JP5952274B2 - 光源焦点のアラインメント - Google Patents

Description

本発明の開示主題は、極紫外線光源におけるターゲット材料との光源の焦点の自動アラインメントに関する。

リソグラフィ工程において極めて小さい特徴部を基板、例えば、シリコンウェーハ内に生成するのに、極紫外（ＥＵＶ）光、例えば、５０ｎｍ前後又はそれ未満の波長を有し、約１３ｎｍの波長の光（時に軟Ｘ線とも呼ばれる）を含む電磁放射線を使用することができる。

ＥＵＶ光を生成する方法は、必ずしも限定されないが、ＥＵＶ範囲に輝線を有するキセノン、リチウム、又は錫のような元素を有する材料をプラズマ状態に変換する段階を含む。多くの場合にレーザ生成プラズマ（ＬＰＰ）と呼ばれる１つのそのような方法では、必要なプラズマは、例えば、液滴、蒸気、又は材料集塊の形態にあるターゲット材料を駆動レーザと呼ばれる場合がある増幅光ビームで照射することによって生成することができる。この工程では、一般的にプラズマは、密封容器、例えば、真空チャンバ内で生成され、様々な種類の測定機器を用いてモニタされる。

約１０６００ｎｍの波長の増幅光ビームを出力するＣＯ₂増幅器及びレーザは、ＬＰＰ工程においてターゲット材料を照射する駆動レーザとしてある一定の利点を示すことができる。これは、ある一定のターゲット材料、例えば、錫含有材料では特に確かである。例えば、１つの利点は、駆動レーザ入力電力と出力ＥＵＶ電力の間に比較的高い変換効率をもたらす機能である。

米国特許出願第１２／７２５，１７８号明細書 米国特許出願第１２／６３８，０９２号明細書 米国特許出願第１１／５８０，４１４号明細書 米国特許第６，６２５，１９１号明細書 米国特許第６，５４９，５５１号明細書 米国特許第６，５６７，４５０号明細書

一部の一般的な態様では、極紫外線システムは、光源と、ステアリングシステムと、極紫外線チャンバと、検出システムと、波面修正システムと、検出システム及びステアリングシステムに結合されたコントローラとを含む。光源は、伝播方向に沿って進む増幅光ビームを生成し、ステアリングシステムは、増幅光ビームをターゲット場所の近くの焦点面に誘導して集束させる。極紫外線チャンバは、極紫外線コレクターと、ターゲット場所におけるターゲット材料とを含む。検出システムは、ターゲット材料の少なくとも一部分から反射されたレーザビームの像を検出するように位置決めされた少なくとも１つの検出器を含む。波面修正システムは、反射レーザビームの経路内でターゲット場所と検出システムの間にあり、反射レーザビームの波面を伝播方向に沿ったターゲット焦点面位置の関数として修正するように構成される。コントローラは、反射レーザビームの検出像に基づいて、ターゲット材料に対して伝播方向に沿って増幅光ビームの焦点面の場所を調節するための論理を含む。

実施は、以下の特徴のうちの１つ又はそれよりも多くを含むことができる。例えば、波面修正システムは、透過光学要素を含むことができる。透過光学要素は、非点収差レンズ又は円柱レンズとすることができる。波面修正システムは、反射光学要素を含むことができる。反射光学要素は、円柱ミラー又は鞍形ミラーを含むことができる。

反射レーザビームの検出像のサイズ及び向きは、ターゲット場所に対するターゲット焦点面の位置と共に変化することができる。

波面修正システムは、光源の出力窓と検出システムの間にあるとすることができる。

波面修正システムは、ターゲット場所と光源の出力窓の間にあるとすることができる。

検出システムによって検出される反射レーザビームは、ターゲット材料から反射される増幅光ビームとすることができる。ターゲット焦点面は、増幅光ビームの焦点面とすることができる。システムは、増幅光ビームと整列して増幅光ビームの波長とは異なる波長で作動する案内レーザビームを生成する案内レーザを含むことができる。検出システムによって検出される反射レーザビームは、ターゲット材料から反射される案内レーザビームとすることができる。ターゲット焦点面は、案内レーザビームの焦点面とすることができる。

光源は、少なくとも電力増幅器を含むことができる。光源は、少なくとも主発振器を含むことができる。

別の一般的な態様では、極紫外線は、伝播方向に沿って進む増幅光ビームにより、増幅光ビームの焦点面においてターゲット材料を照射し、ターゲット材料から反射されたレーザビームの波面を修正し、修正が、伝播方向に沿ったターゲット焦点面の位置の関数であり、修正された反射レーザビームの像を検出し、検出像に基づいて増幅光ビームの焦点面の場所を判断し、判断された焦点面の場所がターゲット場所に重ならない場合に、ターゲット材料に対する焦点面の位置を調節し、調節された焦点面位置を有する増幅光ビームでターゲット材料を照射することによって発生される。

実施は、以下の特徴のうちの１つ又はそれよりも多くを含むことができる。例えば、反射レーザビームは、ターゲット材料から反射される増幅光ビームとすることができる。ターゲット材料は、光源を作動させて増幅光ビームのパルスを発生させることによって増幅光ビームで照射することができる。

反射レーザビームの波面は、パルスが発生している間だけ波面を修正することによって修正することができる。

反射レーザビームは、ターゲット材料から反射される案内レーザビームとすることができる。

反射レーザビームの波面は、各々が伝播方向に対するそれぞれの横断方向に焦点を有する焦点面の間に伝播方向に沿って分離を導入することによって修正することができる。

反射レーザビームの波面は、反射レーザビームの波面の曲率及び形状のうちの１つ又はそれよりも多くを修正することによって修正することができる。

反射レーザビームの波面は、反射レーザビームの波面内に非点収差を導入することによって修正することができる。

焦点面の場所は、検出像を測定基準に適合させ、かつ測定基準に基づいて像強度中心及び検出像の向きを判断することによって判断することができる。焦点面の場所は、判断された像強度中心及び向きを像強度中心及び向きの所定の組と比較することによって判断することができる。焦点面の場所は、像強度の小さい慣性モーメントと大きい慣性モーメントの間の比が所定の値よりも大きいか否かを確認し、かつ検出像の向きが所定の角度よりも大きいか否かを確認することによって判断することができる。

焦点面の場所は、検出像を測定基準に適合させ、かつ測定基準に基づいて楕円率を判断することによって判断することができる。焦点面の場所は、判断された楕円率の特性を１組の所定の値と比較することによって判断することができる。

「ＬＰＰ ＥＵＶ」光システムのためのアラインメントシステムのブロック図である。 図１の「ＬＰＰ ＥＵＶ」光システムの極紫外線チャンバのブロック図である。 図１のアラインメントシステムの例示的な実施のブロック図である。 図１のアラインメントシステムに対して使用することができる例示的な光源のブロック図である。 図１のアラインメントシステムに対して使用することができる例示的な光源のブロック図である。 図１のアラインメントシステムに対して使用することができる例示的な光源のブロック図である。 図１の「ＬＰＰ ＥＵＶ」光システムによって実施される手順の流れ図である。 図１の「ＬＰＰ ＥＵＶ」光システムによって実施される手順の流れ図である。 図１又は図３のアラインメントシステムを通じて進む増幅光ビームを示す光学図である。 図１又は図３のアラインメントシステムを通じて進む増幅光ビームを示す光学図である。 図１又は図３のアラインメントシステムを通じて進む増幅光ビームを示す光学図である。 図１又は図２のアラインメントシステムのコントローラによって実施される手順の流れ図である。 チャンバ内のターゲット材料から反射されたレーザビームの像の小さい慣性モーメントと大きい慣性モーメントの間の比と増幅光ビームの伝播方向に沿った増幅光ビームの焦点面の位置とのグラフである。 試験軸の向きと焦点面の位置とのグラフである。 図１のアラインメントシステムの例示的な実施のブロック図である。 図１のアラインメントシステムの例示的な実施のブロック図である。 図１又は図３のアラインメントシステムを通じて進む増幅光ビームを示す光学図である。 図１又は図３のアラインメントシステムを通じて進む増幅光ビームを示す光学図である。 図１又は図３のアラインメントシステムを通じて進む増幅光ビームを示す光学図である。

