JP6364002B2 - 極端紫外光生成システム - Google Patents

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Description

本開示は、極端紫外光生成システムに関する。
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:Extreme Ultra Violet)光を生成するための極端紫外光生成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。
極端紫外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が用いられるLPP(Laser Produced Plasma:レーザ励起プラズマ)式の装置と、放電によって生成されるプラズマが用いられるDPP(Discharge Produced Plasma)式の装置と、軌道放射光が用いられるSR(Synchrotron Radiation)式の装置との3種類の装置が提案されている。
概要
本開示の1つの観点に係る極端紫外光生成システムは、チャンバと、チャンバ内のプラズマ生成領域に向けてターゲットを出力するように構成されたターゲット生成部と、ターゲットに、第1プリパルスレーザ光前記第1プリパルスレーザ光よりもパルス幅が長い第2プリパルスレーザ光と、メインパルスレーザ光と、がこの順で照射されるように、第1プリパルスレーザ光、第2プリパルスレーザ光と、メインパルスレーザ光と、を生成するレーザシステムと、第2プリパルスレーザ光のフルーエンスが、1J/cm以上、且つ、メインパルスレーザ光のフルーエンス以下となるように、レーザシステムを制御する制御部と、を含んでもよい。
本開示の他の1つの観点に係る極端紫外光生成システムは、チャンバと、チャンバ内のプラズマ生成領域に向けてターゲットを出力するように構成されたターゲット生成部と、ターゲットに、プリパルスレーザ光及びメインパルスレーザ光がこの順で照射されるように、プリパルスレーザ光及びメインパルスレーザ光を生成するレーザシステムと、メインパルスレーザ光のパルス波形が、第1の増加率以下の増加率で光強度が増加する第1段階と、第1の増加率より大きい第2の増加率以上の増加率で光強度が増加する第2段階と、光強度が減少する第3段階と、を含み、且つ、第1段階における当該メインパルスレーザ光のフルーエンスが、2J/cm以上、且つ、第2段階及び第3段階における当該メインパルスレーザ光のフルーエンス以下となるように、パルス波形を制御する制御部と、を含んでもよい。
本開示の他の1つの観点に係る極端紫外光生成システムは、チャンバと、チャンバ内のプラズマ生成領域に向けてターゲットを出力するように構成されたターゲット生成部と、ターゲットに、第1プリパルスレーザ光、第2プリパルスレーザ光、及び、第1プリパルスレーザ光の波長及び第2プリパルスレーザ光の波長より大きい波長を有するメインパルスレーザ光が、この順で照射されるように、第1プリパルスレーザ光、第2プリパルスレーザ光及びメインパルスレーザ光を生成するレーザシステムと、第1プリパルスレーザ光、第2プリパルスレーザ光及びメインパルスレーザ光をプラズマ生成領域に集光するように構成されたレーザ集光光学系と、レーザ集光光学系に入射する第2プリパルスレーザ光のビーム径が、レーザ集光光学系に入射する第1プリパルスレーザ光のビーム径及びレーザ集光光学系に入射するメインパルスレーザ光のビーム径より小さくなるように、第1プリパルスレーザ光、第2プリパルスレーザ光及びメインパルスレーザ光の少なくとも1つのビーム径を制御する制御部と、を含んでもよい。
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式のEUV光生成システムの構成を概略的に示す。 図2は、第1の実施形態に係るEUV光生成システムの構成を示す一部断面図である。 図3は、第1の実施形態におけるレーザ受光信号の一例を示す波形図である。 図4は、図2に示されるEUV光生成システムにおけるレーザ光進行方向制御部及びその周辺の第1の構成例を概略的に示す。 図5は、図2に示されるEUV光生成システムにおけるレーザ光進行方向制御部及びその周辺の第2の構成例を概略的に示す。 図6は、図2に示されるEUV光生成システムにおけるレーザ光進行方向制御部及びその周辺の第3の構成例を概略的に示す。 図7は、第2の実施形態に係るEUV光生成システムの構成を示す一部断面図である。 図8は、第2の実施形態におけるレーザ受光信号の一例を示す波形図である。 図9は、図7に示されるEUV光生成システムにおけるレーザ光進行方向制御部及びその周辺の構成例を概略的に示す。 図10は、第2の実施形態におけるレーザ受光信号の別の例を示す波形図である。 図11Aは、第2の実施形態におけるCOレーザ装置の第1の構成例を概略的に示す。図11Bは、第1のマスターオシレータから出力される第1のシードレーザ光のパルス波形の第1の例を示すグラフである。図11Cは、第2のマスターオシレータから出力される第2のシードレーザ光のパルス波形の第1の例を示すグラフである。図11Dは、ビームコンバイナから出力されるパルスレーザ光のパルス波形の第1の例を示すグラフである。図11Eは、COレーザ装置から出力されるパルスレーザ光のパルス波形の第1の例を示すグラフである。図11Fは、第1のマスターオシレータから出力される第1のシードレーザ光のパルス波形の第2の例を示すグラフである。図11Gは、第2のマスターオシレータから出力される第2のシードレーザ光のパルス波形の第2の例を示すグラフである。図11Hは、ビームコンバイナから出力されるパルスレーザ光のパルス波形の第2の例を示すグラフである。図11Iは、COレーザ装置から出力されるパルスレーザ光のパルス波形の第2の例を示すグラフである。 図12Aは、第2の実施形態におけるCOレーザ装置の第2の構成例を概略的に示す。図12Bは、マスターオシレータから出力されるパルスレーザ光のパルス波形の第1の例を示すグラフである。図12Cは電圧波形制御回路から出力される電圧波形の第1の例を示すグラフである。図12Dは、波形調節器から出力されるパルスレーザ光のパルス波形の第1の例を示すグラフである。図12Eは、第3の増幅器から出力されるパルスレーザ光のパルス波形の第1の例を示すグラフである。図12Fは、マスターオシレータから出力されるパルスレーザ光のパルス波形の第2の例を示すグラフである。図12Gは電圧波形制御回路から出力される電圧波形の第2の例を示すグラフである。図12Hは、波形調節器から出力されるパルスレーザ光のパルス波形の第2の例を示すグラフである。図12Iは、第3の増幅器から出力されるパルスレーザ光のパルス波形の第2の例を示すグラフである。 図13は、図12Aに示されるCOレーザ装置の構成例を概略的に示す。 図14は、第2の実施形態におけるCOレーザ装置の第3の構成例を概略的に示す。 図15は、第1及び第2の実施形態に係るEUV光生成システムにおけるCEの測定結果を示すグラフである。 図16は、第1及び第2の実施形態に係るEUV光生成システムにおけるCEの測定結果を示すグラフである。 図17は、第1の実施形態に係るEUV光生成システムにおけるCEの測定結果を示す別のグラフである。 図18は、第1の実施形態に係るEUV光生成システムにおけるCEの測定結果を示す別のグラフである。 図19は、第1及び第2の実施形態に係るEUV光生成システムにおけるCEの測定結果を示すさらに別のグラフである。 図20は、第1及び第2の実施形態に係るEUV光生成システムにおけるCEの測定結果を示すさらに別のグラフである。 図21は、第1の実施形態に係るEUV光生成システムにおけるCEの測定結果を示すさらに別のグラフである。 図22は、第1の実施形態に係るEUV光生成システムにおけるCEの測定結果を示すさらに別のグラフである。 図23は、第1の実施形態に係るEUV光生成システムにおけるCEの測定結果を示すさらに別のグラフである。 図24は、第1の実施形態に係るEUV光生成システムにおけるCEの測定結果を示すさらに別のグラフである。 図25は、第1の実施形態に係るEUV光生成システムにおけるCEの測定結果を示すさらに別のグラフである。 図26Aは、第1及び第2の実施形態においてピコ秒オーダーのパルス幅を有する第1プリパルスレーザ光が照射されるときのターゲットの様子を概略的に示す。図26Bは、第2プリパルスレーザ光が照射されるときのターゲットの様子を概略的に示す。図26Cは、メインパルスレーザ光が照射されるときのターゲットの様子を概略的に示す。図26Dは、メインパルスレーザ光が照射された後のターゲットの様子を概略的に示す。 図27Aは、第1及び第2の実施形態においてナノ秒オーダーのパルス幅を有する第1プリパルスレーザ光が照射されるときのターゲットの様子を概略的に示す。図27Bは、第2プリパルスレーザ光が照射されるときのターゲットの様子を概略的に示す。図27Cは、メインパルスレーザ光が照射されるときのターゲットの様子を概略的に示す。図27Dは、メインパルスレーザ光が照射された後のターゲットの様子を概略的に示す。 図28は、第3の実施形態に係るEUV光生成システムの構成を示す一部断面図である。 図29は、第3の実施形態におけるレーザ受光信号の一例を示す波形図である。 図30は、図28に示されるEUV光生成システムにおけるレーザ光進行方向制御部及びその周辺の構成例を概略的に示す。 図31は、第3の実施形態に係るEUV光生成システムの変形例を示す一部断面図である。 図32は、第3の実施形態の変形例におけるレーザ受光信号の一例を示す波形図である。 図33は、第3の実施形態に係るEUV光生成システムにおけるCEの測定結果を示すグラフである。 図34は、第3の実施形態において第1プリパルスレーザ光及び第2プリパルスレーザ光が照射された後のターゲットの様子を概略的に示す。 図35は、上述の各実施形態に係るEUV光生成システムにおいて用いることができる第1のYAGレーザ装置の第1の例を概略的に示す。 図36は、上述の各実施形態に係るEUV光生成システムにおいて用いることができる第1のYAGレーザ装置の第2の例を概略的に示す。 図37は、図36に示す再生増幅器においてポッケルスセルに電圧が印加されている場合の光路を概略的に示す。 図38は、制御部の概略構成を示すブロック図である。
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.第1及び第2プリパルスレーザ光をターゲットに照射するEUV光生成システム
4.1 構成
4.1.1 ターゲット生成部
4.1.2 ターゲットセンサ及び発光部
4.1.3 レーザシステム
4.1.4 レーザ光進行方向制御部
4.1.5 光検出器
4.1.6 集光光学系
4.1.7 EUV集光ミラー及びEUV光センサ
4.2 動作
4.2.1 ターゲットの出力
4.2.2 パルスレーザ光の出力
4.2.3 パルスレーザ光の伝送
4.2.4 パルスレーザ光の検出
4.2.5 パルスレーザ光の集光
4.3 レーザ光学系の第1の例
4.3.1 パルスレーザ光の照射位置の調整
4.3.2 パルスレーザ光の集光径
4.4 レーザ光学系の第2の例
4.5 レーザ光学系の第3の例
5.COレーザ装置に2つのトリガ信号が入力されるEUV光生成システム
5.1 構成
5.2 動作
5.3 レーザ光学系の例
5.4 COレーザ装置によるパルスレーザ光のパルス波形の変形例
5.5 2つのトリガ信号が入力されるCOレーザ装置の第1の構成例
5.6 2つのトリガ信号が入力されるCOレーザ装置の第2の構成例
5.7 2つのトリガ信号が入力されるCOレーザ装置の第3の構成例
6.パルスレーザ光のパラメータとCEの関係
6.1 第2プリパルスレーザ光P2又はメインパルスレーザ光MPの第1段階におけるフルーエンス及びそれらの光強度
6.2 第2プリパルスレーザ光P2の照射タイミング
6.3 メインパルスレーザ光M又はMPのフルーエンス
6.4 第1プリパルスレーザ光P1の照射タイミング
6.5 第1及び第2プリパルスレーザ光の照射タイミング
7.パルスレーザ光を照射されたターゲットの変化
7.1 第1プリパルスレーザ光がピコ秒オーダーのパルス幅を有する場合
7.2 第1プリパルスレーザ光がナノ秒オーダーのパルス幅を有する場合
8.YAGレーザ装置が複数のパルスを出力するEUV光生成システム
8.1 構成
8.2 動作
8.3 レーザ光学系の例
8.4 第4のトリガ信号を用いた変形例
8.5 CEの向上
8.6 パルスレーザ光を照射されたターゲットの変化
9.その他(YAGレーザ装置)
9.1 第1の例
9.2 第2の例
9.2.1 ポッケルスセルに電圧を印加しない場合
9.2.2 ポッケルスセルに電圧を印加する場合
10.制御部の構成
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すべ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式のEUV光生成システムにおいては、ターゲット生成部が液滴状の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する時点で、レーザシステムがターゲットにパルスレーザ光を照射することにより、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。放射されたEUV光は、チャンバ内に配置されたEUV集光ミラーによって集光され、露光装置等に出力されてもよい。
このEUV光生成システムにおいては、パルスレーザ光のエネルギーからEUV光のエネルギーへの変換効率(CE)の向上が求められている。
本開示の1つの観点によれば、液滴状のターゲットに第1プリパルスレーザ光を照射した後に、このターゲットに第2プリパルスレーザ光を照射し、その後、このターゲットにメインパルスレーザ光を照射するように、EUV光生成システムが構成されてもよい。液滴状のターゲットに第1プリパルスレーザ光が照射されることにより、液滴状のターゲットが微粒子状に破壊されて膨張してもよい。このターゲットに第2プリパルスレーザ光が照射されることにより、ターゲットが蒸気又はプリプラズマとなり得る。この蒸気又はプリプラズマにメインパルスレーザ光が照射されることにより、効率よくプラズマ化し得る。
2.用語の説明
本願において使用される幾つかの用語を以下に説明する。
ターゲットの「軌道」は、ターゲット生成部から出力されるターゲットの理想的な経路、あるいは、ターゲット生成部の設計に従ったターゲットの経路であってもよい。
ターゲットの「軌跡」は、ターゲット生成部から出力されたターゲットの実際の経路であってもよい。
「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。
パルスレーザ光の「光路軸」は、パルスレーザ光の光路の中心軸を意味し得る。
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、ターゲット生成部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。ターゲット生成部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。ターゲット生成部26から出力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、速度等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を参照に、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。
ターゲット生成部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。EUV集光ミラー23は、放射光251に含まれるEUV光を、他の波長域の光に比べて高い反射率で反射してもよい。EUV集光ミラー23によって反射されたEUV光を含む反射光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が出力されるタイミング、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の発振タイミング、パルスレーザ光32の進行方向、パルスレーザ光33の集光位置等を制御する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.第1及び第2プリパルスレーザ光をターゲットに照射するEUV光生成システム
4.1 構成
図2は、第1の実施形態に係るEUV光生成システム11の構成を示す一部断面図である。図2に示されるように、チャンバ2の内部には、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、ターゲット生成部26と、ターゲットセンサ4と、発光部45と、EUV光センサ7とが取り付けられてもよい。
チャンバ2の外部には、レーザシステム3と、レーザ光進行方向制御部34aと、光検出器35と、EUV光生成制御部5とが設けられてもよい。EUV光生成制御部5は、EUV制御部50と、第1遅延回路51と、第2遅延回路52とを含んでいても良い。
4.1.1 ターゲット生成部
ターゲット生成部26は、リザーバ61を有していても良い。リザーバ61は、溶融されたターゲットの材料を、内部に貯蔵してもよい。リザーバ61に備えられた図示しないヒータによって、ターゲットの材料がその融点以上の温度に維持されてもよい。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の先端がチャンバ2の内部に位置していてもよい。リザーバ61の上記先端には、開口62が形成されていてもよい。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。
4.1.2 ターゲットセンサ及び発光部
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。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及び集光光学系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、ターゲット生成部26とプラズマ生成領域25との間のターゲット27のほぼ軌道上の位置に、集光され得る。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光強度の変化を検出し、ターゲット検出信号を出力してもよい。
4.1.3 レーザシステム
