JP6779301B2 - レーザ装置、及び極端紫外光生成システム - Google Patents
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Description
1.極端紫外光生成システムの全体説明
1.1 構成
1.2 動作
2.用語の説明
3.課題
4.レーザ装置の説明
4.1 構成
4.2 動作
4.3 増幅ユニットの各部の交換後の調整の流れ
4.3.1 増幅チャンバが交換された場合
4.3.1.1 全体フローチャート
4.3.1.2 光軸の方向、通過位置スキャンサブルーチンの説明
4.3.1.3 光軸の方向、通過位置計測サブルーチンの説明
4.3.1.4 光軸の最適方向、最適通過位置決定サブルーチンの説明
4.3.1.5 波面スキャンサブルーチンの説明
4.3.1.6 最適波面決定サブルーチンの説明
4.3.2 波面調整部が交換された場合
4.3.3 計測部が交換された場合
4.3.4 第1方向調整部が交換された場合
4.3.5 第2方向調整部が交換された場合
4.4 波面調整部の構成例
4.4.1 第1構成例
4.4.1.1 構成
4.4.1.2 動作
4.4.2 第2構成例
4.4.3 第3構成例
4.4.4 第4構成例
4.4.4.1 構成
4.4.4.2 動作
4.5 方向調整部の構成例
4.5.1 構成
4.5.2 動作
4.6 計測部の構成例
4.6.1 第1構成例
4.6.1.1 構成
4.6.1.2 動作
4.6.2 第2構成例
4.6.2.1 構成
4.6.2.2 動作
4.7 エネルギメータの構成例
4.7.1 第1構成例
4.7.2 第2構成例
4.7.3 第3構成例
4.8 作用・効果
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。
1.1 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つのレーザ装置3と共に用いられる場合がある。本開示においては、EUV光生成装置1及びレーザ装置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、EUVチャンバ2、ターゲット供給部26を含む。EUVチャンバ2は、密閉可能な容器である。ターゲット供給部26は、ターゲット物質をEUVチャンバ2内部に供給するように構成され、例えば、EUVチャンバ2の壁を貫通するように取り付けられる。ターゲット供給部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。
図1を参照して、例示的なLPP式のEUV光生成システムの動作を説明する。レーザ装置3から出力されたパルスレーザ光31は、レーザ光伝送装置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EUVチャンバ2内に入射する。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EUV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に照射される。
「レーザ光の伝送方向」は、レーザ発振器からレーザ装置の出力端までのレーザ光の伝送経路に沿った方向である。
図2は比較例に係る増幅チャンバが交換された場合におけるレーザ光の光軸の調整を模式的に示す図である。比較例に係るレーザ装置100は、レーザ発振器102と、n個の増幅ユニット104とを備えている。nは1以上の整数である。n個の増幅ユニット104は、パルスレーザ光の伝送方向に沿って直列に配置される。以下、パルスレーザ光はレーザ光と記載されることがある。
4.1 構成
図4は本実施形態に係るレーザ装置の構成例を概略的に示すブロック図である。以下に説明するレーザ装置は、EUV生成システムに適用可能である。図4に示したレーザ装置200は、レーザ発振器202と、m個の増幅ユニット204とを備えている。図4に示したm個の増幅ユニット204は、レーザ光の伝送方向に沿って直列に配置される。mは1以上の整数である。