図１を参照すると、極紫外線システム１００は、他の特徴の中でも特に、光源１０５、ステアリングシステム１１０、検出システム１１５、波面修正システム１２０、及びコントローラ１２５を含む。以下に詳細に解説するが、ステアリングシステム１１０、検出システム１１５、波面修正システム１２０、及びコントローラ１２５から構成されるアラインメントシステムは、定常状態で作動する間に、極紫外線チャンバ１４５内で光源１０５の焦点をターゲット材料１４０に対して自動的に調節する。ターゲット材料１４０に対する光源焦点の正確な場所は、光源１０５からターゲット材料１４０に与えられるエネルギ量、従って、プラズマによって発生するＥＵＶ光の量を判断することから重要である。

光源１０５は、伝播方向に沿って進む増幅光ビーム１３０を生成する。図１では、ターゲット材料１４０の場所に伝播方向を矢印１５５で表している。ステアリングシステム１１０は、例えば、増幅光ビーム１３０を極紫外線チャンバ１４５内のターゲット材料１４０の近くの焦点領域１３５に誘導かつ集束させる１つ又はそれよりも多くの構成要素１１１、１１２、１１３を含む。焦点領域１３５は、くびれ部半径と焦点面１５０とによって定義される。くびれ部半径は、焦点面１５０に沿って延びている。焦点面１５０は、伝播方向１５５に対して垂直な光ビーム１３０のくびれ部半径が最も小さい平面である。従って、くびれ部半径も、伝播方向１５５に対して垂直な平面に延びている。くびれ部半径の説明は、２０１０年３月１６日出願の「最適な極紫外線出力に向けてターゲット材料を整列かつ同期させるためのシステム、方法、及び装置（Ｓｙｓｔｅｍ， Ｍｅｔｈｏｄ ａｎｄ Ａｐｐａｒａｔｕｓ ｆｏｒ Ａｌｉｇｎｉｎｇ ａｎｄ Ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚｉｎｇ Ｔａｒｇｅｔ Ｍａｔｅｒｉａｌ ｆｏｒ Ｏｐｔｉｍｕｍ Ｅｘｔｒｅｍｅ Ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ Ｌｉｇｈｔ Ｏｕｔｐｕｔ）」という名称の米国特許出願第１２／７２５，１７８号明細書（’１７８出願）に見出され、この文献は、その全部が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１４０は、例えば、水、錫、リチウム、キセノン、又はプラズマ状態に変換された場合にＥＵＶ範囲に輝線を有するあらゆる材料を含むことができる。例えば、錫元素は、純錫（Ｓｎ）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、又はこれらの合金のいずれかの組合せとして使用することができる。ターゲット材料１４０は、錫のような上述の元素のうちの１つで被覆されたワイヤを含むことができる。ターゲット材料が固体状態にある場合には、ターゲット材料は、リング、球体、又は立方体のようなあらゆる適切な形状を有することができる。ターゲット材料１４０は、ターゲット材料送出システム（図１には示していないが、例示的な構成を図２及び図３に示す）により、チャンバ１４５の内部へ、更にターゲット場所に送出することができる。ターゲット場所を照射部位とも呼び、この場所で、ターゲット材料１４０が増幅光ビーム１３０によって照射され、プラズマが生成される。

構成要素１１３は、ターゲット材料１４０の少なくとも一部分から反射され、ステアリングシステム１１０を通って戻るレーザビーム１６０から増幅光ビーム１３０を分離するように位置決めされたデバイスである。構成要素１１３は、ビームスプリッタのような部分透過ミラーとすることができ（図１に示すように）、又は光源１０５の出力窓とすることができる（図３に示すように）。部分透過ミラーとして、構成要素１１３は、増幅光ビーム１３０を構成要素１１２に向けて反射し、同時に反射レーザビーム１６０が、検出器１１５に向けて通過することを可能にする。

構成要素１１２は、光源１０５から増幅光ビーム１３０を受光し、増幅光ビーム１３０を必要に応じて構成要素１１１に向けて誘導かつ修正する光学要素の集合（ビーム搬送システムのような）とすることができる。構成要素１１２は、増幅光ビームを拡大するビーム拡大システムを含むことができる。例示的なビーム搬送システム及び例示的なビーム拡大システムの説明は、２００９年１２月１５日出願の「極紫外線光源のためのビーム搬送システム（Ｂｅａｍ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ Ｅｘｔｒｅｍｅ Ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ Ｌｉｇｈｔ Ｓｏｕｒｃｅ）」という名称の米国特許出願第１２／６３８，０９２号明細書（’０９２出願）に見出すことができ、この文献は、その全部が引用によって本明細書に組み込まれている。

構成要素１１１は、増幅光ビーム１３０を焦点面１５０に集束させる収束レンズ又は湾曲ミラーのような集束光学系を含む。集束光学系が湾曲ミラーである場合には、集束光学系は、増幅光ビーム１３０の波長において非常に反射性の高いコーティングを有する基板で作成することができる。例えば、ミラーは、無酸素高導電率（ＯＦＨＣ）銅基板上に米国ペンシルベニア州サクソンバーグ所在の「ＩＩ−ＶＩ Ｉｎｆｒａｒｅｄ」によって製造された最大金属反射器（ＭＭＲ）コーティングを有することができる。ミラーに対して使用することができる他のコーティングは金及び銀を含み、コーティングを適用することができる他の基板は、シリコン、モリブデン、及びアルミニウムを含む。集束光学系が収束レンズの場合には、集束光学系は、増幅光ビーム１３０の波長において透過を行うことができる適切な材料で作成される。例示的な集束光学系は、’０９２出願及び’１７８出願に説明されている。

検出システム１１５は、ターゲット材料１４０の少なくとも一部分から反射され、ステアリングシステム１１０を通って戻る光ビーム１６０の像を検出するように位置決めされる。検出システム１１５は、コントローラ１２５に像信号を出力し、コントローラ１２５は、像の分析を行って、検出像のある一定の特性がターゲット材料１４０に対する焦点面の位置と共に如何に変化するかを判断する。検出システム１１５は、Ｏｐｈｉｒ−ＳｐｉｒｉｃｏｎからのＰｙｒｏｃａｍ（登録商標）ＩＩＩシリーズのような焦電性固体検出器アレイとすることができる。この特定の実施では、検出システム１１５は、結像デバイス（固体アレイカメラ）だけではなく、他の特徴的機能及び分析機能のためのレーザビーム分析ソフトウエアを含む。

図３に示すように、ターゲット材料３４０から反射されるレーザビーム３６０は、ターゲット材料３４０から反射される増幅光ビーム３３０とすることができる。この場合、焦点面３５０は、増幅光ビーム３３０の焦点面である。

