JP6598774B2 - レーザ持続プラズマ照明出力により試料を撮像するためのシステム及び方法 - Google Patents

Description

本発明は、概して、プラズマに基づく光源に関し、より具体的には、真空紫外光を光学検査システムに送達することができるプラズマ光源に関する。

限りなく小型のデバイス特徴を有する集積回路に対する需要が増加し続けていることに伴い、これらの限りなく縮小し続けるデバイスの検査のために使用される改善された照明源に対する要求が増し続けている。１つのそのような照明源には、レーザ持続プラズマ源が含まれる。レーザ持続プラズマ光源は、高出力広帯域光をもたらすことが可能である。レーザ持続光源は、レーザ放射の焦点をガスの塊に合わせることによって、アルゴンまたはキセノン等のガスを、光を放出することが可能なプラズマ状態に励起するように作用する。この作用は、通常、プラズマの「ポンピング」と称される。深紫外（ＤＵＶ）検査器は、現在、連続波（ＣＷ）プラズマ源を利用しているが、真空紫外（ＶＵＶ）検査器は、パルスプラズマ源を利用する。ＣＷ及びパルスプラズマの利用は、溶融シリカバルブを用いることに起因してより長い波長における制限をもたらす。溶融シリカガラスは、おおよそ１８５〜１９０ｎｍよりも短い波長を有する光を吸収する。この短波長光の吸収は、１９０〜２６０ｎｍを含むスペクトル範囲において溶融シリカガラスバルブの光透過能力の急速な低下を引き起こし、バルブの過熱及びさらには破裂をもたらし、それによって、強力なレーザ持続プラズマ源の実用性が１９０〜２６０ｎｍの範囲では制限される。位置合わせ、配列、及びデータ統合に伴う問題を含む厄介な問題が、現在、パルスプラズマシステムでも生じている。このように、パルスプラズマシステムは、レーザパルス、検出器捕捉、及びステージの動きの注意深い時間の同期を要する。アナログでの光の統合もまた、アナログ信号を移動させるのに必要とされる長い経路長に起因して、困難である。

米国特許第７７０５３３１号 米国特許出願公開第２００７／０２７２２９９号 米国特許出願公開第２０１３／０１６９１４０号

したがって、先行技術における上述の欠点を克服するシステム及び方法を提供することが望ましい。

本発明の例示的な実施形態による、レーザ持続プラズマ照明出力により試料を撮像するためのシステム。一例示的な実施形態において、本システムは、レーザ持続プラズマ（ＬＳＰ）照明サブシステムを含み得る。別の例示的な実施形態において、ＬＳＰ照明サブシステムは、１つ以上の第１の選択された波長を含むポンピング照明を発生させるように構成される、ポンピング源を含む。別の例示的な実施形態において、ＬＳＰ照明サブシステムは、ある体積のガスを格納するように構成されるガス格納素子を含む。別の例示的な実施形態において、ＬＳＰ照明サブシステムは、ある体積のガス内でプラズマを発生させるために、ポンピング源からのポンピング照明の焦点をガス格納素子内に格納されたある体積のガスに向けるように構成されるコレクタを含み、ここで、プラズマは、１つ以上の第２の選択された波長を含む広帯域放射を放出する。別の例示的な実施形態において、本システムは、１つ以上の試料を固定するための試料ステージを含む。別の例示的な実施形態において、本システムは、撮像サブシステムを含む。別の例示的な実施形態において、撮像サブシステムは、照明経路を介してレーザ持続プラズマ照明サブシステムのプラズマから放出される広帯域の少なくとも一部分により、１つ以上の試料の表面を照らすように構成される、照明サブシステムを含む。別の例示的な実施形態において、撮像サブシステムは、検出器を含む。別の例示的な実施形態において、撮像サブシステムは、１つ以上の試料の表面からの照明を集光し、集光経路を介して集光した照明の焦点を検出器に合わせて、試料の表面の少なくとも一部分の画像を形成するように構成される、対物レンズを含む。別の例示的な実施形態において、本システムは、選択されたパージガスを格納し、照明経路及び集光経路のうちの少なくとも一部分をパージするように構成される、パージチャンバを含む。

本発明の例示的な実施形態による、試料のレーザ持続プラズマ撮像のための方法が、開示される。一例示的な実施形態において、本方法は、１つ以上の第１の選択された波長を含むポンピング照明を発生させることを含む。一例示的な実施形態において、本方法は、プラズマ発生に好適なある体積のガスを格納することを含む。一例示的な実施形態において、本方法は、ポンピング照明の焦点をある体積のガスに合わせることによりある体積のガス内でプラズマを形成することによって、１つ以上の第２の選択された波長を含む広帯域放射を発生させることを含む。一例示的な実施形態において、本方法は、照明経路を介して、プラズマから放出される広帯域放射の少なくとも一部分により、１つ以上の試料の表面を照らすことを含む。一例示的な実施形態において、本方法は、試料の表面からの照明を集光することを含む。一例示的な実施形態において、本方法は、集光回路を介して、集光された照明の焦点を検出器に合わせて、試料の表面の少なくとも一部分の画像を形成することを含む。一例示的な実施形態において、本方法は、照明経路及び集光経路のうちの少なくとも一部分を、選択されたパージガスでパージすることを含む。

前述の一般的な説明及び後述の詳細な説明のいずれも、例示的及び説明的であるに過ぎず、必ずしも本開示を制限するものではないことを理解されたい。本明細書に組み込まれ、その特徴の一部をなす添付の図面は、本開示の主題を例示する。ともに、説明及び図面は、本開示の原理を説明する役割を果たす。

本開示の多くの利点は、添付の図面を参照することによって、当業者により良く理解され得る。

本発明の一実施形態による、レーザ持続プラズマ照明出力により試料を撮像するためのシステムの概念図である。 本発明の一実施形態による、レーザ持続プラズマ照明出力により試料を撮像するためのシステムの概念図である。 本発明の一実施形態によるプラズマセルの概略図である。 本発明の一実施形態によるレーザ持続プラズマサブシステムの概略図である。 本発明の一実施形態によるレーザ持続プラズマサブシステムの概略図である。 本発明の一実施形態によるレーザ持続プラズマサブシステムの概略図である。 本発明の一実施形態によるレーザ持続プラズマサブシステムの概略図である。 本発明の一実施形態によるレーザ持続プラズマサブシステムの概略図である。 本発明の一実施形態による、レーザ持続プラズマ照明出力により試料を撮像するための方法を示すフロー図である。

これより、添付の図面に示される、開示された主題に対して詳細に参照がなされる。

概して図１Ａ〜図８を参照して、レーザ持続プラズマ照明により試料を撮像するためのシステム及び方法が、本開示に従って記載される。本開示の実施形態は、レーザ持続プラズマ光源により発生される、ＶＵＶ放射等の短波長照明を用いた試料の光学検査を対象とする。本開示の実施形態は、レーザ持続プラズマ光源の短波長光学出力と、対応する撮像サブシステム（例えば、検査サブシステム、計測サブシステム等）の照明光学系との連結を対象とする。本開示のさらなる実施形態は、レーザ持続プラズマ源内のプラズマポンピング照明（例えば、ＩＲ光）を短波長広帯域出力（例えば、ＶＵＶ光）から分離することを対象とする。

