JP2023159191A - ランプハウス補正を備えるプラズマ源のシステム及び方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】ランプハウス補正を備えたプラズマ光源を提供する。【解決手段】システムは、ポンプ照明を生成するように構成されたポンプ源を含み得る。ポンプ照明は、楕円形の反射器要素によって、プラズマランプ内に含有されるガス体積に向けられ、プラズマを生成し得る。プラズマは、広帯域照明を生成するように構成され得る。システムはまた、ポンプ照明を変更するように構成された補正板及び／又は非球面楕円形の反射器要素を含み、プラズマランプによって導入された収差を補正し得る。システムはまた、広帯域照明を変更するように構成された追加の非球面補正板を含み、システムの光学素子によって導入された収差を補正し得る。【選択図】図１Ａ

Description

本発明は、一般に、プラズマベースの光源、特に、ランプハウス収差補正を備えたプラズマベースの光源に関する。
（関連出願の相互参照）
本特許出願は、「ＰＬＡＳＭＡ ＳＯＵＲＣＥ ＬＡＭＰ ＨＯＵＳＥ ＣＯＲＲＥＣＴＩＯＮ ＭＥＴＨＯＤ」と題し、Ｓｈｉｙｕ Ｚｈａｎｇ，Ｍａｒｋ Ｓｈｉ Ｗａｎｇ，Ｉｌｙａ Ｂｅｚｅｌを発明者として、２０１８年７月３１日に出願された米国仮特許出願第６２／７１２，３９１号の、米国特許法第１１９条（e）の下での優先権を主張するものであり、その全体は参照により本明細書に組み込まれる。
絶えず小さくなるデバイス特徴を有する集積回路の需要が増加し続けるのにつれて、これらの絶えず縮小していくデバイスの検査に用いられる改善された照射源に対する必要性が増大し続けている。１つのそのような照射源はレーザ維持プラズマ（laser-sustained plasma）（ＬＳＰ）源を含む。レーザ維持プラズマ光源は、高出力広帯域照明を生じることができる。レーザ維持プラズマ光源は、レーザ放射をプラズマランプ内に含有されるガス体積中に集束し、アルゴン又はキセノンなどのガスを、広帯域照明を放出することができるプラズマ状態に励起させることで動作する。この効果は、通常、プラズマの「ポンピング」と呼ばれる。
レーザ維持光源の有効性は、少なくとも部分的に、タイトでコンパクトな、正確に知られた場所においてプラズマを生成する能力に基づく。しかしながら、プラズマランプ自体を含むレーザ維持プラズマ光源内の光学部品は、ポンピングレーザ放射を歪める可能性があり、それにより、ポンピング力の増加を必要とし、熱管理の問題につながる。ポンピングレーザ放射の歪みは、ポンプ源の焦点を歪める可能性があり、それにより、プラズマサイズが増大し、システムエタンデュが増加し、スループットが低下する。更に、レーザ維持プラズマ光源内の光学部品はまた、プラズマによって生成された照明に収差を引き起こし、生成された照明を集めることを困難にし、それによってスループットを低下させる可能性がある。
米国特許出願公開第２０１５／０１６３８９３号 米国特許出願公開第２０１７／０２７８６９４号 米国特許出願公開第２００６／０２３８８５６号
したがって、上記で特定された１つ以上の不足を解決するシステム及び方法を提供することが望ましい。
システムは、本開示の１つ以上の実施形態により開示される。一実施形態では、システムは、ポンプ照明を生成するように構成されたポンプ源を含む。別の実施形態では、システムは、ポンプ照明を受光し、ポンプ照明の１つ以上の特性を修正して、システムの１つ以上の光学素子によって導入されるポンプ照明の１つ以上の収差を補正するように構成された補正板を含む。別の実施形態では、システムは、ポンプ照明を受光し、ポンプ照明をプラズマランプ内に含有されるガス体積に向けるように構成された反射器要素を含み、ここでプラズマランプは、ガス体積内でプラズマを維持して広帯域照明を生成するように構成される。
システムは、本開示の１つ以上の実施形態により開示される。一実施形態では、システムは、広帯域照明源を含む。広帯域照明源は、ポンプ照明を生成するように構成されたポンプ源、ポンプ照明を受光し、ポンプ照明の１つ以上の特性を修正するように構成された補正板、及びポンプ照明を受光し、ポンプ照明をプラズマランプ内に含有されるガス体積に向けるように構成された反射器要素を含み得る。別の実施形態では、プラズマランプは、ガス体積内にプラズマを維持して広帯域照明を生成するように構成される。別の実施形態では、システムは、検出器アセンブリを含む。別の実施形態では、システムは、広帯域照明源から広帯域照明の少なくとも一部分を集め、広帯域照明をサンプルに向けるように構成された１セットの特性付け光学系（characterization optics）を含む。別の実施形態では、１セットの特性付け光学系は、放射をサンプルから検出器アセンブリに向けるように更に構成される。
システムは、本開示の１つ以上の実施形態により開示される。一実施形態では、システムは、ポンプ照明を生成するように構成されたポンプ源を含む。別の実施形態では、システムは、ポンプ照明を受光し、ポンプ照明の１つ以上の特性を修正するように構成された第１の補正板を含む。別の実施形態では、システムは、ポンプ照明を受光し、ポンプ照明をプラズマランプ内に含有されるガス体積に向けるように構成された反射器要素を含む。別の実施形態では、プラズマランプは、ガス体積内にプラズマを維持して広帯域照明を生成するように構成される。別の実施形態では、システムは、広帯域照明を受光し、広帯域照明の１つ以上の収差を補正するように構成された第２の補正板を含み、ここで第２の補正板は非球面補正板を含む。
システムは、本開示の１つ以上の実施形態により開示される。一実施形態では、システムは、広帯域照明源を含む。別の実施形態では、広帯域照明源は、ポンプ照明を生成するように構成されたポンプ源、ポンプ照明を受光し、ポンプ照明の１つ以上の特性を修正するように構成された第１の補正板、及びポンプ照明を受光し、ポンプ照明をプラズマランプ内に含有されるガス体積に向けるように構成された反射器要素を含む。別の実施形態では、プラズマランプは、ガス体積内にプラズマを維持して広帯域照明を生成するように構成される。別の実施形態では、広帯域照明源は、広帯域照明を受光し、広帯域照明の１つ以上の収差を補正するように構成された第２の補正板を含む。別の実施形態では、第２の補正板は非球面補正板を含む。別の実施形態では、システムは検出器アセンブリを含む。別の実施形態では、システムは、広帯域照明源から広帯域照明の少なくとも一部分を集め、広帯域照明をサンプルに向けるように構成された１セットの特性付け光学系を含み、１セットの特性付け光学系は、放射をサンプルから検出器アセンブリに向けるように更に構成される。
方法は、本開示の１つ以上の実施形態により開示される。一実施形態では、方法は、ポンプ照明を生成することを含む。別の実施形態では、方法は、第１の補正板を用いてポンプ照明を補正することを含む。別の実施形態では、方法は、反射器要素を用いて、ポンプ照明を集め、ポンプ照明をプラズマランプ内に含有されるガス体積に向けることを含む。別の実施形態では、方法は、プラズマランプ内に含有されるガス体積内でプラズマを生成することを含む。別の実施形態では、方法は、プラズマを用いて広帯域照明を生成することを含む。別の実施形態では、方法は、広帯域照明の１つ以上の収差を、第２の補正板を用いて補正することを含む。
前述の概要及び以下の詳細な説明は共に、単なる例証及び説明であり、請求項に係る発明を必ずしも制限するものではないことが理解される。本明細書に組み込まれて、その一部を構成する添付の図面は、本発明の実施形態を例示しており、概要とともに本発明の原理を説明するのに役立つ。
本開示の多くの利点は、当業者が添付の図面を参照することによってよりよく理解し得る。
本開示の１つ以上の実施形態による、ランプハウス補正システムを備えるプラズマ源を示す。 本開示の１つ以上の実施形態による、ランプハウス補正システムを備えるプラズマ源を示す。 本開示の１つ以上の実施形態による、円筒形プラズマランプを備えたシステムにおける楕円形反射器の近くのポンピング焦点プロファイル断面を示す。 本開示の１つ以上の実施形態による、円筒形プラズマランプを備えたシステムにおける楕円形反射器の近くのポンピング焦点プロファイル断面を示す。 本開示の１つ以上の実施形態による、円筒形プラズマランプを備えたシステムにおける楕円形反射器焦点でのポンピングサーマルプロファイル断面を示す。 本開示の１つ以上の実施形態による、円筒形プラズマランプを備えたシステムにおける楕円形反射器焦点でのポンピングサーマルプロファイル断面を示す。 本開示の１つ以上の実施形態による、円筒形プラズマランプを備えたシステムにおける楕円形反射器焦点での収集サーマル(collection thermal)プロファイル断面を示す。 本開示の１つ以上の実施形態による、円筒形プラズマランプを備えたシステムにおける楕円形反射器焦点での収集サーマルプロファイル断面を示す。 本開示の１つ以上の実施形態による、扁長楕円体形状のプラズマランプを備えたシステムにおける楕円形反射器焦点でのポンピング焦点プロファイル断面を示す。 