レーザシステム3は、第1のYAGレーザ装置La1と、第2のYAGレーザ装置La2と、COレーザ装置Lbとを含んでいてもよい。ここではYAGレーザ装置及びCOレーザ装置について例示するが、他のレーザ装置、例えばNd:YVOを用いたレーザ装置であってもよい。なお、YAGレーザ装置とは、レーザ発振器及び必要に応じてレーザ増幅器を含み、レーザ発振器及びレーザ増幅器のいずれか又は両方に、レーザ媒質としてYAG結晶を用いるものでもよい。COレーザ装置とは、レーザ発振器及び必要に応じてレーザ増幅器を含み、レーザ発振器及びレーザ増幅器のいずれか又は両方に、レーザ媒質としてCOガスを用いるものでもよい。
第1のYAGレーザ装置La1は、第1プリパルスレーザ光P1を出力してもよい。第2のYAGレーザ装置La2は、第2プリパルスレーザ光P2を出力してもよい。COレーザ装置Lbは、メインパルスレーザ光Mを出力してもよい。
4.1.4 レーザ光進行方向制御部
レーザ光進行方向制御部34aは、高反射ミラー340、341及び342と、ビームコンバイナ343及び344と、を含んでもよい。高反射ミラー340は、ホルダ345によって支持されていてもよい。高反射ミラー341は、ホルダ346によって支持されていてもよい。高反射ミラー342は、ホルダ347によって支持されていてもよい。
ビームコンバイナ343は、ホルダ348によって支持されていてもよい。ビームコンバイナ343は、偏光方向が紙面に平行な直線偏光を、高い透過率で透過させ、偏光方向が紙面に垂直な直線偏光を、高い反射率で反射することにより、2つの光の光路をほぼ一致させる偏光子を含んでもよい。
ビームコンバイナ344は、ホルダ349によって支持されていてもよい。ビームコンバイナ344は、第1の波長成分が含まれる光を高い透過率で透過させ、第2の波長成分が含まれる光を高い反射率で反射することにより、2つの光の光路をほぼ一致させるダイクロイックミラーを含んでもよい。
なお、第1プリパルスレーザ光P1と第2プリパルスレーザ光P2とが異なる波長成分を有する場合には、ビームコンバイナ343も、ダイクロイックミラーであってよい。
4.1.5 光検出器
光検出器35は、レーザ光進行方向制御部34aと集光光学系22aとの間のパルスレーザ光32の光路に配置されてもよい。光検出器35は、ビームスプリッタ351と光センサ352とを含んでもよい。
4.1.6 集光光学系
プレート82は、チャンバ2に固定されてもよい。プレート82には、プレート83が支持されてもよい。集光光学系22aは、軸外放物面ミラー221及び平面ミラー222を含んでもよい。軸外放物面ミラー221は、ホルダ223によって支持されてもよい。平面ミラー222は、ホルダ224によって支持されてもよい。ホルダ223及び224は、プレート83に固定されてもよい。
位置調整機構84は、EUV制御部50から出力される制御信号により、プレート82に対するプレート83の位置を調整可能であってもよい。プレート83の位置が調整されることにより、軸外放物面ミラー221及び平面ミラー222の位置が調整されてもよい。軸外放物面ミラー221及び平面ミラー222の位置は、これらのミラー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で集光するように調整されてもよい。
4.1.7 EUV集光ミラー及びEUV光センサ
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に固定されていてもよい。EUV光センサ7は、プラズマ生成領域25において発生したEUV光の一部を受光し、EUV光のエネルギー又はEUV光の光強度を検出してもよい。EUV光センサ7は、検出結果をEUV制御部50へ出力してもよい。
4.2 動作
4.2.1 ターゲットの出力
EUV光生成制御部5に含まれるEUV制御部50は、ターゲット生成部26がターゲット27を出力するように、ターゲット生成部26に制御信号を出力してもよい。
ターゲット生成部26は、開口62を介して、複数の液滴状のターゲット27を順次出力してもよい。複数の液滴状のターゲット27は、その出力順に従って、プラズマ生成領域25に到達してもよい。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、プラズマ生成領域25を通過したターゲット27を回収してもよい。
EUV制御部50は、ターゲットセンサ4から出力されるターゲット検出信号を受信してもよい。
4.2.2 パルスレーザ光の出力
EUV制御部50は、ターゲット27がプラズマ生成領域25又はその近傍に到達するタイミングでパルスレーザ光33が当該ターゲット27に集光されるように、レーザシステム3を制御してもよい。
EUV制御部50は、ターゲット検出信号に基づいて、第1のトリガ信号を、第1のYAGレーザ装置La1及び第1遅延回路51に出力してもよい。第1のYAGレーザ装置La1は、第1のトリガ信号に従って、第1プリパルスレーザ光P1を出力してもよい。
第1遅延回路51は、第1のトリガ信号を受信してもよい。第1遅延回路51は、第1のトリガ信号の受信タイミングに対して第1の遅延時間が経過したことを示す第2のトリガ信号を、第2のYAGレーザ装置La2及び第2遅延回路52に出力してもよい。第2のYAGレーザ装置La2は、第2のトリガ信号に従って、第2プリパルスレーザ光P2を出力してもよい。
第2遅延回路52は、第2のトリガ信号を受信してもよい。第2遅延回路52は、第2のトリガ信号の受信タイミングに対して第2の遅延時間が経過したことを示す第3のトリガ信号を、COレーザ装置Lbに出力してもよい。
あるいは、EUV制御部50が、第1のトリガ信号を第2遅延回路52にも出力してもよい。第1のトリガ信号を受信した第2遅延回路52が、第1のトリガ信号の受信タイミングに対して第1及び第2の遅延時間が経過したことを示す第3のトリガ信号を、COレーザ装置Lbに出力してもよい。
COレーザ装置Lbは、第3のトリガ信号に従って、メインパルスレーザ光Mを出力してもよい。
このように、レーザシステム3は、第1プリパルスレーザ光P1、第2プリパルスレーザ光P2、メインパルスレーザ光Mを、この順で出力してもよい。
4.2.3 パルスレーザ光の伝送
レーザ光進行方向制御部34aに含まれる高反射ミラー340は、第1のYAGレーザ装置La1によって出力された第1プリパルスレーザ光P1の光路に配置されてもよい。高反射ミラー340は、第1プリパルスレーザ光P1を高い反射率で反射してもよい。
ビームコンバイナ343は、高反射ミラー340によって反射された第1プリパルスレーザ光P1の光路と、第2のYAGレーザ装置La2によって出力された第2プリパルスレーザ光P2の光路とが交差する位置に配置されてもよい。第1プリパルスレーザ光P1は、偏光方向が紙面に平行な直線偏光であってもよい。第2プリパルスレーザ光P2は、偏光方向が紙面に垂直な直線偏光であってもよい。
第1プリパルスレーザ光P1は、ビームコンバイナ343に図中上側から入射してもよい。第2プリパルスレーザ光P2は、ビームコンバイナ343に図中左側から入射してもよい。ビームコンバイナ343は、第1プリパルスレーザ光P1を高い透過率で透過させ、第2プリパルスレーザ光P2を高い反射率で反射し、これらの光をビームコンバイナ344に導いてもよい。
高反射ミラー341及び342は、COレーザ装置Lbによって出力されたメインパルスレーザ光Mの光路に配置されてもよい。高反射ミラー341及び342は、メインパルスレーザ光Mを高い反射率で順次反射してもよい。
ビームコンバイナ344は、第1プリパルスレーザ光P1及び第2プリパルスレーザ光P2の光路と、高反射ミラー342によって反射されたメインパルスレーザ光Mの光路とが交差する位置に配置されてもよい。メインパルスレーザ光Mは、第1プリパルスレーザ光P1及び第2プリパルスレーザ光P2に含まれる波長成分と異なる波長成分を含んでもよい。
第1プリパルスレーザ光P1及び第2プリパルスレーザ光P2は、ビームコンバイナ344に図中上側から入射してもよい。メインパルスレーザ光Mは、ビームコンバイナ344に図中右側から入射してもよい。ビームコンバイナ344は、第1プリパルスレーザ光P1及び第2プリパルスレーザ光P2を高い反射率で反射し、メインパルスレーザ光Mを高い透過率で透過させ、これらの光をパルスレーザ光32として集光光学系22aに導いてもよい。
4.2.4 パルスレーザ光の検出
光検出器35に含まれるビームスプリッタ351は、パルスレーザ光32を集光光学系22aに向けて高い透過率で透過させるとともに、パルスレーザ光32の一部を光センサ352に向けて反射してもよい。光センサ352は、ビームスプリッタ351によって反射されたパルスレーザ光32の一部を受光して、それらの受光タイミングやその他のパラメータを示すレーザ受光信号を、EUV制御部50に出力してもよい。パルスレーザ光32が光センサ352によって受光されるタイミングは、パルスレーザ光33がターゲット27に照射されるタイミングにほぼ一致していてもよい。
図3は、第1の実施形態におけるレーザ受光信号の一例を示す波形図である。図3において、横軸は時間tを示し、縦軸は光強度Iを示してもよい。光センサ352が受光するパルスレーザ光32は、第1プリパルスレーザ光P1と、第2プリパルスレーザ光P2と、メインパルスレーザ光Mと、を含んでもよい。第1プリパルスレーザ光P1と、第2プリパルスレーザ光P2と、メインパルスレーザ光Mとは、この順で光センサ352に入射してもよい。第1プリパルスレーザ光P1及び第2プリパルスレーザ光P2のパルスエネルギよりも、メインパルスレーザ光Mのパルスエネルギが大きくてもよい。ここで、パルスエネルギは光強度Iを積分することで見積もることができる。
4.2.5 パルスレーザ光の集光
図2を再び参照し、集光光学系22aに含まれる軸外放物面ミラー221は、パルスレーザ光32の光路に配置されてもよい。軸外放物面ミラー221は、パルスレーザ光32を平面ミラー222に向けて反射してもよい。平面ミラー222は、軸外放物面ミラー221によって反射されたパルスレーザ光32を、パルスレーザ光33としてプラズマ生成領域25又はその近傍に向けて反射してもよい。パルスレーザ光33は、軸外放物面ミラー221の反射面形状に従い、プラズマ生成領域25又はその近傍において集光されてもよい。
プラズマ生成領域25又はその近傍において、1つのターゲット27に、第1プリパルスレーザ光P1と、第2プリパルスレーザ光P2と、メインパルスレーザ光Mとが、この順で照射されてもよい。液滴状のターゲット27に第1プリパルスレーザ光P1が照射されると、液滴状のターゲット27が複数の微粒子状に破壊されて拡散することにより、2次ターゲットが生成され得る。この2次ターゲットに第2プリパルスレーザ光P2が照射されることにより、蒸気又はプリプラズマを少なくとも含む3次ターゲットが生成され得る。この3次ターゲットにメインパルスレーザ光Mが照射されることにより、ターゲットが効率よくプラズマ化し、EUV光が生成され得る。
4.3 レーザ光学系の第1の例
図4は、図2に示されるEUV光生成システム11におけるレーザ光進行方向制御部34a及びその周辺の第1の構成例を概略的に示す。チャンバ2に付帯するEUV集光ミラー23やターゲットセンサ4などの構成については、図示が省略されている。集光光学系22aやターゲット生成部26についても、その具体的な構成の図示は省略されている。
4.3.1 パルスレーザ光の照射位置の調整
ターゲット27に対する第1プリパルスレーザ光P1の照射タイミングから第2プリパルスレーザ光P2の照射タイミングまでの間に、ターゲット27は矢印Y方向に移動し得る。図3に示されるように、ターゲット27に対する第1プリパルスレーザ光P1の照射タイミングから第2プリパルスレーザ光P2の照射タイミングまでの時間が比較的長い場合には、その移動距離も長くなり得る。
そこで、好ましくは、第1プリパルスレーザ光P1の光路軸が、プラズマ生成領域25よりもターゲット27の移動方向の上流側で、ターゲット27の軌道とほぼ交差してもよい。また、好ましくは、第2プリパルスレーザ光P2の光路軸と、メインパルスレーザ光Mの光路軸とは、プラズマ生成領域25を通ってもよい。
ターゲット27がプラズマ生成領域25近傍に到達するときのターゲット27の速度は、例えば100m/sであり得る。ターゲット27に対する第1プリパルスレーザ光P1の照射タイミングから第2プリパルスレーザ光P2の照射タイミングまでの遅延時間は、例えば2.0μsであり得る。この場合、第1プリパルスレーザ光P1の光路軸は、プラズマ生成領域25からターゲット27の移動方向の上流側に200μmずれた位置で、ターゲット27の軌道と交差してもよい。
図4に示されるように、高反射ミラー340は、第1プリパルスレーザ光P1の光路であって、第2プリパルスレーザ光P2の光路及びメインパルスレーザ光Mの光路とは異なる位置に配置されている。この高反射ミラー340のホルダ345に、アクチュエータ365が取り付けられ、EUV光生成制御部5がアクチュエータ365を制御することにより、高反射ミラー340の姿勢が調整できるようになっていてもよい。これにより、第1プリパルスレーザ光P1がプラズマ生成領域25近傍の所望の位置でターゲットの軌道と交差するように、第1プリパルスレーザ光P1の進行方向が制御されてもよい。
ターゲット27に対する第1プリパルスレーザ光P1の照射タイミングから第2プリパルスレーザ光P2の照射タイミングまでの遅延時間を変更する場合や、ターゲット27の速度が変化した場合には、高反射ミラー340の姿勢がさらに調整されてもよい。
図4においては、高反射ミラー340にアクチュエータが取り付けられる場合について説明したが、本開示はこれに限定されない。高反射ミラー341又は第2プリパルスレーザ光P2の光路に配置される図示しない高反射ミラーに、アクチュエータが取り付けられてもよい。
4.3.2 パルスレーザ光の集光径
ターゲット27に対する第1プリパルスレーザ光P1の照射タイミングから第2プリパルスレーザ光P2の照射タイミングまでの間に、破壊されたターゲット27は拡散し、2次ターゲットが生成され得る。図3に示されるように、ターゲット27に対する第1プリパルスレーザ光P1の照射タイミングから第2プリパルスレーザ光P2の照射タイミングまでの時間が比較的長い場合には、その2次ターゲットの分散径も大きくなり得る。
好ましくは、第1プリパルスレーザ光P1の集光径は、ターゲット27の径とほぼ同等、あるいは、ターゲット27の径より若干大きくてもよい。また、好ましくは、第2プリパルスレーザ光P2の集光径は、第1プリパルスレーザ光P1の照射によって拡散したターゲット27の分散径とほぼ同等、あるいは、拡散したターゲット27の分散径より若干大きくてもよい。メインパルスレーザ光Mの集光径は、第2プリパルスレーザ光P2の集光径とほぼ同等でもよい。そこで、好ましくは、第1プリパルスレーザ光P1の集光径は、第2プリパルスレーザ光P2の集光径及びメインパルスレーザ光Mの集光径より小さくてもよい。
ここで、パルスレーザ光が平面波であって、集光光学系22aによって集光されたパルスレーザ光のビームウエスト位置で、パルスレーザ光がターゲットに集光する場合を想定する。
平面波のレーザ光を集光光学系に入射させることによりレーザ光を集光したとき、そのビームウエストの集光径Dは、次の近似式で表され得る。
D≒4F・λ・M/(π・B)
ここで、Fは、集光光学系の焦点距離であり、λは、レーザ光の波長であってもよい。Mは、ビームがシングルモード横モードビームにどのくらい近いかを示す値であり、どのくらい小さなビームウエストに集光できるかを示す値であってもよい。Bは、集光光学系に入射するレーザ光のビーム径であってもよい。
この近似式で示されるように、レーザ光の集光径Dは、レーザ光の波長λに比例し、レーザ光のビーム径Bに反比例し得る。
そこで、第1プリパルスレーザ光P1は、メインパルスレーザ光Mの波長より短い波長を有してもよい。この場合、例えば、第1プリパルスレーザ光P1のビーム径とメインパルスレーザ光Mのビーム径とがほぼ同じであるとすれば、第1プリパルスレーザ光P1の集光径が、メインパルスレーザ光Mの集光径より小さくなり得る。
また、第1プリパルスレーザ光P1は、第2プリパルスレーザ光P2のビーム径より大きいビーム径を有してもよい。この場合、例えば、第1プリパルスレーザ光P1の波長と第2プリパルスレーザ光P2の波長とがほぼ同じであるとすれば、第1プリパルスレーザ光P1の集光径が、第2プリパルスレーザ光P2の集光径より小さくなり得る。
第1の実施形態においては、第1プリパルスレーザ光P1として、第1のYAGレーザ装置La1から出力された波長1.06μmのパルスレーザ光が用いられてもよい。同様に、第2プリパルスレーザ光P2として、第2のYAGレーザ装置La2から出力された波長1.06μmのパルスレーザ光が用いられてもよい。さらに、メインパルスレーザ光Mとして、COレーザ装置Lbから出力された波長10.6μmのパルスレーザ光が用いられてもよい。
また、図4に示されるように、第1のビームエキスパンダ361が、第1プリパルスレーザ光P1の光路であって、第2プリパルスレーザ光P2の光路及びメインパルスレーザ光Mの光路とは異なる位置に配置されてもよい。第2のビームエキスパンダ362が、第2プリパルスレーザ光P2の光路であって、第1プリパルスレーザ光P1の光路及びメインパルスレーザ光Mの光路とは異なる位置に配置されてもよい。第3のビームエキスパンダ363が、メインパルスレーザ光Mの光路であって、第1プリパルスレーザ光P1の光路及び第2プリパルスレーザ光P2の光路とは異なる位置に配置されてもよい。
第1のビームエキスパンダ361、第2のビームエキスパンダ362及び第3のビームエキスパンダ363は、それぞれ、球面凹レンズと球面凸レンズとを含んでもよい。あるいは、第3のビームエキスパンダ363は、大きな熱負荷に耐えるために、球面凹面ミラーと球面凸面ミラーとを含んでもよい。
そして、第1〜第3のビームエキスパンダ361〜363は、第1プリパルスレーザ光P1のビーム径及びメインパルスレーザ光Mのビーム径が、第2のプリパルスレーザ光P2のビーム径より大きくなるように、それぞれ、ビーム径を制御してもよい。
以上により、第1プリパルスレーザ光P1の集光径を、第2プリパルスレーザ光P2の集光径及びメインパルスレーザ光Mの集光径より小さくし得る。
例えば、集光光学系22aの焦点距離Fを200mmとする。また、第1プリパルスレーザ光P1、第2プリパルスレーザ光P2及びメインパルスレーザ光Mについての、Mの値をいずれも1とする。上述の近似式を用いれば、望ましい集光径Dを得るためのビーム径Bが以下のように算出され得る。
第1プリパルスレーザ光P1の波長λを1.06μmとしたとき、集光径Dを70μmとするには、集光光学系22aに入射する第1プリパルスレーザ光P1のビーム径Bは、約3.9mmと算出できる。
