JP2013541844A - Euv非出力期間中のlpp駆動レーザー出力のための方法 - Google Patents

Euv非出力期間中のlpp駆動レーザー出力のための方法 Download PDF

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Abstract

本明細書は、ターゲット材料の小滴を生成する小滴発生器と、小滴が事前選択場所に到達する場合に捕捉時間信号を供給するセンサと、センサと結合され、捕捉時間信号から遅延されたトリガ信号を発生させる遅延回路と、トリガ信号に応じてレーザーパルスを生成するレーザー源と、第1の遅延時間だけ捕捉時間から遅延されたトリガ信号を供給して、小滴上に集束される光パルスを発生させ、第2の遅延時間だけ捕捉時間から遅延されたトリガ信号を供給して、小滴上に集束されない光パルスを発生させるように遅延回路を制御するシステムと、を備えるデバイスを開示する。
【選択図】 図1

Description

(関連出願への相互参照)
本発明は、2011年6月9日出願の「EUV Light Source with Subsystem(s) for Maintaining LPP Drive Laser Output During EUV Non−Output Periods(EUV非出力期間中にLPP駆動レーザー出力を維持するためのサブシステムを有するEUV光源)」米国特許出願第13/157,233号、代理人整理番号2010−0014−02の優先権を主張し、更に2010年10月4日出願の「EUV Light Source with a Temperature Stabilized Drive Laser(温度安定化駆動レーザーを有するEUV光源)」米国仮出願第61/404,564号、代理人整理番号2010−0014−01の優先権を主張し、これらの開示内容全体は引用によって本明細書に組み込まれている。
本発明は、2010年6月24日出願の「MASTER OSCILLATOR−POWER AMPLIFIER DRIVE LASER WITH PRE−PULSE FOR EUV LIGHT SOURCE(EUV光源のための予備パルスを用いる主発振器−電力増幅器駆動レーザー)」米国特許出願第61/398,452号、代理人整理番号2009−0038−01、2007年12月20日に出願され、現在では2011年3月29日に特許付与された米国特許第7,916,388号である「DRIVE LASER FOR EUV LIGHT SOURCE(EUV光源のための駆動レーザー)」米国特許出願第12/004,905号、代理人整理番号2006−0065−01、2007年4月10日に出願され、現在では2010年3月2日に特許付与された米国特許第7,671,349号である「LASER PRODUCED PLASMA EUV LIGHT SOURCE(レーザー生成プラズマEUV光源)」米国特許出願第11/786,145号、代理人整理番号2007−0010−02、2007年7月13日に出願され、2011年3月1日に特許付与された米国特許第7,897,947号である「LASER PRODUCED PLASMA EUV LIGHT SOURCE HAVING A DROPLET STREAM PRODUCED USING A MODULATED DISTURBANCE WAVE(変調擾乱波を用いて生成された小滴流を有するレーザー生成プラズマEUV光源)」米国特許出願第11/827,803号、代理人整理番号2007−0030−01、2006年2月21日に出願され、2006年11月16日に米国第2006/0255298−A1号として公開された「LASER PRODUCED PLASMA EUV LIGHT SOURCE WITH PRE−PULSE(予備パルスを用いたレーザー生成プラズマEUV光源)」米国特許出願第11/358,988号、代理人整理番号2005−0085−01、2005年2月25日に出願され、現在では2008年7月29日に特許付与された米国特許第7,405,416号である「METHOD AND APPARATUS FOR EUV PLASMA SOURCE TARGET DELIVERY(EUVプラズマ源ターゲット送達のための方法及び装置)」米国特許出願第11/067,124号、代理人整理番号2004−0008−01、2005年6月29日に出願され、現在では2008年5月13日に特許付与された米国特許第7,372,056号である「LPP EUV PLASMA SOURCE MATERIAL TARGET DELIVERY SYSTEM(LPP EUVプラズマ源材料ターゲット送達システム)」米国特許出願第11/174,443号、代理人整理番号2005−0003−01、2006年2月21日に出願され、現在では2008年5月27日に特許付与された米国第7,378,673号である「SOURCE MATERIAL DISPENSER FOR EUV LIGHT SOURCE(EUV光源のためのプラズマ源材料滴出器)」米国特許出願第11/358,983号、代理人整理番号2005−0102−01、2006年2月21日に出願され、現在では2009年10月6日に特許付与された米国第7,598,509号である「LASER PRODUCED PLASMA EUV LIGHT SOURCE(レーザー生成プラズマEUV光源)」米国特許出願第11/358,992号、代理人整理番号2005−0081−01、2005年6月29日に出願され、現在では2008年10月21日に特許付与された米国特許第7,439,530号である「LPP EUV LIGHT SOURCE DRIVE LASER SYSTEM(LPP EUV光源駆動レーザーシステム)」米国特許出願第11/174,299号、代理人整理番号2005−0044−01、2006年4月17日に出願され、現在では2008年12月16日に特許付与された米国特許第7,465,946号である「ALTERNATIVE FUELS FOR EUV LIGHT SOURCE(EUV光源のための代替燃料)」米国特許出願第11/406,216号、代理人整理番号2006−0003−01、2006年10月13日に出願され、現在では2009年2月17日に特許付与された米国特許第7,491,954号である「DRIVE LASER DELIVERY SYSTEMS FOR EUV LIGHT SOURCE(EUV光源のための駆動レーザー送達システム)」米国特許出願第11/580,414号、代理人整理番号2006−0025−01、2006年12月22日に出願され、2008年6月26日に米国第2008/0149862−A1号として公開された「LASER PRODUCED PLASMA EUV LIGHT SOURCE(レーザー生成プラズマEUV光源)」米国特許出願第11/644,153号、代理人整理番号2006−0006−01、2006年8月16日に出願され、現在では米国特許第7,843,632号である「EUV OPTICS(EUV光学系)」米国特許出願第11/505,177号、代理人整理番号2006−0027−01、2006年6月14日に出願され、現在では2009年4月14日に特許付与された米国特許第7,518,787号である「DRIVE LASER FOR EUV LIGHT SOURCE(EUV光源のための駆動レーザー)」米国特許出願第11/452,558号、代理人整理番号2006−0001−01、2005年8月9日にWebb他に特許付与された「LONG DELAY AND HIGH TIS PULSE STRETCHER(長遅延及び高TISパルスストレッチャー)」米国特許第6,928,093号、2006年3月31日に出願され、現在では2008年8月1日に特許付与された米国特許第7,415,056号である「CONFOCAL PULSE STRETCHER(共焦点パルスストレッチャー)」米国出願第11/394,512号、代理人整理番号2004−0144−01、2005年5月26日に出願され、2005年11月24日に米国第2005/0259709−A1号として公開された「SYSTEMS AND METHODS FOR IMPLEMENTING AN INTERACTION BETWEEN A LASER SHAPED AS A LINE BEAM AND A FILM DEPOSITED ON A SUBSTRATE(線ビームとして成形されたレーザーと基板上に堆積された膜との間の相互作用を実施するためのシステム及び方法)」米国出願第11/138,001号、代理人整理番号2004−0128−01、2002年5月7日に出願され、現在では2004年2月17日に特許付与された米国特許第6,693,939号である「LASER LITHOGRAPHY LIGHT SOURCE WITH BEAM