JP6793644B2 - プラズマベース光源 - Google Patents

Description

本発明は一般に、真空紫外（ＶＵＶ）域（すなわち約１００ｎｍ−２００ｎｍの波長を有する光）、極端紫外（ＥＵＶ）域（すなわち約１０ｎｍ−１２４ｎｍの波長を有する光、また、１３．５ｎｍの波長を有する光を含む）、および／または軟Ｘ線域（すなわち、約０．１ｎｍ−１０ｎｍの波長を有する光）内で光を発生するプラズマベース光源に関する。本明細書に記載されるいくつかの実施形態は、計測および／またはマスク検査業務、例えば化学線マスク検査での使用に特に適した高輝度光源である。より一般的には、本明細書に記載されるプラズマベース光源は、チップをパターニングするための所謂大量生産（ＨＶＭ）光源として用いられる（直接、または適宜改造して）こともできる。

優先権
本出願は、２０１４年１２月１６日に出願された、Ａｌｅｘｅｙ Ｋｕｒｉｔｓｙｎらによる「Ｇａｓ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ ａｎ ＥＵＶ Ｌｉｇｈｔ Ｓｏｕｒｃｅ」と題する米国仮特許出願第６２／０９２，６８４号に基づく優先権を、米国特許法第１１９条（ｅ）の下で主張する。上記の仮特許出願は、全体を参照することにより本明細書に組み込まれる。

レーザー生成プラズマ（ＬＰＰ）源および放電生成プラズマ（ＤＰＰ）源等のプラズマベース光源は、多くの場合、欠陥検査、フォトリソグラフィー、または計測等の用途向けの軟Ｘ線、極端紫外（ＥＵＶ）、および／または真空紫外（ＶＵＶ）光を生成するために用いられる。概説すると、これらのプラズマ光源では、所望の波長を有する光が、キセノン、錫、リチウムまたはその他等の適切な線発光または帯発光素子を有するターゲット材から形成されたプラズマによって放射される。例えば、ＬＰＰ源では、ターゲット材はレーザービーム等の励起源で照射されてプラズマを生成し、ＤＰＰシステムでは、ターゲット材は、例えば電極を用いた放電によって励起されてプラズマを生成する。

これらの源に関して、プラズマから放射される光は、多くの場合、コレクタ光学素子（例えば、準垂直入射または斜入射ミラー）等の反射型光学素子を介して集光される。コレクタ光学素子は、集光された光を、光路に沿って中間位置に向ける、また、場合によっては集束し、そこで光は、リソグラフィーツール（すなわち、ステッパー／スキャナ）、計測ツールまたはマスク／ペリクル検査ツール等の下流のツールによって用いられる。

プラズマベース照射システムの動作中に、ターゲット材ガス、原子蒸気、高エネルギーイオン、中性物質、微粒子、および／または汚染物質（炭化水素または有機物）等のデブリが、限定はしないが、ターゲット材、プラズマサイト、プラズマ対向構成部品、ターゲット材またはプラズマ近傍の侵食面、ターゲット形成構造体および／またはプラズマベース光源内の任意のその他の構成部品を含む種々の源から放射されることがある。これらのデブリは時として、反射型光学素子または、レーザー入射窓、診断用フィルタ／検出器／光学素子等のその他の構成部品に達する場合があり、それらの性能を損なう、および／または修復不能な損傷を引き起こす。加えて、プラズマによって放射された高エネルギーイオン、中性物質およびその他の微粒子は、光学構成部品を侵食／スパッタして、光源の有効作動に干渉する可能性があるさらなるデブリを形成する場合がある。

光学構成部品を損なうことに加えて、プラズマ生成によるデブリおよび、特に、ガス／原子蒸気は、プラズマによって放射された光を不都合に減衰させることがある。例えば、ＥＵＶ源の場合、ターゲット材としてキセノンが用いられるが、バッファガスの導入（例えば、イオンストッピングまたは光源温度制御のため）は、ＥＵＶ光を強度に吸収してバッファガスと混合するキセノンガスによるＥＵＶ透過の大きな損失を招き得る。より定量的に述べると、室温で１Ｔｏｒｒ^＊ｃｍ（圧力^＊距離）のキセノンガスを通る１３．５ｎｍＥＵＶ光の光透過は〜４４％であるのに対し、１Ｔｏｒｒ^＊ｃｍ（圧力^＊距離）のアルゴンを通る１３．５ｎｍＥＵＶ光の光透過は〜９６％である。

米国特許出願公開第２０１２／０３０５８１０号 米国特許出願公開第２０１２／００５０７０６号

磁界を用いて荷電粒子を偏向することによって反射型光学素子を保護するためにコイルの使用が推奨されてきた。しかしながら、磁界を生成するコイルは、かなりの設計複雑度を要し、高価であり、イオンの偏向のみが可能である。したがって、磁界の使用は、イオンがバッファガスと電荷交換を経るときに生成することが多い中性物質（および中性粒子）を阻止するには有効でない。

上記を念頭に、本出願人は、プラズマベース光源および対応する使用方法を開示する。

第１の態様では、チャンバ内のプラズマサイトにあるターゲット材からプラズマを生成するシステムを有するデバイスが開示され、プラズマは、光路に沿って中間位置へと伝わる放射線を生成し、さらに、プラズマから出るターゲット材ガスとイオンを生成する。デバイスはさらに、サイトから最接近距離ｄだけ離れた構成部品と、プラズマと構成部品の間に配置された流動ガスをも含み、ガスは、イオンが構成部品に達する前にイオンエネルギーを１００ｅＶより下に下げるために十分な、距離ｄにわたる平均ガス圧力Ｐを成立させる。また、この態様では、デバイスは、流動的に結合されたガス源から流れてくるバッファガスを受け取るように構成された少なくとも１つの出口と、チャンバからガスを除去する少なくとも１つのポンプを含み、ポンプと出口は連携して、ターゲット材ガス濃度を、プラズマから中間位置への通路に沿って減少させる。

この態様の一実施形態では、構成部品は、ＥＵＶ放射線をプラズマサイトから中間位置に反射させる準垂直入射ミラーである。

特定の実施形態では、デバイスは、少なくとも１つの出口からの流れを、例えば、１つの選択された流れ方向に指向させるために準垂直入射ミラーとプラズマサイトの間に配置された、管状フローガイドおよび／または１つ以上のベーン等の流動指向構造を含み得る。

この態様では、構成部品は、ミラー、レーザー入力窓、診断用フィルタ、検出器または光学素子、ベーン、コレクタ光学素子からの流れを指向させる管状フローガイド、流れを中間位置に指向させるフローガイド、または、不要なデブリを生成する、イオン／中性物質によって損傷され得る、またはイオン／中性物質によってスパッタされる、任意のその他の構成部品であり得る。

デバイスは、ＶＵＶ、ＥＵＶおよび／または軟Ｘ線放射を生成するために用いられてもよい。

一実装では、バッファガスは、ターゲット材ガス、例えばキセノンガスよりも高いＥＵＶ透過を有する。例えば、バッファガスは、水素、ヘリウム、ＨＢｒ、アルゴン、窒素またはそれらの組み合わせであり得る。

この態様ではシステムは、駆動レーザー照射ターゲット材または放電生成プラズマ（ＤＰＰ）システムを有するレーザー生成プラズマ（ＬＰＰ）システムであり得る。ＬＰＰシステムが用いられる場合、システムは、回転可能な円筒対称要素の表面上に被覆されたターゲット材ジェットもしくはストリーム、ターゲット材液滴、ペレットまたはターゲット材を照射してもよい。

この態様の一実施形態では、少なくとも１つの出口は、バッファガスを、制御された流速でプラズマのほうに活発に流すように構成される。

特定の実施形態では、少なくとも１つの出口はポンプと連携して、構成部品とプラズマサイトの間に、横断方向の流れを生成して、ターゲット材デブリを光路から押し出す。

いくつかの実装では、デバイスはさらに、中間位置に１つのフローガイドを含んでもよく、少なくとも１つの出口は、バッファガスをフローガイドへと指向させて、光路からターゲット材ガスの濃度を減少させる。例えば、フローガイドは管状であってもよく、また、場合によっては円錐形状であってよい。いくつかのセットアップ、例えば、回転可能な円筒対称要素の表面上に被覆されたターゲット材が用いられる場合、フローガイドは、プラズマラインオブサイトから逸れたサイズと位置であり得る。この構成により、プラズマからの高速のイオンはフローガイド（すなわち、プラズマからの直線経路）に達し得ない。

