JP2014235805A - 極端紫外光生成装置及び極端紫外光生成システムにおけるレーザシステムの制御方法 - Google Patents

極端紫外光生成装置及び極端紫外光生成システムにおけるレーザシステムの制御方法 Download PDF

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Abstract

【課題】EUV光生成システムおけるパルスレーザ光の発光間隔を適切に制御する。
【解決手段】本開示の一例は、ターゲットにパルスレーザ光を照射することによってプラズマを生成して極端紫外光を生成する、極端紫外光生成装置であってもよい。レーザ制御部は、ターゲット検出部からのターゲット検出を示す検出信号に従って、レーザシステムに含まれるレーザ装置にパルスレーザ光の発光を指示する発光トリガを生成してレーザシステムに出力してもよい。レーザ制御部は、レーザシステムに連続して出力する発光トリガの時間間隔が所定の範囲内に入るように、生成する発光トリガを調整してもよい。
【選択図】図6

Description

本開示は、極端紫外光を生成するための装置及び極端紫外光生成システムにおけるレーザシステムの制御方法に関する。
近年、半導体プロセスの微細化に伴って、半導体プロセスの光リソグラフィにおける転写パターンの微細化が急速に進展している。次世代においては、70nm〜45nmの微細加工、さらには32nm以下の微細加工が要求されるようになる。このため、例えば32nm以下の微細加工の要求に応えるべく、波長13nm程度の極端紫外(EUV)光を生成するための装置と縮小投影反射光学系(reduced projection reflective optics)とを組み合わせた露光装置の開発が期待されている。
EUV光生成装置としては、ターゲット物質にレーザ光を照射することによって生成されるプラズマを用いたLPP(Laser Produced Plasma)方式の装置と、放電によって生成されるプラズマを用いたDPP(Discharge Produced Plasma)方式の装置と、軌道放射光を用いたSR(Synchrotron Radiation)方式の装置との3種類の装置が提案されている。
米国特許第7068367号明細書 米国特許第7589337号明細書 米国特許出願公開第2012/0080584号明細書
概要
本開示の一例は、ターゲットにパルスレーザ光を照射することによってプラズマを生成して極端紫外光を生成する、極端紫外光生成装置であってもよい。前記極端紫外光生成装置は、レーザシステムからのパルスレーザ光が入射するプラズマ生成領域を収容するチャンバと、前記チャンバ内の前記プラズマ生成領域に複数のターゲットを順次供給するように構成されたターゲット供給部と、前記ターゲット供給部から出力され、前記ターゲット供給部と前記プラズマ生成領域との間の所定位置を通過したターゲット検出するように構成された、ターゲット検出部と、前記レーザシステムを制御するように構成されたレーザ制御部と、を含んでもよい。前記レーザ制御部は、前記ターゲット検出部からのターゲット検出を示す検出信号に従って、前記レーザシステムに含まれるレーザ装置にパルスレーザ光の発光を指示する発光トリガを生成して前記レーザシステムに出力してもよい。前記レーザ制御部は、前記レーザシステムに連続して出力する発光トリガの時間間隔が所定の範囲内に入るように、生成する発光トリガを調整してもよい。
本開示のいくつかの実施形態を、単なる例として、添付の図面を参照して以下に説明する。
図1は、例示的なLPP方式のEUV光生成システムの構成を概略的に示す。 図2は、EUV光生成システムの構成の一部断面図を示す。 図3は、EUV光生成制御部による、ターゲット供給部及びレーザシステムの制御を説明するブロック図を示す。 図4は、レーザ制御部の構成の比較例を模式的に示す。 図5Aは、図4に示す光トリガ信号生成部の信号のタイミングチャート例を示す。 図5Bは、図4に示す光トリガ信号生成部の信号のタイミングチャート例を示す。 図6は、第1の実施形態における、レーザ制御部及びレーザシステムの構成例を模式的に示す。 図7は、第1の実施形態における、図6に示す発光トリガ信号生成部の信号のタイミングチャート例を示す。 図8は、第1の実施形態における、レーザ制御部及びレーザシステムの他の構成例を模式的に示す。 図9は、第1の実施形態における、図8に示す発光トリガ信号生成部における信号のタイミングチャート例を示す 図10は、第2の実施形態における、レーザ制御部及びレーザシステムの構成例を模式的に示す。 図11は、第2の実施形態における、発光トリガ信号生成部における信号のタイミングチャート例を示す。 図12は、第3の実施形態における、レーザ制御部及びレーザシステムの構成例を模式的に示す。 図13は、第3の実施形態における、発光トリガ信号生成部の信号及びレーザシステムにおけるパルスレーザ光のタイミングチャート例を示す。 図14は、第4の実施形態における、レーザ制御部及びレーザシステムの構成例を模式的に示す。
実施形態
<内容>
1.概要
2.用語の説明
3.EUV光生成システムの全体説明
3.1 構成
3.2 動作
4.EUV光生成装置におけるターゲット供給部及びレーザシステムの制御
4.1 EUV光生成システムの構成
4.2 動作
4.3 課題
5.レーザ装置への発光トリガの制御
5.1 第1の実施形態
5.2 第2の実施形態
5.3 第3の実施形態(光シャッタを含むレーザシステム)
5.4 第4の実施形態(プリパルスレーザ装置を含むレーザシステム)
以下、本開示の実施形態について、図面を参照しながら詳しく説明する。以下に説明される実施形態は、本開示のいくつかの例を示すものであって、本開示の内容を限定するものではない。また、各実施形態で説明される構成及び動作の全てが本開示の構成及び動作として必須であるとは限らない。なお、同一の構成要素には同一の参照符号を付して、重複する説明を省略する。
1.概要
LPP方式のEUV光生成システムにおいては、ターゲット供給部がターゲットを出力し、チャンバ内のプラズマ生成領域に到達させてもよい。ターゲットがプラズマ生成領域に到達した時点で、レーザ装置がターゲットにパルスレーザ光を照射することで、ターゲットがプラズマ化し、このプラズマからEUV光が放射され得る。
EUV光生成システムにおいては、所定の繰り返し周波数で、所定の時間にわたってEUV光を生成することが求められ得る。所定の繰り返し周波数は、例えば、100kHzであってよい。EUV光生成システムが所定の繰り返し周波数でEUV光を生成するために、ターゲット供給部が上記所定の繰り返し周波数でターゲットを出力してもよい。
EUV光生成システムは、ターゲット供給部とプラズマ生成領域との間において、ターゲット供給部から出力されたターゲットを検出するセンサを含んでいてもよい。センサは、ターゲットの通過タイミングを計測してもよい。EUV光生成システムは、センサによるターゲットの検出タイミングと同期させてレーザシステムからパルスレーザ光を出力し、ターゲットにパルスレーザ光を照射してもよい。
EUV光生成システムは、所定の位置を通過するターゲットを検出し、ターゲットの通過タイミングに応じて、レーザシステムに発光トリガを出力することによって、ターゲットがプラズマ生成領域に到達した時に高精度にパルスレーザ光をターゲットに照射し得る。
しかし、ターゲット供給部から出力されるターゲットの生成は不安定になり得る。このため、ターゲット出力の時間間隔が所定範囲より長くなったり短くなったりし得る。また、ターゲット供給部によるターゲット生成においては、サテライトが生成され得る。サテライトとは、本来のターゲットから分離した小さいドロップレットであり、センサによりターゲットとして検出され得る。また、ターゲットの材料に異物が含まれている場合、異物がノズル内部を通過する際に一時的にターゲットの材料の流量が低下し得る。
このため、パルスレーザ光の出力時間間隔が長くなったり短くなったりし得る。パルスレーザ光の出力時間間隔が所定の範囲より短い場合、パルスレーザ光エネルギが低下し、パルス波形が歪み得る。これにより、ターゲットが適切にプラズマ化されないという問題が起こり得る。さらに、パルスレーザ光の出力時間間隔が所定の範囲より短い場合、レーザ発振が不安定となりレーザシステムが破損し得る。
一方、パルスレーザ光の出力時間間隔が所定の範囲より長い場合、パルスレーザ光エネルギが増加し、パルス波形が歪み得る。これにより、EUV光エネルギの変動が大きくなり得る。
本開示の1つの観点によれば、EUV光生成装置は、ターゲット検出部からのターゲット検出を示す検出信号に従って、レーザシステムに含まれるレーザ装置にパルスレーザ光の発光を指示する発光トリガを、生成し、出力してもよい。EUV光生成装置は、レーザシステムに連続して出力する発光トリガの時間間隔が所定の範囲内に入るように、生成する発光トリガを調整してもよい。
2.用語の説明
本願において使用される用語を以下に説明する。「プラズマ生成領域」は、EUV光を生成するためのプラズマの生成が開始される領域を意味し得る。プラズマ生成領域においてプラズマの生成が開始されるためには、プラズマ生成領域にターゲットが供給され、かつ、ターゲットがプラズマ生成領域に到達するタイミングでプラズマ生成領域にパルスレーザ光が集光される必要があり得る。「発光トリガ」は、レーザ光を生成、発光(出力)するレーザ装置に、レーザ光の発光を指示する信号であり得る。「発光トリガ信号」は、発光トリガを含み、時間により変化する信号であり得る。