図１Ａは、本開示の実施形態による、レーザ持続プラズマ照明出力により試料を撮像するためのシステム１００を図示する。不活性ガス種内でのプラズマの発生は、概して、２００７年４月２日に出願された米国特許出願第１１／６９５，３４８号、２００６年３月３１日に出願された米国特許出願第１１／３９５，５２３号、及び２０１２年１０月９日に出願された米国特許出願第１３／６４７，６８０号に記載されており、これらは、それらの全体が参照により本明細書に組み込まれる。プラズマの発生はまた、概して、２０１４年３月２５日に出願された米国特許出願第１４／２２４，９４５号に記載されており、これは、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。さらに、プラズマセルの使用は、２０１４年３月３１日に出願された米国特許出願第１４／２３１，１９６号及び２０１４年５月２７日に出願された米国特許出願第１４／２８８，０９２号に記載されており、これらは、それぞれ、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。一般的に、システム１００は、当該技術分野で既知の任意のプラズマに基づく光源にまで及ぶと解釈されるべきである。

一実施形態において、システム１００は、レーザ持続プラズマ（ＬＳＰ）照明サブシステム１０２を含む。「ＬＳＰ照明サブシステム１０２」という用語は、本開示全体を通じて「ＬＳＰ照明装置」と互換的に使用されることが、本明細書において留意される。一実施形態において、ＬＳＰ照明サブシステム１０２は、赤外線（ＩＲ）放射、可視光、及び紫外線光等であるがこれらに限定されない、１つ以上の第１の選択された波長を含むポンピング照明１２１を発生させるように構成される、ポンピング源１０４を含む。例えば、ポンピング源１０４は、おおよそ２００ｎｍ〜１．５μｍの範囲の照明を放出することができる、任意の源を含み得る。別の実施形態において、ＬＳＰ照明サブシステム１０２は、チャンバ、プラズマセル、またはプラズマバルブ等であるがこれらに限定されない、ガス格納素子１０８を含む。一実施形態において、ガス格納素子１０８は、プラズマ１０７を構築し、それを維持するために使用される、ある体積のガスを格納する。別の実施形態において、ＬＳＰ照明サブシステム１０２は、ポンピング源１０４からのポンピング照明１２１の焦点を（例えば、反射性内部表面を介して）ガス格納素子１０８内に格納されたある体積のガスに合わせるように構成される、コレクタ１０６または反射装置を含む。この点に関して、コレクタ１０６は、ある体積のガス内でプラズマ１０７を発生させることができる。さらに、プラズマ１０７は、ＶＵＶ放射、ＤＵＶ放射、ＵＶ放射、及び可視光等であるがこれらに限定されない、１つ以上の第２の選択された波長を含む広帯域放射１３３を放出し得る。例えば、ＬＳＰ照明サブシステム１０２は、１００〜２００ｎｍの範囲の波長を有する光を放出することができる、任意のＬＳＰ構成を含み得るが、これに限定されない。別の例として、ＬＳＰ照明サブシステム１０２は、１００ｎｍ未満の波長を有する光を放出することができる、任意のＬＳＰ構成を含み得るが、これに限定されない。別の実施形態において、コレクタ１０６は、プラズマ１０７によって放出される広帯域照明１３３（例えば、ＶＵＶ放射、ＤＵＶ放射、ＵＶ放射、及び／または可視光）を集光し、広帯域照明１３３を１つ以上の追加の光学素子（例えば、ステアリング光学系、ビームスプリッタ、集光装置、フィルタ、ホモジナイザ等）に向けるように配設される。例えば、コレクタ１０６は、プラズマ１０７によって放出されるＶＵＶ広帯域放射、ＤＵＶ広帯域放射、ＵＶ広帯域放射、または可視光のうちの少なくとも１つを集光し、広帯域照明１３３をミラー１０５（例えば、ＬＳＰ照明サブシステム１０２を撮像サブシステム１１１の照明サブシステム１１２の光学入力に光学的に連結させるように機能するミラー１０５）に向けることができる。この点に関して、ＬＳＰ照明サブシステム１０２は、ＶＵＶ放射、ＤＵＶ放射、ＵＶ放射、及び／または可視放射を、検査ツールまたは計測ツール等であるがこれらに限定されない当該技術分野で既知の任意の光学特徴付けシステムの下流の光学素子に送達することができる。

別の実施形態において、システム１００は、試料１１６を固定するのに好適なステージアセンブリ１２０を含む。ステージアセンブリ１２０は、当該技術分野で既知の任意の試料ステージアーキテクチャを含み得る。例えば、ステージアセンブリ１２０は、線形ステージを含んでもよいが、これに限定されない。別の例として、ステージアセンブリ１２０は、回転ステージを含んでもよいが、これに限定されない。さらに、試料１２０は、半導体ウェハ等であるがこれに限定されない、ウェハを含んでもよい。

別の実施形態において、システム１００は、撮像サブシステム１１１を含む。撮像サブシステム１１１は、ＬＳＰ照明サブシステム１０２の照明出力に連結され得ることが、本明細書において留意される。この点に関して、撮像サブシステム１１１は、ＬＳＰ照明サブシステム１０２からの照明出力（例えば、ＶＵＶ光）を用いて１つ以上の試料１１６を検査するか、またはそうでなければ分析することができる。本開示全体を通じて、「撮像サブシステム」という用語は、「検査器」と互換的に使用されることが、本明細書において留意される。

別の実施形態において、撮像サブシステム１１１は、照明サブシステム１１２または「照明装置」を含む。一実施形態において、照明サブシステム１１２は、レーザ持続プラズマ照明サブシステム１０２によって発生されたプラズマ１０７から放出される広帯域放射の少なくとも一部分により、１つ以上の試料１１６の表面を照らす。一実施形態において、照明サブシステム１１２は、照明経路１１３を介して試料１１６の表面に広帯域放射１３３を送達する。照明サブシステム１１２は、ＬＳＰサブシステム１０２の出力からの広帯域放射１３３を、試料１１６の表面に送達するのに好適な任意の数及び種類の光学素子を含み得る。例えば、照明サブシステム１１２は、ＬＳＰ照明サブシステム１０２によって放出される広帯域放射１３３を方向付ける、その焦点を合わせる、及びそうでなければ処理するための、１つ以上のレンズ１１９、１つ以上のフィルタ１３０（例えば、部分帯域フィルタ）、１つ以上のコリメート素子（示されない）、１つ以上の偏光素子（示されない）、１つ以上のビームスプリッタ１２５を含み得る。

別の実施形態において、撮像サブシステム１１１は、対物レンズ１１４及び検出器１１８を含む。一実施形態において、対物レンズ１１４は、照明を、それが試料１１６（または試料１１６上に配置された粒子）の１つ以上の部分から散乱または反射された後に集光することができる。次いで、対物レンズは、集光経路１１７を介して、集光された照明の焦点を検出器１１８に合わせて、試料１１６の表面の１つ以上の部分の画像を形成することができる。対物レンズ１１４は、検査（例えば、暗視野検査もしくは明視野検査）または光学的計測を行うのに好適な当該技術分野で既知の任意の対物レンズを含み得ることが、本明細書において留意される。さらに、検出器１１８は、試料１１６から受光した照明を測定するのに好適な当該技術分野で既知の任意の光学検出器を含み得ることが、本明細書において留意される。例えば、検出器１１８は、ＣＣＤ検出器、ＴＤＩ検出器等を含み得るが、これらに限定されない。