本開示の１つ以上の実施形態による、扁長楕円体形状のプラズマランプを備えたシステムにおける楕円形反射器焦点でのポンピング焦点プロファイル断面を示す。 本開示の１つ以上の実施形態による、非球面補正板の表面プロファイルグラフを示す。 本開示の１つ以上の実施形態による、扁長楕円体形状のプラズマランプを備えたシステムにおける楕円形反射器焦点でのポンピング焦点プロファイル断面を示す。 本開示の１つ以上の実施形態による、扁長楕円体形状のプラズマランプを備えたシステムにおける楕円形反射器焦点でのポンピング焦点プロファイル断面を示す。 本開示の１つ以上の実施形態による、非球面補正板の表面プロファイルグラフを示す。 本開示の１つ以上の実施形態による、扁長楕円体形状のプラズマランプを備えたシステムにおける収集焦点での収集焦点(collection focus)プロファイル断面を示す。 本開示の１つ以上の実施形態による、扁長楕円体形状のプラズマランプを備えたシステムにおける収集焦点での収集焦点プロファイル断面を示す。 本開示の１つ以上の実施形態による、扁長楕円体形状のプラズマランプを備えたシステムにおける収集焦点での収集焦点プロファイル断面を示す。 本開示の１つ以上の実施形態による、扁長楕円体形状のプラズマランプを備えたシステムにおける収集焦点での収集焦点プロファイル断面を示す。 本開示の１つ以上の実施形態による、ランプハウス補正システムを備えたプラズマ源を実装する光学的特性付けシステムの簡略化された概略図を示す。 本開示の１つ以上の実施形態による、ランプハウス補正システムを備えたプラズマ源を実装する光学的特性付けシステムの簡略化された概略図を示す。 本開示の１つ以上の実施形態による、プラズマ源ランプハウスによって誘発されるエラーを補正するための方法の流れ図を示す。
本開示は、ある実施形態及びその特定の特徴に関して特に示され、説明されている。本明細書に記載の実施形態は、限定的ではなく例示的であると解釈される。本開示の趣旨及び範囲から逸脱することなく、形態及び詳細の様々な変更及び修正を行い得ることは、当業者には容易に明白であろう。
ここで開示された主題を詳細に参照し、それは添付の図面に示される。
一般に図１Ａ～図１３を参照すると、本開示の１つ以上の実施形態による、ランプハウス補正システムを備えたプラズマ源とその方法が説明される。
本開示の実施形態は、レーザ維持プラズマ（ＬＳＰ）光源内の構成要素に起因するエラーを補正するためのシステム及び方法を対象とする。特に、本開示の実施形態は、限定するものではないが、補償器、プラズマランプなどを含むＬＳＰ光源内の構成要素に起因する収差を補正するためのシステム及び方法を対象とする。本開示の追加の実施形態は、ＬＳＰ光源のポンプ照明を修正して、ＬＳＰ光源内の構成要素に起因する収差を補正する、非球面補正板及び／又は非球面反射器要素の使用を対象とする。本開示の追加の実施形態は、ＬＳＰ光源のプラズマによって生成される広帯域照明を修正して、ＬＳＰ光源内の構成要素に起因する収差を補正する、非球面補正板の使用を対象とする。
本明細書で前述したように、ＬＳＰ光源の光学部品は、ＬＳＰ光源のポンピング放射／照明を歪める場合がある。ポンプ放射／照明の歪みは、追加のポンピング力を必要として同じスループットを実現する場合があり、したがって熱管理の問題につながる。加えて、歪んだポンプ放射は、ポンプ放射の焦点を歪める可能性があり、それにより、プラズマのサイズが増大し、システムのエテンデュが増加し、システムのスループットが低下する。更に、ＬＳＰ光源内の光学部品は、プラズマ自体によって生成される広帯域照明に収差を引き起こす可能性もあり、生成された照明を集めることが困難になり、それによってスループットが低下する。
例えば、ＬＳＰ光源は、異なる形状のプラズマランプを利用してもよく、限定するものではないが、円筒形プラズマランプ、扁長楕円体形状のプラズマランプ（例えば、「フットボール型」プラズマランプ）などが挙げられる。これらのプラズマランプ構成は、プラズマランプに出入りする照明を歪める場合がある。補正せずに放置すると、プラズマランプ及びその他の光学素子によって引き起こされるこれらの歪み及び／又は収差は、ＬＳＰ光源に必要な電力を増加させ、ＬＳＰ光源の有効性を減じ、スループットを低下させる可能性がある。したがって、本開示の実施形態は、ＬＳＰ光源の光学部品に起因する収差を補正するためのシステム及び方法を対象とする。ＬＳＰ光源内の収差を補正すると、必要なポンピング力が低下し、よりタイトで明るいプラズマ焦点が生成され、プラズマによって生成される照明の収集が改善され得る。
図１Ａ及び図１Ｂは、本開示の１つ以上の実施形態による、ランプハウス補正システム１００を備えたプラズマ源を示す。一般に、システム１００は、ポンプ源１０２、ランプハウス１０４、入口窓１０６、コールドミラー１１６、反射器要素１１０、及び出口窓１２０を含み得る。
図１Ａは、本開示の１つ以上の実施形態による、ランプハウス補正システム１００を備えたプラズマ源を示す。システム１００は、限定するものではないが、ポンプ源１０２及びランプハウス１０４を含み得る。ランプハウス１０４は、限定するものではないが、入口窓１０６、補正板１０８、反射器要素１１０、ガス体積を含んで、プラズマ１１４を生成するように構成されたプラズマランプ１１２、コールドミラー１１６、追加の補正板１１８、及び出口窓１２０を含み得る。別の実施形態では、システム１００は、１つ以上の光学素子１２２及び１つ以上の下流光学素子１２４を含んでもよい。本明細書で別段の記載がない限り、記載される構成は限定的であると見なされるべきではないことに留意する。これに関して、システム１００は、示され、説明されたものに対して追加の／より少ない光学素子を含んでもよい。例として、追加の補正板１１８及び出口窓１２０は単一の構成要素に組み合わされてもよく、その結果、追加の補正板１１８は出口窓として機能する。
一実施形態では、ポンプ源１０２は、ポンプ照明１０１を生成し、ポンピング経路１０３に沿ってポンプ照明１０１を向けるように構成される。ポンプ源１０２は、当技術分野で周知のプラズマをポンプするように構成された任意の照明源を含み得て、限定するものではないが、１つ以上のレーザを含む。例えば、ポンプ源１０２は、１つ以上のファイバレーザ又は当技術分野で周知の任意の形態の電力エネルギーを含み得る。例えば、ポンプ源１０２は、１つ以上の２００μｍのファイバレーザを含み得る。別の例として、ポンプ源１０２は、１つ以上の赤外線レーザを含み得る。本明細書において、本開示の目的のために、「ポンプ照明１０１」及び「ポンプ放射１０１」という用語は、本明細書で特に明記しない限り、交換可能に使用され得ることに留意する。更に、「ポンピング経路１０３」という用語、及び同様の用語は、ポンプ照明１０１がポンプ源１０２からプラズマ１１４までにとる経路を指すことができる。ポンプ照明１０１は、当技術分野で周知の任意の波長又は波長範囲の照明／放射を含み得て、限定するものではないが、赤外（ＩＲ）放射、近赤外線（ＮＩＲ）放射、紫外線（ＵＶ）放射、可視放射などが挙げられる。
別の実施形態では、ポンプ照明１０１は、入口窓１０６を介してランプハウス１０４に入る。入口窓１０６は、照明を伝達するための当技術分野で周知の任意の光学素子を含み得て、限定するものではないが、１つ以上の窓、１つ以上のレンズ、１つ以上のポートなどが挙げられる。別の実施形態では、ポンプ照明１０１は、補正板１０８に向けられる。補正板１０８は、円筒形補正板を含んでもよい。一実施形態では、補正板１０８は、ポンプ照明１０１の１つ以上の特性を変更するように構成される。例えば、補正板１０８は、システム１００の光学素子によって導入されたポンプ照明の１つ以上の収差を補正するように構成されてもよい。
別の実施形態では、ポンプ照明１０１は、反射器要素１１０に向けられる。図１Ａに示されるように、反射器要素１１０は、楕円形反射器要素１１０を含んでもよい。しかしながら、楕円形反射器要素１１０は、ポンプ照明１０１をプラズマランプ１１２に向けるための当技術分野で周知の任意の形状をとることができるため、本明細書に記載されない限り、これは制限と見なすべきではない。反射器要素１１０は、ポンプ照明１０１を受光し、ポンプ照明１０１をプラズマランプ１１２内に含まれるガス体積内に向けて、プラズマ１１４をガス体積内で生成するように構成され得る。プラズマランプ１１２は、ガス体積を含むために当技術分野で周知の任意の形状をとることができる。例えば、図１Ａに示されるように、プラズマランプ１１２は、円筒形プラズマランプ１１２を含み得る。円筒形プラズマランプ１１２は、プラズマを生成するのに適した当技術分野で周知の任意のガス又はガスの混合物を含むガス体積を含み得て、限定するものではないが、キセノン（Ｘｅ）、アルゴン（Ａｒ）などが挙げられる。一実施形態では、円筒形プラズマランプ１１２内に含まれるガス体積は、高圧で含まれ得る。例えば、円筒形プラズマランプ１１２内のガス体積は、１０気圧であってもよい。