3.EUV光生成システムの全体説明
3.1 構成
図1に、例示的なLPP式のEUV光生成システムの構成を概略的に示す。EUV光生成装置1は、少なくとも1つのレーザシステム3と共に用いられてもよい。本願においては、EUV光生成装置1及びレーザシステム3を含むシステムを、EUV光生成システム11と称する。図1に示し、かつ、以下に詳細に説明するように、EUV光生成装置1は、チャンバ2、ターゲット供給部26を含んでもよい。
チャンバ2は、密閉可能であってもよい。ターゲット供給部26は、例えば、チャンバ2の壁を貫通するように取り付けられてもよい。ターゲット供給部26から供給されるターゲット物質の材料は、スズ、テルビウム、ガドリニウム、リチウム、キセノン、又は、それらの内のいずれか2つ以上の組合せを含んでもよいが、これらに限定されない。
チャンバ2の壁には、少なくとも1つの貫通孔が設けられていてもよい。その貫通孔には、ウインドウ21が設けられてもよく、ウインドウ21をレーザシステム3から出力されるパルスレーザ光32が透過してもよい。チャンバ2の内部には、例えば、回転楕円面形状の反射面を有するEUV集光ミラー23が配置されてもよい。EUV集光ミラー23は、第1及び第2の焦点を有し得る。
EUV集光ミラー23の表面には、例えば、モリブデンとシリコンとが交互に積層された多層反射膜が形成されていてもよい。EUV集光ミラー23は、例えば、その第1の焦点がプラズマ生成領域25に位置し、その第2の焦点が中間集光点(IF)292に位置するように配置されるのが好ましい。EUV集光ミラー23の中央部には貫通孔24が設けられていてもよく、貫通孔24をパルスレーザ光33が通過してもよい。
EUV光生成装置1は、EUV光生成制御部5、ターゲットセンサ4等を含んでもよい。ターゲットセンサ4は、撮像機能を有してもよく、ターゲット27の存在、軌跡、位置、速度の少なくとも一つを検出するよう構成されてもよい。
また、EUV光生成装置1は、チャンバ2の内部と露光装置6の内部とを連通させる接続部29を含んでもよい。接続部29内部には、アパーチャが形成された壁291が設けられてもよい。壁291は、そのアパーチャがEUV集光ミラー23の第2の焦点位置に位置するように配置されてもよい。
さらに、EUV光生成装置1は、レーザ光進行方向制御部34、レーザ光集光ミラー22、ターゲット27を回収するためのターゲット回収部28等を含んでもよい。レーザ光進行方向制御部34は、レーザ光の進行方向を規定するための光学素子と、この光学素子の位置、姿勢等を調整するためのアクチュエータとを備えてもよい。
3.2 動作
図1を参照すると、レーザシステム3から出力されたパルスレーザ光31は、レーザ光進行方向制御部34を経て、パルスレーザ光32としてウインドウ21を透過してチャンバ2内に入射してもよい。パルスレーザ光32は、少なくとも1つのレーザ光経路に沿ってチャンバ2内を進み、レーザ光集光ミラー22で反射されて、パルスレーザ光33として少なくとも1つのターゲット27に照射されてもよい。
ターゲット供給部26は、ターゲット27をチャンバ2内部のプラズマ生成領域25に向けて出力するよう構成されてもよい。ターゲット27には、パルスレーザ光33に含まれる少なくとも1つのパルスが照射されてもよい。パルスレーザ光が照射されたターゲット27はプラズマ化し、そのプラズマから放射光251が放射され得る。
放射光251に含まれるEUV光252は、EUV集光ミラー23によって選択的に反射されてもよい。EUV集光ミラー23によって反射されたEUV光252は、中間集光点292で集光され、露光装置6に出力されてもよい。なお、1つのターゲット27に、パルスレーザ光33に含まれる複数のパルスが照射されてもよい。
EUV光生成制御部5は、EUV光生成システム11全体の制御を統括するよう構成されてもよい。EUV光生成制御部5は、ターゲットセンサ4によって撮像されたターゲット27のイメージデータ等を処理するよう構成されてもよい。また、EUV光生成制御部5は、例えば、ターゲット27が供給されるタイミング、ターゲット27の出力方向等を制御するよう構成されてもよい。
さらに、EUV光生成制御部5は、例えば、レーザシステム3の発光タイミングの制御、パルスレーザ光32の進行方向の制御および、パルスレーザ光33の集光位置の制御の内少なくとも一つを行うよう構成されてもよい。上述の様々な制御は単なる例示に過ぎず、必要に応じて他の制御が追加されてもよい。
4.EUV光生成システムにおけるターゲット供給部及びレーザシステムの制御
4.1 EUV光生成システムの構成
図2は、EUV光生成システムの構成例の一部断面図を示す。図2に示されるように、チャンバ2の内部には、レーザ光集光光学系22aと、EUV集光ミラー23と、ターゲット回収部28と、EUV集光ミラーホルダ81と、プレート82及び83とが設けられてもよい。
チャンバ2には、プレート82が固定されてもよい。プレート82には、プレート83が固定されてもよい。EUV集光ミラー23は、EUV集光ミラーホルダ81を介してプレート82に固定されてもよい。
レーザ光集光光学系22aは、軸外放物面ミラー221及び平面ミラー222と、ホルダ223及び224とを含んでもよい。軸外放物面ミラー221及び平面ミラー222は、それぞれ、ホルダ223及び224によって保持されてもよい。ホルダ223及び224は、プレート83に固定されてもよい。
軸外放物面ミラー221及び平面ミラー222によって反射されたパルスレーザ光33がプラズマ生成領域25で集光されるように、これらのミラーの位置及び姿勢が保持されてもよい。ターゲット回収部28は、ターゲット27の軌道の延長線上に配置されてもよい。
チャンバ2には、ターゲット供給部26が取り付けられてもよい。ターゲット供給部26は、リザーバ61を有していてもよい。リザーバ61は、図3に示すヒータ261を用いてターゲットの材料を溶融した状態で内部に貯蔵してもよい。リザーバ61には、ノズル孔62としての開孔が形成されていてもよい。
リザーバ61の一部が、チャンバ2の壁面に形成された貫通孔2aを貫通しており、リザーバ61に形成されたノズル孔62の位置がチャンバ2の内部に位置していてもよい。ターゲット供給部26は、ノズル孔62を介して、溶融したターゲットの材料をドロップレット状のターゲット27としてチャンバ2内のプラズマ生成領域25に供給してもよい。貫通孔2aの周囲のチャンバ2の壁面には、リザーバ61のフランジ部61aが密着して固定されてもよい。
チャンバ2には、ターゲットセンサ4と発光部45とが取り付けられてもよい。ターゲットセンサ4は、光センサ41と、集光光学系42と、容器43とを含んでもよい。容器43はチャンバ2の外部に固定され、この容器43内に、光センサ41及び結像光学系42が固定されてもよい。発光部45は、光源46と、集光光学系47と、容器48とを含んでもよい。
容器48はチャンバ2の外部に固定され、この容器48内に、光源46及び集光光学系47が固定されてもよい。光源46の出力光は、集光光学系47によって集光され得る。その集光位置はターゲット27のほぼ軌道上であってもよい。
ターゲットセンサ4と発光部45とは、ターゲット27の軌道を挟んで互いに反対側に配置されていてもよい。チャンバ2にはウインドウ21a及び21bが取り付けられていてもよい。ウインドウ21aは、発光部45とターゲット27の軌道との間に位置していてもよい。
発光部45は、ウインドウ21aを介してターゲット27の軌道の所定位置に光を集光してもよい。ウインドウ21bは、ターゲット27の軌道とターゲットセンサ4との間に位置していてもよい。ターゲット27が発光部45による光の集光位置を通過するときに、ターゲットセンサ4は、ターゲット27の軌道及びその周囲を通る光の変化を検出し、ターゲット27の検出信号として通過タイミング信号を出力してもよい。1つのターゲット27が検出される毎に、通過タイミング信号として1つの検出パルスが出力されてもよい。結像光学系42は、ターゲット27の検出精度を向上させるために、ターゲット27の軌道及びその周囲における像をターゲットセンサ4の受光面に結像してもよい。
ターゲットセンサ4によって検出されるターゲット27の中心位置を、以下の説明においてターゲット検出位置40とする。図2に示された例において、ターゲット検出位置40は、発光部45による光の集光位置とほぼ一致し得る。
チャンバ2の外部には、レーザ光進行方向制御部34と、EUV光生成制御部5とが設けられてもよい。レーザ光進行方向制御部34は、高反射ミラー341及び342と、ホルダ343及び344とを含んでもよい。高反射ミラー341及び342は、それぞれ、ホルダ343及び344によって保持されてもよい。高反射ミラー341及び342は、レーザシステム3が出力するパルスレーザ光を、ウインドウ21を介してレーザ光集光光学系22aに導いてもよい。