別の実施形態において、システム１００は、パージチャンバ１１０を含む。一実施形態において、パージチャンバ１１０は、選択されたパージガスを格納するか、または格納するのに好適である。一実施形態において、パージチャンバ１１０は、照明サブシステム１１３、対物レンズ１１４、及び／または検出器１１８を格納する。別の実施形態において、パージチャンバ１１０は、照明経路１１３及び／または集光経路１１７を選択されたパージガスでパージする。パージチャンバ１１０の使用により、ＶＵＶ光等、プラズマによって発生された集光された広帯域光１３３が、付随する信号劣化が最小限であるかまたは少なくとも減少された状態で、照明サブシステム１１２の照明光学系を透過することが可能となることが、本明細書において留意される。パージチャンバ１１０でのパージガスを使用することで、検査中にＶＵＶ光等のより短波長の光を利用することが可能となり、ＶＵＶ光（１００〜２００ｎｍ）等であるがこれに限定されない短波長レジメンのパルスプラズマ検査を行う必要性を回避する。そのような構成により、検出器１１８でＴＤＤＩに基づくセンサを利用することが可能となることが、さらに理解される。パージチャンバ１１０で使用されるパージガスは、当該技術分野で既知の任意のパージガスを含み得る。例えば、選択されるパージガスには、希ガス、不活性ガス、非不活性ガス、または２つ以上のガスの混合物を挙げることができるが、これらに限定されない。例えば、選択されるパージガスには、アルゴン、Ｘｅ、Ａｒ、Ｎｅ、Ｋｒ、Ｈｅ、Ｎ_２等が挙げられるが、これらに限定されない。別の例として、選択されるパージガスには、アルゴンと追加のガスとの混合物が挙げられ得る。

別の実施形態において、システム１００は、広帯域放射１３３の少なくとも一部分に対して透明である窓１０３を含む。窓１０３は、照明サブシステム１１２をＬＳＰ照明サブシステム１０２の出力と光学的に連結させると同時に、パージチャンバ１１０の大気とＬＳＰ照明サブシステム１０２（及びコンポーネントシステム）の大気との間の分離を維持するように機能する。例えば、プラズマ１０７から放出されるＶＵＶ広帯域放射の場合、窓１０３は、ＶＵＶ放射に対して透明な材料を含み得る。例えば、ＶＵＶに好適な窓は、ＣａＦ_２またはＭｇＦ_２を含み得るが、これらに限定されない。

本明細書では、ガス格納素子１０８は、プラズマ１０７を開始及び／または維持するのに好適ないくつかのガス格納構造を含み得ることが認識される。一実施形態において、ガス格納素子１０８は、チャンバ（図１Ｂに示される）、プラズマセル（図２に示される）、またはプラズマバルブを含み得るが、これらに限定されない。

いくつかの実施形態において、ガス格納素子１０８（例えば、チャンバ、セル、またはバルブ）の透過部分は、プラズマ１０７によって発生される放射１３３及び／またはポンピング照明１２１に対して少なくとも部分的に透明である当該技術分野で既知の任意の材料から形成され得る。一実施形態において、ガス格納素子１０８の透過部分は、プラズマ１０７によって発生されるＶＵＶ放射、ＤＵＶ放射、ＵＶ放射、及び／または可視光に対して少なくとも部分的に透明である、当該技術分野で既知の任意の材料から形成され得る。別の実施形態において、ガス格納素子１０８の透過部分は、ポンピング源１０４からのＩＲ放射、可視光、及び／またはＵＶ光に対して少なくとも部分的に透明である、当該技術分野で既知の任意の材料から形成され得る。

いくつかの実施形態において、ガス格納構造の透過部分は、低ＯＨ含量の溶融シリカガラス材料から形成されてもよい。他の実施形態において、プラズマセル１０１の透過部分は、高ＯＨ含量の溶融シリカガラス材料から形成されてもよい。例えば、プラズマセル１０１の透過素子またはバルブは、ＳＵＰＲＡＳＩＬ １、ＳＵＰＲＡＳＩＬ ２、ＳＵＰＲＡＳＩＬ ３００、ＳＵＰＲＡＳＩＬ ３１０、ＨＥＲＡＬＵＸ ＰＬＵＳ、ＨＥＲＡＬＵＸ−ＶＵＶ等を含み得るが、これらに限定されない。他の実施形態において、プラズマセル１０１の透過素子またはバルブは、ＣａＦ_２、ＭｇＦ_２、結晶水晶、及びサファイアを含み得るが、これらに限定されない。再度、ＣａＦ_２、ＭｇＦ_２、結晶水晶、及びサファイア等であるがこれらに限定されない材料は、短波長放射（例えば、λ＜１９０ｎｍ）に対する透明性を提供することが、本明細書において留意される。本開示のガス格納素子１０８（例えば、チャンバ窓、ガラスバルブ、またはプラズマセルの透過素子／窓）での実装に好適な種々のガラスは、Ａ．Ｓｃｈｒｅｉｂｅｒ ｅｔ ａｌ．，Ｒａｄｉａｔｉｏｎ Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ｏｆ Ｑｕａｒｔｚ Ｇｌａｓｓ ｆｏｒ ＶＵＶ Ｄｉｓｃｈａｒｇｅ Ｌａｍｐｓ，Ｊ．Ｐｈｙｓ．Ｄ：Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．３８（２００５），３２４２−３２５０において詳細に論じられ、これは、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。

一実施形態において、ガス格納素子１０８は、ポンピング照明１０４の吸収時にプラズマを発生させるのに好適な当該技術分野で既知の任意の選択されたガス（例えば、アルゴン、キセノン、水銀等）を格納し得る。一実施形態において、ポンピング源１０４からの照明１２１の焦点をある体積のガスに合わせることにより、プラズマセル１０７内のガスまたはプラズマによって（例えば、１つ以上の選択された吸収線を通じて）エネルギーを吸収させ、それによって、プラズマを発生及び／または維持するためにガス種を「ポンピング」する。別の実施形態において、示されてはいないが、ガス格納構造１０８は、ガス格納構造１０８の内部容積内にプラズマ１０７を開始するための一連の電極を含んでもよく、それによって、ポンピング源１０４からの照明が、電極による点火後にプラズマ１０７を維持する。

システム１００は、多様なガス環境においてプラズマ１０７を開始及び／または持続するために利用され得ることが、本明細書において企図される。一実施形態において、プラズマ１０７を開始及び／維持するために使用されるガスは、希ガス、不活性ガス（例えば、希ガスもしくは非希ガス）、または非不活性ガス（例えば、水銀）を含み得る。別の実施形態において、プラズマ１０７を開始及び／または維持するために使用されるガスは、２つ以上のガスの混合物（例えば、不活性ガスの混合物、不活性ガスと非不活性ガスとの混合物、または非不活性ガスの混合物）を含み得る。別の実施形態において、ガスは、希ガスと１つ以上の微量材料（例えば、金属ハロゲン化物、遷移金属等）との混合物を含み得る。

