist, beispielsweise auf einer stromauf liegenden Seite des gepulsten Treiberlaserstrahls (beispielsweise ein Bereich zwischen dem Oszillator 20 und dem Vorverstärker 32), kann jedoch ein Substrat aus Alkalialiden, beispielsweise BaF2, KC1 und NaCl hergestellt sein, oder Substrat kann aus einem Kristall eines Alkalierdenhalogenids ebenfalls verwendet werden.
[Ausführungsbeispiel 2]
Ein zweites Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die 5 und 6 beschrieben. Jedes Ausführungsbeispiel, das im Folgenden beschrieben wird, entspricht einem modifizierten Beispiel des ersten Ausführungsbeispiels. Folglich werden hauptsächlich Punkte, die sich von dem ersten Ausführungsbeispiel unterscheiden, beschrieben. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind Anordnungen, die einen Laserstrahl korrigieren (34, 36 und 44, 45) sowohl für eine Einrichtung 30, die den gepulsten Treiberlaserstrahl verstärkt, also auch für eine Einrichtung 40, die den gepulsten Treiberlaserstrahl in eine vorgegebene Position fokussiert, angeordnet.
5 ist ein beispielhaftes Diagramm, das eine allgemeine Konfiguration einer Extremultraviolett-Lichtquelleneinrichtung 1 entsprechend dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind eine Wellenfront-Korrektureinheit 34 und ein Sensor 36 in dem Verstärkungssystem 30 angeordnet, und eine andere Wellenfront-Korrektureinheit 45 und ein weiterer Sensor 44 sind in dem Lichtfokussierungssystem 40 angeordnet.
Ein erster Wellenfront-Korrekturcontroller 60(1) steuert eine Korrektur in dem Verstärkungssystem 30, und ein zweiter Wellenfront-Korrekturcontroller 60(2) steuert eine Korrektur in dem Lichtfokussierungssystem 40.
6 ist ein Flussdiagramm, das einen Betrieb entsprechend dem vorliegenden Ausführungsbeispiel zeigt. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird eine Krümmung und eine Richtung einer Wellenfront eines Laserstrahls in dieser Reihenfolge von einer stromauf liegenden Seite her korrigiert. Zuerst nimmt der Wellenfront-Korrekturcontroller 60(1), der die Wellenfront-Korrektureinheit 34 in dem Verstärkungssystem 30 steuert, einen Messwert Da1 von dem Sensor 36 auf (S30) und berechnet eine Abweichung ΔD1 (S31).
Der Wellenfront-Korrekturcontroller 60(1) beurteilt, ob ein Absolutwert der Abweichung ΔD1 äquivalent oder kleiner ist als ein zulässiger Wert Dth1 oder nicht (S32). Wenn ein Absolutwert der Abweichung ΔD1 äquivalent oder kleiner ist als der zulässige Wert Dth1 (S32: JA), gibt der Wellenfront-Korrekturcontroller 60(1) ein OK-Signal 1 an, den Lasercontroller 70 ab (S33). Der Wellenfront-Korrekturcontroller 60(1) führt dann in dem Schritt S36 einen Stabilisierungsvorgang mit hoher Präzision aus und kehrt zu dem Schritt S30 zurück.
Andererseits, gibt, wenn ein Absolutwert der Abweichung ΔD1 einen zulässigen Wert Dth1 übersteigt (S32: NEIN), der Wellenfront-Korrekturcontroller 60(1) ein NG-Signal 1 an den Lasercontroller 70 aus (S35). Der Wellenfront-Korrekturcontroller 60(1) befiehlt dann die Ausführung eines Korrekturvorgangs der Wellenfront-Korrektureinheit 34 in einer solchen Weise, dass eine Differenz ΔD1 zwischen einem Sollwert Dset1 und einem Messwert Da1 reduziert wird (S35). Der Wellenfront-Korrekturcontroller 60(1) kehrt dann zu dem ersten Schritt S30 zurück.
Wenn der Lasercontroller 70 das OK-Signal 1 von dem Wellenfront-Korrekturcontroller 60(1) empfängt (S40: JA), benachrichtigt der Lasercontroller 70 den Wellenfront-Korrekturcontroller 60(2) der die Wellenfront-Korrektureinheit 35 betreibt, davon, dass die Wellenfront-Korrektur des vorhergehenden Schrittes abgeschlossen wurde (S41). Die Benachrichtigung ist in 6 als „OK-Signal 1” bezeichnet.
Der Wellenfront-Korrekturcontroller 60(2) nimmt einen Messwert Da2 von dem Sensor 44 auf (S50) und berechnet eine Abweichung ΔD2, die eine Differenz zwischen einem Sollwert Dset2 und einem Messwert Da2 ist (S51). Der Wellenfront-Korrekturcontroller 60(2) beurteilt, ob die Benachrichtigung darüber, dass der Korrekturvorgang des vorhergehenden Schrittes abgeschlossen ist, von dem Lasercontroller 70 empfangen wurde oder nicht (S52).
Bis die Wellenfront-Korrektur des vorhergehenden Schrittes, der von dem Wellenfront-Korrekturcontroller 60(1) ausgeführt wird, abgeschlossen ist (S52) wird die Ausführung der vorstehenden Schritte S50 und S51 wiederholt. Wenn die Wellenfront-Korrektur des vorhergehenden Abschnittes, der von dem Wellenfront-Korrekturcontroller 60(1) ausgeführt wurde, abgeschlossen ist (S52: JA), beurteilt der Wellenfront-Korrekturcontroller 60(2), ob ein Absolutwert der Abweichung ΔD2, der in dem Schritt S51 berechnet wurde, äquivalent oder kleiner ist als ein zulässiger Wert Dth2 oder nicht (S53).
Wenn ein Absolutwert der Abweichung ΔD2 äquivalent oder kleiner als der zulässige Wert Dth2 ist (S53: JA), gibt der Wellenfront-Korrekturcontroller 60(2) ein OK-Signal 2 an den Lasercontroller 70 ab (S54). Der Wellenfront-Korrekturcontroller 60(2) führt dann einen Stabilisierungsvorgang mit hoher Präzision in dem nächsten Schritt S57 aus und kehrt zu dem Schritt S50 zurück. Andererseits gibt, wenn ein Absolutwert der Abweichung ΔD2 einen zulässigen Wert Dth2 übersteigt (S53: NEIN), der Wellenfront-Korrekturcontroller 60(2) ein Antriebssignal an die Wellenfront-Korrektureinheit 45 ab, um zu bewirken, dass die Wellenfront-Korrektureinheit 45 eine Krümmung und eine Richtung einer Wellefront eines Laserstrahls korrigiert (S56). Der Wellenfront-Korrekturcontroller 60(2) kehrt dann zu dem ersten Schritt S50 zurück.
Wenn der Lasercontroller 70 das OK-Signal 2 von dem zweiten Wellenfront-Korrekturcontroller 60(2) empfängt (S42: JA), benachrichtigt der Lasercontroller 70 den EUV-Lichtquellencontroller 80 darüber, dass eine Justage der gepulsten Treiberlaserlichtquelleneinrichtung 2 abgeschlossen wurde (S43).
Wenn der Lasercontroller 70 einen Lichtemissionsbefehl von dem EUV-Lichtquellencontroller 80 empfängt, bewirkt der Lasercontroller 70, dass der Treiberlaseroszillator 20 einen gepulsten Treiberlaserstrahl ausgibt (S44).
Das vorliegende Ausführungsbeispiel, das in der beschreiben Weise konfiguriert ist, gibt einen Führungslaserstrahl unabhängig davon aus, ob ein gepulster Treiberlaserstrahl ausgegeben wird oder nicht, d. h. synchron mit einem gepulsten Treiberlaserstrahl, und es führt eine Rückkopplungsregelung in einer solchen Weise aus, dass eine optische Performance eines Laserstrahls in einem vorgegebenen Wert liegt. Folglich hat das vorliegende Ausführungsbeispiel eine Wirkung im Betrieb äquivalent zu der des ersten Ausführungsbeispiels.
Darüber hinaus kann in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, da eine optische Performance eines Laserstrahls individuell sowohl von dem Verstärkungssystem 30 als auch von dem Lichtfokussierungssystem 40 korrigiert wird, sowohl ein Verstärkungswirkungsgrad als auch Lichtfokussierungswirkungsgrad stabilisiert werden, wobei eine Zulässigkeit im Vergleich zu dem ersten Ausführungsbeispiel weiter verbessert werden kann.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird darüber hinaus, nachdem bestätigt wurde, dass eine Wellenfront-Korrekturverarbeitung auf einer stromauf liegenden Seite (in dem Verstärkungssystem) abgeschlossen wurde, eine Wellenfront-Korrekturverarbeitung auf einer stromab liegenden Seite ausgeführt (in dem Lichtfokussierungssystem). Folglich kann verhindert werden, dass eine Wellenfront-Korrektur, die durch den Wellenfront-Korrekturcontroller 60(1) ausgeführt wird, und eine Wellenfront-Korrektur, die durch den Wellenfront-Korrekturcontroller 60(2) ausgeführt wird, miteinander konkurrieren, bevor sie auftritt.
[Ausführungsbeispiel 3]
Ein drittes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die 7 bis 12 beschrieben. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird ein Führungslaserstrahl auf einer Eingangsseite des ersten Verstärkers 32(1) eingeführt. Darüber hinaus entsprechen in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Wellenfront-Korrektureinheiten 34(1), 34(2), 34(3) und 34(4) den Verstärkern 32(1), 32(2), 35(1) und 35(2) respektive, und eine Wellenfront-Korrektur eines Laserstrahls wird immer dann ausgeführt, wenn ein Laserstrahl verstärkt wird.
7 ist ein allgemeines Blockdiagramm, das eine Extremultraviolett-Lichtquelleneinrichtung entsprechend dem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel werden zwei Vorverstärker 32(1) und 32(2) vom Slab-Typ als Vorverstärker verwendet. Eine Laserstrahl verläuft auf einem Zick-Zack-Lichtpfad, der in den Slab-Typ Vorverstärkern 32(1) und 32(2) enthalten ist, um verstärkt zu werden. Darüber hinaus sind in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel auch eine Vielzahl von Hauptverstärkern 35(1) und 35(2) angeordnet.
Die sättigbaren Absorber 33(1) und 33(2) sind auf einer Ausgangsseite der Vorverstärker 32(1) bzw. 32(2) angeordnet. Der sättigbare Absorber wird im Folgenden als SA (sättigbarer Absorber) bezeichnet. Die SAs 33(1) und 33(2) sind Elemente, die eine Funktion haben, bei der ein Laserstrahl mit einer Lichtintensität äquivalent oder größer als in vorgegebener Schwellenwert durch den SA hindurchtreten kann und ein Laserstrahl mit einer Lichtintensität geringer als ein vorgegebener Schwellenwert nicht durch den SA hindurchtreten kann.
Die SAs 33(1) und 33(2) absorbieren einen Laserstrahl, der von der Kammer 10 zurückkehrt (rückkehrendes Licht) und ein parasitäres, oszillierendes Licht und ein selbst-oszillierendes Licht, die von den Hauptverstärkern 35(1) und 35(2) erzeugt werden. Durch die vorstehende Anordnung kann verhindert werden, dass der Vorverstärker und der Treiberlaseroszillator 20 beschädigt werden. Darüber spielen die SAs 33(1) und 33(2) eine Rolle bei der Unterdrückung eines Podests, um die Qualität einer Pulswellenform eines Laserstrahls zu verbessern. Das Podest ist ein kleiner Puls, der gelegentlich nahe bei einem Hauptpuls erzeugt wird.
Ein räumliches Filter 37 zur Verbesserung eines räumlichen, transversalen Modus ist auf einer Ausgangsseite des Treiberlaseroszillators 20 angeordnet. Der SA 33(1) ist an dem Ausgang des Vorverstärkers 32(1) angeordnet, und der SA 33(2) ist an dem Ausgang des nächsten Vorverstärkers 32(2) angeordnet.
Die Wellenfront-Korrektureinheit 34(1) und ein Sensor 36(1) sind auf einer stromab liegenden Seite, einer Ausgangsseite eines Laserstrahls (des ersten SA 33(1)) angeordnet. Die Wellenfront-Korrektureinheit 34(2) und ein Sensor 36(2) sind auf einer stromab liegenden Seite, des zweiten SA 33(2) angeordnet.
Eine Laserstrahl, der durch den Sensor 36(2) hindurch getreten ist, wird von den Reflexionsspiegeln 38(1) und 38(2) reflektiert und fällt auf die Wellenfront-Korrektureinheit 34(3) ein. Die Wellenfront-Korrektureinheit 34(3) ist auf einer stromauf liegenden Seite (Einfallsseite eines Laserstrahls) des Hauptverstärkers 35(1) angeordnet. Ein Sensor 36(3), der der Wellenfront-Korrektureinheit 34(3) entspricht, ist auf einer stromab liegenden Seite des Hauptverstärkers 35(1) angeordnet.
Die Wellenfront-Korrektureinheit 34(4) ist auf einer stromauf liegenden Seite des letzten Hauptverstärkers 35(2) angeordnet. Ein Sensor 36(4) ist auf einer stromab liegenden Seite des Hauptverstärkers 35(2) angeordnet.
Ähnlich wie bei dem zweiten Ausführungsbeispiel ist eine Einrichtung, die den gepulsten Treiberlaserstrahl fokussiert, bei der Wellenfront-Korrektureinheit 45 und einem Sensor 44 vorgesehen. Darüber hinaus ist in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ein Isolator vom Polarisationsteilungstyp zwischen den Reflexionsspiegeln 41(1) und 41(2) angeordnet. Der Isolator 46 wird später in 11 beschrieben.
Ein Verlauf eines Laserstrahls wird im Folgenden kurz beschrieben. Zuerst wird ein Laserstrahl, der von dem Treiberlaseroszillator 40 ausgegeben wurde, zu dem räumlichen Filter 37 übertragen, um den räumlichen, transversalen Modus zu verbessern. Der Laserstrahl, bei dem der räumliche transversale Modus verbessert wurde, tritt durch den Führungslaserstrahl-Einführungsspiegel 52 hindurch und trifft auf ein Einfallsfenster des Slab-Typs Vorverstärker 32(1) auf. Der Laserstrahl verläuft zick-zack-artig zwischen zwei konkaven Spiegeln 42, um verstärkt zu werden, und er wird von einem Ausgangsfenster emittiert.
Der Laserstrahl, der durch den Vorverstärker 32(1) verstärkt wurde, tritt durch den SA 33(1) hindurch. Durch diese Anordnung wird ein Laserstrahl mit einer Lichtintensität äquivalent oder geringer als ein vorgegebener Schwellenwert eliminiert. Aufgrund des Durchtritts durch den SA 33(1) wird die Wellenfrontform eines Laserstrahls beeinflusst und kann in einigen Fällen außerhalb eines erwarteten Wertes liegen. Folglich wird die optische Performance (Wellenfrontform und Richtung) eines Laserstrahls durch die Wellenfront-Korrektureinheit 34(1) korrigiert. Der Wellenfront-Korrekturcontroller 60(1) detektiert einen Zustand eines Laserstrahls, der auf der Grundlage eines von dem Sensor 36(1) übertragenen Messwertes korrigiert wurde, und er steuert die Wellenfront-Korrektureinheit 34(1) in einer solchen Weise, dass eine optische Performance eines Laserstrahls in einem vorgegebenen Wert ist.
Der Laserstrahl, der durch die Wellenfront-Korrektureinheit 34(1) korrigiert wurde, wird in den zweiten Vorverstärker 32(2) eingegeben, um verstärkt zu werden, und er tritt durch den SA 33(2) hindurch. Der Laserstrahl, der durch den SA 33(2) hindurch getreten ist, wird in Bezug auf eine Wellenfront durch die Wellenfront-Korrektureinheit 34(2) ähnlich wie oben korrigiert. Der Wellenfront-Korrekturcontroller 60(2) gibt ein Antriebssignal an die Wellenfront-Korrektureinheit 34(2) in einer solchen Weise ab, dass eine Krümmung und ein Winkel der Wellenfront eines Laserstrahls auf der Grundlage eines von dem Sensor 36(2) übertragenen Messwertes in einem vorgegebenen Wert liegt.
Der Laserstrahl, der durch die Wellenfront-Korrektureinheit 34(2) korrigiert wurde, fällt in die Wellenfront-Korrektureinheit 34(3) über zwei reflektierende Spiegel 38(1) und 38(2) ein. Der Wellenfront-Korrekturcontroller 60(3) steuert die Wellenfront-Korrektureinheit 34(3) auf der Grundlage eines Messwertes, der von dem Sensor 36(3) übertragen wird, der auf der Austrittsseite des Hauptverstärkers 35(1) angeordnet ist. Der Wellenfront-Korrekturcontroller 60(3) betreibt die Wellenfront-Korrektureinheit 34(3) in einer solchen Weise, dass eine Wellenfront erhalten werden kann, die einen Laserverstärkungsbereich in dem Hauptverstärker 35(1) wirksam mit einem Laserstrahl füllen kann.
Der Laserstrahl, der durch die Wellenfront-Korrektureinheit 34(3) korrigiert wurde, fällt in die Wellenfront-Korrektureinheit 34(4) ein, nachdem ihr durch den Hauptverstärker 35(1) und den Sensor 36(3) hindurch getreten ist. Ähnlich zu der Beschreibung im Zusammenhang mit der Wellenfront-Korrektureinheit 34(3) steuert der Wellenfront-Korrekturcontroller 60(4) die Wellenfront-Korrektureinheit 34(4) auf der Grundlage eines Messwertes, der von dem Sensor 36(4) übertragen wird, der von dem Sensor 36(4) übertragen wird, der auf einer Austrittsseite des Hauptverstärkers 35(3) in einer solchen Weise angeordnet ist, dass eine optische Performance eines Laserstrahls, der in den Hauptverstärker 35(2) eintritt, in einem vorgegebenen Wert liegt.
Wie oben beschrieben wurde, wird in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ein Laserstrahl viermal verstärkt und eine optische Performance des Laserstrahls wird viermal in dem Verfahren zur Verstärkung des Laserstrahls korrigiert. Durch diese Anordnung kann ein Laserstrahl mit einer hohen Ausgangsleistung, der von dem Hauptverstärker 35(2) der letzten Stufe ausgegeben wird, stabilisiert werden.
Der Laserstrahl, der verstärkt wurde, wird an das Lichtfokussierungsverfahren weitergegeben und er wird in die Wellenfront-Korrektureinheit 45 eingegeben. Der Wellenfront-Korrekturcontroller 60(5) bewirkt, dass die Wellenfront-Korrektureinheit 45 eine Wellenfront-Korrektur auf der Grundlage eines Signals ausführt, das von dem Sensor 44 übertragen wird, der unmittelbar vordem Fenster 13 der Kammer 10A angeordnet ist. Durch diese Anordnung kann ein Laserstrahl erhalten werden, der eine vorgegebene, ebene Welle hat.
Der Laserstrahl, der durch die Wellenfront-Korrektureinheit 45 korrigiert wurde, fällt in den Reflexionsspiegel 41(1) ein, um reflektiert zu werden, und er fällt in den Isolator 46 vom Polarisationsteile-Typ ein. Der Laserstrahl tritt durch den Isolator 46 hindurch und fällt in den Reflexionsspiegel 41(2). Der Laserstrahl, der von dem Reflexionsspiegel 41(2) reflektiert wurde, fällt in das Fenster 13 der Kammer 10A über den Sensor 44 ein.
8 ist ein beispielhaftes Diagramm, das die Kammer 10A entsprechend dem vorliegenden Ausführungsbeispiel zeigt. Die Kammer 10A ist grob in zwei Bereiche 11(1) und 11(2) unterteilt. Ein Bereich 11(1) ist ein Fokussierungsbereich, um die von der gepulsten Laserlichtquelleneinrichtung 2 eingegebenen Laserstrahl zu führen. Der andere Bereich 11(2) ist ein EUV-Lichtemissionsbereich, um EUV-Licht durch Bestrahlung eines Tropfens DP mit einem Laserstrahl zu erzeugen.
Die zwei Bereiche 11(1) und 11(2) sind durch eine Wand getrennt. Der Lichffokussierungsbereich 11(1) und der EUV-Lichtemissionsbereich 11(2) stehen miteinander durch eine kleine Öffnung in Verbindung, die in der Trennwand ausgebildet ist, die die Bereiche 11(1), 11(2) trennt. Der Druck in dem Fokussierungsbereich 11(1) kann extrem höher eingestellt werden, als der Druck in dem EUV-Lichtemissionsbereich 11(2). Durch diese Anordnung kann verhindert werden, dass Ablagerungen, die in dem EUV-Lichtemissionsbereich 11(2) erzeugt werden, in den Fokussierungsbereich 11(1) eintreten.
Der Laserstrahl, der in den Fokussierungsbereich 11(1) von dem Fenster aus eintritt, wird durch einen gegenüber der Achse versetzten, konvexen Parabolspiegel 18 reflektiert, um in einen gegenüber der Achse versetzten, konkaven Parabolspiegel 16(2) eingegeben zu werden. Der Laserstrahl wird mit einem vorgegebenen Strahldurchmesser versehen, indem er von den Spiegeln 18 und 16(1) reflektiert wird.