図１１に示すような他の実施形態では、ターゲット材料１１４０から反射されるレーザビーム１１６０は、ターゲット材料１１４０から反射される案内レーザビームであり、案内レーザビームは、案内レーザから生成され、増幅光ビーム１１３０と整列する。一部の実施では、案内レーザビームは、増幅光ビーム１１３０の波長とは異なる波長で作動し、それに対して他の実施では、案内レーザビームは、増幅光ビーム１１３０の波長と同じ波長で作動する。案内レーザビームが増幅光ビーム１１３０の波長と同じ波長で作動する場合には、焦点面１１５０は、案内レーザビームと増幅光ビーム１１３０の両方の焦点面である。一方、案内レーザビームが増幅光ビーム１１３０の波長とは異なる波長で作動する場合には、案内レーザビームの焦点面は、焦点面１１５０から若干オフセットされたものとすることができ、案内レーザビームの焦点面を焦点面１１５０と整列させるようにこの焦点面を調節するために、案内レーザの後に補正光学系を挿入することができる。

波面修正システム１２０は、反射レーザビーム１６０の経路にあり、かつターゲット材料１４０と検出システム１１５の間にある。波面修正システム１２０は、反射レーザビーム１６０の波面をターゲット材料１４０における伝播方向１５５に沿った焦点面１５０の位置の関数として修正するように構成される。波面修正システム１２０は、波面を修正するという唯一の目的を有する（従って、システム１００に対する付加構成要素である）構成要素とすることができ、又は修正以外、例えば、ステアリングの目的を有し、波面を修正するようにも変更された構成要素とすることができる。

例えば、波面修正システム１２０は、増幅光ビーム１３０を焦点面１５０に集束させるためだけでなく、反射ビーム１６０の波面を修正するためにも使用されるステアリングシステム１１０内の集束光学系１１１のような光学デバイスとすることができる。本明細書に解説するもののような一部の実施では、波面修正システム１２０は、ステアリングシステム１１０に対して外部の光学デバイスであり、従って、増幅光ビーム１３０を焦点面１５０に集束させるためには使用されない。この場合、図１に示すように、波面修正システム１２０は、以下により詳細に解説するように、波面修正システム１２０を含めることに起因するＥＵＶ生成効率に対する潜在的な悪影響を可能な限り低減するために、光源１０５の出力窓と検出システム１１５の間にあるとすることができる。

一部の実施では、波面修正システム１２０は、図１に示すように、非点収差レンズ又は円柱レンズのような透過光学要素を含む。この形状の透過光学要素は、増幅光ビーム１３０の波長で透過を行うことができる材料で作成することができる。例えば、透過光学要素は、赤外線用途に対して使用することができる材料であるＺｎＳｅで作成することができる。使用することができる他の材料は、ヒ化ガリウム（ＧａＡｓ）及びダイヤモンドを含むが、これらに限定されない。

他の実施では、波面修正システム１２０は、図３に示すように、円柱ミラー又は双円錐ミラーのような反射光学要素を含む。双円錐ミラーは、２つの横断方向に沿って対向して湾曲し、鞍形状又は双曲放物面形状を有する面を有する。そのような双円錐ミラーは、ミラーの中心で取られた法線を横断する第１の方向に沿って凸になり、この法線及び第１の方向を横断する第２の方向に沿って凹である。一部の実施では、反射光学要素は、平面ミラーを必要な方式に湾曲させるために（例えば、第１の方向に凸に、第２の方向に凹又は平面に）平面ミラーの前面及び／又は後面に沿った１つ又はそれよりも多くの点に適切な力を印加することによって製造される。他の実施では、反射光学要素は、平面ミラーを研削、研磨、又は被覆して双円錐面又は円柱面を得ることによって製造される。そのような反射光学要素は、例えば、増幅光ビーム１３０の波長において殆どの光を反射するために、いずれかの基板と、増幅光ビーム１３０を反射するのに適するコーティングとで作成することができる。一部の実施では、反射光学要素は、無酸素高導電率（ＯＦＨＣ）銅基板上の米国ペンシルベニア州サクソンバーグ所在の「ＩＩ−ＶＩ Ｉｎｆｒａｒｅｄ」によって製造された最大金属反射器（ＭＭＲ）コーティングのような高反射性のコーティングで作成される。使用することができる他のコーティングは金及び銀を含み、コーティングを適用することができる他の基板は、シリコン、モリブデン、及びアルミニウムを含む。

より一般的には、波面修正システム１２０は、反射レーザビーム１６０の波面を修正し、伝播方向を横断する２つの方向において２つの若干異なる焦点面を発生させる。従って、ターゲット材料から反射されるレーザビーム１６０の像の非対称性は、ターゲット材料に対する伝播方向１５５に沿った焦点面の位置と共に変化する。この非対称性は、焦点面とターゲット材料の間の相対位置を判断するために検出システム１１５を使用することができる。

コントローラ１２５は、機能の中でも検出システム１１５に通信チャンネル１６５を通じて結合され、更にステアリングシステム１１０の１つ又はそれよりも多くの構成要素（構成要素１１１の位置を制御するアクチュエータ１７０のような）に１つ又はそれよりも多くの通信チャンネル１７５を通じて結合される。コントローラ１２５は、ターゲット材料１４０に対する伝播方向１５５に沿った増幅光ビームの焦点面１５０の場所の調節を検出システム１１５から受信する反射レーザビーム１６０の検出像又は像データに基づいて制御する（通信チャンネル１７５を通じて信号を送信することにより）ように構成される。コントローラ１２５は、ソフトウエア及びメモリを含む汎用コンピュータとすることができ、ソフトウエアは、コントローラ１２５に接続した１つ又はそれよりも多くの出力デバイスにある一定の機能を実行させる論理（命令）を含む。

アクチュエータ１７０は、圧電アクチュエータ又はステッパモータ制御マイクロメートル又はあらゆる適切な種類のアクチュエータとすることができる。

図２を参照すると（かつ’１７８出願により詳細に説明されているように）、極紫外線チャンバ１４５は、反射面と、増幅光ビーム１３０がターゲット材料１４０に向けて通過し、ターゲット材料１４０をターゲット場所で照射してプラズマ２１０を生成することを可能にする開口２０５とを有する極紫外線コレクター２００を含む。増幅光ビーム１３０による照射時にターゲット材料から発せられるＥＵＶ光２１５は、コレクター２００から中間焦点２２０に向けて反射される。コレクター２００は、例えば、ターゲット場所に第１の焦点を有し、中間焦点２２０に第２の焦点を有する楕円体ミラーとすることができ、ＥＵＶ光２１５は、光システム１００から出力することができ、例えば、集積回路リソグラフィツールのような下流のデバイス２２２に入力することができる。チャンバ１４５は、コレクター２００からターゲット場所に向けてテーパ付き、ステアリングシステム１１０に進入するプラズマ発生デブリの量を低減し、同時に増幅光ビーム１３０がターゲット場所に達するのを可能にする開放端を有する中空の円錐遮壁２２５（例えば、ガスコーン）を含むことができる。この目的のために、ターゲット場所に向けて誘導されるガス流を遮壁内に供給することができる。

光システム１００は、ターゲット材料１４０を液滴、液流、固体の粒子又は集塊、又は液滴中に含まれる固体粒子又は液流中に含まれる固体粒子の形態で送出するターゲット材料送出システム２３０も含む。ターゲット材料１４０は、ターゲット材料送出システム２３０により、チャンバ１４５の内部へ、更にターゲット場所に送出することができる。ターゲット材料送出システム２３０は、ノズル２４０の位置を伝播方向１５５に沿って（ターゲット材料１４０の場所で）、更に伝播方向１５５に対して垂直な方向２４５（紙面から飛び出す）に沿って制御する作動システム２３５を含む。光システム１００は、液滴に向けて、更に検出器２５５に向けて方向が定められた第２の光源２５０を含むことができる。更に、光システム１００は、パルスエネルギ、波長の関数としてのエネルギ分布、特定の波長帯域内のエネルギ、特定の波長帯域外のエネルギ、並びにＥＵＶ強度の角度分布及び／又は平均電力を含むがこれらに限定されない１つ又はそれよりも多くのＥＵＶ光パラメータを測定する検出器２６０を含むことができる。検出器２６０は、主コントローラ１２５による使用に向けてフィードバック信号を発生させる。フィードバック信号は、例えば、有効かつ効率的なＥＵＶ発光のために液滴を正しい場所及び時間で適正に捉えるための増幅光ビームパルスのタイミング及び焦点のようなパラメータにおける誤差を示すことができる。