例として、プラズマ１０７を発生させるために使用されるある体積のガスは、アルゴンを含み得る。例えば、ガスは、５ａｔｍを超過した圧力（例えば、２０〜５０ａｔｍ）下に置かれる実質的に純粋なアルゴンガスを含み得る。別の例では、ガスは、５ａｔｍを超過した圧力（例えば、２０〜５０ａｔｍ）下に置かれる実質的に純粋なクリプトンガスを含み得る。別の例では、ガスは、アルゴンガスと追加のガスとの混合物を含み得る。

本発明は、多くのガスにまで及び得ることがさらに留意される。例えば、本発明における実装に好適なガスは、Ｘｅ、Ａｒ、Ｎｅ、Ｋｒ、Ｈｅ、Ｎ_２、Ｈ_２Ｏ、Ｏ_２、Ｈ_２、Ｄ_２、Ｆ_２、ＣＨ_４、１つ以上の金属ハロゲン化物、ハロゲン、Ｈｇ、Ｃｄ、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｇａ、Ｆｅ、Ｌｉ、Ｎａ、Ａｒ：Ｘｅ、ＡｒＨｇ、ＫｒＨｇ、ＸｅＨｇ等を含んでもよいが、これらに限定されない。一般的に、本発明は、任意の光ポンププラズマ発生システムにまで及ぶと解釈されるべきであり、かつ、ガスチャンバ、プラズマセル、またはプラズマバルブ等のガス格納構造内のプラズマを持続するのに好適な任意の種類のガスにまで及ぶとさらに解釈されるべきである。

コレクタ１０６は、ポンピング源１０４から生じる照明の焦点をガス格納素子１０８内に格納されたある体積のガスに合わせるのに好適な当該技術分野で既知の任意の物理的構成を呈し得る。一実施形態において、コレクタ１０６は、ポンピング源１０４からの照明１２１を受光し、照明の焦点をガス格納素子１０８内に格納されたある体積のガスに合わせるのに好適な反射性内部表面を有する凹状領域を含み得る。例えば、コレクタ１０６は、反射性内部表面を有する楕円形のコレクタ１０６を含み得る。

ＬＳＰ照明サブシステム１０２は、任意の数及び種類の追加の光学素子を含み得ることが、本明細書において留意される。一実施形態において、一連の追加の光学系は、プラズマ１０７から生じる広帯域光を集光するように構成される集光光学系を含み得る。例えば、ＬＳＰ照明サブシステム１０２は、コレクタ１０６からの照明を下流の光学系に向けるように配設される、１つ以上の追加の光学素子を含んでもよい。別の実施形態において、一連の光学系は、ＬＳＰ照明サブシステム１０２の照明経路または集光経路のいずれかに沿って設置される１つ以上のレンズを含み得る。１つ以上のレンズは、ポンピング源１０４からの照明の焦点をガス格納素子１０８内のある体積のガスに合わせるために利用され得る。あるいは、１つ以上の追加のレンズは、プラズマ１０７から生じる広帯域光の焦点を選択された標的または焦点（例えば、照明サブシステム１１２内の焦点）に合わせるために利用され得る。

別の実施形態において、一連の光学系は、光がガス格納素子１０８に入射する前に照明をフィルタにかけるか、またはプラズマ１０７からの光の放出後に照明をフィルタにかけるために、ＬＳＰ照明サブシステム１０２の照明経路または集光経路のいずれかに沿って設置される１つ以上のフィルタを含んでもよい。本明細書に記載されるＬＳＰ照明サブシステム１０２の一連の光学系は、例示のために提供されるに過ぎず、制限するものとして解釈されるべきでないことが、本明細書において留意される。多くの同等または追加の光学的構成が本発明の範囲内で利用され得ることが予期される。

別の実施形態において、システム１００のポンピング源１０４は、１つ以上のレーザを含み得る。一般的に、ポンピング源１０４は、当該技術分野で既知の任意のレーザシステムを含み得る。例えば、ポンピング源１０４は、電磁スペクトルの赤外線、可視、または紫外線部分において放射を放出することができる、当該技術分野で既知の任意のレーザシステムを含み得る。一実施形態において、ポンピング源１０４は、連続波（ＣＷ）レーザ放射を放出するように構成される、レーザシステムを含み得る。例えば、ポンピング源１０４は、１つ以上のＣＷ赤外線レーザ源を含み得る。例えば、ガス格納素子１０８内のガスがアルゴンであるか、またはアルゴンを含む状況において、ポンピング源１０４は、１０６９ｎｍで放射を放出するように構成されるＣＷレーザ（例えば、ファイバレーザまたはディスクＹｂレーザ）を含み得る。この波長は、アルゴンにおける１０６８ｎｍの吸収線に適合し、そのため、アルゴンガスをポンピングするために特に有益であることが留意される。ＣＷレーザに関する上記の記載は限定するものではなく、当該技術分野で既知の任意のレーザが本発明の文脈において実装されてもよいことが本明細書において留意される。

別の実施形態において、ポンピング源１０４は、１つ以上のダイオードレーザを含んでもよい。例えば、ポンピング源１０４は、ガス格納素子１０８内に格納されるガス種の任意の１つ以上の吸収線に対応する波長で放射を放出する１つ以上のダイオードレーザを含み得る。一般的に、ポンピング源１０４のダイオードレーザは、ダイオードレーザの波長が、当該技術分野で既知のプラズマの任意の吸収線（例えば、イオン性遷移線）またはプラズマ生成ガスの任意の吸収線（例えば、高励起中性遷移線）に同調されるように、実装のために選択され得る。このため、所与のダイオードレーザ（または一連のダイオードレーザ）の選択は、システム１００のガス格納素子１０８内に格納されるガスの種類により異なるであろう。

別の実施形態において、ポンピング源１０４は、イオンレーザを含み得る。例えば、ポンピング源１０４は、当該技術分野で既知の任意の希ガスイオンレーザを含んでもよい。例えば、アルゴンに基づくプラズマの場合、アルゴンイオンをポンピングするために使用されるポンピング源１０４は、Ａｒ＋レーザを含んでもよい。

別の実施形態において、ポンピング源１０４は、１つ以上の周波数変換レーザシステムを含み得る。例えば、ポンピング源１０４は、１００ワット超のパワーレベルを有するＮｄ：ＹＡＧまたはＮｄ：ＹＬＦレーザを含んでもよい。別の実施形態において、ポンピング源１０４は、広帯域レーザを含み得る。別の実施形態において、ポンピング源１０４は、変調されたレーザまたはパルスされたレーザを放出するように構成されるレーザシステムを含んでもよい。

別の実施形態において、ポンピング源１０４は、実質的に一定のパワーでレーザ光をプラズマ１０７に提供するように構成される１つ以上のレーザを含み得る。別の実施形態において、ポンピング源１０４は、変調されたレーザ光をプラズマ１０７に提供するように構成される１つ以上の変調されたレーザを含み得る。別の実施形態において、ポンピング源１０４は、パルスレーザをプラズマ１０７に提供するように構成される１つ以上のパルスレーザを含み得る。

別の実施形態において、ポンピング源１０４は、１つ以上の非レーザ源を含んでもよい。一般的に、ポンピング源１０４は、当該技術分野で既知の任意の非レーザ光源を含み得る。例えば、ポンピング源１０４は、電磁スペクトルの赤外線、可視、または紫外線部分において放射を離散的または連続的に放出することができる、当該技術分野で既知の任意の非レーザシステムを含んでもよい。