別の態様では、チャンバ内のプラズマサイトでターゲット材からプラズマを生成するシステムを含むデバイスが本明細書で開示され、プラズマは、プラズマから出て行く放射線とイオンを生成し、デバイスはさらに、プラズマサイトから最接近距離ｄだけ離れた構成部品を含む。この態様において、デバイスはさらに、チャンバにバッファガスを導入するように構成された少なくとも１つの出口と、チャンバからガスを除去する少なくとも１つのポンプ組立体を含む。さらにこの態様では、ポンプ組立体は、ポンプと、ポンプの上流に配置されたコンダクタンス制御開口プレートを有する。この構成により、ポンプ組立体は、少なくとも１つの出口と連携して、プラズマと構成部品の間に、イオンが構成部品に達する前にイオンエネルギーを１００ｅＶより下に下げるために十分な、距離ｄにわたる平均ガス圧力Ｐを有する流動ガスを成立させる。

この構成により、コンダクタンス制御開口プレートは、プラズマと構成部品の間のチャンバ内の圧力Ｐよりも小さい、ポンプ入口での圧力ｐを成立させる（すなわち、ｐ＜Ｐ）ように動作する。例えば、効率良いポンプ動作を可能にするポンプ入口での圧力ｐが成立され得る。

特定の実施形態では、コンダクタンス制御開口プレートとポンプの間にバッフルが配置され得る。バッフルは、コンダクタンス制御開口プレートによるガスジェットの生成を低減するように配置され得る。バッフルの代わりに、またはバッフルに加えて、ポンプ入口は、例えばスペーサまたは入口延長部を用いて、コンダクタンス制御開口プレートから十分な距離を置いて配置されてもよく、それにより、コンダクタンス制御開口プレートによって形成されたガスジェットがポンプと干渉することを防止する。

一実施形態では、真空ポンプコンダクタンスを制御するサブシステムは、開口が形成されたコンダクタンス制御プレートと、開口のサイズを調節する機構を含む。

別の実施形態では、真空ポンプコンダクタンスを制御するサブシステムは、ライン入口から離間したコンダクタンス制御プレートを含み、それにより、プレートとライン入口の間にギャップを成立させ、さらに、ギャップのサイズを調節するために、コンダクタンス制御プレートをライン入口に対して移動させる機構を含む。

この態様の一実施形態では、少なくとも１つのポンプ組立体は、出口と連携して、プラズマと構成部品の間に、イオンが構成部品に達する前にイオンエネルギーを３０ｅＶより下に下げるために十分な、距離ｄにわたる平均ガス圧力Ｐを有する流動ガスを成立させる。

この態様の特定の実施形態では、プラズマは、光路に沿って中間位置のほうに伝わる放射線を生成し、また、ターゲット材ガスを生成し、デバイスはさらに、流動的に結合されたガス源から流れてくるバッファガスを受け取り、チャンバからガスを除去する少なくとも１つのポンプと連携して、ターゲット材ガスの濃度を、プラズマから中間位置への通路に沿って減少させるように構成された少なくとも１つの出口を含む。

少なくとも１つの出口は、ガスを、デブリの源のほうに且つ反射型光学素子および／または任意のその他の被保護面から離れる方向に、制御された流速で活発に流すように構成され得る。例えば、出口（複数の場合あり）は、ガスをデブリに対して直接当てるように構成されてもよく、デブリは、ターゲット材、プラズマサイト、プラズマ対向構成部品、ターゲット材もしくはプラズマ近傍の侵食面、ターゲット形成構造体、および／または真空室内の任意のその他の構造から放射される、原子蒸気、ガス、イオン、中性物質、微粒子または汚染物質（例えば炭化水素または有機物）等であるがそれらに限定されない。

いくつかの実施形態では、少なくとも１つの出口は、コレクタミラー内またはその付近に形成された開口を含んでもよい。付加的／代替的実施形態は、以下の詳細な説明に記載され、当業者ならばさらに、本発明の範囲から逸脱せずに、本明細書に記載される実施形態またはその部分が組み合わされても修正されてもよいことを理解するであろう。

さらに別の態様では、軸線の周りで回転可能であり、プラズマ形成ターゲット材のバンドで被覆された表面を有する円筒対称要素を含むデバイスが本明細書において開示され、バンドは、第１端から第２端へと延出して、プラズマ形成ターゲット材と駆動レーザーの相互作用のためのターゲット領域を成立させる。このデバイスにはハウジングが配設され、ハウジングは、表面に重なり、駆動レーザーによって照射されてプラズマを生成するために、プラズマ形成ターゲット材を露出するための開口部が形成され、開口部は、バンドの第１端と第２端のうち少なくとも一方を越えて延出して、ハウジングの端をプラズマから遠ざける。

この態様の一実施形態では、ハウジングは、円筒対称要素の形状に適応するように構築される。

１つの特定の実施形態では、ハウジングは、回転軸に対して平行な長さＬを有し、開口部は、ハウジングの長さの５０パーセントより長く延出する（Ｄ_axial＞０．５Ｌ）。

いくつかのセットアップでは、開口部は、第１端から第２端に横断方向に延出してもよく、各端はプラズマの直接視準線内に入らないように配置される。

一実施形態では、開口部は、円筒対称要素の軸線に対して平行な方向に長さＤ_{ａｘｉａｌ}を有し、また、軸線に対して垂直な方向に幅Ｄ_{ｌａｔｅｒａｌ}を有し、Ｄ_{ａｘｉａｌ}＞Ｄ_{ｌａｔｅｒａｌ}である。

一実装では、デバイスは、プラズマ形成ターゲット材を、回転可能な円筒対称要素の表面に供給するように構成されたガス供給サブシステムを有するガス管理システムを含み得る。例えば、プラズマ形成ターゲット材は凍結キセノンを含み得る。この態様では、デバイスは、円筒対称要素を軸線周りに回転させ円筒対称要素を軸線に沿って平行移動させる機構を含み得る。

１つの構成では、ターゲット材支持システムは１つ以上のカバープレートを含んでもよく、各プレートはハウジング開口部の一部に重なり、１つ以上の留め具を用いて、ハウジングに開口部の片側または両側で取り付けられて、破損したカバープレートのその場での交換を可能にする。

別の態様では、チャンバ内のプラズマサイトでキセノンターゲット材からプラズマを生成するシステムを有するＥＵＶ光源について述べられており、プラズマは、光路に沿って中間位置のほうに伝わる放射線を生成し、プラズマは、プラズマから出るイオンを生成し、システムは、チャンバ内に、０．４標準リットル毎分（ｓｌｍ）から４．０ｓｌｍの間のキセノンターゲット材ガスを導入する。ＥＵＶ光源はさらに、プラズマサイトから最接近距離ｄだけ離れた構成部品と、プラズマと構成部品の間に配置された流動ガスをも含み、ガスは、イオンが構成部品に達する前にイオンエネルギーを１００ｅＶより下に下げるために十分な、距離ｄにわたる平均ガス圧力Ｐを成立させる。加えて、この態様では、ＥＵＶ光源は、流動的に結合されたガス源から流れてくるバッファガスを受け取るように構成された少なくとも１つの出口と、チャンバからガスを除去する少なくとも１つのポンプを含み、ポンプと出口は連携して、キセノンターゲット材ガス濃度を、プラズマから中間位置への光路に沿って減少させる。

この態様の特定の実施形態では、構成部品は、ＥＵＶ放射線をプラズマサイトから中間位置へ反射するミラーであり、少なくとも１つの出口は、バッファガスの、ミラーから遠ざかる方向への流速を０．５標準リットル毎分（ｓｌｍ）から２０．０ｓｌｍの間に成立させる。