図３を参照すると、例示的な極紫外線システムの別の実施３００は、図１に示す光システム１００において説明した基本的な要素を含むように設計される。従って、光システム３００も、光源３０５、ステアリングシステム３１０、検出システム３１５、波面修正システム３２０、及びコントローラ３２５を含む。

ステアリングシステム３１０は、光源３０５から出力された増幅光ビーム３３０をこの場合レンズである集束光学系３１１に向けて反射する２つ又はそれよりも多くの構成要素３１２ａ、３１２ｂを含む。構成要素３１２ａ、３１２ｂは、コントローラ３２５にそれぞれの通信チャンネルを通じて電気的に接続したそれぞれのアクチュエータ３２２ａ、３２２ｂによって制御される。ステアリングシステム３１０は、光源３０５の出力窓３１３も含み、出力窓３１３は、レーザビーム３６０を波面修正システム３２０に向けて反射し、同時に増幅光ビーム３３０が自由に通過することを可能にする（増幅光ビーム３３０が、波面修正システム３２０に入射しないように）。ステアリングシステム３１０は、集束光学系３１１の位置をモニタするセンサ３２１を含む。

光システム３００は、ターゲット材料３４０をチャンバ３４５の内部へ、更にターゲット場所に送出するターゲット材料送出システム３４１も含む。ターゲット材料送出システム３４１は、ノズル３４３の位置を伝播方向３５５に沿って（ターゲット材料３４０の場所で）、更に伝播方向３５５に対して垂直な方向３５６（紙面から飛び出す）に沿って制御する作動システム３４２を含む。光システム３００は、液滴に向けて、更に検出器３８５に向けて方向が定められた第２の光源３８０を含むことができる。更に、光システム３００は、パルスエネルギ、波長の関数としてのエネルギ分布、特定の波長帯域内のエネルギ、特定の波長帯域外のエネルギ、並びにＥＵＶ強度の角度分布及び／又は平均電力を含むがこれらに限定されない１つ又はそれよりも多くのＥＵＶ光パラメータを測定する検出器３９０を含むことができる。検出器３９０は、主コントローラ３２５による使用に向けてフィードバック信号を発生させる。フィードバック信号は、例えば、有効かつ効率的なＥＵＶ発光のためにターゲット材料を正しい場所及び時間で適正に捉えるための増幅光ビームパルスのタイミング及び焦点のようなパラメータにおける誤差を示すことができる。

光源１０５、３０５は、１つ又はそれよりも多くの主パルス及び一部の場合は１つ又はそれよりも多くのプレパルスを供給するための１つ又はそれよりも多くの光学増幅器、レーザ、及び／又はランプを含む。各光学増幅器は、望ましい波長を高い利得で光学的に増幅することができる利得媒質と、励起源と、内部光学系とを含む。光学増幅器は、レーザミラー、又はレーザキャビティを形成する他のフィードバックデバイスを有するか、又は持たない場合がある。従って、レーザシステムは、いずれのレーザキャビティも存在しない場合であっても、レーザ増幅器の１つ又は複数の利得媒質における反転分布に起因して増幅光ビームを生成する。しかし、レーザシステムに十分なフィードバックを供給するレーザキャビティが存在する場合には、レーザシステムは、コヒーレントなレーザビームである増幅光ビームを生成することができる。「増幅光ビーム」という用語は、レーザシステムからの増幅されただけで必ずしもコヒーレントではないレーザ振動である光、及びレーザシステムからの増幅されてコヒーレントでもあるレーザ振動である光のうちの１つ又はそれよりも多くを含む。

レーザシステムにおける光学増幅器は、ＣＯ₂を含んで約９１００ｎｍと約１１０００ｎｍの間、特に、約１０６００ｎｍの波長の光を１０００よりも大きいか又はそれに等しい利得で増幅することができる充填ガスを利得媒質として含むことができる。レーザシステムにおける使用に適する増幅器及びレーザは、パルスレーザデバイス、例えば、ＤＣ励起又はＲＦ励起等によって約９３００ｎｍ又は約１０６００ｎｍの放射線を生成し、比較的高い電力、例えば、１０ｋＷ又はそれよりも高く、かつ高いパルス繰返し数、例えば、５０ｋＨｚ又はそれよりも高くで作動するパルスガス放電ＣＯ₂レーザデバイスを含むことができる。レーザシステムにおける光学増幅器は、レーザシステムを高い電力で作動させる場合に使用することができる水のような冷却システムを含むことができる。

同じく図４Ａを参照すると、一部の実施では、駆動レーザシステムは、ターゲット材料１４０、３４０が光キャビティの１つのミラーとして機能するいわゆる「自己ターゲット」レーザシステムとして構成することができる。一部の「自己ターゲット」配列では、主発振器が必要とされない場合がある。レーザシステム４００は、独自の利得媒質及び励起源、例えば、ポンピング電極を有することができる少なくとも１つの光学増幅器４０５を含む。光学増幅器は、例えば、１０６００ｎｍの波長λの光を増幅するために、例えば、１０３〜１０６の組合せ単一通過利得を有するＲＦポンピング速軸流ＣＯ₂増幅器チャンバとすることができる。増幅器チャンバは、レーザキャビティ（共振器）ミラーなしで設計することができ、従って、単独で構成された場合に、増幅光ビーム４１０を利得媒質を通じて１回よりも多い回数通過させるのに必要な光学構成要素を含まない。それにも関わらず、上述のように、レーザキャビティを以下の通りに形成することができる。

この実施では、後部部分反射光学系４１５をレーザシステム４００に追加し、ターゲット材料１４０、３４０をターゲット場所に配置することによってレーザキャビティを形成することができる。光学系４１５は、例えば、約１０６００ｎｍの波長（ＣＯ₂増幅器チャンバが使用される場合の増幅光ビーム１３０、３３０の波長）に対して約９０％よりも大きい反射率を有する平面ミラー、湾曲ミラー、位相共役ミラー、又はコーナ反射器とすることができる。ターゲット材料１４０、３４０及び後部部分反射光学系４１５は、増幅光ビーム４１０の一部をレーザシステム４００内に反射して戻してレーザキャビティを形成するように機能する。従って、ターゲット場所におけるターゲット材料１４０、３４０の存在は、レーザシステム４００にコヒーレントなレーザ振動を生成させるのに十分なフィードバックを与え、この場合、増幅光ビーム４１０をレーザビームと考えることができる。ターゲット材料１４０、３４０が、ターゲット場所に存在しない場合には、レーザシステム４００は、増幅光ビーム４１０を生成するように依然としてポンピングすることができるが、レーザシステム４００内のいずれかの他の構成要素が十分なフィードバックを与えない限り、コヒーレントなレーザ振動を生成することにはならない。特に、増幅光ビーム４１０とターゲット材料１４０、３４０との交差中には、ターゲット材料１４０、３４０は、ビーム経路に沿って光を反射することができ、光学系４１５と協働して光学増幅器４０５を通過する光キャビティを確立する。この配列は、光学増幅器４０５内の利得媒質が励起され、ターゲット材料１４０、３４０を照射するためのレーザビームを発生させ、プラズマを作り出し、チャンバ１４５、３４５内にＥＵＶ発光を生成する時に、ターゲット材料１４０、３４０の反射率が、キャビティ（光学系４１５と液滴とから形成される）内の光学的損失よりも大きいほど十分であるように構成される。この配列では、光学系４１５と光学増幅器４０５とターゲット材料１４０、３４０とが組み合わされ、ターゲット材料１４０、３４０が、光キャビティの１つのミラー（いわゆるプラズマミラー又は機械ｑスイッチ）として機能するいわゆる「自己ターゲット」レーザシステムを形成する。自己ターゲットレーザシステムは、２００６年１０月１３日出願の「ＥＵＶ光源のための駆動レーザ送出システム（Ｄｒｉｖｅ Ｌａｓｅｒ Ｄｅｌｉｖｅｒｙ Ｓｙｓｔｅｍｓ ｆｏｒ ＥＵＶ Ｌｉｇｈｔ Ｓｏｕｒｃｅ）」という名称の米国特許出願第１１／５８０，４１４号明細書に開示されており、この文献の全体の内容が引用によって本明細書に組み込まれている。