EUV光生成制御部5は、露光装置6からのEUV光生成信号を受信してもよい。EUV光生成信号は、所定時間においてEUV光を生成すべきことをEUV光生成システム11に指示する信号であってもよい。EUV光生成制御部5は、当該所定時間の間、EUV光を露光装置6に出力するための制御動作を行ってもよい。
4.2 動作
図3は、EUV光生成制御部5による、ターゲット供給部26及びレーザシステム3の制御を説明するブロック図を示す。EUV光生成制御部5は、ターゲット供給制御部51とレーザ制御部55とを含んでもよい。ターゲット供給制御部51は、ターゲット供給部26の動作を制御してもよい。レーザ制御部55は、レーザシステム3の動作を制御してもよい。
ターゲット供給部26は、ターゲットの材料を溶融した状態で内部に貯蔵するリザーバ61に加え、ヒータ261、温度センサ262、圧力調節器263、ピエゾ素子264、及び、ノズル265を含んでいてもよい。
ヒータ261と温度センサ262とは、リザーバ61に固定されていてもよい。ピエゾ素子264は、ノズル265に固定されていてもよい。ノズル265は、例えば液体Snであるターゲット27を出力する、図2に示したノズル孔62を有していてもよい。圧力調節器263は不活性ガス供給部とリザーバ61の間の配管上に設置されていてもよい。
ターゲット供給制御部51は、温度センサ262の検出値に基づいてヒータ261を制御してもよい。例えば、ターゲット供給制御部51は、リザーバ61内のSnが融点以上の所定の温度になるように、ヒータ261を制御してもよい。その結果、リザーバ61に貯蔵されたSnは融解し得る。所定の温度は、例えば、232℃〜300℃の温度であってよい。
ターゲット供給制御部51は、圧力調節器263によりリザーバ61内の圧力を制御してもよい。圧力調節器263は、ターゲット供給制御部51の制御により、ターゲット27が所定の速度でプラズマ生成領域25に到達するように、リザーバ61内の圧力を調節してもよい。
ターゲット供給制御部51は、ピエゾ素子264に所定周波数の電気信号を送ってもよい。ピエゾ素子264は、受信した電気信号により振動し、ノズル265を上記周波数で振動させ得る。
その結果、ノズル孔62からJET状の液体Snが出力され、ピエゾ素子264によるノズル孔62の振動によって、ドロップレット状のターゲット27が生成され得る。このようなドロップレットの生成方法は、コンティニュアスジェット法と呼ばれる場合がある。このように、ターゲット供給部26は、所定速度及び所定間隔dで、プラズマ生成領域25にドロップレット状のターゲット27を供給し得る。このとき、所定速度及び所定間隔dを用いて、所定時間間隔Tが算出しうる。
4.3 課題
ターゲット供給制御部51がドロップレット状のターゲット27を生成するとき、サテライト271が生成され得る。サテライト271は、本来のターゲット27から分離した、ターゲット27よりも小さいドロップレットであり得る。サテライト271は、プラズマ生成領域25に向かう本来のターゲット27の直前又は直後に位置し得る。サテライト271は、望ましくないターゲットであり得る。
ターゲットセンサ4は、発光部45が出力する光により、本来のターゲット27の他に、サテライト271もターゲットとして検出し得る。ターゲットセンサ4は、本来のターゲット27に加え、サテライト271の検出により、ターゲットの検出を示す検出信号を出力し得る。ターゲットの検出を示す検出信号は、下記における通過タイミング信号SAにおける検出パルスであってよい。
ターゲットセンサ4は、ターゲットの検出を示す検出信号を、レーザ制御部55に出力してもよい。上述のように、サテライト271は、検出信号の時間間隔を短くし得る。また、ターゲットの材料に異物が含まれている場合、異物がノズル265内部を通過する際に、一時的にターゲットの材料の流量が低下して、ターゲット27の出力時間間隔が長くなり得る。このように、ターゲット供給制御部51からのターゲット27の出力時間間隔は変動し、それに伴い検出信号の時間間隔も変動し得る。
図4は、レーザ制御部55の構成の比較例を模式的に示している。レーザ制御部55は、発光トリガ制御部551及び発光トリガ信号生成部552を含んでもよい。発光トリガ信号生成部552は、レーザシステム3に入力される発光トリガ信号SDを生成し、レーザシステム3に出力してもよい。
発光トリガ信号生成部552は、遅延回路564を含んでもよい。遅延回路564の入力は発光トリガ制御部551に接続し、出力はレーザシステム3に接続していてもよい。発光トリガ制御部551は、遅延時間設定信号SDTにより、遅延回路564の遅延時間tdを設定してもよい。発光トリガ制御部551は、ターゲットセンサ4からの通過タイミング信号SAを受信して、発光トリガ信号生成部552に出力してもよい。
遅延回路564は、通過タイミング信号SAを受信し、通過タイミング信号SAを遅延時間tdだけ遅延させた発光トリガ信号SDを生成し、レーザシステム3に出力してもよい。発光トリガ信号SDは、レーザシステム3に含まれるレーザ装置にパルスレーザ光の発光を指示する発光トリガを含んでいてもよい。発光トリガは、パルス信号である発光トリガパルスであってもよい。
図5A及び図5Bは、それぞれ、発光トリガ信号生成部552における信号のタイミングチャート例を示す。具体的には、図5A及び図5Bは、それぞれ、通過タイミング信号SA及び遅延回路564からの発光トリガ信号SDのタイミングチャート例を示す。図5A及び図5Bに示すように、発光トリガ信号SDにおける各パルスは、通過タイミング信号SAにおける対応パルスに対して遅延時間tdだけ遅延し得る。
ターゲット27が正常に供給されている場合、通過タイミング信号SAにおける検出パルスの時間間隔Tは、所定の範囲内となり得る。つまり、Tmin≦T≦Tmaxが成立し得る。発光トリガ信号SDにおける発光トリガパルスも、同じ周期で生成され得る。以下、検出パルスの時間間隔Tにおける所定の範囲を、許容範囲と呼称する。
しかし、上述のように、サテライト生成や異物の混入等、ドロップレットの生成異常により、通過タイミング信号SAにおける検出パルスの時間間隔Tが、Tminより短く又はTmaxより長くなり得る。
例えば、図5Aにおいて、通過タイミング信号におけるパルス501とパルス502との間の時間間隔Tは、Tmin未満であり得る。同様に、パルス505とパルス506との間の時間間隔Tは、Tmin未満であり得る。通過タイミング信号SAにおけるパルスの時間間隔に応じて、発光トリガ信号SDにおいて、パルス531とパルス515との間の時間間隔Tは、Tmin未満であり得る。さらに、パルス518とパルス519との間の時間間隔Tは、Tmin未満であり得る。
図5Bにおいて、検出パルス901と検出パルス902との間の時間間隔Tは、Tmaxより長くあり得る。通過タイミング信号SAにおけるパルスの時間間隔に応じて、発光トリガパルス915と発光トリガパルス917との間の時間間隔Tは、Tmaxより長くあり得る。
上述のように、レーザシステム3への発光トリガの時間間隔が許容範囲(Tmin≦T≦Tmax)を外れている場合、レーザシステム3からプラズマ生成領域25に出力されるパルスレーザ光のエネルギ及び波形が変形し、EUV光のエネルギが大きく変化し得る。以下に説明するように、本開示における発光トリガ信号生成部552は、発光トリガの出力間隔が許容範囲に入るように、発光トリガ信号SDを生成し得る。
5.レーザ装置への発光トリガの制御
5.1 第1の実施形態
(構成)
図6は、第1の実施形態における、レーザ制御部55及びレーザシステム3の構成例を模式的に示している。本実施形態のレーザ制御部55は、通過タイミング信号SAにおける連続する第1及び第2の検出パルスの時間間隔が所定時間よりも短い場合に、第2の検出パルスに対応する発光トリガパルスの出力を省いてもよい。これにより、レーザ装置3におけるマスタオシレータ351の発光間隔が短いことによるパルスレーザ光の変動を抑制し得る。
レーザ制御部55は、発光トリガ制御部551及び発光トリガ信号生成部552を含んでもよい。発光トリガ信号生成部552は、ワンショット回路561、インバータ562、AND回路563、遅延回路564を含んでもよい。発光トリガ信号生成部552は、発光トリガ信号SDを生成し、レーザシステム3に出力してもよい。
発光トリガ制御部551は、発光トリガ信号SDの生成を制御してもよい。発光トリガ制御部551は、パルス幅設定信号SPWを介して、ワンショット回路561のパルス幅Tshを設定してもよい。発光トリガ制御部551は、遅延時間設定信号SDTにより、遅延回路564の遅延時間tdを設定してもよい。発光トリガ制御部551は、ターゲットセンサ4からの通過タイミング信号SAを受信してもよい。あるいは、発光トリガ信号生成部552は、発光トリガ制御部551を介することなく、通過タイミング信号SAを受信してもよい。
ワンショット回路561の入力は、発光トリガ制御部551の出力に接続してもよい。ワンショット回路561は、発光トリガ制御部551から通過タイミング信号SAを受信してもよい。ワンショット回路561は、入力信号の立下りエッジに応答して、パルス幅Tshのパルス信号を出力してもよい。インバータ562の入力は、ワンショット回路561の出力に接続してもよい。