Der auf einen vorgegebenen Strahldurchmesser eingestellte Laserstrahl wird in einen Reflexionsspiegel 17 eingegeben, um reflektiert zu werden, und er fällt in einen zur Achse versetzten, konkaven Parabolspiegel 16(2) ein. Der Laserstrahl, der von dem über der Achse versetzten, konkaven Parabolspiegel 16(2) reflektiert wurde, tritt in den EUV-Lichtemissionsbereich 11(2) ein, und bestrahlt einen Tropfen DP über einen Öffnungsabschnitt 14A des EUV-Lichtkollektorspiegels 13 auf die abgestrahlt zu werden.
Es ist bevorzugt, dass die Fenster, durch die der Laserstrahl hindurch tritt, beispielsweise die Fenster, mit denen die Verstärker 32(1), 32(2), 35(1), 35(2) versehen sind, die Fenster, mit denen die SAs 33(1), SA 33(2) versehen sind, und das Fenster 13 der Kammer 10A, aus einem Material gebildet sind, das die Charakteristik ähnlich wie Diamant hat.
Diamant hat eine Permeabilität gegenüber einer Wellenlänge von 10,6 μm eines CO2-Lasers und hat einen hohen Koeffizienten der Wärmeleitfähigkeit. Selbst wenn eine große Wärmebelastung angelegt wird, ist es daher unwahrscheinlich, dass eine Temperaturverteilung auftritt, so dass es schwierig wird, die Form und den Brechungsindex zu ändern. Daher ist es nicht wahrscheinlich, dass sich die Krümmung und der Winkel der Wellenfront des Laserstrahls ändern, der durch ein Diamantfenster hindurch tritt.
Weil jedoch Diamant im Allgemeinen teuer ist, kann es schwierig sein, wegen der Kosten alle Fenster aus Diamant herzustellen. Im Hinblick auf die Kosten kann ein Diamantfenster für ein Fenster verwendet werden, das in einem Element verwendet wird, auf das eine verhältnismäßig hohe thermische Belastung ausgeübt wird. Da in dem vorliegenden Lasersystem eine hohe Wärmebelastung an beide Fenster des Hauptverstärkers 35 und das Fenster der EUV-Kammer 10A angelegt wird, sollten die Fenster aus Diamant hergestellt sein. Da der SA33 einen CO2-Laserstrahl absorbiert, wird darüber hinaus eine große Wärmebelastung auf den SA33 ausgeübt. Folglich sollte der SA33 aus einem Diamant hergestellt sein unabhängig davon, ob der SA33 auf einer stromauf liegenden Seite eines Strahls oder auf einer stromab liegenden Seite angeordnet ist.
Ein Verlauf eines Laserstrahls wird im Folgenden beschrieben. Wie in 12 gezeigt ist, ist der Führungslaserstrahl-Einführungsspiegel 52 zwischen einer Austrittsseite des räumlichen Filters 37 und einer Einlassseite des ersten Vorverstärkers 32(1) angeordnet. Der Führungslaserstrahl wird über den Führungslaserstrahl-Einführungsspiegel 52 über einen Lichtweg übertragen, der im Wesentlichen äquivalent zu dem des gepulsten Treiberlaserstrahls ist.
9 ist ein beispielhaftes Diagramm, das ein Prinzip der Wellenfront-Korrektureinheit 34 schematisch zeigt. 9(a) zeigt einen Fall, bei dem eine Wärmebelastung gering ist, und 9(b) zeigt einen Fall, bei dem eine Wärmebelastung groß ist. Der Hauptgesichtspunkt bei der Beschreibung von jedem optischen Element ist im Folgenden ein Führungslaserstrahl L3. Jedes optische Element gibt jedoch auch ein betriebliches Äquivalent zu dem des Führungslaserstrahls an den gepulsten Treiberlaserstrahl.
Die Wellenfront-Korrektureinheit 34 ist mit einer Winkelkorrektureinheit 100 und einer Wellenfrontkrümmungs-Korrektureinheit 200 versehen. Die Winkelkorrektureinheit 100 ist ein optisches System, das einen Winkel (Fortpflanzungsrichtung) eines Laserstrahls einstellt. Die Wellenfrontkrümmungs-Korrektureinheit 200 ist ein optisches System, das eine Krümmung einer Wellenfront eines Laserstrahls (d. h. die Aufspreizung eines Strahls) einstellt. Ein Beispiel für die Anordnung im Einzelnen wird später in einem anderen Ausführungsbeispiel beschrieben.
Die Winkelkorrektureinheit 100 ist so konfiguriert, dass sie beispielsweise mit zwei Reflexionsspiegeln 101 und 102 ausgestattet ist, die von Frontseite zu Frontseite parallel angeordnet sind. Wie in 9(b) gezeigt ist, ist jeder der zwei Reflexionsspiegel 101 und 102 drehbar um eine X-Achse (Achse senkrecht zu 9) und einer Y-Achse (Achse unter einem rechten Winkel zu der X-Achse in derselben Ebene) des Reflexionsspiegels als Rotationsmittel drehbar angeordnet. Mit anderen Worten, ist jeder der zwei Reflexionsspiegel 101 und 102 in einer solchen Weise befestigt, dass eine Kipp- und Rollbewegung ausgeführt werden kann.
Wenn die Wärmebelastung gering ist, (9(a)), ist es, da der Führungslaserstrahl L3 sich nach einer optischen Standardachse ausbreitet, nicht erforderlich, eine Orientierung von jedem der zwei Reflexionsspiegel 101 und 102 zu ändern. Wenn eine Wärmebelastung groß ist (9(b)), fällt der Führungslaserstrahl L3 außerhalb einer optischen Standardachse ein. Folglich wird eine Orientierung von jedem der zwei Reflexionsspiegel 101 und 102 nach Bedarf variiert, und eine Emissionsrichtung des Führungslaserstrahls L3 wird so eingestellt, dass sie einer optischen Standardachse entspricht.
Die Wellenfrontkrümmungs-Korrektureinheit 200 ist so konfiguriert, dass sie beispielsweise mit einem konkaven Spiegel 201 und einem konvexen Spiegel 202 ausgestattet ist. Durch Einstellen einer relativen Positionslage von jedem der Spiegel 201 und 202, können eine Welle mit konvexer Frontfläche und eines Welle mit konkaver Frontfläche so modifiziert werden, dass sie zu einer ebenen Welle werden.
10 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel eines Sensors 36 zeigt. Ein Reflexionsspiegel 300, auf dem eine Beschichtung, die den gepulsten Treiberlaserstrahl L1 und den Führungslaserstrahl L3 mit einem hohen Maß an Reflexion reflektiert, ist aufgetragen und so konfiguriert, dass er mit einem Strahlteilersubstrat 300A und einem Halter 300B mit einem Wasserkühlungsmantel zur Halterung des Strahlteilersubstrats 300A ausgestattet ist. Eine reflektierende Beschichtung, die auf dem Reflexionsspiegel 300 aufgetragen ist, ist so konfiguriert, dass sie den gepulsten Treiberlaserstrahl mit einem hohen Maß an Reflexion reflektiert und den Führungslaserstrahl teilweise reflektiert.
Das Strahlteilersubstrat 300A ist beispielsweise aus einem Material, beispielsweise Silicium (Si), Zinkselenid (ZnSe), Galliumarsenid (GaAs) und Diamant hergestellt. Obwohl viel von dem Führungslaserstrahl L3 durch eine reflektierende Beschichtung des Strahlteilersubstrats 300A reflektiert wird, wird ein Teil L3L des Führungslaserstrahls L3 durch das Strahlteilersubstrat 300A durchgelassen.
Der Führungslaserstrahl L3L, der von dem Strahlteilersubstrat 300A durchgelassen wurde, wird zu einem Messstrahl und tritt durch ein Bandpassfilter BPF hindurch, um auf eine optische Sensoreinheit 360 aufzutreffen. Der Bandpassfilter BPF bewirkt, dass ein Führungslaserstrahl durchgelassen wird, und dass die Transmission von anderen Strahlen blockiert wird.
Als optischer Sensoreinheit 360 kann beispielsweise ein Sensor, beispielsweise ein Strahlprofilierer, der eine Intensitätsverteilung eines Laserstrahls misst, ein Leistungssensor, der eine Laserleistung und eine Belastung eines optischen Elements misst (beispielsweise ein Kaloriemeter und ein pyroelektrischer Sensor) und ein Wellenfrontsensor, der einen Wellenfrontzustand und eine Richtung eines Laserstrahls gleichzeitig messen kann, verwendet werden.
11 ist ein beispielhaftes Diagramm, das die Anordnung des Isolators 46 zeigt. Der Isolator 46 ist so konfiguriert, dass er beispielsweise einen ersten Spiegel 461 mit einer Wärmesenke 460, einen zweiten Spiegel 462 und einen dritten Spiegel 463 hat. Ein Laserstrahl, der von dem dritten Spiegel 463 reflektiert wurde, wird durch den Reflexionsspiegel 41(2) und das Fenster 13 in den Fokussierungsbereich 11(1) eingegeben, wo ein optisches Fokussierungssystem zum Fokussieren des Laserstrahls in der Kammer 10A vorgesehen ist.
Der erste Spiegel 461 bewirkt, dass nur P-polarisiertes Licht durchgelassen wird und dass nur S-polarisiertes Licht durch eine dielektrische, mehrlagige Beschichtung reflektiert wird, die auf der oberen Oberfläche des ersten Spiegels 461 ausgebildet ist. Bei dem ersten Spiegel 461 wird ein P-polarisiertes Licht in dem Substrat absorbiert, um durch die Wärmesenke 460 gekühlt zu werden. Ein Laserstrahl trifft auf den ersten Spiegel 461 als S-polarisiertes Licht auf.
Ein Laserstrahl aus S-polarisiertem Licht, der von dem ersten Spiegel 461 reflektiert wurde, trifft auf den zweiten Spiegel 462 auf, der schräg gegenüber dem ersten Spiegel 461 vorgesehen ist. Eine λ/4-Beschichtung, die eine Phasendifferenz von π/2 erzeugt, ist auf der oberen Oberfläche des zweiten Spiegels 462 ausgebildet. Daher wird ein Laserstrahl, der von dem zweiten Spiegel 462 reflektiert wird, in ein zirkular polarisiertes Licht umgesetzt.
Ein Laserstrahl aus zirkular polarisiertem Licht trifft auf den dritten Spiegel 463 auf. Eine Beschichtung, die das P-polarisierte Licht und das S-polarisierte Licht mit einem hohen Reflexionsgrad reflektiert, ist auf dem dritten Spiegel 463 aufgebracht. Ein Laserstrahl, der von dem dritten Spiegel 463 reflektiert wurde, wird über den Lichtfokussierungsbereich 11(1), in dem das optische Fokussierungssystem zum Fokussieren des Laserstrahls vorgesehen ist, fokussiert und auf die Tropfen abgestrahlt, um das Plasma PLZ zu erzeugen.
Ein Laserstrahl, der durch das Plasma PLZ reflektiert wurde, kehrt zu einem Lichtweg äquivalent zu einem Lichtweg während einer Bestrahlung als zirkular polarisiertes Licht mit der umgekehrten Drehrichtung zurück. Ein zurückkehrendes Licht aus zirkular polarisiertem Licht wird durch den dritten Spiegel 463 reflektiert und trifft auf den zweiten Spiegel 462 auf. Das rückkehrende Licht wird in ein P-polarisiertes Licht dadurch umgesetzt, dass es von der λ/4-Beschichtung des zweiten Spiegels 462 reflektiert wird.
Ein Laserlicht aus P-polarisiertem Licht trifft auf den ersten Spiegel 461 auf. Das Laserlicht aus P-polarisiertem Licht, das auf den ersten Spiegel 461 aufgetroffen ist, wird zu der Beschichtung des ersten Spiegels 461 durchgelassen und es wird in einem Spiegelsubstrat absorbiert, um in Wärme umgesetzt zu werden. Die Wärme wird durch die Wärmesenke 460 abgeführt. Folglich kann verhindert werden, dass ein Laserstrahl, der von dem Plasma PLZ reflektiert wird und zurückgeführt wird, zu der Einlassseite des Isolators 46 zurückkehrt. Durch diese Anordnung kann eine Selbstschwingung, die durch ein zurückkommendes Licht eines Laserstrahls verursacht wird, verhindert werden.
Durch Verwendung des Isolators 46 des optischen Reflexionssystems, wie es in 11 gezeigt ist, kann eine Verzehrung der Wellenfront, die bei einem Laserstrahl auftritt, der durch den Isolator 46 durchgelassen wird, geringer sein im Vergleich zu dem Fall, bei dem Isolator eines optischen Transmissionssystems verwendet wird.
13 ist ein Flussdiagramm einer Zusammenfassung der Arbeitsweise gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel. Wie in der Beschreibung des zweiten Ausführungsbeispiels gezeigt wurde, wird, wenn eine Vielzahl von Wellenfront-Korrektureinheiten 34(1) bis 34(4) und 45 vorgesehen sind, die Wellenfront nacheinander von der stromauf liegenden Wellenfront-Korrektureinheit aus kompensiert.
Als erstes führt der Wellenfront-Korrekturcontroller 60(1) eine erste Wellenfrontkorrektur durch Verwendung der Wellenfront-Korrektureinheit 34(1) durch, die auf der am meisten stromauf liegenden Seite positioniert ist (S34) und er benachrichtigt den Lasercontroller 70 davon, dass die Wellenfrontkorrektur abgeschlossen wurde (S32).
Als nächstes, nachdem der Wellenfront-Korrekturcontroller 60(2) bestätigt, dass eine Fertigstellungsmitteilung von dem Wellenfront-Korrekturcontroller 60(1) der vorhergehenden Stufe ausgegeben wurde (S52), führt der Wellenfront-Korrekturcontroller 60(2) eine zweite Wellenfrontkorrektur unter Verwendung der Wellenfront-Korrektureinheit 34(2) aus (S56). Der Wellenfront-Korrekturcontroller 60(2) benachrichtigt den Lasercontroller 70 davon, dass die Wellenfrontkorrektur abgeschlossen wurde (S54).
Nachdem der nächste Wellenfront-Korrekturcontroller 60(3) bestätigt, dass eine Abschlussbenachrichtigung von dem Wellenfront-Korrekturcontroller 60(2) der vorhergehenden Stufe gesendet wurde (S62), führt auf ähnliche Weise der Wellenfront-Korrekturcontroller 60(3) eine dritte Wellenfrontkorrektur unter Verwendung der Wellenfront-Korrektureinheit 34(3) aus (S66). Der Wellenfront-Korrekturcontroller 60(3) benachrichtigt den Lasercontroller 70, dass die Wellenfrontkorrektur abgeschlossen wurde (S64).
Nachdem der nächste Wellenfront-Korrekturcontroller 60(4) bestätigt, dass eine Abschlussbenachrichtigung von dem Wellenfront-Korrekturcontroller 60(3), der vorhergehenden Stufe gesendet wurde (S72), führt auf ähnliche Weise der Wellenfront-Korrekturcontroller 60(4) eine vierte Wellenfrontkorrektur unter Verwendung der Wellenfront-Korrektureinheit 34(4) aus (S76). Der Wellenfront-Korrekturcontroller 60(4) benachrichtigt den Lasercontroller 70, dass die Wellenfrontkorrektur abgeschlossen wurde (S74).
Nachdem der letzte Wellenfront-Korrekturcontroller 60(5) bestätigt, dass eine dass eine Abschlussbenachrichtigung von dem Wellenfront-Korrekturcontroller 60(4), der vorhergehenden Stufe gesendet wurde (S82), führt auf ähnliche Weise der Wellenfront-Korrekturcontroller 60(5) die letzte Wellenfrontkorrektur unter Verwendung der Wellenfront-Korrektureinheit 45 aus (S86). Der Wellenfront-Korrekturcontroller 60(5) benachrichtigt den Lasercontroller 70, dass die Wellenfrontkorrektur abgeschlossen wurde (S84).
Der Lasercontroller 70 empfängt eine Abschlussbenachrichtigung, um zu melden, dass die Wellenfrontkorrektur abgeschlossen wurde, in der Reihenfolge von jedem der Wellenfront-Korrekturkotroller 60(1) bis 60(5). Wenn der Lasercontroller 70 alle Abschlussmeldungen empfängt, benachrichtigt der Lasercontroller 70 den EUV-Lichtquellencontroller 80, dass eine Justage der gepulsten Treiberlaserlicht-Quelleneinrichtung 2 abgeschlossen wurde.
Das vorliegende Ausführungsbeispiel, das in der oben beschriebenen Weise konfiguriert ist, hat einen betrieblichen Effekt äquivalent zu dem des ersten und des zweiten Ausführungsbeispiels. Darüber hinaus sind in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Wellenfront-Korrektureinheit 34(1) bis 34(4) korrespondierend zu den Verstärkern 32(1), 32(2), 35(1) bzw. 35(2) vorgesehen, und ein Laserstrahl trifft auf jeden Verstärker mit einer geeigneten Krümmung und mit einem geeigneten Winkel einer Wellenfront auf. Folglich kann ein Laserstrahl in einer stabileren Weise als vergleichsweise mit dem ersten und dem zweiten Ausführungsbeispiel verstärkt werden.
[Ausführungsbeispiel 4]
Ein viertes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die 14 und 15 beschrieben. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind insgesamt vier Vorverstärker 32(1) bis 32(4) und insgesamt zwei Hauptverstärker 35(1) und 35(2) enthalten. Darüber hinaus ist in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel nur ein SA 33 im Vergleich zu dem dritten Ausführungsbeispiel angeordnet. 14 zeigt den Fall, bei dem ein gepulster Treiberlaserstrahl und ein Führungslaserstrahl ausgegeben werden. 15 zeigt den Fall, bei dem nur ein Führungslaserstrahl ausgegeben wird.
Das vorliegende Ausführungsbeispiel ist so konfiguriert, dass es mit einem räumlichen Filter 37, einem optischen Relaissystem 31(1), einem Vorverstärker 32(1), einem optischen Relaissystem 31(2), einem Vorverstärker 32(2), einem SA 33, einem optischen Relaissystem 31(3), einem Vorverstärker 32(3), einem optischen Relaissystem 31(4), einem Vorverstärker 32(4), einem optischen Relaissystem 31(5), einem den Führungslaserstrahl einführenden Spiegel 52, einem Reflexionsspiegel 38, einer Wellenfront-Korrektureinheit 34(1), einem Hauptverstärker 35(1), einem Sensor 36(1), einer Wellenfront-Korrektureinheit 34(2), einem Hauptverstärker 35(2), einem Sensor 36(2), einer Wellenfront-Korrektureinheit 45, einem Reflexionsspiegel 41(1), einem Isolator 46 (der auch weggelassen werden kann), einem Reflexionsspiegel 41(2) und einem Sensor 44 in dieser Reihenfolge von der stromauf liegenden Seite her versehen ist.
Der den Führungslaserstrahl einführende Spiegel 52 ist an einem Umkehrabschnitt eines Lichtwegs zwischen dem Vorverstärker 32(4) und dem Hauptverstärker 35(1) angeordnet. Es ist zu beachten, dass der den Führungslaserstrahl einführende Spiegel 52, der in den 14 und 15 gezeigt ist, als ein Führungslaserstrahl-Einführungsspiegel vom ersten Typ konfiguriert ist, der bewirkt, dass der Führungslaserstrahl durchgelassen wird, und der bewirkt, dass der gepulste Treiberlaserstrahl reflektiert wird.
Der gepulste Treiberlaserstrahl wird durch Transmission zu insgesamt vier Vorverstärkern 32(1) bis 32(4) weitergeleitet, um auf einen Wert mit einem bestimmten Maß verstärkt zu werden. Wenn ein gepulster Treiberlaserstrahl, der eine verhältnismäßig hohe Ausgangsleistung hat, zu dem Führungslaserstrahl-Einführungsspiegel 52 durchgelassen wird, ist eine Wärmebelastung, die auf den Führungslaserstrahl-Einführungsspiegel 52 ausgeübt wird, groß, wodurch eine Verzehrung oder dergleichen in dem Führungslaserstrahl-Einführungsspiegel 52 auftrifft. Andererseits kann in dem Fall, bei dem der Führungslaserstrahl-Einführungsspiegel mit einer solchen Weise konfiguriert ist, dass der gepulste Treiberlaserstrahl reflektiert wird und dass der Führungslaserstrahl durchgelassen wird wie in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, eine Wärmebelastung, die auf den Führungslaserstrahl-Einführungsspiegel 52 ausgeübt wird, unterdrückt werden.
Die Wellenfront-Korrektureinheit 34(1) korrigiert einen Laserstrahl, der durch den Hauptverstärker 35(1) hintritt. Die Wellenfront-Korrektureinheit 34(1) korrigiert einen Laserstrahl, der durch den Hauptverstärker 35(2) hindurch tritt. 15 ist ein Blockdiagramm, das den Zustand zeigt, bei dem nur der Führungslaserstrahl ausgegeben wird.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, das in der oben beschriebenen Weise konfiguriert ist, wird eine optische Performance eines Laserstrahls der Reihe nach von einer Wellenfront-Korrektureinheit auf einer stromauf liegenden Seite, die in dem dritten Ausführungsbeispiel korrigiert. Das vorliegende Ausführungsbeispiel hat einen betrieblichen Effekt äquivalent zu dem des dritten Ausführungsbeispiels.
[Ausführungsbeispiel 5]
Ein fünftes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die 16 bis 18 beschrieben. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel werden einige Beispiele, die einen Führungslaserstrahl in einen Lichtweg eines gepulsten Treiberlaserstrahls einführen, beschrieben.
