JP2016527694A - 光学スイッチを用いたリターンビームメトロロジのためのシステムおよび方法 - Google Patents
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Abstract
極端紫外線光（ＥＵＶ）は、レーザ生成プラズマ（ＬＰＰ）ＥＵＶサイト源において、レーザ光がターゲットに当たった時に生成される。リターンビーム診断（ＲＢＤ）モジュールにより、ターゲットからの反射光を測定することで、例えば、ターゲット位置、ターゲット焦点、ターゲット形状、およびターゲットプロファイルを含む（ただし、これらに限定されない）ＥＵＶ生成に関するデータが提供される。ＲＢＤモジュールにおいて、コントローラは、光学スイッチをシーケンス制御し、ブロック要素と検出デバイスとのいずれかに反射光を誘導するようすることで、ターゲットに当たるレーザ光の異なるパワーレベルおよび異なるデューティサイクルなどといったＥＵＶ生成プロセスの異なる局面における反射光測定に対してより高い柔軟性を提供する。【選択図】 図２
Description
[1] 本発明は、概して、フォトリソグラフィ用のレーザテクノロジに関し、より具体的には、極端紫外線（ＥＵＶ）光生成の最適化に関する。
[2] 半導体産業は、従来よりも小さい集積回路寸法を印刷することができるリソグラフィテクノロジの開発を続けている。（時には軟Ｘ線とも呼ばれる）極端紫外線（ＥＵＶ）光は、一般的に、１０〜１１０ナノメートル（ｎｍ）の波長を有する電磁放射として定義される。ＥＵＶリソグラフィは、一般的に、１０〜１４ｎｍの範囲の波長を有するＥＵＶ光を含むものとみなされ、シリコンウェーハなどの基板内に極めて小さいフィーチャ（例えば、３２ｎｍ未満のフィーチャ）を生成するために使用される。これらのシステムは、信頼性が高く、費用効果の高いスループットと妥当なプロセス寛容度を提供するものでなくてはならない。
[3] ＥＵＶ光を生成する方法には、材料をＥＵＶ範囲の１つ以上輝線を有する１つ以上の元素（例えば、キセノン、リチウム、スズ、インジウム、アンチモン、テルル、アルミニウム等）を有するプラズマ状態に変換することが含まれるが、必ずしもこれに限定されない。このような方法の１つであり、しばしばレーザ生成プラズマ（ＬＰＰ）と呼ばれる方法では、必要とされるプラズマは、所望のスペクトル線発光要素を有する材料の液滴、流れ、またはクラスタなどのターゲットを、照射部位にてレーザビームで照射することによって生成され得る。
[4] スペクトル線発光元素は、純粋な形態でもまたは合金の形態（例えば、所望の温度で液体の合金）でもよく、あるいは、混合物であっても、液体などの別の材料内に分散されていてもよい。このターゲットは、所望の照射部位（例えば、一次焦点）に送られ、プラズマ開始およびＥＵＶ光の発生のために、ＬＰＰ‐ＥＵＶ放射源プラズマチャンバ内のレーザ源によって照明される。高出力ＣＯ2レーザ源などからのレーザビームは、良好なプラズマ、ひいては良好なＥＵＶ光を得るべく適切にターゲットに当てるためには、ターゲットが通過することになる位置に合焦され、かつ、この位置を通過する際にターゲット材料と交差するようにタイミングが取られる必要がある。
[5] リターンビームメトロロジは、ＥＵＶ源と共に使用され、ＥＵＶ光を発生させるプロセスを検証、例えば、ターゲットがレーザ源によって照明された際にターゲットから反射される光を検証および測定する。このような測定は、リターンビーム診断（ＲＢＤ）と呼ばれる。このようなリターンビーム診断には、ターゲットの位置および形状、レーザ源照明の有効性、レーザ源焦点等の測定が含まれ得る。
[6] これらのＲＢＤ測定は、カメラ、赤外線ディテクタ、またはマイクロボロメータなどの、レーザ源の波長に応答性のある検出デバイスによって行われる。これらの検出デバイスの動作原理により、測定が行われる際には、反射光に対する露光を制御するべきである。
[7] 反射光に対する検出デバイスの露光を制限する公知の方法の１つに、検出デバイスへの光路を周期的にブロックする一組の不透明な回転羽根のような機械的な断続器を使用するものがある。羽根の幾何学形状および回転速度により固定したオンタイム、オフタイムが規定される。つまり、羽根間の間隔および回転速度により、反射光が検出デバイスに到達するための障害物のない光路が提供されるオンタイムが規定され、不透明な羽根の幅および回転速度により、反射光が検出デバイスに到達するのがブロックされるオフタイムが規定される。