他の実施では、レーザシステム４００は、ビーム経路に沿って直列で配置された一連の光学増幅器（図４Ｃに示すような）を含む。

図４Ｂを参照すると、別の特定の実施では、駆動レーザシステム４２０は、主発振器４２５によって発振され、一段光学増幅器４３０内に供給されるシードパルスを有する主発振器／電力増幅器（ＭＯＰＡ）構成を有する。光学増幅器４３０は、主発振器４２５から出力されたパルスを例えばＲＦポンピング速軸流ＣＯ₂増幅器を用いて増幅することができ、ビーム経路に沿って進む増幅光ビーム４３５が生成される。

同じく図４Ｃを参照すると、ＭＯＰＡ構成の別の実施では、駆動レーザシステム４４０は、１組の光学増幅器４５０、４５５、４６０に給送してビーム経路に沿って進む増幅光ビーム４６５を生成する主発振器４４５を含む。一部の実施では、光学増幅器４５０、４５５、４６０の各々は、内部ミラーによって折り返される１０メートル増幅器長を有するＲＦポンピング軸流ＣＯ₂レーザキューブとすることができる。図示してはいないが、この実施において３つよりも多いか又は少ない光学増幅器を使用することができる。

用途に基づいて、他の種類の増幅器又はレーザ、例えば、高い電力及び高いパルス繰返し数で作動するエキシマレーザ又はフッ素分子レーザを適切なものとすることができる。例えば、繊維又は円盤形の利得媒質を有する固体レーザ、例えば、米国特許第６，６２５，１９１号明細書、第６，５４９，５５１号明細書、及び第６，５６７，４５０号明細書に示すようなＭＯＰＡ構成のエキシマレーザシステム、１つ又はそれよりも多くのチャンバ、例えば、発振器チャンバ及び１つ又はそれよりも多くの増幅チャンバ（これらの増幅チャンバは並列又は直列にある）を有するエキシマレーザ、主発振器／電力発振器（ＭＯＰＯ）配列、電力発振器／電力増幅器（ＰＯＰＡ）配列、又は１つ又はそれよりも多くのエキシマ増幅器又はフッ素分子増幅器又は発振器チャンバにシード供給を行う固体レーザを含む例を適切なものとすることができる。他の設計も可能である。

図５を参照すると、光システム１００又は３００を作動させるための手順５００が実施される。最初に光システム１００、３００が起動され（段階５０５）、増幅光ビーム１３０、３３０の初期アラインメントが実施される（段階５１０）。初期アラインメントは、増幅光ビーム１３０、３３０がチャンバ１４５、３４５に入射し、ほぼターゲット場所に向けて誘導されるように、光源１０５、３０５及びステアリングシステム１１０、３１０の特徴部を調節する段階を伴っている。特に、このアラインメントは、焦点領域１３５、３３５（焦点面１５０、３５０内にあるくびれ部及び焦点面１５０、３５０）がターゲット材料１４０、３４０の所定の距離内にあるか否かを判断する段階を含む（段階５１５）。この初期アラインメント中に調節することができる特徴部は、例えば、構成要素１１２、３１２ａ、３１２ｂ、構成要素１１３、３１３、及び集束光学系１１１、３１１のようなステアリングシステム１１０、３１０内の構成要素の調節位置及び調節角度を含む。焦点領域１３５、３３５がターゲット材料１４０、３４０の所定の距離内になかった場合には、光源１０５、３０５及びステアリングシステム１１０、３１０の特徴部は再度調節される（段階５１０）。調節は、ＥＵＶ光２１５の測定電力が最大値に達するまで、又は所定の閾値よりも大きいまで、焦点領域１３５、３３５を伝播方向１５５、３５５に沿って、更に伝播方向１５５、３５５に対して垂直な方向に沿って移動するように光源の特徴部を調節する段階（構成要素の位置及び角度を調節する段階のような）を含むことができる。代替的又は追加的に、調節は、ＥＵＶ光２１５の測定電力が最大値に達するか又は所定の閾値よりも大きくなるまで、ターゲット材料１４０、３４０の位置を方向３５５及び３５６のうちの１つ又はそれよりも多くに沿って調節する段階を含むことができる。焦点領域１３５、３３５がターゲット材料１４０、３４０の所定の距離内にある場合には、光システム１００、３００は定常状態に入る（段階５２０）。

図６を参照すると、定常状態作動４２０中に、光システム１００、３００によって手順が実施される。伝播方向７５５に沿って進む増幅光ビーム７３０及び光システム１００、３００を通じて誘導することができる反射レーザビーム７６０を示す図７Ａ〜図７Ｃに示す概括的な光学図を参照されたい。これらの光学図では、検出システム１１５、３１５を参照番号７１５、波面修正システム１２０、３２０を参照番号７２０、及び集束光学系１１１、３１１を参照番号７１１に示している。図７Ａ〜図７Ｃに示す要素を参照して説明するいずれの段階も、図１及び図３に示す対応する要素に同じく適用されることになる。

図７Ａでは、増幅光ビーム７３０は、ターゲット材料７４０を超えるか又はその後の焦点領域７３５に収束される。従って、ターゲット材料７４０は焦点面７５０のくびれ部に重ならず、その中に存在しない。

図７Ｂでは、増幅光ビーム７３０は、ターゲット材料７４０の近くで、それと重なる焦点領域７３５に収束する。これは、ターゲット材料７４０がくびれ部の中に存在し、更に焦点面７５０に重なることを意味する。ターゲット材料７４０が焦点面７５０から所定の距離内（例えば、伝播方向７５５に沿って約１００μｍ内）に存在する場合には、ターゲット材料７４０は焦点面７５０に重なる。この所定の距離は、集束光学系７１１の開口数に依存し、集束光学系７１１の開口数が大きい程、所定の距離は小さい。

図７Ｃでは、増幅光ビーム７３０は、ターゲット材料７４０の前にある焦点領域７３５に収束する。従って、ターゲット材料７４０は焦点面７５０のくびれ部に重ならず、その中に存在しない。

増幅光ビーム７３０は、ターゲット材料７４０の近くの焦点領域７３５に収束される（段階６００）。この初期段階では、焦点領域７３５は、ターゲット材料７４０に厳密に重なる（上記に定義したように）ことのないことが可能であるが、定常状態手順５２０を開始することができる程度には十分に近い。焦点領域７３５の場所は、取りわけ、以下に解説するように検出システム７１５から出力された像を分析することにより、定常状態作動（段階５２０）中にターゲット材料７４０と重なるように調節される。