本明細書で前述したように、プラズマランプ１１２は、プラズマランプ１１２に入るポンプ照明１０１を歪ませ、及び／又はプラズマ１１４によって生成され、プラズマランプ１１２を出る広帯域照明１０７（例えば、広帯域放射１０７）を歪めることができる。更に、システム１００の追加の光学素子は、更なる歪みを導入する可能性がある。これらの歪みは、プラズマによって生成される広帯域照明１０７に１つ以上の収差をもたらす可能性があり、それにより、システム１００の有効性を低下させ、スループットを低下させる。プラズマランプ１１２及び／又はシステム１００の追加の光学素子によって導入された収差は、図２Ａ及び図２Ｂの参照を用いてよりよく理解され得る。
図２Ａ及び図２Ｂは、本開示の１つ以上の実施形態による、円筒形プラズマランプ１１２を備えたシステム１００内の楕円形反射器の近くのポンピング焦点プロファイル断面を示す。グラフ２００及び２０２の焦点プロファイルの放射照度は、Ｗ／ｍｍ２の単位で表される。グラフ２００は、図２Ａに示されるように、Ｘ－Ｙ平面に沿ったポンピング焦点プロファイル断面を示す。グラフ２０２は、図２Ｂに示されるように、Ｘ－Ｚ平面に沿ったポンピング焦点プロファイル断面を示す。図２Ａ及び図２Ｂに見られるように、円筒形プラズマランプ（例えば、円筒形プラズマランプ１１２）は、反射器要素１１０（例えば、楕円形反射器要素１１０）の近くに大量の歪み／収差を導入する可能性がある。例として、楕円焦点の２８μｍのプラズマボールは、ポンピング焦点で６０ｍｍ以上に再結像され得る。補正されない場合、このレベルの歪み／収差は、ポンピング効率を低下させ、広帯域照明１０７の収集効率を低下させ、スループットを下げる可能性がある。
再び図１Ａを参照すると、反射器要素１１０（例えば、楕円形反射器要素１１０）は、プラズマランプ１１２及び／又はポンピング経路１０３に沿った追加の光学素子によって誘発される１つ以上の収差を補正するように構成され得る。一実施形態では、反射器要素１１０は、奇数項の非球面反射器要素を含んで、プラズマランプ１１２及び／又は追加の光学素子によって導入される収差を最小化及び／又は低減し得る。一実施形態では、多くの奇数の非球面項を反射器要素１１０（例えば、楕円形反射器要素１１０）に追加して、プラズマランプ１１２（例えば、円筒形プラズマランプ１１２）によって導入された収差を補正し得る。例えば、２つの奇数次(two orders of odd)の非球面項を反射器要素１１０に追加してもよい。別の例として、６つの奇数次の非球面項を反射器要素１１０に追加することができる。更なる例として、１００の奇数次の非球面項を反射器要素に追加し得る。
非球面反射器要素１１０（例えば、非球面楕円形反射器要素１１０）の表面プロファイルは、式１によって記述され得る。
式中、ｋは反射器要素１１０の円錐定数、ｃは基本曲率半径、ｒは反射器要素１１０の半径、ａｉはｒｉの係数であり、ここでｉは１，２，３…ｎであり得る。いくつかの実施形態では、式１は簡略化され、式２として表され得る。
非球面反射器要素１１０を使用してポンピング経路１０３に沿って導入された収差を補正することを実現し得る利点は、図３Ａ及び図３Ｂを参照することにより、よりよく理解され得る。
図３Ａ及び図３Ｂは、本開示の１つ以上の実施形態による、円筒形プラズマランプ１１２を備えたシステム１００における楕円形反射器焦点でのポンピングサーマルプロファイル断面を示す。グラフ３００、３０２は、楕円形反射器焦点での２８μｍのプラズマボールのポンピングサーマルプロファイル断面を示す。グラフ３００（図３Ａ）は、非球面反射器要素１１０のないシステムのサーマルプロファイル断面を示し、グラフ３０２（図３Ｂ）は、ポンピング経路１０３に沿って収差を補正するための非球面反射器要素１１０を備えたシステムのサーマルプロファイル断面を示す。図３Ａ及び図３Ｂを比較すると、非球面反射器要素１１０は、円筒形プラズマランプ１１２及び／又はポンピング経路１０３に沿った他の光学素子によって導入された収差を補正できることが分かり得る。いくつかの実施形態では、非球面反射器要素１１０を含むことにより、ポンピングサーマルプロファイル断面を６０倍以上減少させる可能性がある。
前述のように、反射器要素１１０は、ポンプ照明１０１をプラズマランプ１１２内に含有されるガス体積に向けて集束させて、プラズマ１１４を生成し得る。別の実施形態では、プラズマ１１４は広帯域照明１０７を放出する。広帯域照明１０７は、様々な波長の照明／放射を含み得て、限定するものではないが、紫外線（ＵＶ）放射、深紫外線（ＤＵＶ）放射、真空紫外線（ＶＵＶ）放射などが挙げられる。広帯域照明１０７は、コールドミラー１１６によって向けられてもよい。コールドミラー１１６は、当技術分野で周知の任意の光学素子を含み得て、限定するものではないが、ビームスプリッタ、サンプラ、フィルタなどが挙げられる。別の実施形態では、コールドミラー１１６は、広帯域照明１０７を収集経路１０５に沿って追加の補正板１１８に向ける。本明細書では、収集経路１０５は、プラズマ１１４から下流光学素子１２４への広帯域照明１０７の経路と見なし得ることに留意する。
別の実施形態では、コールドミラー１１６は、広帯域照明１０７を追加の補正板１１８に向ける。追加及び／又は代替の実施形態では、追加の補正板１１８は、収集経路１０５に沿って広帯域照明１０７に導入された歪み及び／又は収差を補正するように構成され得る。これに関して、追加の補正板１１８は、非球面補正板１１８を含んでもよい。例えば、追加の補正板１１８は、奇数項の非球面補正板１１８を含み得る。本明細書では、収集経路１０５における追加の補正板１１８の使用は、広帯域照明１０７の補正を改善し得て、したがって、システム１００のスループット及び効率を増加させ得ることに留意する。
収集経路１０５に沿って導入された歪み及び／又は収差を補正するための追加の補正板１１８の利点は、図４Ａ及び図４Ｂを参照することにより、よりよく理解され得る。
図４Ａ及び図４Ｂは、本開示の１つ以上の実施形態による、円筒形プラズマランプ１１２を備えたシステム１００における楕円形反射器焦点でのサーマルプロファイル断面を示す。図４Ａのグラフ４００は、楕円焦点に配置された２８μｍのプラズマディスクのサーマルプロファイル断面を示す。同様に、図４Ｂのグラフ４０２は、楕円焦点に配置された２８μｍのプラズマボールのサーマルプロファイル断面を示す。
再び図１Ａを参照する。別の実施形態では、広帯域照明１０７は、収集経路１０５に沿って出口窓１２０に向けられる。出口窓１２０は、広帯域照明１０７がランプハウス１０４を出ることができるように構成された任意の光学素子を含み得て、限定するものではないが、１つ以上の窓、１つ以上のレンズ、１つ以上のポートなどが挙げられる。別の実施形態では、広帯域照明１０７は、収集経路１０５に沿って１つ以上の光学素子１２２を通して向けられる。１つ以上の光学素子１２２は、当技術分野で周知の任意の光学素子を含み得て、限定するものではないが、１つ以上のカラーフィルタ、１つ以上のレンズ、１つ以上のミラー、１つ以上のビームスプリッタ、１つ以上のプリズムなどが挙げられる。別の実施形態では、１つ以上の光学素子１２２は、広帯域照明１０７を１つ以上の下流光学素子１２４に向ける。１つ以上の下流光学素子１２４は、特性付け照明１０９を形成、収集、又は集束するための当技術分野で周知の任意の光学素子を含み得て、限定するものではないが、１つ以上のホモジナイザ、１つ以上の偏光子、１つ以上のビーム整形器などが挙げられる。特性付け照明１０９は、限定するものではないが、結像システム、計測システム、分光システムなどが挙げられる、任意の下流特性付けシステムに使用することができる。
本明細書では、本明細書に別段の記載がない限り、ポンピング経路１０３及び／又は収集経路１０５に沿って配置された光学素子の順序は限定的であると見なされるべきではないことに留意する。例えば、コールドミラー１１６によって導かれた後、広帯域照明１０７は、出口窓１２０を介してランプハウス１０４を出て、次に追加の補正板１１８と相互作用してもよい。したがって、図１Ａの光学素子の順序は、本明細書で別段の記載がない限り、説明のためにのみ提供される。
図１Ｂは、本開示の１つ以上の実施形態による、プラズマ源ランプハウス補正システム１００を示す。システム１００は、限定するものではないが、ポンプ源１０２及びランプハウス１０４を含み得る。ランプハウス１０４は、これらに限定されないが、入口窓１０６、補償板１２６、補正板１２８、反射器要素１１０、プラズマランプ１３０（例えば、扁長楕円体形状のプラズマランプ１３０）、コールドミラー１１６、追加の補正板１３２、及び出口窓１２０を含み得る。本明細書では、それが適用可能である限り、図１Ａに関連する任意の説明は、本明細書に別段の記載がない限り、 図１Ｂに適用されると見なすことができる。同様に、それが適用可能である限り、図１Ｂに関連する任意の説明は、本明細書に別段の記載がない限り、図１Ａに適用されると見なすことができる。
一実施形態では、図１Ｂに示されるように、プラズマランプは、実質的に扁長楕円体形状のプラズマランプ１３０（例えば、実質的に「フットボール型」のプラズマランプ１３０）を含む。円筒形プラズマランプ１１２と同様に、本明細書では、扁長楕円体形状のプラズマランプ１３０はシステム１００に収差を導入する可能性があることに留意する。扁長楕円体形状のプラズマランプ１３０によって導入された収差が補正されないシステムでは、ポンピングレーザパワーは、約４～７キロワット（ｋＷ）の範囲であり得る。扁長楕円体形状のプラズマランプ１３０によって導入された収差は、図５Ａを参照することにより、よりよく理解され得る。
