JP2019514064A - テーパ光ファイバを使用したスーパーコンティニューム生成による広域スペクトル放射 - Google Patents
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Abstract
Description
[0001] 本出願は、2016年4月19日に出願された米国仮特許出願第62/324,785号の優先権を主張し、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
[0021] −放射ビームB(例えばDUV放射又はEUV放射)を調節するように構成された照明システム(イルミネータ)ILと、
[0022] −パターニングデバイス(例えばマスク)MAを支持するように構成され、特定のパラメータに従ってパターニングデバイスを正確に位置決めするように構成された第1のポジショナPMに接続された支持構造(例えばマスクテーブル)MTと、
[0023] −基板(例えばレジストコートウェーハ)Wを保持するように構成され、特定のパラメータに従って基板を正確に位置決めするように構成された第2のポジショナPWに接続された基板テーブル(例えばウェーハテーブル)WTaと、
[0024] −パターニングデバイスMAによって放射ビームBに付与されたパターンを基板Wのターゲット部分C(例えば1つ以上のダイを含む)に投影するように構成された投影システム(例えば屈折投影レンズシステム)PSとを備える。
[0038] 1.ステップモードでは、パターニングデバイスサポート(例えばマスクテーブル)MT又は基板テーブルWTaは、基本的に静止状態に維持される一方、放射ビームに付与されたパターン全体が1回でターゲット部分Cに投影される(すなわち単一静的露光)。次に、別のターゲット部分Cを露光できるように、基板テーブルWTaがX方向及び/又はY方向に移動される。ステップモードでは、露光フィールドの最大サイズによって、単一静的露光で結像されるターゲット部分Cのサイズが制限される。
[0039] 2.スキャンモードでは、パターニングデバイスサポート(例えばマスクテーブル)MT又は基板テーブルWTaは同期的にスキャンされる一方、放射ビームに付与されるパターンがターゲット部分Cに投影される(すなわち単一動的露光)。パターニングデバイスサポート(例えばマスクテーブル)MTに対する基板テーブルWTaの速度及び方向は、投影システムPSの拡大(縮小)及び像反転特性によって求めることができる。スキャンモードでは、露光フィールドの最大サイズによって、単一動的露光におけるターゲット部分の(非スキャン方向における)幅が制限され、スキャン動作の長さによってターゲット部分の(スキャン方向における)高さが決まる。
[0040] 3.別のモードでは、パターニングデバイスサポート(例えばマスクテーブル)MTはプログラマブルパターニングデバイスを保持して基本的に静止状態に維持され、基板テーブルWTaを移動又はスキャンさせながら、放射ビームに与えられたパターンをターゲット部分Cに投影する。このモードでは、一般にパルス状放射源を使用して、基板テーブルWTaを移動させるごとに、又はスキャン中に連続する放射パルスの間で、プログラマブルパターニングデバイスを必要に応じて更新する。この動作モードは、以上で言及したようなタイプのプログラマブルミラーアレイなどのプログラマブルパターニングデバイスを使用するマスクレスリソグラフィに容易に利用できる。
式中、nはテーパ光ファイバのテーパ領域における強度変動屈折率であり、n0はテーパ光ファイバの公称屈折率であり、n2は光ファイバのテーパ領域における電気光学係数であり、Iはテーパ領域における強度である。電気光学係数は、ファイバの材料に特有である。例えば石英は、約3.2×10−20m2/Wの電気光学係数を有する。そこで、波長周波数kの場合のファイバ長さL全体にわたる位相変化Δφは、以下の通りであり、
結果として得られる周波数広がりΔν(t)は、以下の通りであり、
上式でλは入力レーザ放射の波長である。
上式で、
である。
1. 放射を受ける入力と、スペクトル拡大された出力放射を測定ターゲットに向けて供給する出力とを有し、前記入力で受けた前記放射をスペクトル拡大するように構成されたテーパ光ファイバと、
前記出力放射の前記測定ターゲットからのリダイレクト部分を受けるように構成された検出器システムと、を備える測定装置。
2. 前記テーパ光ファイバが、前記放射をそのコアで受ける非テーパ領域と、前記スペクトル拡大された出力放射を供給するテーパ領域とを備え、前記テーパ領域の断面サイズが、前記非テーパ領域の前記コアの断面サイズより小さい、上記1に記載の装置。
3. 前記非テーパ領域の前記コア断面サイズ、及び/又は前記スペクトル拡大された出力放射を受ける前記テーパ光ファイバの非テーパ領域のコア断面サイズが、最大約10μmである、上記2に記載の装置。