[8] 断続器は、測定が行われる時間を規定するため、そのような断続器の固定的な性質は、レーザ源との使用に制限を課す。断続器のオンタイムおよびオフタイムは、容易には測定毎に変化させることができない。したがって、異なる動作条件下で、断続器とパルス型レーザ源との間で同期を維持することは困難である。同期は、反射光が露光周期のおよそ中心で確実に検出器に到達して、検出デバイスが反射光により完全に照明されるようにするために必要である。検出デバイスが羽根により部分的に遮蔽されている時に行われる測定は、誤った測定値を生成することになる。
[9] したがって、ＥＵＶ源においてリターンビームの診断的測定を行うための検出デバイスに到達する反射光を制御するための改良された方法が必要である。
[10] 一実施形態において、レーザ生成プラズマ極端紫外線光源においてターゲットから反射した光を測定する方法が提示され、この方法は、（ａ）光学スイッチで反射光を受けることと、（ｂ）光学スイッチにより、受けられた反射光を、光学スイッチから第１光出力路に沿って光ブロック要素へと誘導することと、（ｃ）コントローラで第１レーザ源発射信号を受けることと、（ｄ）受けられた第１レーザ源発射信号に応じて、コントローラから光学スイッチに信号を送り、受けられた反射光を、光学スイッチから第２光出力路に沿って検出デバイスへと誘導することと、（ｅ）受けられた光を検出デバイスによって測定することと、（ｆ）ステップ（ｄ）から第１所定時間後に、コントローラから光学スイッチに信号を送り、受けられた反射光を、光学スイッチから第１光出力路に沿って光ブロック要素へと誘導することと、（ｇ）コントローラで第２レーザ源発射信号を受けることであって、第２レーザ源発射信号が、第１所定時間プラス第２所定時間後にコントローラで受けられた場合には、第２レーザ源発射信号に応答してステップ（ｄ）を行ってステップ（ｄ）〜ステップ（ｆ）を繰り返し、それ以外の場合には、コントローラで受けられた第２レーザ源発射信号は無視することと、を含む。
[11] 一実施形態において、第１所定時間および第２所定時間は、レーザ源のデューティサイクルに基づいて決定される。
[12] 一実施形態において、レーザ生成プラズマ極端紫外線光源においてターゲットから反射した光を測定するためのリターンビーム診断システムが提示され、このシステムは、ターゲットがレーザ源によって照明された際に、ターゲットから反射した光を受ける光入力路上に位置付けられた光学スイッチであって、受けられた反射光をこの光学スイッチから第１光出力路上を誘導する第１の状態を有するように構成され、かつ、受けられた光をこの光学スイッチから第２光出力路上を誘導する第２の状態を有するように構成される、光学スイッチと、第１光出力路上に位置付けられた光ブロック要素と、第２光出力路上に位置付けられた検出デバイスであって、受けられた反射光を測定するように構成される、検出デバイスと、第１レーザ源発射信号に応答し、光学スイッチに測定シーケンスを実行するように指示するように構成されたコントローラと、を備え、測定シーケンスは、第１の状態から第２の状態に変更することにより、受けられた反射光を、光学スイッチから第２出力路に沿って測定用の検出デバイスへと誘導することと、第１所定時間の後に、第２の状態から前記第１の状態に変更することと、を含み、コントローラは、さらに、第２レーザ源発射信号が第１所定時間プラス第２所定時間後にコントローラにより受けられた場合は、第２レーザ源発射信号に応答して測定シーケンスを繰り返し、それ以外の場合は、前記コントローラで受けられた前記第２レーザ源発射信号を無視するように構成される。
[19] 極端紫外線（ＥＵＶ）光源では、ＥＵＶ光は、レーザ源からのレーザを用いてターゲットを照射してこのターゲットをプラズマへと変換することによって生成される。このようなＥＵＶ源は、レーザ生成プラズマ（ＬＰＰ）ＥＵＶ源と呼ばれる。ＬＰＰ‐ＥＵＶ源は、例えば、集積回路を製造するためのフォトリソグラフィなどで、より大きなフォトリソグラフィシステムのコンポーネントとして使用される。
[20] リターンビームメトロロジは、ＥＵＶ源において、ＥＵＶ光を発生させるプロセス、例えば、放射源内でターゲットが照明された際にターゲットからの反射光を測定するために使用される。このような測定は、リターンビーム診断（ＲＢＤ）と呼ばれる。これらのリターンビーム診断には、ターゲットの位置および形状、レーザ源照明の有効性、レーザ源焦点等の測定が含まれ得る。
[21] これらの測定を行うために、レーザ源により照明されたターゲットからの反射光は、ＲＢＤモジュールへと誘導される。