Eine Beschichtung 521, die einen Führungslaserstrahl L3 durchlässt und einen gepulsten Treiberlaserstrahl L1 reflektiert, ist auf der Oberfläche des Führungslaserstrahl-Einführungsspiegels 52 beschichtet, wie in 16(a) gezeigt ist. Der gepulste Treiberlaserstrahl L1, der von einem Reflexionsspiegel 54 reflektiert wurde, wird auch durch die Beschichtung 521 des Führungslaserstrahl-Einführungsspiegels 52 reflektiert und bewegt sich in Richtung auf die rechte Seite in der Figur.
Beispielsweise fällt der Führungslaserstrahl L3, der von der Führungslasereinrichtung 50 ausgegeben wurde, die als Heliumneonlaser-Lichtquelle konfiguriert ist, die in einem einzigen transversalen Modus schwingt, in einen Laserkollimator 51 ein, wobei ein Strahldurchmesser und eine Wellenfrontform des Führungslaserstrahls L3 justiert wird.
Der Laserkollimator 51 ist so konfiguriert, dass er beispielsweise mit zwei konvexen Linsen 511 und 512 und einem räumlichen Filter 513 versehen ist, der zwischen den konvexen Linsen angeordnet ist. Ein rückseitiger Brennpunkt F1 der ersten konvexen Linse 511 und ein vorderseitiger Brennpunkt F2 der zweiten konvexen Linse 512 sind korrespondierend zu einander, und der räumliche Filter 513 ist an der entsprechenden Position von F1 und F2 angeordnet.
Durch die vorstehende Anordnung, wie sie in 16(b) gezeigt ist, wird nur der Führungslaserstrahl in einem einzigen, transversalen Modus zu dem räumlichen Filter 513 durchgelassen und trifft auf die zweite konvexe Linse 512 auf. Durch die zweite konvexe Linse 512 wird ein Strahldurchmesser des Führungslaserstrahls aufgeweitet, so dass er im Wesentlichen äquivalent zu einem Strahldurchmesser eines gepulsten Treiberlaserstrahls wird. Der Führungslaserstrahl, der einen Strahldurchmesser hat, der im Wesentlichen äquivalent zu dem eines gepulsten Treiberlaserstrahls ist, verläuft auf einem Lichtpfad im Wesentlichen äquivalent zu dem eines gepulsten Treiberlaserstrahls. Mit anderen Worten, spielt der Führungslaserstrahl-Einführungsspiegel 52 eine Rolle bei der Überlagerung des Führungslaserstrahls auf den gepulsten Treiberlaserstrahl.
17 ist ein beispielhaftes Diagramm, das ein anderes Beispiel für die Einführung eines Führungslaserstrahls zeigt. Eine Beschichtung 521A, die einen gepulsten Treiberlaserstrahl L1 durchlässt und einen Führungslaserstrahl L3 reflektiert, ist auf der Oberfläche des Führungslaserstrahl-Einführungsspiegels 52A beschichtet, wie in 17 gezeigt ist.
Der Führungslaserstrahl L3, der von einer Führungslasereinrichtung 50 ausgegeben wurde, wird durch eine Lichtfokussierungslinse 511A fokussiert und trifft auf eine Einzel-Moden-Faser 513A auf. Der Ausgangsteil der Einzel-Modus-Faser 513A ist an einer vorderseitigen Brennpunktposition einer Kollimatorlinse 512A angeordnet, wie in 17(b) gezeigt ist.
Ein Führungslaserstrahl, der zu der Einzel-Modus-Faser 513A übertragen wurde, wird um einen vorgegebenen Winkel aufgespreizt und fällt in die Kollimatorlinse 512A ein, um durch die Kollimatorlinse 512A in eine ebene Welle umgesetzt zu werden. Der Führungslaserstrahl, der in eine ebene Welle umgesetzt wurde, wird durch Beschichtung 521A des Führungslaserstrahl-Einführungsspiegels 52A in hohem Maße reflektiert. Durch diese Anordnung weisen der gepulste Treiberlaser und der Führungsstrahl einen nahezu äquivalenten Strahl und eine nahezu äquivalente, optische Achse auf. Bei einem Beispiel, wie es in 17 gezeigt ist, kann eine Ausrichtung leicht durchgeführt werden, da die optische Einzel-Modus-Faser 513A verwendet wird.
8 ist ein beispielhaftes Diagramm, das des Weiteren ein anderes Ausführungsbeispiel zum Einführen eines Führungslaserstrahls zeigt. In einem in 18 gezeigten Beispiel, sind eine Anordnung, die einen gepulster Treiberlaserstrahl ausgibt, und eine Anordnung, die einen Führungslaserstrahl in einen optischen Weg eines gepulsten Treiberlaserstrahls einführt, miteinander gekoppelt.
Der Treiberlaseroszillator 20 ist konfiguriert, um beispielsweise mit einer Laserkammer 21, die mit einem Fenster 26 versehen ist, einem rückwärtigen Spiegel 22, der auf einer Seite der Laserkammer 21 und getrennt von der Laserkammer 21 angeordnet ist, einem ebenen Ausgangsspiegel 23, der auf der anderen Seite der Laserkammer 21 und getrennt von der Laserkammer 21 angeordnet ist, und Nadelöffnungen 24 und 25 zwischen dem Fenster 26 und den Spiegeln 22 bzw. 23 versehen zu werden. Die Nadelöffnung 24 schränkt einen räumlichen transversalen Modus eines gepulsten Treiberlaserstrahls ein.
Eine Führungslasereinrichtung ist auf einer Seite des rückwärtigen Spiegels 22 angeordnet. Eine Korrekturlinse 511B ist zwischen der Führungslasereinrichtung 50 und dem rückwärtigen Spiegel 33 angeordnet. Nachdem ein Führungslaserstrahl durch die Korrekturlinse 511B fokussiert wurde, fällt der Führungslaserstrahl in den rückwärtigen Spiegel 22 ein, der in einer konkaven Oberflächenform ausgebildet wurde.
Eine Beschichtung, die konfiguriert ist, um den gepulsten Treiberlaserstrahl mit einem hohen Maß an Reflexion zu reflektieren und den Führungslaserstrahl durchzulassen, ist auf dem rückwärtigen Spiegel 22 ausgebildet. Folglich wird, wie in 18(b) gezeigt ist, der Führungslaserstrahl zu dem rückwärtigen Spiegel 22 durchgelassen und fällt in die Laserkammer 21 über die Nadelöffnung 24 und das Fenster 26 ein. Der rückwärtige Spiegel 22 wird hier als konkave Linse betrieben, um den Führungslaserstrahl in eine ebene Welle umzusetzen.
Der Führungslaserstrahl tritt durch die Nadelöffnung 24, das Fenster 26 auf der rückwärtigen Seite, die Laserkammer 21, das Fenster 26 auf der Vorderseite und die Nadelöffnung 25 hindurch und fällt auf den ebenen Ausgangsspiegel (OC) 23 ein. Eine Beschichtung, die konfiguriert ist, um einen Teil des gepulsten Treiberlaserstrahls zu reflektieren und den Führungslaserstrahl durchzulassen, ist auf dem ebenen Ausgangsspiegel 23 ausgebildet.
Der Führungslaserstrahl, der zu dem ebenen Ausgangsspiegel 23 durch Transmission durchgelassen wurde, verläuft auf einem Lichtweg äquivalent zu dem des gepulsten Treiberlaserstrahls. Indem jedes optische Element, das auf der stromab liegenden Seite des Treiberlaseroszillators 20 angeordnet ist, als dieses Element vom Reflexionstyp kann verhindert werden, dass eine optische Achse des gepulsten Treiberlaserstrahls und eine optische Achse des Führungslaserstrahls aus Ausrichtung zu einander sind. Dies beruht darauf, dass eine chromatische Aberration bei dem reflektierenden, optischen System nicht auftritt. Folglich ist es beispielsweise bevorzugt, dass ein räumlicher Filter (Kombination aus zwei Parabolspiegeln mit versetzten Achsen) ein optisches Relaissystem, eine Wellenfront-Korrektureinheit und anderes als Einrichtung vom Reflexionstyp konfiguriert sind. Da die Fenster 13 und 26 nicht im Reflexionstyp konfiguriert werden können, sind die Fenster 13 und 26 in einem Transmissionstyp konfiguriert.
Als optisches Element zum Einführen eines Führungslaserstrahls wird vorzugsweise ein optisches Element, das aus Diamant hergestellt ist, verwendet. Dies beruht darauf, dass ein Diamant eine außerordentlich gute thermische Leitfähigkeit und in der Lage ist, das Auftreten einer Temperaturverteilung zu unterdrücken. Folglich sollten der rückwärtige Spiegel 22 und der ebene Ausgangsspiegel 23 unter Verwendung eines Diamantsubstrats hergestellt sein.
[Ausführungsbeispiel 6]
Ein sechstes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die 19 bis 20 beschrieben. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, einem abgewandelten Ausführungsbeispiel einer Positionsbeziehung einer Wellenfront-Korrektureinheit 34, eines Sensors 36 und der eine Variation der Wellenfront erzeugenden Teile (32, 33 und 35) wird beschrieben. Eine Wellenfront-Korrektureinheit umfasst eine Wellenfront-Korrektureinheit 34 in einem Verstärkungsverfahren und eine Wellenfront-Korrektureinheit 45 in einem Lichtfokussierungsverfahren. Die Wellenfront-Korrektureinheit 34 wird in der folgenden Erläuterung als repräsentativ beschrieben.
Als ein Wellenfront-Variation erzeugender Teil, der eine Variation in einer Wellenfront aufgrund einer Wärmebelastung erzeugen kann, kann beispielsweise erwähnt werden ein Vorverstärker 32, ein Hauptverstärker 35, ein SA 33, ein optisches Relaissystem 31, ein Reflexionsspiegel, ein Polarisationselement, ein Verzögerungselement und andere optische Elemente dieser Art. Hier werden aus praktischen Gründen für eine Erläuterung ein Vorverstärker 32, ein Hauptverstärker 35 und ein SA 33 in einem großen Teil als Beispiel für einen eine Wellenfront-Variation erzeugenden Teil beschrieben.
19(a) zeigt eine Konfiguration, bei der eine Wellenfront-Korrektureinheit 34 auf der stromauf liegenden Seite der eine Wellenfront-Variation erzeugenden Teile 32, 33 und 35 angeordnet, und ein Sensor 36 ist auf der stromab liegenden Seite der eine Wellenfront-Variation erzeugenden Teile 32, 33 und 35 angeordnet. Nachdem der Laserstrahl L1 und der Führungslaserstrahl L3 durch die Wellenfront-Korrektureinheit 34 korrigiert wurden, werden der Laserstrahl L1 und der Führungslaserstrahl L3 in den Sensor 36 eingegeben. Ein Wellenfront-Korrekturcontroller 60 steuert die Wellenfront-Korrektureinheit 34 in einer solchen Weise, dass eine optische Performance eines Laserstrahls (Krümmung oder Winkel einer Wellenfront), die durch den Sensor 36 gemessen wird, in einem vorgegebenen Wert liegt.
19(b) zeigt eine Konfiguration, bei der eine Wellenfront-Korrektureinheit 34 und ein Sensor 36 auf der stromab liegenden Seite der die Wellenfront-Variation erzeugenden Teile 32, 33 und 35 angeordnet sind. Die Wellenfront-Korrektureinheit 34 ist zwischen den eine Wellenfrontveränderung erzeugenden Teilen 32, 33 und 35 und dem Sensor 36 angeordnet.
Nach der Laserstrahl L1 und der Führungslaserstrahl L3 durch das optische Relaissystem 31 und die die Wellenfront-Variation erzeugenden Teile 32, 33 und 35 hindurch getreten sind, fallen der Laserstrahl L1 und der Führungslaserstrahl L3 in die Wellenfront-Korrektureinheit 34 ein. Der Wellenfront-Korrekturcontroller 60 steuert die Wellenfront-Korrektureinheit 34 in einer solchen Weise, dass eine optische Performance, die von dem Sensor 36 gemessen wird, in einem vorgegebenen Wert liegt.
19(c) zeigt eine Konfiguration, bei der ein Sensor 36 und die die Wellenfront-Variation erzeugenden Teile 32, 33 und 35 auf der stromab liegenden Seite einer Wellenfront-Korrektureinheit 34 angeordnet sind. Der Sensor 36 ist zwischen der Wellenfront-Korrektureinheit 34 und den die Wellenfront-Variation erzeugenden Teilen 32, 33 und 35 angeordnet Der Wellenfront-Korrekturcontroller 60 steuert die Wellenfront-Korrektureinheit 34 in einer solchen Weise, dass eine optische Performance eines Laserstrahls, die von dem Sensor 36 gemessen wird, in einem vorgegebenen Wert liegt.
In 19(c) steuert der Wellenfront-Korrekturcontroller 60 die Wellenfront-Korrektureinheit 34 in einer solchen Weise, dass eine optische Performance, die von dem Sensor 36 gemessen wird, wenn eine normale Wellenfront wieder gewonnen wird, wenn ein Laserstrahl zu der Wellenfront-Korrektureinheit 34 und den die Wellenfront-Variation erzeugenden Teilen 32, 33, und 35 übertragen wird, unter Verwendung einer Verzehrung einer Wellenfront, die in den die Wellenfront-Variation erzeugenden Teilen 32, 33 und 35 bekanntermaßen auftreten kann, in einem vorgegebenen Wert liegt.
Wie in 20 gezeigt ist, können auch eine Vielzahl von Wellenfront-Korrektureinheiten 34 oder eine Vielzahl von Sensoren 36 angeordnet sein. Wie in 20(a) gezeigt ist, sind die Sensoren 36(1) und 36(2) auf einer stromauf liegenden Seite bzw. einer stromab liegenden Seite der die Wellenfront-Variation erzeugenden Teile 32, 33 und 35 angeordnet, und eine Wellenfront-Korrektureinheit 34 ist auf der am weitesten stromauf liegenden Seite angeordnet.
Der Wellenfront-Korrekturcontroller 60 steuert die Wellenfront-Korrektureinheit 34 in einer solchen Weise, dass eine vorgegebene, optische Performance, die in jedem der Sensoren 36(1) und 36(2) gemessen werden kann auf der Grundlage einer optischen Performance eines Laserstrahls, die von dem Sensor 36(1) gemessen wird, und einer optischen Performance eines Laserstrahls, der von dem Sensor 36(2) gemessen wird.
In 20(b) sind die Wellenfront-Korrektureinheit 34 und die Sensoren auf einer stromauf liegenden Seite und einer stromab liegenden Seite der eine Wellenfront-Variation erzeugenden Teile 32, 33 und 35 angeordnet. Die Wellenfront-Korrektureinheit 34(1) und der Sensor 36(1) sind auf einer stromauf liegenden Seite der die Wellenfront-Variation erzeugenden Teile 32, 33 und 35 angeordnet. Die Wellenfront-Korrektureinheit 34(2) und der Sensor 36(2) sind auf einer stromab liegenden Seite von den die Wellenfront-Variation erzeugenden Teilen 32, 33 und 35 angeordnet.
Nachdem der Laserstrahl L1 und der Führungslaserstrahl L3, die durch den Sensor 36(1) hindurchgetreten sind, zu den die Wellenfront-Variation erzeugenden Teile 32, 33 und 35 übertragen worden sind, werden der Laserstrahl L1 und der Führungslaserstrahl L3 in die Wellenfront-Korrektureinheit 34(2) eingegeben. Der Laserstrahl L1 und der Führungslaserstrahl L3 werden dann zu der Wellenfront-Korrektureinheit 34(2) übertragen und in den Sensor 36(2) eingegeben. Der Wellenfront-Korrekturcontroller 60 steuert die Wellenfront-Korrektureinheiten 34(1) und 34(2) in einer solchen Weise, dass eine Laserstrahl-Charakteristik, die an der jeweiligen Position der Sensoren 36(1) und 36(2) gemessen wird, eine vorgegebene Charakteristik an der jeweiligen Position ist.
[Ausführungsbeispiel 7]
Ein siebtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die 21 beschrieben. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel werden ein Beispiel für eine Wellenfrontkrümmungs-Korrektureinheit 200A, die als optisches System vom Reflexions-Typ konfiguriert ist, beschrieben. Die Wellenfrontkrümmungs-Korrektureinheit 200A ist so konfiguriert, dass sie mit zwei Reflexionsspiegeln 205(1) und 205(2) und zwei Achs-versetzte, konkave Parabolspiegel 206(1) und 206(2) ausgestattet ist. Der Reflexionsspiegel 205(1) und der Achs-versetzte, konkave Parabolspiegel 206(1), die an einer oberen Seite in 1 angeordnet sind, sind an einer Platte 207 befestigt. Die Platte 207 kann in vertikaler Richtung in 21 bewegt werden. Der Reflexionsspiegel 205(1) und der Achs-versetzte, konkave Parabolspiegel 206(1) können ebenfalls in vertikaler Richtung zusammen mit der Platte 207 bewegt werden.
21(a) zeigt eine Anordnung in dem Fall, in dem der Laserstrahl L1 und der Führungslaserstrahl L3, die als paralleles Licht (ebene Welle) eingegeben wurden, ausgegeben werden, da sie paralleles Licht sind (ebenen Wellen). In diesem Fall sind ein Brennpunkt des Achs-versetzten, konkaven Parabolspiegels 206(1) und ein Brennpunkt des Achs-versetzten, konkaven Parabolspiegels 206(2) korrespondierend zu einander, so dass sie in einen Zustand mit gemeinsamem Brennpunkt cf sind.
Der Laserstrahl L1 und der Führungslaserstrahl L3 fallen auf den Reflexionsspiegel 205(2) von einer linken Seite her (einer stromauf liegenden Seite) in 21 ein, um reflektiert zu werden, und sie treffen auf den anderen reflektierenden Spiegel 205(1) auf. Der Laserstrahl L1 und der Führungslaserstrahl L3, die von dem Reflexionsspiegel 205(1) reflektiert wurden, fallen dann in den Achs-versetzten, konkaven Parabolspiegel 206(1) ein.
Der Laserstrahl L1 und der Führungslaserstrahl L3 werden durch den Achs-versetzten, konkaven Parabolspiegel 206(1) unter einem Reflexionswinkel von 45 Grand reflektiert und in einen Brennpunkt cf fokussiert. Die Laserstrahlen werden von dem Brennpunkt cf aus aufgespreizt und fallen in den Achsversetzten, konkaven Parabolspiegel 206(2) ein, um mit einem Reflexionswinkel von 45 Grad reflektiert zu werden.
21(b) zeigt eine Anordnung in dem Fall, in dem der Laserstrahl L1 und der Führungslaserstrahl L3, die als konvergierende Lichtstrahlen (konkaven Wellenfront) eingegeben wurden, in ein paralleles Licht (ebene Welle) zwecks Ausgabe umgesetzt werden. In diesem Fall sind der Laserstrahl L1 und der Führungslaserstrahl L3 an einer Position eines Lichtbrennpunktes f auf einer Vorderseite des Brennpunktes cf des Achs-versetzten, konkaven Parabolspiegels 206(1) fokussiert. Durch Abwärtsbewegung der Platte 207 wird die Position des Lichtbrennpunktes f zu der stromab liegenden Seite auf einer optischen Achse bewegt. Durch diese Anordnung sind die Position eines Lichtfokussierungspunktes f des Achs-versetzten, konkaven Parabolspiegels 206(1) und die Fokussierungsposition des Achs-versetzten, konkaven Parabolspiegels 206(2) auf einer optischen Achse korrespondierend zu einander.
In dem Fall, in dem der Laserstrahl L1 und der Führungslaserstrahl L3 als divergentes Licht (konvexe Wellenfront) eingegeben werden, wird die Platte 207 in 21 nach oben bewegt.
Bei der Wellenfrontkrümmungs-Korrektureinheit 200A, die wie oben beschrieben konfiguriert ist, sind der Reflexionsspiegel 205(1) und der Achs-versetzte, konkave Parabolspiegel 206(1) an einer Platte 207 befestigt, und der Reflexionsspiegel 205(1) und der Achs-versetzte, konkave Parabolspiegel 206(1) werden simultan auf einer optischen Achse bewegt (in einer vertikalen Richtung in 21). Durch diese Anordnung sind in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel eine optische Achse eines eingegebenen Lichts und eine optische Achse eines ausgegebenen Lichts zueinander korrespondierend, wobei eine Krümmung einer Wellenfront korrigiert werden kann.
Da die Wellenfrontkrümmungs-Korrektureinheit 200A entsprechend dem vorliegenden Ausführungsbeispiel als optisches System vom Reflexionstyp konfiguriert ist, kann darüber hinaus selbst in dem Fall, in dem Laserstrahl L1 und der Führungslaserstrahl L3 durch die Wellenfrontkrümmungs-Korrektureinheit 200A hindurch treten, eine Variation der Wellenfront, die durch Wärme verursacht wird, gering sein. Durch diese Anordnung kann selbst in dem Fall, in dem ein Laserstrahl mit einer hohen Ausgangsleistung verwendet wird, eine Krümmung einer Wellenfront mit einem hohen Maß an Genauigkeit korrigiert werden.
[Ausführungsbeispiel 8]
Ein achtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf 22 beschrieben. Eine Wellenfrontkrümmungs-Korrektureinheit 200B entsprechend dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist durch ein optisches System vom Reflexionstyp konfiguriert, das einen Achs-versetzten, konkaven Parabolspiegel 206, einen Achs-versetzten, konvexen Parabolspiegel 208 und ein zwei Reflexionsspiegel 205(1) und 205(2) umfasst.