図5は増幅チャンバの交換前後のレーザ光の光軸を模式的に示す図である。図5には、交換対象の増幅チャンバ214Cが備えられる増幅ユニット204C、増幅ユニット204Cの前段の増幅ユニット204E、及び増幅ユニット204Cの後段の増幅ユニット204Fを図示する。破線を用いて図示した増幅チャンバ214Cは、交換前の増幅チャンバ214Cを表している。
4.3.1 増幅チャンバが交換された場合
4.3.1.1 全体フローチャート
以下に、図4及び図5に示したk番目の増幅ユニット204Cに備えられる各部が交換された場合について説明する。図6は増幅チャンバが交換された際の調整の流れを示すフローチャートである。
図7は図6の光軸の方向、通過位置スキャンサブルーチンの流れを示すフローチャートである。図7のステップS30では、図4に示した増幅制御部218Cは、増幅チャンバ214Cが交換される前における、レーザ光の光軸の方向の目標値Vt0(k)、レーザ光の光軸の通過位置の目標値Ct0(k)を読み出す。
図8は図7の光軸の方向、通過位置計測サブルーチンの流れを示すフローチャートである。図7の計測サブルーチンは、図8のステップS50、ステップS52、及びステップS54が含まれる。ステップS50では、図4に示した増幅制御部218Cは、各パラメータセットにおけるエネルギEを測定する。
図9は図6の光軸の最適方向、最適通過位置決定サブルーチンの制御の流れを示すフローチャートである。図9のステップS60では、図4に示した増幅制御部218Cは、各パラメータセットのエネルギEのデータを読み出す。図9のステップS62では、図4に示した増幅制御部218Cは、各パラメータセットのレーザ光の重心位置Gxpos、Gypos、Gxpit、Gypitのデータを読み出す。
図10は図6の波面スキャンサブルーチンの流れを示すフローチャートである。図10のステップS70では、図4に示した増幅制御部218Cは、レーザ光の光軸の方向の目標値Vt(k)、レーザ光の光軸の通過位置の目標値Ct(k)を読み出す。また、増幅チャンバ214Cが交換される前のレーザ光の波面の目標値Pct0(k)を読み出す。
図11は図6の最適波面決定サブルーチンの流れを示すフローチャートである。図11のステップS90では、パラメータ又はパラメータセットごとに、方向センサを用いて取得されたレーザ光のビーム幅Dpit、及び位置センサを用いて取得されたレーザ光のビーム幅Dposを読み出す。
図12は波面調整部が交換された場合の調整の流れを示すフローチャートである。図12のステップS100では、図4に示したレーザ発振器202、及び増幅チャンバ214Cの前段までの増幅チャンバ214を励起させる。図12のステップS102では、増幅チャンバ214Cを励起させる。
図13は計測部が交換された場合の調整の流れを示すフローチャートである。ステップS120では、図4に示した増幅制御部218Cは、レーザ発振器202、及び増幅チャンバ214Cの前段までの増幅チャンバ214を励起させる。図13のステップS122では、図4に示した増幅制御部218Cは、増幅チャンバ214Cを励起させる 。
図14は第1方向調整部が交換された場合の調整の流れを示すフローチャートである。ステップS130では、図4に示した増幅制御部218Cは、レーザ発振器202、及び増幅チャンバ214Cの前段までの増幅チャンバ214を励起させる。
図15は第2方向調整部が交換された場合の調整の流れを示すフローチャートである。ステップS140では、図4に示した増幅制御部218Cは、レーザ発振器202、及び増幅チャンバ214Cの前段までの増幅チャンバ214を励起させる。図15のステップS142では、図4に示した増幅制御部218Cは、増幅チャンバ214Cを励起させる。
4.4.1 第1構成例
4.4.1.1 構成
図16は本実施形態に係るレーザ装置に適用可能な波面調整部の第1構成例を概略的に示す図である。以下に、レーザ光の波面のパラメータとしてビーム幅が適用される例について説明する。レーザ光の波面のパラメータは、ビームダイバージェンスが適用されてもよい。ビームダイバージェンスからレーザ光の波面の曲率を求めてもよい。