AND回路563の一つの入力は、インバータ562の出力に接続してもよい。AND回路563の他の一つの入力は、発光トリガ制御部551の出力に接続してもよい。AND回路563は、発光トリガ制御部551から通過タイミング信号SAを受信してもよい。遅延回路564の入力は、AND回路563の出力に接続してもよい。遅延回路564は、レーザシステム3に、発光トリガ信号SDを出力してもよい。発光トリガ信号生成部552における信号SA〜SDの詳細は後述する。
レーザシステム3は、マスタオシレータ351、並びに、第1の増幅器352、第2の増幅器353及び第3の増幅器354を含んでもよい。マスタオシレータ351は、パルスレーザ光を生成し、出力するレーザ装置であり得る。マスタオシレータ351、第1の増幅器352、第2の増幅器353及び第3の増幅器354は、直列に接続されてもよいマスタオシレータ351は、Qスイッチを含むCO2レーザであってもよい。増幅器352〜354は、CO2レーザガスを含む増幅器であってもよい。増幅器の数は設計に依存し得る。増幅器352〜354は省略されていてもよい。
(動作)
図6を参照すると、発光トリガ制御部551は、ターゲットセンサ4から通過タイミング信号SAを受信し、ワンショット回路561及びAND回路563に出力してもよい。たとえば、ワンショット回路561は、通過タイミング信号SAの立下りエッジにおいて、パルス幅Tshのパルスを出力してもよい。つまり、ワンショット回路561は、通過タイミング信号SAがHighレベルであるONからLowレベルであるOFFに変化するタイミングを検出し、その検出タイミングを示すパルスを生成してもよい。
インバータ562は、ワンショット回路561からの出力信号を受信し、受信した信号を反転した出力信号SBを生成してもよい。インバータ562からの出力信号SBは、AND回路563に入力されてもよい。
AND回路563は、発光トリガ制御部551からの通過タイミング信号SAとインバータ562からの出力信号SBとを受信してもよい。AND回路563は、受信した通過タイミング信号SA及びインバータ出力信号SBのAND信号SCを生成してもよい。AND回路563から出力されるAND信号SCは、二つの入力信号SA、SBが共にONのときONであり、少なくとも一方がOFFのときにOFFであり得る。
AND回路563は、AND信号SCを、遅延回路564に出力してもよい。遅延回路564は、AND信号SCに応じて発光トリガ信号SDを生成し、マスタオシレータ351に出力してもよい。遅延回路564は、受信したAND信号SCを遅延時間tdだけ遅延させて生成される発光トリガ信号SD、を出力してもよい。
発光トリガ信号SDは、AND信号SCに規定の遅延時間tdが与えられた信号であってもよい。遅延時間tdは、ターゲットセンサ4によって検出されたターゲット27がプラズマ生成領域25に到達するタイミングで、パルスレーザ光がプラズマ生成領域25に集光されるような遅延時間であり得る。
遅延時間tdは、例えば、以下の式によって与えられ得る。
td=L/v−α
Lは、ターゲット検出位置40からプラズマ生成領域25の中心位置までの距離でもよい。vは、ターゲット27の速度でもよい。αは、レーザシステム3にパルスレーザ光の発光を指示する発光トリガが出力されてから、パルスレーザ光がプラズマ生成領域25で集光されるまでの所要時間でもよい。
レーザシステム3のマスタオシレータ351は、レーザ制御部55の遅延回路564から発光トリガ信号SDを受信してもよい。マスタオシレータ351は、発光トリガ信号SDに従って、パルスレーザ光を出力してもよい。マスタオシレータ351は、例えば、発光トリガ信号SDにおけるパルスの立下りエッジに応答してパルスレーザ光を出力してもよい。発光トリガ信号におけるパルスは、マスタオシレータ351にパルスレーザ光の発光(出力)を指示する発光トリガであり得る。
マスタオシレータ351から出力されたパルスレーザ光は、第1の増幅器352によって増幅されてもよい。第1の増幅器352によって増幅されて出力されたパルスレーザ光は、第2の増幅器353によってさらに増幅され、第2の増幅器353によって増幅されて出力されたパルスレーザ光が、第3の増幅器354によってさらに増幅されてもよい。
図7は、発光トリガ信号生成部552における信号のタイミングチャート例を示す。本タイミングチャート例は、発光トリガ信号生成部552における信号間の関係を示す。具体的には、図7は、通過タイミング信号SA、インバータ562の出力信号SB、AND回路563の出力信号SC、遅延回路564からの発光トリガ信号SDのタイミングチャートを示す。
通過タイミング信号SAにおいて、検出パルス501〜506は、ターゲットの検出を示す検出信号であり得る。検出パルス501、503〜505は、所望のターゲット27の検出により生成されたパルスであり得る。一方、検出パルス502、506は、所望のターゲット27とは異なるターゲットの検出により生成されたパルスであり得る。例えば、検出パルス502は、出力が早すぎるドロップレットの検出により生成されたパルスであり、検出パルス506はサテライトの検出により生成されたパルスであり得る。
上述のように、ターゲット27が正常に供給されている場合、通過タイミング信号SAにおける検出パルスの時間間隔Tは、許容範囲内となり得る。つまり、Tmin≦T≦Tmaxが成立し得る。発光トリガ信号SDにおける発光トリガのパルスも、同じ周期で生成され得る。
Tminは発光トリガの時間間隔の最小許容値であり得る。Tmaxは発光トリガの時間間隔の最大許容値であり得る。
一方、上述のように、ドロップレットの生成異常により、通過タイミング信号SAにおける検出パルスの時間間隔Tが、Tminより短い又はTmaxより長くなり得る。図7において、検出パルス501と検出パルス502との間の時間間隔Tは、Tmin未満であり得る。同様に、検出パルス505と検出パルス506との間の時間間隔Tは、Tmin未満であり得る。後述するように、発光トリガ信号生成部552は、発光トリガの出力間隔がTmin未満となることがないように、発光トリガ信号SDを生成し得る。
通過タイミング信号SAの検出パルス501は、Twのパルス幅を有し得る。Twは、正常に生成された各ターゲット27の検出により生成されるパルスのパルス幅である。検出パルス501の立下りエッジにおいて、ワンショット回路561の出力信号は、OFFからONに変化してもよい。インバータ出力信号SBは、ワンショット回路561の出力信号の反転信号であってもよい。検出パルス501の立下りエッジにおいて、インバータ出力信号SBは、ONからOFFに変化してもよい。
通過タイミング信号SAの検出パルス502の立下りエッジは、インバータ出力信号SBがOFFである間に存在し得る。ワンショット回路561は、入力信号の立下りエッジを検出すると、パルス幅Tshのカウント値をリセットしてもよい。つまり、ワンショット回路561からの出力信号のパルス幅Tshは、直前の入力信号SAの立下りエッジからの時間であり得る。
Tsh、Tmin、Twの間において、例えば、次の関係、Tsh=Tmin−Twが成立してもよい。パルス幅Tshは、設計者により予め設定される値であってもよい。設計者は、システム構成に応じてTmin及びTwを決定し、それらの値からTshを決定してもよい。
検出パルス502の立下りエッジからTshの時間が経過したときに、ワンショット回路561の出力信号は、ONからOFFに変化してもよい。つまり、検出パルス502の立下りエッジからTshの時間が経過した時に、インバータ出力信号SBはOFFからONに変化してもよい。検出パルス502の立下りエッジからインバータ出力信号SBのパルス507の立上りエッジまでの時間は、Tshであってもよい。
AND回路出力信号SCは、インバータ出力信号SBと通過タイミング信号SAの双方がONであるとき、ONであり得る。したがって、検出パルス502に対応するパルス510は、生成され得なくてもよい。同様に、AND回路出力信号SCのパルス510に対応する発光トリガ信号の発光トリガパルス515も、生成され得なくてもよい。
通過タイミング信号SAの検出パルス503は、インバータ出力信号SBがONである間に、出力され得る。したがって、検出パルス503から、AND回路出力信号SCのパルス511が生成され得る。
発光トリガ信号SDの発光トリガパルス516は、AND回路出力信号SCのパルス511から生成され得る。発光トリガパルス516は、AND回路出力信号SCのパルス511に対して、遅延回路564により遅延時間tdだけ遅延し得る。
インバータ出力信号SBは、パルス507の立下りエッジからTsh経過した時に、OFFからONに変化してもよい。パルス507の立下りエッジからインバータ出力信号SBのパルス508の立上りエッジまでの時間は、Tshであってもよい。インバータ出力信号SBは、通過タイミング信号SAのパルス504の立下りエッジにおいて、ONからOFFに変化してパルス508の立下りエッジを形成してもよい。
通過タイミング信号SAのパルス504は、インバータ出力信号SBがONである時間に、出力され得る。したがって、パルス504から、AND回路出力信号SCのパルス512が生成され得る。
発光トリガ信号SDの発光トリガパルス517は、AND回路出力信号SCのパルス512から生成され得る。発光トリガパルス517は、AND回路出力信号SCのパルス512に対して、遅延回路564により遅延時間tdだけ遅延し得る。