図５Ａは、本開示の１つ以上の実施形態による、扁長楕円体形状のプラズマランプ１３０を備えたシステム１００における楕円形反射器焦点でのポンピング焦点プロファイル断面を示す。図５Ａに示されるグラフ５００は、２００μｍのファイバレーザ源のポンピング焦点プロファイル断面を示す。図５Ａで見ることができるように、扁長楕円体形状のプラズマランプ１３０は、大きな歪み及び／又は収差をシステム１００に導入する可能性があり、それは補正する必要がある。
再び図１Ｂを参照する。一実施形態では、システム１００は、補償板１２６を含む。本明細書では、プラズマランプ（例えば、円筒形プラズマランプ１１２、扁長楕円体形状のプラズマランプ１３０など）に加えて、補償板１２６がシステム１００に歪み及び／又は収差を導入する可能性が有り、それは補正する必要がある、ということに留意する。
別の実施形態では、システム１００は、補正板１２８を含む。本明細書で別段の記載がない限り、補正板１０８及び追加の補正板１１８に関する議論は、補正板１２８に適用されると見なされ得ることに留意する。一実施形態では、補正板１２８は、非球面補正板１２８を含む。補正板１２８（例えば、非球面補正板１２８）は、補償板１２６、コールドミラー１１６、プラズマランプ（例えば、扁長楕円体形状のプラズマランプ１３０）などによって導入された１つ以上の収差及び／又は非点収差を補正するように構成され得る。一実施形態では、補正板１２８は、修正された円筒形補正板を含み得る。例えば、補正板１２８は、円筒形補正板１０８の後方面に最大３次の奇数の非球面項を加えることによって形成されてもよい。別の実施形態では、補正板１２８は、２つの別個の補正板である奇数の非球面コレクタ及び円筒形コレクタを含み得て、補償板１２６、コールドミラー１１６、プラズマランプ（例えば、扁長楕円体形状のプラズマランプ１３０）などによって導入された１つ以上の収差及び／又は非点収差を補正するように構成され得る。更に別の実施形態では、補正板１２８はアナモルフィックプロファイルを含み得て、それは、補正板１２８の単一表面上において奇数の非球面項を円筒形補正項と組み合わせる。
補正板１２８（例えば、非球面補正板１２８）の非球面プロファイルは、図６を参照することによって、よりよく理解され得る。
図６は、本開示の１つ以上の実施形態による、非球面補正板（例えば、非球面補正板１２８）の表面プロファイルグラフ６００を示す。一例では、グラフ６００の曲線６０２は、補正板１２８（例えば、非球面補正板１２８）の表面プロファイルを示し得る。しかしながら、本明細書では、曲線６０２は例示のためにのみ提供されており、本明細書で別段の記載がない限り、本開示の範囲を限定するものと見なされるべきではないことに留意する。
補正板１２８は、ポンピング経路１０３に沿ってシステム１００に導入された収差及び／又は非点収差を補正するのに役立ち得る。この効果をさらに説明するために、図５Ａ及び図５Ｂを再び参照する。
図５Ａ及び図５Ｂは、本開示の１つ以上の実施形態による、扁長楕円体形状のプラズマランプ１３０を備えたシステム１００における楕円形反射器焦点でのポンピング焦点プロファイル断面を示す。特に、図５Ａに示されるグラフ５００は、補正板１２８によって補正されていない、２００μｍのファイバレーザ源のポンピング焦点プロファイル断面を示す。逆に、図５Ｂに示されるグラフ５０２は、補正板１２８によって補正された２００μｍのファイバレーザ源のポンピング焦点プロファイル断面を示す。
グラフ５０２に見られるように、補正された２００μｍのファイバレーザ源に関して、焦点プロファイル断面の半値全幅（ＦＷＨＭ）は約２０μｍである。加えて、２００μｍのファイバレーザ光源は、約４ｋＷの出力を提供することが可能であり得て、したがって、補正板１２８を用いて補正された場合でさえ、広範囲のＬＳＰ光源での使用に十分であり得る。グラフ５００と５０２を比較すると、補正された焦点エネルギー密度（例えば、システム１００で補正された）は、補正されていない焦点エネルギー密度の１０倍～５５倍の間であり得ることが理解され得る。システム１００によって実現される改善のレベルは、多くの要因に依存し得て、限定するものではないが、ポンプ源１０２のタイプ、プラズマランプ（例えば、円筒形プラズマランプ１１２、扁長楕円体形状のプラズマランプ１３０など）の製造、アライメント公差などが挙げられる。
図７Ａ及び図７Ｂは、本開示の１つ以上の実施形態による、扁長楕円体形状のプラズマランプ１３０を備えたシステム１００における楕円形反射器焦点でのポンピング焦点プロファイル断面を示す。特に、図６Ａに示されるグラフ７００は、補正板１２８によって補正されていない、６００μｍのファイバレーザ源のポンピング焦点プロファイル断面を示す。逆に、図６Ｂに示されるグラフ７０２は、補正板１２８によって補正された６００μｍのファイバレーザ源のポンピング焦点プロファイル断面を示す。グラフ７００と７０２を比較すると、補正された焦点エネルギー密度（例えば、システム１００で補正された）は、補正されていない焦点エネルギー密度の約２．４倍であり、６００μｍのファイバレーザ源に関して約１４０％の改善を示す。
本明細書では、ポンプ源１０２の位置は、ポンプ照明１０１の焦点の位置を変更するために調整され得ることに留意する。例えば、ファイバレーザの先端は、プラズマ１１４の位置を変更するために光軸に沿って調整され得る。例えば、ファイバレーザの先端の約６．４ｍｍの移動は、プラズマ１１４を約５．５μｍ移動し得る。
再び図１Ｂを参照する。補正板１２８に続いて、ポンプ照明１０１は、ポンピング経路１０３に沿って反射器要素１１０（例えば、楕円形反射器要素１１０）に向けられてもよい。反射器要素１１０は、ポンプ照明１０１を受光し、ポンプ照明１０１を扁長楕円体形状のプラズマランプ１３０内に含有されるガス体積に向けて、ガス体積内にプラズマ１１４を生成するよう構成され得る。別の実施形態では、プラズマ１１４は、広帯域照明１０７を生成し、限定するものではないが、紫外線（ＵＶ）照明、深紫外線（ＤＵＶ）照明、真空紫外線（ＶＵＶ）照明などを含む。
別の実施形態では、コールドミラー１１６は、広帯域照明１０７を収集経路１０５に沿って追加の補正板１３２に向けることができる。追加及び／又は代替の実施形態では、追加の補正板１３２は、限定的ではないが扁長楕円体形状のプラズマランプ１３０を含む、収集経路１０５に沿った光学素子によって広帯域照明１０７に導入された任意の歪み及び／又は収差を補正するように構成され得る。これに関して、追加の補正板１３２は、非球面補正板１３２を含み得る。例えば、追加の補正板１３２は、奇数項の非球面補正板１３２を含んでもよい。本明細書では、収集経路１０５における追加の補正板１３２の使用は、広帯域照明１０７の補正を改善し得て、したがって、システム１００のスループット及び効率を増加させ得ることに留意する。
本明細書で別段の記載のない限り、補正板１０８、追加の補正板１１８、及び補正板１２８に関連する議論は、追加の補正板１３２に適用されると見なされ得ることに更に留意する。したがって、一実施形態では、最大３次数の奇数の非球面項を追加の補正板１３２に追加して、扁長楕円体形状のプラズマランプ１３０によって導入された収差を補正し得る。加えて、本明細書では、追加の補正板１３２の表面プロファイルは、式１又は式２によって記述され得ることに留意する。
扁長楕円体形状のプラズマランプ１３０を含む、システム１００に導入された歪み及び／又は収差を補正するための追加の補正板１３２の利点は、図８、図９Ａ及び図９Ｂを参照してよりよく理解され得る。
図８は、本開示の１つ以上の実施形態による、追加の補正板１３２（例えば、非球面補正板１３２）の表面プロファイルグラフ８００を示す。一例では、グラフ８００の曲線８０２は、追加の補正板１３２（例えば、非球面補正板１３２）の表面プロファイルを示し得る。しかしながら、本明細書では、曲線８０２は、例示のためにのみ提供されており、本明細書で別段の記載がない限り、本開示の範囲に対する制限と見なされるべきではないことに留意する。
図９Ａ及び図９Ｂは、本開示の１つ以上の実施形態による、扁長楕円体形状のプラズマランプ１３０を備えたシステム１００における収集焦点での収集焦点プロファイル断面を示す。図９Ａに示されるグラフ９００は、非球面補正板１３２によって補正されていない、２０μｍのプラズマボール源の収集焦点プロファイル断面を示す。逆に、図９Ｂに示されるグラフ９０２は、非球面補正板１３２によって補正された２０μｍのプラズマボール源の収集焦点プロファイル断面を示す。
図１０Ａ及び図１０Ｂは、本開示の１つ以上の実施形態による、扁長楕円体形状のプラズマランプを備えたシステムにおける収集焦点での収集焦点プロファイル断面を示す。図１０Ａに示すグラフ１０００は、非球面補正板１３２によって補正されていない、２００μｍのプラズマボール源に関する収集焦点プロファイル断面を示す。逆に、図１０Ｂに示すグラフ１００２は、非球面補正板１３２によって補正された２００μｍのプラズマボール源の収集焦点プロファイル断面を示す。