第2プリパルスレーザ光P2の波長λを1.06μmとしたとき、集光径Dを300μmとするには、集光光学系22aに入射する第2プリパルスレーザ光P2のビーム径Bは、約0.9mmと算出できる。
メインパルスレーザ光Mの波長λを10.6μmとしたとき、集光径Dを300μmとするには、集光光学系22aに入射するメインパルスレーザ光Mのビーム径Bは、約9.0mmと算出できる。
4.4 レーザ光学系の第2の例
図5は、図2に示されるEUV光生成システム11におけるレーザ光進行方向制御部34a及びその周辺の第2の構成例を概略的に示す。チャンバ2に付帯するEUV集光ミラー23やターゲットセンサ4などの構成については、図示が省略されている。集光光学系22aやターゲット生成部26についても、その具体的な構成の図示は省略されている。
図5に示される構成例は、第2プリパルスレーザ光P2の波面及びビーム径を調整するために、第2のビームエキスパンダ362にアクチュエータ366が設けられた点で、図4に示される構成例と異なる。他の点については、図4に示される構成例と同様であるので詳細な説明を省略する。
図5に示されるアクチュエータ366は、第2のビームエキスパンダ362に含まれる球面凸レンズに取り付けられていてもよい。EUV光生成制御部5がアクチュエータ366を制御することにより、第2のビームエキスパンダ362に含まれる球面凸レンズと球面凹レンズとの距離が増減できるようになっていてもよい。これにより、第2プリパルスレーザ光P2の波面を、平面波以外の曲率を有する波面とし、集光光学系22aから第2プリパルスレーザ光P2のビームウエスト位置までの距離を変更し得る。
図5においては、第2のビームエキスパンダ362から出力される第2プリパルスレーザ光P2を、その進行方向の前面側が凸状となる波面を有する波、すなわち凸面波とした例が示されている。この場合、集光光学系22aから第2プリパルスレーザ光P2のビームウエスト位置までの距離は、集光光学系22aの焦点距離よりも長くなり得る。さらに、図5においては、集光光学系22aに入射する位置における第2プリパルスレーザ光P2のビーム径が、図4における第2プリパルスレーザ光P2のビーム径よりも大きくなっている。このように、第2プリパルスレーザ光P2の波面及びビーム径を調整することにより、プラズマ生成領域25における第2プリパルスレーザ光P2のビーム径を調整し得る。
図5においては、第2のビームエキスパンダ362にアクチュエータが取り付けられる場合について説明したが、本開示はこれに限定されない。第1のビームエキスパンダ361又は第3のビームエキスパンダ363にアクチュエータが取り付けられてもよい。
4.5 レーザ光学系の第3の例
図6は、図2に示されるEUV光生成システム11におけるレーザ光進行方向制御部34a及びその周辺の第3の構成例を概略的に示す。チャンバ2に付帯するEUV集光ミラー23やターゲットセンサ4などの構成については、図示が省略されている。集光光学系22aやターゲット生成部26についても、その具体的な構成の図示は省略されている。
図6に示される構成例は、高反射ミラー367及び368と、高反射ミラー368のホルダに取り付けられたアクチュエータ369と、を含む光路調整部が設けられた点で、図4に示される構成例と異なる。他の点については、図4に示される構成例と同様であるので詳細な説明を省略する。光路調整部は、第2プリパルスレーザ光P2の光路であって、第1プリパルスレーザ光P1の光路及びメインパルスレーザ光Mの光路とは異なる位置に設けられてもよい。
図6に示されるように、高反射ミラー367は、第2のビームエキスパンダ362とビームコンバイナ343との間の第2プリパルスレーザ光P2の光路に配置されてもよい。高反射ミラー367は、第2プリパルスレーザ光P2を高い反射率で反射してもよい。高反射ミラー368は、高反射ミラー367とビームコンバイナ343との間の第2プリパルスレーザ光P2の光路に配置されてもよい。高反射ミラー368は、第2プリパルスレーザ光P2を高い反射率でビームコンバイナ343に向けて反射してもよい。
EUV光生成制御部5がアクチュエータ369を制御することにより、高反射ミラー368の姿勢が調整できるようになっていてもよい。これにより、第2プリパルスレーザ光P2の進行方向が制御されてもよい。第1プリパルスレーザ光P1の光路軸とターゲット27の軌道とが交差する位置と、プラズマ生成領域25との間の位置で、第2プリパルスレーザ光P2の光路軸がターゲット27の軌道と交差してもよい。
5.COレーザ装置に2つのトリガ信号が入力されるEUV光生成システム
5.1 構成
図7は、第2の実施形態に係るEUV光生成システム11の構成を示す一部断面図である。図7に示される第2の実施形態は、レーザシステム3が1つのYAGレーザ装置Laと1つのCOレーザ装置Lbとを含んでいる点で、図2に示される第1の実施形態と異なる。さらに、第2の実施形態は、COレーザ装置Lbに、第1遅延回路51からの第2のトリガ信号と第2遅延回路52からの第3のトリガ信号とが入力される点で、第1の実施形態と異なる。第1の実施形態におけるビームコンバイナ343は、なくてもよい。
5.2 動作
EUV制御部50は、ターゲット検出信号に基づいて、第1のトリガ信号を、YAGレーザ装置La及び第1遅延回路51に出力してもよい。YAGレーザ装置Laは、第1のトリガ信号に従って、第1プリパルスレーザ光P1を出力してもよい。
第1遅延回路51は、第1のトリガ信号を受信してもよい。第1遅延回路51は、第1のトリガ信号の受信タイミングに対して第1の遅延時間が経過したことを示す第2のトリガ信号を、COレーザ装置Lb及び第2遅延回路52に出力してもよい。COレーザ装置Lbは、第2のトリガ信号に従って、第2プリパルスレーザ光P2を出力してもよい。
第2遅延回路52は、第2のトリガ信号を受信してもよい。第2遅延回路52は、第2のトリガ信号の受信タイミングに対して第2の遅延時間が経過したことを示す第3のトリガ信号を、COレーザ装置Lbに出力してもよい。
あるいは、EUV制御部50が、第1のトリガ信号を第2遅延回路52にも出力してもよい。第1のトリガ信号を受信した第2遅延回路52が、第1のトリガ信号の受信タイミングに対して第1及び第2の遅延時間が経過したことを示す第3のトリガ信号を、COレーザ装置Lbに出力してもよい。
COレーザ装置Lbは、第3のトリガ信号に従って、メインパルスレーザ光Mを出力してもよい。
このように、レーザシステム3は、第1プリパルスレーザ光P1、第2プリパルスレーザ光P2、メインパルスレーザ光Mを、この順で出力してもよい。
図8は、第2の実施形態におけるレーザ受光信号の一例を示す波形図である。図8において、横軸は時間tを示し、縦軸は光強度Iを示してもよい。光センサ352が受光するパルスレーザ光32は、第1プリパルスレーザ光P1と、第2プリパルスレーザ光P2と、メインパルスレーザ光Mと、を含んでもよい。第1プリパルスレーザ光P1と、第2プリパルスレーザ光P2と、メインパルスレーザ光Mとは、この順で光センサ352に入射してもよい。第1プリパルスレーザ光P1及び第2プリパルスレーザ光P2のパルスエネルギよりも、メインパルスレーザ光Mのパルスエネルギが大きくてもよい。
5.3 レーザ光学系の例
図9は、図7に示されるEUV光生成システム11におけるレーザ光進行方向制御部34a及びその周辺の構成例を概略的に示す。チャンバ2に付帯するEUV集光ミラー23やターゲットセンサ4などの構成については、図示が省略されている。集光光学系22aやターゲット生成部26についても、その具体的な構成の図示は省略されている。
図9に示されるように、YAGレーザ装置Laから出力された第1プリパルスレーザ光P1は、高反射ミラー340及びビームコンバイナ344によって反射されて集光光学系22aに入射してもよい。COレーザ装置Lbから出力された第2プリパルスレーザ光P2及びメインパルスレーザ光Mは、高反射ミラー341及び342によって反射されて集光光学系22aに入射してもよい。
図8に示されるように、ターゲット27に対する第1プリパルスレーザ光P1の照射タイミングから第2プリパルスレーザ光P2の照射タイミングまでの時間に比べて、第2プリパルスレーザ光P2の照射タイミングからメインパルスレーザ光Mの照射タイミングまでの時間は短くてもよい。このため、ターゲット27に対する第2プリパルスレーザ光P2の照射タイミングからメインパルスレーザ光Mの照射タイミングまでの、ターゲットの移動距離及びターゲットの拡散径の変化は、小さくてもよい。
従って、第2プリパルスレーザ光P2及びメインパルスレーザ光Mは、ほぼ同じ波長、且つほぼ同じビーム径を有していてもよい。これにより、第2プリパルスレーザ光P2及びメインパルスレーザ光Mは、集光光学系22aによって、ほぼ同じ集光径に集光され得る。また、集光光学系22aからプラズマ生成領域25までの、第2プリパルスレーザ光P2の光路軸及びメインパルスレーザ光Mの光路軸は、ほぼ同じであってもよい。
他の点については、第1の実施形態と同様でよい。
5.4 COレーザ装置によるパルスレーザ光のパルス波形の変形例
図10は、第2の実施形態におけるレーザ受光信号の別の例を示す波形図である。図10において、横軸は時間tを示し、縦軸は光強度Iを示してもよい。光センサ352が受光するパルスレーザ光32は、プリパルスレーザ光Pと、メインパルスレーザ光MPと、を含んでもよい。プリパルスレーザ光Pと、メインパルスレーザ光MPとは、この順で光センサ352に入射してもよい。プリパルスレーザ光Pのパルスエネルギよりも、メインパルスレーザ光MPのパルスエネルギが大きくてもよい。
プリパルスレーザ光Pは、図8に示される第1プリパルスレーザ光P1と同じく、YAGレーザ装置Laから出力されてもよい。
メインパルスレーザ光MPは、COレーザ装置Lbから出力されてもよい。図8に示される第2プリパルスレーザ光P2は、出力されなくてもよい。図10に示されるメインパルスレーザ光MPのパルス波形は、光強度が低く、緩やかに増加する第1段階M1と、第1段階M1の後、光強度が急峻に増加する第2段階M2と、第2段階M2の後、光強度が減少する第3段階M3と、を含んでもよい。すなわち、第2段階M2における光強度の増加率は、第1段階M1における光強度の増加率よりも大きくてよい。
5.5 2つのトリガ信号が入力されるCOレーザ装置の第1の構成例
図11Aは、第2の実施形態におけるCOレーザ装置Lbの第1の構成例を概略的に示す。第2の実施形態におけるCOレーザ装置Lbは、第1及び第2のマスターオシレータMO1及びMO2と、COレーザ制御部391と、ビームコンバイナ399と、第1〜第3の増幅器PA1〜PA3とを含んでもよい。
第1のマスターオシレータMO1は、COレーザ制御部391から出力された第2のトリガ信号に従って、第1のシードレーザ光を出力してもよい。第2のマスターオシレータMO2は、COレーザ制御部391から出力された第3のトリガ信号に従って、第2のシードレーザ光を出力してもよい。ビームコンバイナ399は、第1及び第2のマスターオシレータMO1及びMO2からそれぞれ出力されたシードレーザ光の光路を合わせて、第1の増幅器PA1に向けて出力してもよい。ビームコンバイナ399は、ハーフミラー又はグレーティングによって構成されてもよい。
本開示は図示されたものに限定されず、ビームコンバイナ399の代わりに、図示しないビームスプリッタを増幅器間(PA1とPA2間、又はPA2とPA3間)の光路に配置してもよい。その場合のビームスプリッタは、第1のマスターオシレータMO1から出力されたパルスレーザ光と、第2のマスターオシレータMO2から出力されて少なくとも第1の増幅器PA1を通過したパルスレーザ光とを、合波させてもよい。
図11Bは、第1のマスターオシレータMO1から出力される第1のシードレーザ光のパルス波形の第1の例を示すグラフである。図11Cは、第2のマスターオシレータMO2から出力される第2のシードレーザ光のパルス波形の第1の例を示すグラフである。第1のマスターオシレータMO1から出力される第1のシードレーザ光は、第2のマスターオシレータMO2から出力される第2のシードレーザ光よりも小さいピーク強度を有していてもよい。第2のマスターオシレータMO2から出力される第2のシードレーザ光は、第1のマスターオシレータMO1から出力される第1のシードレーザ光に対して一定の遅延時間を有していてもよい。
図11Dは、ビームコンバイナ399から出力されるパルスレーザ光のパルス波形の第1の例を示すグラフである。図11Eは、COレーザ装置Lbから出力されるパルスレーザ光のパルス波形の第1の例を示すグラフである。第1及び第2のマスターオシレータMO1及びMO2からそれぞれ出力されたシードレーザ光の光路を合わせることにより、図11Dに示されるようなパルス波形を有するパルスレーザ光がビームコンバイナ399から出力され得る。このパルスレーザ光を増幅することにより、先に出力される第2プリパルスレーザ光P2と、第2プリパルスレーザ光P2より後に出力されるメインパルスレーザ光MとがCOレーザ装置Lbから出力されてもよい。
図11Fは、第1のマスターオシレータMO1から出力される第1のシードレーザ光のパルス波形の第2の例を示すグラフである。図11Gは、第2のマスターオシレータMO2から出力される第2のシードレーザ光のパルス波形の第2の例を示すグラフである。図11F及び図11Gに示されるパルス波形は、それぞれ、図11B及び図11Cに示されるパルス波形と同様でよい。但し、図11F及び図11Gにおいて、第2のマスターオシレータMO2から出力される第2のシードレーザ光と、第1のマスターオシレータMO1から出力される第1のシードレーザ光との時間差は、図11B及び図11Cにおける時間差より小さくてもよい。また、図11Fに示される第1のマスターオシレータMO1から出力される第1のシードレーザ光は、図11Bに示される第1のシードレーザ光よりも長いパルス幅を有するパルス波形を有していてもよい。
図11Hは、ビームコンバイナ399から出力されるパルスレーザ光のパルス波形の第2の例を示すグラフである。図11Iは、COレーザ装置Lbから出力されるパルスレーザ光のパルス波形の第2の例を示すグラフである。第1及び第2のマスターオシレータMO1及びMO2からそれぞれ出力されたシードレーザ光の光路を合わせることにより、図11Hに示されるようなパルス波形を有するパルスレーザ光がビームコンバイナ399から出力され得る。このパルスレーザ光を増幅することにより、光強度が低く、緩やかに増加する第1段階と、第1段階の後、急峻に光強度が増加してピーク値に達する第2段階と、第2段階の後、光強度が減少する第3段階とを含むメインパルスレーザ光MPとなってもよい。
5.6 2つのトリガ信号が入力されるCOレーザ装置の第2の構成例
図12Aは、第2の実施形態におけるCOレーザ装置Lbの第2の構成例を概略的に示す。第2の構成例におけるCOレーザ装置Lbは、波形調節器392と、ビームスプリッタ394と、パルス波形検出器393と、電圧波形制御回路382とを含んでもよい。
波形調節器392は、マスターオシレータMOと増幅器PA1との間のパルスレーザ光の光路に配置されてもよい。ビームスプリッタ394は、増幅器PA3から出力されるパルスレーザ光の光路に配置されてもよい。パルス波形検出器393は、ビームスプリッタ394によって分岐された2つの光路のうちの、一方の光路に配置されてもよい。パルス波形検出器393は、第3の増幅器PA3から出力されるパルスレーザ光の波形を検出し、フィードバック制御のために検出結果をCOレーザ制御部391に出力してもよい。
図12Bは、マスターオシレータMOから出力されるパルスレーザ光のパルス波形の第1の例を示すグラフである。図12Cは電圧波形制御回路382から出力される電圧波形の第1の例を示すグラフである。図12Dは、波形調節器392から出力されるパルスレーザ光のパルス波形の第1の例を示すグラフである。図12Eは、第3の増幅器PA3から出力されるパルスレーザ光のパルス波形の第1の例を示すグラフである。マスターオシレータMOは、COレーザ制御部391から出力された第2のトリガ信号に従って、パルスレーザ光を出力してもよい。
図12Bに示されるように、マスターオシレータMOから出力されるパルスレーザ光のパルス波形は、第2プリパルスレーザ光P2のパルス波形の開始時からメインパルスレーザ光Mのパルス波形の終了時までの時間を含む長さのパルス波形であってもよい。
電圧波形制御回路382は、COレーザ制御部391から出力された第2及び第3のトリガ信号に従って、図12Cに示されるような電圧波形を生成してもよい。図12Cに示される電圧波形は、第2及び第3のトリガ信号のタイミングにそれぞれ対応する第1及び第2のピークを有していてもよい。
波形調節器392は、マスターオシレータMOから出力されたパルスレーザ光のパルス波形を調節してもよい。例えば、波形調節器392は、図12Bに示されるパルス波形のパルスレーザ光と、図12Cに示される電圧波形とが入力されると、図12Dに示されるパルス波形のパルスレーザ光を出力してもよい。このパルスレーザ光を増幅することにより、先に出力される第2プリパルスレーザ光P2と、第2プリパルスレーザ光P2より後に出力されるメインパルスレーザ光MとがCOレーザ装置Lbから出力されてもよい。
図12Fは、マスターオシレータMOから出力されるパルスレーザ光のパルス波形の第2の例を示すグラフである。図12Gは電圧波形制御回路382から出力される電圧波形の第2の例を示すグラフである。図12Hは、波形調節器392から出力されるパルスレーザ光のパルス波形の第2の例を示すグラフである。図12Iは、第3の増幅器PA3から出力されるパルスレーザ光のパルス波形の第2の例を示すグラフである。
図12Fに示されるように、マスターオシレータMOから出力されるパルスレーザ光のパルス波形は、メインパルスレーザ光MPの第1段階の開始時から第3段階の終了時までの時間を含む長さのパルス波形であってもよい。
図12Gに示される電圧波形は、その前半部において比較的低い電圧値を有し、後半部において比較的高い電圧値を有する波形であってもよい。この電圧波形の前半部から後半部に移行するタイミングは、電圧波形制御回路382に第3のトリガ信号が入力されたタイミングに合わせられてもよい。
波形調節器392は、マスターオシレータMOから出力されたパルスレーザ光のパルス波形を調節してもよい。例えば、波形調節器392は、図12Fに示されるパルス波形のパルスレーザ光と、図12Gに示される電圧波形とが入力されると、図12Hに示されるパルス波形のパルスレーザ光を出力してもよい。このパルスレーザ光を増幅することにより、光強度が低く、緩やかに増加する第1段階と、第1段階の後、急峻に光強度が増加してピーク値に達する第2段階と、第2段階の後、光強度が減少する第3段階とを含むメインパルスレーザ光MPがCOレーザ装置Lbから出力されてもよい。