いくつかの実施形態では、本明細書に記載される光源は、マスク検査システム等の検査システムに組み込まれてもよい。一実施形態では、例えば、検査システムは、放射線を中間位置に届ける光源と、試料に放射線を照射するように構成された光学システムと、イメージング経路に沿って試料により反射、散乱、放射された照射を受けるように構成された検出器を含み得る。検査システムはさらに、検出された照射と関連する信号に基づいて試料の少なくとも１つの欠陥を位置特定または測定するように構成された検出器と通信するコンピューティングシステムを含み得る。

いくつかの実施形態では、本明細書に記載される光源は、リソグラフィーシステムに組み込まれてもよい。例えば、光源は、レジストコートしたウェハを放射線のパターニングされたビームで露光するリソグラフィーシステムで用いられ得る。一実施形態では、例えば、リソグラフィーシステムは、放射線を中間位置に届ける光源と、放射線を受け取り、放射線のパターニングされたビームを成立させる光学システムと、パターニングされたビームをレジストコートしたウェハに供給する光学システムを含み得る。

上記の一般的な説明と以下の詳細な説明は両方とも例示的であって説明のためのみであって、必ずしも本開示を限定するものではないことを理解すべきである。本明細書に組み込まれ、その一部をなす添付の図面は、本開示の主題を説明する。説明と図面は相まって、開示の原理を説明する働きをする。

本開示の多数の利点は、添付の図面を参照すれば当業者によってより良く理解されよう。

本開示の一実施形態による、回転可能な円筒対称要素の表面上に被覆されたターゲット材と、光学構成部品をプラズマ生成イオンおよび中性物質から保護し、ターゲット材ガスおよび蒸気によるインバンド光透過を低減するために、ガス流とガス圧力を制御する構成を有するＬＰＰ光源を示す簡略模式図である。 プラズマサイトとコレクタミラーの間に横流が成立した場合の、キセノンの濃度比ｘをグレースケールで示したモデル化されたシミュレーションの結果を示す図である。 選択されたバッファガス流速に対するキセノンの濃度比ｘをグレースケールで示したモデル化されたシミュレーションの結果を示す図である。 モデル化されたシミュレーションの結果を示し、図１の詳細な矢印１Ｃ−１Ｃ内に見られる、チャンバから、コンダクタンス制御開口プレートを通り真空ポンプに至るガスの流れを図解した圧力プロット図である。 モデル化されたシミュレーションの結果を示し、チャンバから、コンダクタンス制御開口プレートを通って、バッフルの周りを通り真空ポンプ内に至るガスの流れを図解した圧力プロット図である。 開口が形成されたコンダクタンス制御プレートと、開口のサイズを調節する機構を有する、真空ポンプコンダクタンスを制御するサブシステムの簡略模式図である。 開口のサイズを調節するための可動プレートを示す、図１Ｅの線１Ｆ−１Ｆに沿って見た平面図である。 ライン入口から離間したコンダクタンス制御プレートを有し、それにより、プレートとライン入口の間にギャップを成立させ、さらに、ギャップのサイズを調節するためにコンダクタンス制御プレートをライン入口に対して移動させる機構を有する、真空ポンプコンダクタンスを制御するためのサブシステムの別の実施形態の簡略模式図である。 本開示の一実施形態による、光学構成部品をプラズマ生成イオンおよび中性物質から保護するために、ガス流とガス圧力を制御し、また、ターゲット材ガスおよび蒸気によるインバンド光透過を低減する構成を光源が含む、駆動レーザーによって一連の別個のターゲット（すなわち、ターゲット材液滴またはペレット）が照射されるＬＰＰ光源を示す簡略模式図である。 本開示の一実施形態による、光学構成部品をプラズマ生成イオンおよび中性物質から保護するためにガス流とガス圧力を制御し、また、ターゲット材ガスおよび蒸気によるインバンド光透過を低減する、流動指向ベーンを含む構成を光源が含む、駆動レーザーによって一連の別個のターゲット（すなわち、ターゲット材液滴またはペレット）が照射されるＬＰＰ光源を示す簡略模式図である。 図３の線３Ａ−３Ａに沿って見た、半径方向に配向した流動指向ベーンを示す簡略模式図である。 プラズマ形成ターゲット材で被覆された表面と、その表面に重なるハウジングを備えた回転可能な円筒対称要素を有し、ハウジングには、駆動レーザーによる放射線がプラズマを生成するように、プラズマ形成ターゲット材を露出する開口部が形成された、ターゲット材支持システムの斜視図である。 一対のカバープレートを有し、各プレートがハウジング開口部の一部に重なり、留め具（複数）によって、ハウジングに開口部の両側で取り付けられて、破損したカバープレートのその場での交換を可能にしている、ターゲット材支持システムの別の実施形態の斜視図である。 本明細書に開示される光源を組み込んだ検査システムを示す簡略模式図である。 本明細書に開示される光源を組み込んだリソグラフィーシステムを示す簡略模式図である。

ここで、添付の図面に図解される開示の主題に詳細に言及する。

図１は、光学構成部品をプラズマ生成イオンおよび中性物質から保護するために十分なガス圧力を成立させて維持し、ターゲット材ガスおよび蒸気によるインバンド光透過を低減するためにガス流を制御するための構成を有する、軟Ｘ線、ＥＵＶまたはＶＵＶ光を生成する光源（全体を１００で示す）の一実施形態を示す。例えば、光源１００は、インバンドＥＵＶ光（例えば、２％帯域幅で１３．５ｎｍの波長を有する光）を生成するように構成されてもよい。図示のように、光源１００は、ターゲット材１０２を照射するように構成された、駆動レーザー等の励起源１０４を含む。場合によっては、ターゲット材１０２は、第１のパルス（プリパルス）で照射され、続いて第２のパルス（メインパルス）で照射されて、プラズマを生成してもよい。一例として、化学線マスク検査業務向けに構成された光源１００に関して、約１ｐｍで光を出力するＮｄ：ＹＡＧ等のソリッドステートゲイン媒体を有するパルス駆動レーザーと、キセノンを含むターゲット材１０２とからなる励起源１０４は、化学線マスク検査に役立つ比較的高輝度のＥＵＶ光源を生成するのに特定の利点を呈し得る。Ｅｒ：ＹＡＧ、Ｙｂ：ＹＡＧ、Ｔｉ：サファイアまたはＮｄ：バナジン酸塩等のソリッドステートゲイン媒体を有するその他の駆動レーザーも適している。他方、フォトリソグラフィー等の大量生産（ＨＶＭ）業務では、多数の増幅段を備え約１０．６μｍで光を出力する高出力ガス放電ＣＯ_２レーザーシステムを有する駆動レーザーと、錫を含むターゲット材１０２とからなる励起源１０４が、良好な変換効率で比較的高出力でのインバンドＥＵＶ光の生成を含む一定の利点を呈し得る。別法として、放電生成プラズマ源（図示せず）では、励起源は、限定はしないが、放電を生成することによりターゲット材を励起するように構成された電極を含み得る。

図１への言及を続けると、光源１００に関して、励起源１０４は、レーザー入力窓１０５を介して伝わる照射のビームまたは連続した光で、チャンバ１１０内のプラズマサイト１０３にあるターゲット材１０２を照射するように構成される。図示のように、プラズマから放射される光、例えば、軟Ｘ線、ＥＵＶまたはＶＵＶ光、の一部は、プラズマサイト１０３から光路に沿って中間位置１０８に伝わる。より具体的には、光は、プラズマサイト１０３からコレクタ光学素子１０６、例えば準垂直入射ミラーに伝わり、そこで光は中間位置１０８に反射される。

図１に示す実施形態では、ターゲット材１０２は、図４を参照してより詳細に説明する回転可能な円筒対称要素１１２上に被覆される。一実施形態では、回転可能な円筒対称要素１１２はキセノンアイスターゲット材で冷却され被覆されてもよい。ターゲット材１０２は、必ずしも限定はしないが、錫、リチウム、キセノンまたはそれらの組み合わせを含む材料を含み得る。当業者ならば、本開示の範囲から逸脱せずに、種々のターゲット材と成膜技法が用いられ得ることを理解するであろう。