図９Ａと図９Ｂ、同様に図１０Ａと図１０Ｂを比較すると、収集経路１０５に沿った広帯域照明１０７の補正は、システム１００の収集効率を大幅に改善し得ることが分かり得る。
図１１は、本開示の１つ以上の実施形態による、プラズマ源ランプハウス補正システム１００を実装する光学特性付けシステム１１００の簡略化された概略図を示す。一実施形態では、システム１１００は、システム１００、照明アーム１１０３、収集アーム１１０５、検出器アセンブリ１１１４、及び１つ以上のプロセッサ１１２０とメモリ１１２２とを含んだコントローラ１１１８を含む。
本明細書では、システム１１００は、任意の結像、検査、計測、リソグラフィ、又は当技術分野で周知の他の特性付けシステムを含み得ることに留意する。この点に関して、システム１１００は、検査、光学計測、リソグラフィ、及び／又は試験片１１０７上での任意の形態の結像を実行するように構成され得る。試験片１１０７は、当技術分野で周知の任意のサンプルを含み得て、限定するものではないが、ウェーハ、レチクル／フォトマスクなどを含む。システム１１００は、本開示全体を通して説明されるシステム１００の様々な実施形態のうちの１つ以上を組み込んでもよいことに留意する。
一実施形態では、試験片１１０７は、ステージアセンブリ１１１２上に配置されて、試験片１１０７の移動を容易にする。ステージアセンブリ１１１２は、当技術分野で周知の任意のステージアセンブリ１１１２を含み得て、限定するものではないが、Ｘ－Ｙステージ、Ｒ－θステージなどが挙げられる。別の実施形態では、ステージアセンブリ１１１２は、検査又は結像中に試験片１１０７の高さを調整して、試験片１１０７への焦点を維持することができる。
別の実施形態では、照明アーム１１０３は、特性付け照明１０９をシステム１００から試験片１１０７に向けるように構成される。照明アーム１１０３は、当技術分野で周知の任意の数及びタイプの光学素子を含んでもよい。一実施形態では、照明アーム１１０３は、１つ以上の光学素子１１０２、ビームスプリッタ１１０４、及び対物レンズ１１０６を含む。これに関して、照明アーム１１０３は、特性付け照明１０９をシステム１００から試験片１１０７の表面に集束させるように構成され得る。１つ以上の光学素子１１０２は、当技術分野で周知の任意の光学素子又は光学素子の組み合わせを含み得て、限定するものではないが、１つ以上のミラー、１つ以上のレンズ、１つ以上の偏光子、１つ以上の格子、１つ以上のフィルタ、１つ以上のビームスプリッタなどが挙げられる。
別の実施形態では、収集アーム１１０５は、試験片１１０７から反射、散乱、回折、及び／又は放出された光を集めるように構成される。別の実施形態では、収集アーム１１０５は、試験片１１０７からの光を検出器アセンブリ１１１４のセンサ１１１６に向け、及び／又は集束してもよい。センサ１１１６及び検出器アセンブリ１１１４は、当技術分野で周知の任意のセンサ及び検出器アセンブリを含み得ることに留意する。センサ１１１６は、電荷結合素子（ＣＣＤ）検出器、相補型金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）検出器、時間遅延積分（ＴＤＩ）検出器、光電子増倍管（ＰＭＴ）、アバランシェフォトダイオード（ＡＰＤ）などを含み得るが、これらに限定されない。更に、センサ１１１６は、ラインセンサ又は電子衝撃ラインセンサを含み得るが、これらに限定されない。
別の実施形態では、検出器アセンブリ１１１４は、１つ以上のプロセッサ１１２０及びメモリ１１２２を含むコントローラ１１１８に通信可能に結合される。例えば、１つ以上のプロセッサ１１２０は、メモリ１１２２に通信可能に結合され得て、ここで１つ以上のプロセッサ１１２０は、メモリ１１２２に格納された１セットのプログラム命令を実行するように構成される。一実施形態では、１つ以上のプロセッサ１１２０は、検出器アセンブリ１１１４の出力を分析するように構成される。一実施形態では、１セットのプログラム命令は、１つ以上のプロセッサ１１２０に試験片１１０７の１つ以上の特性を分析させるように構成される。別の実施形態では、１セットのプログラム命令は、１つ以上のプロセッサ１１２０にシステム１１００の１つ以上の特性を修正させ、試験片１１０７及び／又はセンサ１１１６への焦点を維持するように構成される。例えば、１つ以上のプロセッサ１１２０は、対物レンズ１１０６又は１つ以上の光学素子１１０２を調整して、システム１００からの特性付け照明１０９を試験片１１０７の表面に集束させるように構成され得る。別の例として、１つ以上のプロセッサ１１２０は、対物レンズ１１０６及び／又は１つ以上の光学素子１１１０を調整して、試験片１１０７の表面から照明を収集し、収集された照明をセンサ１１１６に集束させるように構成され得る。
システム１１００は、限定するものではないが、暗視野構成、明視野配向などを含む、当技術分野で周知の任意の光学構成で構成され得ることに留意する。
本明細書では、システム１１００の１つ以上の構成要素は、システム１１００の様々な別の構成要素に、当技術分野で周知の任意の方法で通信可能に結合されてもよい。例えば、システム１００、検出器アセンブリ１１１４、コントローラ１１１８、及び１つ以上のプロセッサ１１２０は、有線（例えば、銅線、光ファイバケーブルなど）又は無線接続（例えば、ＲＦ結合、ＩＲ結合、データネットワーク通信（例えば、ＷｉＦｉ（登録商標）、ＷｉＭａｘ（登録商標）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）など））を介して、互いに及び別の構成要素に通信可能に結合され得る。
図１２は、本開示の１つ以上の実施形態による、リフレクトメトリ及び／又はエリプソメトリ構成に配置された光学特性付けシステム１２００の簡略化された概略図を示す。図１１に関して説明された様々な実施形態及び構成要素は、図１２のシステムの範囲に及ぶと解釈され得ることに留意する。システム１２００は、当技術分野で周知の任意のタイプの計測システムを含んでもよい。
一実施形態では、システム１２００は、システム１００、照明アーム１１１６、収集アーム１１１８、検出器アセンブリ１２２８、及び１つ以上のプロセッサ１１２０とメモリ１１２２とを含んだコントローラ１１１８を含む。
この実施形態では、システム１００からの特性付け照明１０９は、照明アーム１２１６を介して試験片１１０７に向けられる。別の実施形態では、システム１２００は、収集アーム１２１８を介してサンプルから放出される放射を集める。照明アーム経路１２１６は、特性付け照明１９０を修正及び／又は調整するのに適した１つ以上のビーム調整構成要素１２２０を含み得る。例えば、１つ以上のビーム調整構成要素１２２０は、限定するものではないが、１つ以上の偏光子、１つ以上のフィルタ、１つ以上のビームスプリッタ、１つ以上のディフューザ、１つ以上のホモジナイザ、１つ以上のアポダイザ、１つ以上のビーム整形器、又は１つ以上のレンズを含み得る。
別の実施形態では、照明アーム１２１６は、第１の集束素子１２２２を利用して、特性付け照明１０９を、サンプルステージ１１１２上に配置された試験片１１０７に集束及び／又は向け得る。別の実施形態では、収集アーム１２１８は、第２の集束素子１２２６を含んで、試験片１１０７から放射を収集し得る。
別の実施形態では、検出器アセンブリ１２２８は、試験片１１０７から収集アーム１２
１８を介して放出される放射を捕捉するように構成される。例えば、検出器アセンブリ１２２８は、試験片１１０７から反射又は散乱された（例えば、鏡面反射、拡散反射などを介して）放射を受光し得る。別の例として、検出器アセンブリ１２２８は、試験片１１０７によって生成された放射（例えば、ビームの吸収に関連する発光など）を受光してもよい。検出器アセンブリ１２２８は、当技術分野で周知の任意のセンサ及び検出器アセンブリを含み得ることに留意する。センサは、限定的ではないが、ＣＣＤ検出器、ＣＭＯＳ検出器、ＴＤＩ検出器、ＰＭＴ、ＡＰＤなどを含み得る。
収集アーム１２１８は、任意の数の収集ビーム調整要素１２３０を更に含んで、第２の集束素子１２２６によって収集される照明を方向付け及び／又は修正することができ、限定するものではないが、１つ以上のレンズ、１つ以上のフィルタ、１つ以上の偏光子、又は１つ以上のフェイズプレートが挙げられる。
システム１２００は、当技術分野で周知の任意のタイプの計測ツールとして構成されてもよく、限定するものではないが、１つ以上の照明角を有する分光エリプソメータ、ミュラー行列要素を計測する分光エリプソメータ（例えば、回転補償器を用いるもの）、単一波長エリプソメータ、角度分解エリプソメータ（例えば、ビームプロファイルエリプソメータ）、分光リフレクトメータ、単一波長リフレクトメータ、角度分解リフレクトメータ（例えば、ビームプロファイルリフレクトメータ）、結像システム、瞳結像システム、分光結像システム、散乱計などである。