パルス505、509、513及び518の間の関係は、パルス504、508、512及び517の間の関係と同様であり得る。パルス506、存在しないパルス514及び存在しない519の間の関係は、パルス502、存在しない510及び存在しない515の間の関係と同様であり得る。
(作用)
上記構成によれば、ターゲット(ドロップレット)の検出パルスの時間間隔Tが許容最小値Tminよりも短い場合に、発光トリガパルスを出力することを抑制し得る。その結果、レーザシステム3から出力されるパルスレーザ光のパルスエネルギの減少とパルス幅の変化を抑制し得る。これにより、EUV光のパルスエネルギの変動とレーザシステム3の破損を抑制し得る。
(他の構成例)
図8及び図9は、第1の実施形態における他の構成例を示す。以下においては、図6及び図7を参照して説明した構成例との相違点について主に説明する。図8は、レーザ制御部55及びレーザシステム3の他の構成例を模式的に示している。図9は、図8の構成例の発光トリガ信号生成部552における信号のタイミングチャート例を示す。
(構成)
図8を参照して、発光トリガ信号生成部552は、図6に示す構成例におけるワンショット回路561及びインバータ562に代えて、AND回路566、タイマ567、RSフリップフロップ568及び立下りエッジ検出回路569を含んでいてもよい。発光トリガ制御部551は、タイマ設定信号STにより、タイマ567の設定時間を設定してもよい。設定される時間は、Tminであってもよい。
立下りエッジ検出回路569の入力は、発光トリガ制御部551の出力に接続してもよい。立下りエッジ検出回路569は、発光トリガ制御部551から通過タイミング信号SAを受信してもよい。立下りエッジ検出回路569は、入力信号の立下りエッジに応答して比較的短いパルス幅のパルスを出力してもよい。
AND回路566の一つの入力は、立下りエッジ検出回路569の出力に接続していてもよい。AND回路566の他の一つの入力は、RSフリップフロップ568の反転出力である反転Q端子に接続していてもよい。タイマ567の入力は、AND回路566の出力に接続していてもよい。
タイマ567は、入力信号の立上りエッジを計測開始トリガとして検出すると、時間の計測を開始してもよい。タイマ567は、入力信号の立上りエッジから設定時間が経過したとき、パルスを出力してもよい。設定時間は、Tminであってもよい。タイマ567は、時間を計測している間に入力信号の立上りエッジを検出すると、時間の計測値をリセットし、時間の計測を最初からやり直してもよい。
RSフリップフロップ568のセット入力であるS端子は、立下りエッジ検出回路569の出力に接続していてもよい。RSフリップフロップ568のリセット入力であるR端子は、タイマ567の出力に接続していてもよい。RSフリップフロップ568の反転出力は、AND回路563の一つの入力に接続していてもよい。RSフリップフロップ568の反転出力信号SFは、AND回路563及びAND回路566に入力されてもよい。
(動作)
ターゲットが検出されると、発光トリガ制御部551は、通過タイミング信号SAを受信し、検出パルスを出力してもよい。RSフリップフロップ568は、検出パルスに対応するON信号をAND回路563に出力してもよい。AND回路563は、RSフリップフロップ568からのON信号及び通過タイミング信号SAにおけるパルスから、パルスを生成して遅延回路564に出力してもよい。
タイマ567は、通過タイミング信号SAにおける検出パルスに応答して、時間計測を開始してもよい。タイマ567が時間計測している間、RSフリップフロップ568は、セット入力への入力信号のON/OFFによらず、反転出力においてOFF信号を維持してもよい。したがって、タイマ567が時間を計測している間、ターゲットが検出されて通過タイミング信号SAにおける検出パルスが入力されても、AND回路563及び遅延回路564は発光トリガパルスを生成しなくてもよい。
タイマ567は、計測時間が設定時間になると、パルスを出力してもよい。RSフリップフロップ568は、リセット入力信号のOFFからONへの変化に応じて、AND回路563に入力される反転出力信号を、OFFからONに変化させてもよい。その後、通過タイミング信号SAにおける検出パルスが入力されると、AND回路563及び遅延回路564は発光トリガパルスを生成し、出力してもよい。また、タイマ567は、時間計測を開始してもよい。
図8のブロック図及び図9のタイミングチャートを参照して、本例の発光トリガ信号生成部552の動作の一例を説明する。図8に示すように、発光トリガ制御部551は、通過タイミング信号SAを受信して検出パルス501を、立下りエッジ検出回路569及びAND回路563に出力してもよい。検出パルス501の立下りエッジにおいて、変化前のRSフリップフロップ568の反転出力信号SFは、ONであってもよい。
AND回路566は、RSフリップフロップ568の反転出力信号SFと、立下りエッジ検出回路569の出力信号とを受信してもよい。検出パルス501の立下りエッジにおいて、変化前のRSフリップフロップ568の反転出力信号SFはONであってもよい。
立下りエッジ検出回路569は、検出パルス501の立下りエッジを検出し、パルス701を出力してもよい。つまり、立下りエッジ検出回路569の出力信号は、OFFからONに変化し得る。したがって、AND回路566は、出力信号をOFFからONに変化させ得る。
タイマ567は、AND回路566からの出力信号の立上りエッジを検出すると、時間計測を開始してもよい。時間計測の間、タイマ567の出力信号はOFFであってもよい。つまり、パルス501の立下りエッジにおいて、RSフリップフロップ568のリセット入力信号は、OFFであってもよい。
RSフリップフロップ568のセット入力信号は、立下りエッジ検出回路569の出力信号SGであってもよい。したがって、検出パルス501の立下りエッジにおいて、RSフリップフロップ568のセット入力信号SGは、OFFからONに変化し得る。この結果、RSフリップフロップ568の反転出力信号SFは、ONからOFFに変化し得る。
パルス501からTminの時間が経過する前に、検出パルス502が入力されてもよい。立下りエッジ検出回路569は、検出パルス502の立下りエッジを検出して、パルス702を出力してもよい。RSフリップフロップ568のセット入力信号は、OFFからONに変化し得る。
RSフリップフロップ568のリセット入力信号はOFFであり、RSフリップフロップ568は、反転出力信号SFをOFFに維持し得る。このため、検出パルス502に対応するAND回路出力信号SCにおけるパルス510及び発光トリガ信号SDにおける発光トリガパルス515は、生成されなくてもよい。
タイマ567は、検出パルス501の立下りエッジからTmin経過したとき、パルスを出力してもよい。RSフリップフロップ568のリセット入力信号は、OFFからONに変化し得る。このとき、RSフリップフロップ568のセット入力信号は、OFFであり得る。RSフリップフロップ568の反転出力信号SFは、立上りエッジ707として示すように、OFFからONに変化し得る。その後、RSフリップフロップ568のセット入力信号は、通過タイミング信号SAの検出パルスが入力されるとONからOFFに変化し得る。
RSフリップフロップ568の反転出力信号SFがOFFからONに変化した後、通過タイミング信号SAのパルス503が入力されてもよい。RSフリップフロップ568の反転出力信号SFがONであるので、AND回路563は、パルス503からパルス511を生成し、出力し得る。
遅延回路564は、AND回路出力信号SCにおけるパルス511から、パルス511よりも遅延時間tdだけ遅延した発光トリガパルス516を生成し、レーザシステム3に出力してもよい。
図9において、パルス504、704、512、517の関係及びこれらパルスの生成に関する発光トリガ信号生成部552の動作は、パルス503、703、511、516と同様であり得る。パルス505、705、513、518の関係及びこれらパルスの生成に関する発光トリガ信号生成部552の動作は、パルス503、703、511、516と同様であり得る。
パルス506、706、存在しないパルス514、存在しないパルス519の関係及びこれらパルスの生成に関する発光トリガ信号生成部552の動作は、パルス502、702、存在しないパルス510、存在しないパルス515と同様であり得る。
(作用)
上記構成によれば、ターゲットの検出パルスの時間間隔Tが許容最小値Tminよりも短い場合に、発光トリガパルスを出力することを抑制し得る。その結果、レーザシステム3から出力されるパルスレーザ光のパルスエネルギの減少とパルス幅の変化を抑制し得る。これにより、EUV光のパルスエネルギの変動とレーザシステム3の破損を抑制し得る。
上記構成は、検出パルスに対応する発光トリガパルスを生成した後、当該検出パルスからタイマに設定されたTminが経過した直後の検出パルスに応答して、次の発光トリガパルスを生成し得る。このため、発光トリガパルスの時間間隔が長くなり過ぎることを抑制し得る。
5.2 第2の実施形態