別の実施形態において、ポンピング源１０４は、２つ以上の光源を含んでもよい。一実施形態において、ポンピング源１０４は、２つ以上のレーザを含み得る。例えば、ポンピング源１０４（または「源」）は、複数のダイオードレーザを含み得る。別の例として、ポンピング源１０４は、複数のＣＷレーザを含み得る。別の実施形態において、２つ以上のレーザのそれぞれは、システム１００のガス格納素子１０８内のガスまたはプラズマの異なる吸収線に同調されるレーザ放射を放出し得る。この点に関して、複数のパルス源は、異なる波長の照明をガス格納素子１０８内のガスに提供することができる。

図１Ｂは、本開示のさらなる実施形態によるシステム１００を図示する。図１Ａに関して本明細書に前述された種々の実施形態及び構成要素は、図１Ｂにまで及ぶと解釈されるべきであり、明確さの目的で繰り返されないことが、本明細書において留意される。一実施形態において、ＬＳＰ照明サブシステム１０２は、ポンピング源１０４からの照明１２１をガス格納素子１０８の入射窓１２４に通すように構成される一連の照明光学系１０９を含む。別の実施形態において、次いで、コレクタ１０６が、ポンピング照明１２１を集光し、プラズマ１０７を発生させるためにその焦点をガスに合わせ得る。今度は、プラズマ１０７が広帯域放射（例えば、ＶＵＶ、ＤＵＶ、またはＵＶ光）を放出し、これが、コレクタ１０６によって集光され、光学素子１０５に向けられる。一実施形態において、光学素子１０５は、ポンピング照明１２１と集光された広帯域放射１３３とを分離するのに好適な任意の光学素子を含む。ポンピング照明１２１と集光された広帯域放射１３３との分離に好適な様々な種類の光学構成が、本明細書にさらに詳細に記載される。本開示に記載されるポンピング／広帯域光分離のためのアプローチのそれぞれは、システム１００にまで及び得ることが企図される。別の実施形態において、光学素子１０５は、広帯域出力１３３を、撮像サブシステム１１１（すなわち、検査サブシステムまたは検査器）の照明サブシステム１１２の１つ以上の下流光学素子１１９に向けることができる。照明サブシステム１１２は、反射に基づく光学システム、屈折に基づく光学システム、または反射屈折光学システムを含み得ることが、本明細書において留意される。別の実施形態において、照明サブシステム１１２は、照明経路１１３内に位置する瞳アセンブリ１３２を含み得る。別の実施形態において、照明１３３が照明の瞳アセンブリ１３２を透過した後、ビームスプリッタ１２５が、照明を、ステージアセンブリ１２０上に配置される試料（例えば、ウェハ）の表面に向ける。さらに、対物レンズ１１４が、試料１１６の表面から散乱される、反射される、またはそうでなければ方向付けられる照明１１５を集光し得る。次いで、対物レンズ１１４は、集光した照明１３８の焦点を合わせ、焦点が合わされた照明を撮像のために検出器１１８に向け得る。別の実施形態において、焦点が合わされた照明１３８は、集光経路１１７に沿って位置付けられる集光瞳アセンブリ１３６を透過する。

図２は、ＬＳＰ照明サブシステム１０２においてガス格納素子１０８として使用するのに好適なプラズマセル２００を図示する。一実施形態において、プラズマセル２００は、プラズマ１０７を開始及び／または維持するのに好適なガスを格納するための１つ以上のフランジ２０４ａ、２０４ｂと組み合わせた透過素子２０２を含み得るが、これに限定されない。別の実施形態において、フランジ２０４ａ、２０４ｂは、接続ロッド２０６を使用して透過素子２０２（例えば、中空円筒）に固定され得る。フランジを有するプラズマセルの使用は、少なくとも、２０１４年３月３１日に出願された米国特許出願第１４／２３１，１９６号及び２０１４年５月２７日に出願された米国特許出願第１４／２８８，０９２号に記載されており、これらは、それぞれ、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。別の実施形態において、プラズマバルブは、ガス格納素子１０８として使用され得る。プラズマバルブの使用は、少なくとも、２００７年４月２日に出願された米国特許出願第１１／６９５，３４８号、２００６年３月３１日に出願された米国特許出願第１１／３９５，５２３号、及び２０１２年１０月９日に出願された米国特許出願第１３／６４７，６８０号に記載されており、これらは、それぞれ、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。内蔵型ガスチャンバの使用は、２０１０年５月２６日に出願された米国特許出願第１２／７８７，８２７号に記載されており、これは、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。

図３は、本発明の一実施形態によるＬＳＰサブシステム１０２を図示する。一実施形態において、ＬＳＰ照明サブシステム１０２は、本明細書に前述のように、プラズマ１０７を維持するのに好適なガスを格納するためのチャンバ３０１を含む。別の実施形態において、チャンバ３０１内に格納されるガスは、加圧される。別の実施形態において、ＬＳＰ照明サブシステム１０２は、入射ポンピング照明１２１（例えば、ＩＲ光）及び発生される広帯域放射１３３（例えば、ＶＵＶ光）の両方に対して透明である窓３０２を含む。例えば、ＩＲポンピング照明及びＶＵＶ広帯域プラズマ発生放射の場合、窓３０２は、ＣａＦ_２、ＭｇＦ_２等から形成され得る。一実施形態において、発生される広帯域放射１３３及びポンピング照明１２１は、開口数空間（ｎｕｍｅｒｉｃａｌ ａｐｅｒｔｕｒｅ ｓｐａｃｅ）の異なる部分を占有する。

一実施形態において、ＬＳＰ照明サブシステム１０２は、発生される広帯域放射１３３（または発生される広帯域放射１３３の一部分）に対して反射性である反射性コーティング３０５を有するコールドミラー３０３を含む。さらに、コールドミラー３０３は、ポンピング照明１２１に対して透明である。例えば、反射性コーティング３０５が、図３に示されるように、コールドミラー３０３の中央部分に配置されてもよい。一実施形態において、コールドミラー３０３は、コレクタ１０６の反射性表面とポンピング源１０４との間に位置付けられる。別の実施形態において、広帯域放射１３３とポンピング照明１２１とは、コールドミラー３０３によって分離される。この点に関して、コールドミラー３０３の反射性コーティングにより、反射した広帯域放射３０４を方向付ける（例えば、ＶＵＶ光を下流の光学素子（例えば、照明サブシステム及びその構成要素）に向ける）ことができる。別の実施形態において、ＬＳＰ照明サブシステム１０２は、追加の窓３０８を含む。追加の窓３０８は、放出される広帯域放射１３３に対して透明である任意の材料から構築され得る。この点に関して、広帯域放射の第２のビーム３０６（例えば、選択された値よりも低いＮＡを有する）が、窓３０８を透過し、反射されたビーム３０４以外の目的で使用され得る。

図４は、ポンピング照明１３３とプラズマ発生広帯域放射とが瞳全体にわたってＮＡ空間の異なる部分を占有する構成にあるＬＳＰサブシステム１０２を図示する。別途示されない限り、本明細書に前述されるＬＳＰサブシステム１０２の種々の構成要素は、図４にまで及ぶと解釈されるべきであることが、本明細書において留意される。