本開示の様々な実施形態での実装に適した検査／計測ツールの説明は、２０１２年７月９日に出願された「Ｗａｆｅｒ Ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ」と題された米国特許出願第１３／５５４，９５４号、２００９年７月１６日に公開された「Ｓｐｌｉｔ Ｆｉｅｌｄ Ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ Ｕｓｉｎｇ Ｓｍａｌｌ Ｃａｔａｄｉｏｐｔｒｉｃ Ｏｂｊｅｃｔｉｖｅｓ」と題された米国公開特許出願第２００９／０１８０１７６号、２００７年１月４日に公開された「Ｂｅａｍ Ｄｅｌｉｖｅｒｙ Ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ Ｌａｓｅｒ Ｄａｒｋ－Ｆｉｅｌｄ Ｉｌｌｕｍｉｎａｔｉｏｎ ｉｎ ａ Ｃａｔａｄｉｏｐｔｒｉｃ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍ」と題された米国公開特許出願第２００７／０００２４６５号、１９９９年１２月７日に発行された「Ｕｌｔｒａ－ｂｒｏａｄｂａｎｄ ＵＶ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ Ｉｍａｇｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ ｗｉｔｈ Ｗｉｄｅ Ｒａｎｇｅ Ｚｏｏｍ Ｃａｐａｂｉｌｉｔｙ」と題された米国特許第５，９９９，３１０号、２００９年４月２８日に発行された「Ｓｕｒｆａｃｅ Ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ Ｕｓｉｎｇ Ｌａｓｅｒ Ｌｉｎｅ Ｉｌｌｕｍｉｎａｔｉｏｎ ｗｉｔｈ Ｔｗｏ Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ Ｉｍａｇｉｎｇ」と題された米国特許第７，５２５，６４９号、Ｗａｎｇらによって２０１３年５月９日に公開された、「Ｄｙｎａｍｉｃａｌｌｙ Ａｄｊｕｓｔａｂｌｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｍｅｔｒｏｌｏｇｙ Ｓｙｓｔｅｍ」と題された米国公開特許出願第２０１３／０１１４０８５号、Ｐｉｗｏｎｋａ－Ｃｏｒｌｅらによって１９９７年３月４日に発行された「Ｆｏｃｕｓｅｄ Ｂｅａｍ Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｉｃ Ｅｌｌｉｐｓｏｍｅｔｒｙ Ｍｅｔｈｏｄ ａｎｄ Ｓｙｓｔｅｍ」と題された米国特許第５，６０８，５２６号、及びＲｏｓｅｎｃｗａｉｇらによって２００１年１０月２日に発行された「Ａｐｐａｒａｔｕｓ ｆｏｒ Ａｎａｌｙｚｉｎｇ Ｍｕｌｔｉ－Ｌａｙｅｒ Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｓｔａｃｋｓ ｏｎ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒｓ」と題された米国特許第６，２９７，８８０号に提供され、それぞれは参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
本開示の１つ以上のプロセッサ１１２０は、当技術分野で周知の任意の１つ以上の処理要素を含んでもよい。この意味で、１つ以上のプロセッサ１１２０は、ソフトウェアアルゴリズム及び／又は命令を実行するように構成された任意のマイクロプロセッサタイプのデバイスを含み得る。本開示全体を通して説明されるステップは、単一のコンピュータシステム、又は代替的に複数のコンピュータシステムによって実行され得ることを認識すべきである。一般に、「プロセッサ」という用語は、１つ以上の処理及び／又は論理要素を有する任意のデバイスを包含するように広く定義され得て、それは非一時的なメモリ媒体１１２２からプログラム命令を実行し得る。更に、開示される様々なシステムの異なるサブシステムは、本開示全体を通して説明されるステップの少なくとも一部分を実行するのに適したプロセッサ及び／又は論理要素を含み得る。
メモリ媒体１１２２は、関連する１つ以上のプロセッサ１１２０によって実行可能なプログラム命令を格納するのに適した当技術分野で周知の任意の記憶媒体を含み得る。例えば、メモリ媒体１１２２は、非一時的なメモリ媒体を含み得る。例えば、メモリ媒体１１２２は、限定するものではないが、読み取り専用メモリ、ランダムアクセスメモリ、磁気又は光メモリデバイス（例えば、ディスク）、磁気テープ、ソリッドステートドライブなどを含み得る。別の実施形態では、メモリ１１２２は、本明細書に記載の様々なステップの１つ以上の結果及び／又は出力を格納するように構成される。更に、メモリ１１２２は、１つ以上のプロセッサ１１２０を備えた共通のコントローラハウジングに収容され得ることに留意する。代替の実施形態では、メモリ１１２２は、１つ以上のプロセッサ１１２０の物理的位置に関して遠隔に配置され得る。例えば、１つ以上のプロセッサ１１２０は、ネットワーク（例えば、インターネット、イントラネットなど）を介してアクセス可能なリモートメモリ（例えば、サーバ）にアクセスし得る。これに関して、コントローラ１１１８の１つ以上のプロセッサ１１２０は、本開示全体を通して説明される様々なプロセスステップのいずれかを実行し得る。
いくつかの実施形態では、システム１００、１１００、及び１２００は、本明細書で説明するように、「スタンドアロンツール」として構成することができ、本明細書では、プロセスツールに物理的に結合されていないツールとして解釈される。別の実施形態では、そのような検査又は計測システムは、伝送媒体によってプロセスツール（図示せず）に結合され得て、それらは媒体有線及び／又は無線部分を含んでもよい。プロセスツールは、当技術分野で周知の任意のプロセスツールを含んでもよく、リソグラフィツール、エッチングツール、堆積ツール、研磨ツール、めっきツール、洗浄ツール、又はイオン注入ツールなどである。本明細書に記載のシステムによって実行される検査又は測定の結果は、フィードバック制御技術、フィードフォワード制御技術、及び／又はその場(in-situ)制御技術を使用して、プロセス又はプロセスツールのパラメータを変更するのに用いられ得る。プロセス又はプロセスツールのパラメータは、手動又は自動で変更されてもよい。
システム１００、１１００、及び１２００の実施形態は、本明細書に記載されるように更に構成され得る。加えて、システム１００、１１００、及び１２００は、本明細書に記載の方法実施形態（複数可）のいずれかの他の任意のステップ（複数可）を実行するように構成されてもよい。
図１３は、本開示の１つ以上の実施形態による、プラズマ源ランプハウスによって誘発されるエラーを補正するための方法１３００のフローチャートを示す。本明細書では、方法１３００のステップは、システム１００によって全部又は部分的に実行され得ることに留意する。しかしながら、方法１３００は、追加の又は代替のシステムレベルの実施形態が方法１３００のステップの全部又は一部を実行し得るという点で、システム１００に限定されないことを更に認識する。
ステップ１３０２において、ポンプ照明が生成される。例えば、ポンプ源１０２は、ポンプ照明１０１を生成し、ポンプ照明１０１をポンプ経路１０３に沿って向けるように構成され得る。ポンプ源１０２は、当技術分野で周知のプラズマを励起(pump)するように構成された任意の照明源を含み得て、限定するものではないが、１つ以上のレーザ、１つ以上のファイバレーザ、１つ以上の赤外線（ＩＲ）レーザなどが挙げられる。
ステップ１３０４において、ポンプ照明は、第１の補正板を用いて補正される。例えば、ポンプ照明１０１は、図１Ａに示されるように、円筒形補正板１０８によって補正され得る。別の例として、ポンプ照明１０１は、非球面補正板１２８によって補正されてもよい。本明細書で前述したように、補正板（例えば、補正板１０８、１２８）によるポンプ照明１０１の補正は、システム１００の１つ以上の光学素子によって導入される１つ以上の収差を補正するために実行され得て、光学素子は限定するものではないが、プラズマランプ１１２、１３０を含む。
ステップ１３０６において、ポンプ照明は、反射器要素を用いて集められ、プラズマランプ内に含有されるガス体積に集束される。例えば、反射器要素１１０は、ポンプ照明１０１を受光し、ポンプ照明１０１を、プラズマランプ１１２内に含有されるガス体積に向けるように構成され得る。反射器要素１１０は、楕円形の反射器要素を含み得る。更に、反射器要素１１０は、非球面反射器要素１１０を含み得る。プラズマランプ１１２は、ガス体積を含有するために当技術分野で周知の任意の形状をとることができる。例えば、図１Ａに示されるように、プラズマランプ１１２は、円筒形プラズマランプ１１２を含んでもよい。別の例として、プラズマランプは、図１Ｂに示されるように、扁長楕円体形状のプラズマランプ１３０を含み得る。プラズマランプ１１２、１３０は、プラズマを生成するのに適した当技術分野で周知の任意のガス又はガスの混合物を含むガス体積を含み得て、限定するものではないが、キセノン（Ｘｅ）、アルゴン（Ａｒ）などが挙げられる。一実施形態では、プラズマランプ１１２、１３０内に含有されるガス体積は、高圧で含まれてもよい。例えば、プラズマランプ１１２、１３０内のガス体積は、１０気圧であり得る。