図10及び図11を参照して、第2の実施形態を説明する。以下においては、主に、第1の実施形態の相違点を説明する。第2の実施形態のレーザ制御部55は、サテライトを含むターゲットの検出に応じた発光トリガパルスに加え、ダミーの発光トリガパルスを生成してレーザシステム3へ出力してもよい。これにより、レーザシステム3から出力されるパルスレーザ光の安定性を改善し得る。
(構成)
図10は、第2の実施形態におけるレーザ制御部55及びレーザシステム3の構成例を模式的に示している。発光トリガ制御部551は、図6に示す構成に加え、OR回路575、577及びタイマ576を含んでいてもよい。
タイマ576は、計測開始トリガの検出から、設定されている時間が経過したときに、パルスを出力してもよい。発光トリガ制御部551は、タイマ設定信号ST2によって、タイマ576の設定時間を設定してもよい。設定時間は、例えば、レーザシステム3に出力する発光トリガパルスの最大許容時間間隔Tmaxでもよい。
タイマ576は、例えば、計測開始トリガとしての入力信号の立上りエッジに応答して、時間計測を開始してもよい。時間計測中に計測開始トリガを検出すると、タイマ576は、計測時間をリセットし、最初から時間計測をやり直してもよい。
OR回路575の一方の入力は発光トリガ制御部551の出力に接続し、もう一方の入力はタイマ576の出力に接続していてもよい。発光トリガ制御部551からOR回路575には、通過タイミング信号SAが入力されてもよい。タイマ576の入力はOR回路575の出力に接続されていてもよい。
OR回路577の一方の入力は発光トリガ制御部551の出力に接続し、もう一方の入力はタイマ576の出力に接続していてもよい。発光トリガ制御部551からOR回路577には、通過タイミング信号SAが入力されてもよい。OR回路577の出力は、ワンショット回路561の入力及びAND回路563の入力に接続していてもよい。
図10に示すように、OR回路575、577及びタイマ576からなる前段回路と、ワンショット回路561、インバータ562及びAND回路563からなる後段回路とは、直列に接続されていてもよい。
(動作)
OR回路575、577及びタイマ576からなる前段回路の動作を説明する。後段回路の動作は、第1の実施形態において図6及び図7を参照して説明した通りである。OR回路575、577及びタイマ576からなる前段回路は、通過タイミング信号SAにおける前回の検出パルスからタイマ576に設定されている設定時間が経過すると、ダミー検出パルスを生成し、後段回路に出力してもよい。ここで、ダミー検出パルスとは、サテライトを含むターゲットの検出に対応ぜずに生成されるパルスを意味する。
図11は、発光トリガ信号生成部552における信号のタイミングチャート例を示している。具体的には、図11は、通過タイミング信号SA、OR回路577の出力信号SH、AND回路563の出力信号SC、そして、発光トリガ信号SDのタイミングチャート例を示している。
通過タイミング信号の検出パルス901が入力されると、OR回路577は、出力信号SHにおいてパルス905を出力してもよい。後段回路において、AND回路563は、出力信号SCにおいて、パルス905に対応するパルス910を出力してもよい。遅延回路564は、パルス910を遅延させた発光トリガパルス915を出力してもよい。
タイマ576は、OR回路575を介して、検出パルス901を受信してもよい。タイマ576は、検出パルス901の立上りエッジから、設定時間Tmaxの計測を開始してもよい。タイマ576は、時間計測中に新たなパルスを受信すると、計測時間をリセットして、時間の計測を始めからやり直してもよい。
タイマ576が時間Tmaxの計測を終了するまで、通過タイミング信号SAにおける新たな検出パルスが入力されない場合、タイマ576は、計測終了時に、パルスを出力してもよい。タイマ576からのパルスは、ダミー検出パルスであり得る。
OR回路577は、タイマ576からのダミー検出パルスに対応するパルス906を、出力してもよい。後段回路において、AND回路563は、出力信号SCにおいて、パルス906に対応するパルス911を出力してもよい。遅延回路564は、パルス911を遅延させたダミー発光トリガパルス916をダミー発光トリガとして出力してもよい。
パルス902、907、912、917の関係及びこれらパルスの生成に関する発光トリガ信号生成部552の動作は、パルス901、905、910、915と同様であり得る。
(作用)
第1の実施形態における図6及び図7を参照しても説明したように、上記構成におけるワンショット回路561、インバータ562及びAND回路563は、一部のターゲット検出パルスに対応した発光トリガパルスの出力を省略し得る。これにより、発光トリガパルスの時間間隔が最小許容値より小さくなることを抑制し得る。
一方、上記構成におけるOR回路575、577及びタイマ576は、前回の発光トリガパルスの出力から所定時間経過すると、ダミー発光トリガパルスを生成し得る。これにより、レーザシステム3に出力する発光トリガパルスの時間間隔が最大許容値よりも大きくなることを抑制し得る。このように、本実施形態の構成によれば、発光トリガパルスの時間間隔Tを、最大許容値と最小許容地の間に維持し得る。
なお、上記構成例において、発光トリガパルスの時間間隔が最小許容値よりも小さくなることを抑制する後段回路を省略してもよい。この構成によっても、発光トリガパルスの時間間隔が最大許容値以下の範囲に維持し得る。後段回路は、図8に示す構成を有していてもよい。
5.3 第3の実施形態
図12及び図13を参照して第3の実施形態を説明する。以下においては、第2の実施形態との相違点を主に説明する。本実施形態のEUV光生成システム11は、ダミー発光トリガパルスに応じて出力されたパルスレーザ光を遮蔽してもよい。これによって、ダミー発光トリガパルスによる望ましくないパルスレーザ光がプラズマ生成領域25に照射されることを抑制し得る。
(構成)
図12は、第3の実施形態におけるレーザ制御部55及びレーザシステム3の構成例を模式的に示している。発光トリガ制御部551は、図10に示す構成に加え、ワンショット回路581及びインバータ582を含んでいてもよい。レーザシステム3は、図10に示す構成に加え、光シャッタ355を含んでいてもよい。
ワンショット回路581の入力は、タイマ576の出力に接続していてもよい。ワンショット回路581の出力はインバータ582の入力に接続していてもよい。インバータ582の出力は、光シャッタ355の入力に接続していてもよい。
ワンショット回路581は、入力信号の立上りエッジを検出すると、パルス幅Tsh2のパルスを出力してもよい。パルス幅Tsh2は、パルスレーザ光を遮蔽する時間を示し得る。パルス幅Tsh2は、ワンショット回路581に立上りエッジが入力されてから、増幅器354からのダミー発光トリガパルスによるパルスレーザ光出力が停止するまでの時間以上の長さを有していてもよい。
ワンショット回路581には、予めパルス幅Tsh2の値が設定されていてもよい。発光トリガ制御部551が、パルス幅Tsh2の値をワンショット回路581に設定してもよい。
レーザシステム3は、マスタオシレータ351により生成されたパルスレーザ光の光路上に配置された光シャッタ355を含んでもよい。光シャッタ355は、例えば、増幅器354によって増幅されて出力されたパルスレーザ光の光路に配置されてもよい。若しくは、光シャッタ355は、マスタオシレータ351と増幅器352との間、増幅器352と増幅器353との間、又は、増幅器353と増幅器354との間のパルスレーザ光の光路に配置されてもよい。
光シャッタ355は、パルスレーザ光を吸収し又は反射することでパルスレーザ光を遮蔽してもよい。例えば、光シャッタ355は、パルスレーザ光の透過と反射を切り替えて、パルスレーザ光の光路を、第1の光路と不図示の第2の光路とに切り替えてもよい。
第1の光路は、パルスレーザ光が、プラズマ生成領域25で集光される光路であってもよい。第2の光路は、パルスレーザ光が、プラズマ生成領域25の外を通って不図示のレーザダンパに吸収される光路であってもよい。光シャッタ355は、このようにパルスレーザ光の光路を切り替えることにより、プラズマ生成領域25への光路を開閉してもよい。
光シャッタ355が開いているとき、パルスレーザ光は光シャッタ355を透過して、プラズマ生成領域25への第1の光路を進み得る。光シャッタ355が閉じているとき、パルスレーザ光は光シャッタ355により反射されて、第2の光路を進み得る。光シャッタ355への制御信号がONのとき光シャッタ355は開いており、制御信号がOFFのとき光シャッタ355は閉じていてもよい。光シャッタ355が閉じているとき、パルスレーザ光は遮蔽され得る。
光シャッタ355は、どのような構成を有していてもよい。例えば、光シャッタ355は、ポッケルスセルと、偏光子とを含んで構成されていてもよい。ポッケルスセルは印加電圧によりλ/2板として機能し得る。光シャッタ355は、音響光学素子と、圧電素子とを含んで構成されていてもよい。音響光学素子は、与えられた振動に応じてパルスレーザ光を回折させ得る。
(動作)
第2の実施形態において説明したように、通過タイミング信号における検出パルス間隔TがTmaxよりも長い場合、タイマ576は、パルスを出力してもよい。当該パルスは、ダミー検出パルスであり得る。