一実施形態において、ＬＳＰ照明サブシステム１０２は、レーザ持続プラズマサブシステム１０２の瞳を横方向に分割するように構成される１つ以上の光学素子４０３を含む。この点に関して、１つ以上の光学素子４０３は、図４に示されるように、ポンピング照明１２１と広帯域放射１３３とがＮＡ空間の異なる部分を占有し、それによって、瞳を「横並びで」分割するように、位置付けられ、配向され得る。例えば、１つ以上の光学素子４０３は、ＬＳＰ照明サブシステム１０２のＮＡ空間全体で部分的にのみ延在するコールドミラー４０３を含み得る。例えば、図４に示されるように、コールドミラー４０３は、ＬＳＰ照明サブシステム１０２の右側部分に沿ってのみ延在するように配設され得、これにより、ＬＳＰ照明サブシステム１０２の左側からは広帯域放射がコールドミラー４０３によって再び方向付けられないという結果になる上述の例は、例示目的に過ぎないことが本明細書において留意され、コールドミラー４０３の位置付けが、図４に示されるものに限定されないことが企図される。別の実施形態において、コールドミラー４０３は、ポンピング照明１２１に対して反射性であるか、またはポンピング照明１２１に対して反射性であるコーティングを含むように、選択され得る。この点に関して、コールドミラー４０３またはコールドミラー４０３のコーティングは、ＬＳＰサブシステム１０２の瞳の右側（例示目的に過ぎない）に入り込むポンピング照明１２１を反射するように機能し得る。別の実施形態において、窓３０２は、異なるコーティングを含み得る。例えば、窓３０２の一方の側面（例えば、左側）には、広帯域放射１３３が窓の半分（例えば、左側）には透過しないように、広帯域放射１３３に反射性のコーティングが含まれてもよい。さらに、窓３０２の反対側（例えば、右側）には、ポンピング照明１２１が窓の半分（例えば、右側）には透過しないように、ポンピング照明１２１に反射性であるコーティングが含まれてもよい。

図５は、本開示の別の実施形態による、ポンピング照明１３３とプラズマ発生広帯域放射とが瞳全体にわたってＮＡ空間の異なるゾーンを占有する構成にあるＬＳＰサブシステム１０２を図示する。

別途示されない限り、本明細書に前述されるＬＳＰサブシステム１０２の種々の構成要素は、図５にまで及ぶと解釈されるべきであることが、本明細書において留意される。

一実施形態において、ＬＳＰ照明サブシステム１０２は、ポンピング照明１２１が第１のＮＡ範囲を有する瞳の第１の部分を占有し、広帯域放射が第２のＮＡ範囲を有する瞳の第２の部分を占有するように、レーザ持続プラズマサブシステムの瞳を分割するように構成される１つ以上の光学素子５０３を含む。例えば、図５に示されるように、ＬＳＰ照明サブシステム１０２は、環状ミラー５０３を含む。ミラー５０３は、外側放射ゾーンからコレクタ１０６に向かってポンピング照明を反射させるが、発生した広帯域放射１３３は、環状ミラー５０３の中央部分を通って中央放射ゾーンを通過することが可能である。別の実施形態において、ＬＳＰ照明サブシステム１０２は、本明細書全体を通じて記載されるように、中央ゾーンの広帯域放射１３３を下流の光学系に向けることを可能にするための開口部５０７を含む。別の実施形態において、ＬＳＰ照明サブシステム１０２は、フィルタ素子５１０を含む。例えば、フィルタ素子５１０は、ポンピング照明１２１（例えば、ＩＲ光）をフィルタリングすることができ、その結果、中央放射ゾーン内に存在するすべてのポンピング照明が、下流の光学系に伝わる前に照明出力５０６から除去される。図５に示される構成は、制限するものではなく、単に例示目的で提供されることが、本明細書において留意される。例えば、代替的な光学素子５０３は、ポンピング照明が、ＬＳＰ照明サブシステム１０２の中央放射ゾーンを通ってコレクタ１０６に向かって伝播することを可能にするが、発生された広帯域放射１３３は、外側の放射ゾーンを通って伝播する。

ＬＳＰ照明サブシステム１０２の光学素子は、レーザ持続プラズマサブシステム１０２の瞳を対称的または非対称的に分割し得ることが、本明細書において留意される。この点に関して、ポンピング照明とプラズマ発生広帯域放射との分離は、対称的または非対称的であり得る。

ポンピング照明とプラズマ発生広帯域放射とをＮＡ空間の異なる部分に分離させることは、２０１１年２月１４日に出願された米国特許出願第１３／０２６，９２６号に記載されており、これは、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。

図６は、本発明のさらなる実施形態によるＬＳＰ照明サブシステム１０２を図示する。一実施形態において、ＬＳＰ照明サブシステム１０２は、ポンピング照明１２１とプラズマ発生広帯域放射１３３とが、ＮＡ空間の同じかまたは共通する部分を占有するように構成される。この点に関して、ポンピング照明１２１とプラズマ発生広帯域放射１３３とは、ＬＳＰ照明サブシステム１０２の瞳を共有し得る。

一実施形態において、ＬＳＰ照明サブシステム１０２は、発生される広帯域放射１３３（または発生される広帯域放射１３３の一部分）に反射性である反射性コーティング（示されない）を有するコールドミラー６０３を含む。さらに、コールドミラー６０３は、ポンピング照明１２１に対して透明である。一実施形態において、コールドミラー６０３は、コレクタ１０６の反射性表面とポンピング源１０４との間に位置付けられる。別の実施形態において、広帯域放射１３３とポンピング照明１２１とは、コールドミラー６０３によって分離される。この点に関して、コールドミラー６０３の反射性コーティングは、反射した広帯域放射３０４（例えば、ＶＵＶ光）を下流の光学素子に向けることができる。別の実施形態において、ＬＳＰ照明サブシステム１０２は、補正光学素子６０２を含む。コールドミラー６０３は、ポンピング照明１２１を屈折させ得ることが、本明細書において留意される。補正素子６０２は、そのような屈折を補正するために、ＬＳＰ照明サブシステム１０２内に挿入され得る。

別の実施形態において、ＬＳＰサブシステム１０２は、全内部反射（ＴＩＲ）光学素子（示されない）を含み得る。一実施形態において、広帯域放射１３３とポンピング照明１２１とは、ＴＩＲ素子によって分離される。一実施形態において、ＴＩＲ素子は、コレクタ１０６の反射性表面とポンピング源１０４との間に位置付けられる。別の実施形態において、ＴＩＲ素子は、第１の波長を含むポンピング照明１２１と、少なくともプラズマ１０７から放出される第２の波長を含む放出される広帯域放射１３３とを空間的に分離するように配設される。

一実施形態において、ＴＩＲ素子は、選択された材料（例えば、ＣａＦ_２、ＭｇＦ_２等）から形成され、ＴＩＲ素子へのプラズマ照明１３３入射の全内部反射を確立するために、ポンピング源１０４及び発生されるプラズマ１０７に対して配設される。さらに、ＴＩＲ素子は、ポンピング源１０４からのポンピング照明１２１に対して透明である金属から形成される。例えば、ＴＩＲ素子の材料、位置、及び配向は、プラズマ照明１３３がＴＩＲ素子内の第１の表面で全内部反射を受け、第２の表面でＴＩＲ素子から出射するように、選択され得る。出射するプラズマ照明３０４は、次いで、本開示全体を通じて記載されるように、下流の光学素子に向けられ得る。さらに、ＴＩＲ素子の材料、位置、及び配向は、ポンピング照明１２１が第１の表面で屈折され、ＴＩＲ素子を透過するように、選択され得る。次いで、ポンピング照明１２１は、プラズマ発生のために第３の表面でＴＩＲ素子からコレクタ１０６に向かって出射する。ＩＲ光等のポンピング照明とＶＵＶ光等のプラズマ発生広帯域放射との分離に好適なＴＩＲ素子及び他の屈折に基づく光学素子の使用は、２０１４年８月１３日に出願された米国出願第１４／４５９，０９５号に記載されており、これは、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。