図１はさらに、コレクタ光学素子１０６が、レーザー入力窓１０５とプラズマサイト１０３の間の照射経路から軸外に配置され得ることを示す。図示のように、コレクタ光学素子１０６は、プラズマサイト１０３から最接近距離「ｄ」のところに配置されている。コレクタ光学素子１０６は、生じたプラズマからの軟Ｘ線、ＥＵＶ、またはＶＵＶ放射を受けて、指向性反射を行うように構成されてもよく、図１に示す実施形態では、軟Ｘ線、ＥＵＶまたはＶＵＶ照射を中間位置１０８のほうに集束するように構成される。図１に示す実施形態では、コレクタ光学素子１０６は、切頭長楕円体（すなわち、その長軸周りに回転させた楕円）の軸外部分の形態の反射面を有する準垂直入射コレクタミラーであり得、それは、モリブデンとシリコンの交互の層を備えた漸変多層コーティングを含んでもよく、また、余剰犠牲モリブデン／シリコン層を含むことができ、また、場合によっては、１つ以上の高温拡散バリア層、平滑化層、キャッピング層および／またエッチストップ層を含むことができる。いくつかの実施形態では、コレクタ光学素子の反射面は、約１００から１０，０００ｃｍ^２の範囲の表面積を有し、プラズマサイト１０３から約０．１から２メートルのところに配置されてもよい。当業者ならば、前記の範囲は例示的であり、光を中間位置１０８に集光して指向させ、それに続いて、検査システムまたはフォトリソグラフィーシステムのような、軟Ｘ線、ＥＵＶまたはＶＵＶ照射を利用するデバイスに供給するための長楕円体ミラーの代わり、またはそれに加えて、種々の光学素子が用いられ得ることを理解するであろう。

図１に示すように、光源１００は、光学構成部品をプラズマ生成イオンおよび中性物質から保護するために十分なガス圧力を成立させて維持し、ターゲット材ガスおよび蒸気によるインバンド光透過を低減するためにガス流を制御するための構成を含む。被保護構成部品は、コレクタ光学素子１０６、あるいは、限定はしないが、レーザー入力窓１０５、チャンバ観測窓（図示せず）、診断用フィルタ／検出器／光学素子（図示せず）、ベーンもしくは管状フローガイド（下記に説明する）、ターゲットデリバリーシステムの一部もしくは全部またはチャンバ壁等の任意のその他の被保護面を含み得る。図示の光源１００では、構成は、それぞれ流動的に結合されたバッファガス源１１６ａ−ｃから所定の方向（３つのガス源１１６ａ−ｃは、マニホールドを介して出口に供給する単一のガス源であり得ることを理解すべきである）にバッファガスを活発に流すように構成された１つ以上の出口１１８ａ−ｃと、チャンバ１１０からガスを除去する真空ポンプ１２０を含む。これらの流れは、１）イオンがコレクタ光学素子１０６に達する前にプラズマサイト１０３とコレクタ光学素子１０６の間で、イオンエネルギー（イオンとバッファガス分子間の衝突による）を、目標最大エネルギーレベル（例えば１００ｅＶより下、また場合によっては３０ｅＶより下）に低減するために十分な、距離「ｄ」にわたる平均ガス圧力Ｐを有する流動ガスと、２）プラズマサイト１０３から中間位置１０８への光路に沿って低減するターゲット材ガス濃度、を成立させ維持できる。場合によっては、これらの流れは、流動バッファガスを、プラズマサイト１０３とコレクタ光学素子１０６の間で、ガス数密度ｎで成立させることができ、ガス数密度ｎは、プラズマから放射される実質的に全てのイオンからコレクタ光学素子１０６を保護するために十分なものである。

バッファガス組成および圧力の選択は、バッファガス組成のイオンストッピング力と、圧力の関数（例えば、関与する光（軟Ｘ線、ＶＵＶまたはＥＵＶ）の特定の光の許容可能なインバンド吸収を提供するために）としての、光がプラズマサイト１０３から中間位置１０８に伝わらなければならない距離にわたるバッファガスのインバンド光吸収に基づいて選択され得る。必要とされる流動バッファガス圧力は、例えば、（Ｋｉｍｂａｌｌ ＰｈｙｓｉｃｓのＭｏｄｅｌ ＦＣ−７３Ａ）等のファラデーカップを用いて特定の駆動レーザー／ターゲット材構成のイオンエネルギーの分布（バッファガスがない場合の）を測定することによって計算され得る。これらのイオンエネルギーでは、ＳＲＩＭ（Ｓｔｏｐｐｉｎｇ ａｎｄ Ｒａｎｇｅ ｏｆ Ｉｏｎｓ ｉｎ Ｍａｔｔｅｒ）ソフトウェア（ウェブサイトｗｗｗ^＊ｓｒｉｍ^＊ｏｒｇで入手可能である）等の市販のソフトウェアが、（初期イオンエネルギーを有する）イオンのエネルギーを、選択された最大エネルギーレベル未満まで低減するために必要なガス圧力（所与の距離「ｄ」にわたり動作可能な）を導出するために用いられ得る。例えば、イオン減速ガス圧力は、距離「ｄ」にわたるガス圧力Ｐの平均値として実装され得る。

定常域の光源１００に関して、チャンバ圧力は、主にガススループットと真空ポンプ（複数の場合あり）１２０のポンピング速度のバランスによって導出される。例えば、エドワーズ（Ｅｄｗａｒｄｓ）ターボ分子ポンプモデルＳＴＰ−ｉＸＡ３３０６の最大作動圧力は、約１５ｍＴである。真空ポンプ（複数の場合あり）１２０のコンダクタンスを制御し、チャンバ１１０内のガス圧力を、ガス流と別個に制御式で変更（増加）することを可能にするために、開口（コンダクタンス制御）プレート１３０が用いられ得る。チャンバ圧力を増加させる能力は、コレクタ光学素子１０６をプラズマサイト１０３により接近させて位置決めすることを可能にするが、それは、チャンバ圧力を増加させることにより、コレクタの侵食を止めるために必要なバッファガスｐ^＊ｄ（圧力^＊距離）を達成できるからである。例えば、本出願人によって行われた測定と数値計算によれば、アルゴンバッファガスを用いてＥＵＶ放出プラズマ由来の２ｋｅＶのキセノンイオンまたは中性物質を止めるために必要なｐ^＊ｄは、１〜２Ｔｏｒｒ^＊ｃｍの範囲になる。したがって、プラズマサイト１０３から１００ｃｍのところに配置されたコレクタ光学素子１０６に関しては約２０ｍＴｏｒｒまでのバッファガス圧力を必要とし、また、プラズマサイト１０３から４０ｃｍのところに配置されたコレクタ光学素子１０６に関しては約５０ｍＴｏｒｒまでのバッファガス圧力を必要とすることを想定できる。保護ガスの総所要流れは、真空ポンプ（複数の場合あり）１２０の個数と、それらの特性、例えば、ポンピング速度、ポンプの断面積、ならびに所望のチャンバ圧力、を含むいくつかの因子に依存することを理解すべきである。コレクタ光学素子１０６をプラズマサイト１０３により接近させて配置することはいくつかの利点を有する。一つには、所与の集光角に関して、コレクタ光学素子１０６は距離の二乗に比例して縮小するため（〜ｒ^２）、コレクタ光学素子１０６の製造がより容易かつ安価になる。また、総体的な光源チャンバのサイズが縮小され得るとともに、縮小された光源フットプリントをもたらす。加えて、より高いチャンバ圧力を有することは、プラズマ近傍に配置されたプラズマ対向構成部品（図４を参照して以下に説明するドラムベースの光源の場合のドラムハウジングのような）を保護するためにも有益であるが、それは、より高いｐ^＊ｄは、エネルギーの高いイオンをより有効に止めることにつながり、よって、侵食の防止を補助するからである。