Der Achs-versetzte, konkave Parabolspiegel 206 und der Reflexionsspiegel 205(1) sind an einer Platte 207 befestigt, die in einer vertikalen Richtung bewegt werden kann. Darüber hinaus sind ein Brennpunkt des Achs-versetzten, konvexen Parabolspiegels 208 und ein Brennpunkt des Achs-versetzten, konkaven Parabolspiegels 206 zueinander korrespondierend an einem gemeinsamen Brennpunkt cf angeordnet.
Der Laserstrahl L1 und der Führungslaserstrahl L3, die eine parallel Wellenfront haben, werden durch den Achs-versetzten, konvexen Parabolspiegel 208 reflektiert und fallen in den Achs-versetzten, konkaven Parabolspiegel 206 als divergierendes Licht ein, um in eine ebene Welle umgesetzt zu werden. Die Laserstrahlen mit einer ebenen Welle werden durch die Reflexionsspiegel 205(1) und 205(2) reflektiert, um ausgegeben zu werden. Ähnlich wie bei dem siebten Ausführungsbeispiel werden die Wellenfronten des Laserstrahls und des Führungslaserstrahls L3 durch eine Bewegung der Platte 207 in einer vertikalen Richtung zu einer ebenen Welle korrigiert, und der Laserstrahl L1 und der Führungslaserstrahl L3 werden ausgegeben.
Das vorliegende Ausführungsbeispiel, das wie oben beschrieben konfiguriert ist, zeigt einen betrieblichen Effekt äquivalent zu dem des siebten Ausführungsbeispiels. Darüber hinaus kann in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel durch die Kombination einer konkaven Oberfläche des Achsversetzten, konkaven Parabolspiegels 206 und eine konvexe Oberfläche des Achs-versetzten, konvexen Parabolspiegels 208 ein Abstand zwischen den beiden Achs-versetzten Parabolspiegeln verkürzt werden. Folglich können die Gesamtabmessungen im Vergleich zu dem siebten Ausführungsbeispiel verkleinert werden.
[Ausführungsbeispiel 9]
Ein neuntes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die 23 und 24 beschrieben. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Wellenfrontkrümmungs-Korrektureinheit 200C und 200D als eine Anordnung eines konvexen Spiegels 209 und eines konkaven Spiegels 210 in einem Z-Muster konfiguriert.
23 zeigt die Wellenfrontkrümmungs-Korrektureinheit 200C, die durch eine Anordnung eines sphärischen, konvexen Spiegels 209 auf einer stromauf liegenden Seite und eines sphärischen, konkaven Spiegels 210 auf einer stromab liegenden Seite in einem Z-Muster konfiguriert. Wenn der Laserstrahl L1 und der Führungslaserstrahl L3, die divergierendes Licht (eine konvexe Wellenfront) aufweisen, in den konvexen Spiegel 209 einfallen, reflektiert der konvexe Spiegel 209 den Laserstrahl L1 und den Führungslaserstrahl L3 mit einem kleinen Einfallswinkel a von 3 Grad oder weniger. Der Laserstrahl L1 und der Führungslaserstrahl L3, die reflektiert wurden, fallen in den konkaven Spiegel 210 mit einem Einfallswinkel a ein und werden in ein paralleles Licht (ebene Welle) zwecks Ausgabe umgesetzt.
Durch Bewegen des konkaven Spiegels 210 entlang einer optischen Reflexionsachse des konvexen Spiegels 209, wie durch einen Pfeil in 23 gezeigt ist, kann beispielsweise die Wellenfront eines Laserstrahls in eine ebene Welle umgesetzt werden.
24 zeigt eine Wellenfront-Krümmungskorrektureinheit 200D, die als eine Anordnung eines sphärischen, konkaven Spiegels 210 auf einer stromauf liegenden Seite und eines sphärischen, konvexen Spiegels 209 auf einer stromab liegenden Seite in einem Z-Muster konfiguriert ist. Wenn der Laserstrahl L1 und der Führungslaserstrahl L3, die ein divergierendes Licht sind, konvexe Wellenfront, beispielsweise auf den konkaven Spiegel 210 einfallen, reflektiert der konkaven Spiegel 210 den Laserstrahl L1 und den Führungslaserstrahl L3 bei einem kleinen Einfallswinkel a (beispielsweise 3 Grad oder weniger). Der Laserstrahl L1 und der Führungslaserstrahl L3, die reflektiert wurden, treffen auf den konvexen Spiegel 209 mit einem Einfallswinkel a auf und sie werden in ein paralleles Licht (ebene Welle) umgesetzt. Durch Bewegen einer Position des konvexen Spiegels 209 entlang einer optischen Reflexionsachse des konkaven Spiegels 210, wie durch einen Pfeil in 24 gezeigt ist, kann beispielsweise eine Krümmung einer Wellenfront des Laserstrahls L1 und des Führungslaserstrahls L3 in die einer ebenen Welle umgesetzt werden.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, wie es oben beschrieben wurde, können, da die Wellenfront-Krümmungskorrektureinheit durch den konvexen Spiegle 209 und den konkaven Spiegel 210 konfiguriert werden kann, die Herstellungskosten reduziert werden. Da die vorliegende Anordnung ein optisches Reflexionssystem ist, kann darüber hinaus eine Wellenfrontveränderung, die in dem Fall auftritt, in dem der Laserstrahl L1 und der Führungslaserstrahl L3 durch die Wellenfront-Krümmungskorrektureinheit hindurch treten, ebenfalls reduziert werden.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird eine optische Achse des Laserstrahls L1 und des Führungslaserstrahls L3, die ausgegeben werden, parallel von einer optischen Achse des Laserstrahls L1 und des Führungslaserstrahls L3, die eingegeben worden sind, bewegt. Folglich kann zusätzlich ein optisches System konfiguriert werden, das bewirkt, dass eine optische Achse eines ausgegebenen Lichts einer optischen Achse eines eingegebenen Lichts korrespondiert.
[Ausführungsbeispiel 10]
Ein zehntes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die 25 und 26 beschrieben. Das vorliegende Ausführungsbeispiel verwendet einen variablen Spiegel, bei dem eines Krümmung einer reflektierenden Oberfläche des variierbaren Spiegels in einer variablen Weise durch ein Steuersignal gesteuert werden kann, das von einem Wellenfront-Korrekturcontroller 60 übertragen wird. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird solch ein variabler Spiegel als VRWM (Variable Radius Wave front Mirror = Wellenfrontspiegel mit variablem Radius) bezeichnet.
Die Wellenfrontkrümmungs-Korrektureinheit 200E entsprechend dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird durch den VRWM konfiguriert. Die 25(a) und 26(a) zeigen den Fall, bei dem der Laserstrahl L1 und der Führungslaserstrahl L3, die als ebene Welle einfallen (paralleles Licht), als ebene Welle emittiert werden, paralleles Licht. In dem Fall, bei dem eine ebene Welle in eine ebene Welle umgesetzt wird, wird die Oberfläche des VRWM so gesteuert, dass sie flach ist.
25(b) zeigt den Fall, bei dem der Laserstrahl L1 und der Führungslaserstrahl L3, die eine konvexe Wellenfront (divergierendes Licht) haben, in einen Laserstrahl einer ebenen Welle (paralleles Licht) umgesetzt werden. In diesem Fall wird eine Form des VRWM in einer solchen Weise gesteuert, dass der VRWM eine konkave Oberfläche hat.
25(c) zeigt den Fall, bei dem der Laserstrahl L1 und der Führungslaserstrahl L3, die eine konkave Wellenfront (konvergierendes Licht) haben, in einen Laserstrahl einer ebenen Welle (paralleles Licht) umgesetzt werden. In diesem Fall wird die Form des VRWM in einer solchen Weise gesteuert, dass der VRWM eine konvexe Oberfläche hat.
26(b) zeigt den Fall, bei dem eine ebene Welle in eine sphärische Welle einer konkaven Wellenfront umgesetzt wird. Um eine ebene Welle in eine sphärische Welle einer konkaven Wellenfront umzusetzen, wird die Oberfläche des VRWM so gesteuert, dass sie eine Form eines Toroids einer konkaven Oberfläche hat (in dem Fall, in dem ein Einfallswinkel näherungsweise 45 Grad beträgt). In dieser Anordnung wird ein Laserstrahl, der von dem VRWM reflektiert wurde, auf einen Brennpunkt-Abstand F fokussiert. Eine sphärische Welle ist unmittelbar nach der Reflexion an der Oberfläche des VRWM mit einer toroidalen Form ist eine sphärische Welle einer konkaven Wellenfront, die einen Krümmungsradius R hat. Der Brennpunkt-Abstand F ist äquivalent zu dem Krümmungsradius R der sphärischen Welle.
26(c) zeigt den Fall, bei dem eine ebene Welle in eine sphärische Welle einer konvexen Wellenfront umgesetzt wird. Um eine ebene Welle in eine sphärische Welle einer konvexen Wellenfront umzusetzen, wird die Oberfläche des VRWM so gesteuert, dass sie eine Form eines Toroids einer konvexen Oberfläche hat (in dem Fall, in dem ein Einfallswinkel näherungsweise 45 Grad beträgt). Durch diese Anordnung ist eine Welle mit konvexer Oberfläche, die von dem VRWM reflektiert wurde, eine Wellenfront, die von einer punktförmigen Lichtquelle an einer Position eines Brennpunkt-Abstandes -F emittiert wurde. Die sphärische Welle ist unmittelbar, nachdem sie Reflexion an der Oberfläche des VRWM mit einer toroidalen Form reflektiert wurde, ist eine sphärische Welle mit einem Krümmungsradius -R. Der Brennpunkt-Abstand -F ist äquivalent zu dem Krümmungsradius -R einer Wellenfront.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, das wie oben konfiguriert ist, kann, da die Wellenkrümmungs-Korrektureinheit 200E nur durch den VRWM konfiguriert werden kann, die Anzahl der Komponenten reduziert werden, und die Wellenfrontkrümmungs-Korrektureinheit 200E kann kompakt ausgebildet werden. Zusätzlich ermöglicht nur eine Reflexion eine Korrektur, so dass ein Wirkungsgrad bei der Korrektur verbessert wird.
Bei einer Wellenfrontkrümmungs-Korrektureinheit 200E entsprechend dem vorliegenden Ausführungsbeispiel kann eine optische Achse des Laserstrahls L1 und des Führungslaserstrahls L3, die einfallen, bei einem Winkel von 45 Grad für eine Emission variiert werden. Folglich kann, wenn die Wellenfrontkrümmungs-Korrektureinheit 200E an der Position verwendet wird, in der ein Lichtweg des Laserstrahls L1 und des Führungslaserstrahls L3 um einen Winkel von 45 Grad variiert wird, ein Reflexionsspiegel 41, der die Strahlen mit einem Winkel von 45 Grad reflektiert, weggelassen werden. Durch diese Anordnung kann die Struktur des vorliegenden Ausführungsbeispiels vereinfacht werden, und die Produktionskosten können reduziert werden.
[Ausführungsbeispiel 11]
Ein elftes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf 27 beschrieben. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Wellenfrontkrümmungs-Korrektureinheit 200F als Anordnung eines VRWM 213 und eines Reflexionsspiegels 214 in einem Z-Muster konfiguriert.
Wie in 27(a) gezeigt ist, wird, wenn der Laserstrahl L1 und der Führungslaserstrahl L3, die in den VRWM als ebene Welle einfallen, als ebene Welle emittiert werden, eine Oberfläche des VRWM 213 so gesteuert, dass sie eine flache Form hat. Wie in 27(b) gezeigt ist, wird, wenn der Laserstrahl L1 und der Führungslaserstrahl L3, die in den VRWM als Welle mit konvexer Oberfläche einfallen, in eine ebene Welle umgesetzt werden, eine Form des VRWM 213 so spezifiziert, dass sie eine sphärische Form einer konkaven Oberfläche ist. Wie in 27(c) gezeigt ist, wird, wenn der Laserstrahl L1 und der Führungslaserstrahl L3, die in den VRWM als Welle mit konkaver Oberfläche einfallen, in eine ebene Welle umgesetzt werden, eine Form des VRWM 213 so spezifiziert, dass sie eine sphärische Form mit einer konvexen Oberfläche ist.
Das vorliegenden Ausführungsbeispiel, das in der oben beschriebenen Weise konfiguriert ist, hat einen betrieblichen Effekt äquivalent zu dem des neunten Ausführungsbeispiels. Eine optische Einfallsachse und eine optische Ausgangsachse des Laserstrahls L1 und des Führungslaserstrahls L3 sind jedoch außer Ausrichtung parallel zueinander und korrespondieren nicht miteinander. Folglich kann zusätzlich ein optisches System konfiguriert werden, das bewirkt, dass eine optische Achse eines ausgegebenen Lichts einer optischen Achse eines eingegebenen Lichts entspricht.
[Ausführungsbeispiel 12]
Ein zwölftes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf 28 beschrieben. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist eine Wellenfront-Korrektureinheit 34 A vorgesehen, bei der eine Winkelkorrektureinheit und eine Wellenfrontkrümmungs-Korrektureinheit zusammen miteinander verwendet werden können. Die Wellenfront-Korrektureinheit 34A ist so konfiguriert, dass sie mit einem VRWM 110 und einem Reflexionsspiegel 111 versehen ist.
28(a) zeigt einen Fall, bei dem eine Wärmebelastung gering ist. Der Laserstrahl L1 und der Führungslaserstrahl L3 als eine ebene Welle treffen auf den Reflexionsspiegel 111 auf und werden unter einem Winkel von 45 Grad reflektiert, und sie treffen auf den VRWM 110 unter einem Einfallswinkel von 45 Grad auf. Der VRWM 110 ist so gesteuert, dass er eine flache Form hat. Der Laserstrahl L1 und der Führungslaserstrahl L3 werden von einer ersten Spiegeloberfläche des VRWM 110 reflektiert, und sie werden in einem Zustand einer ebenen Welle ausgegeben.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf den Fall beschränkt, bei dem ein einfallendes Licht einer ebenen Welle in ein ausgehendes Licht einer ebenen Welle umgesetzt wird. Wenn dies beispielsweise so geschieht, dass ein Laserstrahl, der als divergentes Licht (konvexe Wellenfront) eingegeben wird, und der Führungslaserstrahl L3 eine Wellenfront mit einer gewünschten Krümmung haben, kann die Brennweite des VRWM auf einen konstanten Wert gesteuert werden.
28(b) zeigt einen Fall, bei dem ein Winkel (Richtung) und eine Krümmung einer Wellenfront des Laserstrahls L1 und des Führungslaserstrahls L3 variiert werden. Eine Richtung einer Wellenfront von dem Laserstrahl L1 und dem Führungslaserstrahl L3, die einfallen, ist in 28 nach unten gekippt aufgrund des Einflusses einer Wärmebelastung, und eine Wellenfront des Laserstrahls L1 und des Führungslaserstrahls L3 wird in ein divergentes Licht verändert (konvexe Wellenfront). In diesem Fall wird ein Winkel des Reflexionsspiegels 111 in einer solchen Weise gesteuert, dass eine optische Achse des Laserstrahls L1 und des Führungslaserstrahls L3, die von dem Reflexionsspiegel 111 reflektiert werden, zu einer optischen Standardachse korrespondiert.
Der Laserstrahl L1 und der Führungslaserstrahl L3, die von dem Reflexionsspiegel 111 reflektiert werden, treffen auf den VRWM als 110 unter einem Einfallswinkel von 45 Grad auf. In einer solchen Weise, dass der Laserstrahl L1 und der Führungslaserstrahl L3, die von dem VRWEM 110 reflektiert werden, zu einer ebenen Welle werden, wird die Form des VRWM 110 so spezifiziert, dass er eine konkave Oberflächenform hat.
Der Fall, bei dem der Laserstrahl L1 und der Führungslaserstrahl L3 als Welle mit konvexer Oberfläche in eine ebene Welle umgesetzt werden, wurde oben beschrieben. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf diesen Fall eingeschränkt. Der Laserstrahl L1 und der Führungslaserstrahl L3 als Welle mit konkaver Oberfläche kann ebenfalls in eine ebene Welle umgesetzt werden, und ein einfallendes Licht als Welle mit konvexer Oberfläche oder als Welle mit konkaver Oberfläche kann in ein Ausgangslicht umgesetzt werden, das mit einer Wellenfront einer gewünschten Krümmung versehen ist.
Im Falle eines Einfallswinkels in einer zulässigen Aberration, kann die optische Achse eines Ausgangslichts korrespondierend zu einer optischen Standardachse sein, in dem beispielsweise ein Winkel der zwei Achsen in einer horizontalen Richtung und in einer vertikalen Richtung des VRWM 110 gesteuert wird (durch Steuerung einer Kipp- und Rollbewegung).
[Ausführungsbeispiel 13]
Ein dreizehntes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf 29 beschrieben. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist eine Wellenfront-Korrektureinheit 34B, bei der eine Winkelkorrektureinheit und eine Wellenfrontkrümmungs-Korrektureinheit zusammen miteinander verwendet werden können, ist durch eine Anordnung eines Reflexionsspiegels 113 und eines VRWM 112 in einem Z-Muster konfiguriert. Ein Einfallswinkel ist 2,5 Grad.
29(a) zeigt einen Fall, bei dem eine Wärmebelastung gering ist. Der Laserstrahl L1 und der Führungslaserstrahl L3 als ebene Welle treffen auf den Reflexionsspiegel 113 unter einem Einfallswinkel von 2,5 Grad auf und werden davon reflektiert. Der Laserstrahl L1 und der Führungslaserstrahl L3, die reflektiert wurden, treffen auf den VRWM 112 mit einem Einfallswinkel von 2,5 Grad auf. Die Form des VRWM 112 wird so gesteuert, dass er eine flache Form hat. Der Laserstrahl L1 und der Führungslaserstrahl L3 werden in dem Zustand einer ebenen Welle reflektiert. Obwohl oben der Falle einer ebenen Welle beschrieben wurde, ist die vorliegende Erfindung nicht auf diesen Fall eingeschränkt. Beispielsweise kann selbst dann, wenn eine Welle mit konvexer Oberfläche oder einer Welle mit konkaver Oberfläche eingegeben wird, die Welle mit konvexer Oberfläche oder die Welle mit konkaver Oberfläche als Laserstrahl L1 und als Führungslaserstrahl L3 ausgegeben werden, der mit einer Wellenfront mit einer vorgegebenen Krümmung versehen ist, in dem die Form des VRWM 112 verändert wird.
29(b) zeigt einen Fall, bei dem die Wärmebelastung hoch ist. Im Folgenden wird der Fall beschrieben, bei dem ein Winkel des Laserstrahls L1 und des Führungslaserstrahls L3, die einfallen, 29 nach unten gekippt ist und das die Wellenfront des Laserstrahls L1 und des Führungslaserstrahls L3 zu einer konkaven Oberfläche wird. In diesem Fall wird der Winkel des Reflexionsspiegels 113 in einer solchen Weise geändert, dass eine optische Achse des Laserstrahls L1 und des Führungslaserstrahls L3, die von dem Reflexionsspiegel 113 reflektiert werden, korrespondierend zu einer optischen Standardachse sind (eine optische Achse, wie sie in 29(a) gezeigt ist).
Der Laserstrahl L1 und der Führungslaserstrahl L3, die von dem Reflexionsspiegel 113 reflektiert wurden, treffen auf den VRWM 112 bei einem Einfallswinkel von 2,5 Grad auf. In einer solchen Weise, dass der Laserstrahl L1 und der Führungslaserstrahl L3, die von dem VRWM 112 reflektiert wurden, zu einer ebenen Welle wird, wird eine Form des VRWM 112 so eingestellt, dass er eine konvexe Oberflächenform hat, und ein Winkel davon wird eingestellt. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf den Fall einer Umsetzung in eine parallele Welle eingeschränkt. Eine Welle mit konkaver Oberfläche und eine Welle mit konvexer Oberfläche können ebenfalls in eine Wellenfront mit einer gewünschten Krümmung umgesetzt werden. Dies kann bei den Ausführungsbeispielen eingesetzt werden, die im Folgenden beschrieben werden.
[Ausführungsbeispiel 14]
Ein vierzehntes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf 30 beschrieben. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Wellenfront-Korrektureinheit 34C, bei der eine Winkelkorrektureinheit und eine Wellenfrontkrümmungs-Korrektureinheit zusammen miteinander verwendet werden können, durch Verwendung eines deformierbaren Spiegels 120 und eines Reflexionsspiegels 121 konfiguriert.
Wie in 30 gezeigt ist, sind der deformierbare Spiegel 120 und der Reflexionsspiegel 121 in einem Z-Muster angeordnet. Eine Form einer reflektierenden Oberfläche des deformierbaren Spiegels 120 kann variabel entsprechend einem Steuersignal gesteuert werden, das von einem Wellenfront-Korrekturcontroller 60 übertragen wird.
Wenn ein Laserstrahl mit einer deformierten Wellenfront auf den deformierbaren Spiegel 120 auftrifft, wird die Form einer reflektierenden Oberfläche des deformierbaren Spiegels 120 entsprechend der einfallenden Wellenfront eingestellt. Der deformierbare Spiegel 120 korrigiert die Wellenfront des einfallenden Laserstrahls L1 und des einfallenden Führungslaserstrahls L3 in eine ebene Welle, und er reflektiert den Laserstrahl L1 und den Führungslaserstrahl L3. Der Laserstrahl L1 und der Führungslaserstrahl L3, die in eine ebene Welle korrigiert wurden, werden von dem reflektierenden Spiegel 121 zwecks Ausgabe reflektiert Durch Verwendung des deformierbaren Spiegels 120 kann eine Wellenfront, die keine sphärische Welle ist, beispielsweise eine Wellenfront in S-Form, ebenfalls in eine ebene Welle oder eine gewünschte sphärische Welle umgesetzt werden. Darüber hinaus kann eine Richtung des Laserstrahls L1 und des Führungslaserstrahls L3 für kleine Winkel korrigiert werden. Ferner kann auch durch Steuerung einer Verkippung und einer Rollbewegung des reflektierenden Spiegels 121 und des deformierbaren Spiegels 120 eine Richtung des Laserstrahls L1 und des Führungslaserstrahls L3 eingestellt werden. Dies kann bei einem Ausführungsbeispiel 15 verwendet werden, das im Folgenden beschrieben wird.