DELIVERY(ビーム送達を伴うレーザーリソグラフィ光源)」米国出願第10/141,216号、2003年9月23日にKnowles他に特許付与された「VERY NARROW BAND, TWO CHAMBER, HIGH REP RATE GAS DISCHARGE LASER SYSTEM(超狭帯域2チャンバ高繰り返し率ガス放電レーザーシステム)」米国特許第6,625,191号、2001年11月30日に出願され、現在では2003年9月23日に特許付与された米国特許第6,625,191号である米国出願第10/012,002号、代理人整理番号2001−0090−01、2003年4月15日にNess他に特許付与された「INJECTION SEEDED LASER WITH PRECISE TIMING CONTROL(正確なタイミング制御を用いた注入シードレーザー)」米国特許第6,549,551号、2003年5月20日にMyers他に特許付与された「VERY NARROW BAND, TWO CHAMBER, HIGH REP RATE GAS DISCHARGE LASER SYSTEM(超狭帯域2チャンバ高繰り返し率ガス放電レーザーシステム)」米国特許第6,567,450号、米国出願第09/943,343号、代理人整理番号2001−0084−01、及び2006年8月25日に出願され、現在では2009年1月13日に特許付与された米国特許第7,476,886号である「SOURCE MATERIAL COLLECTION UNIT FOR A LASER PRODUCED PLASMA EUV LIGHT SOURCE(レーザー生成プラズマEUV光源のためのプラズマ源材料収集ユニット)」米国特許出願第11/509,925号、代理人整理番号2005−0086−01に関連し、これらの開示内容全体は、引用によって本明細書に組み込まれている。
(技術分野)
本出願は、プラズマ源材料から生成され、EUV光源チャンバの外部での利用のため、例えば半導体集積回路製造フォトリソグラフィのために、中間的な場所に集光されて導かれる、例えば約100nm及びそれ以下の波長のEUV光を供給する極紫外(「EUV」)光源に関する。
フォトリソグラフィプロセスでは、基板、例えばシリコンウェハ内に極めて小さい特徴部を生成するために、極紫外(「EUV」)光、例えば、約13nmの波長の光を含む約5〜100nm又はそれ以下の波長を有する電磁放射線(場合によっては軟X線とも呼ばれる)を用いることができる。
EUV光を生成する方法は、材料を、EUV範囲内に輝線を有する元素、例えば、キセノン、リチウム、又は錫を有するプラズマ状態へと変換する段階を含むが、必ずしもそれに限定されない。多くの場合レーザー生成プラズマ(「LPP」)と呼ばれる1つのかかる方法では、例えば、材料の小滴、流れ、又は集塊の形態にあるターゲット材料をレーザービームで照射することによって所要のプラズマを生成することができる。
これまで、小滴流内の小滴が、レーザーパルスによって照射され、照射場所で各小滴からプラズマが形成されるLPPシステムが開示されている。また、各小滴が、1つよりも多くの光パルスによって順次照明されるシステムが開示されてきた。幾つかの事例では、各小滴を、加熱する、膨張させる、気化させる、蒸発させる、電離させる、及び/又は弱いプラズマを発生させるために、いわゆる「予備パルス」に露光し、予備パルスによって影響を受けた材料のうちの大部分又は全てをプラズマへと変換し、それによってEUV光放出を生じさせるために、いわゆる「主パルス」に露光する場合がある。
上記に示したように、EUV光を生成する1つの技法は、ターゲット材料を照射する段階を含む。この点に関して、例えば、赤外線波長、例えば約9.2μmから10.6μmの範囲内の波長の光を出力するCO2レーザーは、LPPプロセスにおいてターゲット材料を照射する駆動レーザーとしてある特定の利点を与えることができる。このことは、ある特定のターゲット材料、例えば錫を含む材料に特に当てはまる。例えば、1つの利点は、駆動レーザー入力パワーと出力EUVパワーとの間に比較的高い変換効率を生じる能力を含むことができる。
幾つかの事例では、LPPプロセスにおいて用いられる比較的高いパワーの主パルスを生成するために、発振器−増幅器構成を用いることが望ましい場合がある。一般的に、LPP光源では、EUV出力パワーは駆動レーザーパワーと共に増減し、その結果、比較的大きい増幅器が用いられる場合がある。例えば幾つかの構成では、パルス発振器出力によってシードされる1×105程度又はそれ以上のワンパスの小さい信号利得を有する多チャンバ増幅器が用いられる場合がある。
16〜20メートル又はそれ以上の折り返し長さを有する利得媒質に光を通過させるために数十個のミラーを含むことができる増幅器に加えて、増幅器と照射箇所との間のビームを拡大する、操向する、及び/又は集束させるために、レンズ、ミラー等の他の光学体が用いることができる。これらの光学体の全ては、パルスビームへの露光中に加熱され、この熱は、各光学体を拡大及び/又は歪曲させる可能性がある。一方で非露光期間中には、光学体は冷めて、高温時とは異なる挙動を示す可能性がある。温度変化は、時間尺度及び/又は規模の理由から補正するのが困難な熱過渡を引き起こす場合があり、未補正の熱過渡は、ビーム品質及びフォーカス性能に悪影響を及ぼす場合がある。光学体の最高温度を低下させるために冷却システムを用いることができるが、冷却システムは、光学体がパルスビームに所定の時間間隔の間に露光され、非露光期間が続き、更に露光が続く、照射サイクルに関連する、熱過渡を常に低減するわけではない。
動作中に、EUV光源の出力は、ステッパ又はスキャナ等のリソグラフィ露光ツールが使用することができる。これらの露光ツールは、最初に、光源からのビームを均質化し、続いて、例えば反射マスクを用いてビーム断面のパターンをビームに与えることができる。パターン化されたビームは、続いてレジスト被覆ウェハの一部の上に投影される。レジスト被覆ウェハの最初の部分(多くの場合、露光視野と呼ばれる)が照明されると、2番目の露光視野を照射するためにウェハ、マスク、又はその両方を移動することができ、レジスト被覆ウェハの照射が完了するまで以下同様に続く。このプロセスの間に、一般的にスキャナは、各露光視野に対して光源からの所謂パルスバーストを必要とする。例えば、一般的なバーストは、約0.5秒の期間だけ続き、約40kHzのパルス繰り返し率で約20,0000個の光パルスを含むことができる。このプロセスでは、連続するバーストを、割り込み時間によって時間的に分割することができる。ほんの一瞬だけ続くことができる幾つかの割り込み時間の間に、露光ツールは、次の露光視野を照射する準備を整え、光源からの光を必要としない。露光ツールがウェハを交換する、又は計測、1つ又はそれ以上の保守機能、又は光源からの光を必要としない何らかの他のプロセスを実行する場合には、より長い割り込み時間が生じる場合がある。
前記のことを考慮して、本出願人は、EUV非出力期間中にLPP駆動レーザー出力を維持するためのサブシステムを有するEUV光源を開示する。
米国特許出願第13/157,233号公報 米国仮出願第61/404,564号公報 米国特許出願第61/398,452号公報 米国特許第7,916,388号公報 米国特許出願第12/004,905号公報 米国特許第7,671,349号公報 米国特許出願第11/786,145号公報 米国特許第7,897,947号公報 米国特許出願第11/827,803号公報 米国特許出願第2006/0255298−A1号公報 米国特許出願第11/358,988号公報 米国特許第7,405,416号公報 米国特許出願第11/067,124号公報 米国特許第7,372,056号公報 米国特許出願第11/174,443号公報 米国特許第7,378,673号公報 米国特許出願第11/358,983号公報 米国特許第7,598,509号公報 米国特許出願第11/358,992号公報 米国特許第7,439,530号公報 米国特許出願第11/174,299号公報 米国特許第7,465,946号公報 米国特許出願第11/406,216号公報 米国特許第7,491,954号公報 米国特許出願第11/580,414号公報 米国特許出願第2008/0149862−A1号公報 米国特許出願第11/644,153号公報 米国特許第7,843,632号公報 米国特許出願第11/505,177号公報 米国特許第7,518,787号公報 米国特許出願第11/452,558号公報 米国特許第6,928,093号公報 米国特許第7,415,056号公報 米国出願第11/394,512号公報 米国特許出願第2005/0259709−A1号公報 米国出願第11/138,001号公報 米国特許第6,693,939号公報 米国出願第10/141,216号公報 米国特許第6,625,191号公報 米国出願第10/012,002号公報 米国特許第6,549,551号公報 米国特許第6,567,450号公報 米国出願第09/943,343号公報 米国特許第7,476,886号公報 米国特許出願第11/509,925号公報 米国特許出願第2010/0294953−A1号公報 米国特許出願第12/721,317号公報 米国特許第7,872,245号公報 米国出願第12/214,736号公報 米国特許第7,087,914号公報 米国特許出願第10/803,526号公報 米国特許第7,164,144号公報 米国出願第10/900,839号公報 米国特許出願第12/638,092号公報 米国特許出願第12/980,939号公報