上記で述べたように、光学構成部品をプラズマ生成イオンおよび中性物質から保護するために十分なガス圧力を成立させて維持し、ガス流を制御することに加えて、図１に示す構成のような出口１１８ａ−ｃと真空ポンプ（複数の場合あり）１２０の構成が、光路（すなわち、プラズマサイト１０３からコレクタ光学素子１０６への、そして次に中間位置１０８への）上のターゲット材ガスと蒸気の濃度を低減することによりインバンド光透過を増加させるために用いられ得る。光源１００はさらに、コレクタ光学素子１０６の外端を限り、それにより流れの拡張を低減する（管状フローガイド１４０が、光路を遮断しないような寸法であり配置になっている場所である反射型光学素子１０６の外端より外側にガスが拡張することを防止する）管状フローガイド１４０を含み得る。２０１４年４月７日に、Ｋｕｒｉｔｓｙｎらによって出願された、「Ｄｅｂｒｉｓ Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ Ｒｅｆｌｅｃｔｉｖｅ Ｏｐｔｉｃ Ｕｔｉｌｉｚｉｎｇ Ｇａｓ Ｆｌｏｗ」と題する米国特許出願第１４／２４７，０８２号、および２０１４年９月２６日に、Ｂｙｋａｎｏｖらによって出願された、「Ｓｙｓｔｅｍ Ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ Ｐｒｏｄｕｃｉｎｇ ａｎ Ｅｘｃｌｕｓｉｏｎａｒｙ Ｂｕｆｆｅｒ Ｇａｓ Ｆｌｏｗ ｉｎ ａｎ ＥＵＶ Ｌｉｇｈｔ Ｓｏｕｒｃｅ」と題する米国特許出願第１４／４９７，５０６号は、プラズマベース光源にガス流を提供する、適用可能な例を開示している。米国特許出願第１４／２４７，０８２号および米国特許出願第１４／４９７，５０６号は、全体を参照することにより本明細書に組み込まれる。

図１は、光源１００が、光路からターゲット材ガスの濃度を低減するように出口１１６ａ、ｂからのバッファガス流を指向させるためのフローガイド１２２を中間位置１０８に含み得ることを示している。例えば、フローガイド１２２は、円錐形状であってもよく、また、回転可能な円筒対称要素の表面上に被覆されたターゲット材を用いる、図１に示すセットアップでは、フローガイド１２２は、プラズマラインオブサイトから逸れるようなサイズと位置であり得る（すなわち、プラズマサイト１０３の視準線の外側）。この構成により、プラズマからのイオンおよび中性物質は、フローガイド１２２に直接達し得ない（すなわちプラズマから直線経路では達し得ない）。

図１はさらに、ターゲット材ガスおよび蒸気を含むターゲット材デブリを光路から押し出すようにコレクタ光学素子１０６とプラズマサイト１０３の間に横断方向の流れを生成するために、出口１８８ａが真空ポンプ１２０と連携できることも示している。これは、図１のバッファガス流矢印１２４によって示され、また、図１Ａにも示されているが、図１Ａでは、プラズマサイト１０３’とコレクタ光学素子１０６’の間に横断方向の流れが成立した場合の、キセノンの濃度比ｘをグレースケールで示す、モデル化されたシミュレーションの結果を示している。図１Ａに示すように、暗色領域１２６ａ−ｄは、中間位置フローガイド（領域１２６ａ）でのバッファガス出口によりキセノンの濃度比が低い、チャンバ内の分量を表し、横断出口は図１の出口１１８ａ（領域１２６ｂ）、コレクタ光学素子出口（領域１２６ｃ）、およびレーザー取入窓出口（領域１２６ｄ）に対応する。図１Ａは、チャンバ内で予め選択されたガス流を成立させるための、チャンバパーティション１２７ａ、ｂの使用を示す。グレー領域１２８は、プラズマサイト１０３’から出て、チャンバ内に成立したガス流によって光路から横断方向に吹き出された、比較的高濃度比のキセノンを有するチャンバ内の分量を表す。

図１Ｂは、プラズマサイト１０３から約４０ｃｍのところに位置決めされたコレクタ光学素子１０６の、キセノンの濃度比ｘをグレースケールで図示したモデル化されたシミュレーションの結果を示す（すなわち、ｘＸｅスケールは、ガスのＸｅ部分を表し、「１」はこの場所にはキセノンガスのみが存在する（アルゴンはない）ことを意味し、「０」は、キセノンが存在しない（アルゴンのみ）ことを意味する）。図１Ｂに示すように、暗色領域１２６ａ、ｃ、ｄは、中間位置フローガイド（領域１２６ａ）でのバッファガス出口、コレクタ光学素子出口（領域１２６ｃ）およびレーザー取入窓出口（領域１２６ｄ）によりキセノンの濃度比が低い、チャンバ内の分量を表す。図１Ｂにモデル化された流れは以下である：キセノンアイス層を維持するために必要な総キセノン流＝１．４ｓｌｍ、レーザー窓出口でのアルゴン流＝２ｓｌｍ、中間位置フローガイド内でのアルゴン流＝１ｓｌｍ、コレクタ光学素子出口を通るアルゴン流＝１０．８ｓｌｍ（総アルゴン流は１３．８ｓｌｍ）。このモデルでは、コレクタ光学素子１０６とプラズマサイト１０３の間に５０ｍＴｏｒｒの定常圧力が成立され得る（ｐ^＊ｄ＝５０ｍＴｏｒｒ^＊４０ｃｍ＝２Ｔｏｒｒ^＊ｃｍ）。グレー領域１２８は、プラズマサイト１０３’から出て、チャンバ内に成立されたガス流によって光路から横断方向に吹き出された、比較的高濃度比のキセノンを有するチャンバ内の分量を表す。ＥＵＶ吸収を減少したコレクタ流の効果は以下のように予測される：キセノン流が１．４ｓｌｍである場合、総アルゴン流は１３．８ｓｌｍでありチャンバ圧力は５０ｍＴｏｒｒであり、するとチャンバ内のキセノンの平均分圧は、５０ｍＴｏｒｒ^＊１．４ｓｌｍ／１３．８ｓｌｍ^＊５０ｍＴｏｒｒ^＊０．１〜５ｍＴｏｒｒと予測され得る。したがって、４０ｃｍのところに位置決めされたコレクタでは、光がプラズマからコレクタに伝わり、次に中間位置（ＩＦ）のほうに戻るときの、キセノンにおけるＥＵＶ吸収のｐ^＊ｄは、５ｍＴｏｒｒ^＊４０ｃｍ^＊２＝０．４Ｔｏｒｒ^＊ｃｍである。これは、光伝播中にＥＵＶの〜３０％の損失を招くことになる。コレクタを介してアルゴンを噴射することは、このキセノンを吹き出して除去することを助長し、ＥＵＶ吸収を顕著に低減する。実際、３０％の損失は、ＥＵＶ吸収の下限推定値であり得るが、それは、プラズマ付近のキセノン分圧は、均衡濃度（この場合〜１．４／１３．８＝０．１）を上回るからである−ターゲット付近の０．１を余裕で越えるｘＸｅ分圧を有するキセノンジェットを参照のこと。アルゴン流は、このジェット（またはキセノンプリューム）を、プラズマとコレクタの間の光路から遠ざけるように逸らし、それにより透過を増加させる。

図１Ｃおよび１Ｄは、図１に示したチャンバ１１０からバッファガスを除去するために真空ポンプ１２０の上流に配置されたコンダクタンス制御開口プレートの使用を示す。より具体的には、図１Ｃは圧力プロット図であり、モデル化されたシミュレーションの結果を示し、また、チャンバ１１０から約３０ｍＴｏｒｒのチャンバ圧力で、コンダクタンス制御開口プレート１３０を通り、また、約１３ｍＴｏｒｒのライン圧力でライン１３２を通り、真空ポンプ１２０に入るガスの流れを図解している。コンダクタンス制御開口プレート１３０は、効率良いポンプ動作を可能にするためにポンプ入口での圧力を低減する（すなわち、チャンバ圧力より下に）ように動作可能である。本明細書で開示するデバイスでは、コンダクタンス制御開口プレート１３０は、手動で調節される、または場合によってはコントローラによって調節される可変開口を有し得る。例えば、可変開口はポンプ入口圧力に応答してコントローラによって調節され得る。