図７は、本開示の別の実施形態による、ポンピング照明１２１とプラズマ発生広帯域放射１３３とがＮＡ空間の同じ部分を占有するように構成されるＬＳＰ照明サブシステム１０２を図示する。図７に示されるように、入射ポンピング照明は、コレクタ１０６の下から方向付けられ、コールドミラー及び対応する補正素子７０２を通過する。別の実施形態において、図７に示される実施形態は、図６に示されるもの等、チャンバ窓を必要としない。一実施形態において、プラズマガスは、チャンバ７０１内及びＬＳＰ照明サブシステム１０２のカラム７０５全体に格納される。この点に関して、コレクタ１０６、コールドミラー７０３、及び窓７０９が、チャンバ７０１の空洞を形成する。別の実施形態において、カラム７０５は、広帯域放射１３３に対して透明であり、ＬＳＰ出力７０６が下流の光学素子に透過されることを可能にする窓７０９により圧力を維持する。別の実施形態において、チャネル７０３は、プラズマ１０７及びプラズマプルームの制御及び冷却を可能にする。

ＬＳＰ照明サブシステム１０２の実施形態は、プラズマガス及び「チャンバ」内で生じるそのようなガスの形成と関連して記載されてきたが、これは、制限として解釈されるべきではなく、単なる例示目的で提供されることが、本明細書において留意される。本明細書に記載されるＬＳＰ照明サブシステムの実施形態のすべては、広帯域放射１３３を発生させる目的でプラズマセル（例えば、図２を参照されたい）及びプラズマバルブにまで及び得ることが、本明細書において企図される。

ＬＳＰ照明サブシステム１０２によって放出される広帯域放射のパワーレベルは、システム１００の種々のパラメータの制御を介して調節可能であることが、本明細書において留意される。さらに、放出される広帯域放射のパワーレベルの調節を通じて、試料１１６上の撮像範囲は、最適化されるか、少なくとも改善され得ることが、本明細書において理解される。一実施形態において、放出される広帯域放射のパワーレベルは、発生されるプラズマ１０７の形状を変化させることによって調節することができる。例えば、ポンピング源１０４のパワーレベルは、発生されるプラズマ１０７の形状を変化させ、それによって、放出される広帯域放射１３３のパワー出力を調節するために、調節され得る。別の例として、ポンピング源１０４の波長は、発生されるプラズマ１０７の形状を変化させ、それによって、放出される広帯域放射１３３のパワー出力を調節するために、調節され得る。別の例として、レーザ持続プラズマサブシステム１０２内のポンピングガスのガス圧力は、発生されるプラズマ１０７の形状を変化させ、それによって、放出される広帯域放射１３３のパワーレベルを調節するために、調節され得る。別の例として、レーザ持続プラズマサブシステム内のＮＡパワー分布は、発生されるプラズマ１０７の形状を変化させ、それによって、放出される広帯域放射１３３のパワーレベルを調節するために、調節され得る。上述の変更及び調節は、手動またはデジタル制御システムを通じて自動で行われ得ることが、本明細書に留意される。

図８は、本開示の一実施形態による、レーザ持続プラズマ照明出力による試料の撮像のための方法８００を示すフロー図を図示する。ステップ８０２において、ＩＲ光等、１つ以上の第１の選択された波長を含むポンピング照明１２１が発生される。ステップ８０４において、プラズマ発生に好適なある体積のガスが格納される。例えば、ある体積のプラズマ発生ガスは、プラズマチャンバ、プラズマセル、またはプラズマバルブ内に格納され得る。ステップ８０６において、１つ以上の第２の選択された波長を含む広帯域放射１３３（例えば、ＶＵＶ光）が、ポンピング照明１２１の焦点をある体積のガスに合わせることによりある体積のガス内でプラズマを形成することによって、発生される。ステップ８０８において、照明経路１１３を介してプラズマ１０７から放出された広帯域放射１３３の少なくとも一部分により、１つ以上の試料１１６の表面を照らす。ステップ８１０において、試料１１６の表面からの照明１１５が集光される。例えば、対物レンズ１１４により、試料１１６の表面から散乱または反射された照明１１５を集光することができる。ステップ８１２において、集光経路１１７を介して、集光した照明の焦点を検出器に合わせて、試料１１６の表面の少なくとも一部分の画像を形成する。例えば、対物レンズ１１４（追加の光学素子ありまたはなしで）は、集光した照明の焦点を検出器１１８に合わせて、試料１１６の表面の少なくとも一部分の画像を形成することができる。ステップ８１４において、照明経路１１３及び／または集光経路を、選択されたパージガス（例えば、Ａｒ）でパージする。

本明細書において記載された主題は、他の構成要素内に格納されるか、または他の構成要素に接続される、異なる構成要素を示す場合もある。このような示されたアーキテクチャは単に例示的なものであり、実際には、同一の機能性を達成する他の多くのアーキテクチャが実装され得ることが理解されるべきである。概念的な意味では、同一の機能性を達成する構成要素の任意の配設は、所望の機能性が達成されるように効果的に「関連付け」られている。したがって、特定の機能性を達成するように組み合わされた本明細書における任意の２つの構成要素は、アーキテクチャまたは中間の構成要素を問わず、所望の機能性が達成されるように互いに「関連付け」られたものとして見なされ得る。同様に、そのように関連付けられた任意の２つの構成要素は、所望の機能性を達成するように互いに「接続されて」いる、または「連結されて」いるものとして見なされ得、そのように関連付けられ得ることが可能な任意の２つの構成要素は、所望の機能性を達成するように互いに「連結可能」であると見なされ得る。連結可能な特定の実施例は、物理的に連結可能な及び／または物理的に相互作用する構成要素及び／または無線相互作用可能な及び／または無線相互作用する構成要素及び／または論理的に相互作用可能な及び／または論理的に相互作用する構成要素を含むが、これらに限定されない。

本開示及びそれに伴う多くの利点は、上述の説明によって理解されると考えられ、開示された主題から逸脱することなく、またはその材料の利点のすべてを犠牲にすることなく、構成要素の形態、構成、及び配置において種々の変更が行われ得ることは明白である。記載される形態は、単なる説明のためのものであり、そのような変更を包含し、含むことが以下の特許請求の範囲の意図である。さらに、本発明が添付の特許請求の範囲によって定義されることを理解されたい。

Claims (30)