図13は、図12Aに示されるCOレーザ装置Lbの構成例を概略的に示す。図13において、ビームスプリッタ394及びパルス波形検出器393の図示は省略されている。図12Aに示される波形調節器392は、高電圧電源383と、ポッケルスセル384と、偏光子386とを含んでいてもよい。
ポッケルスセル384は、電気光学結晶を挟んで対向する位置に設けられた一対の電極385を含んでもよい。マスターオシレータMOから出力されるパルスレーザ光は、紙面に対して垂直な方向に直線偏光していてもよい。マスターオシレータMOから出力されたパルスレーザ光は、一対の電極385の間の電気光学結晶を透過してもよい。ポッケルスセル384は、一対の電極385間に所定の電圧が印加されたときに、パルスレーザ光の偏光面を90度回転させて透過させ得る。ポッケルスセル384は、一対の電極385間に電圧が印加されていないときに、パルスレーザ光の偏光面を回転させずに透過させ得る。
偏光子386は、紙面に平行な方向に直線偏光したパルスレーザ光を、増幅器PA1に向けて高い透過率で透過させてもよい。偏光子386は、紙面に垂直な方向に直線偏光したパルスレーザ光を、図示しないレーザダンパに向けて高い反射率で反射してもよい。
COレーザ制御部391は、マスターオシレータMOに第2のトリガ信号を出力し、電圧波形制御回路382に第3のトリガ信号を出力してもよい。マスターオシレータMOは、COレーザ制御部391から出力される第2のトリガ信号に応じて、パルスレーザ光を出力してもよい。電圧波形制御回路382は、COレーザ制御部391から出力される第3のトリガ信号に応じて電圧波形を生成し、この電圧波形を高電圧電源383に供給してもよい。この電圧波形は、図12C又は図12Gに示されるものでもよい。高電圧電源383は、この電圧波形に基づいたパルス状の電圧を生成し、この電圧をポッケルスセル384の一対の電極385間に印加してもよい。
上述の図12Cあるいは図12Gに示される電圧波形を有する電圧がポッケルスセル384に印加されると、その電圧に応じて、ポッケルスセル384を透過するパルスレーザ光の偏光成分が変化し得る。このように、波形調節器392から出力されるパルスレーザ光の波形は、電圧波形制御回路382が生成する電圧波形によって調整され得る。
5.7 2つのトリガ信号が入力されるCOレーザ装置の第3の構成例
図14は、第2の実施形態におけるCOレーザ装置Lbの第3の構成例を概略的に示す。第3の構成例におけるCOレーザ装置Lbは、マスターオシレータMOと増幅器PA1との間に、高反射ミラー467と、可飽和吸収体セル397とを含んでもよい。また、COレーザ装置Lbは、電圧波形生成回路395と、高電圧電源396とを含んでもよい。
COレーザ装置Lbに含まれるマスターオシレータMOは、高反射ミラー461及び462の間に、レーザチャンバ463と、偏光子466と、ポッケルスセル464とが、この順に高反射ミラー461側から配置された光共振器を含んでもよい。レーザチャンバ463内には、一対の電極465が配置されるとともに、COガスがレーザ媒質として収容されてもよい。
マスターオシレータMOは、一対の電極465間に発生させる放電によってレーザチャンバ463内のレーザ媒質を励起し、高反射ミラー461及び462の間でレーザ光を往復させることによって、そのレーザ光を増幅してもよい。高反射ミラー461及び462の間で往復するレーザ光は、紙面に平行な方向に直線偏光していてもよい。偏光子466は、紙面に平行な方向に直線偏光したレーザ光を高い透過率で透過させてもよい。
ポッケルスセル464は、図示しない電気光学結晶と、図示しない一対の電極とを含んでもよい。高電圧電源396は、電圧波形生成回路395によって生成された電圧波形に基づいて、パルス状の電圧を出力してもよい。ポッケルスセル464の一対の電極には、高電圧電源396によって出力されたパルス状の電圧が印加されてもよい。ポッケルスセル464は、一対の電極に電圧が印加されると、入射したレーザ光の直交する偏光成分の位相を1/4波長分ずらして透過させてもよい。ポッケルスセル464を図中左側から右側に透過し、高反射ミラー462によって反射されて、ポッケルスセル464を図中右側から左側に透過したレーザ光は、その直交する偏光成分の位相が合計で1/2波長分ずらされてもよい。そして、このレーザ光は、紙面に垂直な方向に直線偏光したレーザ光として偏光子466に入射してもよい。偏光子466は、紙面に垂直な方向に直線偏光したレーザ光を反射することにより、このレーザ光をマスターオシレータMOから出力してもよい。
ここで、高電圧電源396によってポッケルスセル464に印加されるパルス状の電圧の波形は、図12Gに示される電圧の波形と同様でもよい。これにより、偏光子466によって反射されるパルスレーザ光のパルス波形は、光強度が低く、緩やかに増加する光強度の増加率が小さい第1段階と、第1段階の後、急峻に光強度が増加してピーク値に達する第2段階と、第2段階の後、光強度が減少する第3段階とを含み得る。
高反射ミラー467は、偏光子466によって反射されたパルスレーザ光の光路に配置され、パルスレーザ光を可飽和吸収体セル397に向けて高い反射率で反射してもよい。可飽和吸収体セル397は、例えばガス状の可飽和吸収体を内部に収容していてもよい。可飽和吸収体セル397は、所定値未満の光強度を有する入射光に対しては入射光の多くを吸収し、所定値以上の光強度を有する入射光に対しては入射光の多くを透過させてもよい。たとえば、COレーザ光に使用する可飽和吸収体セルは、SFガスを含むガスセルであってもよい。
その他の点は図12Aを用いて説明した第2の構成例と同様でもよい。
6.パルスレーザ光のパラメータとCEの関係
6.1 第2プリパルスレーザ光P2又はメインパルスレーザ光MPの第1段階におけるフルーエンス及びそれらの光強度
図15及び図16は、第1及び第2の実施形態に係るEUV光生成システム11におけるCEの測定結果を示すグラフである。図15において、横軸は第2プリパルスレーザ光P2のフルーエンス又はメインパルスレーザ光MPの第1段階におけるフルーエンスを示し、縦軸はCEを示してもよい。図16において、横軸は第2プリパルスレーザ光P2の単位面積当たりの光強度又はメインパルスレーザ光MPの第1段階における単位面積当たりの光強度を示し、縦軸はCEを示してもよい。
CEの測定は、以下の条件で行われた。
ターゲット27としては、液体のスズが用いられた。ターゲット27の直径は、21μm〜22μmの範囲であった。
第1プリパルスレーザ光P1としては、次の2通りのものが用いられた。
(1)ナノ秒オーダーのパルス幅を有する第1プリパルスレーザ光P1として、Nd:YAG(neodymium-doped yttrium aluminum garnet)レーザ装置による波長1.06μmのパルスレーザ光が用いられた。このパルスレーザ光の半値全幅によるパルス幅は10nsであり、パルスエネルギは0mJ〜2.7mJの範囲であった。
(2)ピコ秒オーダーのパルス幅を有する第1プリパルスレーザ光P1として、Nd:YVOを用いたモードロックレーザ装置をマスターオシレータとし、Nd:YAGを用いた再生増幅器により増幅された波長1.06μmのパルスレーザ光が用いられた。このパルスレーザ光の半値全幅によるパルス幅は14psであり、パルスエネルギは0mJ〜2.0mJの範囲であった。
これらの第1プリパルスレーザ光P1の集光径は、集光位置におけるピーク強度の1/e以上の光強度を有する部分の直径で表した場合に、70μmとした。
さらに、次の2通りの条件で測定が行われた。
(1)第1プリパルスレーザ光P1の次に、第2プリパルスレーザ光P2及びメインパルスレーザ光Mをターゲット27に照射した。当該第2プリパルスレーザ光P2のエネルギーの設定値を、0mJ〜2.4mJの間で変化させた。そして、第2プリパルスレーザ光P2の照射タイミングを変化させながらCEを測定し、第2プリパルスレーザ光P2のエネルギーの設定値ごとに、最も高いCEを図15及び図16に表した。
(2)第1プリパルスレーザ光P1の次に、第1〜第3段階を有するメインパルスレーザ光MPをターゲット27に照射した。メインパルスレーザ光MPの第1段階の時間幅は約50nsとし、当該第1段階におけるエネルギーを0mJ〜80mJの間で変化させてCEを測定した。
上記第2プリパルスレーザ光P2としては、Nd:YAGレーザ装置による波長1.06μmのパルスレーザ光が用いられた。このパルスレーザ光の半値全幅によるパルス幅は5nsであった。この第2プリパルスレーザ光P2の集光径は、ターゲットへの照射位置におけるピーク強度の1/e以上の光強度を有する部分の直径で表した場合に、400μmとした。
上記メインパルスレーザ光M又はメインパルスレーザ光MPとしては、COレーザ装置による波長10.6μmのパルスレーザ光が用いられた。このパルスレーザ光の半値全幅によるパルス幅は15nsであり、パルスエネルギは20mJ〜170mJの範囲であった。このメインパルスレーザ光Mの集光径は、ターゲットへの照射位置におけるピーク強度の1/e以上の光強度を有する部分の直径で表した場合に、300μmとした。
ターゲットへの照射位置における集光径をDとし、パルスレーザ光のパルスエネルギをPとすると、フルーエンスFは、F=4・P/(πD)となる。
また、パルスレーザ光の半値全幅でのパルス幅をTdとすると、単位面積当たりの光強度Iは、I=F/Tdとなる。なお、メインパルスレーザ光MPの第1段階の時間幅を、上述の条件設定の通り50nsとした場合には、第1段階の単位面積当たりの光強度Iを算出するためのTdの値は、50nsでよい。
図15に示される結果から、以下のことが理解され得る。
(1)第2プリパルスレーザ光P2を照射しない場合、すなわち、第2プリパルスレーザ光P2のフルーエンスを0J/cmとした場合よりも、第2プリパルスレーザ光P2を照射した場合の方が、CEが高かった。また、メインパルスレーザ光MPが第1段階を含まない場合、すなわち、第1段階におけるフルーエンスを0J/cmとした場合よりも、メインパルスレーザ光MPが第1段階を含む場合の方が、CEが高かった。
(2)第2プリパルスレーザ光P2のフルーエンスが高くなるにつれて、CEが向上した。第2プリパルスレーザ光P2のフルーエンスは、1.0J/cm以上、好ましくは1.5J/cm以上でもよく、メインパルスレーザ光Mのフルーエンス以下でもよい。また、メインパルスレーザ光MPの第1段階におけるフルーエンスが高くなるにつれて、CEが向上した。メインパルスレーザ光MPの第1段階におけるフルーエンスは、2J/cm以上、好ましくは5J/cm以上でもよく、メインパルスレーザ光MPの第2段階及び第3段階におけるフルーエンスの合計値以下でもよい。
(3)第2プリパルスレーザ光P2及びメインパルスレーザ光Mを用いた場合の方が、第1〜第3段階を有するメインパルスレーザ光MPを用いた場合よりも、小さいフルーエンスで、高いCEが得られた。
(4)第1プリパルスレーザ光P1がナノ秒オーダーのパルス幅を有する場合よりも、ピコ秒オーダーのパルス幅を有する場合の方が、高いCEが得られた。
図16に示される結果から、以下のことが理解され得る。
第2プリパルスレーザ光P2の単位面積当たりの光強度は、0.4×10W/cm以上、好ましくは3.0×10W/cm以上でもよく、メインパルスレーザ光Mの単位面積当たりの光強度以下でもよい。また、メインパルスレーザ光MPの第1段階における単位面積当たりの光強度は、0.4×10W/cm以上、好ましくは1.7×10W/cm以上でもよく、メインパルスレーザ光MPの第2段階及び第3段階における単位面積当たりの光強度以下でもよい。
6.2 第2プリパルスレーザ光P2の照射タイミング
図17及び図18は、第1の実施形態に係るEUV光生成システム11におけるCEの測定結果を示す別のグラフである。図17及び図18において、横軸は第2プリパルスレーザ光P2の照射タイミングを示し、縦軸はCEを示してもよい。ここで、第2プリパルスレーザ光P2の照射タイミングは、メインパルスレーザ光Mの照射タイミングを0としたとき、メインパルスレーザ光Mの照射タイミングから遡った時間でもよい。
ターゲット27、第2プリパルスレーザ光P2の照射条件及びメインパルスレーザ光Mの照射条件は、図15及び図16を参照しながら説明したものと同様とした。そして、第2プリパルスレーザ光P2のエネルギーの設定値ごとに、第2プリパルスレーザ光P2の照射タイミングを−0.6μs〜0μsの範囲で変化させながらCEを測定した。
図15及び図16を参照しながら説明した測定条件におけるピコ秒オーダーのパルス幅を有する第1プリパルスレーザ光P1を用いた結果を、図17に示した。但し、第1プリパルスレーザ光P1のフルーエンスは、5.2J/cmとした。第1プリパルスレーザ光P1の照射タイミングは、メインパルスレーザ光Mの照射タイミングを0としたとき、メインパルスレーザ光Mの照射タイミングから遡って−1.1μsのタイミングとした。
図15及び図16を参照しながら説明した測定条件におけるナノ秒オーダーのパルス幅を有する第1プリパルスレーザ光P1を用いた結果を、図18に示した。但し、第1プリパルスレーザ光P1のフルーエンスは、7.0J/cmとした。第1プリパルスレーザ光P1の照射タイミングは、メインパルスレーザ光Mの照射タイミングを0としたとき、メインパルスレーザ光Mの照射タイミングから遡って−2.7μsのタイミングとした。
図17に示される結果から、以下のことが理解され得る。
第1プリパルスレーザ光P1がピコ秒オーダーのパルス幅を有する場合に、第2プリパルスレーザ光P2の照射タイミングは、メインパルスレーザ光Mの照射タイミングを0としたとき、好ましくは、−0.37μs〜−0.03μsの範囲でもよい。さらに好ましくは、−0.22μs〜−0.07μsの範囲でもよい。
図18に示される結果から、以下のことが理解され得る。
第1プリパルスレーザ光P1がナノ秒オーダーのパルス幅を有する場合に、第2プリパルスレーザ光P2の照射タイミングは、メインパルスレーザ光Mの照射タイミングを0としたとき、好ましくは、−0.57μs〜−0.03μsの範囲でもよい。
6.3 メインパルスレーザ光M又はMPのフルーエンス
図19及び図20は、第1及び第2の実施形態に係るEUV光生成システム11におけるCEの測定結果を示すさらに別のグラフである。図19及び図20において、横軸はメインパルスレーザ光M又はMPのフルーエンスを示し、縦軸はCEを示してもよい。
ターゲット27、第2プリパルスレーザ光P2の照射条件、メインパルスレーザ光Mの照射条件、第1〜第3段階を有するメインパルスレーザ光MPの照射条件は、図15及び図16を参照しながら説明したものと同様とした。但し、第2プリパルスレーザ光P2のフルーエンスを1.6J/cmとし、メインパルスレーザ光Mのフルーエンスの設定値を、20J/cm〜200J/cmの間で変化させながらCEを測定した。また、メインパルスレーザ光MPの第1段階のフルーエンスを34J/cmとし、メインパルスレーザ光MPの第2段階及び第3段階におけるフルーエンスの合計値を、20J/cm〜200J/cmの間で変化させながらCEを測定した。
図15及び図16を参照しながら説明した測定条件におけるピコ秒オーダーのパルス幅を有する第1プリパルスレーザ光P1を用いた結果を、図19に示した。但し、第1プリパルスレーザ光P1のフルーエンスは、5.2J/cmとした。第1プリパルスレーザ光P1の照射タイミングは、メインパルスレーザ光Mの照射タイミングを0としたとき、メインパルスレーザ光Mの照射タイミングから遡って−1.1μsのタイミングとした。
図15及び図16を参照しながら説明した測定条件におけるナノ秒オーダーのパルス幅を有する第1プリパルスレーザ光P1を用いた結果を、図20に示した。但し、第1プリパルスレーザ光P1のフルーエンスは、7.0J/cmとした。第1プリパルスレーザ光P1の照射タイミングは、メインパルスレーザ光Mの照射タイミングを0としたとき、メインパルスレーザ光Mの照射タイミングから遡って−2.7μsのタイミングとした。
図19に示される結果から、以下のことが理解され得る。
第1プリパルスレーザ光P1がピコ秒オーダーのパルス幅を有する場合に、第2プリパルスレーザ光P2及びメインパルスレーザ光Mを照射した場合には、メインパルスレーザ光Mのフルーエンスの計測範囲全体で高いCEが得られた。
第1プリパルスレーザ光P1がピコ秒オーダーのパルス幅を有する場合に、メインパルスレーザ光MPを照射した場合には、メインパルスレーザ光MPの第2段階及び第3段階のフルーエンスが100J/cm〜200J/cmの範囲では高いCEが得られた。
図20に示される結果から、以下のことが理解され得る。
第1プリパルスレーザ光P1がナノ秒オーダーのパルス幅を有する場合に、第2プリパルスレーザ光P2及びメインパルスレーザ光Mを照射した場合には、メインパルスレーザ光Mのフルーエンスの計測範囲全体で一定のCEが得られた。
第1プリパルスレーザ光P1がナノ秒オーダーのパルス幅を有する場合に、メインパルスレーザ光MPを照射した場合には、メインパルスレーザ光MPの第2段階及び第3段階におけるフルーエンスの計測範囲全体で一定のCEが得られた。
6.4 第1プリパルスレーザ光P1の照射タイミング
図21は、第1の実施形態に係るEUV光生成システム11におけるCEの測定結果を示すさらに別のグラフである。図21において、横軸は第1プリパルスレーザ光P1とメインパルスレーザ光の照射タイミング時間差を示し、縦軸はCEを示す。ここで、第1プリパルスレーザ光P1の照射タイミングは、メインパルスレーザ光Mの照射タイミングを0としたとき、メインパルスレーザ光Mの照射タイミングから遡った時間でもよい。
ターゲット27、第2プリパルスレーザ光P2の照射条件及びメインパルスレーザ光Mの照射条件は、図15及び図16を参照しながら説明したものと同様とした。但し、第2プリパルスレーザ光P2のフルーエンスは、1.6J/cm及び0J/cmの2通りとした。第2プリパルスレーザ光P2の照射タイミングは、メインパルスレーザ光Mの照射タイミングを0としたとき、メインパルスレーザ光Mの照射タイミングから遡って−0.1μsのタイミングとした。
第1プリパルスレーザ光P1としては、図15及び図16を参照しながら説明した測定条件におけるピコ秒オーダーのパルス幅を有する第1プリパルスレーザ光P1を用いた。但し、第1プリパルスレーザ光P1のフルーエンスは、5.2J/cmとした。
図21に示される結果から、以下のことが理解され得る。
第2プリパルスレーザ光P2のフルーエンスを1.6J/cmとした場合には、第2プリパルスレーザ光P2を照射しない場合、すなわちフルーエンスを0J/cmとした場合に比べて、高いCEが得られた。また、第2プリパルスレーザ光P2のフルーエンスを1.6J/cmとした場合には、0J/cmとした場合に比べて、高いCEを得るための第1プリパルスレーザ光P1とメインパルスレーザ光Mとの時間差が短かった。