4. 前記テーパ領域の前記断面サイズが最大約2.5μmである、上記2又は上記3に記載の装置。
5. 前記テーパ領域の長さが約10cmから約50cmの間である、上記2から4のいずれかに記載の装置。
6. 第1の遷移領域が、前記非テーパ領域と前記テーパ領域を結合するように構成され、前記第1の遷移領域の長さが、約1cmから約5cmの間である、上記2から5のいずれかに記載の装置。
7. 第2の遷移領域が、前記テーパ領域と、別の非テーパ領域を結合するように構成され、前記第2の遷移領域の長さが、約1cmから約5cmの間である、上記2から6のいずれかに記載の装置。
8. 前記テーパ光ファイバが、入射する放射の強度に応じて変化する屈折率を有する材料を有する、上記1から7のいずれかに記載の装置。
9. 前記テーパ光ファイバが少なくとも1つの光モードをサポートする、上記1から8のいずれかに記載の装置。
10. 前記テーパ光ファイバの前記入力で受ける前記放射が、可視又は近赤外領域に公称波長を有するレーザによって生成され、前記出力放射が可視又は近赤外領域にある、上記1から9のいずれかに記載の装置。
11. 前記レーザがパルスレーザである、上記10に記載の装置。
12. 前記レーザが、Tiサファイアレーザ、アレキサンドライトレーザ、又はプラセオジム系レーザである、上記10又は上記11に記載の装置。
13. 前記レーザが、周波数2倍化エルビウムレーザ又は可視もしくはNIRレーザダイオードである、上記10又は上記11に記載の装置。
14. 前記テーパ光ファイバの前記入力で受ける前記放射が、2つ以上のレーザからの放射の組み合わせである、上記1から13のいずれかに記載の装置。
15. 2つ以上の前記レーザが、Tiサファイアレーザ、アレキサンドライトレーザ、プラセオジム系レーザ、周波数2倍化エルビウムレーザ、可視レーザダイオード、及び/又は近赤外レーザダイオードから選択された1つ以上である、上記14に記載の装置。
16. 前記出力放射が500nmから900nmの間の領域内のスペクトル幅を有するように前記レーザのパラメータを変調するように構成された制御システムを更に備える、上記10から15のいずれかに記載の装置。
17. 前記パラメータが、平均パワー、ピークパワー、パルス幅、パルス繰り返し率、又はこれらから選択される任意の組み合わせである、上記16に記載の装置。
18. 前記出力放射の前記スペクトル幅を狭くする及び/又は制御するための、前記テーパ光ファイバの出力又はその下流にある帯域通過フィルタを更に備える、上記1から17のいずれかに記載の装置。
19. 前記テーパ光ファイバが、ステップ型光ファイバ又は屈折率分布型光ファイバを加熱延伸することによって形成される、上記1から18のいずれかに記載の装置。
20. 前記検出器システムが、前記出力放射の前記リダイレクト部分に応答して2つ以上のオブジェクトのアライメントを決定するように構成される、上記1から19のいずれかに記載の装置。
21. 受けた放射をテーパ光ファイバを使用してスペクトル拡大して出力放射を生成すること、
前記出力放射を測定ターゲット上に供給すること、及び
前記出力放射の前記測定ターゲットからのリダイレクト部分を検出器システムで受けることを含む方法。
22. 前記テーパ光ファイバが、前記放射をそのコアで受ける非テーパ領域と、前記スペクトル拡大された出力放射を供給するテーパ領域とを備え、前記テーパ領域の断面サイズが、前記非テーパ領域の前記コアの断面サイズより小さい、上記21に記載の方法。
23. 前記非テーパ領域のコア断面サイズ、及び/又は前記スペクトル拡大された出力放射を受ける前記テーパ光ファイバの非テーパ領域のコア断面サイズが、最大約10μmである、上記22に記載の方法。
24. 前記テーパ領域の前記断面サイズが最大約2.5μmである、上記22又は上記23に記載の方法。
25. 前記テーパ領域の長さが10cmから50cmの間である、上記22から24のいずれかに記載の方法。
26. 第1の遷移領域が、前記非テーパ領域と前記テーパ領域を結合するように構成され、前記第1の遷移領域の長さが、約1cmから約5cmの間である、上記22から25のいずれかに記載の方法。
27. 第2の遷移領域が、前記テーパ領域と、別の非テーパ領域を結合するように構成され、前記第2の遷移領域の長さが、約1cmから約5cmの間である、上記22から26のいずれかに記載の方法。
28. 前記テーパ光ファイバが、入射する放射の強度に応じて変化する屈折率を有する材料を有する、上記21から27のいずれかに記載の方法。
29. 前記テーパ光ファイバが少なくとも1つの光モードをサポートする、上記21から28のいずれかに記載の方法。