[Ausführungsbeispiel 15]
Ein fünfzehntes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf 31 beschrieben. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Wellenfront-Korrektureinheit 34 die durch Kopplung eines deformierbaren Spiegels 120 mit einer Polarisationssteuerung konfiguriert. Die Wellenfront-Korrektureinheit 34D ist so konfiguriert, dass sie mit einem deformierbaren Spiegel 120, einem Strahlteiler 122 und einem λ/4-Substrat 123 versehen ist, das eine Phase von beiden Wellenlängen des Laserstrahls L1 und des Führungslaserstrahls L3 um 90 Grad verschiebt. Die eine Wellenfrontänderung erzeugenden Teile 32, 33 und 35 können zwischen dem Strahlerteiler 122 und dem λ/4-Substrat 123 angeordnet sein.
Beispielsweise fällt ein Laserstrahl aus P-polarisiertem Licht (eine Wellenfront der Polarisation umfassend eine Papierebene) in den Strahlteiler 122 ein, auf dem eine Beschichtung ausgebildet wurde, die ein P-polarisiertes Licht und eine 5-polarisiertes Licht bei beiden Wellenlängen des Laserstrahls L1 und des Führungslaserstrahls L3 brennt. Eine Wellenfront des Laserstrahls L1 und des Führungslaserstrahls L3 wird in den Strahlteiler 122 in einen Zustand einer ebenen Welle eingegeben. Eine Wellenfront des Laserstrahls L1 und des Führungslaserstrahls L3 wird jedoch in eine S-Form deformiert, da der Laserstrahl L1 und der Führungslaserstrahl L3 durch die eine Wellenfrontveränderung erzeugenden Teile 32, 33 und 35 von dem Strahlteiler 122 aus hindurch treten.
Der Laserstrahl L1 und der Führungslaserstrahl L3, die durch die eine Wellenfrontveränderung erzeugenden Teile 32, 33 und 35 hindurch getreten sind, werden zu dem λ/4-Substrat 123 übertragen, um zirkular polarisiertes Licht zu sein. Die Wellenfront, die in einer S-Form deformiert wurde, wird durch den deformierbaren Spiegel 120, der auf eine geeignete Form eingestellt wurde, in eine vorgegebene Wellenfront korrigiert.
Der Laserstrahl L1 und der Führungslaserstrahl L3, bei denen die Wellenfront davon korrigiert wurde, werden wiederum zu dem λ/4-Substrat 123 übertragen, um ein S-polarisiertes Licht umgesetzt zu werden. Der Laserstrahl L1 und der Führungslaserstrahl L3 aus S-polarisiertem Licht werden an die eine Wellenfrontänderung erzeugenden Teile 32, 33 und 35 überfragen, um von einer vorgegebenen Wellenfront in eine ebene Welle umgesetzt zu werden. Der Laserstrahl L1 und der Führungslaserstrahl L3, die in eine ebene Welle umgesetzt wurden, fallen in den Strahlteiler 122 ein.
Der Laserstrahl L1 und der Führungslaserstrahl L3 aus S-polarisiertem Licht werden durch den Strahlteiler 122 reflektiert, um als ebene Welle ausgegeben zu werden. Durch Einstellung einer Form einer Oberfläche des deformierbaren Spiegels 120, können der Laserstrahl L1 und der Führungslaserstrahl L3 in einer Form einer Wellenfront anders als eine ebene Welle ausgegeben werden.
[Ausführungsbeispiel 16]
Ein sechzehntes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf 32 beschrieben. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist ein Sensor 36A unter Verwendung eines Diffraktionsspiegels 301 konfiguriert. Ein Gitter 301A ist auf der Oberfläche des Diffraktionsspiegels 301 ausgebildet. Darüber hinaus ist der Diffraktionsspiegel 301 mit einem Strömungspfad 301B für Kühlwasser ausgestattet, in dem Kühlwasser fließt.
Der Diffraktionsspiegel 301 reflektiert einen einfallenden Laserstrahl unter einem Winkel von 45 Grad. Das reflektierte Licht ist nicht erster Ordnung und hat die größte Intensität. Das Licht erster Ordnung kann den Laserstrahl L1 und den Führungslaserstrahl L3 in hohem Maße wiedergeben. Ein Licht der minus-ersten Ordnung, das durch Diffraktion des Führungslaserstrahls L3 erhalten wird, hat eine geringe Intensität. Eine optische Sensoreinheit 360 empfängt das Licht minus-erster Ordnung und misst die Charakteristik des Laserstrahls. Auch der Führungslaserstrahl L3 aus Licht minus-erster Ordnung ist ein Messprobenlicht in der vorliegenden Erfindung, wobei das Licht anderer Ordnungen außer dem Licht nullter Ordnung ebenfalls detektiert werden kann.
[Ausführungsbeispiel 17]
Ein siebzehntes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf 33 beschrieben. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist ein Sensor 36B und Verwendung eines Fensters 300W konfiguriert. Das Fenster 300W ist so konfiguriert, dass es mit einem Fenstersubstrat 300AW und einem Halter 300BW versehen ist, der das Fenstersubstrat 300AW hält. Der Halter 300BW ist so konfiguriert, dass er mit einem Kühlwassermantel versehen ist, der nicht gezeigt ist.
Das Fenster 300W ist bis zu einem gewissen Maße gekippten Zustand auf einer optischen Achse eines gepulsten Treiberlasers angeordnet. Ein geringer Laserstrahl L1 und ein geringer Führungslaserstrahl L3, die durch die Oberfläche des Fensters 300W reflektiert wurden, fallen auf die optische Sensoreinheit 360 als Messprobenlicht ein.
Als Fenster 300W kann beispielsweise auch ein Fenster der Verstärker 32 und 35 und das Fenster 13 der EUV-Kammer 10 verwendet werden. In diesem Fall ist es nicht erforderlich, ein Fenster nur zu dem Zweck anzuordnen, um eine Lichtprobe für eine Messung zu erhalten, wodurch die Produktionskosten reduziert werden. Das Fenstersubstrat 300AW zur Übertragung eines CO2-Laserstrahls ist aus einem Material, beispielsweise Diamant, hergestellt, das eine außerordentlich gute, thermische Leitfähigkeit hat.
Bei dem parallel ebenen aufweisenden Fenster 300W, wird ein Laserstrahl geringfügig sowohl an der Oberfläche als auch an der rückseitigen Fläche reflektiert und fällt auf die optische Sensoreinheit 360 als Messprobenlicht ein. Folglich ist der Laserstrahl für eine Messung des Strahlprofils nicht geeignet. Das Messprobenlicht kann jedoch auf einen Brennpunkt unter Verwendung einer Fokussierungslinse fokussiert werden, und eine Position eines Brennpunktbildes kann gemessen werden, wodurch eine Richtung des Laserstrahls gemessen werden kann. Darüber hinaus können, wenn der gepulste Treiberlaserstrahl L1L gemessen wird, eine Tastverhältnis einer Strahllinie und eine Leistung des Lasers ohne Schwierigkeiten gemessen werden.
[Ausführungsbeispiel 18]
Ein achtzehntes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf 34 beschrieben. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist ein Sensor 36C durch Verwendung der Strahlprofilierer 304A und 304B konfiguriert. Der Strahlprofilierer 304A detektiert ein durchgelassenes Licht eines Reflexionsspiegels 302A, und der Strahlprofilierer 304B detektiert ein durchgelassenes Licht eines Reflexionsspiegels 302B. Ein Winkel des Reflexionsspiegels 302A wird entsprechend einem Messergebnis des Strahlprofilierers eingestellt.
Eine Linse 303A ist zwischen der rückwärtigen Oberfläche des Reflexionsspiegels 302A und dem Strahlprofilierer 304A angeordnet. Auf ähnlicher Weise ist eine Linse 303B zwischen der rückseitigen Oberfläche des Reflexionsspiegels 302B und dem Strahlprofilierer 304B angeordnet.
Wenn der Laserstrahl L1 und der Führungslaserstrahl L3 mit einer ebenen Welle an ein optisches Relaissystem 31 und die eine Wellenfrontänderung erzeugenden Teile 32, 33 und 35 überfragen wird, werden eine Richtung des Laserstrahls und eine Krümmung der Wellenfront verändert. Der Laserstrahl L1 und der Führungslaserstrahl L3, bei dem eine Richtung der Laserstrahlen und eine Krümmung der Wellefront variiert wurden, fallen auf die Wellenfront-Korrektureinheit 34 ein. Die Wellenfront-Korrektureinheit 34 korrigiert eine Krümmung einer Wellenfront und eine Richtung des Laserstrahls L1 und des Führungslaserstrahls L3 und gibt den Laserstrahl und den Führungslaserstrahl L3 aus.
Der Laserstrahl L1 und der Führungslaserstrahl L3, die durch die Wellenfront-Korrektureinheit 34 korrigiert wurden, werden von dem Reflexionsspiegel 302A reflektiert und fallen in den Reflexionsspiegel 302B ein. Andererseits wird ein Messprobenlicht L3L, das in geringem Maße durch den Reflexionsspiegel 302 durchgelassen wird, durch eine Abbildungslinse 303A auf einem zweidimensionalen Sensor gebildet, der in dem Strahlprofilierer 304A enthalten ist. Eine Strahlform und eine Position des Führungslaserstrahls L3 werden durch den zweidimensionalen Sensor gemessen.
Die Daten, die von dem Strahlprofilierer 304A gemessen wurden, werden in den Wellenfront-Korrekturcontroller 60 eingegeben. Der Wellenfront-Korrekturcontroller 60 überträgt ein Steuersignal an die Wellenfront-Korrektureinheit 34, um die Wellenfront-Korrektureinheit 34 in einer solchen Weise zu steuern, dass eine Position des Führungslaserstrahls auf eine Standardposition eingestellt wird.
Andererseits wird der Führungslaserstrahl L3L, der geringfügig durch den reflektierenden Spiegel 302B durchgelassen wurde, durch eine Abbildungslinse 303B auf einen zweidimensionalen Sensor abgebildet, der in dem Strahlprofilierer 304B enthalten ist. Eine Strahlform und eine Position des Führungslaserstrahls L3L werden durch den zweidimensionalen Sensor gemessen.
Die Daten, die von dem Strahlprofilierer 304B gemessen wurden, werden in den Wellenfront-Korrekturcontroller 60 eingegeben. Der Wellenfront-Korrekturcontroller 60 überträgt ein Steuersignal an einen Aktuator 305, das einen Winkel des Reflexionsspiegels 302B einstellt, um einen Winkel des Reflexionsspiegels 302A in einer solchen Weise zu steuern, dass eine Position des Führungslaserstrahls, der von dem Strahlprofilierer 304B gemessen wurde, auf eine Standardposition eingestellt wird. Darüber hinaus überträgt der Wellenfront-Korrekturcontroller 60 ein Steuersignal an die Wellenfront-Korrektureinheit 34, um eine Krümmung einer Wellenfront des Führungslaserstrahls in einer solchen Weise zu steuern, dass eine Strahlform des Führungslaserstrahls so eingestellt wird, dass sie in einem vorgegebenen Wert ist.
IN dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, das in der oben beschriebenen Weise konfiguriert ist, sind die Strahlprofilierer 304A und 304B auf einer Seite angeordnet, in der ein Führungslaser an die Reflexionsspiegel 302A und 302B übertragen wird (eine rückwärtige Seite des Reflexionsspiegels), wodurch der Sensor 36C kompakt konfiguriert werden kann. Durch ein optisches System für eine Messung, wie in 34 gezeigt, kann ferner eine Rückkopplungs-Regelung für eine Wellenfront des Führungslaserstrahls ausgeführt werden, und eine Wellenfront des gepulsten Treiberlaserstrahls wird simultan gesteuert, wodurch eine gewünschte Wellefront und eine gewünschte Richtung des gepulsten Treiberlaserstrahls stabilisiert werden kann.
[Ausführungsbeispiel 19]
Ein neunzehntes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf 35 beschrieben. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird ein tatsächliches, fokussiertes Bild des gepulsten Treiberlaserstrahls in der EUV-Kammer 10B gemessen, um die Wellenfront-Korrektureinheit 45 zu steuern.
Ein EUV-Lichtemissionsbereich 11(2) der EUV-Kammer 10B ist mit einem Sensor 44A versehen. Der Sensor 44A ist so konfiguriert, dass er beispielsweise mit einem Strahlteiler 330, den Abbildungslinsen 331 und 332 und einer Bilderzeugungseinheit 333 versehen ist. Die Bilderzeugungseinheit 333 ist so konfiguriert, dass sie beispielsweise mit einem Element, beispielsweise einer normalen Halbleiter-CCD (Charge Coupled Device = Ladungsgekoppelte Einrichtung) versehen ist, die eine Empfindlichkeit gegenüber dem Führungslaserstrahl hat. Als Ergebnis kann der EUV-Lichtemissionsbereich 11(2) zu einem geringeren Preis im Vergleich zu einer Infrarot-CCD ausgebildet werden, und er kann leicht in vorteilhafter Weise gehandhabt werden.
Der Strahlteiler 330 reflektiert einen Teil des gepulsten Treiberlaserstrahls, der auf eine vorgegebene Position fokussiert ist, auf die Abbildungslinsen 331 und 332. Der andere Teil des gepulsten Treiberlaserstrahls wird in Richtung 19 absorbiert und wird in Wärme umgesetzt.
Der Wellenfront-Korrekturcontroller 60A überträgt ein Steuersignal an die Wellenfront-Korrektureinheit 45, um die Wellenfront-Korrektureinheit 45 in einer solchen Weise zu steuern, dass eine Form und eine Position des Laserstrahls, der in die Kammer 10B fokussiert wurde, auf eine vorgegebene Form und eine vorgegebene Position eingestellt werden.
Es ist nicht erforderlich, eine Wellenfront des gepulsten Treiberlaserstrahls nur durch die Wellenfront-Korrektureinheit 45 zu korrigieren. Eine Wellenfront des gepulsten Treiberlaserstrahls kann auch dadurch korrigiert werden, dass eine Position und eine Orientierung von jedem der Spiegel 16(1), 16(2), 17 und 18 in einem Lichtfokussierungs-Bereich 11(1) eingestellt wird.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, das in der oben beschriebenen Weise konfiguriert ist, wird ein schlussendliches Lichtfokussierungs-Resultat des Führungslaserstrahls gemessen, und eine Wellenfront des gepulsten Treiberlaserstrahls, die einen Strahl nahezu äquivalent zu dem des Führungslaserstrahls hat, wird gesteuert, wodurch eine Lichtfokussierungs-Charakteristik mit einem hohen Maß an Genauigkeit stabilisiert werden kann.
[Ausführungsbeispiel 20]
Ein zwanzigstes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf 36 beschrieben. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird ein Shack-Hartmann-Sensor als optische Sensoreinheit 360A verwendet. Der Shack-Hartmann-Sensor 360A ist so konfiguriert, dass er beispielsweise mit einem Mikrolinsenfeld 361 versehen ist, das aus einer großen Anzahl von Mikrolinsen und einem Bilderzeugungselement 362, beispielsweise einer normalen Halbleiter-CCD zusammengesetzt ist, die eine Empfindlichkeit für den Führungslaserstrahl hat. Ein Bandpassfilter BPF, der bewirkt, dass ein Führungslaserstrahl durchgelassen wird, ist auf der Einfallsseite des Shack-Hartmann-Sensors 360A vorgesehen.
Der größte Teil des Führungslaserstrahls L3 wird von einem Reflexionsspiegel 310 reflektiert. Der Reflexionsspiegel 310 ist so konfiguriert, dass er den gepulsten Treiberlaserstrahl mit einem hohen Maß an Reflexion reflektiert und den Führungslaserstrahl teilweise reflektiert. Ein Laserstrahl L3L, der geringfügig von dem Reflexionsspiegel 310 durchgelassen wird, fällt über den Bandpassfilter BPF auf das Mikrolinsenfeld 361 ein. Ein Bild eines Lichtfokussierungspunktes von jeder Mikrolinse wird durch die Bilderzeugungseinrichtung 362 gemessen. Eine Wellenfront des Laserstrahls kann durch Analyse einer Position eines Lichtfokussierungspunkts von jeder Mikrolinse gemessen werden.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, das in der oben beschriebenen Weise konfiguriert ist, können eine Verformung einer Wellenfront und ein Winkel (eine Richtung) für den Führungslaserstrahl gleichzeitig gemessen werden. Als Ersatz für das Mikrolinsenfeld kann ein Feld, beispielsweise ein Nadelöffnungsfeld und ein Fresnel-Linsenfeld verwendet werden.
[Ausführungsbeispiel 21]
Ein einundzwanzigstes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf 37 beschrieben. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel werden die Kernwerte eines Laserstrahls auf der Grundlage von Interferenzmustern gemessen, die durch ein Keilsubstrat 363 erhalten werden. Eine optische Sensoreinheit 360B ist so konfiguriert, dass sie mit dem Keilsubstrat 363 und einer normalen Halbleiter-CCD 364 versehen ist, die eine Empfindlichkeit für den Führungslaserstrahl hat. Ein Bandpassfilter BPF, das bewirkt, dass ein Führungslaserstrahl durchgelassen wird, ist auf der Einfallsseite der optischen Sensoreinheit 360B angeordnet. Das Keilsubstrat 363 bewirkt, dass ein Kohlendioxidlaser durch Transmission durchgelassen wird.
Der größte Teil des Führungslaserstrahls L3 wird durch einen Reflexionsspiegel 310 reflektiert. Der Führungslaserstrahl L3L, der in geringem Maße von dem Reflexionsspiegel des Keilsubstrats 363 unter einem vorgegebenen Winkel reflektiert wurde, wird ein Interferenzmuster erzeugt.
Ein Interferenzmuster, das durch das Keilsubstrat 363 erhalten wurde, wird durch eine normale Halbleiter-CCD 364 detektiert, die eine Empfindlichkeit für Führungslaserstrahl hat. Eine Variation einer Krümmung einer Wellenfront des Führungslaserstrahls kann auf der Grundlage eines Maßes einer Krümmung eines Interferenzmusters detektiert werden. Darüber hinaus kann eine Richtung des Führungslaserstrahls auf der Grundlage einer Richtung der Flussrichtung eines Interferenzmusters detektiert werden.
[Ausführungsbeispiel 22]
Ein zweiundzwanzigstes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird um Folgenden unter Bezugnahme auf die 38 bis 40 beschrieben. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist eine optische Sensoreinheit 360C so konfiguriert, dass sie mit einer zylindrischen Linse 367 mit einer zylindrischen, konkaven Oberflächen, einer zylindrischen Linse 368 mit einer konkaven, zylindrischen Oberfläche und einem viergeteilten Lichtempfangselement 369 versehen ist, um eine Wellenfront des Führungslaserstrahls L3L zu detektieren. Die Scheitellinien der beiden zylindrischen Linsen sind in einer solchen Weise angeordnet, dass die Scheitellinien sich unter einem rechten Winkel schneiden. Eine Definition einer Scheitellinie wird später beschrieben.
Wie in 39 gezeigt ist, ist die Lichtempfangsoberfläche des Lichtempfangselements 369 in vier Bereiche DA 1 bis DA 4 mit einer Rhombenform unterteilt. Ein vertikaler Ausgang der Lichtempfangsflächen DA 1 und DA 3 und ein horizontaler Ausgang der Lichtempfangsflächen DA 2 und DA 4, die in einem Muster senkrecht zu den Lichtempfangsflächen DA 1 und DA 3 angeordnet sind, werden durch einen Operationsverstärker 369B zwecks Ausgabe verglichen.
Wie in 40(a) gezeigt ist, trifft dann, wenn ein Führungslaserstrahl mit einer Welle mit konkaver Oberfläche an die Linsen 367 und 368 übertragen wird, der Führungslaserstrahl als ein Strahl, der in einer vertikalen Richtung lang ist, auf das Lichtempfangselement 369 auf. Das Lichtempfangselement 369 gibt eine positive Spannung ab.
Wie in 40(c) gezeigt ist, trifft dann, wenn der Führungslaserstrahl aus einer Welle aus konvexer Oberfläche an die Linsen 367 und 368 übertragen wird, der Führungslaserstrahl als ein Strahl, der lang in einer horizontalen Richtung ist, auf das Lichtempfangselement 369 auf. Das Lichtempfangselement 369 gibt eine negative Spannung ab.
Andererseits, wie in 40(b) zeigt, trifft dann, wenn ein Führungslaserstrahl mit einer ebenen Welle auf die Linsen 367 und 368 übertragen wird, der Laserstrahl in einer im Allgemeinen kreisförmigen Form auf das Lichtempfangselement 369 auf. Der Ausgang des Lichtempfangselements 369 ist 0. Als Ersatz für das Lichtempfangselement 369 kann ein zweidimensionaler Sensor verwendet werden.