波面の調整を行う場合、アクチュエータの動作指令を表す電気信号が図4に示した増幅制御部218から、図示しないアクチュエータの駆動部へ送られる。アクチュエータは動作指令に基づいて動作をする。
図17は本実施形態に係るレーザ装置に適用可能な波面調整部の第2構成例を概略的に示す図である。図17に示した波面調整部210Hは、図16に示した第1ミラー対304に代わり、図17に示した第3ミラー対304Aを備えている。波面調整部210Hは、図16に示した第2ミラー対310に代わり、図17に示した第4ミラー対310Aを備えている。
図18は本実施形態に係るレーザ装置に適用可能な波面調整部の第3構成例を概略的に示す図である。図18に示した波面調整部210Iは、図16に示した第1ミラー対304に代わり、図18に示した第5ミラー対304Bを備えている。波面調整部210Hは、図16に示した第2ミラー対310に代わり、図18に示した第6ミラー対310Bを備えている。
4.4.4.1 構成
図19は本実施形態に係るレーザ装置に適用可能な波面調整部の第4構成例を概略的に示す図である。図19に示した波面調整部210Jは、第11ミラー320と、第12ミラー322とを備えている。
第11ミラー320に入射したレーザ光324は、第11ミラー320により反射して第12ミラー322に入射する。第12ミラー322に入射したレーザ光325は、第12ミラー322により反射する。
4.5.1 構成
図20は本実施形態に係るレーザ装置に適用可能な方向調整部の構成を概略的に示す図である。図20に示した方向調整部340は、図4に示した第1方向調整部212、及び第2方向調整部215に適用可能である。
方向調整部340に入射したレーザ光350は、第1高反射ミラー342に入射して、第1高反射ミラー342により反射する。第1高反射ミラー342により反射したレーザ光352は、第2高反射ミラー344に入射して、第2高反射ミラー344により反射する。第2高反射ミラー344により反射したレーザ光354は、方向調整部340から出射する。
4.6.1 第1構成例
4.6.1.1 構成
図21は本実施形態に係るレーザ装置に適用可能な計測部の第1構成例を概略的に示す図である。図21に示した計測部380は、図4に示した計測部216に適用可能である。後述する第2構成例についても同様である。
図21に示した計測部380は、第1サンプル光398の光路上の地点A1、及び第2サンプル光400の光路上の地点A2におけるビームプロファイルを取得する。
4.6.2.1 構成
図22は本実施形態に係るレーザ装置に適用可能な計測部の第2構成例を概略的に示す図である。図22に示した計測部380Aは、図21に示した計測部380における第2転写光学系390に代わり、第1集光レンズ390Aを備えている。
図22に示した第1ビームプロファイラ382を用いて取得したビームプロファイルから、第1サンプル光398の重心位置Gxpos、Gypos、及びレーザ光396のビーム幅Dposを取得してもよい。
4.7.1 第1構成例
図23は本実施形態に係るレーザ装置に適用可能なエネルギメータの第1構成例を概略的に示す図である。図23に示したエネルギメータ420は、第2集光レンズ422と、エネルギセンサ424とを備えている。
図24は本実施形態に係るレーザ装置に適用可能なエネルギメータの第2構成例を概略的に示す図である。図24に示したエネルギメータ420Aは、図23に示したエネルギメータ420におけるエネルギセンサ424の入射側に、積分球426を備えている。
図25は本実施形態に係るレーザ装置に適用可能なエネルギメータの第3構成例を概略的に示す図である。図25に示したエネルギメータ420Bは、図23に示したエネルギメータ420における第2集光レンズ422、及びエネルギセンサ424に代わり、パワーメータ428を備えている。
増幅チャンバ214の出射側に第2方向調整部215を備える。これにより、増幅チャンバ214が交換された際に、第2方向調整部215を用いて、交換された増幅チャンバから出射するレーザ光の光軸が、後段に配置される増幅チャンバの最適な光軸に合わせて調整される。