[22] ＲＢＤモジュールの一実施形態において、反射光は、赤外線カメラ、マイクロボロメータアレイ、パイロカム、クワッドセンサ、電荷結合撮像装置、または、レーザ源の波長に応答性のある他の好適なでディテクタなどの、反射光の二次元表現を作り出す検出デバイスによって測定される。検出デバイスは、性質上熱性であるため、露光時間である第１所定時間中に反射光に露光されると、加熱する。この露光時間の後、測定が検出デバイスによって行われる。検出デバイスは、その後、少なくとも回復時間である第２所定時間中に、露光前状態に回復することができる。コントローラは、レーザ源からのレーザ源発射信号に応じて、反射光が、露光時間中に検出デバイスへと誘導され、その後、少なくとも回復時間中にブロック要素へと誘導されるように光学スイッチをシーケンス制御する。
[23] 回復時間が経過すると、レーザ源からの第２のレーザ源発射信号に応じて、コントローラにより別の測定シーケンスが開始される。反対に、露光時間プラス回復時間内に受けられた第２のレーザ源発射信号は、無視される。
[24] レーザ源からの発射信号に応じてコントローラに光学スイッチのシーケンス制御をさせることにより、ＲＢＤモジュールは、例えば、レーザ源のデューティサイクルが変更する時に、検出デバイスの反射光への露光を変化させることなどによって、反射光測定の制御または調整により高い柔軟性を有する。従来技術で公知のように、デューティサイクルは、全期間に対してレーザ源がアクティブな期間であり、低デューティサイクルから高ディーティサイクル、さらにレーザ源が連続的に発射を行う連続波動作に及ぶ。
[25] 検出デバイスは、性質上熱性であるため、露光時間が長くなりすぎると、センサの飽和を引き起こし、不正確な測定を生じさせる。光学スイッチをシーケンス制御するコントローラは、例えばレーザ源のパワーレベルに対する変更または動作温度などの検出デバイスの環境状態に対する変更などにおける変更条件に応じて、露光時間および回復時間の両方を変化させ得る。
[26] ＲＢＤモジュールの一実施形態では、反射光は、光入力路上に位置付けられる光学スイッチにより受けられる。第１の状態では、光学スイッチは、反射光を、第１光出力路に沿って光学スイッチからブロック要素へと誘導する。第２の状態では、光学スイッチは、反射光を、第２光出力路に沿って光学スイッチから測定用の検出デバイスへと誘導する。
[27] 反射光を検出デバイス上に合焦させるために、光路内にレンズが置かれてもよい。ここで、レンズは、第２光出力路上または光学スイッチへの光入力路上に置かれ得る。
[28] 光学スイッチは、第１レーザ源発射信号に応じてコントローラにより制御される。第１レーザ源発射信号に応じて、コントローラは、光学スイッチに対し、第１の状態から第２の状態へと変更し、反射光を光学スイッチから第２光出力路に沿って測定用の検出デバイスへと誘導して、測定シーケンスを開始するように指示する。第１所定露光時間の後、コントローラは、光学スイッチに対し、第１の状態に戻し、反射光を光学スイッチからブロック要素へと誘導するように指示する。コントローラは、第１所定露光時間プラス第２所定回復時間の後、第２レーザ源発射信号がコントローラで受けられた場合は、第２レーザ源発射信号に応答して測定シーケンスを繰り返し、それ以外の場合は、第２レーザ源発射信号は無視される。
[29] このような光学スイッチのシーケンス制御を通して、コントローラは、反射光のいずれの部分が検出デバイスによって測定されるかを選択する。これら第１および第２所定時間は、レーザ源のデューティサイクルに従って変更し得る。一実施形態では、数学関数によりレーザ源のデューティサイクルの推定を第１および第２所定時間にマッピングする。別の実施形態では、第１および第２所定時間を含む所定のエントリを含むルックアップテーブルが使用され、レーザ源の推定されるデューティサイクルにより索引が付けられてもよい。
[30] 第１露光時間中、反射光は、光学スイッチから検出デバイスへと誘導される。
[31] 露光時間に続く第２回復時間中、反射光は光学スイッチからブロック要素へと誘導される。一実施形態において、回復時間中、データは処理のために検出デバイスから読み取られ、検出デバイスは、別の測定シーケンスに向けて回復する。
[32] 図１は、典型的なＬＰＰ‐ＥＵＶシステム１００の一部のコンポーネントを示している。高出力ＣＯ2レーザなどのレーザ源１０１は、ビームデリバリシステム１０３およびフォーカス光学系１０４を通過するレーザビーム１０２を生成する。フォーカス光学系１０４はＬＰＰ‐ＥＵＶ放射源プラズマチャンバ１２０内の照射部位に一次焦点１０５を有し、ターゲット１０６を照射する。液滴ジェネレータ１０７は、適切なターゲット材料のターゲット液滴１０８を生成および放出する。ターゲット１０６は、照射部位でレーザビーム１０２により照射されると、ＥＵＶ光を放射するプラズマを生成する。楕円コレクタ１０９は、生成されたＥＵＶ光を、例えばリソグラフィシステム（図示なし）に送るために、プラズマからのＥＵＶ光を合焦する。いくつかの実施形態において、複数のレーザ源１０１が存在することがあり、その全てのビームはフォーカス光学系１０４に集束する。ＬＰＰ‐ＥＵＶ光源としては、ＣＯ2レーザと、反射防止コーティングおよび６〜８インチの開放口を有するセレン化亜鉛（ＺｎＳｅ）レンズを使用するものがある。