ワンショット回路581は、タイマ576から、ダミー検出パルスを受信してもよい。ワンショット回路581は、ダミー検出パルスの立上りエッジに応答して、パルス幅Tsh2のパルスを出力してもよい。インバータ582は、ワンショット回路581からの信号を反転して出力してもよい。
インバータ582は、光シャッタ制御信号SKにおいて、ワンショット回路581からのパルスを反転したパルスを光シャッタ355に出力してもよい。光シャッタ355に入力される反転パルスは、パルス幅Tsh2を有し得る。光シャッタ355は、反転パルスを受信しているパルス幅Tsh2の間、閉じていていもよい。閉じた光シャッタ355により、パルスレーザ光の透過が抑制され得る。
タイマ576からのダミー検出パルスに応じたダミー発光トリガが、マスタオシレータ351に入力され得る。マスタオシレータ351は、入力されたダミー発光トリガパルスに応答して、パルスレーザ光を発光し得る。マスタオシレータ351からのパルスレーザ光は、増幅器352〜354により増幅され、増幅器354から増幅されたパルスレーザ光が出力され得る。光シャッタ355は、インバータ582からの光シャッタ制御信号SKに従って閉じており、増幅器354からの増幅パルスレーザ光の透過を抑制し得る。
一方、通過タイミング信号SAにおける検出パルス間隔TがTmax以下の場合、タイマ576からのダミー検出パルスの出力はなく、光シャッタ制御信号SKはONであり得る。つまり、光シャッタ355は開いており、増幅器354からの増幅パルスレーザ光は光シャッタ355を透過し得る。
図13は、発光トリガ信号生成部552の信号及びレーザシステム3におけるパルスレーザ光のタイミングチャート例を示している。図13は、図11が示すタイミングチャート例に加え、マスタオシレータ351から出力されるパルスレーザ光LA、光シャッタ355への制御信号SK及びレーザシステム3から露光装置6へ出力されるパルスレーザ光LBのタイミングチャートを示す。
図13において、マスタオシレータ発光パルスレーザ光LA、光シャッタ制御信号SK及び出力パルスレーザ光LBのタイミングチャート以外のタイミングチャートは、図11におけるタイミングチャートと同様である。マスタオシレータ351は、発光トリガパルス915〜919のそれぞれに応答して、レーザ光パルス1101〜1105を出力してもよい。
タイマ576からのダミー検出パルスに応じて、OR回路出力信号SHにおけるパルス906、AND回路出力信号SCにおけるパルス911、発光トリガ信号SDにおけるダミー発光トリガパルス916、そして、マスタオシレータ発光パルスレーザ光LAにおけるレーザ光パルス1102が生成され得る。
光シャッタ制御信号SKは、タイマ576からのダミー検出パルスに従って、ONからOFFに変化し得る。光シャッタ制御信号SKがOFFである時間は、ワンショット回路581のパルス幅Tsh2であり得る。マスタオシレータ発光パルスレーザ光LAにおけるレーザ光パルス1102は、光シャッタ制御信号SKがOFFである時間内に出力され、光シャッタ355により遮蔽され得る。そのため、マスタオシレータ351からのレーザ光パルス1102によるレーザシステム3からの出力レーザ光パルスは、抑制され得る。
(作用)
本実施形態の構成によれば、通過タイミング信号SAにおける検出パルス間隔Tが、Tmaxよりも長い場合、ダミー発光トリガパルスによって、マスタオシレータ351はパルスレーザ光を発光し得る。これにより、マスタオシレータ351からのパルスレーザ光の変動を抑制し得る。
さらに、ダミー発光トリガパルスによってマスタオシレータ351から出力されたパルスレーザ光は、光シャッタによって遮蔽され得る。その結果、ダミー発光トリガパルスによって、プラズマ生成領域25にパルスレーザ光が照射されるのを抑制し得る。これにより、ダミー発光トリガパルスによるパルスレーザ光によるデブリの増加を抑制し得る。チャンバ2内部に存在するガスや検出されなかったターゲットの飛沫等がプラズマ生成領域25に存在する場合、パルスレーザ光が照射されるとプラズマが生成しデブリが発生し得る。デブリは、プラズマから飛散する高速イオンや中性粒子等の飛散粒子のことであってもよく、EUV集光ミラー23等の光学部品をスパッタあるいは付着して光学性能を劣化させ得る。
5.4 第4の実施形態
図14を参照して第4の実施形態を説明する。以下においては、第3の実施形態との相違点を主に説明する。本実施形態のレーザシステム3は、メインレーザ装置に加え、プリパルスレーザ装置を含んでいていてもよい。
本実施形態のEUV光生成システム11は、ダミー発光トリガパルスによりメインレーザ装置から出力されるメインパルスレーザ光に加え、ダミー発光トリガパルスによりプリパルスレーザ装置から出力されるプリパルスレーザ光を遮蔽してもよい。これにより、ダミー発光トリガパルスによる望ましくないパルスレーザ光がプラズマ生成領域25に照射されることを抑制し得る。
(構成)
図14は、第4の実施形態におけるレーザ制御部55及びレーザシステム3の構成例を模式的に示している。レーザシステム3は、図12に示す構成に加え、プリパルスレーザ装置361、光シャッタ362、高反射ミラー363及びダイクロイックミラー364を含んでいてもよい。プリパルスレーザ装置361は、YAGレーザ装置等の固体レーザ装置であってもよい。
本実施形態において、マスタオシレータ351を、メインパルスレーザ装置と称することがある。マスタオシレータ351、増幅器352、353及び354並びに光シャッタ355を含んで構成される装置を、メインパルスレーザシステムと称することがある。マスタオシレータ351が発光したレーザ光及びその増幅光を、メインパルスレーザ光と称することがある。
図14を参照して、光シャッタ355は、マスタオシレータ351と増幅器352との間の光路上に配置されていてもよい。メインパルスレーザ光の光路には、ダイクロイックミラー364が配置されていてもよい。メインパルスレーザ光は、ダイクロイックミラー364に入射してもよい。ダイクロイックミラー364は、メインパルスレーザ光を高い透過率で、露光装置6への光路に透過させてもよい。
プリパルスレーザ装置361は、プリパルスレーザ光を出力してもよい。プリパルスレーザ光は、メインパルスレーザ光に含まれる波長成分と異なる波長成分を含んでもよい。プリパルスレーザ光の光路には、光シャッタ362が配置されていてもよい。光シャッタ362は、光シャッタ355と同様に、光シャッタ制御信号SKに応じて、プリパルスレーザ光の光路を切り替えることで、プリパルスレーザ光を遮蔽してもよい。
プリパルスレーザ光の光路には、高反射ミラー363が配置されてもよい。高反射ミラー363は、プリパルスレーザ光を高い反射率で反射してもよい。高反射ミラー363によって反射されたプリパルスレーザ光は、ダイクロイックミラー364に入射してもよい。ダイクロイックミラー364は、プリパルスレーザ光を高い反射率で露光装置6への光路に反射してもよい。これにより、メインパルスレーザ光と、プリパルスレーザ光とは、いずれもプラズマ生成領域25に導かれ得る。ダイクロイックミラー364は、プリパルスレーザ光とメインパルスレーザ光の光路が略一致するように配置されていてもよい。
発光トリガ制御部551は、図12に示す構成に加え、遅延回路584を含んでいてもよい。遅延回路584の入力は遅延回路564の出力に接続していてもよい。遅延回路584からの出力信号は、マスタオシレータ351に入力されてもよい。
遅延回路564の出力信号は、プリパルスレーザ装置361に入力されてもよい。遅延回路584の遅延時間は、プリパルスレーザ装置361への発光トリガの入力とメインパルスレーザ装置への発光トリガの入力との間の遅延時間であり得る。発光トリガ制御部551は、遅延回路584に所定の遅延時間を設定してもよい。
インバータ582の出力は、光シャッタ355及び362の双方の入力に接続していてもよい。光シャッタ355及び362の双方に、同一の光シャッタ制御信号SKが入力されてもよい。光シャッタ355への光シャッタ制御信号は、光シャッタ362への光制御信号に対して所定の遅延時間だけ遅延されていてもよい。
(動作)
第2の実施形態において説明したように、通過タイミング信号における検出パルス間隔TがTmaxよりも長い場合、タイマ576は、パルスを出力してもよい。当該パルスは、ダミー検出パルスであり得る。
ワンショット回路581は、タイマ576から、ダミー検出パルスを受信してもよい。ワンショット回路581は、ダミー検出パルスの立上りエッジに応答して、パルス幅Tsh2のパルスを出力してもよい。インバータ582は、ワンショット回路581からの信号を反転して出力してもよい。
インバータ582は、光シャッタ制御信号SKにおいて、ワンショット回路581からのパルスを反転したパルスを光シャッタ362及び355に出力してもよい。光シャッタ362及び355に入力される反転パルスは、パルス幅Tsh2を有し得る。
光シャッタ362及び355は、反転パルスを受信しているパルス幅Tsh2の間、閉じていていもよい。閉じた光シャッタ362及び355により、それぞれ、メインパルスレーザ光及びプリパルスレーザ光の透過が抑制され得る。つまり、メインパルスレーザ光及びプリパルスレーザ光が遮蔽され得る。