図１Ｄは圧力プロット図であり、モデル化されたシミュレーションの結果を示し、また、チャンバ１１０から約３０ｍＴｏｒｒのチャンバ圧力で、コンダクタンス制御開口プレート１３０を通り、また、約１３ｍＴｏｒｒのライン圧力でライン１３２内のバッフル１３４の周囲を通って真空ポンプ１２０に入るガスの流れを図解している。バッフル１３４は、ガスが開口を通るときの真空ポンプ１２０内に発射されて、増加した負荷を引き起こす可能性がある、ジェット（図１Ｃのジェット１３７参照）のイオンの形成を防止することを可能にする。図１Ｄに示したモデル化からわかるように、バッフル１３４はコンダクタンス制御開口プレート１３０からのジェット（図１Ｃにジェット１３７として示される）を分解して、流れをより均一にする。これは、コンダクタンス制御開口プレート１３０が真空ポンプ１２０付近に配置されなければならない場合に特に重要となり得る。バッフル１３４の代わりに、またはそれに追加して、図１Ｃに示すように、ポンプ入口１３５は、コンダクタンス制御開口プレート１３０によって生成されるガスジェット１３７が真空ポンプ１２０に干渉することを防止するために、例えば入口延長部／スペーサ１３３を用いて、コンダクタンス制御開口プレート１３０から十分な距離のところに配置され得る。

図１Ｅおよび１Ｆは、開口１４３と開口１４３のサイズ調節機構が形成されたコンダクタンス制御プレート１３０を備えた真空ポンプコンダクタンスを制御するサブシステムを示す。図示のように、機構は、例えば、可動プレート１３９ａ、ｂに取り付けられるすべりねじ組立体であり得るアクチュエータ１４１ａ、ｂを含む。開口のサイズは、真空ポンプコンダクタンスを制御する制御信号に応答してプレートを移動させることによって調節され得る。サブシステムは、バッフル１３４（上記に図示し説明した）または入口延長部スペーサ（図１Ｃおよび対応する説明を参照）とともに用いられ得る。真空ポンプコンダクタンスは、例えば、チャンバ内のバッファガス流またはターゲット材ガス流が変化した場合にチャンバ圧力を予め選択された目標に、または予め選択された範囲に維持するために調節され得る。例えば、作動中に、凍結キセノン層を補充するために用いられるキセノンガスの流れを修正する必要があり得る。この場合、真空ポンプコンダクタンスを調節することで、キセノンガス流の変化がチャンバ圧力を変えることを防止できる。

図１Ｇは、真空ポンプコンダクタンスを制御するもう１つのサブシステムを示し、そのサブシステムは、コンダクタンス制御プレート１４５を有し、コンダクタンス制御プレート１４５は、ライン入口１５１から離間して、プレート１４５とライン入口１５１の間にギャップ１４７を成立させ、サブシステムはさらに、ギャップ１４７のサイズを調節するためにライン入口１５１に相対してコンダクタンス制御プレート１４５を移動させる機構を有する。図示のように、機構は例えば、プレート１４５に取り付けられるすべりねじ組立体であり得る１つ以上のアクチュエータ１４９を含み得る。ギャップ１４７のサイズは、真空ポンプコンダクタンスを制御する制御信号に応答して矢印１５３の方向にプレート１４５を移動させることによって調節され得る。サブシステムは、サブシステムによって生成されるガスジェットが真空ポンプ１２０に干渉することを防止するために、図示のように、開口または代替的に入口延長部スペーサ（図１Ｃおよび対応する説明を参照）を有するプレートからなるバッフル１３４’とともに用いられ得る。

図２は、ターゲット材１０２をプラズマサイト１０３に供給するターゲット発生器１３６を含むＬＰＰ光源１００’のもう１つの実施形態を示す。ターゲット材１０２は、ストリームまたはジェットの形態であっても（図示せず）、または一連の別個のターゲット１３８（すなわち液滴、固体ペレット、および／または液滴内に含有された固体粒子）であってもよい。ターゲット材１０２は、励起源１０４（上記に説明した）によって照射されて発光プラズマを生成してもよい。図２にさらに示すように、光源１００’は、光学構成部品をプラズマ生成イオンおよび中性物質から保護し、ターゲット材ガスおよび蒸気によるインバンド光透過を減少させるためにガス流とガス圧力を制御する構成を含む。

いくつかの実施形態では、光源１００’はさらに放射コントローラを含んでもよく、放射コントローラは、チャンバ１１０内に供給するための照射のパルスを生成するために、励起源１０４内の１つ以上のランプおよび／またはレーザーデバイスを起動するための着火制御システムをも含み得る。光源１００’はさらに、液滴位置検出システムを含み、液滴位置検出システムは１つ以上の液滴の（例えば、照射領域に対する）位置および／またはタイミングを表示するように構成された１つ以上の液滴イメージャおよび／または光カーテンを含み得る。液滴位置検出フィードバックシステムは、液滴イメージャからの出力を受け取るように構成されてもよく、さらに、液滴位置と軌跡を計算するように構成されてもよく、それから、液滴エラーが計算され得る（例えば、液滴毎に、または平均に基づいて）。次に液滴エラーは、励起源コントローラに入力として供給されてもよく、励起源コントローラは、源タイミング回路を制御するために、および／またはビーム位置および成形システムを制御するために、位置、方向、および／またはタイミング補正信号を励起源１０４に供給するように構成され得る。したがって、プラズマサイト１０３に供給される照射ビームまたはパルスの軌跡および／または焦点屈折力は、液滴位置および／またはターゲット材１０２に関連する軌跡に従って動的に調節され得る。

図２は、レーザー入力窓１０５とプラズマサイト１０３の間の照射経路に中心決めされた軸線を有する対称なコレクタ光学素子１０６’を有する一実施形態を示す。図示のように、コレクタ光学素子１０６’は、プラズマサイト１０３から最接近距離ｄに配置され、また、励起源１０４からの照射が通過して、プラズマサイト１０３にあるターゲット材１０２に達することを可能にするように構成された中央開口を含む。

光源１００’は、流れの拡張を低減するために反射型光学素子１０６’の外端を限る管状フローガイド１４０’をも含む（例えば、ガスが反射型光学素子１０６’の外端より外側に拡張することを防止する、その外端において管状フローガイド１４０’は、光路を遮断しないような寸法と配置になっている）。

図２は、光源１００’が、光路からターゲット材ガスの濃度を低減するために出口１１６ａ、ｂからバッファガス流を指向させるために、中間位置１０８に１つのフローガイド１２２’を含み得ることを示す。例えば、フローガイド１２２’は、円錐形状であってもよく、個別のターゲットデリバリーシステムを利用する図２に示すセットアップでは、フローガイド１２２’は、プラズマラインオブサイトに配置されているため、図１に示した対応するフローガイド１２２よりも幾分短いサイズであり得る（すなわち、より短いフローガイド１２２’は、フローガイド１２２’のプラズマサイト１０３への距離を増加させることにより、スパッタされるデブリを減少させる）。

図２はさらに、出口１１８ａ−ｃが、真空ポンプ１２０ａ、ｂと連携して、ターゲット材ガスおよび蒸気を含むターゲット材デブリを光路から押し出すように指向した流れを生成できることを示している。これは、図２のバッファガス流矢印１２４によって示される。さらに、上記で説明したように、出口１１８ａ−ｃは、真空ポンプ１２０ａ、ｂと連携して、プラズマサイト１０３とコレクタ光学素子１０６’の間に、イオンがコレクタ光学素子１０６’に達する前に、イオンエネルギーを目標最大エネルギーレベル（例えば１００ｅＶより下、および場合によっては３０ｅＶより下）に下げるために十分な、距離ｄにわたる平均ガス圧力Ｐを有する流動ガスを成立させて維持する。