[33] ＥＵＶ発生プロセスを測定するために、ターゲット１０６からの反射光１１０は、図２により詳細に図示されるリターンビーム診断（ＲＢＤ）モジュール１１１へと誘導される。一実施形態では、図１に示すように、反射光１１０はフォーカス光学系１０４を通過する。反射光１１０は、ＲＢＤモジュール１１１へと誘導される。この際、反射光１１０は、ビームデリバリシステム１０３を通過してもよく、または、ビームデリバリシステム１０３とは別に、ミラー、ビームスプリッタ、もしくは本技術分野で公知の他の技術を使用するなどして誘導されてもよい。
[34] 次に、図２を参照すると、一実施形態に係るＲＢＤモジュール１１１が示されている。（図１のターゲット１０６からの）反射光１１０は、ＬＰＰ‐ＥＵＶ源プラズマチャンバ１２０内のターゲット１０６からの光入力路２０１に沿って光学スイッチ２００により受けられる。
[35]第１の状態において、光学スイッチ２００は、反射光１１０を第１光出力路２０２に沿ってブロック要素２２０へと誘導する。
[36] 第２の状態において、光学スイッチ２００は、反射光１１０を第２光出力路２０４に沿って検出デバイス２３０へと誘導する。
[37] 一実施形態において、ブラッグセルなどの音響光学スイッチが光学スイッチ２００として使用される。本技術分野で知られているように、ブラッグセルによって導入される光偏向は、セル全体に課されるスイッチング信号と関連する。
[38] 一実施形態ではブラッグセルのような音響光学スイッチが光学スイッチ２００として使用されるが、他の実施形態では、他の形態の音響光学変調器、光電式変調器、微小電子機械（ＭＥＭＳ）式ミラー、または電気機械式スイッチなどの他のテクノロジが使用されてもよい。
[39] ブロック要素２２０は、光学スイッチ２００が第１の状態の時、第１光出力路２０２に沿って反射光１１０を受ける。一実施形態では、ブロック要素２２０は、無反射面を有するヒートシンクなどの光学ブロックである。
[40] 代替的な実施形態では、ブロック要素２２０は、光パワーメータまたは光電磁式（ＰＥＭ）ディテクタなどの光パワーセンサであってもよい。
[41] 代替的な実施形態では、ブロック要素２２０は、反射光１１０の測定に使用されない検出デバイス２３０の一部分、例えば、検出要素の不使用部分または検出デバイス２３０の筐体（enclosure）の一部分であり得る。
[42] 光学スイッチ２００が第２の状態の時、反射光１１０は、第２光出力路２０４に沿って測定用の検出デバイス２３０へと誘導される。
[43] 一実施形態において、検出デバイス２３０は、赤外線カメラ、マイクロボロメータアレイまたはパイロカムなどといった、反射光１１０の二次元表現を作り出す赤外線ディテクタである。検出デバイス２３０は、反射光１１０を測定し、測定データを送信し、例えばコントローラ２４０、または測定もしくは制御コンピュータ（図示なし）からパス２２５で制御コマンドを受け取る。パス２２５は、使用される検出デバイス２３０のタイプに対して好適な任意のデータリンクでよい。パス２２５の例には、直列もしくは並列リンク、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ、ＵＳＢ３）、ＩＥＥＥ１３９４／ファイヤワイヤ（登録商標）、イーサネット（登録商標）、または他の好適なデータリンクが含まれる。
[44] 一実施形態において、レンズ２１０は、光学スイッチ２００と検出デバイス２３０との間の第２の光出力路２０４上に置かれ、光学スイッチ２００が第２の状態の時に、反射光１１０を検出デバイス２３０上に合焦する。代替的な実施形態では、レンズ２１０は光学スイッチ２００への光入力路２０１上に置かれ得る。
[45] コントローラ２４０は、レーザ源発射信号２４５を受けるために連結される。一実施形態において、レーザ源発射信号２４５は、レーザ源１０１またはＬＰＰ‐ＥＵＶシステム１００を使用するフォトリソグラフィシステムによって生成され得る。第１レーザ源発射信号２４５に応じて、コントローラ２４０は、光学スイッチ２００の状態を、反射光１１０が第１光出力路２０２に沿ってブロック要素２２０へと誘導される第１の状態から、反射光１１０が第２光出力路２０４に沿って検出デバイス２３０へと誘導される第２の状態へと変更し、測定シーケンスを開始する。光学スイッチ２００を第２の状態に変更してから第１所定時間、つまり露光時間が経過した後、コントローラ２４０は、光学スイッチ２３０を第１の状態に変更し、反射光１１０は再び第１光出力路２０２に沿ってブロック要素２２０へと誘導される。光学スイッチ２００を第２の状態から第１の状態に変更した後、第２レーザ源発射信号２４５がコントローラ２４０で受けられる。第１所定露光時間プラス第２所定回復時間の後に第２レーザ源発射信号２４５がコントローラ２４０で受けられた場合は、別の測定シーケンスが実行され、それ以外の場合は、第２レーザ源発射信号は無視される。