タイマ576からのダミー検出パルスに対応するダミー発光トリガパルスが、プリパルスレーザ装置361及びマスタオシレータ351に入力され得る。マスタオシレータ351へのダミー発光トリガパルスは、プリパルスレーザ装置361へのダミー発光トリガパルスに対して、遅延回路584により遅延されていてもよい。
プリパルスレーザ装置361は、入力されたダミー発光トリガパルスに応答して、プリパルスレーザ光を発光し得る。光シャッタ362は、インバータ582からの光シャッタ制御信号SKに従って閉じており、プリパルスレーザ装置361からのプリパルスレーザ光の透過を抑制し得る。
マスタオシレータ351は、入力されたダミー発光トリガパルスに応答して、メインパルスレーザ光を発光し得る。光シャッタ355は、インバータ582からの光シャッタ制御信号SKに従って閉じており、マスタオシレータ351からのメインパルスレーザ光の透過を抑制し得る。
一方、通過タイミング信号における検出パルス間隔TがTmax以下の場合、タイマ576からのダミー検出パルスの出力はなく、光シャッタ362及び355の光シャッタ制御信号SKはONであり得る。つまり、光シャッタ362及び355は開いており、プリパルスレーザ装置361及びマスタオシレータ351からのパルスレーザ光は、それぞれ、光シャッタ362及び355を透過し得る。
(作用)
本実施形態によれば、通過タイミング信号SAにおける検出パルス間隔TがTmaxよりも長い場合、ダミー発光トリガパルスによって、マスタオシレータ351及びプリパルスレーザ装置361はパルスレーザ光を発光し得る。これにより、マスタオシレータ351及びプリパルスレーザ装置361からのパルスレーザ光の変動を抑制し得る。
さらに、ダミー発光トリガパルスによってマスタオシレータ351及びプリパルスレーザ装置361から出力されたパルスレーザ光は、光シャッタによって遮蔽され得る。その結果、ダミー発光トリガパルスによって、プラズマ生成領域25にパルスレーザ光を照射するのを抑制し得る。これにより、ダミー発光トリガパルスによるパルスレーザ光によるデブリの増加を抑制し得る。
上記の説明は、制限ではなく単なる例示を意図したものである。従って、添付の特許請
求の範囲を逸脱することなく本開示の実施形態に変更を加えることができることは、当業
者には明らかであろう。
上記実施形態において図示されている各構成要素の構成は一例であって、各要素は他の構成を有していてもよい。上記の各構成要素及び機能等は、それらの一部又は全部を、例えば電気回路で設計する等によりハードウェアで実現してもよい。また、上記の各構成要素及び機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実効することによりソフトウェアで実現してもよい。
ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換え得る。ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加え得る。各実施形態の構成の一部について、削除、他の構成の追加、他の構成による置換をし得る。
本明細書及び添付の特許請求の範囲全体で使用される用語は、「限定的でない」用語と
解釈されるべきである。例えば、「含む」又は「含まれる」という用語は、「含まれるも
のとして記載されたものに限定されない」と解釈されるべきである。「有する」という用
語は、「有するものとして記載されたものに限定されない」と解釈されるべきである。ま
た、本明細書及び添付の特許請求の範囲に記載される修飾句「1つの」は、「少なくとも
1つ」又は「1又はそれ以上」を意味すると解釈されるべきである。
1 EUV光生成装置、2 チャンバ、3 レーザシステム、4 ターゲットセンサ、5 光生成制御部、6 露光装置、11 EUV光生成システム、25 プラズマ生成領域、26 ターゲット供給部、27 ターゲット、51 ターゲット供給制御部、55 レーザ制御部、271 サテライト、351 マスタオシレータ、352〜354 増幅器、355 光シャッタ、361 プリパルスレーザ装置、362 光シャッタ、551 発光トリガ制御部、552 発光トリガ信号生成部、561 ワンショット回路、562 インバータ、563 AND回路、564 遅延回路、566 AND回路、567 タイマ、568 RSフリップフロップ、569 エッジ検出回路、575 OR回路、576 タイマ、577 OR回路、581 ワンショット回路、582 インバータ、584 遅延回路

Claims (7)

  1. ターゲットにパルスレーザ光を照射することによってプラズマを生成して極端紫外光を生成する、極端紫外光生成装置であって、
    レーザシステムからのパルスレーザ光が入射するプラズマ生成領域を収容するチャンバと、
    前記チャンバ内の前記プラズマ生成領域に複数のターゲットを順次供給するように構成されたターゲット供給部と、
    前記ターゲット供給部から出力され、前記ターゲット供給部と前記プラズマ生成領域との間の所定位置を通過したターゲット検出するように構成された、ターゲット検出部と、
    前記レーザシステムを制御するように構成されたレーザ制御部と、を含み、
    前記レーザ制御部は、
    前記ターゲット検出部からのターゲット検出を示す検出信号に従って、前記レーザシステムに含まれるレーザ装置にパルスレーザ光の発光を指示する発光トリガを生成して前記レーザシステムに出力し、
    前記レーザシステムに連続して出力する発光トリガの時間間隔が所定の範囲内に入るように、生成する発光トリガを調整する、極端紫外光生成装置。
  2. 請求項1に記載の極端紫外光生成装置であって、
    前記レーザ制御部は、前記ターゲット検出部からの連続する第1及び第2の検出信号の間の時間間隔が第1の時間よりも短い場合に、前記第2の検出信号に対応する発光トリガの出力を省く、極端紫外光生成装置。
  3. 請求項2に記載の極端紫外光生成装置であって、
    前記レーザ制御部は、前記ターゲット検出部から受信した前回の検出信号から次の検出信号を受信することなく第2の時間が経過した後に、ダミー発光トリガを生成して前記レーザシステムに出力する、極端紫外光生成装置。
  4. 請求項3に記載の極端紫外光生成装置であって、
    前記レーザシステムは、前記レーザ装置からのパルスレーザ光の透過を制御する光シャッタをさらに含み、
    前記レーザ制御部は、前記ダミー発光トリガに従って前記レーザ装置により発光されたパルスレーザ光を遮蔽するように前記光シャッタを制御する、極端紫外光生成装置。
  5. 請求項4に記載の極端紫外光生成装置であって、
    前記レーザ装置はメインパルスレーザ装置であり、
    前記レーザシステムは、前記メインレーザ装置からのメインパルスレーザ光の発光前にプリパルスレーザ光を発光するプリパルスレーザ装置と、前記プリパルスレーザ光の透過を制御する第2の光シャッタと、をさらに含み、
    前記レーザ制御部は、
    前記ターゲット検出部からターゲットの検出を示す検出信号を受信すると、前記プリパルスレーザ装置に発光トリガを出力した後に、前記メインパルスレーザ装置に発光トリガを出力し、
    前記ターゲット検出部から受信した前回の検出信号から前記第2の時間が経過すると、前記プリパルスレーザ装置に第1のダミー発光トリガを出力した後に、前記メインパルスレーザ装置に第2のダミー発光トリガを出力し、
    前記第1のダミー発光トリガに従って前記プリパルスレーザ装置により発光されたパルスレーザ光を遮蔽するように前記第2の光シャッタを制御し、
    前記第2のダミー発光トリガに従って前記メインレーザ装置により発光されたパルスレーザ光を遮蔽するように前記光シャッタを制御する、極端紫外光生成装置。
  6. 請求項2に記載の極端紫外光生成装置であって、
    前記レーザ制御部は、前記第1の検出信号から前記第1の時間が経過した直後の検出信号に応答して、前記レーザシステムに前記発光トリガを出力する、極端紫外光生成装置。
  7. パルスレーザ光を出力するレーザシステムと、
    前記レーザシステムからのパルスレーザ光が入射するプラズマ生成領域を収容するチャンバと、
    前記チャンバ内の前記プラズマ生成領域にターゲットを順次供給するように構成されたターゲット供給部と、を含み、
    前記ターゲット供給部からのターゲットに前記パルスレーザ光を照射することによってプラズマを生成して極端紫外光を生成する極端紫外光生成システムおいて、前記レーザシステムを制御する方法であって、
    前記ターゲット供給部から出力され、前記ターゲット供給部と前記プラズマ生成領域との間の所定位置を通過したターゲット検出し、
    前記所定位置を通過したターゲットの検出に基づき、前記レーザシステムに含まれるレーザ装置にパルスレーザ光の発光を指示する発光トリガを生成して前記レーザシステムに出力し、
    前記レーザシステムに連続して出力する発光トリガの時間間隔が所定の範囲内に入るように、生成する発光トリガを調整する、方法。
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