ステップ１３０８において、プラズマは、プラズマランプ内に含有されるガス体積内で生成される。反射器要素１１０がポンプ照明１０１を集め、プラズマランプ１１２、１３０内に含有されるガス体積内に集束させる際に、プラズマ１１４は、ガス体積内で生成され得る。
ステップ１３１０において、広帯域照明はプラズマによって生成される。広帯域照明１０７は、様々な波長の照明／放射を含み得て、限定するものではないが、紫外線（ＵＶ）放射、深紫外線（ＤＵＶ）放射、真空紫外線（ＶＵＶ）放射などが挙げられる。
ステップ１３１２において、広帯域照明の１つ以上の収差は、第２の補正板を用いて補正される。例えば、広帯域照明１０７は、追加の補正板１１８、１３２に向けられてもよく、ここで追加の補正板１１８、１３２は、広帯域照明１０７の１つ以上の収差を補正するように構成される。いくつかの実施形態では、追加の補正板１１８、１３２は、非球面補正板を含む。
当業者は、本明細書に記載の構成要素（例えば、動作）、デバイス、物体、及びそれらに付随する議論が、概念を明確にするための例として使用され、様々な構成の変更が企図されることを認識するであろう。したがって、本明細書で使用されるように、記載された特定の例証及び付随する議論は、それらのより一般的な分類を表すことを意図する。一般に、特定の例証の使用は、その分類を表すことを意図しており、特定の構成要素（例えば、動作）、デバイス、及び物体を含まないことを制限するものと見なすべきではない。
当業者は、本明細書に説明されるプロセス及び／又はシステム及び／又は他の技術を行うことができる多様な媒体(vehicle)（例えば、ハードウェア、ソフトウェア、及び／又はファームウェア）があることと、好ましい媒体が、プロセス及び／又はシステム及び／又は他の技術が展開される状況に応じて変わることを理解するであろう。例えば、実施者が、速度及び精度が最重要であると判断する場合、実施者は主にハードウェア及び／又はファームウェア媒体を選択でき、代替的に、柔軟性が最重要である場合、実施者は主にソフトウェア実装を選択でき、又は、再度代替的に、実施者は、ハードウェア、ソフトウェア、及び／又はファームウェアのいくつかの組み合わせを選択してもよい。したがって、本明細書に説明されるプロセス及び／又はデバイス及び／又は他の技術を行い得るいくつかの可能な媒体があり、利用される任意の媒体は、媒体が展開される状況、及び実施者の特定の関心（例えば、速度、柔軟性、又は予測性）に応じた選択肢であり、そのどれもが変更されることがあるという点で、本質的に他の媒体より優れているものはない。
前述の説明は、当業者が特定の用途及びその要件の文脈で提供されるように本発明を作成及び使用することを可能にするために提示される。本明細書で使用される場合、「上部(top)」、「下部(bottom)」、「上に(over)」、「下に(under)」、「上方(upper)」、「上向き(upward)」、「下方(lower)」、「下へ(down)」、及び「下向き(downward)」などの方向用語は、説明の目的で相対位置を提供することを意図しており、絶対的な基準フレームを指定することを意図するものではない。説明された実施形態に対する様々な修正は、当業者には明らかであり、本明細書で定義された一般原理は、別の実施形態に適用され得る。したがって、本発明は、示され、説明された特定の実施形態に限定されることを意図するものではなく、本明細書に開示された原理及び新規の特徴と一致する最も広い範囲を与えられるべきである。
本明細書における実質的に任意の複数形及び／又は単数形の用語の使用に関して、当業者は、複数形から単数形へ、及び／又は単数形から複数形へ、文脈及び／又は用途に適切なように解釈し得る。様々な単数形／複数形の順列は、明確にするために、本明細書では明示的に記載されていない。
本明細書に記載のすべての方法は、方法実施形態の１つ以上のステップの結果をメモリに格納することを含んでもよい。結果は、本明細書に記載の任意の結果を含み得て、当技術分野で周知の任意の方法に格納し得る。メモリは、本明細書に記載の任意のメモリ、又は当技術分野で周知の任意の他の好適な格納媒体を含めてもよい。結果を格納した後に、結果は、メモリ内にアクセスされ、本明細書に記載の方法又はシステムの実施形態のいずれかによって使用され、ユーザに表示するためにフォーマットされ、別のソフトウェアモジュール、方法、又はシステムなどによって使用され得る。更に、結果は、「永久的に」「半永久的に」「一時的に」、又は一定期間、格納され得る。例えば、メモリはランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）であってもよく、結果は必ずしもメモリ内で無期限に保持されない場合がある。
上述された方法の実施形態のそれぞれは、本明細書に説明される任意の他の方法（複数可）の任意の他のステップ（複数可）を含んでよいことが更に意図される。加えて、上述された方法の実施形態のそれぞれは、本明細書に説明されるシステムのいずれかによって実行されてもよい。
本明細書において説明される主題は、他の構成要素内に含まれるか又はそれらに接続される、異なる構成要素を示す場合がある。そのように示されるアーキテクチャは、単に例証的なものであり、実際には、同様の機能性を実現する他の多くのアーキテクチャが実装され得ることが理解される。概念的な意味では、同様の機能性を実現するための構成要素の任意の配置は、所望の機能性が実現されるように、効果的に「関連付け」られる。したがって、特定の機能性を実現するために組み合わされる本明細書における任意の２つの構成要素は、アーキテクチャ又は中間構成要素に関係なく、所望の機能性が実現され得るように互いに「関連付けられた」ものと見なされ得る。同様に、そのように関連付けられた任意の２つの構成要素は、所望の機能性を実現するために互いに「接続」又は「結合」されているものと見なされてもよく、また、そのように関連付けられることが可能な任意の２つの構成要素は、所望の機能性を実現するために互いに「結合可能」であると見なされてもよい。結合可能なものの特定の例は、これらに限定されるものではないが、物理的に相互作用可能及び／又は物理的に相互作用する構成要素、及び／又は無線で相互作用可能及び／又は無線で相互作用する構成要素、及び／又は論理的に相互作用する及び／又は論理的に相互可能な構成要素を含む。
さらに、本発明は、添付の特許請求の範囲によって定められることが理解されるべきである。一般に、本明細書で、特に添付の特許請求の範囲（例えば、添付の特許請求の範囲の本文）で使用される用語は、一般に「開放(open)」用語として意図されていることが当業者によって理解されるであろう（例えば、「含んでいる(including)」という用語は「含んでいるがこれに限定されない」と解釈されるべきであり、「有している(having)」という用語は「少なくとも有している」と解釈されるべきであり、「含む(includes)」という用語は「含むが、それに限定されない」と解釈されるべきであるなど）。特定数の導入された請求項の記載（claim recitation）が意図されている場合、そのような意図は請求の範囲に明示的に記載され、そのような記載がない場合、そのような意図は存在しないことが当業者によって更に理解されるであろう。例えば、理解を助けるために、以下の添付の請求項には、請求項の記載を導入するために、導入句「少なくとも１つ」及び「１つ以上」の使用を含んでもよい。しかしながら、そのような句の使用は、不定冠詞「ａ」又は「ａｎ」による請求項の記載の導入が、そのように導入された請求項の記載を含む任意の特定の請求の範囲を、そのような記載を１つのみ含む発明に限定することを意味すると解釈されるべきではなく、たとえ同じ請求項が導入句「１つ以上」又は「少なくとも１つ」と不定冠詞「ａ」又は「ａｎ」（例えば、「ａ」及び／又は「ａｎ」は通常、「少なくとも１つ」又は「１つ以上」を意味すると解釈されるべきである）を含む場合であっても同様であり、同じことが請求項の記載を導入するために用いられる定冠詞の使用に対しても当てはまる。加えて、導入された請求項の記載の特定数が明示的に記載されている場合でも、当業者は、そのような記載は通常、少なくとも記載された数を意味すると解釈されるべきであることを認識するであろう（例えば、他の修飾語がない「２つの記載」の素の記載(bare recitation)は、通常、少なくとも２つの記載、又は２つ以上の記載を意味する）。更に、「Ａ、Ｂ及びＣの少なくとも１つ、など」に類似した慣用語が用いられる例において、一般に、そのような構成は、当業者がその慣用語を理解するであろう意味に意図されている（例えば、「Ａ、Ｂ及びＣの少なくとも１つを有するシステム」は、限定するものではないが、Ａのみ、Ｂのみ、Ｃのみ、ＡとＢを一緒に、ＡとＣを一緒に、ＢとＣを一緒に、及び／又はＡ、ＢとＣを一緒に有するシステムを含む、など）。「Ａ、Ｂ又はＣの少なくとも１つ、など」に類似した慣用語が用いられる例において、一般に、そのような構成は、当業者がその慣用語を理解するであろう意味に意図されている（例えば、「Ａ、Ｂ又はＣの少なくとも１つを有するシステム」は、限定するものではないが、Ａのみ、Ｂのみ、Ｃのみ、ＡとＢを一緒に、ＡとＣを一緒に、ＢとＣを一緒に、及び／又はＡ、ＢとＣを一緒に有するシステムを含む、など）。２つ以上の代替用語を表す実質的に任意の離接語及び／又は句は、説明、特許請求の範囲又は図面においても、用語の１つ、用語のいずれか、又は両方の用語を含む可能性を考慮するように理解すべきであることは、当業者によって更に理解されるであろう。例えば句「Ａ又はＢ」は、「Ａ」又は「Ｂ」又は「Ａ及びＢ」の可能性を含むと理解されるであろう。