[Ausführungsbeispiel 23]
Ein dreiundzwanzigstes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die 41 bis 43 beschrieben. Bei der optischen Sensoreinrichtung 360C entsprechend dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind zwei zylindrische Linsen 368(1) und 368(2), die eine Brennweite äquivalenter Länge haben, auf der optischen Achse des Führungslaserstrahls in einer solchen Weise angeordnet, dass die Scheitellinien der zylindrischen Linsen sich unter einem rechten Winkel schneiden. Die Scheitellinie der zylindrischen Linse ist eine Linie, die die beiden Scheitelpunkte einer konkaven Oberfläche miteinander verbindet. Jede der zwei zylindrischen Linsen 368(1) und 368(2) ist als zylindrische Linse mit einer konkaven, zylindrischen Oberfläche konfiguriert.
Ein Lichtempfangselement ist an einer Zwischenposition D einer Brennweite F1 der zylindrischen Linse 368(1) und einer Brennweite F2 der zylindrischen Linse 368(2) angeordnet. Als Lichtempfangselement kann ein Element, beispielsweise ein viergeteiltes Lichtempfangselement, wie in 40 gezeigt ist, und ein zweidimensionales Abbildungselement verwendet werden. Eine Position D, an der ein Lichtempfangselement angeordnet ist, wird als Sensorposition D im Folgenden bezeichnet.
41(a) zeigt einen Lichtfokussierungszustand eines Führungslaserstrahls mit Blickrichtung in einer horizontalen Richtung (X) und in einer vertikalen Richtung (Y) in einem Fall, bei dem ein Führungslaserstrahl mit einer ebenen Welle zu den zwei zylindrischen Linsen 368(1) und 368(2) übertragen wird.
Die obere Seite von 41(a) zeigt einen Zustand eines Führungslaserstrahls in dem Fall, in dem die Scheitellinie der ersten zylindrischen Linse 368(1) senkrecht zu einer horizontalen Richtung (X) ist und die Scheitellinie der zweiten zylindrischen Linse 368(2) parallel zu einer horizontalen Richtung (X) ist. In diesem Fall der Orientierung zu einer X-Richtung funktioniert die erste zylindrische Linse 368(1) als konvexe Linse, und die zweite zylindrische Linse 368(2) funktioniert als Fenster.
Folglich wird der Führungslaserstrahl auf einen Brennpunkt F1 der zylindrischen Linse 368(1) in einer linearen Form parallel zu einer Richtung fokussiert, die senkrecht zu der X-Richtung steht, und weitet sich als divergentes Licht auf. Der Führungslaserstrahl weitet sich bis zu einer gewissen Länge L1 parallel zu der X-Achse an einer Sensorposition D auf, die durch die gestrichelte Linie gezeigt ist.
Die untere Seite von 41(a) zeigt einen Zustand eines Führungslaserstrahls in dem Fall, in dem die Scheitellinie der ersten zylindrischen Linse 368(1) parallel zu einer vertikalen Richtung (Y) ist und die Scheitellinie der zweiten zylindrischen Linse 368(2) senkrecht zu einer vertikalen Richtung (Y) ist. In diesem Fall der Orientierung zu der Y-Richtung funktioniert die erste zylindrische Linse 368(1) als Fenster, und die zweite zylindrische Linse 368(2) funktioniert als konvexe Linse.
Folglich wird der Führungslaserstrahl auf einen Brennpunkt F2 der zylindrischen Linse 368(2) in einer linearen Form parallel zu einer Richtung fokussiert, die die Y-Richtung senkrecht kreuzt. Da eine Sensorposition D auf einer vorderen Seite des Brennpunkts F2 liegt, wird der Führungslaserstrahl, der eine gewisse Länge L2 parallel zu der Y-Achse hat, detektiert.
41(b) zeigt eine Form IM1 auf einer XY-Ebene für den Führungslaserstrahl, die an der Sensorposition D gemessen wird. Eine Querschnittsform IM1 auf einer XY-Ebene für den Führungslaserstrahl ist im Allgemeinen eine rechteckige Form, die eine breite L1 in einer X-Richtung und eine Breite L2 in einer Y-Richtung hat. Wenn F1 äquivalent zu F2 eingestellt wird, und wenn die Sensorposition D an einer Mitte einer Brennweite sowohl der zylindrischen Linse 368(1) als auch 368(2) angeordnet ist, ist die Querschnittsform IM1 eine quadratische Form mit L1 = L2.
42 zeigt einen Lichtfokussierungszustand eines Führungslaserstrahls in dem Fall, in dem ein Führungslaserstrahl mit einer Quelle mit konvexer Oberfläche zu den zwei zylindrischen Linsen 368(1) und 368(2) übertragen wird. Die oberer Seite von 42(a) entspricht der oberen Seite von 41(a). Die untere Seite von 42(a) entspricht der unteren Seite von 41(a). 43 entspricht in ähnlicher Weise der 41.
Wie in der oberen Seite von 42(a) gezeigt ist, wird der Führungslaserstrahl mit einer Welle mit konvexer Oberfläche auf eine Position fokussiert, die etwas von einem Brennpunkt F1 der zylindrischen Linse 368(1) (auf der rechten Seite von 42) entfernt liegt, in einer linearen Form parallel zu der Richtung fokussiert, die die X-Richtung senkrecht schneidet. Danach erweitert sich der Führungslaserstrahl als divergierendes Licht. Der Führungslaserstrahl erweitert sich auf eine vorgegebene Länge L1a zu der X-Achse an einer Sensor-Position D.
Wie in der unteren Seite von 42(a) gezeigt ist, wird ein Führungslaserstrahl mit einer Welle mit konvexer Oberfläche auf eine Position weit weg von einem Brennpunkt F2 der zylindrischen Linse 368(2) in einer linearen Form parallel zu einer Richtung fokussiert, die von der Y-Richtung senkrecht geschnitten wird. Da eine Sensorposition die auf einer Vorderseite des Lichtfokussierungspunktes liegt, hat der Führungslaserstrahl eine gewisse Länge L2a parallel zu der Y-Achse.
42(b) zeigt eine Form IM2 auf einer XY-Ebene für den Führungslaserstrahl mit einer Welle mit konvexer Oberfläche. Die Form IM2 des Führungslaserstrahls ist mit einer Weite L1a in einer X-Richtung und einer Weite L2a in einer Y-Richtung versehen, und sie ist eine rechteckige Form, die in einer Y-Richtung länger ist.
43 zeigt einen Lichtfokussierungszustand eines Führungslaserstrahls in dem Fall, in dem ein Führungslaserstrahl mit einer Welle mit konkaver Oberfläche auf jede der zwei zylindrischen Linsen 368(1) und 368(2) überfragen wird. Wie in der oberen Seite von 43(a) gezeigt ist, wird der Führungslaserstrahl in eine Position auf einer vorderen Seite eines Brennpunktes F1 der zylindrischen Linse 368(1) in einer linearen Form parallel zu einer Richtung fokussiert, die von der X-Richtung senkrecht geschnitten wird. Nach der Lichtfokussierung weitet sich der Führungslaserstrahl als divergentes Licht auf. Der Führungslaserstrahl hat eine gewisse Länge L1b parallel zu der X-Achse an einer Sensorposition D.
Wie in der unteren Seite von 43(a) gezeigt ist, wird der Führungslaserstrahl auf eine Position auf einer vorderen Seite des Brennpunktes F2 der zylindrischen Linse 368(2) in einer linearen Form parallel zu einer Richtung fokussiert, die von der Y-Richtung senkrecht geschnitten wird. Da eine Sensorposition D auf einer vorderen Seite des Lichtbrennpunktes liegt, hat der Führungslaserstrahl eine gewisse Länge L2b parallel zu der Y-Achse.
43(b) zeigt eine Form IM3 auf einer XY-Ebene für den Führungslaserstrahl mit einer Welle mit konkaver Oberfläche. Die Form IM3 des Führungslaserstrahls ist mit einer Weite L1b in einer X- Richtung und einer Weite L2b in einer Y-Richtung versehen, und sie ist eine rechteckige Form, die in einer X-Richtung länger ist.
[Ausführungsbeispiel 24]
Ein vierundzwanzigstes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf 44 beschrieben. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird eine Anordnung eines Prepulslasers und eine Anordnung, die eine optische Charakteristik eines Prepulslasers korrigiert, zu der Anordnung hinzugefügt, die in 1 gezeigt ist. Wenn ein Tropfen DP eine vorgegebene Position erreicht, wird der Tropfen DP mit einem Prepulslaserstrahl L4 bestrahl. Durch diese Anordnung wird das Targetmaterial expandiert. Folglich kann eine Dichte eines Targetmaterials auf einen geeigneten Wert an einer vorgegebenen Position reduziert werden, die mit einem gepulsten Treiberlaserstrahl L1 bestrahlt wird, und der Wirkungsgrad bei der Erzeugung von EUV-Licht kann verbessert werden.
Folglich ist das vorliegende Ausführungsbeispiel so konfiguriert, dass es mit einer Prepuls-Lasereinrichtung 90 und einem zur Achse versetzten, konvexen Parabolspiegel 92 ausgestattet ist, der einen Prepulslaserstrahl über ein Fenster 13(2) in die Kammer 10 überträgt. Als Prepulslaserstrahl kann beispielsweise eine Grundwelle, eine doppelte Harmonische, eine dreifache Harmonische und eine vierfache Harmonische eines YAG-Lasers verwendet werden. Alternativ kann auch eine Grundwelle oder Licht einer Harmonischen eines Titansafirlasers mit gepulster Schwingung als Prepulslaserstrahl verwendet werden. Obwohl eine Targetmaterial-Zufuhr Einrichtung, die einen Tropfen DP liefert, nicht gezeigt ist, wird in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ein Tropfen DP beispielsweise an eine Position eines Lichtbrennpunktes des Prepulslaserstrahls auf einer Achse senkrecht zu einer Papierebene zugeführt.
Ein Durchmesser eines dünnen Tropfens DP ist 100 μm oder weniger. Folglich ist es, um den Tropfen DP direkt mit einem Prepulslaserstrahl zu treffen, erforderlich, eine Strahlform und einen Lichtbrennpunkt mit einem hohen Maß an Genauigkeit bereitzustellen. Zu diesem Zweck ist das vorliegende Ausführungsbeispiel so konfiguriert, dass es mit einer Einrichtung versehen ist, die eine optische Performance des Prepulslasersstrahls L4 automatisch korrigiert.
Ein Führungslaserstrahl-Einführungspiegel (Führungslaserstrahleinführungseinheit) 91, die einen Führungslaserstrahl L5 einführt, ist zwischen der Prepuls-Lasereinrichtung 90 und dem Achsversetzten, konvexen Parabolspiegel 92 angeordnet. Eine Wellenfront-Korrektureinheit 95 ist auf einer stromab liegenden Seite des Führungslaserstrahl-Einführungsspiegels 91 angeordnet. Ein Sensor 96 ist zwischen dem Achs-versetzten, konvexen Parabolspiegel 92 und dem Fenster 13(2) angeordnet.
Der Führungslaserstrahl L5, der von der Führungslaserstrahl-Einrichtung 93 ausgegeben wird, trifft über einen Laserkollimator 94 auf den Führungslaserstrahl-Einführungsspiegel 91 auf und wird durch den Führungslaserstrahl-Einführungsspiegel 91 reflektiert.
Der Führungslaserstrahl L5 trifft dann auf den Achs-versetzten, konvexen Parabolspiegel 92 über Wellenfront-Korrektureinheit auf, wird zu dem Fenster 13(2) hin reflektiert. Der Sensor 96 detektiert eine optische Performance des Führungslaserstrahls L5, der sich zu der Kammer 10 fortpflanzt, und er gibt eine optische Performance an den Wellenfront-Korrekturcontroller 97 aus. Der Wellenfront-Korrekturcontroller 97 steuert die Wellenfront-Korrektureinheit 95 in einer solchen Weise, dass die optische Performance des Führungslaserstrahls L5 in einem vorgegebenen Wert liegt.
Darüber hinaus ist das vorliegende Ausführungsbeispiel so konfiguriert, dass es mit einem Messinstrument 400 zur Messung des Führungslaserstrahl-Fokussierungspunktes ausgestattet ist, das beispielsweise eine Form und eine Position eines Lichtbrennpunktes des Führungslaserstrahls L5 auf dem Kammerkörper 11 direkt misst. Das Messinstrument 400 ist an dem Ende der optischen Achsen des Prepulslaserstrahls L4 und des Führungslaserstrahls L5 positioniert und auf dem Kammerkörper 11 angeordnet.
Das Messinstrument 400 für den Führungsstrahl-Brennpunkt ist so konfiguriert, dass es mit einem Bandpassfilter (BSF), der bewirkt, dass nur der Führungslaserstrahl L5 durchgelassen wird, einer Abbildungslinse 401, die eine Abbildung und eine Bilderzeugung an einem Lichtbrennpunkt ausführt, und eine CCD 402 versehen ist, die eine Empfindlichkeit für den Führungslaserstrahl L5 hat, zwecks Detektion eines übertragenen Bildes.
Der Führungslaserstrahl wird auf einen Plasma-Leucht-Punkt PLZ fokussiert und wird dann aufgeweitet, um auf den BSF aufzutreffen. Der BSF bewirkt, dass nur der Führungslaserstrahl durchgelassen wird. Der Führungslaserstrahl wird an die Abbildungslinse 401 durchgelassen und trifft auf die CCD 402 auf. Die CCD 402 detektiert ein Bild des Führungslaserstrahls am Lichtbrennpunkt. Der Wellenfront-Korrekturcontroller 97 steuert die Wellenfront-Korrektureinheit 95 auf der Grundlage einer Form und einer Position eines Lichtbrennpunktes des Führungslaserstrahls, der detektiert wurde. Durch diese Anordnung kann eine Form und eine Position eines Lichtbrennpunktes des Prepulslaserstrahls mit einem hohen Maß an Genauigkeit stabilisiert werden.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, das in der oben beschriebenen Weise konfiguriert ist, können die Kennwerte des Lichtpfades, über den der Prepulslaserstrahl verläuft, auf einer stetigen Basis modifiziert werden, in dem der Führungslaserstrahl L5 verwendet wird, der in einer asynchronen Weise mit dem Prepulslaserstrahl L4 ausgegeben wird. Folglich können ein Lichtbrennpunkt und eine Ausgangsleistung des Prepulslaserstrahls stabilisiert werden, wodurch ein Tropfen DP in einer stabilen Weise direkt mit dem Prepulslaserstrahl beaufschlagt und expandiert werden kann.
[Ausführungsbeispiel 25]
Ein fünfundzwanzigstes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die 45 bis 49 beschrieben. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, das in dem Folgenden (mit Ausnahme des in 53 gezeigten, neunundzwanzigsten Ausführungsbeispiels) beschrieben wird, wird ein Prepulslaserstrahl, der zum vorab Expandieren eines Targetmaterials verwendet wird, als Führungslaserstrahl verwendet. Eine Extremultraviolett-Lichtquelleneinrichtung 1A, die in 45 gezeigt ist, stimmt in vielerlei Hinsicht mit der Extremultraviolett-Lichtquelleneinrichtung 1 über ein, wie in 1 gezeigt ist. Obwohl ein Führungslaserstrahl mit kontinuierlichem Licht oder pseudokontinuierlichem Licht in dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel verwendet wird, wird ein Prepulslaserstrahl als Führungslaserstrahl in jedem der folgenden Ausführungsbeispiele ebenfalls verwendet, die das vorliegende Ausführungsbeispiel umfassen. Mehr speziell hat ein Prepulslaserstrahl zwei Funktionen, die aus einer Funktion als Führungslaserstrahl zur Korrektur einer optischen Performance und einer Funktion zum Aufheizen und Expandieren eines Tropfens DP zusammengesetzt sind.
Die Extremultraviolett-Lichtquelleneinrichtung 1A, die in 45 gezeigt ist, ist so konfiguriert, dass sie mit einer Prepulslasereinrichtung 90 als Ersatz für die Führungslasereinrichtung 50, die in 1 gezeigt ist, versehen ist. Ein Prepulslaserstrahl L4, der von der Prepulslasereinrichtung 90 ausgegeben wurde, wird in eine Einlassseite eines Hauptverstärkers 35 (stromauf liegende Seite in einer Fortpflanzungsrichtung des Laserstrahls) über einen Laserkollimator 51 eingeführt. Der Prepulslaserstrahl fällt in eine Kammer 10 über ein Lichtfokussierungssystem 40 ein. Wie später in 47 beschrieben wird, werden der Prepulslaserstrahl L4 und der gepulste Treiberlaserstrahl L1 in einer solchen Weise gemultiplext, dass beide Strahlen die gleiche Achse haben.
Der Führungslaserstrahl-Einführungsspiegel 52 ist als Strahlteiler konfiguriert, in dem eine dünne Beschichtung auf einem Diamantsubstrat ausgebildet wird, die bewirkt, dass ein gepulster Treiberlaserstrahl durchgelassen wird, und die bewirkt, dass ein Prepulslaserstrahl relativ hohen Maß an Reflexion reflektiert wird. Da ein Diamant einen hohen Koeffizienten der thermischen Leitfähigkeit hat, kann das Auftreten einer Temperaturverteilung unterdrückt werden. Als Ergebnis kann selbst, wenn ein Laserstrahl durch Transmission übertragen oder reflektiert wird, eine Verformung einer Wellenfront eines Laserstrahls unterdrückt werden.
Wenn ein Tropfen DP mit einem Prepulslaserstrahl L4 bestrahlt wird, wird der Tropfen DP aufgrund von Wärme expandiert, und eine Dichte des Tropfens DP wird reduziert. Ein Zustand, in dem der Tropfen DP expandiert wird, um eine Dichte des Tropfens DP zu reduzieren, wird in dem Ausführungsbeispiel als expandierter Zustand EXP bezeichnet.
46 zeigt einen Zustand, in dem Tropfen DP mit einem Prepulslaserstrahl L4 bestrahlt wird, um einen expandierten Zustand EXP herzustellen, und dann wird der gepulste Treiberlaserstrahl L1 ausgestrahlt. Wenn sie mit einer geeigneten Dichte in einem expandierten Zustand EXP mit dem gepulsten Treiberlaserstrahl L1 bestrahlt wird, geht das Tin in einen Plasmazustand PLZ über. Durch diese Anordnung wird ein EUV-Licht L2 erzeugt und an die EUV-Belichtungseinrichtung 5 zugeführt.
47 ist ein schematisches, beispielhaftes Diagramm, das eine Beziehung zwischen einem gepulsten Treiberlaserstrahl L1, einem Prepulslaserstrahl L4 und einem Tropfen DP zeigt. Wie in 47(a) gezeigt ist, werden der Prepulslaserstrahl L4 und der gepulste Treiberlaserstrahl L1 in einer solchen Weise eingestellt, dass beide Strahlen die gleiche Achse haben. Der Strahldurchmesser des Prepulslaserstrahls L4 wird etwas größer eingestellt als ein Durchmesser eines Tropfens DP. Da eine Wellenlänge des gepulsten Treiberlaserstrahls L1 größer ist als die des Prepulslaserstrahls L4, ist ein Strahldurchmesser des gepulsten Treiberlaserstrahls L1 in einem befriedigenden Ausmaß größer als der des Prepulslaserstrahls L4. Während ein Tropfen DP sich entlang einer Achse Z1 in der Kammer 10 bewegt, wird der Tropfen DP mit dem Prepulslaserstrahl L4 bestrahlt.
47(b) zeigt einen Zustand unmittelbar, nachdem der Tropfen DP mit dem Prepulslaserstrahl L4 bestrahlt wurde. Wenn der Tropfen DP mit dem Prepulslaserstrahl L4 bestrahlt wird, wird ein Teil des Tropfens DP von dem Tropfen DP getrennt und aufgrund des Aufpralls in alle Richtungen dispergiert, so dass er zu einem dispergierten Material De wird und einen Preplasma-Zustand Pre einnimmt. Es wird angenommen, dass der Preplasma-Zustand Pre ein Mischzustand aus einem Metalldampf und Plasma ist. Wenn der Tropfen DP mit dem Prepulslaserstrahl L4 bestrahlt wird, dehnt sich der Tropfen DP aufgrund der Wärme aus und geht in einen expandierten Zustand EXP über. Der expandierte Zustand EXP wird auf einen solchen Wert eingestellt, dass der Wirkungsgrad bei der Erzeugung EUV-Licht erhöht wird.
47(c) zeigt einen Zustand, bei dem ein Targetmaterial (Sn) in einem expandierten Zustand EXP mit einem gepulsten Treiberlaserstrahl L1 bestrahlt wird. Ein Strahldurchmesser des gepulsten Treiberlaserstrahls L1 ist bis zu einem befriedigenden Maße groß, wie oben beschrieben wurde, und ein Targetmaterial in dem Preplasma-Zustand Pre und ein Targetmaterial De, das in alle Richtungen dispergiert wurde, werden mit einem gepulster Treiberlaserstrahl L1 bestrahlt und gehen in einen Plasma-Zustand PLZ über.
48 ist ein Flussdiagramm einer Verarbeitung, um eine Wellenfront-Korrektur durchzuführen. Die vorliegende Verarbeitung wird durch den Wellenfront-Korrekturcontroller 60 durchgeführt. Die in 48 gezeigte Verarbeitung wird mit den Schritten S11 bis S14 geliefert, die mit der in 3 gezeigten Verarbeitung gemeinsam sind. Die in 48 gezeigte Verarbeitung und die in 3 gezeigte Verarbeitung unterscheiden sich voneinander in dem Schritt S10A.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel detektiert der Wellenfront-Korrekturcontroller 60 den Prepulslaserstrahl L4 durch den Sensor 44 und nimmt einen Messwert Da des Prepulslaserstrahls L4 von dem Sensor 44 auf (S10A). Die nachfolgenden Schritte sind äquivalent zu denen, die in 3 beschrieben sind, und ihre Beschreibung wird weggelassen.