本明細書に開示する第1の態様において、デバイスは、ターゲット材料の小滴を生成する小滴発生器と、小滴が事前選択場所に到達する場合に捕捉時間信号を供給するセンサと、センサと結合され、捕捉時間信号から遅延されたトリガ信号を発生させる遅延回路と、トリガ信号に応じてレーザーパルスを生成するレーザー源と、捕捉時間から第1の遅延時間だけ遅延されたトリガ信号を供給して、小滴上に集束される光パルスを発生させ、捕捉時間から第2の遅延時間だけ遅延されたトリガ信号を供給して、小滴上に集束されない光パルスを発生させるように遅延回路を制御するシステムと、を備えることができる。
本態様の1つの実施形態では、第1の遅延時間は、第2の遅延時間よりも長い。
本態様の別の実施形態では、第1の遅延時間は、第2の遅延時間よりも短い。
本態様の1つの実施例では、センサは、レーザー源及び検出器を備える。
本態様の特定の実施例では、遅延回路は、デジタルシフトレジスタを備える。
本明細書に更に開示する別の態様において、割り込み期間によって分離された少なくとも2つのバースト期間内にEUVパルスを生成するための方法は、各バースト期間中及び割り込み期間中にターゲット材料小滴を発生させる段階と、各バースト期間中及び割り込み期間中にレーザーパルスを発生させる段階と、EUV出力を生成するために、バースト期間中にレーザーパルスをそれぞれの小滴上に集束させる段階と、割り込み期間中にレーザー集束スポットと小滴との間に距離を発生させる段階とを含むことができる。
本態様の特定の実施例では、発生段階は、バースト期間の間に割り込み期間とは異なる、小滴位置に対するレーザートリガタイミングを与えることによって達成される。
本態様の1つの実施例では、小滴は、バースト期間中に照射箇所に向かって第1の経路に沿って移動し、発生段階は、割り込み期間中に照射箇所と交差しない第2の経路に小滴を経路変更することによって達成される。
本態様の特定の実施例では、レーザーパルスは、バースト期間中に照射箇所にある集束スポットに集束され、発生段階は、割り込み期間中に集束スポットを、照射箇所から離間した場所に移動させることによって達成される。
本明細書に更に開示する別の態様において、割り込み期間によって分離された少なくとも2つのバースト期間内にEUVパルスを生成する極紫外(EUV)光源は、各バースト期間中及び割り込み期間中にターゲット材料の小滴を生成する小滴発生器と、各バースト期間中及び割り込み期間中にレーザーパルスを生成するレーザー源と、レーザーパルスがターゲット材料と、EUV出力を生成するように相互作用するバースト期間構成から、光パルスがターゲット材料と、EUV出力を生成するように相互作用しない割り込み期間へとEUV光源を再構成するように動作可能なシステムとを備える。
本態様の1つの実施形態では、システムは、バースト期間の間に割り込み期間とは異なる、小滴位置に対するレーザートリガタイミングを与える。
本態様の特定の実施形態では、トリガタイミングは、割り込み期間内にバースト期間に対して遅延される。
本態様の特定の実施例では、トリガタイミングは、割り込み期間にバースト期間に対して進められる。
本態様の1つの実施例では、小滴は、バースト期間中に照射箇所に向かって第1の経路に沿って移動し、システムは、割り込み期間中に照射箇所と交差しない第2の経路へと小滴を経路変更する。
本態様の1つの実施形態では、システムは、割り込み期間中に小滴を帯電させ、電場、磁場、又はこれらの組み合わせからなる場のグループから選択された場を用いて、小滴を第1の経路から偏向する。
本態様の特定の実施形態では、小滴発生器はノズルを含み、システムは、ノズルを移動させるアクチュエータを備える。
本態様の1つの実施例では、システムは、小滴を経路変更するためのガス流を備える。
本態様の特定の実施例では、レーザーパルスは、バースト期間中に照射箇所にある集束スポットに集束され、システムは、割り込み期間中に集束スポットを、照射箇所から離間した場所に移動させる。
本態様の1つの構成では、レーザーパルスは、少なくとも1つの集束光学体を用いて集束され、システムは、少なくとも1つの集束光学体を移動させて集束スポットの場所を変更する。
本態様の特定の構成では、レーザーパルスは、少なくとも1つの操向光学体を用いて操向され、システムは、少なくとも1つの操向光学体を移動させて集束スポットの場所を変更する。
本態様の1つの実施形態では、システムは、バースト期間の間に割り込み期間とは異なる、小滴位置に対するレーザートリガタイミングを与え、レーザーパルスは、バースト期間中に照射箇所にある集束スポットに集束され、割り込み期間中に集束スポットを、照射箇所から離間した場所に移動させる。
レーザー生成プラズマEUV光源の実施例の簡略化した概略図である。 小滴補足時間信号を受け取る時にレーザートリガを発生させるための制御回路の実施例を示す。 シードレーザー及び増幅器を有するレーザー源の実施形態の簡略化した概略図である。 シードレーザー及び多チャンバ増幅器を有するレーザー源の別の実施形態の簡略化した概略図である。 予備パルスシードレーザー、主パルスシードレーザー、及び共通の増幅器を有するレーザー源の別の実施形態の簡略化した概略図である。 フォトリソグラフィにおいて用いられる光源の一般的な光出力シーケンスを示す。 集束光学体から発生する集束スポットが、レーザーパルスが小滴流中の小滴上に集束されてEUV放出プラズマが生成される第1の集束スポット位置(実線)から、集束スポットが小滴流中の小滴から離隔される第2の集束スポット位置(破線)へと移動される構成を示す。 集束光学体から発生する集束スポットが、レーザーパルスが小滴流中の小滴上に集束されてEUV放出プラズマが生成される第1の集束スポット位置(実線)から、集束スポットが小滴流中の小滴から離隔される第2の集束スポット位置(破線)へと操向される構成を示す。 小滴発生器の放出点を移動させることによって、小滴流が、EUVを発生させるための照射箇所と交差する第1の小滴流経路から、照射箇所と交差しない第2の小滴流経路へと経路変更される構成を示す。 小滴を帯電させ、帯電小滴を偏向することによって、小滴流が、EUVを発生させるための照射箇所と交差する第1の小滴流経路から、照射箇所と交差しない第2の小滴流経路へと経路変更される構成を示す。 小滴流が、EUVを発生させるための照射箇所と交差する第1の小滴流経路から、照射箇所と交差しない第2の小滴流経路へとガス流によって経路変更される構成を示す。 小滴流が、パルスのバースト中にEUVを発生させるための照射箇所に移動することが許容され、割り込み時間中に照射箇所に移動することが阻止される構成を示す。
最初に図1を参照すると、EUV光源の実施形態、例えばレーザー生成プラズマEUV光源20の簡略化した概略図が示されている。図1に示すように、LPP光源20は、光を発生させ、この光をチャンバ26に送達するためのシステム22を含むことができる。光源20では、光は、システム22からチャンバ26内へ1つ又はそれ以上のビーム経路に沿って進むことができ、照射領域28においてそれぞれのターゲット小滴を照らす。図1に示すシステム22での使用に適するものとすることができるレーザー構成の例を以下に詳細に説明する。