Claims (18)
- レーザ発振器から出射されたレーザ光を増幅する1つ以上の増幅ユニット、及び前記増幅ユニットを制御する増幅制御部を備えたレーザ装置であって、
前記増幅ユニットは、
レーザ光が入射する入射側光学調整部であり、前記レーザ光の波面を調整する波面調整部、及び前記レーザ光の光軸を調整する第1方向調整部を備えた入射側光学調整部と、
前記レーザ光の伝送方向について、前記入射側光学調整部の下流側に配置される増幅部であり、前記入射側光学調整部から出射したレーザ光を増幅する増幅部と、
前記レーザ光の伝送方向について、前記増幅部の下流側に配置される出射側光学調整部であり、前記増幅部から出射されたレーザ光の光軸を調整する第2方向調整部を備えた出射側光学調整部と、
前記レーザ光の伝送方向について、前記出射側光学調整部の下流側に配置される計測部であり、前記出射側光学調整部から出射したレーザ光を計測して、前記レーザ光の光軸の情報、波面の情報、及びエネルギの情報の少なくとも1つを取得する計測部と、
を備え、
前記第1方向調整部は、前記波面調整部から出射したレーザ光を直接入射する位置に配置され、
前記増幅部は、前記第1方向調整部から出射したレーザ光を直接入射する位置に配置され、
前記出射側光学調整部は、前記増幅部から出射したレーザ光を直接入射する位置に配置され、
前記計測部は前記出射側光学調整部から出射したレーザ光を直接入射する位置に配置され、
前記情報は、前記出射側光学調整部から出射したレーザ光に基づいて定義されたスキャン範囲でスキャンして得られた情報であり、
前記計測部の下流側に、前記レーザ光を増幅する第2の増幅ユニットをさらに備え、
前記増幅制御部は、前記計測部の計測結果に基づいて前記入射側光学調整部、及び前記出射側光学調整部の少なくともいずれか一方を、前記計測部から出射した前記レーザ光の光軸が、前記第2の増幅ユニットの光軸に近づくように制御するレーザ装置。 - 請求項1に記載のレーザ装置であって、
前記増幅制御部は、前記増幅部が交換された際に、交換後の増幅部から出射するレーザ光の光軸を前記増幅部が交換される前の光軸に近づけるように、前記第2方向調整部を制御するレーザ装置。 - 請求項1に記載のレーザ装置であって、
前記増幅制御部は、前記増幅部が交換された際に、交換後の増幅部から出射するレーザ光のエネルギが大きくなるように前記第1方向調整部を制御するレーザ装置。 - 請求項1に記載のレーザ装置であって、
前記増幅制御部は、前記増幅部が交換された際に、交換後の増幅部から出射するレーザ光の波面が所定となるように前記波面調整部を制御するレーザ装置。 - 請求項1に記載のレーザ装置であって、
前記計測部は、計測の対象とされるレーザ光の光軸の方向、及び光軸の通過位置を測定するレーザ装置。 - 請求項1に記載のレーザ装置であって、
前記増幅制御部は、前記増幅部が交換された際に、前記第1方向調整部を制御して前記レーザ光の光軸の調整を行った後に、前記波面調整部を制御して前記光軸が調整されたレーザ光の波面を調整するレーザ装置。 - 請求項1に記載のレーザ装置であって、
前記増幅制御部は、前記増幅部が交換された際に、前記第1方向調整部を制御して前記レーザ光の光軸の調整を行った後に、前記計測部によって計測される光軸が、前記増幅部が交換される前の光軸に近づくように前記第2方向調整部を制御するレーザ装置。 - 請求項1に記載のレーザ装置であって、
前記第2方向調整部は、前記増幅部から出射したレーザ光を直接入射する位置に配置され、
前記計測部は、前記第2方向調整部から出射したレーザ光を直接入射する位置に配置されるレーザ装置。 - 請求項1に記載のレーザ装置であって、
複数の前記増幅ユニットを備え、複数の前記増幅ユニットがレーザ光の伝送方向について直列に配置されるレーザ装置。 - ターゲット物質にレーザ光を照射してプラズマ化させることにより、極端紫外光を発生させる極端紫外光源システムであって、
レーザ発振器から出射されたレーザ光を増幅する、少なくとも1つの増幅ユニットと、