30. 前記テーパ光ファイバの前記入力で受ける前記放射が、可視又は近赤外領域に公称波長を有するレーザによって生成され、前記出力放射が可視又は近赤外領域にある、上記21から29のいずれかに記載の方法。
31. 前記レーザがパルスレーザである、上記30に記載の方法。
32. 前記レーザが、Tiサファイアレーザ、アレキサンドライトレーザ、又はプラセオジム系レーザである、上記30又は上記31に記載の方法。
33. 前記レーザが、周波数2倍化エルビウムレーザ又は可視もしくはNIRレーザダイオードである、上記30又は上記31に記載の方法。
34. 前記テーパ光ファイバの前記入力で受ける前記放射が、2つ以上のレーザからの放射の組み合わせである、上記21から33のいずれかに記載の方法。
35. 2つ以上の前記レーザが、Tiサファイアレーザ、アレキサンドライトレーザ、プラセオジム系レーザ、周波数2倍化エルビウムレーザ、可視レーザダイオード、及び/又は近赤外レーザダイオードから選択された1つ以上である、上記34に記載の方法。
36. 前記出力放射が500nmから900nmの間の領域内のスペクトル幅を有するように前記レーザのパラメータを変調することを更に含む、上記30から35のいずれかに記載の方法。
37. 前記パラメータが、平均パワー、ピークパワー、パルス幅、パルス繰り返し率、又はこれらから選択される任意の組み合わせである、上記36に記載の方法。
38. 前記出力放射の前記スペクトル幅を狭くする及び/又は制御するための、前記テーパ光ファイバの出力又はその下流にある帯域通過フィルタを使用して前記出力放射をフィルタリングすることを更に含む、上記21から37のいずれかに記載の方法。
39. 前記テーパ光ファイバが、ステップ型光ファイバ又は屈折率分布型光ファイバを加熱延伸することによって形成される、上記21から38のいずれかに記載の方法。
40. 前記出力放射の前記リダイレクト部分に応答して2つ以上のオブジェクトのアライメントを決定することを更に含む、上記21から39のいずれかに記載の方法。
Claims (40)
- 放射を受ける入力と、スペクトル拡大された出力放射を測定ターゲットに向けて供給する出力とを有し、前記入力で受けた前記放射をスペクトル拡大するように構成されたテーパ光ファイバと、
前記出力放射の前記測定ターゲットからのリダイレクト部分を受けるように構成された検出器システムと、を備える測定装置。 - 前記テーパ光ファイバが、前記放射をそのコアで受ける非テーパ領域と、前記スペクトル拡大された出力放射を供給するテーパ領域とを備え、前記テーパ領域の断面サイズが、前記非テーパ領域の前記コアの断面サイズより小さい、請求項1に記載の装置。
- 前記非テーパ領域の前記コア断面サイズ、及び/又は前記スペクトル拡大された出力放射を受ける前記テーパ光ファイバの非テーパ領域のコア断面サイズが、最大約10μmである、請求項2に記載の装置。
- 前記テーパ領域の前記断面サイズが最大約2.5μmである、請求項2又は請求項3に記載の装置。
- 前記テーパ領域の長さが約10cmから約50cmの間である、請求項2から4のいずれかに記載の装置。
- 第1の遷移領域が、前記非テーパ領域と前記テーパ領域を結合するように構成され、前記第1の遷移領域の長さが、約1cmから約5cmの間である、請求項2から5のいずれかに記載の装置。
- 第2の遷移領域が、前記テーパ領域と、別の非テーパ領域を結合するように構成され、前記第2の遷移領域の長さが、約1cmから約5cmの間である、請求項2から6のいずれかに記載の装置。
- 前記テーパ光ファイバが、入射する放射の強度に応じて変化する屈折率を有する材料を有する、請求項1から7のいずれかに記載の装置。
- 前記テーパ光ファイバが少なくとも1つの光モードをサポートする、請求項1から8のいずれかに記載の装置。
- 前記テーパ光ファイバの前記入力で受ける前記放射が、可視又は近赤外領域に公称波長を有するレーザによって生成され、前記出力放射が可視又は近赤外領域にある、請求項1から9のいずれかに記載の装置。
- 前記レーザがパルスレーザである、請求項10に記載の装置。
- 前記レーザが、Tiサファイアレーザ、アレキサンドライトレーザ、又はプラセオジム系レーザである、請求項10又は請求項11に記載の装置。
- 前記レーザが、周波数2倍化エルビウムレーザ又は可視もしくはNIRレーザダイオードである、請求項10又は請求項11に記載の装置。
- 前記テーパ光ファイバの前記入力で受ける前記放射が、2つ以上のレーザからの放射の組み合わせである、請求項1から13のいずれかに記載の装置。
- 2つ以上の前記レーザが、Tiサファイアレーザ、アレキサンドライトレーザ、プラセオジム系レーザ、周波数2倍化エルビウムレーザ、可視レーザダイオード、及び/又は近赤外レーザダイオードから選択された1つ以上である、請求項14に記載の装置。