図1に更に示すように、EUV光源20は、例えば、ターゲット材料の小滴をチャンバ26の内部の照射領域28へと送達するターゲット材料送達システム24を含むこともでき、この照射領域28において、小滴は、1つ又はそれ以上の光パルス、例えば、ゼロ、1つ、又はそれ以上の予備パルス、及びその後の1つ又はそれ以上の主パルスと相互作用して、最終的にプラズマを生成してEUV放出を発生させることになる。様々な小滴滴出器構成及び関連する利点に関する更なる詳細は、2010年3月10日に出願され、2010年11月25日に米国第2010/0294953−A1号として公開された「LASER PRODUCED PLASMA EUV LIGHT SOURCE(レーザー生成プラズマEUV光源)」米国特許出願第12/721,317号、代理人整理番号2008−0055−01、2008年6月19日に出願され、現在では2011年1月18日に特許付与された米国特許第7,872,245号である「SYSTEMS AND METHODS FOR TARGET MATERIAL DELIVERY IN A LASER PRODUCED PLASMA EUV LIGHT SOURCE(レーザー生成プラズマEUV光源におけるターゲット材料送達のためのシステム及び方法)」米国出願第12/214,736号、代理人整理番号2006−0067−02、2007年7月13日に出願され、現在では2011年3月1日に特許付与された米国特許第7,897,947号である「LASER PRODUCED PLASMA EUV LIGHT SOURCE HAVING A DROPLET STREAM PRODUCED USING A MODULATED DISTURBANCE WAVE(変調擾乱波を用いて生成された小滴流を有するレーザー生成プラズマEUV光源)」米国特許出願第11/827,803号、代理人整理番号2007−0030−01、2006年2月21日に出願され、2006年11月16日に米国第2006/0255298A−1号として公開された「LASER PRODUCED PLASMA EUV LIGHT SOURCE WITH PRE−PULSE(予備パルスを用いたレーザー生成プラズマEUV光源)」米国特許出願第11/358,988号、2005年2月25日に出願され、現在では2008年7月29日に特許付与された米国特許第7,405,416号である「METHOD AND APPARATUS FOR EUV PLASMA SOURCE TARGET DELIVERY(EUVプラズマ源ターゲット送達のための方法及び装置)」米国特許出願第11/067,124号、及び2005年6月29日に出願され、現在では2008年5月13日に特許付与された米国特許第7,372,056号である「LPP EUV PLASMA SOURCE MATERIAL TARGET DELIVERY SYSTEM(LPP EUVプラズマ源材料ターゲット送達システム)」米国特許出願第11/174,443号、代理人整理番号2005−0003−01に見出すことができ、これらの各々の開示内容は、引用によって本明細書に組み込まれている。
ターゲット材料は、錫、リチウム、キセノン、又はこれらの組み合わせを含むことができるが、必ずしもこれらに限定されない。EUV放出元素、例えば、錫、リチウム、キセノン等は、液体小滴及び/又は液体小滴内に含まれる固体粒子の形態にあるものとすることができる。例えば、錫元素は、純錫として、錫化合物、例えば、SnBr4、SnBr2、SnH4として、錫合金、例えば、錫−ガリウム合金、錫−インジウム合金、錫−インジウム−ガリウム合金として、又はこれらの組み合わせとして用いることができる。用いられる材料に依存して、ターゲット材料は、照射領域28に室温又はほぼ室温(例えば、錫合金、SnBr4)、高温(例えば純錫)、又は室温よりも低い温度(例えばSnH4)を含む様々な温度で与えることができ、幾つかの場合には、比較的高い揮発性のもの、例えばSnBr4とすることができる。LPP EUV光源におけるこれらの材料の使用に関する更なる詳細は、2006年4月17日に出願され、現在では2008年12月16日に特許付与された米国特許第7,465,946号である「ALTERNATIVE FUELS FOR EUV LIGHT SOURCE(EUV光源のための代替燃料)」米国特許出願第11/406,216号、代理人整理番号2006−0003−01に提示されており、この開示内容は、引用によって本明細書に組み込まれている。
引き続き図1を参照すると、EUV光源20は、例えば、モリブデンとシリコンとの交番層を有し、幾つかの場合には1つ又はそれ以上の高温度拡散バリア層、平滑化層、キャッピング層、及び/又はエッチング停止層を有する傾斜多層被覆を有する長球面(すなわち、楕円がその主軸の回りに回転されたもの)の形態にある反射面を有する近法線入射コレクターミラー等の光学体30を含むこともできる。図1は、光学体30に、システム22によって発生する光パルスが通過して照射領域28に達することを可能にする開口部を形成できることを示す。図示のように、光学体30は、例えば、照射領域28内又はその近くに第1の焦点を有し、EUV光を、EUV光源20から出力して、EUV光を利用するデバイス、例えば集積回路リソグラフィツール(図示せず)に入力することができる、いわゆる中間領域40に第2の焦点を有する長球面ミラーとすることができる。EUV光を利用するデバイスへの後続の送達のために光を中間の場所へと集光して導くために、長球面ミラーの代わりにその他の光学体を用いることができることは明らかであり、例えば、光学体は、放物線がその主軸の回りに回転されたものとすることができ、又は円環形断面を有するビームを中間の場所に送達するように構成することができ、例えば、引用によって本明細書に組み込まれている、2006年8月16日に出願され、現在では2010年11月30日に特許付与された米国特許第7,843,632号である「EUV OPTICS(EUV光学系)」米国特許出願第11/505,177号、代理人整理番号2006−0027−01を参照されたい。
また、図1は、光源20が、レーザー源システム22と照射箇所28との間でビームを拡大する、操向する、及び/又は集束させる段階等のビーム調節段階のための1つ又はそれ以上の光学体を含み得ることを示している。より詳細には、図1から分かるように、システム22から出力されるビームをビームの伝播方向を横切る片方側又は両方側に拡大するために、例えば軸外放物面ミラーとすることができる2つのミラー42、44からなるビーム拡大器を用いることができる。ビームを拡大するために、レンズ、プリズム等を含む他の光学構成を用いることができること、又はビームを拡大及び操向するために、共通の単一又は複数の光学体を用いることができることを理解されたい。これらの光学体は、例えば、ミラーの場合には裏側の水路を用いて、及び/又は表面ガス流を用いて冷却することができる。
引き続き図1を参照すると、1つ又はそれ以上のミラー、プリズム、レンズ等を含むことができる操向システムを設けて、集束スポットをx方向及び/又はy方向に操向するように構成できる。これらの光学体は、ミラーの場合には裏側の水路を用いて及び/又は表面ガス流を用いて冷却することができる。図示する構成では、操向システムは、ミラー46を2次元で独立に移動できるチップ−チルトアクチュエータ48に取り付けられた第1の平面ミラー46と、ミラー50を2次元で独立に移動できるチップ−チルトアクチュエータ52に取り付けられた第2の平面ミラー50とを含む。しかしながら、他のシステムを用いることができ、例えば、操向を行うためのチップ−チルトアクチュエータを有する単一のミラーを用いることができ、又は1つのミラーがチルト調節を行い、第2のミラーがチップ調節だけを行うことができる。
また、図1は、ビームを照射箇所28に集束させ、z軸に沿って集束スポットの位置を調節するために、集束組立体54を設けることができることを示している。図示の集束組立体54では、集束スポットをz軸に沿って移動させるために矢印56の方向に移動するアクチュエータに結合される集束レンズを用いることができる。単一のレンズが示されているが、1つ又はそれ以上のレンズ、ミラー等を有する他の集束構成を用いることができることを理解されたい。
本明細書で用いる「光学体」という用語及びその派生語は、入射光を反射及び/又は透過する、及び/又はそれに対して動作する1つ又はそれ以上の構成要素を含むが、必ずしもこれらに限定されず、1つ又はそれ以上のレンズ、窓、フィルタ、楔、プリズム、グリズム、グレーディング、透過ファイバ、エタロン、拡散器、ホモジナイザ、検出器及びその他の機器構成要素、開口部、アキシコン、及び多層ミラー、近法線入射ミラー、かすめ入射ミラー、鏡面反射体、拡散反射体を含むミラー、並びにこれらの組み合わせを含むが、これらに限定されない。更に、別途明示しない限り、本明細書で用いる「光学体」という用語又はその派生語のどちらも、単独で動作する構成要素、又はEUV出力光波長、照射レーザー波長、計測に適する波長、又は何らかの他の波長等の1つ又はそれ以上の特定の波長範囲内の利点に限定されることを意味しない。
ビーム調節に関する更なる詳細は、2004年3月17日に出願され、現在では2006年8月8日に特許付与された米国特許第7,087,914号である「HIGH REPETITION RATE LASER PRODUCED PLASMA EUV LIGHT SOURCE(高繰り返し率レーザー生成プラズマEUV光源)」米国特許出願第10/803,526号、2004年7月27日に出願され、現在では2007年1月16日に特許付与された米国特許第7,164,144号である「EUV LIGHT SOURCE(EUV光源)」米国出願第10/900,839号、代理人整理番号2004−0044−01、及び2009年12月15日出願の「BEAM TRANSPORT SYSTEM FOR EXTREME ULTRAVIOLET LIGHT SOURCE(極紫外光源のためのビーム転送システム)」米国特許出願第12/638,092号、代理人整理番号2009−0029−01に提示されており、これらの開示内容は、引用によって本明細書に組み込まれている。