第2プリパルスレーザ光P2を照射する場合には、第1プリパルスレーザ光P1とメインパルスレーザ光Mとの照射タイミングの時間差は、好ましくは0.5μs以上、1.6μs以下でもよい。さらに好ましくは、0.8μs以上、1.3μs以下でもよい。
6.5 第1及び第2プリパルスレーザ光の照射タイミング
図22は、第1の実施形態に係るEUV光生成システム11におけるCEの測定結果を示すさらに別のグラフである。図22において、横軸はメインパルスレーザ光Mの照射タイミングを示し、縦軸はCEを示す。ここで、メインパルスレーザ光Mの照射タイミングは、第1プリパルスレーザ光P1の照射タイミングを0としたとき、第1プリパルスレーザ光P1の照射タイミングからメインパルスレーザ光Mの照射までの間に経過した時間でもよい。
CEの測定は、以下の条件で行われた。
ターゲット27としては、液体のスズが用いられた。ターゲット27の直径は、約23μmであった。
第1プリパルスレーザ光P1として、Nd:YVOを用いたモードロックレーザ装置をマスターオシレータとし、Nd:YAGを用いた再生増幅器により増幅された波長1.06μmのパルスレーザ光が用いられた。第1プリパルスレーザ光P1の半値全幅によるパルス幅は14psであり、パルスエネルギは2mJ、集光径は90μm、フルーエンスは31J/cmであった。なお、第1プリパルスレーザ光P1の集光径は、第1プリパルスレーザ光P1の集光位置におけるピーク強度の1/e以上の光強度を有する部分の直径としてもよい。
第1プリパルスレーザ光P1の次に、第2プリパルスレーザ光P2及びメインパルスレーザ光Mをターゲット27に照射した。第2プリパルスレーザ光P2として、Nd:YAGレーザ装置による波長1.06μmのパルスレーザ光が用いられた。第2プリパルスレーザ光P2の半値全幅によるパルス幅は6nsであり、パルスエネルギは2mJ、集光径は400μm、フルーエンスは1.6J/cmであった。なお、第2プリパルスレーザ光P2の集光径は、第2プリパルスレーザ光P2の集光位置におけるピーク強度の1/e以上の光強度を有する部分の直径としてもよい。
図22においては、第2プリパルスレーザ光P2の照射タイミングを、0.5μsとした場合と、0.7μsとした場合と、0.9μsとした場合と、1.1μsとした場合とが、それぞれ示されている。ここで、第2プリパルスレーザ光P2の照射タイミングは、第1プリパルスレーザ光P1の照射タイミングを0としたとき、第1プリパルスレーザ光P1の照射タイミングから第2プリパルスレーザ光P2の照射までの間に経過した時間でもよい。
上記メインパルスレーザ光Mとしては、COレーザ装置による波長10.6μmのパルスレーザ光が用いられた。メインパルスレーザ光Mの半値全幅によるパルス幅は15nsであり、パルスエネルギは100mJであった。メインパルスレーザ光Mの集光径は、ターゲットへの照射位置におけるピーク強度の1/e以上の光強度を有する部分の直径で表した場合に、300μmとした。メインパルスレーザ光Mのフルーエンスは、142J/cmであった。
図23は、第1の実施形態に係るEUV光生成システム11におけるCEの測定結果を示すさらに別のグラフである。
図23において、第2プリパルスレーザ光P2として、Nd:YVOを用いたモードロックレーザ装置をマスターオシレータとし、Nd:YAGを用いた再生増幅器により増幅された波長1.06μmのパルスレーザ光が用いられた。第2プリパルスレーザ光P2の半値全幅によるパルス幅は14psであり、パルスエネルギは1.6mJ、集光径は400μm、フルーエンスは1.3J/cmであった。
図23においては、第2プリパルスレーザ光P2の照射タイミングを、0.1μsとした場合と、0.4μsとした場合と、0.9μsとした場合と、1.4μsとした場合とが、それぞれ示されている。
他の点については、図22における測定条件と同一の条件とした。
図22及び図23に示される結果から、以下のことが理解され得る。
(1)図22に示されるように、第1プリパルスレーザ光P1のパルス幅をピコ秒オーダーとし、第2プリパルスレーザ光P2のパルス幅をナノ秒オーダーとした場合よりも、図23に示されるように、それらのパルス幅をいずれもピコ秒オーダーとした場合の方が、最大のCEは若干低かった。
(2)図22よりも、図23の方が、グラフの傾きが緩やかであった。従って、第1プリパルスレーザ光P1及び第2プリパルスレーザ光P2のパルス幅をいずれもピコ秒オーダーとした場合には、メインパルスレーザ光Mの照射タイミングに多少のばらつきがあっても、安定したCEを得られることが期待できる。
図24は、第1の実施形態に係るEUV光生成システム11におけるCEの測定結果を示すさらに別のグラフである。図24において、横軸は第2プリパルスレーザ光P2のフルーエンスを示す。図24においては、第1プリパルスレーザ光P1、第2プリパルスレーザ光P2及びメインパルスレーザ光Mをこの順でターゲット27に照射した。また、第2プリパルスレーザ光P2のフルーエンスとして4通りの値を設定して、それぞれ、メインパルスレーザ光Mの照射タイミングを変化させながらCEを測定した。そして、第2プリパルスレーザ光P2のフルーエンスの設定値ごとに、最も高いCEが得られたメインパルスレーザ光Mの照射タイミングTmと、そのときのCEとを図24に表した。ここで、メインパルスレーザ光Mの照射タイミングは、第2プリパルスレーザ光P2の照射タイミングを0としたとき、第2プリパルスレーザ光P2の照射タイミングからメインパルスレーザ光Mの照射までの間に経過した時間でもよい。
ターゲット27としては、液体のスズが用いられた。ターゲット27の直径は、約23μmであった。
第1プリパルスレーザ光P1として、Nd:YVOを用いたモードロックレーザ装置をマスターオシレータとし、Nd:YAGを用いた再生増幅器により増幅された波長1.06μmのパルスレーザ光が用いられた。第1プリパルスレーザ光P1の半値全幅によるパルス幅は14psであり、パルスエネルギは2mJ、集光径は90μm、フルーエンスは31J/cmであった。なお、第1プリパルスレーザ光P1の集光径は、第1プリパルスレーザ光P1の集光位置におけるピーク強度の1/e以上の光強度を有する部分の直径としてもよい。
第1プリパルスレーザ光P1の次に、第2プリパルスレーザ光P2及びメインパルスレーザ光Mをターゲット27に照射した。第2プリパルスレーザ光P2として、Nd:YAGレーザ装置による波長1.06μmのパルスレーザ光が用いられた。第2プリパルスレーザ光P2の半値全幅によるパルス幅は6nsであり、集光径は400μmであった。なお、第2プリパルスレーザ光P2の集光径は、第2プリパルスレーザ光P2の集光位置におけるピーク強度の1/e以上の光強度を有する部分の直径としてもよい。
上記メインパルスレーザ光Mとしては、COレーザ装置による波長10.6μmのパルスレーザ光が用いられた。メインパルスレーザ光Mの半値全幅によるパルス幅は15nsであり、パルスエネルギは100mJであった。メインパルスレーザ光Mの集光径は、ターゲットへの照射位置におけるピーク強度の1/e以上の光強度を有する部分の直径で表した場合に、300μmとした。メインパルスレーザ光Mのフルーエンスは、142J/cmであった。
図25は、第1の実施形態に係るEUV光生成システム11におけるCEの測定結果を示すさらに別のグラフである。
図25において、第2プリパルスレーザ光P2として、Nd:YVOを用いたモードロックレーザ装置をマスターオシレータとし、Nd:YAGを用いた再生増幅器により増幅された波長1.06μmのパルスレーザ光が用いられた。第2プリパルスレーザ光P2の半値全幅によるパルス幅は14psであり、集光径は400μmであった。
図25においては、第2プリパルスレーザ光P2のフルーエンスとして3通りの値を設定して、それぞれ、メインパルスレーザ光Mの照射タイミングを変化させながらCEを測定した。そして、第2プリパルスレーザ光P2のフルーエンスの設定値ごとに、最も高いCEが得られたメインパルスレーザ光Mの照射タイミングTmと、そのときのCEとを図25に表した。
他の点については、図24における測定条件と同一の条件とした。
図24及び図25に示される結果から、以下のことが理解され得る。
(1)図24に示されるように、第1プリパルスレーザ光P1のパルス幅をピコ秒オーダーとし、第2プリパルスレーザ光P2のパルス幅をナノ秒オーダーとした場合よりも、図25に示されるように、それらのパルス幅をいずれもピコ秒オーダーとした場合の方が、最大のCEは低かった。
(2)図24よりも、図25の方が、CEのグラフの傾きが緩やかであった。従って、第1プリパルスレーザ光P1及び第2プリパルスレーザ光P2のパルス幅をいずれもピコ秒オーダーとした場合には、第2プリパルスレーザ光P2のフルーエンスに多少のばらつきがあっても、安定したCEを得られることが期待できる。
(3)図24及び図25に示されるように、第2プリパルスレーザ光P2のフルーエンスを高くすると、メインパルスレーザ光Mの最適な照射タイミングTmは早くなる傾向がある。特に、図25に示されるように、第1プリパルスレーザ光P1及び第2プリパルスレーザ光P2のパルス幅をいずれもピコ秒オーダーとした場合には、その傾向が強くなる。
7.パルスレーザ光を照射されたターゲットの変化
7.1 第1プリパルスレーザ光がピコ秒オーダーのパルス幅を有する場合
図26Aは、第1及び第2の実施形態においてピコ秒オーダーのパルス幅を有する第1プリパルスレーザ光P1が照射されるときのターゲット27の様子を概略的に示す。破線270は、ターゲット27の軌道及びその延長線を示す。第1プリパルスレーザ光P1は、ターゲット27の径とほぼ同じか、ターゲット27の径より少し大きい集光径を有していてもよい。
図26Bは、第2プリパルスレーザ光P2が照射されるときのターゲットの様子を概略的に示す。液滴状のターゲット27に第1プリパルスレーザ光P1が照射されると、液滴状のターゲット27が複数の微粒子状に破壊されて拡散することにより、2次ターゲット272が生成され得る。図26Bにおけるドットの粗密は、ターゲット物質の分布密度に対応し得る。図26Bに示されるように、ピコ秒オーダーのパルス幅を有する第1プリパルスレーザ光P1が照射されて生成された2次ターゲット272は、円盤部27aと、ドーム部27bとを有し得る。円盤部27aは、第1プリパルスレーザ光P1の光路の下流側に拡散し、ターゲット物質の密度が比較的高くなり得る。ドーム部27bは、第1プリパルスレーザ光P1の光路の上流側に拡散し、ターゲット物質の密度が比較的低くなり得る。ドーム部27bの内側には、さらにターゲット物質の密度が低い部分27cが生成され得る。
図26Bに示されるように、この拡散した2次ターゲット272に、第2プリパルスレーザ光P2が照射されてもよい。第2プリパルスレーザ光P2は、拡散した2次ターゲット272の径とほぼ同じか、それより少し大きい集光径を有していてもよい。
図26Cは、メインパルスレーザ光Mが照射されるときのターゲットの様子を概略的に示す。図26Bに示される2次ターゲット272に第2プリパルスレーザ光P2が照射されると、蒸気又はプリプラズマ27pを少なくとも含む3次ターゲット273が生成され得る。
ここでは2次ターゲット272に第2プリパルスレーザ光P2が照射されて3次ターゲット273が生成される場合について説明したが、本開示はこれに限定されない。2次ターゲット272にメインパルスレーザ光MPの第1段階に相当する部分が照射された場合にも、同様に蒸気又はプリプラズマを少なくとも含む3次ターゲット273が生成され得る。
図26Cに示されるように、蒸気又はプリプラズマ27pを少なくとも含む3次ターゲット273に、メインパルスレーザ光M又はメインパルスレーザ光MPの第2段階及び第3段階に相当する部分が照射されてもよい。メインパルスレーザ光M又はメインパルスレーザ光MPは、3次ターゲット273の分散径とほぼ同じか、それより少し大きい集光径を有していてもよい。
図26Dは、メインパルスレーザ光M又はメインパルスレーザ光MPが照射された後のターゲットの様子を概略的に示す。図26Cに示される3次ターゲット273にメインパルスレーザ光M又はメインパルスレーザ光MPが照射されると、3次ターゲットはプラズマ化し、このプラズマから、EUV光が放射し得る。
7.2 第1プリパルスレーザ光がナノ秒オーダーのパルス幅を有する場合
図27Aは、第1及び第2の実施形態においてナノ秒オーダーのパルス幅を有する第1プリパルスレーザ光P1が照射されるときのターゲット27の様子を概略的に示す。第1プリパルスレーザ光P1は、ターゲット27の径とほぼ同じか、ターゲット27の径より少し大きい集光径を有していてもよい。
図27Bは、第2プリパルスレーザ光P2が照射されるときのターゲットの様子を概略的に示す。液滴状のターゲット27に第1プリパルスレーザ光P1が照射されると、液滴状のターゲット27が複数の微粒子状に破壊されて拡散することにより、2次ターゲット272が生成され得る。図27Bに示されるように、ナノ秒オーダーのパルス幅を有する第1プリパルスレーザ光P1が照射されて生成された2次ターゲット272は、円盤状の分布を有し得る。円盤状の分布を有する2次ターゲット272は、第1プリパルスレーザ光P1の光路の下流側に拡散し得る。
図27Bに示されるように、この拡散した2次ターゲット272に、第2プリパルスレーザ光P2が照射されてもよい。第2プリパルスレーザ光P2は、拡散した2次ターゲット272の径とほぼ同じか、それより少し大きい集光径を有していてもよい。
図27Cは、メインパルスレーザ光Mが照射されるときのターゲットの様子を概略的に示す。図27Bに示される2次ターゲット272に第2プリパルスレーザ光P2が照射されると、微粒子と蒸気又はプリプラズマ27pとを含む3次ターゲット273が生成され得る。
ここでは2次ターゲット272に第2プリパルスレーザ光P2が照射されて3次ターゲット273が生成される場合について説明したが、本開示はこれに限定されない。2次ターゲット272にメインパルスレーザ光MPの第1段階に相当する部分が照射された場合にも、同様に微粒子と蒸気又はプリプラズマとを含む3次ターゲット273が生成され得る。
図27Cに示されるように、微粒子と蒸気又はプリプラズマ27pとを含む3次ターゲット273に、メインパルスレーザ光M又はメインパルスレーザ光MPの第2段階及び第3段階に相当する部分が照射されてもよい。メインパルスレーザ光M又はメインパルスレーザ光MPは、3次ターゲット273の分散径とほぼ同じか、それより少し大きい集光径を有していてもよい。
図27Dは、メインパルスレーザ光M又はメインパルスレーザ光MPが照射された後のターゲットの様子を概略的に示す。図27Cに示される3次ターゲット273にメインパルスレーザ光M又はメインパルスレーザ光MPが照射されると、3次ターゲットはプラズマ化し、このプラズマから、EUV光が放射し得る。
このように、第1及び第2の実施形態においては、第1及び第2プリパルスレーザ光によってターゲットが段階的に破壊され、蒸気又はプリプラズマ化した後で、プラズマ化されるので、ターゲットが効率よくプラズマ化されるものと考えられる。
特に、第1プリパルスレーザ光がピコ秒オーダーのパルス幅を有する場合に、2次ターゲットがより細かい複数の微粒子状に拡散するので、第2プリパルスレーザ光及びメインパルスレーザ光によって効率よくプラズマ化するものと考えられる。
8.YAGレーザ装置が複数のパルスを出力するEUV光生成システム
8.1 構成
図28は、第3の実施形態に係るEUV光生成システム11の構成を示す一部断面図である。図28に示される第3の実施形態は、レーザシステム3が1つのYAGレーザ装置Laと1つのCOレーザ装置Lbとを含んでいる点で、図2に示される第1の実施形態と異なる。さらに、第3の実施形態は、YAGレーザ装置Laに、EUV制御部50からの第1のトリガ信号と第1遅延回路51からの第2のトリガ信号とが入力される点で、第1の実施形態と異なる。第1の実施形態におけるビームコンバイナ343は、なくてもよい。
8.2 動作
EUV制御部50は、ターゲット検出信号に基づいて、第1のトリガ信号を、YAGレーザ装置La及び第1遅延回路51に出力してもよい。YAGレーザ装置Laは、第1のトリガ信号に従って、第1プリパルスレーザ光P1を出力してもよい。
第1遅延回路51は、第1のトリガ信号を受信してもよい。第1遅延回路51は、第1のトリガ信号の受信タイミングに対して第1の遅延時間が経過したことを示す第2のトリガ信号を、YAGレーザ装置La及び第2遅延回路52に出力してもよい。YAGレーザ装置Laは、第2のトリガ信号に従って、第2プリパルスレーザ光P2を出力してもよい。
第2遅延回路52は、第2のトリガ信号を受信してもよい。第2遅延回路52は、第2のトリガ信号の受信タイミングに対して第2の遅延時間が経過したことを示す第3のトリガ信号を、COレーザ装置Lbに出力してもよい。
あるいは、EUV制御部50が、第1のトリガ信号を第2遅延回路52にも出力してもよい。第1のトリガ信号を受信した第2遅延回路52が、第1のトリガ信号の受信タイミングに対して第1及び第2の遅延時間が経過したことを示す第3のトリガ信号を、COレーザ装置Lbに出力してもよい。
COレーザ装置Lbは、第3のトリガ信号に従って、メインパルスレーザ光Mを出力してもよい。
このように、レーザシステム3は、第1プリパルスレーザ光P1、第2プリパルスレーザ光P2、メインパルスレーザ光Mを、この順で出力してもよい。
図29は、第3の実施形態におけるレーザ受光信号の一例を示す波形図である。図29において、横軸は時間tを示し、縦軸は光強度Iを示してもよい。光センサ352が受光するパルスレーザ光32は、第1プリパルスレーザ光P1と、第2プリパルスレーザ光P2と、メインパルスレーザ光Mと、を含んでもよい。第1プリパルスレーザ光P1と、第2プリパルスレーザ光P2と、メインパルスレーザ光Mとは、この順で光センサ352に入射してもよい。第1プリパルスレーザ光P1のフルーエンスよりも、第2プリパルスレーザ光P2のフルーエンスが大きくてもよい。第2プリパルスレーザ光P2のフルーエンスよりも、メインパルスレーザ光Mのフルーエンスが大きくてもよい。
8.3 レーザ光学系の例
図30は、図28に示されるEUV光生成システム11におけるレーザ光進行方向制御部34a及びその周辺の構成例を概略的に示す。チャンバ2に付帯するEUV集光ミラー23やターゲットセンサ4などの構成については、図示が省略されている。集光光学系22aやターゲット生成部26についても、その具体的な構成の図示は省略されている。
図30に示されるように、YAGレーザ装置Laから出力された第1プリパルスレーザ光P1及び第2プリパルスレーザ光P2は、高反射ミラー340及びビームコンバイナ344によって反射されて集光光学系22aに入射してもよい。COレーザ装置Lbから出力されたメインパルスレーザ光Mは、高反射ミラー341及び342によって反射されて集光光学系22aに入射してもよい。