本開示及びその付随する利点の多くは上記の説明によって理解され、開示した主題から逸することなく、又はその重要な利点のすべてを犠牲にすることなく、構成要素の形態、構造及び配置に関して様々な修正が成され得ることは明らかであると理解される。記述した形態は、単なる説明のためのものであり、以下の請求項がそのような修正を包含及び含有するものと意図される。更に、添付の請求項によって本発明が定義されることが理解される。

Claims (19)

  1. システムであって、
    ポンプ照明を生成するように構成されたポンプ源と、
    前記ポンプ照明を受光し、前記ポンプ照明の１つ以上の特性を修正して、システムの１つ以上の光学素子によって導入された前記ポンプ照明の１つ以上の収差を補正するように構成された補正板と、
    前記ポンプ照明を受光し、プラズマランプ内に含有されるガス体積に前記ポンプ照明を向けるように構成される反射器要素であって、ここで前記ガス体積内にプラズマを維持して広帯域照明を生成するように前記プラズマランプが構成される反射器要素と、
    を備え、
    前記プラズマランプは実質的に扁長楕円体形状のプラズマランプを含む、システム。
  2. システムであって、
    ポンプ照明を生成するように構成されたポンプ源と、
    前記ポンプ照明を受光し、前記ポンプ照明の１つ以上の特性を修正して、システムの１つ以上の光学素子によって導入された前記ポンプ照明の１つ以上の収差を補正するように構成された補正板と、
    前記ポンプ照明を受光し、プラズマランプ内に含有されるガス体積に前記ポンプ照明を向けるように構成される反射器要素であって、ここで前記ガス体積内にプラズマを維持して広帯域照明を生成するように前記プラズマランプが構成される反射器要素と、
    を備え、 前記ポンプ照明を受光し、前記ポンプ照明を前記反射器要素に向けるように構成された補償板を更に含む、システム。
  3. システムであって、
    ポンプ照明を生成するように構成されたポンプ源と、
    前記ポンプ照明を受光し、前記ポンプ照明の１つ以上の特性を修正して、システムの１つ以上の光学素子によって導入された前記ポンプ照明の１つ以上の収差を補正するように構成された補正板と、
    前記ポンプ照明を受光し、プラズマランプ内に含有されるガス体積に前記ポンプ照明を向けるように構成される反射器要素であって、ここで前記ガス体積内にプラズマを維持して広帯域照明を生成するように前記プラズマランプが構成される反射器要素と、
    を備え、
    １つ以上の光学素子及びホモジナイザを更に含み、ここで前記１つ以上の光学素子は前記プラズマランプから前記広帯域照明を受光し、前記広帯域照明を前記ホモジナイザに向けるように構成される、システム。
  4. システムであって、
    ポンプ照明を生成するように構成されたポンプ源と、
    前記ポンプ照明を受光し、前記ポンプ照明の１つ以上の特性を修正して、システムの１つ以上の光学素子によって導入された前記ポンプ照明の１つ以上の収差を補正するように構成された補正板と、
    前記ポンプ照明を受光し、プラズマランプ内に含有されるガス体積に前記ポンプ照明を向けるように構成される反射器要素であって、ここで前記ガス体積内にプラズマを維持して広帯域照明を生成するように前記プラズマランプが構成される反射器要素と、
    を備え、
    前記ポンプ源はファイバレーザポンプ源を含む、システム。
  5. システムであって、
    ポンプ照明を生成するように構成されたポンプ源と、
    前記ポンプ照明を受光し、前記ポンプ照明の１つ以上の特性を修正して、システムの１つ以上の光学素子によって導入された前記ポンプ照明の１つ以上の収差を補正するように構成された補正板と、
    前記ポンプ照明を受光し、プラズマランプ内に含有されるガス体積に前記ポンプ照明を向けるように構成される反射器要素であって、ここで前記ガス体積内にプラズマを維持して広帯域照明を生成するように前記プラズマランプが構成される反射器要素と、
    を備え、
    前記広帯域照明を受光し、前記広帯域照明を第２の補正板に向けるように構成されたコールドミラーを更に含む、システム。
  6. システムが、
    広帯域照明源であって、
    ポンプ照明を生成するように構成されたポンプ源、
    前記ポンプ照明を受光し、前記ポンプ照明の１つ以上の特性を修正するように構成された補正板、及び
    前記ポンプ照明を受光し、プラズマランプ内に含有されるガス体積に前記ポンプ照明を向けるように構成される反射器要素であって、ここで前記ガス体積内にプラズマを維持して広帯域照明を生成するように前記プラズマランプが構成される反射器要素を含む、広帯域照明源と、
    検出器アセンブリと、
    前記広帯域照明源から前記広帯域照明の少なくとも一部分を集め、前記広帯域照明をサンプルに向けるように構成された１セットの特性付け光学系であって、前記サンプルから前記検出器アセンブリに放射を向けるように更に構成される１セットの特性付け光学系と、を備えるシステム。
  7. システムであって、
    ポンプ照明を生成するように構成されたポンプ源と、
    前記ポンプ照明を受光し、前記ポンプ照明の１つ以上の特性を修正するように構成された第１の補正板と、
    前記ポンプ照明を受光し、前記ポンプ照明をプラズマランプ内に含有されるガス体積に向けるように構成される反射器要素であって、ここで前記ガス体積内にプラズマを維持して広帯域照明を生成するように前記プラズマランプが構成される反射器要素と、
    前記広帯域照明を受光し、前記広帯域照明の１つ以上の収差を補正するように構成された第２の補正板であって、非球面補正板を含む第２の補正板と、
    を備えるシステム。
  8. 前記第２の補正板の表面プロファイルは

    によって記述される、請求項７に記載のシステム。
  9. システムが、
    広帯域照明源であって、
    ポンプ照明を生成するように構成されたポンプ源、
    前記ポンプ照明を受光し、前記ポンプ照明の１つ以上の特性を修正するように構成された第１の補正板、
    前記ポンプ照明を受光し、前記ポンプ照明をプラズマランプ内に含有されるガス体積に向けるように構成された反射器要素であって、ここで前記ガス体積内にプラズマを維持して広帯域照明を生成するように前記プラズマランプが構成される反射器要素、及び、
    前記広帯域照明を受光し、前記広帯域照明の１つ以上の収差を補正するように構成された第２の補正板であって、非球面補正板を含む第２の補正板を含む、広帯域照明源と、
    検出器アセンブリと、
    前記広帯域照明源から前記広帯域照明の少なくとも一部分を集め、前記広帯域照明をサンプルに向けるように構成された１セットの特性付け光学系であって、前記サンプルから前記検出器アセンブリに放射を向けるように更に構成される１セットの特性付け光学系と、を備えるシステム。
  10. 方法であって、
    ポンプ照明を生成するステップと、
    第１の補正板を用いて前記ポンプ照明を補正するステップと、
    反射器要素を用いて前記ポンプ照明を集め、プラズマランプ内に含まれるガス体積に集束させるステップと、
    前記プラズマランプ内に含有される前記ガス体積内でプラズマを生成するステップと、
    前記プラズマを用いて広帯域照明を生成するステップと、
    前記第２の補正板を用いて前記広帯域照明の１つ以上の収差を補正するステップと、を含む方法。
  11. 前記プラズマランプは円筒形プラズマランプを含む、請求項１０に記載の方法。
  12. 前記反射器要素は非球面反射器要素を含む、請求項１０に記載の方法。
  13. 前記反射器要素の表面プロファイルは

    によって記述される、請求項１０に記載の方法。
  14. 前記プラズマランプは実質的に扁長楕円体形状のプラズマランプを含む、請求項１０に記載の方法。
  15. 前記第１の補正板は、前記プラズマランプによって導入された前記ポンプ照明の１つ以上の収差を補正するように構成された非球面補正板を含む、請求項１０に記載の方法。
  16. 前記第１の補正板の前記表面プロファイルは

    によって記述される、請求項１５に記載の方法。
  17. 補償板を用いて前記ポンプ照明を補償することを更に含む、請求項１０に記載の方法。
  18. 前記広帯域照明を、１つ以上の光学素子を介してホモジナイザに向けることを更に含む、請求項１０に記載の方法。
  19. ポンプ照明を生成する前記ステップは、ファイバレーザポンプ源を用いてポンプ照明を生成するステップを含む、請求項１０に記載の方法。

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