引き続き図1を参照すると、小滴58が照射箇所28の上流の事前選択場所60に到達した場合に捕捉時間信号を供給するためのセンサを用いることができることが分かる。例えば、事前選択場所は、照射箇所から数ミリメートルとすることができ、プラズマが照射箇所に存在しない場合に事前選択場所において小滴捕捉が発生するように位置決めすることができる。光源20では、図示のように、センサは、事前選択場所60を通してビーム64を導くレーザー源等の光源62を含むことができる。例えば、レーザーは、半導体レーザーとすることができる。フォト検出器アレイ、アバランシェフォトダイオード、又は光電子増倍管等の検出器66は、ビーム64を監視して、小滴58が事前選択場所60を通過した場合にアナログ信号出力を通信チャネル68上に、例えば、有線リンク、無線リンク等の上に発生させるように向きを定めることができる。次に、アナログ信号は、制御回路70で処理することができ、制御回路70は、レーザー源22の発射を開始するレーザートリガ信号を発生させる。更に図示されるように、制御回路70は、通信チャネル72を介してトリガ信号を出力することができる。制御回路70を露光ツール制御システム76に通信可能に接続するために、通信チャネル74を設けることができる。以下に詳細に説明するように、遅延回路は、このリンクを用いて露光ツールからのバースト開始コマンド及びバースト停止コマンドを処理することができる。
図2は、適切な制御回路70の実施例を詳細に示す。図示のように、検出器66(図1参照)からの通信チャネル68上のアナログ出力は、通信チャネル82上にデジタル出力を生成するアナログ−デジタルコンバータ80に入力することができる。次に、通信チャネル82上のデジタル出力は、例えばデジタルシフトレジスタを含むことができる遅延回路部分84に入力することができる。遅延回路部分84は、捕捉場所60(図1参照)から照射箇所28までの小滴の飛行時間に関連する時間だけ入力信号から遅延された信号を通信チャネル86上に出力することができる。図示のように、次に、通信チャネル86上の出力は、例えばデジタルマイクロプロセッサを含むことができる論理回路88に入力することができる。
引き続き図2を参照すると、論理回路88は、露光ツール制御システム76からの入力を受信するための通信チャネル74を含むこともできることが分かる。特に、この入力は、露光ツールからのバースト開始コマンド及びバースト停止コマンドを含むことができる。これらの入力を用いて、論理回路88は、後続の命令シーケンスを実行することができる。露光ツールからバースト開始コマンドを受信すると、論理回路88は、通信チャネル86を通信チャネル72に出力し、バースト停止コマンドを受信するまで捕捉小滴及び後続の小滴を照射するようにレーザー源22(図1参照)をトリガする。
露光ツールからバースト停止コマンドを受信すると、論理回路88は、論理回路がバースト開始コマンドを受信する、通信チャネル86からの入力を通信チャネル92に送る。次に、通信チャネル92上の信号は、例えばデジタルシフトレジスタを含むことができる遅延回路部分94によって受信される。次に、遅延回路部分94は、レーザービームが照射箇所に遅れて到達して小滴に当たり損なうのに十分な時間だけ通信チャネル92の入力信号から遅延された信号を、通信チャネル72上に出力することができる。例えば、40kHzのレーザーパルス繰り返し率を想定すると、各小滴の間の時間間隔は約25μsであり、遅延回路部分94に適する遅延は、小滴の時間間隔の約半分、すなわち約12.5μsとすることができる。
前述の構成を用いて、レーザー源22は、バースト停止コマンドとバースト開始コマンドとの間の割り込み時間tの間に光パルスを出力し続ける。これらの出力パルスは、1つ又はそれ以上の光学体を照射するが、小滴からプラズマを生成することはない。従って光学体の温度を維持することができ、コレクターミラー30(図1に示す)等の隣接する光学体を汚染又は損傷する可能性がある、プラズマによって発生するデブリ及びイオンを生成することなく、熱過渡が低減される。更にこの構成では、小滴発生器は、割り込み時間間隔の間に間断なく小滴を生成し続けることができ、小滴発生器を停止して再開させる段階に関連する複雑性が低下する。
前述のように、通信チャネル72上のトリガ信号出力を用いて、図1に示すレーザー源22の発射を開始することができる。図3は、レーザー源22の実施例を詳細に示す。図3に示すように、レーザー源22は、増幅器104を通るビーム経路102上に導かれる出力を生成するシードレーザー100を含むことができる。
1つの構成では、シードレーザー100は、無線周波数(RF)放電によってポンピングされる準大気圧、例えば0.05〜0.2atmのCO2を含む気密ガスを有するCO2レーザーとすることができる。この構成を用いると、シードレーザーは、波長10.5910352μmを有する10P(20)線等の主線のうちの1つに自己同調することができる。通信チャネル72上のトリガ信号を受信すると、利得媒質のポンピングを開始することができ、パルスレーザー出力が生じる。もしくは、シードレーザー光学空洞の品質Qを制御するために、音響−光学変調(AOM)スイッチを設けることができる。この場合、利得媒質は、例えば連続RFポンピングによって、シードレーザーがトリガ信号を受信する前にポンピング状態にすることができ、通信線72上のトリガ信号は、Qスイッチを作動させるために用いることができる。もくしは、トリガ信号は、利得媒質ポンピングを開始することができ、Qスイッチは、所定の遅延の後に作動される。この構成では、増幅器チャンバ104の利得媒質は、シードレーザー100によってトリガ信号を受信した場合にポンピング状態とすることができる(連続ポンピング又はパルスポンピングのいずれかを利用して)。
図3に示すレーザー源22では、前述のCO2を含む利得媒質を有するシードレーザーと一緒に使用するのに適する増幅器104は、DC励起又はRF励起によってポンピングされるCO2ガスを含む利得媒質を含むことができる。1つの特定の実施例では、増幅器は、軸流RFポンピング(連続した又はパルス変調を含む)CO2増幅ユニットを含むことができる。ファイバ形態、ロッド形態、平板形態、又は円盤形態の活性媒質を有する他の種類の増幅ユニットを用いることができる。幾つかの場合には、固体活性媒質を用いることができる。
図4は、図1に示す光源20で用いる光源22’の別の実施例を示す。図4に示すように、光源22’は、ビーム経路102’上に導かれ、増幅器104’を通る出力を生成するシードレーザー100を含むことができる。更に図示するように、増幅器104’は、各々が独自のチャンバ、活性媒質、及び励起源、例えばポンピング電極を有する2つ(又はそれ以上)の増幅ユニット106、108を有することができる。例えば、シードレーザー100が前述のCO2を含む利得媒質を含む場合、増幅ユニット106、108にとして使用するのに適するレーザーは、DC励起又はRF励起によってポンピングされるCO2ガスを含む活性媒質を含むことができる。1つの特定の実施例では、増幅器は、約10〜25メートルの総利得長を有し、比較的高いパワー、例えば10kW又はそれ以上で協働して作動する4つ又は5つ等の複数の軸流RFポンピング(連続又はパルス)CO2増幅ユニットを含むことができる。ファイバ形態、ロッド形態、平板形態、又は円盤形態の活性媒質を有する他の種類の増幅ユニットを用いることができる。幾つかの場合には、固体活性媒質を用いることができる。
図4に示す実施形態では、通信チャネル72からのトリガ信号は、利得媒質のポンピングを開始することができ、パルスレーザー出力が生じる。もしくは、シードレーザー光学空洞の品質Qを制御するために、音響−光学変調(AOM)スイッチを設けることができる。この場合、利得媒質は、例えば連続的なRFポンピングによって、シードレーザーがトリガ信号を受信する前にポンピング状態にすることができ、通信線72上のトリガ信号は、Qスイッチを作動させるために用いることができる。もしくは、トリガ信号は、利得媒質ポンピングを開始することができ、Qスイッチは、所定の遅延の後に作動される。この構成では、増幅器チャンバ106、108の利得媒質は、シードレーザー100によってトリガ信号を受信した場合にポンピング状態とすることができる(連続ポンピング又はパルスポンピングのいずれかを用いて)。
図5は、図1に示す光源20に用いるレーザー源22’の別の実施例を示す。図5に示すように、レーザー源22’は、光学体124を通るビーム経路122上に導かれ、共通の増幅器104''を通る出力を生成する予備パルスシードレーザー120を含むことができる(増幅器104、104’に関しては前記を参照)。また、レーザー源22’は、光学体124によって共通のビーム経路122上に反射され、共通増幅器126を通る出力をビーム経路122上に生成する主パルスシードレーザー128を含むこともできる。図5に示される構成では、光学体122は、ダイクロイックビームコンバイナ、偏光識別ビームコンバイナ、又は部分反射ビームコンバイナとすることができる。この構成は、予備パルスシードレーザー出力が光学体124を透過し、主パルスシードレーザー出力が光学体124によって反射されるように修正できることを理解されたい。