図29に示されるように、ターゲット27に対する第1プリパルスレーザ光P1の照射タイミングから第2プリパルスレーザ光P2の照射タイミングまでの時間は、第2プリパルスレーザ光P2の照射タイミングからメインパルスレーザ光Mの照射タイミングまでの時間より、短くてもよい。このため、ターゲット27に対する第1プリパルスレーザ光P1の照射タイミングから第2プリパルスレーザ光P2の照射タイミングまでの、ターゲットの移動距離及びターゲットの拡散径の変化は、小さくてもよい。
従って、第1プリパルスレーザ光P1及び第2プリパルスレーザ光P2は、ほぼ同じ波長、且つほぼ同じビーム径を有していてもよい。これにより、第1プリパルスレーザ光P1及び第2プリパルスレーザ光P2は、ほぼ同じ集光径に集光され得る。また、第1プリパルスレーザ光P1及び第2プリパルスレーザ光P2の光路は、ほぼ同じであってもよい。
他の点については、第1の実施形態と同様でよい。
8.4 第4のトリガ信号を用いた変形例
図31は、第3の実施形態に係るEUV光生成システム11の変形例を示す一部断面図である。図31に示される変形例において、レーザシステム3は、第1のYAGレーザ装置La1と、第2のYAGレーザ装置La2と、COレーザ装置Lbとを含んでもよい。さらに、この変形例において、EUV光生成制御部5は、EUV制御部50、第1遅延回路51及び第2遅延回路52だけでなく、第3遅延回路53を含んでもよい。
他の点については、図28に示されるものとほぼ同様でよい。以下に、図28に示されるものと異なり得る部分について説明する。
EUV制御部50は、ターゲット検出信号に基づいて、第1のトリガ信号を、第1のYAGレーザ装置La1及び第1遅延回路51に出力してもよい。第1のYAGレーザ装置La1は、第1のトリガ信号に従って、第1プリパルスレーザ光P1を出力してもよい。
第1遅延回路51は、第1のトリガ信号を受信してもよい。第1遅延回路51は、第1のトリガ信号の受信タイミングに対して第1の遅延時間が経過したことを示す第2のトリガ信号を、第1のYAGレーザ装置La1及び第2遅延回路52に出力してもよい。第1のYAGレーザ装置La1は、第2のトリガ信号に従って、第2プリパルスレーザ光P2を出力してもよい。
第2遅延回路52は、第2のトリガ信号を受信してもよい。第2遅延回路52は、第2のトリガ信号の受信タイミングに対して第2の遅延時間が経過したことを示す第3のトリガ信号を、第2のYAGレーザ装置La2及び第3遅延回路53に出力してもよい。
あるいは、EUV制御部50が、第1のトリガ信号を第2遅延回路52にも出力してもよい。第1のトリガ信号を受信した第2遅延回路52が、第1のトリガ信号の受信タイミングに対して第1及び第2の遅延時間が経過したことを示す第3のトリガ信号を、第2のYAGレーザ装置La2に出力してもよい。
第2のYAGレーザ装置La2は、第3のトリガ信号に従って、第3プリパルスレーザ光P3を出力してもよい。
第3遅延回路53は、第3のトリガ信号を受信してもよい。第3遅延回路53は、第3のトリガ信号の受信タイミングに対して第3の遅延時間が経過したことを示す第4のトリガ信号を、COレーザ装置Lbに出力してもよい。
あるいは、EUV制御部50が、第1のトリガ信号を第3遅延回路53にも出力してもよい。第1のトリガ信号を受信した第3遅延回路53が、第1のトリガ信号の受信タイミングに対して第1、第2及び第3の遅延時間が経過したことを示す第4のトリガ信号を、COレーザ装置Lbに出力してもよい。
COレーザ装置Lbは、第4のトリガ信号に従って、メインパルスレーザ光Mを出力してもよい。
このように、レーザシステム3は、第1プリパルスレーザ光P1、第2プリパルスレーザ光P2、第3プリパルスレーザ光P3、メインパルスレーザ光Mを、この順で出力してもよい。
レーザ光進行方向制御部34aは、図2に示される第1の実施形態と同様に、高反射ミラー340、341及び342と、ビームコンバイナ343及び344と、を含んでもよい。ビームコンバイナ343の機能は、第1〜第3プリパルスレーザ光P1〜P3の光路をほぼ一致させるものである他、図2に示されるものとほぼ同様でよい。
図32は、第3の実施形態の変形例におけるレーザ受光信号の一例を示す波形図である。図32において、横軸は時間tを示し、縦軸は光強度Iを示してもよい。光センサ352が受光するパルスレーザ光32は、第1プリパルスレーザ光P1と、第2プリパルスレーザ光P2と、第3プリパルスレーザ光P3と、メインパルスレーザ光Mと、を含んでもよい。第1プリパルスレーザ光P1と、第2プリパルスレーザ光P2と、第3プリパルスレーザ光P3と、メインパルスレーザ光Mとは、この順で光センサ352に入射してもよい。第1プリパルスレーザ光P1のフルーエンスよりも、第2プリパルスレーザ光P2のフルーエンスが大きくてもよい。第2プリパルスレーザ光P2及び第3プリパルスレーザ光P3のフルーエンスよりも、メインパルスレーザ光Mのフルーエンスが大きくてもよい。
図31においては、第2遅延回路52が第3の遅延信号を第2のYAGレーザ装置La2に出力し、第2のYAGレーザ装置La2が第3プリパルスレーザ光P3を出力する場合について説明したが、本開示はこれに限定されない。第2のYAGレーザ装置La2がなくてもよい。すなわち、第3の遅延信号及び第4の遅延信号をCOレーザ装置Lbが受信し、COレーザ装置Lbが第3プリパルスレーザ光P3及びメインパルスレーザ光Mを出力してもよい。また、第3の遅延信号及び第4の遅延信号をCOレーザ装置Lbが受信し、COレーザ装置Lbが第1〜第3段階を含むパルス波形を有するメインパルスレーザ光MPを出力してもよい。このようなCOレーザ装置Lbの機能については、第2及び第3の遅延信号の代わりに第3及び第4の遅延信号を用いる他、図7に示されるものと同様でよい。
8.5 CEの向上
図33は、第3の実施形態に係るEUV光生成システム11におけるCEの測定結果を示すグラフである。図33において、横軸は第1プリパルスレーザ光P1とメインパルスレーザ光Mの照射タイミングの時間差を示し、縦軸はCEを示してもよい。ここで、第1プリパルスレーザ光P1の照射タイミングは、メインパルスレーザ光Mの照射タイミングを0としたとき、メインパルスレーザ光Mの照射タイミングから遡った時間でもよい。
ターゲット27及びメインパルスレーザ光Mの照射条件は、図15及び図16を参照しながら説明したものと同様とした。
第1プリパルスレーザ光P1及び第2プリパルスレーザ光P2としては、図15及び図16を参照しながら説明した測定条件におけるモードロックレーザ装置及び再生増幅器により出力されたパルスレーザ光が用いられた。第1プリパルスレーザ光P1及び第2プリパルスレーザ光P2は、それぞれピコ秒オーダーのパルス幅を有し、パルス間の間隔は12nsとした。第1プリパルスレーザ光P1は第2プリパルスレーザ光P2より小さな光強度を有するものとし、第1プリパルスレーザ光P1と第2プリパルスレーザ光P2とを合わせたフルーエンスを5.2J/cmとした。
第3プリパルスレーザ光P3の照射条件は、図15及び図16を参照しながら説明した第2プリパルスレーザ光P2の照射条件と同様とした。但し、第3プリパルスレーザ光P3のフルーエンスは、1.6J/cm及び0J/cmの2通りとした。第3プリパルスレーザ光P3の照射タイミングは、メインパルスレーザ光Mの照射タイミングを0としたとき、メインパルスレーザ光Mの照射タイミングから遡って−0.1μsのタイミングとした。
図33には、第3の実施形態における第2プリパルスレーザ光P2を照射しない場合の結果を併せて示した。
図33に示される結果から、以下のことが理解され得る。
第3の実施形態においては第2プリパルスレーザ光P2の照射を加えたことにより、第2プリパルスレーザ光P2を照射しない場合に比べてCEが向上した。
第3の実施形態においては第2プリパルスレーザ光P2の照射を加えたことにより、第2プリパルスレーザ光P2を照射しない場合に比べて、第1プリパルスレーザ光P1の最適な照射タイミングが早くなった。すなわち、第3の実施形態においては、図21の場合と比べて、第1プリパルスレーザ光P1の照射タイミングからメインパルスレーザ光Mの照射タイミングまでのタイミングの時間差が長い方がCEが向上した。
第3プリパルスレーザ光P3を照射する場合には、第1プリパルスレーザ光P1とメインパルスレーザ光Mとの時間差は、好ましくは1.3μs以上、3.2μs以下でもよい。さらに好ましくは、2.0μs以上、3.0μs以下でもよい。
第3プリパルスレーザ光P3を照射しない場合には、第1プリパルスレーザ光P1とメインパルスレーザ光Mとの時間差は、好ましくは2.0μs以上、3.5μs以下でもよい。さらに好ましくは、2.3μs以上、3.2μs以下でもよい。
8.6 パルスレーザ光を照射されたターゲットの変化
図34は、第3の実施形態において第1プリパルスレーザ光P1及び第2プリパルスレーザ光P2が照射された後のターゲット27の様子を概略的に示す。液滴状のターゲット27に第1プリパルスレーザ光P1及び第2プリパルスレーザ光P2が照射されると、液滴状のターゲット27が複数の微粒子状に破壊されて拡散することにより、2次ターゲット272が生成され得る。図34におけるドットの粗密は、ターゲット物質の分布密度に対応し得る。図34に示されるように、第1プリパルスレーザ光P1及び第2プリパルスレーザ光P2が照射されて破壊された2次ターゲット272は、円錐台部27dと、ドーム部27eとを有し得る。図26Bに示される2次ターゲットの円盤部27aに比べて、図34に示される2次ターゲットのテーパ状の円筒部27dは、ターゲット物質の密度が低くなり得る。
このように、第3の実施形態においては、第1及び第2プリパルスレーザ光によってターゲットがより細かい複数の微粒子状に拡散するので、第3プリパルスレーザ光P3及びメインパルスレーザ光Mによって効率よくプラズマ化するものと考えられる。
9.その他(YAGレーザ装置)
9.1 第1の例
図35は、上述の各実施形態に係るEUV光生成システムにおいて用いることができる第1のYAGレーザ装置La1の第1の例を概略的に示す。図35に示される第1のYAGレーザ装置La1は、パルス幅がピコ秒オーダーであるプリパルスレーザ光を出力し得る。
第1のYAGレーザ装置La1は、モードロックレーザ装置302と、光シャッタ303と、電圧波形制御回路304と、増幅器PA1〜PA3と、第1のYAGレーザ制御部310とを含んでもよい。
モードロックレーザ装置302は、例えばパルス幅がピコ秒オーダーであり、繰り返し周波数が100MHz程度であるパルスレーザ光を出力してもよい。モードロックレーザ装置302は、図示しない光共振器と、レーザ媒質となるNd:YVO結晶と、可飽和吸収ミラーと、を含んでもよい。モードロックレーザ装置302の光共振器は、相対的に位相が固定された複数の縦モードでレーザ光を発振させ得る。そして、それらの縦モードの光が合波されることにより、光共振器からパルス幅の短いパルスレーザ光が出力され得る。このパルスレーザ光の繰り返し周波数は、光が光共振器内を一往復する時間の逆数に相当し得る。
第1のYAGレーザ制御部310は、モードロックレーザ装置302、電圧波形制御回路304、増幅器PA1〜PA3に、それぞれ制御信号を出力してもよい。第1のYAGレーザ制御部310は、EUV光生成制御部5から第1のトリガ信号及び第2のトリガ信号を受信し、これらの第1のトリガ信号及び第2のトリガ信号を電圧波形制御回路304に出力してもよい。
電圧波形制御回路304は、第1のトリガ信号に従って、光シャッタ303がパルスレーザ光に含まれる1つのパルスを通過させるように、光シャッタ303に第1の電圧信号を送信してもよい。電圧波形制御回路304は、第2のトリガ信号に従って、光シャッタ303がパルスレーザ光に含まれる別の1つのパルスを通過させるように、光シャッタ303に第2の電圧信号を送信してもよい。
光シャッタ303は、EOポッケルスセルと偏光子とを含み、モードロックレーザ装置302から出力されるパルスレーザ光の光路に配置されていてもよい。光シャッタ303は、モードロックレーザ装置302から出力されるパルスレーザ光を遮断してもよい。光シャッタ303は、電圧波形制御回路304が出力した第1の電圧信号を受信したときに、パルスレーザ光に含まれる1つのパルスを通過させてもよい。光シャッタ303は、電圧波形制御回路304が出力した第2の電圧信号を受信したときに、パルスレーザ光に含まれる1つのパルスを通過させてもよい。ここで、好ましくは、第1のプリパルスレーザ光P1の光強度は、第2のプリパルスレーザ光P2の光強度よりも小さくてもよい。第1の電圧信号と第2の電圧信号の電圧値を調節することで、第1のプリパルスレーザ光P1の光強度及び第2のプリパルスレーザ光P2の光強度を制御し得る。
増幅器PA1〜PA3は、光シャッタ303を通過したパルスレーザ光の光路に配置されてもよい。光シャッタ303を通過したパルスレーザ光は、増幅器PA1〜PA3によって増幅され、図31などに示されるレーザ光進行方向制御部34aに出力されてもよい。増幅器PA1は、たとえば、スラブ形状の光学結晶(たとえば、Nd:YAG)と2枚のミラーとを含むマルチパルス増幅器であってもよい。
以上のようにして、第3の実施形態において例示された第1プリパルスレーザ光P1及び第2プリパルスレーザ光P2を出力する第1のYAGレーザ装置La1が実現され得る。但し、第1のYAGレーザ装置La1がEUV光生成制御部5から第1のトリガ信号のみを受信した場合には、第1及び第2の実施形態において例示された第1プリパルスレーザ光P1のみを出力する第1のYAGレーザ装置La1が実現され得る。
9.2 第2の例
図36は、上述の各実施形態に係るEUV光生成システムにおいて用いることができる第1のYAGレーザ装置La1の第2の例を概略的に示す。図36に示される第1のYAGレーザ装置La1は、パルス幅がピコ秒オーダーであるプリパルスレーザ光を出力し得る。
第1のYAGレーザ装置La1は、モードロックレーザ装置302と、再生増幅器305と、励起用電源306と、第1のYAGレーザ制御部310とを含んでもよい。
再生増幅器305は、平面ミラー334と凹面ミラー335とで構成される光共振器を含んでもよい。この光共振器には、レーザ結晶336と、凹面ミラー337と、平面ミラー338と、偏光ビームスプリッタ339と、ポッケルスセル320と、λ/4波長板321とが、この順に平面ミラー334側から配置されてもよい。さらに、再生増幅器305は、光共振器の外部からレーザ結晶336に励起光E2を出力する励起光源322を含んでもよい。励起光源322は、励起光E2を発生するレーザダイオードを含んでもよい。また、再生増幅器305は、偏光ビームスプリッタ330と、ファラデー光アイソレータ331と、平面ミラー332と、平面ミラー333とを含んでもよい。ファラデー光アイソレータ331は、図示しないファラデーローテータと図示しないλ/2波長板を含んでいてもよい。
平面ミラー334は、励起光源322からの励起光E2に含まれる波長成分を高い透過率で透過させ、レーザ結晶336からの放出光に含まれる波長成分を高い反射率で反射するミラーでもよい。レーザ結晶336は、励起光E2を受けて励起されるレーザ媒質であり、例えば、Nd:YAGの結晶であってもよい。励起光E2を受けて励起されたレーザ結晶336に、モードロックレーザ装置302から出力された種光が入射すると、誘導放出によって種光が増幅され得る。
9.2.1 ポッケルスセルに電圧を印加しない場合
偏光ビームスプリッタ330は、モードロックレーザ装置302から出力されたパルスレーザ光B1の光路に配置されてもよい。偏光ビームスプリッタ330は、入射面が紙面に対して垂直に配置されてもよい。偏光ビームスプリッタ330は、紙面に平行な方向に直線偏光したパルスレーザ光B1を高い透過率で透過させ得る。偏光ビームスプリッタ330は、後述のように、紙面に垂直な方向に直線偏光したパルスレーザ光B29を高い反射率で反射し得る。
ファラデー光アイソレータ331は、図中下側から偏光ビームスプリッタ330を透過したパルスレーザ光B2の光路に配置されてもよい。ファラデー光アイソレータ331は、図中下側から入射した直線偏光のパルスレーザ光B2の偏光面を90度回転させてパルスレーザ光B3として透過させてもよい。また、ファラデー光アイソレータ331は、後述のように、図中上側に相当する逆方向から入射するパルスレーザ光B28の偏光面を回転させずに、偏光ビームスプリッタ330に向けて透過させてもよい。
平面ミラー332は、ファラデー光アイソレータ331を透過したパルスレーザ光B3の光路に配置されてもよい。平面ミラー332は、パルスレーザ光B3を高い反射率で反射してもよい。平面ミラー333は、平面ミラー332によって反射されたパルスレーザ光B4を高い反射率で反射してもよい。
光共振器内に配置された偏光ビームスプリッタ339は、平面ミラー333によって反射されたパルスレーザ光B5の光路上に位置していてもよい。偏光ビームスプリッタ339は、入射面が紙面に対して垂直に配置されてもよく、パルスレーザ光B5は、偏光ビームスプリッタ339の図中右側の面に入射してもよい。偏光ビームスプリッタ339は、紙面に垂直な方向に直線偏光したパルスレーザ光B5を高い反射率で反射し、パルスレーザ光B6として光共振器内に導いてもよい。偏光ビームスプリッタ339は、後述のように、紙面に平行な方向に直線偏光したパルスレーザ光B11等を高い透過率で透過させてもよい。
ポッケルスセル320と、λ/4波長板321と、凹面ミラー335とは、偏光ビームスプリッタ339からみて図中右側の光路に配置されていてもよい。平面ミラー334と、レーザ結晶336と、凹面ミラー337と、平面ミラー338とは、偏光ビームスプリッタ339からみて図中左側の光路に配置されていてもよい。
ポッケルスセル320には、高電圧電源323によって電圧を印加可能であってもよい。ポッケルスセル320は、高電圧電源323によって電圧が印加されていない状態においては、偏光ビームスプリッタ339によって反射されたパルスレーザ光B6の偏光面を回転させずにパルスレーザ光B7として透過させてもよい。なお、ポッケルスセル320に高電圧電源323が電圧を印加していない状態は「電圧がOFF」と称し、高電圧電源323が電圧を印加している状態は「電圧がON」と称する。
λ/4波長板321は、パルスレーザ光B7が入射する角度が略0度で配置されてもよい。更に、λ/4波長板321の結晶の光学軸が、λ/4波長板321に対する入射光の光路軸に垂直な面内において、紙面に対して45度傾いた状態となるよう、λ/4波長板321が配置されてもよい。λ/4波長板321に入射するパルスレーザ光B7は、上記結晶の光学軸に平行な第1の偏光成分と、上記結晶の光学軸とパルスレーザ光B7の進行方向との両方に垂直な第2の偏光成分とを有し得る。第1の偏光成分と第2の偏光成分との合成ベクトルの方向は、パルスレーザ光B7の偏光面に沿った方向と一致し、その方向は紙面に垂直な方向であり得る。