- 前記出力放射が500nmから900nmの間の領域内のスペクトル幅を有するように前記レーザのパラメータを変調するように構成された制御システムを更に備える、請求項10から15のいずれかに記載の装置。
- 前記パラメータが、平均パワー、ピークパワー、パルス幅、パルス繰り返し率、又はこれらから選択される任意の組み合わせである、請求項16に記載の装置。
- 前記出力放射の前記スペクトル幅を狭くする及び/又は制御するための、前記テーパ光ファイバの出力又はその下流にある帯域通過フィルタを更に備える、請求項1から17のいずれかに記載の装置。
- 前記テーパ光ファイバが、ステップ型光ファイバ又は屈折率分布型光ファイバを加熱延伸することによって形成される、請求項1から18のいずれかに記載の装置。
- 前記検出器システムが、前記出力放射の前記リダイレクト部分に応答して2つ以上のオブジェクトのアライメントを決定するように構成される、請求項1から19のいずれかに記載の装置。
- 受けた放射をテーパ光ファイバを使用してスペクトル拡大して出力放射を生成すること、
前記出力放射を測定ターゲット上に供給すること、及び
前記出力放射の前記測定ターゲットからのリダイレクト部分を検出器システムで受けることを含む方法。 - 前記テーパ光ファイバが、前記放射をそのコアで受ける非テーパ領域と、前記スペクトル拡大された出力放射を供給するテーパ領域とを備え、前記テーパ領域の断面サイズが、前記非テーパ領域の前記コアの断面サイズより小さい、請求項21に記載の方法。
- 前記非テーパ領域のコア断面サイズ、及び/又は前記スペクトル拡大された出力放射を受ける前記テーパ光ファイバの非テーパ領域のコア断面サイズが、最大約10μmである、請求項22に記載の方法。
- 前記テーパ領域の前記断面サイズが最大約2.5μmである、請求項22又は請求項23に記載の方法。
- 前記テーパ領域の長さが10cmから50cmの間である、請求項22から24のいずれかに記載の方法。
- 第1の遷移領域が、前記非テーパ領域と前記テーパ領域を結合するように構成され、前記第1の遷移領域の長さが、約1cmから約5cmの間である、請求項22から25のいずれかに記載の方法。
- 第2の遷移領域が、前記テーパ領域と、別の非テーパ領域を結合するように構成され、前記第2の遷移領域の長さが、約1cmから約5cmの間である、請求項22から26のいずれかに記載の方法。
- 前記テーパ光ファイバが、入射する放射の強度に応じて変化する屈折率を有する材料を有する、請求項21から27のいずれかに記載の方法。
- 前記テーパ光ファイバが少なくとも1つの光モードをサポートする、請求項21から28のいずれかに記載の方法。
- 前記テーパ光ファイバの前記入力で受ける前記放射が、可視又は近赤外領域に公称波長を有するレーザによって生成され、前記出力放射が可視又は近赤外領域にある、請求項21から29のいずれかに記載の方法。
- 前記レーザがパルスレーザである、請求項30に記載の方法。
- 前記レーザが、Tiサファイアレーザ、アレキサンドライトレーザ、又はプラセオジム系レーザである、請求項30又は請求項31に記載の方法。
- 前記レーザが、周波数2倍化エルビウムレーザ又は可視もしくはNIRレーザダイオードである、請求項30又は請求項31に記載の方法。
- 前記テーパ光ファイバの前記入力で受ける前記放射が、2つ以上のレーザからの放射の組み合わせである、請求項21から33のいずれかに記載の方法。
- 2つ以上の前記レーザが、Tiサファイアレーザ、アレキサンドライトレーザ、プラセオジム系レーザ、周波数2倍化エルビウムレーザ、可視レーザダイオード、及び/又は近赤外レーザダイオードから選択された1つ以上である、請求項34に記載の方法。
- 前記出力放射が500nmから900nmの間の領域内のスペクトル幅を有するように前記レーザのパラメータを変調することを更に含む、請求項30から35のいずれかに記載の方法。
- 前記パラメータが、平均パワー、ピークパワー、パルス幅、パルス繰り返し率、又はこれらから選択される任意の組み合わせである、請求項36に記載の方法。
- 前記出力放射の前記スペクトル幅を狭くする及び/又は制御するための、前記テーパ光ファイバの出力又はその下流にある帯域通過フィルタを使用して前記出力放射をフィルタリングすることを更に含む、請求項21から37のいずれかに記載の方法。
- 前記テーパ光ファイバが、ステップ型光ファイバ又は屈折率分布型光ファイバを加熱延伸することによって形成される、請求項21から38のいずれかに記載の方法。
- 前記出力放射の前記リダイレクト部分に応答して2つ以上のオブジェクトのアライメントを決定することを更に含む、請求項21から39のいずれかに記載の方法。
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