図5に示す構成では、無線周波数放電によってポンピングされる、準大気圧、例えば0.05〜0.2atmのCO2を含む気密ガスを有するCO2レーザー等の可変予備パルスシードレーザー120を用いることができる。例えば、予備パルスレーザーの光学空洞を形成するために、可動格子を出力カプラと一緒に使用することができる。中心波長測定信号に応じて格子を移動させるために、ステッパモータ、圧電要素/積層体、又はステッパモータ/圧電体の組み合わせを含むことができるアクチュエータを用いることができる。1つの構成では、主パルスシードレーザー128は、無線周波数放電によってポンピングされる、準大気圧、例えば0.05〜0.2atmのCO2を含む気密ガスを有するCO2レーザーとすることができる。この構成を用いると、主シードレーザーは、波長10.5910352を有する10P(20)線等の主線のうちの1つに自己同調することができる。一般的に、予備パルスシードレーザー120は、通信チャネル72のトリガ信号に応答して発射され、次に、所定の遅延の後に主パルスシードレーザー128が発射される。予備パルスシードレーザー120と主パルスシードレーザー128との間の遅延は約1000nsとすることができ、一般的にEUV出力のエネルギー又は効率を最適化するように設定される。
図5に示す実施形態では、通信チャネル72からのトリガ信号は、予備パルスシードレーザー120の利得媒質のポンピングを開始することができ、パルスレーザー出力が生じる。もしくは、予備パルスシードレーザー120の光学空洞の品質Qを制御するために、音響−光学変調(AOM)スイッチを設けることができる。この場合、利得媒質は、例えば連続的なRFポンピングによって、シードレーザーがトリガ信号を受信する前にポンピング状態にすることができ、通信線72上のトリガ信号は、Qスイッチを作動させるために用いることができる。もしくは、トリガ信号は、利得媒質ポンピングを開始することができ、Qスイッチは、所定の遅延の後に作動される。この構成では、増幅器チャンバ104''の利得媒質は、予備パルスシードレーザー120によってトリガ信号を受信した場合にポンピング状態とすることができる(連続ポンピング又はパルスポンピングのいずれかを用いて)。
図6は、図1に示す光源20の一般的な光出力を示す。この図から分かるように、シーケンスは露光ツール(図示せず)からのバースト開始コマンド150で開始することができ、この時点で光源20は、パルスのバースト152を露光ツールに出力することができ、バースト停止コマンド154が送出されるまで固定の繰り返し率で出力することができる。例えば、一般的なバーストは、約0.5秒の期間だけ続き、約40kHzのパルス繰り返し率で約20,000個の光パルスを含むことができる。露光ツールは、バーストの最初の部分を位置合わせ、計測等の設定作業に用い、バーストの後続部分を、レジスト被覆ウェハ上の露光視野を照明するために用いることができる。レジスト被覆ウェハの最初の部分を照明し終わると、割り込み時間t1を発生させることができ、この間にウェハ、マスク、又はその両方が、2番目の露光視野を照射する位置へと移動される。一般的に同じウェハ上の各露光視野の間の割り込みは、ほんの一瞬だけ続くことができる。割り込み時間では、露光ツールは、光源からの光を必要としない。図6は、露光ツール(図示せず)からの別のバースト開始コマンド156の送出により割り込み時間t1を終了することができ、この時点で光源20は、露光ツールにパルスのバースト158を固定の繰り返し率で出力して、バースト停止コマンド160が送出されるまで2番目の露光視野を照明することを示している。次に、バースト158には、別の割り込み時間t2が続き、この間にウェハ、マスク、又はその両方が、3番目の露光視野を照射する位置へと移動する。
引き続き図6を参照すると、露光ツール(図示せず)からの別のバースト開始コマンド162の送出によって割り込み時間t2を終了することができ、この時点で光源20は、露光ツールにパルスのバースト164を固定の繰り返し率で出力して、バースト停止コマンド166が送出されるまで3番目の露光視野を照明することを示している。次に、バースト164には、割り込み時間t1及びt2よりも長くすることができ、露光ツールによるウェハの交換、又は様々な計測機能、1つもしくはそれ以上の保守機能、又は光源からの光を必要としない何らかの他のプロセスの実施に関連する時間に対応することができる別の割り込み時間t3が続く。
更に図示するように、露光ツール(図示せず)からの別のバースト開始コマンド168の送出により割り込み時間t3を終了することができ、この時点で光源20は、露光ツールにパルスのバースト170を固定の繰り返し率で出力することができ、バースト停止コマンド172が送出されるまで3番目の露光視野を照明することができる。
EUV出力パルスエネルギーは、指定された積算エネルギー又は積算照射量が供給されるようにバースト内で変化させることができる。幾つかの実施例では、500パルスの移動窓を用いてバースト内で照射量を実質的に一定に維持するようになっている。例えば、500パルス窓の総エネルギーを測定することができ、その結果は、次のパルスのエネルギー目標を作るために用いることができる。次のパルスの後で、このプロセスは繰り返される。パルスエネルギーは、増幅器利得媒質をポンピングするために用いられるRFパルスを変調すること、又は予備パルスシード出力と主パルスシード出力との間の遅延を調節することを含む様々な方法で調節できる。照射量制御に関するより詳細な情報は、2006年12月22日に出願され、2008年6月26日に米国第2008/0149862−A1号として公開された「LASER PRODUCED PLASMA EUV LIGHT SOURCE(レーザー生成プラズマEUV光源)」米国特許出願第11/644,153号に見出すことができ、この開示内容は、引用によって本明細書に組み込まれている。
図7から図12は、光学体の温度変化に起因する熱過渡を低減するために、割り込み時間tの間に駆動レーザー源が光パルスを継続的に出力する代替的な装置及び方法を示す。これらの装置及び方法では、小滴発生器は、割り込み時間間隔の間に間断なく小滴を生成し続けることができ、小滴発生器を停止及び再開することに関連する複雑さが低減される。更にこれらの装置及び方法では、割り込み時間tの間に実質的なプラズマ量が生成されず、コレクターミラー30(図1に示す)等の隣接する光学体を汚染又は損傷する可能性があるプラズマ発生デブリ及びイオンの量が低下する。より詳細には、図7から図12に示す実施形態では、バースト期間中にはレーザーパルスがそれぞれの小滴上に集束されてEUV出力を生成し、割り込み期間中にはレーザー集束スポットと小滴との間に距離が設けられる。図7から図12に示す構成は、図1に示す制御回路70を参照して説明したように、バースト期間に割り込み期間のタイミングとは異なるレーザータイミングを必ずしも必要としないことを理解されたい。以下に説明する構成では、これらの装置及び方法を、例えば、レーザー源をトリガするために小滴捕捉を使用しない「開ループ」構成において、又は割り込み期間中に小滴捕捉制御ループが停止するシステムにおいて用いることができる。幾つかの場合には、割り込み期間中に、小滴を偏向する又は小滴が捕捉位置に到達するのを阻止することによって、小滴捕捉制御ループを停止することができる。
図7から開始すると、集束光学体202、例えばレンズによって発生する集束スポットが、レーザーパルスが小滴流206の小滴上に集束されてEUV放出プラズマが生成される第1の集束スポット位置204(実線)から、集束光学体202を矢印210の方向に移動させることによって確立される、集束スポットが小滴流中の小滴から離隔される第2の集束スポット位置208(破線)へと移動される構成200が示されている。光学体202を移動させるために、ステッパモータ、圧電要素/積層体、又はステッパモータ/圧電体の組み合わせを含むことができるアクチュエータ(図示せず)を用いることができる。この構成では、アクチュエータは、第1の集束スポット位置204と第2の集束スポット位置208との間の距離が、割り込み期間中にレーザーパルスと小滴との間の相互作用による実質的なプラズマ生成を防止するために、小滴上の強度を低下させるのに十分であるように光学体202を移動させることができる。光学体202の移動は、割り込み期間中にレーザーと小滴との相互作用を防止するために単独で行うこと、又は前述のように、バースト期間の間に割り込み期間とは異なる、小滴位置に対するレーザートリガタイミングを生成するシステムと一緒に使用することができる。例えば、2つの方法を一緒に用いて、集束スポットと小滴との間に1つの方法を利用して得られるものよりも大きな離間距離を形成することができる。