λ/4波長板321は、第1の偏光成分と第2の偏光成分とを互いに異なる屈折率で透過させる複屈折作用を有してもよい。その結果、λ/4波長板321は、ポッケルスセル320を透過したパルスレーザ光B7を、第1の偏光成分の位相に対して第2の偏光成分の位相を1/4波長分ずらして透過させ得る。凹面ミラー335は、λ/4波長板321を透過したパルスレーザ光B8を高い反射率で反射してもよい。凹面ミラー335によって反射されたパルスレーザ光B9は、λ/4波長板321を再び透過するので、第1の偏光成分の位相に対して第2の偏光成分の位相がさらに1/4波長分ずらされてもよい。つまり、パルスレーザ光B7は、λ/4波長板321を2回透過することにより、第1の偏光成分の位相に対して第2の偏光成分の位相が合計で1/2波長分ずらされてもよい。その結果、紙面に垂直な方向に直線偏光したパルスレーザ光B7は、その偏光面が90度回転し、紙面に平行な方向に直線偏光したパルスレーザ光B10としてポッケルスセル320に入射し得る。
ポッケルスセル320は、上述の通り、高電圧電源323による電圧が印加されていない状態においては、入射光の偏光面が変化することなく透過させ得る。従って、ポッケルスセル320を透過したパルスレーザ光B11は、紙面に平行な方向に直線偏光した状態で偏光ビームスプリッタ339に入射し得る。偏光ビームスプリッタ339は、紙面に平行な方向に直線偏光したパルスレーザ光B11を高い透過率で透過させてもよい。
平面ミラー338は、偏光ビームスプリッタ339を透過したパルスレーザ光B12を高い反射率で反射してもよい。凹面ミラー337は、平面ミラー338によって反射されたパルスレーザ光B13を高い反射率で反射してもよい。レーザ結晶336は、凹面ミラー337によって反射された種光としてのパルスレーザ光B14を増幅して透過させてもよい。
平面ミラー334は、レーザ結晶336によって増幅されてレーザ結晶336を透過したパルスレーザ光B15を高い反射率で反射し、パルスレーザ光B16としてレーザ結晶336に入射させてもよい。レーザ結晶336によって再び増幅されたパルスレーザ光B17は、凹面ミラー337と、平面ミラー338と、偏光ビームスプリッタ339と、ポッケルスセル320とを介して、パルスレーザ光B21としてλ/4波長板321に入射してもよい。パルスレーザ光B21はλ/4波長板321を透過し、凹面ミラー335によって反射されて再びλ/4波長板321を透過することにより、その偏光面が90度回転し、紙面に垂直な方向に直線偏光したパルスレーザ光B24となり得る。パルスレーザ光B24は、ポッケルスセル320を透過した後、偏光ビームスプリッタ339によって高い反射率で反射され、パルスレーザ光B26として光共振器の外部に出力され得る。
パルスレーザ光B26は、平面ミラー333と平面ミラー332とを介して、パルスレーザ光B28としてファラデー光アイソレータ331に図中上側から入射してもよい。ファラデー光アイソレータ331は、図中上側から入射した直線偏光のパルスレーザ光B28を、その偏光面を回転させずに、パルスレーザ光B29として透過させてもよい。偏光ビームスプリッタ330は、紙面に垂直な方向に直線偏光したパルスレーザ光B29を高い反射率で反射してもよい。
偏光ビームスプリッタ330によって反射されたパルスレーザ光B30は、図2に示される集光光学系22aを介してプラズマ生成領域25に導かれてもよい。ただし、再生増幅器305の光共振器内を一往復しただけで出力された、このパルスレーザ光B30は、仮にターゲットに照射されても、ターゲットを破壊せず、ターゲットをプラズマ化もしない程度の弱い光強度を有していてもよい。
9.2.2 ポッケルスセルに電圧を印加する場合
高電圧電源323は、一度ポッケルスセル320を透過したパルスレーザ光B11の1つのパルスが、次にパルスレーザ光B20としてポッケルスセル320に入射するまでの間のタイミングで、ポッケルスセル320に印加する電圧をOFFからONにしてもよい。ポッケルスセル320は、高電圧電源323によって電圧が印加されている状態においては、λ/4波長板321と同様に、入射光を、第1の偏光成分の位相に対して第2の偏光成分の位相を1/4波長分ずらして透過させてもよい。
図37は、図36に示す再生増幅器305においてポッケルスセル320に電圧が印加されている場合の光路を概略的に示す。このとき、パルスレーザ光B20は、ポッケルスセル320及びλ/4波長板321をそれぞれ2回透過して(パルスレーザ光Ba1、Ba2、Ba3、Ba4)、パルスレーザ光B11として戻ってきてもよい。λ/4波長板321を2回透過することで偏光面が90度回転し、且つ、電圧が印加されているポッケルスセル320を2回透過することでさらに偏光面が90度回転したパルスレーザ光B11は、その偏光面の向きがパルスレーザ光B20と同じであり得る。従って、パルスレーザ光B11は、偏光ビームスプリッタ339を再び透過して、レーザ結晶336によって増幅され得る。ポッケルスセル320に高電圧電源323による電圧が印加されている間、この増幅動作が繰り返され得る。
増幅動作が繰り返された後、高電圧電源323は、一度ポッケルスセル320を透過したパルスレーザ光B11が、次にパルスレーザ光B20としてポッケルスセル320に入射するまでの間のタイミングで、ポッケルスセル320に印加する電圧をONからOFFにしてもよい。ポッケルスセル320は、上述の通り、図5のように高電圧電源323による電圧が印加されていない状態においては、入射光の偏光面を回転させなくてもよい。従って、このときポッケルスセル320に図中左側から入射したパルスレーザ光B20は、図37のパルスレーザ光B21、B22、B23、B24として、λ/4波長板321を2回透過することによって、その偏光面が90度だけ回転し得る。よって、増幅動作が繰り返された後のパルスレーザ光は、紙面に垂直な方向に直線偏光した状態で、パルスレーザ光B25として偏光ビームスプリッタ339に図中右側から入射し、光共振器の外部に出力され得る。
あるいは、増幅動作が繰り返された後、高電圧電源323は、一度ポッケルスセル320を透過したパルスレーザ光B11が、次にパルスレーザ光B20としてポッケルスセル320に入射するまでの間のタイミングで、ポッケルスセル320に印加する電圧のONからOFFへの立ち下げを、開始してもよい。電圧の立下り中に、パルスレーザ光B20がポッケルスセル320を通過するように、電圧立ち下げの開始タイミングと、電圧立ち下げの開始から電圧立ち下げの完了までの所要時間とが設定されてもよい。これにより、パルスレーザ光B20の一部、すなわち電圧OFF時にポッケルスセル320を通過したパルスレーザ光B20は、偏光ビームスプリッタ339によって反射されて光共振器の外部に出力され得る。パルスレーザ光B20の残りの一部、すなわち電圧ON時にポッケルスセル320を通過したパルスレーザ光B20は、偏光ビームスプリッタ339を再度透過し、光共振器内を一往復してから光共振器の外部に出力され得る。
これにより、再生増幅器305から取り出されるパルスレーザ光をダブルパルス化し、第3の実施形態における第1及び第2のプリパルスレーザ光を1つのターゲット27に照射し得る。
プリパルスレーザ光のパルス幅をピコ秒オーダーとすることにより、ターゲットを細かい粒子状に破壊して拡散させ得る。これにより、拡散したターゲットにメインパルスレーザ光を照射したときに、ターゲットが効率よくプラズマ化され得る。
その他、ピコ秒オーダーのパルス幅を有するパルスレーザ光を出力するレーザ装置としては、以下のようなレーザ装置が用いられてもよい。
(1)モードロックレーザ装置としては、固体レーザ(Nd系、Yb系、Ti:sapphire等)、ファイバレーザ等が用いられてもよい。この場合には10fs〜100psの範囲のパルス幅を有するパルスレーザ光が生成され得る。
(2)Nd:YVO等のマイクロチップレーザが用いられてもよい。この場合には50ps〜500psの範囲のパルス幅を有するパルスレーザ光が生成され得る。
(3)半導体レーザにおける供給電流を高速変調することにより、ピコ秒オーダーのパルス幅を有するパルスレーザ光を出力してもよい。この場合には50ps以上1ns未満の範囲のパルス幅を有するパルスレーザ光が生成され得る。
(4)CW発振の半導体レーザと高速の光スイッチとを組み合わせて、ピコ秒オーダーのパルス幅を有するパルスレーザ光を生成し、複数の増幅器によって増幅してもよい。この場合には100ps以上1ns未満の範囲のパルス幅を有するパルスレーザ光が生成され得る。
10.制御部の構成
図38は、制御部の概略構成を示すブロック図である。
上述した実施の形態におけるEUV制御部50等の制御部は、コンピュータやプログラマブルコントローラ等汎用の制御機器によって構成されてもよい。例えば、以下のように構成されてもよい。
(構成)
制御部は、処理部1000と、処理部1000に接続される、ストレージメモリ1005と、ユーザインターフェイス1010と、パラレルI/Oコントローラ1020と、シリアルI/Oコントローラ1030と、A/D、D/Aコンバータ1040とによって構成されてもよい。また、処理部1000は、CPU1001と、CPU1001に接続された、メモリ1002と、タイマー1003と、GPU1004とから構成されてもよい。
(動作)
処理部1000は、ストレージメモリ1005に記憶されたプログラムを読み出してもよい。また、処理部1000は、読み出したプログラムを実行したり、プログラムの実行に従ってストレージメモリ1005からデータを読み出したり、ストレージメモリ1005にデータを記憶させたりしてもよい。
パラレルI/Oコントローラ1020は、パラレルI/Oポートを介して通信可能な機器1021〜102xに接続されてもよい。パラレルI/Oコントローラ1020は、処理部1000がプログラムを実行する過程で行うパラレルI/Oポートを介した、デジタル信号による通信を制御してもよい。
シリアルI/Oコントローラ1030は、シリアルI/Oポートを介して通信可能な機器1031〜103xに接続されてもよい。シリアルI/Oコントローラ1030は、処理部1000がプログラムを実行する過程で行うシリアルI/Oポートを介した、デジタル信号による通信を制御してもよい。
A/D、D/Aコンバータ1040は、アナログポートを介して通信可能な機器1041〜104xに接続されてもよい。A/D、D/Aコンバータ1040は、処理部1000がプログラムを実行する過程で行うアナログポートを介した、アナログ信号による通信を制御してもよい。
ユーザインターフェイス1010は、オペレータが処理部1000によるプログラムの実行過程を表示したり、オペレータによるプログラム実行の中止や割り込み処理を処理部1000に行わせたりするよう構成されてもよい。
処理部1000のCPU1001はプログラムの演算処理を行ってもよい。メモリ1002は、CPU1001がプログラムを実行する過程で、プログラムの一時記憶や、演算過程でのデータの一時記憶を行ってもよい。タイマー1003は、時刻や経過時間を計測し、プログラムの実行に従ってCPU1001に時刻や経過時間を出力してもよい。GPU1004は、処理部1000に画像データが入力された際、プログラムの実行に従って画像データを処理し、その結果をCPU1001に出力してもよい。
パラレルI/Oコントローラ1020に接続される、パラレルI/Oポートを介して通信可能な機器1021〜102xは、レーザシステム3、露光装置6、他の制御部等であってもよい。
シリアルI/Oコントローラ1030に接続される、シリアルI/Oポートを介して通信可能な機器1031〜103xは、ターゲットセンサ4、光検出器35、位置調整等であってもよい。
A/D、D/Aコンバータ1040に接続される、アナログポートを介して通信可能な機器1041〜104xは、EUV光センサ7等の各種センサであってもよい。
以上のように構成されることで、制御部は各実施形態に示された動作を実現可能であってよい。
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。
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。

Claims (20)

  1. チャンバと、
    前記チャンバ内のプラズマ生成領域に向けてターゲットを出力するように構成されたターゲット生成部と、
    前記ターゲットに、第1プリパルスレーザ光前記第1プリパルスレーザ光よりもパルス幅が長い第2プリパルスレーザ光と、メインパルスレーザ光と、がこの順で照射されるように、前記第1プリパルスレーザ光、前記第2プリパルスレーザ光と、前記メインパルスレーザ光と、を生成するレーザシステムと、
    前記第2プリパルスレーザ光のフルーエンスが、1J/cm以上、且つ、前記メインパルスレーザ光のフルーエンス以下となるように、前記レーザシステムを制御する制御部と、
    を含む極端紫外光生成システム。
  2. チャンバと、
    前記チャンバ内のプラズマ生成領域に向けてターゲットを出力するように構成されたターゲット生成部と、
    前記ターゲットに、プリパルスレーザ光及びメインパルスレーザ光がこの順で照射されるように、前記プリパルスレーザ光及び前記メインパルスレーザ光を生成するレーザシステムと、
    前記メインパルスレーザ光のパルス波形が、第1の増加率以下の増加率で光強度が増加する第1段階と、第1の増加率より大きい第2の増加率以上の増加率で光強度が増加する第2段階と、光強度が減少する第3段階と、を含み、且つ、前記第1段階における当該メインパルスレーザ光のフルーエンスが、2J/cm以上、且つ、前記第2段階及び前記第3段階における当該メインパルスレーザ光のフルーエンス以下となるように、前記パルス波形を制御する制御部と、
    を含む極端紫外光生成システム。
  3. チャンバと、
    前記チャンバ内のプラズマ生成領域に向けてターゲットを出力するように構成されたターゲット生成部と、
    前記ターゲットに、第1プリパルスレーザ光、第2プリパルスレーザ光、及び、前記第1プリパルスレーザ光の波長及び前記第2プリパルスレーザ光の波長より大きい波長を有するメインパルスレーザ光が、この順で照射されるように、前記第1プリパルスレーザ光、前記第2プリパルスレーザ光及び前記メインパルスレーザ光を生成するレーザシステムと、
    前記第1プリパルスレーザ光、前記第2プリパルスレーザ光及び前記メインパルスレーザ光を前記プラズマ生成領域に集光するように構成されたレーザ集光光学系と、
    前記レーザ集光光学系に入射する前記第2プリパルスレーザ光のビーム径が、前記レーザ集光光学系に入射する前記第1プリパルスレーザ光のビーム径及び前記レーザ集光光学系に入射する前記メインパルスレーザ光のビーム径より小さくなるように、前記第1プリパルスレーザ光、前記第2プリパルスレーザ光及び前記メインパルスレーザ光の少なくとも1つのビーム径を制御する制御部と、
    を含む極端紫外光生成システム。
  4. 前記制御部は、前記第1プリパルスレーザ光と前記メインパルスレーザ光との出力タイミングの時間差が0.5μs以上、1.6μs以下となるように、且つ、前記第2プリパルスレーザ光と前記メインパルスレーザ光との出力タイミングの時間差が、0.03μs以上、0.37μs以下となるように、前記レーザシステムを制御する
    請求項1記載の極端紫外光生成システム。
  5. 前記レーザシステムは、パルス幅がピコ秒オーダーである前記第1プリパルスレーザ光を生成する、
    請求項記載の極端紫外光生成システム。
  6. 前記レーザシステムは、
    モードロックレーザ装置と、
    前記モードロックレーザ装置から出力されるパルスレーザ光の光路に配置された光シャッタと、
    前記モードロックレーザ装置から出力されるパルスレーザ光に含まれる少なくとも1つのパルスを前記光シャッタが通過させるように、前記光シャッタに電圧信号を送信する電圧波形制御回路と、
    前記光シャッタを通過したパルスレーザ光を入力して前記第1プリパルスレーザ光を出力する増幅器と、
    前記モードロックレーザ装置、前記電圧波形制御回路、及び前記増幅器に制御信号を出力するレーザ制御部と、
    を含む、請求項記載の極端紫外光生成システム。
  7. 前記モードロックレーザ装置は、光共振器と、レーザ媒質となるNd:YVO結晶と、可飽和吸収ミラーとを含む、
    請求項記載の極端紫外光生成システム。
  8. 前記光シャッタは、EOポッケルスセルと、偏光子とを含む、
    請求項記載の極端紫外光生成システム。
  9. 前記増幅器は、スラブ形状の光学結晶と、2枚のミラーとを含むマルチパス増幅器である、
    請求項記載の極端紫外光生成システム。
  10. 前記レーザシステムは、前記第2プリパルスレーザ光よりもパルス幅が長い前記メインパルスレーザ光を生成する
    請求項1記載の極端紫外光生成システム。
  11. 記第1のプリパルスレーザ光の光路に配置され、前記第1のプリパルスレーザ光の波面を調節する第1のビームエキスパンダと、
    前記第2のプリパルスレーザ光の光路に配置され、前記第2のプリパルスレーザ光の波面を調節する第2のビームエキスパンダと、
    前記メインパルスレーザ光の光路に配置され、前記メインパルスレーザ光の波面を調節する第3のビームエキスパンダと、
    さらに含む請求項1記載の極端紫外光生成システム。
  12. 前記第1から第3のビームエキスパンダを、前記第1プリパルスレーザ光の集光径が、前記メインパルスレーザ光の集光径及び前記第2のプリパルスレーザ光の集光径より小さくなるように、それぞれ制御する制御部
    をさらに備えた請求項11記載の極端紫外光生成システム。
  13. 前記第1のビームエキスパンダは、球面凹レンズと球面凸レンズとを含み、
    前記第2のビームエキスパンダは、球面凹レンズと球面凸レンズとを含み、
    前記第3のビームエキスパンダは、球面凹面ミラーと球面凸面ミラーとを含む、
    請求項11記載の極端紫外光生成システム。
  14. 前記第1のプリパルスレーザ光の光路に配置された第1の光学素子と、
    前記第1の光学素子を動かすことにより、前記第1のプリパルスレーザ光の進行方向を制御する第1のアクチュエータと、
    前記第2のプリパルスレーザ光の光路に配置された第2の光学素子と、
    前記第2の光学素子を動かすことにより、前記第2のプリパルスレーザ光の進行方向を制御する第2のアクチュエータと、
    前記メインパルスレーザ光の光路に配置された第3の光学素子と、