1. レーザ持続プラズマ照明出力により試料を撮像するためのシステムであって、
   レーザ持続プラズマ照明サブシステムであって、
   １つ以上の第１の選択された波長を含むポンピング照明を発生させるように構成されるポンピング源と、
   ある体積のガスを格納するように構成されるガス格納素子と、
   前記ある体積のガス内でプラズマを発生させるために、前記ポンピング源からの前記ポンピング照明の焦点を前記ガス格納素子内に格納される前記ある体積のガスに合わせるように構成されるコレクタであって、前記プラズマが、１つ以上の第２の選択された波長を含む広帯域放射を放出するコレクタと、
   を含むレーザ持続プラズマ照明サブシステムと、
   １つ以上の試料を固定するための試料ステージと、
   撮像サブシステムであって、
   照明経路を介して前記レーザ持続プラズマ照明サブシステムの前記プラズマから放出される前記広帯域放射の少なくとも一部分により、前記１つ以上の試料の表面を照らすように構成される照明サブシステムと、
   検出器と、
   前記試料の表面からの照明を集光し、集光経路を介して前記集光された照明の焦点を検出器に合わせて、前記１つ以上の試料の前記表面の少なくとも一部分の画像を形成するように構成される対物レンズと、
   を含む撮像サブシステムと、
   選択されたパージガスを格納し、前記照明経路及び前記集光経路のうちの少なくとも一部分をパージするように構成されるパージチャンバと、
   を備え、
   前記ガス格納素子は、前記レーザ持続プラズマ照明サブシステムの出力と前記照明サブシステムを光学的に連結するように構成される透過部分を含み、前記透過部分は、前記パージチャンバの大気と前記レーザ持続プラズマ照明サブシステムの前記ガス格納素子内のガスとの間の分離を維持するように構成される
   システム。
2. 前記ガス格納素子は、
   ある体積のガスを格納するように構成されるチャンバを含む、請求項１に記載のシステム。
3. 前記ガス格納素子は、
   ある体積のガスを格納するように構成されるプラズマセルを含む、請求項１に記載のシステム。
4. 前記プラズマセルは、
   透過素子と、
   前記ガスを格納するために前記透過素子の１つ以上の端部に配置される１つ以上のフランジと、を備える、請求項３に記載のシステム。
5. 前記ガス格納素子は、
   ある体積のガスを格納するように構成されるプラズマバルブを含む、請求項１に記載のシステム。
6. 前記ガス格納素子の前記透過部分は、前記ポンピング照明及び前記放出される広帯域放射のうちの少なくとも１つに対して透明である、請求項１に記載のシステム。
7. 前記ガス格納素子の前記透過部分は、ＣａＦ_２、ＭｇＦ_２、結晶水晶、及びサファイアのうちの少なくとも１つから形成される、請求項１に記載のシステム。
8. 前記ガス格納素子は、少なくとも１つの不活性ガス、非不活性ガス、及び２つ以上のガスの混合物を含むガスを格納する、請求項１に記載のシステム。
9. 前記ガス格納素子は、希ガスと１つ以上の微量材料との混合物を含むガスを格納する、請求項１に記載のシステム。
10. 照明源は、
    １つ以上のレーザを含む、請求項１に記載のシステム。
11. 前記１つ以上のレーザは、
    １つ以上の赤外線レーザ、１つ以上の可視レーザ、及び１つ以上の紫外線レーザのうちの少なくとも１つを含む、請求項１０に記載のシステム。
12. 前記１つ以上のレーザは、
    ダイオードレーザ、連続波レーザ、または広帯域レーザのうちの少なくとも１つを含む、請求項１０に記載のシステム。
13. 前記１つ以上のレーザは、
    第１の波長の光を放出する第１のレーザと、第２の波長の光を放出する少なくとも１つの第２のレーザとを含む、請求項１０に記載のシステム。
14. 前記検出器は、
    ＣＣＤ検出器及びＴＤＩ検出器のうちの少なくとも１つを含む、請求項１に記載のシステム。
15. 前記パージチャンバは、前記撮像サブシステムの前記照明サブシステム、前記対物レンズ、及び前記検出器のうちの少なくとも１つを格納する、請求項１に記載のシステム。
16. 前記パージガスは、
    希ガス、不活性ガス、非不活性ガス、及び２つ以上のガスの混合物のうちの少なくとも１つを含む、請求項１に記載のシステム。
17. 前記ポンピング照明及び前記広帯域放射は、少なくとも前記レーザ持続プラズマ照明サブシステム内において共通のＮＡ空間を占有する、請求項１に記載のシステム。
18. 前記広帯域放射の少なくとも一部分に対して反射性であるコーティングを有するコールドミラーをさらに備え、前記コールドミラーが、前記広帯域放射を前記ポンピングされた照明から分離するように構成される、請求項１７に記載のシステム。
19. 全内部反射（ＴＩＲ）分離素子をさらに備え、前記ＴＩＲ分離素子は、前記広帯域放射を前記ポンピングされた照明から分離するように構成される、請求項１７に記載のシステム。
20. 前記ポンピング照明及び前記広帯域放射は、ＮＡ空間の異なる部分を占有する、請求項１に記載のシステム。
21. 前記レーザ持続プラズマ照明サブシステムの瞳を、前記ポンピング照明及び前記広帯域放射がＮＡ空間の異なる部分を占有するように横方向に分割するように構成される、１つ以上の光学素子をさらに備える、請求項２０に記載のシステム。
22. 前記レーザ持続プラズマ照明サブシステムの瞳を、前記ポンピング照明が第１のＮＡ範囲を有する前記瞳の第１の部分を占有し、前記広帯域放射が第２のＮＡ範囲を有する前記瞳の第２の部分を占有するように分割するように構成される、１つ以上の光学素子をさらに備える、請求項２０に記載のシステム。
23. 前記レーザ持続プラズマ照明サブシステムの瞳を、前記ポンピング照明及び前記広帯域放射がＮＡ空間の異なる部分を占有するように対称的に分割するように構成される、１つ以上の光学素子をさらに備える、請求項２０に記載のシステム。
24. 前記レーザ持続プラズマ照明サブシステムの瞳を、前記ポンピング照明及び前記広帯域放射がＮＡ空間の異なる部分を占有するように非対称的に分割するように構成される、１つ以上の光学素子をさらに備える、請求項２０に記載のシステム。
25. 前記放出される広帯域放射のパワーレベルは、調節可能である、請求項１に記載のシステム。
26. 前記放出される広帯域放射のパワーレベルは、前記発生されるプラズマの形状を変化させることによって調節可能である、請求項２５に記載のシステム。
27. 前記ポンピング源は、前記発生されるプラズマの形状を変化させることによって前記放出される広帯域放射のパワーレベルを調節するために、前記ポンピング照明のパワーレベルを変化させるように構成される、請求項２６に記載のシステム。
28. 前記ポンピング源は、前記発生されるプラズマの形状を変化させることによって前記放出される広帯域放射のパワーレベルを調節するために、前記ポンピング照明の波長を変化させるように構成される、請求項２６に記載のシステム。
29. 前記ポンピング源は、前記発生されるプラズマの形状を変化させることによって前記放出される広帯域放射のパワーレベルを調節するために、前記レーザ持続プラズマ照明サブシステム内の前記ガスのガス圧力を変化させるように構成される、請求項２６に記載のシステム。
30. １つ以上の光学素子は、前記発生されるプラズマの形状を変化させることによって前記放出される広帯域放射のパワーレベルを調節するために、前記レーザ持続プラズマ照明サブシステムでのＮＡパワー分布を変化させるように構成される、請求項２６に記載のシステム。

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