[46] 測定方法の一実施形態は、図３のフローチャートに示されている。
[47]ステップ３１０において、反射光は光学スイッチで受けられる。一実施形態では、反射光１１０は光学スイッチ２００で受けられる。
[48] ステップ３２０において、受けられた反射光は、光ブロック要素へと誘導される。一実施形態では、光学スイッチ２００は反射光１１０を第１光出力路２０２に沿って光ブロック要素２２０へと誘導する。一実施形態において、このステップは、ＲＢＤ診断モジュール１１１の開始シーケンスの一部として、実行される。別の実施形態では、光学スイッチ２００の設計により、光学スイッチ２００がデフォルト状態の時、反射光１１０は第１光出力路２０２に沿って誘導される。
[49] ステップ３３０において、レーザ源発射信号はコントローラにより受けられる。一実施形態では、コントローラ２４０がレーザ源発射信号２４５を受ける。
[50] ステップ３４０において、受けられた反射光は検出デバイスへと誘導される。一実施形態では、光学スイッチ２００は、レーザ源発射信号２４５に応じてコントローラ２４０から信号２４２を受け、受けた光１１０を第２光出力路２０４に沿って検出デバイス２３０へと誘導する。
[51] ステップ３５０において、受けられた反射光が測定される。一実施形態では、検出デバイス２３０が第２光路２０４上で受けた反射光１１０を測定する。
[52] ステップ３６０において、ステップ３４０から第１所定時間後に、受けられた反射光はブロック要素へと誘導される。一実施形態においては、第１所定時間である露光時間後に、コントローラ２４０は光学スイッチ２００に信号２４２を送り、反射光１１０を第１光路２０２に沿って光ブロック要素２０２へと誘導する。このステップは、検出デバイス２３０による測定が所定第１露光時間後に開始するため、ステップ２５０と一部重複し得る。
[53] ステップ３７０では、ステップ３６０の実行後、第２レーザ源発射信号がコントローラで受けられる。一実施形態において、コントローラ２４０は、第２レーザ源発射信号２４５を受ける。
[54] ステップ３８０において、第２レーザ源発射信号が第１所定時間（露光時間）プラス第２所定時間（回復時間）の後にコントローラで受けられた場合は、ステップ３４０からステップ３６０までが繰り返されてプロセスは継続される。この際、ステップ３４０は、第２レーザ源発射信号に応じて行われる。一実施形態では、第２レーザ源発射信号２４５が露光時間プラス回復時間の後に受けられた場合に限り、この第２レーザ源発射信号２４５により、コントローラ２４０はステップ３４０で別の測定シーケンスを開始する。
[55] 一方、ステップ３８０において、第２レーザ源発射信号が第１所定時間（露光時間）プラス第２所定時間（回復時間）中に受けられた場合、第２レーザ源発射信号は無視される。一実施形態において、第２レーザ源発射信号２４５は、露光時間プラス回復時間中に受けられた場合には、コントローラ２４０によって無視される。
[56] 公知のように、ＥＵＶ光源１００の動作、つまりＥＵＶ光の出力パワーは、レーザ源１０１のデューティサイクル、すなわち、レーザ源１０１の発射が行われ、ＥＵＶ光の生成が引き起こされる所与の間隔における時間の長さを変化させることにより、変化し得る。このデューティサイクルは、ＥＵＶ源１０１の発射が低頻度で行われている低デューティサイクル（図４ａのレーザ源発射信号２４５により示される）から、レーザ源１０１の発射が高速で行われている高デューティサイクル（図４ｂのレーザ源発射信号２４５により示される）へ、さらに、レーザ源１０１の発射が連続的に行われている連続モード動作（図４ｃのレーザ源発射信号２４５により示される）へと変化し得る。
[57] 図４ａを参照すると、一実施形態に係る低デューティサイクルレーザ源発射モードにおけるＲＢＤモジュール１１１の動作が示されている。レーザ源発射信号２４５は、図１のレーザ源１０１の発射の信号を送るタイミング４０２で低レベルから高レベルに移行する。レーザ源発射信号２４５は、タイミング４０４で低レベルに移行し、レーザパルス終了の信号を送る。
[58] 一実施形態において、第１レーザ源発射信号４０２に応じて、コントローラ２４０は、光学スイッチ２００に信号２４２を送り、反射光１１０を検出デバイス２３０へと誘導させ、測定シーケンスを開始する。