図8は、集束光学体252、例えばレンズによって発生する集束スポットが、レーザーパルスが小滴流の小滴上に集束してEUV放出プラズマが生成される第1の集束スポット位置254(実線256)から、第2の集束スポット位置258(破線260)へ操向される構成250を示している。この操向は、レーザーパルスが集束スポットに到達する時に、集束スポットが小滴流の小滴から離隔される位置にビームをX方向及び/又はY方向に操向するように、図1に示す操向光学体46及び/又は操向光学体50等の操向光学体を移動させることによって確立することができる。この構成では、ビームは、第1の集束スポット位置254と第2の集束スポット位置258との間の距離が、割り込み期間中にレーザーパルスと小滴との間の相互作用による実質的なプラズマ生成を防止するために小滴上の強度を低下させるのに十分であるように操向することができる。操向光学体の移動は、割り込み期間中にレーザー小滴の相互作用を防止するために単独で行うこと、又は集束光学体の移動(図7及び前記の説明を参照)と一緒に使用すること、及び/又は前述のようの、バースト期間の間に割り込み期間とは異なる、小滴位置に対するレーザートリガタイミングを生成するシステムと一緒に使用することができる。例えば、複数の方法を一緒に用いて、集束スポットと小滴との間に1つの方法を利用して得られるものよりも大きな離間距離を形成することができる。
図9は、小滴流302が、パルスのバースト中にEUVを発生させるための照射箇所306と交差する第1の小滴流経路304から、割り込み時間中に照射箇所306と交差しない第2の小滴流経路308へと経路変更される構成300を示している。より詳細には、図示のように、ノズル出力先端部等の放出点310を有する小滴発生器を用いて小滴流を生成することができる。バースト期間中には、放出点310を、パルスレーザービームが集束される照射箇所306に向かって小滴流を移動させる第1の位置に維持することができる。割り込み期間の開始時、例えば、露光ツールからのバースト停止コマンドの受信時に、小滴が照射箇所306にある集束スポットを通過しないように、放出点310を、例えば、第1の場所(実線)から離間した第2の場所(破線)へと矢印312の方向に移動させることができる。小滴が照射箇所306にある集束スポットを通過する代わりに、レーザーパルスが集束スポットに到達する時点での小滴の集束スポットまでの最も近い接近点は、割り込み期間中にレーザーパルスと小滴との間の相互作用による実質的なプラズマ生成を防止するために小滴上の強度を低下させるのに十分な距離だけ集束スポットから離隔される。
放出点の移動は、ノズル先端部を、例えば、その他の小滴発生器に対して移動させること及び/又は小滴発生器の一部又は全てを移動させることで行うことができる。例えば、ステッパモータ、圧電要素/積層体、又はステッパモータ/圧電体の組み合わせを含むことができるアクチュエータ(図示せず)を用いて照射箇所306に対して放出点310を移動させることができる。
代替的な構成では(図示せず)、放出点310は、小滴流移動方向に移動させることができる。具体的には、バースト期間中に、放出点310を、集束レーザービームパルスと同時に照射箇所306に到達する小滴流を生じる第1の位置に維持することができる。割り込み期間の開始時、例えば、露光ツールからのバースト停止コマンドの受信時に、小滴が、集束レーザービームパルスの前又は後に照射箇所306に到達して、結果的に実質的なプラズマ生成が生じないように、放出点310を小滴移動方向の第2の場所へ移動させることができる。
代替的な構成では(図示せず)、割り込み期間中に、小滴形成のタイミングを、バースト期間に対して進める又は遅らせることができる。より具体的には、図1に示すターゲット材料送達システム24に関して、引用によって組み込まれた出願によって詳細に説明されるように、制御された小滴流を発生させるためにターゲット材料に外乱を加えることができる。例えば、圧電材料等のアクチュエータを用いて、液体プラズマ源材料を周期的に変動させて、材料に制御された小滴流を形成するようにさせることができる。この周期的な外乱は、例えば、正弦波、パルス、振幅変調又は周波数変調された信号、又は制御された小滴流を生成する何らかの他の信号とすることができる。バースト期間中に、周期的な外乱をターゲット材料に加えて、集束レーザービームパルスと同時に照射箇所に到達する制御された小滴流を生成することができる。割り込み期間の開始時、例えば、露光ツールからのバースト停止コマンドの受信時に、小滴が、集束レーザービームパルスの前又は後に照射箇所306に到達して、結果的に実質的なプラズマ生成が生じないように、周期的な外乱を修正すること、例えば遅らせる又は進めることができる。このシステムは、例えば、レーザー源をトリガするために小滴捕捉を使用しない「開ループ」構成において、又は割り込み期間中に小滴捕捉制御ループが停止するシステムにおいて用いることができる。
前記の又は以下に説明する小滴流を修正するための異なる方法は、割り込み期間中にレーザー小滴相互作用を防止するために単独で又は組み合わせて実施することができ、又は集束光学体の移動(図7及び前記の説明を参照)、操向光学体の移動(図8及び前記の説明を参照)、及び/又は前述のように割り込み期間とは異なるバースト期間の間に小滴位置に対するレーザートリガタイミングを生成するシステムと一緒に使用することができる。例えば、複数の方法を一緒に用いて、集束スポットと小滴との間に1つの方法を利用して得られるものよりも大きな離間距離を形成することができる。
図10は、小滴流322が、パルスのバースト中にEUVを発生させるための照射箇所326と交差する第1の小滴流経路324から、割り込み時間中に照射箇所326と交差しない第2の小滴流経路328へと経路変更される構成320を示している。図示のように、構成320は、帯電小滴を生成するためのシステム330と、帯電小滴を初期経路から経路変更するように帯電小滴に作用する偏向器332とを含むことができる。帯電小滴を生成するためのシステム330は、小滴形成の前又は後に小滴を帯電させることができ、小滴発生器から離間すること、又はこれと一体とすることができる。1つの構成では、小発生器の放出点に隣接して帯電リングが配置される。偏向器332は、1つ又はそれ以上の磁石、電磁石、帯電要素又は帯電格子、離間した帯電板ペア、又はこれらの組み合わせを含むことができる。偏向器は、電場、磁場、又はこれらの組み合わせからなる場の群から選択された場を発生させる反発力又は引力によって小滴を偏向するように作動できる。別の構成(図示せず)では、帯電小滴は、照射箇所と交差しない第1の小滴流経路(すなわち、割り込み時間中に用いられる経路)から、パルスのバースト中にEUVを生成するための照射箇所と交差する第2の小滴流経路へ経路変更できる。
別の代替的な構成(図示せず)では、1つ又はそれ以上の磁石、電磁石、帯電要素又は帯電格子、離間した帯電板ペア、又はこれらの組み合わせによって発生する場を変化させることによって、帯電小滴を、小滴流の方向に加速又は減速することができる。具体的には、バースト期間中に、非帯電小滴が、集束レーザービームパルスと同時に照射箇所306に到達する。割り込み期間の開始時、例えば露光ツールからのバースト停止コマンドの受信時に、小滴を帯電させることができ、その後、小滴は集束レーザービームパルスの前又は後に照射箇所306に到達して、結果的に実質的なプラズマ生成が生じないように加速又は減速することができる。
図11は、小滴流342が、パルスのバースト中にEUVを発生させるための照射箇所346と交差する第1の小滴流経路344から、割り込み時間中に照射箇所346と交差しない第2の小滴流経路348へ経路変更される構成340を示している。図示のように、構成340は、小滴を初期経路から経路変更するために矢印352の方向にガス流350を生成するシステムを含むことができる。例えば、システムは、ポンプと、誘導ガス流を生成するための管等の誘導デバイスとを含むことができる。ガスは、水素、ヘリウム等の緩衝ガス、又はハロゲン等の洗浄ガス及び/又はチャンバ内で無害のガス等のチャンバ内に存在する及び/又は有用な任意の他のガスとすることができる。もしくは、既存の緩衝/洗浄ガスからガス流を発生させて小滴を経路変更するために、吸引口(図示せず)を設けることができる。別の代替的な形態として、照射箇所と交差しない第1の小滴流経路(すなわち、割り込み時間中に用いられる経路)から、パルスのバースト中にEUVを発生させるための照射箇所と交差する第2の小滴流経路へ小滴を導くために、ガス流(図示せず)を用いることができる。