ターゲット材料７４０から反射されたレーザビーム７６０は、例えば、構成要素１１３又は出力窓３１３を用いて増幅光ビーム７３０から分離され（段階６０５）（図７Ａ〜図７Ｃには明瞭化のために示していない）、分離されたレーザビーム７６０は、波面修正システム７２０を通じて検出システム７１５に向けて誘導される。例えば、図１では、レーザビーム１６０は、部分透過ミラー１１３を検出システム１１５に向けて通過し、同時に増幅光ビーム１３０は構成要素１１３によって反射される。別の例として、図３では、レーザビーム３６０は窓３１３から波面修正システム３２０に向けて反射され、同時に増幅光ビーム３３０は、この窓を通じてステアリングシステム３１０に向けて誘導される。

レーザビーム７６０の波面は、波面修正システム７２０によって修正される（段階６１０）。この場合、波面修正システム７２０が非点収差レンズ（図１に示すレンズ１２０のような）又は双円錐ミラー（図３に示す反射光学要素のような）である場合には、実験室７６０の伝播方向（一般的に方向７５５とラベル付けした）を横断する２つの方向において２つの若干異なる焦点面を提供する。従って、波面修正システム７２０は、レーザビーム７６０内に非集束を導入する。

レーザビーム７６０内に導入される非集束の量は、軸の各々における曲率の量、又は波面修正システム１２０、３２０の２つの軸の間の曲率差に依存する。更に、波面修正システム１２０、３２０は、ターゲット材料の像内に非集束をもたらすことで波面を歪曲させることにより、像コントラストを得るのに弱い光しか使用されず、ＳＮ比が低下するので、非集束が増大する時に、検出システム１１５、３１５によって得られる像の解像度は低下する。従って、焦点面の位置に関する判断を可能にするためには、システム１２０、３２０によって与えられる波面修正の量を十分な像コントラストへの要求に対して均衡させる必要がある。一部の実施では、波面修正システム１２０、３２０は、その軸のうちの少なくとも１つに沿って、例えば、約１０〜１００メートルの間の曲率半径を有する。曲率半径の許容範囲の値は、反射レーザビーム１６０、３６０の波長、検出システム１１５、３１５の解像度、並びに反射レーザビームが通過する光学構成要素の質及び設計に少なくとも部分的に依存する。

波面修正システム７２０によって修正されたレーザビーム７６０は、検出システム７１５において検出される（段階６１５）。レーザビーム７６０の光は、検出システム７１５において強度プロフィールを発生させ、この強度プロフィールは、増幅光ビーム１３０の焦点領域７３５に対するターゲット材料７４０の位置を示している。検出システム７１５は、そのディスプレイ７１９上にこの強度プロフィールの像７１７を発生させ（段階６２０）、像７１７は、ピクセル強度の２次元アレイとすることができる。

コントローラ１２５、３２５は、検出システム１１５、３１５（又は７１５）の出力を受信し、この出力を分析して、焦点領域７３５とターゲット材料７４０の間の相対位置に関する情報を生成する（段階６２５）。分析（段階６２５）に関する詳細は、図８を参照して解説する。次に、コントローラ１２５、３２５は、例えば、分析（段階６２５）中に計算された重心を分析することにより、焦点くびれ部がターゲット材料７４０に重なるか否かを判断する（段階６３０）。焦点くびれ部がターゲット材料７４０に重なるか否かを判断するための重心の分析は、’１７８出願により詳細に説明されている。基本的に、コントローラ１２５、３２５は、増幅光ビーム７３０の光軸（伝播方向と平行）を表す像中心から重心がどれ程遠いか（垂直に延びる平面に沿って）を判断する。次に、焦点くびれ部が、光軸から垂直に延びる平面に沿ってターゲット材料７４０と重ならないと判断された場合は（段階６３０）、コントローラ１２５、３２５は、ステアリングシステム１１０、３１０内の１つ又はそれよりも多くのアクチュエータに信号を送信して、ステアリングシステム１１０、３１０内の構成要素の位置及び／又は角度を調節し、それによって重心の場所に基づいて焦点くびれ部とターゲット材料７４０との相対位置を調節する（段階６３５）。この調節も、’１７８出願により詳細に説明されている。

コントローラ１２５、３２５は、測定プラズマ特性を考慮することにより、例えば、チャンバ１４５、３４５内の個別のカメラから判断することができる測定プラズマ位置を考慮することにより、焦点くびれ部がターゲット材料７４０に重なるか否かに関する判断を行うことが可能である。プラズマ位置に関するそのような情報は、ターゲット材料において伝播方向を横断する軸のうちの少なくとも１つに沿った位置を判断するのに使用することができる。

コントローラ１２５、３２５は、段階６２５において実施した分析の結果に基づいて、焦点面が光軸に沿ってターゲット材料に重なるか否かも判断する（段階６４０）。段階６２５における分析が、焦点面７５０がターゲット材料７４０に重ならない（例えば、図７Ａ又は図７Ｃに示すように）ことを示す場合には、コントローラ１２５、３２５は、ステアリングシステム１１０、３１０内の１つ又はそれよりも多くのアクチュエータに信号を送信して、ステアリングシステム１１０、３１０内の構成要素の位置及び／又は角度を調節し、それによって焦点面７５０とターゲット材料７４０の間の相対位置を調節する（段階６４５）。

検出システム１１５、３１５は、段階６１５及び段階６２０においてデータを取り込む。検出システム１１５、３１５は、システム１１５、３１５の速度に依存してデータを周期的に所定の期間にわたって取り込み、これらのデータ取得期間には、データ非取得間隔が挟まれる。段階６３５及び段階６４５における調節は、１つのデータ取得サイクルの後に実施することができる（この場合、サイクルは、データ取得期間にデータ非取得間隔を加えたものである）。しかし、複数のデータ収集サイクル及び測定値を平均する段階の後に段階６３５、６４５で調節を実施し、光システム１００、３００が自己補正を行い、ステアリングシステム１１０、３１０内の要素を過度に急激に移動するのを回避することを可能にすることをより実用的とすることができる。

同じく図８を参照すると、コントローラ１２５、３２５は、検出システム１１５、３１５の出力を分析して、焦点領域７３５とターゲット材料７４０の間の相対位置に関する情報を生成するための例示的な手順６２５を実施する。最初にコントローラ１２５、３２５は、像（例えば、像７１７）の重心を計算する（段階８００）。この計算は、未処理像データから背景ノイズを除去する段階と、像の各軸に沿って像エネルギを計算し、この像エネルギを合計像エネルギで割算して重心を推定する段階と、推定重心に像の中心を合わせる段階とを含むことができる。次に、コントローラ１２５、３２５は、更に別の分析に進むのを助けるために、ピーク強度が閾値（例えば、背景）値よりも大きいか否かを判断する（段階８０５）。ピーク強度が閾値よりも大きくない場合には、コントローラ１２５、３２５は手順６２５を抜け、その後に、段階６１５（検出システム７１５においてレーザビーム７６０が検出される）で定常状態作動５２０が再開される（段階８１０）。

ピーク強度が閾値よりも大きい場合には、コントローラ１２５、３２５は、判断した重心に基づいてアレイ内の各軸の慣性モーメントを計算し（段階８１５）、慣性軸モーメントのサイズを計算し（段階８２０）、更に慣性軸モーメントの向きを計算する（段階８２５）。

次に、コントローラ１２５、３２５は、段階８２０及び段階８２５において計算したサイズ及び向きに基づいて、小さい慣性モーメントと大きい慣性モーメントの間の比を計算する（段階８３０）。コントローラ１２５、３２５は、計算した比が所定の閾値（例えば、０．８０のような）よりも大きいか否かを判断する（段階８３５）。更に、図９を参照すると、グラフ９００は、光軸に沿った焦点面の異なる位置における例示的な計算比を示している。グラフ９００では、線９０５が、所定の閾値を示している。