図３は、光学構成部品をプラズマ生成イオンおよび中性物質から保護し、ターゲット材ガスおよび蒸気によるインバンド光透過を低減するために、ガス流とガス圧力を制御する構成を含むＬＰＰ光源１００”の別の実施形態を示す。図２に示した光源１００’のように、光源１００”は、レーザー入力窓１０５とプラズマサイト１０３の間の照射経路に中心決めされた軸線を有する対称なコレクタ光学素子１０６’を含む。図示のように、コレクタ光学素子１０６’は、プラズマサイト１０３から最接近距離「ｄ」に配置され、また、励起源１０４からの照射が通過して、プラズマサイト１０３にあるターゲット材１０２に達することを可能にするように構成された中央開口を含み得る。

図３および３Ａに示した光源１００”はさらに、準垂直入射コレクタ光学素子１０６’とプラズマサイト１０３の間に配置されて出口（複数の場合あり）１１８からの流れを指向させる１つ以上のベーン（そのうち、ベーン１４２ａ−ｃが表示されている）をも含む。図示のように、ベーン１４２ａ−ｃは、光路を遮断しないように、半径方向に配向されていてもよい。光源１００”はさらに、流れの拡張を低減するために反射型光学素子１０６’の外端を限る管状フローガイド１４０”をも含む（例えば、ガスが反射型光学素子１０６’の外端より外側に拡張することを防止する、その外端において管状フローガイド１４０”は、光路を遮断しないような寸法と配置になっている）。ベーン１４２ａ−ｃ、管状フローガイド１４０（図１）、１４０’（図２）、１４０”（図３）、および／または中間位置フローガイド１２２（図１）、１２２’（図２）は、中間位置でのシステム開口を不都合に通過する可能性がある迷光（例えば、ＩＲ駆動レーザーからのＩＲ光を含む）の散乱を減らすために粗面またはテクスチャ加工した表面が形成されてもよい。

図３はさらに、ターゲット材ガスおよび蒸気を含むターゲット材デブリを光路から押し出すように指向した流れを生成するために、出口（複数の場合あり）１８８が真空ポンプ１２０ａ、ｂと連携できることも示している。これは、図３でバッファガス流矢印１２４によって示される。さらに、上記で説明したように、出口（複数の場合あり）１１８は、真空ポンプ１２０ａ、ｂと連携して、イオンがコレクタ光学素子１０６’に達する前に、プラズマサイト１０３とコレクタ光学素子１０６’の間で、イオンエネルギーを、目標最大エネルギーレベル（例えば１００ｅＶより下、また場合によっては３０ｅＶより下）に低減するために十分な、距離ｄにわたる平均ガス圧力Ｐを有する流動ガスを成立させ維持できる。

図４は、排除しない場合はプラズマの視準線内に入る特定の支持システム構成部品を排除することにより、および／または特定の支持システム構成部品とプラズマの間の距離を増加させることにより、および／または特定の支持システム構成部品と駆動レーザービームパスの間の角度αを増加させることにより、構成部品スパッタリング／デブリ生成を低減するように構成された、図１に描写した回転可能な円筒対称要素１１２を有するターゲット材支持システム１４８の、より詳細な図を示す。支持システム１４８に関して、円筒対称要素１１２は、円筒対称要素１１２の周囲に横方向に延出するプラズマ形成ターゲット材１０２のバンドで被覆された表面１５０を有する。支持システム１４８はさらに、ターゲット材１０２のバンドを保護して、表面１５０へのターゲット材１０２の初期生成、維持および補充を助長するように機能できる、表面１５０に重なり実質的に適応するハウジング１５２を含む。支持システムに関して、円筒対称要素１１２は、例えばライン１５４を介した液体窒素の流れを用いて内部冷却され得る。キセノンガス等のターゲット材は、ハウジング１５２を通って表面１５０上に噴射されて（またはハウジング１５２を通過して表面１５０上に吹き付けられる）、ターゲット材１０２のバンドを生成して補充できる（キセノン供給ラインは図示していない）。より具体的には、ターゲット材は表面１５０上に吹き付けられ、そこでターゲット材は固化して、例えば、バンド端１５５からバンド端１５６まで延在する凍結キセノンターゲット材１０２のバンドを生成し、バンドは、プラズマ形成ターゲット材１０２の作動領域を成立させ、その作動領域内で、プラズマ形成ターゲット材１０２と、励起源１０４（図１参照）の出力との間の相互作用が発生し得る。軸１５８は、円筒対称要素１１２に取り付けられて、円筒対称要素１１２を軸線１６０の周りで回転させ円筒対称要素１１２を軸線１６０に沿って平行移動させる機構を提供する。この構成により、ターゲット材のバンドは、駆動レーザー焦点に相対して移動されることができ、それにより照射のための一連の新たなターゲット材スポットを逐次提供する。回転可能な円筒対称要素を有するターゲット材支持システムに関するさらなる詳細は、２０１４年７月１８日に出願されたＢｙｋａｎｏｖらによる、「Ｓｙｓｔｅｍ Ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄ Ｆｏｒ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｏｆ Ｅｘｔｒｅｍｅ Ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ Ｌｉｇｈｔ」と題する米国特許出願第１４／３３５，４４２号に提供されており、その全内容は、参照により本明細書に組み込まれる。

図４はさらに、ハウジング１５２には、プラズマを生成するために駆動レーザーによって照射されるために、プラズマ形成ターゲット材１０２を露出するための開口部１６２が形成されていることを示す。より幾何学的に言えば、開口部１６２は、ハウジング端１５７（開口部１６２の一端にある）等のハウジング１５２の一部を、プラズマサイト１０３から遠ざけるためにバンド端１５５、１５６を越えて軸方向に延出していることがわかる。さらに、開口部１６２は、軸線１６０に対して平行な方向に長さＤ_{ａｘｉａｌ}を有し、また、軸線１６０に対して垂直な方向に幅Ｄ_{ｌａｔｅｒａｌ}を有し、Ｄ_{ａｘｉａｌ}＞Ｄ_{ｌａｔｅｒａｌ}であることがわかる。より具体的には、図示のように、ハウジングは、回転軸に対して平行な長さＬを有することができ、開口部１６２は、ハウジング１５２の長さの５０パーセントを越えて延出してもよい。

図４はさらに、開口部１６２が第１端１６４から第２端１６６まで横方向に延出できることを示す。場合によっては、各端１６４、１６６は、端１６４、１６６がプラズマの視準線の外側に配置されるように、円筒対称要素１１２の周囲でのプラズマサイトから距離を置いて配置され得る。

上記の幾何学的形状により、生成するデブリ（例えば、２．５ｋｅＶまでのエネルギーでイオンを放射するプラズマによって）の量が低減されて、コレクタの耐用年数が改善する。上記の幾何学的形状を有するオープンフェイスのハウジングに加えて、ターゲット支持フランジ（プラズマ視準線内に配置された）が、プラズマによって生成されたイオンが、フランジに達する前にバッファガス（上記の）によって止められるように実地上可能であるだけプラズマから離れて配置される。加えて、本出願人による測定、ならびにアマノ（Ｓ．Ａｍａｎｏ）らによってＲｅｖ. Ｓｃｉ. Ｉｎｓｔｒ．、８１、０２３１０４（２０１０）図４に掲載されたデータは、角度αｗ．ｒ．ｔ．レーザー軸が大きくなるにつれイオン流量が降下することを示している。したがって、上記の幾何学的形状は、プラズマ対向構成部品が、実用的なレーザーに相対して最大角αに配置されるべきであり（イオン流量が弱いと予測される場合）、また、実用上可能ならば、低スパッタリングイールド材（例えばＡｌ、Ｃ、Ｂ）等の低侵食材料またコーティング製であり得ることを確認する。