49 ist ein Flussdiagramm, das einen Betrieb eines Lasercontrollers 70 und eines EUV-Lichtquellencontrollers 80 zeigt. Das in 49 gezeigte Flussdiagramm umfasst die Schritte S20 bis S22 und S24, die mit dem Flussdiagramm gemeinsam sind, das in 4 beschrieben ist. Die unterschiedlichen Punkte bestehen darin, dass S23 in 4 durch S27 ersetzt wird und dass S25 und S26 neu hinzugefügt werden.
Wenn der Lasercontroller 70 ein Belichtungs-OK-Signal von dem Wellenfront-Korrekturcontroller 60 erhält (S30: JA), benachrichtigt der Lasercontroller 70 den EUV-Lichtquellencontroller 80, dass eine Justage der gepulsten Treiberlaser-Lichtquelleneinrichtung 2 abgeschlossen ist (S21). Wenn der EUV-Lichtquellencontroller 80 eine Benachrichtigung über den Abschluss der Justage von dem Lasercontroller 70 empfängt, gibt der EUV-Lichtquellencontroller 80 einen Lichtemissionsbefehl an den Lasercontroller 70 ab.
Der Lasercontroller 70 stoppt einen Ausgang eines gepulsten Treiberlaserstrahls und geht auf Stand-By, bis ein Lichtemissionsbefehl von dem EUV-Lichtquellencontroller 80 ausgegeben wird (S22: NEIN, S24). Während ein Ausgang eines gepulsten Treiberlaserstrahls gestoppt ist, gibt die Prepulslasereinrichtung 90 einen Prepulslaserstrahl ab, und eine Korrektur eines optischen Systems wird durch die in 48 beschriebene Verarbeitung durchgeführt (S25).
In S25 wird ein Prepulslaserstrahl bei einer geringen Pulsenergie ausgegeben, die vorab in einer solchen Weise spezifiziert wurde, dass keine physikalische Änderung an dem Tropfen DP vorgenommen wird. Die geringe Pulsenergie entspricht einem „ersten Ausgang”.
Das keine physikalische Änderung an einem Tropfen DP vorgenommen wird, bedeutet, dass eine Form eines Tropfens DP von einem Zustand, bevor ein Prepulslaserstrahl abgestrahlt wird, zu einem Zustand, nachdem ein Prepulslaserstrahl abgestrahlt wurde, nicht verändert wird. Mehr speziell wird ein Ausgang des Prepulslaserstrahls in einer solchen Weise auf einen geringen Wert spezifiziert, dass ein Tropfen DP nicht aufgrund einer Wärme expandiert wird, und dass ein Teil des Tropfens DP, beispielsweise nach einer Bestrahlung eines Prepulslaserstrahls, nicht dispergiert wird. Mit anderen Worten, wird ein Prepulslaserstrahl ausgegeben, der eine geringe Intensität hat und durch den eine optische Performance korrigiert werden kann.
Wenn der Lasercontroller 70 einen Lichtemissionsbefehlt von dem EUV-Lichtquellencontroller 80 erhält (S22: JA), bewirkt andererseits der Lasercontroller 70, dass die Prepulslasereinrichtung 90 einen Prepulslaserstrahl bei einer normalen Pulsenergie als „zweiten Ausgang” ausgibt (S26). Die normale Pulsenergie ist eine Energie, die einen Tropfen DP aufgrund von Wärme expandieren kann, um zu bewirken, dass der Tropfen DP eine vorgegebene Dichte hat.
Der Lasercontroller 70 bewirkt, dass der Treiberlaser-Oszillator 20 einen gepulsten Treiberlaserstrahl bei einem vorgegebenen Zeitpunkt ausgibt, und er bewirkt, dass ein Targetmaterial in einem expandierten Zustand mit dem gepulsten Treiberlaserstrahl bestrahlt wird (S27). Durch diese Anordnung wird ein EUV-Licht erzeugt und an die EUV-Belichtungseinrichtung 50 zugeführt.
Das vorliegende Ausführungsbeispiel, das in der oben beschriebenen Weise konfiguriert ist, hat einen betrieblichen Effekt äquivalent zu dem des ersten Ausführungsbeispiels, da ein Prepulslaserstrahl als Führungslaserstrahl verwendet werden kann, wodurch eine Performance eines optischen Systems eingestellt werden kann. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel kann ferner ein Prepulslaserstrahl, der zur Verbesserung des Wirkungsgrades bei der Erzeugung eines EUV-Lichts verwendet wird, auch als Führungslaserstrahl verwendet werden, der zur Einstellung einer Performance eines optischen Systems verwendet wird. Folglich kann in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel eine Zuverlässigkeit verbessert werden, ohne die Anordnung komplizierter zu machen.
[Ausführungsbeispiel 26]
Ein sechsundzwanzigstes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf 50 beschrieben. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel der in 49 beschriebenen Verarbeitung beschrieben. 50 ist ein Flussdiagramm, das einen Betrieb eines Lasercontrollers 70 und eines EUV-Lichtquellencontrollers 80 zeigt. Das in 50 gezeigte Flussdiagramm umfasst die Schritte S20 bis S24, S26 und S27, die gemeinsam mit dem in 29 beschriebenen Flussdiagramm sind. Der unterschiedliche Punkt besteht darin, dass S25 in 49 durch S2A ersetzt wird. Folglich wird der unterschiedliche Punkt im Folgenden beschrieben.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird in einer Periode, wenn ein Ausgang eines gepulsten Treiberlaserstrahls gestoppt ist (S24), ein Prepulslaserstrahl von der Prepulslasereinrichtung 90 zu einem Zeitpunkt ausgegeben, wenn ein Tropfen DP nicht getroffen wird (S25A).
Ein Tropfen DP wird von der Targetmaterial-Zufuhreinheit 15 an die Kammer 10 mit einer konstanten Frequenz zugeführt. Auch in der Periode, wenn der gepulste Treiberlaserstrahl ausgegeben wird, selbst in der Periode, wenn ein gepulster Treiberlaserstrahl nicht ausgegeben wird, wird ein Tropfen DP von der Targetmaterial-Zufuhreinheit 15 mit einer konstanten Frequenz während des Betriebs der Extremultraviolett-Lichtquelleneinrichtung 1 zugeführt.
Der Lasercontroller 70 gibt einen Prepulslaserstrahl bei einem vorgegebenen Zeitpunkt in einer solchen Weise aus, dass der Prepulslaserstrahl durch einen Raum zwischen den Tropfen DP hindurchtritt. Eine optische Performance eines optischen Systems wird unter Verwendung des Prepulslaserstrahls durchgeführt. Das vorliegende Ausführungsbeispiel, das in der oben beschriebenen Weise konfiguriert ist, hat einen betrieblichen Effekt äquivalent zu dem des fünfundzwanzigsten Ausführungsbeispiels.
[Ausführungsbeispiel 27]
Ein siebenundzwanzigstes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf 51 beschrieben. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird ein Prepulslaserstrahl L4 in das optische System eingeführt und mit dem gepulsten Treiberlaserstrahl L1 auf einer vorderen Seite des Hauptverstärkers 35(1) gemultiplext. Wie in dem allgemeinen Blockdiagramm von 51 gezeigt ist, ist ein Führungslaserstrahl-Einführungsspiegel 52A zwischen dem letzten Vorverstärker 32(4) einer Vielzahl von Vorverstärkern 32 und dem ersten Hauptverstärker 35(1) einer Vielzahl von Hauptverstärkern 35 angeordnet.
Der Führungslaserstrahl-Einführungsspiegel 52A ist als Strahlteiler konfiguriert, in dem beispielsweise eine dünne Beschichtung auf einem Diamantsubstrat ausgebildet wird. Eine dünne Beschichtung, die bewirkt, dass ein Prepulslaserstrahl durchgelassen wird, und die bewirkt, dass ein gepulster Treiberlaserstrahl mit einem relativ hohen Maß an Reflexion reflektiert wird, ist auf dem Führungslaserstrahl-Einführungsspiegel 52A ausgebildet. Das vorliegende Ausführungsbeispiel, das in der oben beschriebenen Weise konfiguriert ist, hat einen betrieblichen Effekt äquivalent zu dem des fünfundzwanzigsten Ausführungsbeispiels.
[Ausführungsbeispiel 28]
Ein achtundzwanzigstes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf 52 beschrieben. Das vorliegenden Ausführungsbeispiel wird auf den Fall angewendet, bei dem ein Laserfokussierungssystem (optisches Laserfokussierungssystem), das einen Laserstrahl auf einen vorgegebenen Punkt fokussiert, in der Kammer 10A oder nahe bei der Kammer 10A angeordnet ist. Wenn ein Laserfokussierungssystem 500 in der Kammer 10A oder nahe bei der Kammer 10A angeordnet ist, wird jedes optische Element, das das Laserfokussierungssystem 500 bildet, in hohem Maße durch Wärme beeinflusst. Dies beruht darauf, dass Wärme nicht nur von einem gepulsten Treiberlaserstrahl sondern auch von der Kammer 10A auf das Laserfokussierungssystem 500 einwirkt. Folglich behält das vorliegende Ausführungsbeispiel eine optische Performance des Laserfokussierungssystems 500 bei, das leicht durch Wärme beeinflusst werden kann, wie im Folgenden beschrieben wird.
Die Kammer 10A ist so konfiguriert, dass sie beispielsweise mit einem Lichtfokussierungsbereich 11(1) versehen ist, der einen Laserstrahl konfiguriert, der von der gepulsten Treiberlaserstrahl-Quelleneinrichtiung 2 einfällt, und mit einem EUV-Lichtemissionsbereich 11(2), der EUV-Licht durch Bestrahlung eines Tropfens DP mit einem gepulsten Treiberlaserstrahl erzeugt. Wie in 8 beschrieben wurde, sind die zwei Bereiche 11(1) und 11(2) durch eine Wand getrennt. Der Lichtfokussierungsbereich 11(1) und der EUV-Lichtemissionsbereich 11(2), die miteinander über ein kleines Loch in Verbindung, das in der Trennwand ausgebildet wurde, die die Bereiche 11(1) und 11(2) trennt.
Der Lichtfokussierungsbereich 11(1) ist mit dem Laserfokussierungssystem 500 versehen, das so konfiguriert ist, dass es mit einer Vielzahl von optischen Elementen ausgestattet ist. Das Laserfokussierungssystem 500 ist dadurch konfiguriert, dass beispielsweise Achs-versetzte, konvexe Parabolspiegel 16(1) und 16(2), ein Reflexionsspiegel 17 und ein Achs-versetzter, konkaver Parabolspiegel 18 an vorgegebenen Positionen angeordnet sind.
Ein gepulster Treiberlaserstrahl L1 wird durch einen Reflexionsspiegel (Strahlteiler) 41(2) A reflektiert und tritt in das Laserfokussierungssystem 500 über ein Diamantfenster 13 ein. Der gepulste Treiberlaserstrahl L1 wird durch den Achs-versetzten konkaven Parabolspiegel 18 reflektiert und tritt in den Achs-versetzten, konvexen Parabolspiegel 16(1) ein. Ein Strahldurchmesser des gepulsten Treiberlaserstrahls L1 wird dadurch expandiert, dass er an dem Achs-versetzten, konkaven Parabolspiegel 18 und dem Achs-versetzten, konvexen Parabolspiegel 16(1) reflektiert wird.
In dem dritten, in 8 gezeigten, Ausführungsbeispiel ist es der Zweck des Reflexionsspiegels 41(2), zu bewirken, dass ein gepulster Treiberlaserstrahl L1 reflektiert wird. Der Reflexionsspiegel 41(2)A entsprechend dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist jedoch als Strahlteiler konfiguriert, der bewirkt, dass ein gepulster Treiberlaserstrahl L1 reflektiert wird, und der bewirkt, dass ein Prepulslaserstrahl L4 durchgelassen wird. Der Strahlteiler 41(2)A ist dadurch konfiguriert, dass beispielsweise eine dünne Beschichtung auf einem Diamantsubstrat ausgebildet wird.
Ein gepulster Treiberlaserstrahl L1, der so spezifiziert ist, dass er einen vorgegebenen Strahldurchmesser hat, fällt in einen ebenen Spiegel 17 hoher Reflexion ein, wird reflektiert und fällt in einen anderen Achs-versetzten, konvexen Parabolspiegel 16(2) ein. Der gepulste Treiberlaserstrahl L1, der von dem Achs-versetzten, konvexen Parabolspiegel 16(2) reflektiert wurde, wird auf einen Tropfen DP über eine Öffnung 14A des EUV-Lichtkollektorspiegels 14 abgestrahlt.
Ein Prepulslaserstrahl L4, der von der Prepulslasereinrichtung 90 ausgegeben wurde, wird in den Strahlteiler 41(2)A über einen anderen Strahlteiler 503 ein. Der Strahlteiler 503 ist konfiguriert, indem eine Beschichtung, die den Prepulslaserstrahl L4 mit einem Maß an Reflexion im Bereich von 4% bis 50% reflektiert, beispielsweise auf einem Diamantsubstrat ausgebildet ist.
Der Prepulslaserstrahl L4 fällt in das Laserfokussierungssystem 500 über den Strahlteiler 41(2)A und das Diamantfenster 13 ein. Ähnlich wie der gepulste Treiberlaserstrahl L1 wird der Prepulslaserstrahl L4 zu dem Laserfokussierungssystem 500 übertragen, wobei ein Strahldurchmesser des Prepulslaserstrahls L4 eingestellt wird. Der Prepulslaserstrahl L4 wird dann auf einen Tropfen DP abgestrahlt.
Ein Teil des Prepulslaserstrahls L4, der auf einen Tropfen DP abgestrahlt wurde, wird auf der Oberfläche des Tropfens DP reflektiert und kehrt auf einem Lichtweg zurück, der verwendet wurde, als der Prepulslaserstrahl L4 auf den Tropfen DP auftraf. Der Laserstrahl, der von dem Tropfen DP zwecks Rückführung reflektiert wird, wird als rückkehrendes Licht in den Ausführungsbeispielen bezeichnet.
Das rückkehrende Licht des Prepulslaserstrahls L4 fällt in den Strahlteiler 503 über das Laserfokussierungssystem 500 und den Strahlteiler 41(2)A ein. Ein Teil des rückkehrenden Lichtes wird durch den Strahlteiler 503 reflektiert. Das rückkehrende Licht, das von dem Strahlteiler 503 reflektiert wurde, tritt durch eine Lichtfokussierungslinse 504 hindurch und fällt in einen CCD-Sensor 505 ein. Durch diese Anordnung wird ein Übertragungsbild eines Tropfens DP als Bild in dem CCD-Sensor 505 erzeugt.
Ein Laserfokussierungssystemcontroller 502 steuert das Laserfokussierungssystem 500, indem er ein Steuersignal an einen Laserfokussierungssystem-Aktuator 501 auf der Grundlage eines Übertragungsbildes eines Tropfens DP ausgibt, das durch den CCD-Sensor 505 detektiert wurde. Der Laserfokussierungssystem-Aktuator 501 ist eine Einrichtung, die eine Position und/oder eine Orientierung von jeder der optischen Komponenten 16(1), 16(2), 17 und 18 justiert, die in dem Laserfokussierungssystem 500 angeordnet sind.
Beispielsweise steuert der Laserfokussierungscontroller 502 Laserfokussierungssystem 500 in einer solchen Weise, dass eine Position und/oder eine Größe eines Übertragungsbildes eines Tropfens DP zu einer Targetposition und/oder einer Targetgröße wird. Darüber hinaus steuert der Laserfokussierungssystemcontroller 502 beispielsweise einen Brennpunkt des Laserfokussierungssystems 500 in einer solchen Weise, dass eine Größe des Übertragungsbildes eines Tropfens DP eine minimale Größe annimmt.
Das vorliegende Ausführungsbeispiel, das in der oben beschriebenen Weise konfiguriert ist, hat einen betrieblichen Effekt äquivalent zu dem des fünfundzwanzigsten Ausführungsbeispiels. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel kann darüber hinaus eine optische Performance des Laserfokussierungssystems 500, das durch Wärme nicht nur von einem gepulsten Treiberlaserstrahl L1 sonder auch von der Kammer 10A beeinflusst wird, ebenfalls unter Verwendung des Prepulslaserstrahls L4 gesteuert werden.
[Ausführungsbeispiel 29]
Ein neunundzwanzigstes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf 53 beschrieben. Das vorliegende Ausführungsbeispiel korrespondiert zu einem modifizierten Ausführungsbeispiel des achtundzwanzigsten Ausführungsbeispiels, das in 52 beschrieben ist. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel werden eine Lampe 510 mit sichtbarem Licht und eine Kollimatorlinse 511 als Ersatz für die Prepulslasereinrichtung 90 verwendet. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird eine Expansion eines Tropfens DP aufgrund von Wärme mit einem Prepulslaserstrahl nicht ausgeführt.
Sichtbares Licht, das sich als divergentes Licht von der Lampe 501 für sichtbares Licht verteilt, tritt durch die Kollimatorlinse 511 hindurch und wird in einen parallelen Lichtstrahl L4A umgesetzt. Ein Teil des Führungsstrahls L4A wird durch einen Tropfen DP reflektiert und fällt in den CCD-Sensor 505 ein.
[Ausführungsbeispiel 30]
Ein dreizigstes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf 54 beschrieben. Das vorliegende Ausführungsbeispiel sind ein Lichtbrennpunkt P1 eines Prepulslaserstrahls und ein Lichtbrennpunkt P2 eines gepulsten Treiberlaserstrahls voneinander verschieden. 54(a) zeigt einen Lichtbrennpunkt P1 eines Prepulslaserstrahls L4, und 54(b) zeigt einen Lichtbrennpunkt P2 eines gepulsten Treiberlaserstrahls L1.
Ein Lichtbrennpunkt P2 eines gepulsten Treiberlaserstrahls L1 ist so spezifiziert, dass er von einem Lichtbrennpunkt P1 eines Prepulslaserstrahls L4 um einen Abstand ΔL auf einer stromab liegenden Seite in einer Bewegungsrichtung eines Laserstrahls verschoben ist. Wie in 54(b) beispielsweise gezeigt ist, kann der Lichtbrennpunkt P2 hinter dem Lichtbrennpunkt P1 um einen Abstand ΔL dadurch verschoben werden, dass eine Divergenz des gepulsten Treiberlaserstrahls L1, der auf den Strahlteiler 41(2)A einfällt, vorab justiert wird.
Das vorliegende Ausführungsbeispiel, das in der oben beschriebenen Weise konfiguriert ist, hat einen betrieblichen Effekt äquivalent zu dem des fünfundzwanzigsten Ausführungsbeispiels. Darüber hinaus können in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ein Lichtbrennpunkt P1 eines Prepulslaserstrahls und ein Lichtbrennpunkt P2 eines gepulsten Treiberlaserstrahls voneinander verschieden sein. Eine Dispersionsgeschwindigkeit eines dispergierten Materials De ist hoch, und ein dispergiertes Material De wird in einigen Fällen in einem weiten Bereich dispergiert in Abhängigkeit von einer Bestrahlungsbedingung des Prepulslaserstrahls L4. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel können ein dispergiertes Material De, das in einem weiten Bereich dispergiert wurde, und ein Targetmaterial in einem expandierten Zustand in einer wirksamen Weise mit dem gepulsten Treiberlaserstrahl bestrahlt werden, wodurch ein Wirkungsgrad bei der Erzeugung von EUV-Licht verbessert werden kann.
Während die bevorzugten Ausführungsbeispiele entsprechend der vorliegenden Erfindung oben beschrieben wurden, ist die vorliegende Erfindung nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsbeispiel beschränkt. Durchschnittsfachleute können verschiedene Änderungen, Modifikationen und funktionelle Zusätze ausführen, ohne von dem Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Darüber hinaus umfasst der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung eine Anordnung, bei der die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele nach Bedarf ordnungsgemäß kombiniert sind.
Beispielsweise wird in dem Ausführungsbeispiel, bei dem ein Führungslaserstrahl in ein optisches System eines Prepulslaserstrahls eingeführt wird, ein Führungslaserstrahl ebenfalls in ein optisches System eines gepulsten Treiberlaserstrahls eingeführt. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf das Ausführungsbeispiel beschränkt, und eine Anordnung, bei der nur die Charakteristiken eines optischen Systems eines Prepulslaserstrahls korrigiert werden, kann ebenfalls verwirklicht werden. Mehr speziell können die Anordnungen (50, 51 und 52) für einen Führungslaserstrahl entsprechend zu einem gepulsten Treiberlaserstrahl ebenfalls weggelassen werden.
Wenn eine Korrektur einer chromatischen Aberration entsprechend einer Beziehung zwischen einer Wellenlänge eines Prepulslaserstrahls und einer Wellenlänge eines Führungslaserstrahls möglich ist, kann darüber hinaus ein optisches System, durch das ein Prepulslaserstrahl und ein Führungslaserstrahl, der dem Prepulslaserstrahl entspricht, hindurch treten, durch ein optisches System vom Brechungstyp konfiguriert werden. Ferner kann eine Prepulslasereinrichtung so konfiguriert werden, dass sie mit einem Oszillator ausgestattet ist, der die Schwingungen eines Prepulslaserstrahls erzeugt, und mit wenigstens einem Verstärker, der den Prepulslaser oder einen verstärkten Laser verstärkt.