この比が所定の閾値よりも大きい場合は（段階８３５）、コントローラ１２５、３２５は、図７Ｂに示す光学図における場合と同様に、焦点面７５０とターゲット材料７４０とが光軸に沿って十分に重なると判断する（段階８４０）。この比が所定の閾値よりも大きい場合には、小さい慣性モーメントは大きい慣性モーメントよりもそれ程小さくなく、像は、図７Ｂに示すようにより円形に現れることになるので、上述の判断は妥当な判断である。

この比が所定の閾値よりも大きくない場合は（段階８３５）、コントローラ１２５、３２５は、図７Ａ及び図７Ｃの光学図における場合と同様に、焦点面７５０とターゲット材料７４０とは十分に重ならないと判断する（段階８４５）。この場合、小さい慣性モーメントは大きい慣性モーメントよりも有意に小さく、これは、像が図７Ａ又は図７Ｃに示すように楕円形で現れることになることを意味する。更に、コントローラ１２５、３２５は、試験軸（図７Ａ及び図７Ｃに示すように、大きい慣性モーメントに関連付けられた軸として割り当てることができる）の向きが、水平軸に対して所定の角度（例えば、９０°）よりも大きいか否かも判断する（段階８５０）。

試験軸の向きは、水平軸に対する試験軸の角度７６５とすることができる。更に、試験軸の向き７６５は、波面修正システム１２０、３２０の向き（伝播方向に対して垂直な平面内の）によって直接的な影響を受ける。上述のように、波面修正システム１２０、３２０は、反射レーザビームの波面を修正して、伝播方向を横断する２つの方向において２つの若干異なる焦点面を開発する。これらの２つの横断方向の向きは、試験軸の向き７６５（更に試験軸に対して垂直な軸の向き）を判断するものである。従って、システム１２０、３２０の２つの横断方向が伝播方向を横断する水平方向及び垂直方向である場合には、試験軸の向き７６５は、水平方向又は垂直方向の一方に沿わなければならない（試験軸の向き７６５がどのように定義されるかに依存して）。焦点面の位置に対して得られた試験軸の向き７６５の例示的な測定値のグラフ１０００を示す図１０を参照すると、システム１２０、３２０の２つの横断方向が、伝播方向を横断する水平方向及び垂直方向から約４５°ずれている場合に、焦点面がターゲット材料の背後に存在するならば（図７Ａに示すように）、試験軸の向き７６５は、水平方向の上方約４５°であり、焦点面がターゲット材料の前に存在するならば（図７Ｃに示すように）、水平方向の下方約４５°である。計算を実施するために、所定の角度は、試験軸の向き７６５と試験軸に対して垂直な軸の向きとの間にあるように設定される。

コントローラ１２５、３２５が、試験軸の向き７６５が所定の角度（例えば、９０°）よりも大きいと判断する場合は（段階８５０）、コントローラ１２５、３２５は、焦点面が、図７Ｃに示すようにターゲット材料の前に存在すると判断する（段階８５５）。コントローラ１２５、３２５が、試験軸の向き７６５が所定の角度（例えば、９０°）よりも大きくないと判断する場合は（段階８５０）、コントローラ１２５、３２５は、焦点面が、図７Ａに示すようにターゲット材料の背後に存在すると判断する（段階８６０）。次に、コントローラ１２５、３２５は、段階８４０、８６０、８６５において行われた判断を出力し、焦点くびれ部がターゲット材料に重なるか否かを確認する（段階６３０）。

図１１を参照すると、例示的な極紫外線システムの別の実施１１００は、光源１１０５、ステアリングシステム１１１０、検出システム１１１５、波面修正システム１１２０、及びコントローラ１１２５を含む。簡略化のために、下記では、光システム１１００に存在しない図１の光システム１００内の特徴のみをより詳細に説明する。光システム１１００は、システム１００に示す要素に加えて、ステアリングシステム１１１０の構成要素を整列させるか又は増幅光ビーム１１３０をターゲット場所に誘導するのを助けるのに使用することができる案内レーザ１１７５を含む。案内レーザ１１７５は、ステアリングシステム１１１０内の光学構成要素の波長範囲にある誘導波長を有する案内レーザビーム１１８０を生成する。上述のように、誘導波長は、光源１１０５の作動波長（従って、増幅光ビーム１１３０の波長）とは異なるものとすることができる。案内レーザビーム１１８０は、部分透過ミラー１１８５（例えば、ビームスプリッタ）を通じて増幅光ビーム１１３０の経路にもたらされる。更に、案内レーザ１１７５の案内レーザビームは、整列させる必要がある光学構成要素を通過するのに十分な電力を有するが、依然として増幅光ビーム１１３０よりも相対的に低い電力を有するべきである。

案内レーザ１１７５は、光源１１０５が増幅光ビーム１１３０を生成していない間であっても作動させることができる。案内レーザ１１７５は、例えば、チャンバ１１４５内でのＥＵＶ生成の前の光源１１０５の初期構成中に、光源１１０５内の構成要素を整列させるために使用することができる。更に、この実施では、案内レーザ１１７５は、ステアリングシステム１１１０内の構成要素を整列させて、増幅光ビーム１１３０をターゲット場所に誘導するために使用することができる。他の実施では、案内レーザ１１７５は、ステアリングシステム１１１０内の光学構成要素を整列させて、増幅光ビーム１１３０をターゲット場所に向けて誘導するために、光源１１０５の利得媒質が反転される間に使用することができるが、レーザキャビティが存在し、かつレーザシステムがコヒーレントなレーザ振動を生成している場合であるコヒーレントレーザ振動の生成中、又はチャンバ１１４５内でのＥＵＶ生成中には使用することができない。

案内レーザ１１７５が使用される場合には、アラインメントシステムは、光源１１０５が増幅光ビーム１１３０を生成していない間に（例えば、パルスの合間）、ターゲット材料１１４０から反射される案内レーザ光を反射レーザビーム１１６０として使用することができる。このようにして、アラインメントシステムは、光源１１０５が増幅光ビーム１１３０を生成していない時、及び従って光システム１１００がチャンバ１１４５内でＥＵＶ光を生成しない時にも作動させることができる。

同じく図１２を参照すると、例示的な極紫外線システムの別の実施１２００は、光源１２０５、ステアリングシステム１２１０、検出システム１２１５、波面修正システム１２２０、及びコントローラ１２２５を含む。簡略化のために、下記では、光システム１２００内には存在しない図１の光システム１００内の特徴のみを説明する。光システム１２００は、システム１００に示す要素に加えて、ターゲット材料１２４０から反射されるレーザビーム１２６０の他の特徴を測定することができる光モニタ１２７７を含む。

図７Ａ〜図７Ｃに示す実施では、ターゲット材料７４０が焦点面７５０に重なる時に、像強度プロフィールはほぼ円形である。しかし、代替的に、ターゲット材料７４０が焦点面７５０に重なる時に、図１３Ｂに示すように、検出システム７１５における像強度プロフィールが楕円形である可能性がある。適切な重ね合わせが存在する像強度プロフィールは、例えば、最大ＥＵＶ電力（又はいずれかの他の適切な測定基準）を得るようにステアリングシステム及び／又はターゲット材料送出システムの特徴部を調節することによって経験的に判断され、従って、この経験的な判断が、最大ＥＵＶ電力が非対称な（又は楕円形の）像強度プロフィールに対応するという認識をもたらすことが可能である。