[59] コントローラ２４０は、光学スイッチ２００に信号２４２を送り、反射光１１０を測定用の検出デバイス１１０へと誘導させた後、コントローラ２４０は、光学スイッチ２００に信号２４２を送り、第１所定露光時間の後に反射光１１０を光ブロック要素２２０へと誘導させる。一実施形態において、光学スイッチ２００は、時間Ｔ１・４３０として示されるタイミング４０２〜タイミング４０４の第１所定露光時間の間、第２の状態に留まる。
[60] 一実施形態において、第１所定露光時間Ｔ１・４３０の完了時に、コントローラ２４０は、光学スイッチ２００を第２の状態から第１の状態に変更し、反射光１１０を検出デバイス２３０から逸らし、第１光出力路２０２に沿ってブロック要素２２０へと誘導させる。
[61] 第２レーザ源発射信号が、第１所定露光時間プラス第２所定回復時間の後にコントローラ２４０で受けられる場合は、別の測定シーケンスが開始され、そうでない場合は、第２レーザ源発射信号は無視される。図示の通り、第２レーザ源発射信号４１０は、第１所定露光時間プラス第２所定回復時間の後に受けられ、別の測定シーケンスが開始される。これは、コントローラ２４０が、反射光１１０を検出デバイス２３０へと誘導するために、光学スイッチ２００に信号４１２を送ることによって図示されている。
[62] 反射光の測定における検出デバイス２３０の応答は、線４２０として示されている。一実施形態において、検出デバイス２３０の応答は、電子技術分野において公知の指数関数的な充電／放電特性（exponential charge/discharge characteristics）を利用してモデル化され得る。検出デバイス２３０は、露光時間Ｔ１・４３０中に反射光１１０に露光されている時、指数的に加熱する。露光時間Ｔ１・４３０がタイミング４０４で終了すると、検出デバイス２３０は、測定時間Ｔ２・４４０中に読み出しを行う。この測定時間Ｔ２・４４０の間、検出デバイス２３０は冷却する。この冷却プロセスは、指数関数的プロセスとしてモデル化され、時間Ｔ３・４５０の間継続する。この回復時間、つまり、時間Ｔ２・４４０プラス時間Ｔ３・４５０は、検出デバイス２３０を別の測定シーケンスが行われ得る状態に戻す。なお、回復時間は、検出デバイス２３０によって実行される測定を大きく変更することがなければ、より長くてもよい。
[63] 一実施形態において、露光時間Ｔ１・４３０は、検出デバイス２３０が飽和状態になるのを防止するように予め定められる。飽和レベルは、図４ａの線４６０として示されている。露光時間Ｔ１が長すぎると、検出デバイス２３０の飽和を引き起こし、ひいては、測定精度の損失を引き起こす。極端な飽和は、検出デバイス２３０を損傷させることもある。逆に、露光時間Ｔ１・４３０が短すぎると、検出デバイス２３０の不使用ダイナミックレンジを引き起こす。したがって、一実施形態では、露光時間は、過度の飽和を生じさせずに、検出デバイス２３０のダイナミックレンジを最大限活用するように選択される。
[64] 一実施形態において、露光時間Ｔ１は、計画された動作下で検出デバイス２３０の飽和が発生しないように固定され得る。別の実施形態では、露光時間Ｔ１は、検出要素２３０によって検出される最大画素値が飽和レベルの所定値内に収まるように調節される。別の実施形態では、露光時間Ｔ１は、検出デバイス２３０の所定数または所定パーセンテージを超える画素が飽和しないように調節される。
[65] 同様に、回復時間Ｔ２＋Ｔ３は、例えば、ＲＢＤモジュール１１１の製造中に固定され得る。別の実施形態では、回復時間Ｔ２＋Ｔ３は、Ｔ３を変化させ、測定時間Ｔ２・４４０を固定したままで調節される。一例として、回復時間Ｔ２＋Ｔ３は、ＲＢＤモジュール１１１および検出デバイス２３０の動作温度などの環境的要因を考慮して調節され得る。回復時間Ｔ２＋Ｔ３は、検出デバイス２３０によって測定されたピーク値に基づいて調節されてもよく、例えば、検出デバイス２３０がピーク値から後続の測定サイクルを許容する値まで回復するのに要する回復時間を決定することにより、調節され得る。一例として、特定の検出不デバイスについて、露光時間Ｔ１は、約１０ミリ秒であり、回復時間Ｔ２＋Ｔ３は約１０ミリ秒であり、異なる検出デバイスを使用する場合、露光時間Ｔ１は約１ミリ秒であり、回復時間Ｔ２＋Ｔ３は約５ミリ秒である。
[66] 次に図４ｂを参照すると、一実施形態に係る高デューティサイクルレーザ源発射モードにおけるＲＢＤモジュール１１１の動作が示されている。レーザ源発射信号４０２が一連のパルス４０５の間、低サイクルから高サイクル、高サイクルから低サイクル、低サイクルから高サイクルと移行する間、コントローラ２４０からの制御信号２４２は、光学スイッチ２００を第１の状態から第２の状態にし、測定シーケンスを開始する。測定シーケンスの開始から第１所定露光時間Ｔ１・４３０後、コントローラ２００は、時間Ｔ２・４４０プラスＴ３・４５０の回復時間の間、制御信号２４２を送り光学スイッチ２００を第１の状態にする。