Während eine Lasereinrichtung, die für eine Extremultraviolett-Lichtquelleneinrichtung verwendet wird, die oben als Bespiel beschrieben wurde, ist die vorliegende Erfindung nicht auf das Beispiel eingeschränkt. Beispielsweise kann eine Lasereinrichtung auch für andere Anwendungsfälle, beispielsweise eine Laserverarbeitung, verwendet werden.

1: Extremultraviolett-Lichtquelleneinrichtung
2: gepulster Treiberlaserlichtquelleneinrichtung
5: EUV-Belichtungseinrichtung
10, 10A, 10B: Kammern
11: Kammerkörper
11(1): Lichtfokussierungsbereich
11(2): EUV-Lichtemisisonsbereich
12: Verbindungsteil
13: Fenster
14: EUV-Lichtkollektorspiegel
14A: Loch
15: Targetmaterial-Zufuhreinheit
16: Achs-versetzter, konkaver Parabolspiegel
17: Reflexionsspiegel
18: Spiegel
19: Dämpfungseinrichtung
20: Treiberlaser-Oszillator
21: Laserkammer
22: rückseitiger Spiegel
23: Ebene Ausgangsspiegel
30: Verstärkungssystem
31: optisches Relaissystem
32: Vorverstärker
33: sättigbarer Absorber
34, 34A, 34B, 34C, 34D: Wellenfront-Korrektureinheit
35: Hauptverstärker
36, 36A, 36B, 36C: Sensoren
37: räumlicher Filter
38: Reflexionspiegel
40: Lichtfokussierungssystem
41: Reflexionsspiegel
41(2)A: Strahlteiler
42: Achs-versetzter, konkaver Parabolspiegel
43: optisches Relaissystem
44, 44A: Sensoren
45: Wellenfront-Korrektureinheit
46: Isolator
50: Führungslasereinrichtung
51: Laserkollimator
52, 52A: Führungslaserstrahl-Einführungsspiegel
60, 60A: Wellenfront-Korrekturcontroller
70: Lasercontroller
80: EUV-Lichtquellencontroller
90: Prepulslasereinrichtung
91: Führungslaserstrahl-Einführungsspiegel
92: Achs-versetzter, konvexer Parabolspiegel
93: Führungslasereinrichtung für einen Prepulslaserstrahl
94: Laserkollimator
95: Wellenfront-Korrektureinheit
96: Sensor
97: Wellenfront-Korrekturcontroller
100, 100A: Winkelkorrektureinheit
110: VRWM
111: Reflexionsspiegel
200, 200A, 200B, 200C, 200D, 200E, 200F: Wellenfrontkrümmungs-Korrektureinheiten
300: Reflexionsspiegel
301: Diffraktionsspiegel
360, 360A, 360B, 360C, 360D: optische Sensoreinheiten
400: Messinstrument zur Messung des Führungslaserstrahlbrennpunktes
401: Abbildungslinse
402: CCD
500: Laserfokussierungssystem
501: Laserfokussierungssystem-Aktuator
502: Laserfokussierungscontroller
503: Strahlteiler
504: Lichtfokussierungslinse
505: CCD-Sensor
L1: gepulster Treiberlaserstrahl
L2: EUV-Licht
L3: Führungslaserstrahl
L4: Prepulslaserstrahl
L5: Führungslaserstrahl für einen Prepulslaserstrahl

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- JP 2006-128157 [0007]
- JP 2003-8124 [0007]
- JP 2003-270551 [0007]

Claims

Extremultraviolett-Lichtquelleneinrichtung, die Extremultraviolettlicht durch Bestrahlung eines Targetmaterials mit einem gepulsten Treiberlaserstrahl erzeugt, um das Targetmaterial in ein Plasma umzusetzen, umfassend eine Targetmaterial-Zufuhreinheit, die das Targetmaterial in eine Kammer liefert; eine Treiberlasereinrichtung, die den gepulsten Treiberlaserstrahl ausgibt; ein optisches System, das das Targetmaterial in der Kammer mit dem gepulsten Treiberlaserstrahl bestrahlt, der von der Treiberlasereinrichtung abgegeben wird; eine Führungslasereinrichtung, die einen Führungslaserstrahl abgibt; eine Führungslaserstrahl-Einführungseinheit, die den Führungslaserstrahl in das optische System entlang einem Lichtpfad des gepulsten Treiberlaserstrahls eingibt; eine Führungslaserstrahl-Detektoreinheit, die eine optische Performance des Führungslaserstrahls erfasst, der in das optische System eingeführt wird; eine Korrektureinheit, die in dem optischen System angeordnet ist und die optische Performance des Führungslaserstrahls korrigiert; und eine Korrektursteuereinheit, die die Korrektureinheit in einer solchen Weise steuert, dass die optische Performance, die von der Führungslaserstrahl-Detektoreinrichtung erfasst wird, in einem vorgegebenen Wert liegt.
Extremultraviolett-Lichtquelleneinrichtung nach Anspruch 1, wobei die Führungslasereinrichtung den Führungslaserstrahl als ein kontinuierliches Licht oder als ein pseudokontinuierliches Licht abgibt, und die Korrektursteuereinheit die Korrektureinheit in solchen Weise steuert, dass die optische Performance in einem vorgegebenen Wert liegt sowohl während einer Periode, wenn der gepulste Treiberlaserstrahl ausgegeben wird, als auch in einer Periode, wenn der gepulster Treiberlaserstrahl nicht ausgegeben wird.
Extremultraviolett-Lichtquelleneinrichtung nach Anspruch 2, wobei der Führungslaserstrahl einen Strahldurchmesser hat, der im Wesentlichen gleich dem des gepulsten Treiberlaserstrahls ist, und dass er über einen Lichtpfad im Wesentlichen gleich dem des gepulsten Treiberlaserstrahls verläuft.
Extremultraviolett-Lichtquelleneinrichtung nach Anspruch 3, wobei die Wellenlänge des Führungslaserstrahls so spezifiziert ist, dass sie kleiner als die des gepulsten Treiberlaserstrahls ist.
Extremultraviolett-Lichtquelleneinrichtung nach Anspruch 4, wobei die Führungslasereinrichtung den Führungslaserstrahl in einem einzigen, transversalen Modus ausgibt.
Extremultraviolett-Lichtquelleneinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das optische System mit einem optischen Element vom Transmissionstyp und einem optischen Element vom Reflexionstyp ausgestattet ist, wobei das optische Element vom Transmissionstyp bewirkt, dass der gepulste Treiberlaserstrahl und der Führungslaserstrahl durchgelassen werden, und dass das optische Element vom Reflexionstyp bewirkt, dass der gepulste Treiberlaserstrahl und der Führungslaserstrahl reflektiert werden.
Extremultraviolett-Lichtquelleneinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Führungslaserstrahl-Einführungseinheit konfiguriert ist als Führungslaserstrahl-Einführungseinheit von einem ersten Typ, die bewirkt, dass der Führungslaserstrahl durchgelassen wird, und die bewirkt, dass der gepulste Treiberlaserstrahl reflektiert wird.
Extremultraviolett-Lichtquelleneinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Führungslaserstrahl-Einführungseinheit als eine Führungslaserstrahl-Einführungseinheit von einem zweiten Typ konfiguriert ist, die bewirkt, dass der Führungslaserstrahl reflektiert wird, und die bewirkt, dass der gepulste Treiberlaserstrahl durchgelassen wird.
Extremultraviolett-Lichtquelleneinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Führungslaserstrahl-Einführungseinheit konfiguriert ist als eine Führungslaserstrahl-Einführungseinheit eines ersten Typs, die bewirkt, dass der Führungslaserstrahl durchgelassen wird, und die bewirkt, dass der gepulste Treiberlaserstrahl reflektiert wird, oder die Führungslaserstrahl-Einführungseinheit konfiguriert ist als eine Führungslaserstrahl-Einführungseinheit vom zweiten Typ, die bewirkt, dass der Führungslaserstrahl reflektiert wird, und die bewirkt, dass der gepulste Treiberlaserstrahl durchgelassen wird, und wobei irgendeine Führungslaserstrahl-Einführungseinheit vom ersten Typ und eine Führungslaserstrahl-Einführungseinheit vom zweiten Typ je nach der Installationsposition davon in dem optischen System verwendet wird.
Extremultraviolett-Lichtquelleneinrichtung nach Anspruch 9, wobei das optische System einen Verstärker umfasst, der einen Laserstrahl verstärkt, wobei die Führungslaserstrahl-Einführungseinheit vom zweiten Typ in dem Fall verwendet wird, in dem die Führungslaserstrahl-Einführungseinheit auf einer Eingangsseite des Verstärkers angeordnet ist, und wobei die Führungslaserstrahl-Einführungseinheit des ersten Typs in dem Fall verwendet wird, in dem die Führungslaserstrahl-Einführungseinheit auf einer Ausgangsseite des Verstärkers angeordnet ist.
Extremultraviolett-Lichtquelleneinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Führungslaserstrahl-Einführungseinheit konfiguriert ist durch ein Diamantsubstrat, das aus Diamant hergestellt ist, und mit einer Beschichtung, die auf dem Diamantsubstrat ausgebildet ist, und wobei die Beschichtung konfiguriert ist als eine Beschichtung vom ersten Typ, die bewirkt, dass der Führungslaserstrahl durchgelassen wird, und die bewirkt, dass der gepulste Treiberlaserstrahl reflektiert wird, und als eine Beschichtung vom zweiten Typ, die bewirkt, dass der Führungslaserstrahl reflektiert wird, und die bewirkt, dass der gepulste Treiberlaserstrahl durchgelassen wird.
Extremultraviolett-Lichtquelleneinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Führungslaserstrahl-Einführungseinheit so konfiguriert ist, dass sie einen rückseitigen Spiegel umfasst, der einen Teil eines gepulsten Treiberlaserstrahl-Oszillators bildet, und wobei der rückseitige Spiegel konfiguriert ist, um zu bewirken, dass der gepulste Treiberlaserstrahl reflektiert wird, und zu bewirken, dass der Führungslaserstrahl durchgelassen wird.
Extremultraviolett-Lichtquelleneinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei alle Einheiten, durch die der Führungslaserstrahl durch das optische System hindurchtritt, optische Elemente vom Reflexionstyp sind mit der Ausnahme eines Laserfensters, das in der Kammer angeordnet ist.
Extremultraviolett-Lichtquelleneinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Korrektureinheit wenigstens eine Wellenfrontform oder eine Richtung des Führungslaserstrahls korrigiert.
Extremultraviolett-Lichtquelleneinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Korrektureinheit auf einer Ausgangsseite oder einer Eingangsseite oder auf beiden Seiten von einem Verstärker oder einen sättigbaren Absorber angeordnet ist, die in dem optischen System enthalten sind.
Extremultraviolett-Lichtquelleneinrichtung nach Anspruch 1, die Extremultralviolettlicht durch Bestrahlung eines Targetmaterials mit einem gepulsten Hauptlaserstrahl nach einem Prepulslaserstrahl erzeugt, umfassend: eine Prepuls-Lasereinrichtung, die einen Prepulslaserstrahl abgibt; eine Prepuls-Führungslasereinrichtung, die einen Prepuls-Führungslaserstrahl abgibt; ein optisches Prepulssystem, das das Targetmaterial mit dem Prepulslaserstrahl bestrahlt; eine Prepuls-Führungslaserstrahl-Einführungseinheit, die den Prepuls-Führungslaserstrahl in das optische Prepulssystem entlang einem Lichtweg des Prepulslaserstrahls einführt; eine Prepuls-Führungslaserstrahl-Detektoreinheit, die eine optische Performance des Prepuls-Führungslaserstrahls detektiert; eine Prepuls-Korrektureinheit, die in dem optischen Prepulssystem angeordnet ist, und die die optische Performance des Prepuls-Führungslaserstrahls korrigiert; und eine Prepuls-Korrektursteuereinheit, die die Prepuls-Korrektureinheit in einer solchen Weise steuert, dass die optische Performance, die von der Prepuls-Führungslaserstrahl-Detektoreinheit erfasst wird, in einem vorgegebenen Wert liegt.
Extremultraviolett-Lichtquelleneinrichtung, die Extremultralviolettlicht durch Bestrahlung eines Targetmaterials mit einem gepulsten Hauptlaserstrahl nach einem Prepulslaserstrahl erzeugt, umfassend: eine Prepuls-Lasereinrichtung, die einen Prepulslaserstrahl abgibt; eine Prepuls-Führungslasereinrichtung, die einen Prepuls-Führungslaserstrahl abgibt; ein optisches Prepulssystem, das das Targetmaterial mit dem Prepulslaserstrahl bestrahlt; eine Prepuls-Führungslaserstrahl-Einführungseinheit, die den Prepuls-Führungslaserstrahl in das optische Prepulssystem entlang einem Lichtweg des Prepulslaserstrahls einführt; eine Prepuls-Führungslaserstrahl-Detektoreinheit, die eine optische Performance des Prepuls-Führungslaserstrahls detektiert; eine Prepuls-Korrektureinheit, die in dem optischen Prepulssystem angeordnet ist, und die die optische Performance des Prepuls-Führungslaserstrahls korrigiert; und eine Prepuls-Korrektursteuereinheit, die die Prepuls-Korrektureinheit in einer solchen Weise steuert, dass die optische Performance, die von der Prepuls-Führungslaserstrahl-Detektoreinheit erfasst wird, in einem vorgegebenen Wert liegt.
Extremultraviolett-Lichtquelleneinrichtung nach Anspruch 17, wobei die Prepuls-Führlungslasereinrichtung den Prepuls-Führungslaserstrahl als kontinuierliches Licht oder als pseudokontinuierliches Licht abgibt, und wobei die Prepuls-Korrektursteuereinheit die Prepuls-Korrektureinheit in einer solchen Weise steuern kann, dass die optische Performance in einem vorgegebenen Wert liegt sowohl in einer Periode, wenn der Prepulslaserstrahl ausgegeben wird, als auch in einer Periode, wenn der Prepulslaserstrahl nicht ausgegeben wird.
Extremultraviolett-Lichtquelleneinrichtung nach Anspruch 17, wobei die Führungslasereinrichtung auch als Prepuls-Lasereinrichtung verwendet werden kann, die das Targetmaterial mit dem Prepulslaserstrahl vor dem gepulsten Treiberlaserstrahl bestrahlt.
Extremultraviolett-Lichtquelleneinrichtung nach Anspruch 19, wobei der Prepulslaserstrahl, der zusammen mit dem Führungslaserstrahl verwendet wird, von der Prepuls-Lasereinrichtung in einer Periode abgegeben wird, wenn der gepulste Treiberlaserstrahl nicht ausgegeben wird, und der Prepulslaserstrahl so ausgelegt ist, dass er einen Strahldurchmesser hat, der kleiner ist als der des gepulsten Treiberlaserstrahls und der eine Achse hat, die die gleiche ist wie die des gepulsten Treiberlaserstrahls.
Extremultraviolett-Lichtquelleneinrichtung nach Anspruch 19, wobei in dem Fall, in dem die optische Performance korrigiert wird, die Prepuls-Lasereinrichtung das Targetmaterial mit dem Prepulslaserstrahl mit einer ersten Ausgangsleistung bestrahlt, die vorab in einer solchen Weise ausgelegt ist, dass das Targetmaterial nicht physikalisch verändert wird, selbst wenn das Targetmaterial mit dem Prepulslaserstrahl bestrahlt wird, und dass dann, wenn das Targetmaterial durch den gepulsten Treiberlaserstrahl in ein Plasma umgesetzt wird, die Prepuls-Lasereinrichtung das Targetmaterial mit dem Prepulslaserstrahl bei einer zweiten Ausgangsleistung bestrahlt, die größer ist als die erste Ausgangsleistung, wobei die zweite Ausgangsleistung vorab in einer solchen Weise ausgelegt ist, dass das Targetmaterial durch eine von dem Prepulslaserstrahl erzeugte Wärme expandiert wird.
Extremultraviolett-Lichtquelleneinrichtung nach Anspruch 19, wobei, wenn die optische Performance korrigiert wird, die Prepuls-Lasereinrichtung den Prepulslaserstrahl zu einem Zeitpunkt abgibt, wenn das Targetmaterial nicht bestrahlt wird, und wobei, wenn das Targetmaterial durch den gepulsten Treiberlaserstrahl in ein Plasma umgesetzt wird, die Prepuls-Lasereinrichtung das Targetmaterial mit dem Prepulslaserstrahl mit einer zweiten Ausgangsleistung bestrahlt, die vorab in einer solchen Weise spezifiziert ist, dass das Targetmaterial durch Wärme von dem Prepulslaserstrahl expandiert wird.
Extremultraviolett-Lichtquelleneinrichtung nach Anspruch 19, wobei der Prepulslaserstrahl in das optische System auf einer stromab liegenden Seite in einer Bewegungsrichtung des Laserstrahls für ein Verstärkungssystem, das in dem optischen System angeordnet ist, durch die Führungslaserstrahl-Einführungseinheit in einer solchen Weise eingeführt wird, dass der Prepulslaserstrahl eine Achse hat, die die gleiche ist wie die des gepulsten Treiberlaserstrahls.
Extremultraviolett-Lichtquelleneinrichtung nach Anspruch 19, wobei eine stromab liegende Seite eines Verstärkungssystems, das in dem optischen System angeordnet ist, ein optisches Lichtfokussierungssystem ist zum Fokussieren des gepulsten Treiberlaserstrahls und des Prepulslaserstrahls in eine vorgegebene Position, wobei die Führungslaserstrahl-Einführungseinheit so konfiguriert ist, dass sie umfasst: einen ersten Strahlteiler, der an einem Einlass des optischen Lichtfokussierungssystems angeordnet ist und der bewirkt, dass der Prepulslaserstrahl durchgelassen wird, und der bewirkt, dass der gepulste Treiberlaserstrahl reflektiert wird; und einen zweiten Strahlteiler, der zwischen dem ersten Strahlteiler und der Prepuls-Lasereinrichtung angeordnet ist und der bewirkt, dass der Prepulslaserstrahl durchgelassen wird, und der bewirkt, dass ein zurückkommendes Licht von dem Prepulslaserstrahl, der von dem Targetmaterial reflektiert wird und der in das optische Lichtfokussierungssystem zurückkehrt, reflektiert wird, und wobei eine optische Lichtfokussierungs-Steuereinheit angeordnet ist, um das optische Lichtfokussierungssystem auf der Grundlage eines Signals zu steuern, das von einer Rücklauflicht-Detektoreinheit übertragen wird, die das zurückkehrende Licht erfasst.
Steuerungsverfahren zum Steuern einer optischen Performance eines Laserstrahls, der für eine Extremultraviolett-Lichtquelleneinrichtung verwendet wird, umfassend die Schritte: kontinuierliche Ausgabe eines Führungslaserstrahls, der entlang einem Lichtweg eines gepulsten Treiberlaserstrahls verläuft, der auf ein Targetmaterial abgestrahlt wird, um das Targetmaterial in ein Plasma umzusetzen, sowohl in einer Periode, wenn der gepulste Treiberlaserstrahl ausgegeben wird, als auch in einer Periode, wenn der gepulste Treiberlaserstrahl Licht ausgegeben wird, Erfassen einer optischen Performance des Führungslaserstrahls und Korrektur der erfassten optischen Performance des Führungslaserstrahls auf einen vorgegebenen Wert.
Steuerungsverfahren zum Steuern einer optischen Performance eines Laserstrahls, der für eine Extremultraviolett-Lichtquelleneinrichtung verwendet wird, die die Schritte umfasst: Ausgaben eines Prepulslaserstrahls, der auf das Targetmaterial vor dem gepulsten Treiberlaserstrahl entlang einem Lichtweg des gepulsten Treiberlaserstrahls abgestrahlt wird; Erfassung einer optischen Performance des Prepulslaserstrahls; Korrektur der erfassten optischen Performance des Prepulslaserstrahls auf einen vorgegebenen Wert; Bestrahlung des Targetmaterials mit dem Prepulslaserstrahl, um das Targetmaterial zu expandieren; und Erzeugung eines Extremultraviolettlichts durch Bestrahlung des expandierten Targetmaterials mit dem gepulsten Treiberlaserstrahl, um das Targetmaterial in Plasma umzusetzen.
Gepulste Lasereinrichtung, die einen gepulsten Laserstrahl abgibt, und eine gepulste Lasereinrichtung, die den gepulsten Laserstrahl, der von der gepulsten Lasereinrichtung ausgegeben wird, verstärkt, um den gepulsten Laserstrahl auszugeben, wobei die gepulste Lasereinrichtung umfasst: eine Führungslasereinrichtung, die einen Führungslaserstrahl ausgibt; eine Führungslaserstrahl-Einführungseinheit, die den Führungslaserstrahl in das optische System entlang einem Lichtweg des gepulsten Laserstrahls einführt; eine Führungslaserstrahl-Detektoreinheit, die eine optische Performance des Führungslaserstrahls erfasst, der in das optische System eingeführt wird; eine Korrektureinheit, die in dem optischen System angeordnet ist und die die optische Performance des Führungslaserstrahls korrigiert; und eine Korrektursteuereinheit, die die Korrektureinheit in einer solchen Weise steuert, dass die optische Performance, die von der Führungslaserstrahl-Detektoreinrichtung erfasst wird, in einem vorgegebenen Wert ist.
Gepulste Lasereinrichtung nach Anspruch 27, wobei die Führungslasereinrichtung auch als Prepuls-Lasereinrichtung verwendet werden kann, die einen Prepulslaserstrahl abstrahlt, der auf das Targetmaterial vor dem gepulsten Treiberlaserstrahl abgestrahlt wird.