そのような状況では、コントローラは、この楕円形形状（例えば、図１３Ｂに示す形状）が、ターゲット材料７４０が焦点面７５０に適切に重なる形状であると仮定する。従って、作動中に、コントローラは、この比が所定の最大値と所定の最小値の間にあり、かつ試験軸の向き（角度７６５）が所定の角度よりも小さい場合に（図１３Ｂに示すように）、焦点面７５０とターゲット材料７４０とが十分に重なると判断する。更に、コントローラは、この比が所定の最小閾値よりも小さく、かつ試験軸の向き（角度７６５）が所定の角度よりも小さい場合に（図１３Ａに示すように）、焦点面７５０がターゲット材料７４０の前に存在し、この比が所定の最大閾値よりも大きい場合に（図１３Ｃに示すように）、焦点面７５０がターゲット材料７４０に重なると判断することができる。

上記に図６で説明した実施で解説したように、コントローラは、焦点領域１３５がターゲット材料に重なるか否かを判断する時に、各軸（段階６４０及び段階６４５における光軸、並びに段階６３０及び段階６３５における光軸に対して垂直な平面）を個々に分析して制御する。他の実施では、コントローラは、多変数手順を用いて、焦点くびれ部半径と焦点面とに対して異なる段階（段階６３０、６３５と段階６４０、６４５と）を実施する必要なく、焦点領域１３５（焦点くびれ部半径と焦点面の両方）がターゲット材料に重なるか否かを判断する。このようにして、コントローラは、両方の軸を同時に分析して制御する。

他の実施は、以下に続く特許請求の範囲にある。

１００ 極紫外線システム
１０５ 光源
１１０ ステアリングシステム
１１５ 検出システム
１２０ 波面修正システム

Claims (20)

1. 極紫外線システムであって、
   伝播方向に沿ってビームパス上を進む増幅光ビームを生成する光源であって、前記ビームパスは、前記光源とターゲット場所との間にある、光源と、
   前記増幅光ビームを前記ターゲット場所の近くの焦点面に誘導して集束させるステアリングシステムと、
   ターゲット材料を前記ターゲット場所へ供給するターゲット材料送出システムであって、前記ターゲット材料は、前記増幅光ビームを反射し、反射した前記増幅光ビームは、前記ターゲット場所から離れる方向に前記ビームパスを伝搬する、ターゲット材料送出システムと、
   極紫外線コレクターと前記ターゲット場所におけるターゲット材料とを含む極紫外線チャンバと、
   前記ターゲット材料の少なくとも一部分から反射された前記増幅光ビームの像を検出するように位置決めされた少なくとも１つの検出器を含む検出システムと、
   反射された前記増幅光ビームの経路内で前記ターゲット場所と前記検出システムの間にある波面修正システムであって、反射された前記増幅光ビームの波面を前記伝播方向に沿ったターゲット焦点面位置の関数として修正するよう構成された波面修正システムと、
   前記検出システムと前記ステアリングシステムとに結合され、反射された前記増幅光ビームの前記検出像に基づいて前記伝播方向に沿って前記ターゲット材料に対する前記増幅光ビームの前記焦点面の場所を調節するための論理を含むコントローラと、
   を含むことを特徴とする極紫外線システム。
2. 前記波面修正システムは、透過光学要素を含むことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
3. 前記透過光学要素は、非点収差レンズ及び円柱レンズのうちの１つ又はそれよりも多くからなることを特徴とする請求項２に記載のシステム。
4. 前記波面修正システムは、反射光学要素を含むことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
5. 前記反射光学要素は、円柱ミラー又は鞍形ミラーを含むことを特徴とする請求項４に記載のシステム。
6. 反射した前記増幅光ビームの前記検出像のサイズ及び向きは、前記ターゲット場所に対する前記ターゲット焦点面位置と共に変化することを特徴とする請求項１に記載のシステム。
7. 前記波面修正システムは、前記光源の出力窓と前記検出システムとの間又は前記ターゲット場所と該光源の出力窓との間のいずれかにあることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
8. 前記ターゲット焦点面は、前記増幅光ビームの前記焦点面であることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
9. 前記増幅光ビームと整列する案内レーザビームを生成する案内レーザを更に含み、
   前記案内レーザビームは、前記増幅光ビームの波長とは異なる波長で作動する、
   ことを特徴とする請求項８に記載のシステム。
10. 極紫外線を発生させる方法であって、
    伝播方向にビームパスに沿って進む増幅光ビームによってターゲット場所でターゲット材料を照射する段階と、ここで、前記増幅光ビームは、焦点面を有し、前記ターゲット材料と集束された増幅光ビームとの相互作用は、前記ターゲット材料を消費して極紫外放射を放射するプラズマに変換し、かつ前記増幅光ビームの反射を生成し、反射した前記増幅光ビームは、前記ターゲット場所から離れる方向に前記ビームパスを伝搬し、前記ターゲット材料から反射された前記増幅光ビームの波面を修正し、該修正は前記伝播方向に沿ったターゲット焦点面の位置の関数である段階と、
    前記修正され反射された前記増幅光ビームの像を検出する段階と、
    前記検出像に基づいて、前記ターゲット場所に対する前記焦点面の場所を判断する段階と、
    を含むことを特徴とする方法。
11. 前記判断された焦点面の場所がターゲット場所に重ならない場合に、焦点面の前記位置を調節する段階と、
    前記調節された焦点面位置を有する前記増幅光ビームで前記ターゲット材料を照射する段階と、
    を含むことを特徴とする、請求項１０に記載の方法。
12. 反射した前記増幅光ビームの前記波面を修正する段階は、前記パルスが発生している間だけ該波面を修正する段階を含むことを特徴とする、請求項１０に記載の方法。
13. 前記波面を修正する段階は、前記伝播方向に対するそれぞれの横断方向に焦点を各々が有する焦点面の間に該伝播方向に沿って分離を導入する段階を含むことを特徴とする、請求項１０に記載の方法。
14. 前記波面を修正する段階は、反射した前記増幅光ビームの波面の曲率及び形状のうちの１つ又はそれよりも多くを修正する段階を含むことを特徴とする、請求項１０に記載の方法。
15. 前記波面を修正する段階は、反射された前記増幅光ビームの前記波面に非点収差を導入する段階を含むことを特徴とする、請求項１１に記載の方法。
16. 前記ターゲット場所に対する焦点面の場所を判断する前記段階は、
    前記検出像を測定基準に適合させ、かつ該測定基準に基づいて像強度の中心と該検出像の向きとを判断する段階と、
    像強度の中心と向きとの所定の組に対して前記判断された像強度の中心と前記向きとを比較する段階とを含むことを特徴とする、請求項１０に記載の方法。
17. 前記ターゲット場所に対する焦点面の場所を判断する前記段階は、
    前記像強度の小さい及び大きい慣性モーメント間の比が所定の値よりも大きいか否かを確認する段階と、
    前記検出像の前記向きが所定の角度よりも大きいか否かを確認する段階とを含むことを特徴とする、請求項１１に記載の方法。
18. 前記ターゲット場所に対する焦点面の場所を判断する前記段階は、
    前記検出像を前記測定基準に適合させ、かつ該測定基準に基づいて楕円率を判断する段階と、
    前記判断された楕円率の特性を１組の所定の値と比較する段階とを含むことを特徴とする、請求項１７に記載の方法。
19. さらに、光源に前記ターゲット材料に向けて増幅光ビームを放射させる段階を含むことを特徴とする、請求項１０に記載の方法。
20. 光源に前記ターゲット材料に向けて増幅光ビームを放射させる前記段階は、前記光源に複数のパルスを放射させる段階を含み、前記複数のパルスはメインパルスと少なくとも１つのプレパルスを含むことを特徴とする、請求項１９に記載の方法。

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