[67] 第２レーザ源発射信号が第１所定露光時間Ｔ１・４３０プラス第２所定回復時間Ｔ２・４４０プラス時間Ｔ３・４５０の後にコントローラ２４０で受けられた場合は、別の測定シーケンスが開始され、そうでない場合は、第２レーザ源発射信号は無視される。
[68] 第１所定露光時間Ｔ１・４３０プラス第２所定回復時間Ｔ２・４４０プラス時間Ｔ３・４５０の間に発生する追加のレーザ源発射信号２４５は無視される。反対に、レーザ源発射信号４１０は、第１所定露光時間Ｔ１・４３０プラス第２所定回復時間Ｔ２・４４０プラス時間Ｔ３・４５０に続いて、タイミング４０８で生じ、別の測定シーケンスが開始される。これは、コントローラ２４０が、反射光１１０を検出デバイス２３０へと誘導するために光学スイッチ２００に信号４１２を送ることにより図示されている。
[69] 次に、図４ｃを参照すると、連続波レーザ源発射モードにおけるＲＢＤモジュール１１１の動作が示されている。レーザ源発射信号３００が３０２で高サイクルに移行し、高サイクルを維持していることによって図示されているように、図１のレーザ源１０１が連続波モードで発射を行っている時、コントローラ２４０は、図４ｂを参照して説明した高デューティサイクルモードと同様の態様で光学スイッチ制御信号２４５をシーケンス制御する。第１所定露光時間Ｔ１・４３０プラス第２所定回復時間Ｔ２・４４０プラス時間Ｔ３・４５０が、タイミング４０８でレーザ源発射信号２４５が高サイクルの状態で完了すると、別の測定シーケンスが開始される。これは、コントローラ２４０が、反射光１１０を検出デバイス２３０へと誘導するために光学スイッチ２００に信号４１２を送ることによって示されている。
[70] なお、開示された方法および装置は、赤外線レーザ源に基づくリターンビーム診断に関連して説明されたが、１マイクロメートル以下の波長などの他のレーザ源も、このレーザ源の波長に応答性のある検出デバイスと共に使用することができる。
[71] 開示された方法および装置は、いくつかの実施形態に関連して説明された。本開示に照らして、当業者には他の実施形態も明らかであろう。記載された方法および装置の所定の態様は、上述の実施形態内で記載された構成以外の構成を使用して、あるいは、上述した要素以外の要素と共に使用することにより、容易に実施できる場合もある。例えば、おそらく本明細書に記載されたものよりも複雑な異なるアルゴリズムおよび／または論理回路や、場合によって異なるタイプのレーザ源、光路、および／またはフォーカスレンズが使用されてもよい。
[72] さらに、当然ながら、記載された方法および装置は、プロセス、装置、またはシステムを含む、多数の方法において実施することができる。本明細書に記載された方法は、コントローラ２４０のようなプロセッサに該方法を実行させるためのプログラム命令により実施されてもよく、このような命令は、ハードディスクドライブ、フロッピー（登録商標）ディスク、コンパクトディスク（ＣＤ）もしくはデジタルビデオディスク（ＤＶＤ）などの光ディスク、フラッシュメモリなどの一時的でないコンピュータ可読記憶媒体上、あるいはプログラム命令が光通信リンクもしくは電子通信リンクを介して送信されるようなコンピュータネットワーク上に記録される。なお、本明細書に記載した方法のステップの順序は、変更されてもよく、変更された場合も本開示の範囲内である。
[73] 当然ながら、記載された例は、例示のみを目的としており、異なる規定および技術を伴う他の実施および実施形態にまで拡大され得る。多数の実施形態が記載されているが、本開示を、本明細書に開示された実施形態に限定することを意図していない。反対に、本開示は、本技術分野に精通した者に明らかな全ての代替物、変形、および均等物を包含することを意図している。
[74] 前述の明細書において、本発明は、特定の実施形態を参照して説明されたが、当業者には、本発明がそれらの実施形態に限定されないことが認識されるであろう。上述した本発明の多様な特徴および態様は、個別に用いられてもよく、あるいは組み合わせて用いられてもよい。さらに、本発明は、本明細書のより広い精神および範囲から逸脱することなく、本明細書に記載された環境および用途以外の任意数の環境および用途において利用することができる。したがって、本明細書はおよび図面は、制限的ではなく、例示的なものであると考えられるべきである。「備える（comprising）」、「含む（including）」および「有する（having）」といった用語が本明細書において使用されているが、これらはオープンエンドの用語として読まれることが明確に意図されていることが認識されるであろう。