前記増幅ユニットを制御する増幅制御部と、
前記増幅ユニットから出射されたレーザ光を入射して、前記入射したレーザ光を用いて極端紫外光を生成する極端紫外光生成チャンバと、
を備え、
前記増幅ユニットは、レーザ光が入射する入射側光学調整部であり、前記レーザ光の波面を調整する波面調整部、及び前記レーザ光の光軸を調整する第1方向調整部を備えた入射側光学調整部と、
前記レーザ光の伝送方向について、前記入射側光学調整部の下流側に配置される増幅部であり、前記入射側光学調整部から出射したレーザ光を増幅する増幅部と、
前記レーザ光の伝送方向について、前記増幅部の下流側に配置される出射側光学調整部であり、前記増幅部から出射されたレーザ光の光軸を調整する第2方向調整部を備えた出射側光学調整部と、
前記レーザ光の伝送方向について、前記出射側光学調整部の下流側に配置される計測部であり、前記出射側光学調整部から出射したレーザ光を計測して、前記レーザ光の光軸の情報、波面の情報、及びエネルギの情報の少なくとも1つを取得する計測部と、
を備え、
前記第1方向調整部は、前記波面調整部から出射したレーザ光を直接入射する位置に配置され、
前記増幅部は、前記第1方向調整部から出射したレーザ光を直接入射する位置に配置され、
前記出射側光学調整部は、前記増幅部から出射したレーザ光を直接入射する位置に配置され、
前記計測部は前記出射側光学調整部から出射したレーザ光を直接入射する位置に配置され、
前記情報は、前記出射側光学調整部から出射したレーザ光に基づいて定義されたスキャン範囲でスキャンして得られた情報であり、
前記計測部の下流側に、前記レーザ光を増幅する第2の増幅ユニットをさらに備え、
前記増幅制御部は、前記計測部の計測結果に基づいて前記入射側光学調整部、及び前記出射側光学調整部の少なくともいずれか一方を、前記計測部から出射した前記レーザ光の光軸が、前記第2の増幅ユニットの光軸に近づくように制御する極端紫外光源システム。 - 請求項10に記載の極端紫外光源システムであって、
前記増幅制御部は、前記増幅部が交換された際に、交換後の増幅部から出射するレーザ光の光軸を前記増幅部が交換される前の光軸に近づけるように、前記第2方向調整部を制御する極端紫外光源システム。 - 請求項10に記載の極端紫外光源システムであって、
前記増幅制御部は、前記増幅部が交換された際に、交換後の増幅部から出射するレーザ光のエネルギが大きくなるように前記第1方向調整部を制御する極端紫外光源システム。 - 請求項10に記載の極端紫外光源システムであって、
前記増幅制御部は、前記増幅部が交換された際に、交換後の増幅部から出射するレーザ光の波面が所定となるように前記波面調整部を制御する極端紫外光源システム。 - 請求項10に記載の極端紫外光源システムであって、
前記計測部は、計測の対象とされるレーザ光の光軸の方向、及び光軸の通過位置を測定する極端紫外光源システム。 - 請求項10に記載の極端紫外光源システムであって、
前記増幅制御部は、前記増幅部が交換された際に、前記第1方向調整部を制御して前記レーザ光の光軸の調整を行った後に、前記波面調整部を制御して前記光軸が調整されたレーザ光の波面を調整する極端紫外光源システム。 - 請求項10に記載の極端紫外光源システムであって、
前記増幅制御部は、前記増幅部が交換された際に、前記第1方向調整部を制御して前記レーザ光の光軸の調整を行った後に、前記計測部によって計測される光軸が、前記 増幅部が交換される前の光軸に近づくように前記第2方向調整部を制御する極端紫外光源システム。 - 請求項10に記載の極端紫外光源システムであって、
前記第2方向調整部は、前記増幅部から出射したレーザ光を直接入射する位置に配置され、
前記計測部は、前記第2方向調整部から出射したレーザ光を直接入射する位置に配置される極端紫外光源システム。 - 請求項10に記載の極端紫外光源システムであって、
複数の前記増幅ユニットを備え、複数の前記増幅ユニットがレーザ光の伝送方向について直列に配置される極端紫外光源システム。
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