    前記第3の光学素子を動かすことにより、前記メインパルスレーザ光の進行方向を制御する第3のアクチュエータと、
    をさらに含む、請求項11記載の極端紫外光生成システム。
  15. 記第1のプリパルスレーザ光の光路と前記第2のプリパルスレーザ光の光路とが交差する第1の位置に配置され、前記第1のプリパルスレーザ光に含まれる第1の偏光成分と前記第2のプリパルスレーザ光に含まれる第2の偏光成分との内の一方を反射し他方を透過させて、前記第1のプリパルスレーザ光及び前記第2のプリパルスレーザ光を、前記メインパルスレーザ光の光路に位置する第2の位置に向けて出射する第1のビームコンバイナと、
    前記第2の位置に配置され、前記第1のプリパルスレーザ光及び前記第2のプリパルスレーザ光の両方に含まれる第1の波長成分と前記メインパルスレーザ光に含まれる第2の波長成分との内の一方を反射し他方を透過させて、前記第1のプリパルスレーザ光、前記第2のプリパルスレーザ光及び前記メインパルスレーザ光を、第3の位置に向けて出射する第2のビームコンバイナと、
    さらに含む請求項1記載の極端紫外光生成システム。
  16. 前記第2のビームコンバイナと前記第3の位置との間に配置され、前記第1のプリパルスレーザ光、前記第2のプリパルスレーザ光及び前記メインパルスレーザ光の各一部を第4の位置に向けて出射し、別の各一部を前記第3の位置に向けて出射するビームスプリッタと、
    前記第4の位置に配置され、前記第1のプリパルスレーザ光、前記第2のプリパルスレーザ光及び前記メインパルスレーザ光の前記各一部を検出する光センサと、
    をさらに含む、請求項15記載の極端紫外光生成システム。
  17. 前記レーザシステムは、0.4×10 W/cm 以上の単位面積当たりの光強度を有する前記第2プリパルスレーザ光を生成する、
    請求項1記載の極端紫外光生成システム。
  18. 前記レーザシステムは、3.0×10 W/cm 以上の単位面積当たりの光強度を有する前記第2プリパルスレーザ光を生成する、
    請求項1記載の極端紫外光生成システム。
  19. 前記レーザシステムは、100J/cm 以上、200J/cm 以下のフルーエンスを有する前記メインパルスレーザ光を生成する、
    請求項1記載の極端紫外光生成システム。
  20. 前記レーザシステムは、
    前記第1プリパルスレーザ光を生成する固体レーザ装置と、
    前記第2プリパルスレーザ光及び前記メインパルスレーザ光を生成するCO レーザ装置と、
    を含む、請求項1記載の極端紫外光生成システム。
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Families Citing this family (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6364002B2 (ja) * 2013-05-31 2018-07-25 ギガフォトン株式会社 極端紫外光生成システム
US9832855B2 (en) * 2015-10-01 2017-11-28 Asml Netherlands B.V. Optical isolation module
US9426872B1 (en) * 2015-08-12 2016-08-23 Asml Netherlands B.V. System and method for controlling source laser firing in an LPP EUV light source
US9820368B2 (en) 2015-08-12 2017-11-14 Asml Netherlands B.V. Target expansion rate control in an extreme ultraviolet light source
JPWO2017090167A1 (ja) * 2015-11-26 2018-09-13 ギガフォトン株式会社 極端紫外光生成装置
JP6616427B2 (ja) 2015-12-15 2019-12-04 ギガフォトン株式会社 極端紫外光生成装置
US10149375B2 (en) 2016-09-14 2018-12-04 Asml Netherlands B.V. Target trajectory metrology in an extreme ultraviolet light source
US9778022B1 (en) 2016-09-14 2017-10-03 Asml Netherlands B.V. Determining moving properties of a target in an extreme ultraviolet light source
AU2017339894B2 (en) 2016-10-04 2022-12-15 Boston Scientific Scimed, Inc. Tailored laser pulses for surgical applications
JP6748730B2 (ja) * 2016-11-01 2020-09-02 ギガフォトン株式会社 極端紫外光生成装置
US10401704B2 (en) * 2016-11-11 2019-09-03 Asml Netherlands B.V. Compensating for a physical effect in an optical system
US9755396B1 (en) * 2016-11-29 2017-09-05 Asml Netherlands B.V. EUV LPP source with improved dose control by combining pulse modulation and pulse control mode
US10299361B2 (en) * 2017-03-24 2019-05-21 Asml Netherlands B.V. Optical pulse generation for an extreme ultraviolet light source
US10506698B2 (en) * 2017-04-28 2019-12-10 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. EUV source generation method and related system
WO2019008719A1 (ja) * 2017-07-06 2019-01-10 ギガフォトン株式会社 レーザシステム、極端紫外光生成装置、及び極端紫外光生成方法
US10969690B2 (en) 2017-09-29 2021-04-06 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Extreme ultraviolet control system for adjusting droplet illumination parameters
US10743397B2 (en) * 2018-09-12 2020-08-11 ETH Zürich Method and device for generating electromagnetic radiation by means of a laser-produced plasma
US10477664B1 (en) * 2018-09-12 2019-11-12 ETH Zürich Method and device for generating electromagnetic radiation by means of a laser-produced plasma
JP2020053423A (ja) * 2018-09-21 2020-04-02 浜松ホトニクス株式会社 レーザ装置及びレーザ波形制御方法
NL2024009A (en) * 2018-10-18 2020-05-07 Asml Netherlands Bv Control of optical modulator
JP7306888B2 (ja) * 2019-06-13 2023-07-11 ギガフォトン株式会社 極端紫外光生成システム、レーザビームサイズ制御方法及び電子デバイスの製造方法
JP7261683B2 (ja) * 2019-07-23 2023-04-20 ギガフォトン株式会社 極端紫外光生成システム及び電子デバイスの製造方法
US11128097B2 (en) * 2019-08-02 2021-09-21 Samsung Electronics Co., Ltd. Light source apparatus
US11340531B2 (en) 2020-07-10 2022-05-24 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Target control in extreme ultraviolet lithography systems using aberration of reflection image
JP7434096B2 (ja) * 2020-07-30 2024-02-20 ギガフォトン株式会社 極端紫外光生成システム、及び電子デバイスの製造方法
EP4331326A1 (de) 2021-04-26 2024-03-06 TRUMPF Lasersystems for Semiconductor Manufacturing GmbH Euv-lichtquelle mit einer separationseinrichtung
US11906902B2 (en) * 2021-08-06 2024-02-20 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Semiconductor processing tool and methods of operation
JP2023096935A (ja) * 2021-12-27 2023-07-07 ギガフォトン株式会社 極端紫外光生成装置及び電子デバイスの製造方法

Family Cites Families (40)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7518787B2 (en) * 2006-06-14 2009-04-14 Cymer, Inc. Drive laser for EUV light source
US7928416B2 (en) 2006-12-22 2011-04-19 Cymer, Inc. Laser produced plasma EUV light source
WO2003096764A1 (en) 2002-05-13 2003-11-20 Jettec Ab Method and arrangement for producing radiation
JP4264505B2 (ja) 2003-03-24 2009-05-20 独立行政法人産業技術総合研究所 レーザープラズマ発生方法及び装置
US7087914B2 (en) * 2004-03-17 2006-08-08 Cymer, Inc High repetition rate laser produced plasma EUV light source
US7432517B2 (en) * 2004-11-19 2008-10-07 Asml Netherlands B.V. Pulse modifier, lithographic apparatus, and device manufacturing method
DE102005014433B3 (de) * 2005-03-24 2006-10-05 Xtreme Technologies Gmbh Verfahren und Anordnung zur effizienten Erzeugung von kurzwelliger Strahlung auf Basis eines lasererzeugten Plasmas
NL1036222A1 (nl) * 2007-12-13 2009-06-16 Asml Netherlands Bv Pulse Modifier, Lithographic Apparatus and Device Manufacturing Method.
JP5335298B2 (ja) * 2008-06-20 2013-11-06 ギガフォトン株式会社 極端紫外光源装置及び極端紫外光の生成方法
JP5454881B2 (ja) * 2008-08-29 2014-03-26 ギガフォトン株式会社 極端紫外光源装置及び極端紫外光の発生方法
JP5576079B2 (ja) * 2008-09-29 2014-08-20 ギガフォトン株式会社 極端紫外光源装置
US8445876B2 (en) * 2008-10-24 2013-05-21 Gigaphoton Inc. Extreme ultraviolet light source apparatus
US8436328B2 (en) * 2008-12-16 2013-05-07 Gigaphoton Inc. Extreme ultraviolet light source apparatus
JP5675127B2 (ja) * 2009-02-27 2015-02-25 ギガフォトン株式会社 レーザ装置および極端紫外光源装置
US8138487B2 (en) * 2009-04-09 2012-03-20 Cymer, Inc. System, method and apparatus for droplet catcher for prevention of backsplash in a EUV generation chamber
US9113540B2 (en) * 2010-02-19 2015-08-18 Gigaphoton Inc. System and method for generating extreme ultraviolet light
JP2013004258A (ja) * 2011-06-15 2013-01-07 Gigaphoton Inc 極端紫外光生成装置及び極端紫外光の生成方法
JP5722061B2 (ja) * 2010-02-19 2015-05-20 ギガフォトン株式会社 極端紫外光源装置及び極端紫外光の発生方法
US9265136B2 (en) 2010-02-19 2016-02-16 Gigaphoton Inc. System and method for generating extreme ultraviolet light
JP5765730B2 (ja) * 2010-03-11 2015-08-19 ギガフォトン株式会社 極端紫外光生成装置
US9072152B2 (en) * 2010-03-29 2015-06-30 Gigaphoton Inc. Extreme ultraviolet light generation system utilizing a variation value formula for the intensity
JP5765759B2 (ja) * 2010-03-29 2015-08-19 ギガフォトン株式会社 極端紫外光生成装置および方法
US9072153B2 (en) * 2010-03-29 2015-06-30 Gigaphoton Inc. Extreme ultraviolet light generation system utilizing a pre-pulse to create a diffused dome shaped target
JP5926521B2 (ja) * 2011-06-15 2016-05-25 ギガフォトン株式会社 チャンバ装置
JP5802410B2 (ja) * 2010-03-29 2015-10-28 ギガフォトン株式会社 極端紫外光生成装置
JP2012212641A (ja) * 2011-03-23 2012-11-01 Gigaphoton Inc 極端紫外光生成装置及び極端紫外光生成方法
JP2012252733A (ja) 2011-05-31 2012-12-20 Elpida Memory Inc 半導体装置
JP5917877B2 (ja) * 2011-10-11 2016-05-18 ギガフォトン株式会社 アライメントシステム
JP5932306B2 (ja) * 2011-11-16 2016-06-08 ギガフォトン株式会社 極端紫外光生成装置
WO2013161760A1 (ja) * 2012-04-27 2013-10-31 ギガフォトン株式会社 レーザシステム及び極端紫外光生成システム
WO2014147901A1 (ja) * 2013-03-21 2014-09-25 ギガフォトン株式会社 極端紫外光生成装置及び極端紫外光の生成方法、並びにパルスレーザ光の集光ビーム計測装置及び集光ビーム計測方法
JP6364002B2 (ja) * 2013-05-31 2018-07-25 ギガフォトン株式会社 極端紫外光生成システム
JP6195474B2 (ja) * 2013-05-31 2017-09-13 ギガフォトン株式会社 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
JP6513025B2 (ja) * 2013-09-17 2019-05-15 ギガフォトン株式会社 極端紫外光生成装置
US9232623B2 (en) * 2014-01-22 2016-01-05 Asml Netherlands B.V. Extreme ultraviolet light source
US9239269B1 (en) * 2014-07-14 2016-01-19 Asml Netherlands B.V. Calibration of photoelectromagnetic sensor in a laser source
JP6441946B2 (ja) * 2014-09-08 2018-12-19 ギガフォトン株式会社 レーザシステム
WO2017077584A1 (ja) * 2015-11-03 2017-05-11 ギガフォトン株式会社 極端紫外光生成装置
JPWO2017090167A1 (ja) * 2015-11-26 2018-09-13 ギガフォトン株式会社 極端紫外光生成装置
WO2017175344A1 (ja) * 2016-04-07 2017-10-12 ギガフォトン株式会社 固体レーザ装置、固体レーザシステム、及び露光装置用レーザ装置

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