Claims (18)
- レーザ生成プラズマ極端紫外線光源においてターゲットから反射した光を測定するためのリターンビーム診断システムであって、
前記ターゲットがレーザ源によって照明された際に、前記ターゲットから反射した光を受ける光入力路上に位置付けられた光学スイッチであって、前記受けられた反射光を当該光学スイッチから第１光出力路に沿って誘導する第１の状態を有し、かつ、前記受けられた光を当該光学スイッチから第２光出力路に沿って誘導する第２の状態を有する、光学スイッチと、
前記第１光出力路上に位置付けられた光ブロック要素と、
前記第２光出力路上に位置付けられた検出デバイスであって、前記受けられた反射光を測定する、検出デバイスと、
第１レーザ源発射信号に応答し、前記光学スイッチに測定シーケンスを実行するように指示するコントローラと、を備え、
前記測定シーケンスは、
前記第１の状態から前記第２の状態に変更することにより、前記受けられた反射光を、前記光学スイッチから前記第２光出力路に沿って測定用の前記検出デバイスへと誘導することと、
第１所定時間の後に、前記第２の状態から前記第１の状態に変更することと、を含み、
前記コントローラは、さらに、第２レーザ源発射信号が前記第１所定時間プラス第２所定時間後に前記コントローラにより受けられた場合は、前記第２レーザ源発射信号に応答して前記測定シーケンスを繰り返し、それ以外の場合は、前記コントローラで受けられた前記第２レーザ源発射信号を無視する、
リターンビーム診断システム。 - 前記光学スイッチはブラッグセルである、請求項１に記載のシステム。
- 前記検出デバイスはマイクロボロメータアレイである、請求項１に記載のシステム。
- 前記コントローラは、前記レーザ源のデューティサイクルに基づいて、前記第１所定時間および前記第２所定時間を決定する、請求項１に記載のシステム。
- 前記光ブロック要素は光ブロックである、請求項１に記載のシステム。
- 前記光ブロック要素は、前記検出デバイスのうち、前記受けられた光を測定するのに使用されない領域である、請求項１に記載のシステム。
- 前記光ブロック要素は光学パワーセンサである、請求項１に記載のシステム。
- 前記光入力路上に位置付けられたフォーカスレンズをさらに備える、請求項１に記載のシステム。
- 前記第２光出力路上に位置付けられたフォーカスレンズをさらに備える、請求項１に記載のシステム。
- レーザ生成プラズマ極端紫外線光源においてターゲットから反射した光を測定する方法であって、
（ａ）光学スイッチで前記反射光を受けることと、
（ｂ）前記光学スイッチにより、前記受けられた反射光を、前記光学スイッチから第１光出力路に沿って光ブロック要素へと誘導することと、
（ｃ）コントローラで第１レーザ源発射信号を受けることと、
（ｄ）前記受けられた第１レーザ源発射信号に応じて、前記コントローラから前記光学スイッチに信号を送り、前記受けられた反射光を、前記光学スイッチから第２光出力路に沿って検出デバイスへと誘導することと、
（ｅ）前記受けられた光を前記検出デバイスによって測定することと、
（ｆ）ステップ（ｄ）から第１所定時間後に、前記コントローラから前記光学スイッチに信号を送り、前記受けられた反射光を、前記光学スイッチから前記第１光出力路に沿って前記光ブロック要素へと誘導することと、
（ｇ）前記コントローラで第２レーザ源発射信号を受けることであって、前記第２レーザ源発射信号が、前記第１所定時間プラス第２所定時間の後に前記コントローラで受けられた場合は、前記第２レーザ源発射信号に応答してステップ（ｄ）を行ってステップ（ｄ）〜ステップ（ｆ）を繰り返し、それ以外の場合は、前記コントローラで受けられた前記第２レーザ源発射信号を無視することと、を含む、
方法。 - 前記光学スイッチはブラッグセルである、請求項１０に記載の方法。
- 前記検出デバイスはマイクロボロメータアレイである、請求項１０に記載の方法。
- 前記コントローラは、前記レーザのデューティサイクルに基づいて、前記第１所定時間および前記第２所定時間を決定する、請求項１０に記載の方法。
- 前記光ブロック要素は光学ブロックである、請求項１０に記載の方法。
- 前記光ブロック要素は光学パワーセンサである、請求項１０に記載の方法。
- レンズを使用して、前記受けられた光を前記検出デバイスに合焦させることをさらに含む、請求項１０に記載の方法。
- 前記レンズは、前記第２光出力路上に位置付けられる、請求項１６に記載の方法。
- 前記レンズは、前記ターゲットから前記光学スイッチへの光入力路上に位置付けられる、請求項１６に記載の方法。
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