別の代替的な構成(図示せず)では、小滴流移動方向に小滴を加速又は減速するようにガス流を用いることができる。例えば、小滴流の一部は、細長い管を通って移動することができ、ガスを管内で小滴流に沿って導くことが可能になる。バースト期間中には、ガス流は停止され、小滴は、集束レーザービームパルスと同時に照射箇所306に到達する。割り込み期間の開始時、例えば、露光ツールからのバースト停止コマンドの受信時に、小滴は集束レーザービームパルスの前又は後に照射箇所306に到達して、結果的に実質的なプラズマ生成が生じないように、ガス流を用いて小滴を加速又は減速することができる。
図12は、小滴流352が、パルスのバースト中にEUVを発生させるための照射箇所356と交差する第1の小滴流経路354に沿って移動することを許容し、割り込み時間中に経路354に沿って移動するのを妨害する構成350を示している。図示のように、構成340は、小滴が小滴経路354に沿って妨害されることなく移動することを可能にする第1の位置から、小滴が妨害物に衝突して捕捉又は偏向される第2の位置へと矢印360の方向に可動なプレート又は皿等の妨害部材358を有する妨害システムを含むことができる。使用時には、小滴は、バースト期間中に照射箇所306に到達し、照射箇所306において集束レーザービームパルスによって照射されて、EUV放出プラズマが生じる。割り込み期間の開始時、例えば、露光ツールからのバースト停止コマンドの受信時に、小滴は照射箇所306に到達して、結果的に実質的なプラズマ生成が生じないように妨害部材が小滴を捕捉するように移動する。
米国特許法第112条を満たすことが必要とされる、本明細書で詳細に説明及び例示した特定の実施形態は、上述の実施形態の態様のあらゆる上述の目的、及び上述の実施形態の態様により又はその目的のあらゆる他の理由で又はその目的にために解決すべき問題を完全に達成することができるが、述の実施形態のここで説明した態様は、請求した本発明によって広く考察された内容を単に例示しかつ代表することは、当業者によって理解されるであろう。単数形でのこのような請求項における要素への言及は、解釈において、明示的に説明していない限り、このような要素が「1つ及び1つのみ」であることを意味するように意図しておらず、かつ意味しないものとし、「1つ又はそれよりも多い」を意味する意図とし、かつ意味するものとする。当業者に公知か又は後で公知になる実施形態の上述の態様の要素のいずれかに対する全ての構造的及び機能的均等物は、引用により本明細書に明示的に組み込まれると共に、特許請求の範囲によって包含されるように意図されている。本明細書及び/又は本出願の請求項に使用され、かつ本明細書及び/又は本出願の請求項に明示的に意味を与えられたあらゆる用語は、このような用語に関するあらゆる辞書上の意味又は他の一般的に使用される意味によらず、その意味を有するものとする。実施形態のいずれかの態様として本明細書で説明した装置又は方法は、それが特許請求の範囲によって包含されるように本出願において開示する実施形態の態様によって解決するように求められる各及び全て問題に対処することを意図しておらず、また必要でもない。本発明の開示内容におけるいかなる要素、構成要素、又は方法段階も、その要素、構成要素、又は方法段階が特許請求の範囲において明示的に詳細に説明されているか否かに関係なく、一般大衆に捧げられることを意図したものではない。特許請求の範囲におけるいかなる請求項の要素も、その要素が「〜のための手段」という語句を使用して明示的に列挙されるか又は方法の請求項の場合にはその要素が「作用」ではなく「段階」として列挙されていない限り、米国特許法第112条第6項の規定に基づいて解釈されないものとする。

Claims (21)

  1. ターゲット材料の小滴を生成する小滴発生器と、
    小滴が事前選択場所に到達する場合に捕捉時間信号を供給するセンサと、
    前記センサと結合され、前記捕捉時間信号から遅延されたトリガ信号を発生させる遅延回路と、
    トリガ信号に応じてレーザーパルスを生成するレーザー源と、
    前記捕捉時間から第1の遅延時間だけ遅延されたトリガ信号を供給して、小滴上に集束される光パルスを発生させ、前記捕捉時間から第2の遅延時間だけ遅延されたトリガ信号を供給して、小滴上に集束されない光パルスを発生させるように前記遅延回路を制御するシステムと、
    を備えるデバイス。
  2. 前記第1の遅延時間は、前記第2の遅延時間よりも長い、請求項1に記載のデバイス。
  3. 前記第1の遅延時間は、前記第2の遅延時間よりも短い、請求項1に記載のデバイス。
  4. 前記センサは、レーザー源及び検出器を備える、請求項1に記載のデバイス。
  5. 前記遅延回路は、デジタルシフトレジスタを備える、請求項1に記載のデバイス。
  6. 割り込み期間によって分離された少なくとも2つのバースト期間内にEUVパルスを生成するための方法であって、
    各バースト期間中及び前記割り込み期間中にターゲット材料小滴を発生させる段階と、
    各バースト期間中及び前記割り込み期間中にレーザーパルスを発生させる段階と、
    EUV出力を生成するために、バースト期間中にレーザーパルスをそれぞれの小滴上に集束させる段階と、
    割り込み期間中にレーザー集束スポットと小滴との間に距離を発生させる段階と、
    を含む方法。
  7. 前記発生段階は、前記バースト期間の間に前記割り込み期間とは異なる、小滴位置に対するレーザートリガタイミングを与えることによって達成される、請求項6に記載の方法。
  8. 小滴は、バースト期間中に照射箇所に向かって第1の経路に沿って移動し、前記発生段階は、前記割り込み期間中に該照射箇所と交差しない第2の経路に小滴を経路変更することによって実現される、請求項6に記載の方法。
  9. 前記レーザーパルスは、バースト期間中に照射箇所にある集束スポットに集束され、前記発生段階は、前記割り込み期間中に該集束スポットを、該照射箇所から離間した場所に移動させることによって実現される、請求項6に記載の方法。
  10. 割り込み期間によって分離された少なくとも2つのバースト期間内にEUVパルスを生成する極紫外(EUV)光源であって、
    各バースト期間中及び前記割り込み期間中にターゲット材料の小滴を生成する小滴発生器と、
    各バースト期間中及び前記割り込み期間中にレーザーパルスを生成するレーザー源と、
    レーザーパルスがターゲット材料と、EUV出力を生成するように相互作用するバースト期間構成から、光パルスがターゲット材料と、EUV出力を生成するように相互作用しない割り込み期間へと前記EUV光源を再構成するように動作可能なシステムと、
    を備えるEUV光源。
  11. 前記システムは、前記バースト期間の間に前記割り込み期間とは異なる、小滴位置に対するレーザートリガタイミングを与える、請求項10に記載のEUV光源。
  12. 前記トリガタイミングは、前記割り込み期間内に前記バースト期間に対して遅延される、請求項11に記載のEUV光源。
  13. 前記トリガタイミングは、前記割り込み期間に前記バースト期間に対して進められる、請求項11に記載のEUV光源。
  14. 小滴は、バースト期間中に照射箇所に向かって第1の経路に沿って移動し、前記システムは、前記割り込み期間中に前記照射箇所と交差しない第2の経路へと小滴を経路変更する、請求項10に記載のEUV光源。
  15. 前記システムは、前記割り込み期間中に小滴を帯電させ、電場、磁場、又はこれらの組み合わせからなる場のグループから選択された場を用いて、小滴を前記第1の経路から偏向する、請求項14に記載のEUV光源。
  16. 前記小滴発生器はノズルを含み、前記システムは、該ノズルを移動させるアクチュエータを備える、請求項14に記載のEUV光源。
  17. 前記システムは、小滴を経路変更するためのガス流を備える、請求項14に記載のEUV光源。
  18. 前記レーザーパルスは、バースト期間中に照射箇所にある集束スポットに集束され、前記システムは、前記割り込み期間中に該集束スポットを、該照射箇所から離間した場所に移動させる、請求項10に記載のEUV光源。
  19. 前記レーザーパルスは、少なくとも1つの集束光学体を用いて集束され、前記システムは、少なくとも1つの集束光学体を移動させて前記集束スポットの場所を変更する、請求項18に記載のEUV光源。
  20. 前記レーザーパルスは、少なくとも1つの操向光学体を用いて操向され、前記システムは、少なくとも1つの操向光学体を移動させて前記集束スポットの場所を変更する、請求項18に記載のEUV光源。
  21. 前記システムは、前記バースト期間の間に前記割り込み期間とは異なる、小滴位置に対するレーザートリガタイミングを与え、前記レーザーパルスは、バースト期間中に照射箇所にある集束スポットに集束され、前記割り込み期間中に該集束スポットを、該照射箇所から離間した場所に移動させる、請求項10に記載のEUV光源。
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