図４Ａは、一対のカバープレート１６８ａ、ｂを含むモジュール設計を有するターゲット材支持システム１４８’の一実施形態を示す。図示のように、各プレート１６８ａ、ｂは、ハウジング１５２によって成立される開口部１６２の一部に重なり、ねじ等の留め具１７０によって開口部１６２の各側部でハウジング１５２に取り付けられている。この構成は、損傷したカバープレート、例えばイオン侵食によって損傷したカバープレートの、その場での交換を可能にする。具体的には、プレート１６８ａ、ｂは、ターゲット材支持システム１４８’が光源チャンバ内に設置されたままの状態で交換され得る。

検査、フォトリソグラフィーまたは計測等の半導体プロセス用途に、軟Ｘ線、ＥＵＶ、ＶＵＶまたは任意のその他のプラズマ生成照射のバンドが用いられ得る。例えば、図５に示すように、検査システム２００は、上記の光源１００、１００’、１００”のうち１つのような光源を組み込んだ照射源２０２を含み得る。検査システム２００はさらに、半導体ウェハまたはマスク等の少なくとも１つの試料２０４を支持するように構成されたステージ２０６を含んでもよい。照射源２０２は、照射経路を介して試料２０４を照射するように構成されてもよく、また、試料２０４から反射、散乱または放射された照射は、イメージング経路に沿って少なくとも１つの検出器２１０（例えばカメラまたは光センサのアレイ）に指向されてもよい。検出器２１０に通信可能に結合されたコンピューティングシステム２１２は、検出された照射信号に関連する信号を処理して、試料２０４の１つ以上の欠陥の種々の属性を、非一時的キャリア媒体２１４からコンピューティングシステム２１２のプロセッサによって実行可能な、プログラム命令２１６に埋め込まれた検査アルゴリズムに従って特定および／または測定するように構成されてもよい。

さらなる例として、図６は一般に、上記の光源１００、１００’、１００”のうち１つを組み込んだ照射源３０２を含むフォトリソグラフィーシステム３００を示す。フォトリソグラフィーシステムは、リソグラフィー処理向けの半導体ウェハ等の少なくとも１つの基板３０４を支持するように構成されたステージ３０６を含んでもよい。照射源３０２は、基板３０４または基板３０４上に配置された層に、照射源３０２による照射出力でフォトリソグラフィーを実行するように構成され得る。例えば、出力された照射はレチクル３０８に向けられ、レチクル３０８から、基板３０４に向けられて、基板３０４または基板３０４上に配置された層に、照射されたレチクルパターンに従ってパターニングする。図５および６に示した例示的実施形態は一般に、上記の光源１００、１００’、１００”の用途を描写しているが、当業者ならば、光源１００、１００’、１００”は、本開示の範囲から逸脱せずに種々の内容に適用され得ることを理解するであろう。

当業者ならばさらに、プロセスおよび／またはシステムおよび／または本明細書に記載されるその他の技術がそれによって有効になり得る種々の媒体が存在すること（例えばハードウェア、ソフトウェアおよび／またはファームウェア）、また、好適な媒体は、プロセスおよび／またはシステムおよび／またはその他の技術が展開される内容によって異なり得ることを理解するであろう。いくつかの実施形態では、種々のステップ、機能および／または操作が、以下のうち１つ以上によって実行される：電子回路、論理ゲート、マルチプレクサ、プログラマブル論理デバイス、ＡＳＩＣ、アナログもしくはデジタルコントロール／スイッチ、マイクロコントローラ、またはコンピューティングシステム。コンピューティングシステムは、限定はしないが、パーソナルコンピューティングシステム、メインフレームコンピューティングシステム、ワークステーション、イメージコンピュータ、パラレルプロセッサ、または当技術分野で知られる任意のその他のデバイスを含み得る。一般に「コンピューティングシステム」という用語は、キャリア媒体からの命令を実行する１つ以上のプロセッサを有する任意のデバイスを包含するように、広範に規定される。本明細書に説明されるような方法を実施するプログラム命令は、キャリア媒体から伝送されるか、またはキャリア媒体に記憶されてもよい。キャリア媒体は、ワイヤ、ケーブル等の伝送媒体、または無線伝送リンクを含み得る。キャリア媒体はさらに、リードオンリーメモリ、ランダムアクセスメモリ、磁気もしくは光学ディスク、または磁気テープ等の記憶媒体を含み得る。

本明細書に説明される方法全ては、方法実施形態の１つ以上のステップの結果を記憶媒体に記憶することを含んでもよい。結果は、本明細書に記載された結果のうちいずれを含んでもよく、当技術分野で周知のいずれの方式で記憶されてもよい。記憶媒体は本明細書に記載される任意の記憶媒体、または当技術分野で周知の任意の他の適切な記憶媒体を含んでもよい。結果が記憶された後で、結果は記憶媒体内でアクセスされて本明細書に記載される方法またはシステムの実施形態のうちいずれによって用いられても、ユーザへの表示向けにフォーマットされても、別のソフトウェアモジュール、方法またはシステム等によって用いられてもよい。さらに、結果は、「永久に」、「半永久的に」、「一時的に」、または一定期間のみ記憶されてもよい。例えば、記憶媒体はランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）であってもよく、結果は必ずしも記憶媒体内に永久に残らなくてもよい。

本発明の特定の実施形態を説明してきたが、上記の開示の範囲と趣旨から逸脱せずに、当業者により本発明の種々の改変と実施形態がなされ得ることは明らかである。したがって、本発明の範囲は、本明細書に添付の特許請求の範囲によってのみ限定される。

Claims (35)

1. デバイスであって、
   チャンバ内の回転可能な円筒対称要素上のプラズマサイトにあるターゲット材からプラズマを生成するシステムと、
   前記プラズマサイトから選択された距離に配置された構成部品であり、前記構成部品は、前記プラズマからの放射線を集め、中間フォーカス位置への光路に沿って前記放射線を集束させて光錐を形成する、構成部品と、
   前記回転可能な円筒対称要素の下に配置された円錐状のフローガイドと、
   前記プラズマと前記構成部品の間にガス流を形成するバッファガスの指向された流れを確立するガス出口の組であり、前記バッファガスの流れは、イオンが前記構成部品に達する前にイオンエネルギーを１００ｅＶより下に低減するために十分な、前記構成部品と前記プラズマとの間の平均ガス圧を確立し、前記円錐状のフローガイドは、前記構成部品と前記中間フォーカス位置との間に形成された光錐と少なくとも部分的に同一の広がりをもつように配置され、前記円錐状のフローガイド内のバッファガスの流れは、ターゲット材ガスを前記光錐から逸らす、ガス出口の組と、
   チャンバからガスを除去する少なくとも１つのポンプであり、前記ポンプと前記ガス出口はターゲット材ガスの濃度を、前記プラズマから前記中間フォーカス位置への光路に沿って減少させる、ポンプと、
   を備えるデバイス。
2. 前記構成部品は、ＥＵＶ放射線を前記プラズマサイトから前記中間フォーカス位置に反射させる準垂直入射ミラーである、請求項１に記載のデバイス。
3. 前記デバイスはさらに、少なくとも１つのガス出口からの流れを指向させる流動指向構造を備える、請求項１に記載のデバイス。
4. 前記構成部品は準垂直入射ミラーであり、前記流動指向構造は、少なくとも１つのガス出口からの流れを指向させるための、前記準垂直入射ミラーと前記プラズマサイトの間に配置された少なくとも１つのベーンを備える、請求項３に記載のデバイス。
5. 前記流動指向構造は管状フローガイドを含む、請求項３に記載のデバイス。
6. 前記放射線はＥＵＶ放射線を含み、前記バッファガスは、前記ターゲット材ガスよりも高いＥＵＶ透過を有する、請求項１に記載のデバイス。
7. 前記バッファガスは、水素、ヘリウム、アルゴン、窒素およびそれらの組み合わせからなるバッファガスの群から選択される、請求項１に記載のデバイス。
8. 前記システムは、前記回転可能な円筒対称要素の表面に被覆された駆動レーザー照射ターゲット材を有するレーザー生成プラズマシステムである、請求項１に記載のデバイス。
9. 少なくとも１つのガス出口は少なくとも１つのポンプと連携して、前記構成部品と前記プラズマサイトの間に横断方向の流れを生成して、ターゲット材ガスを前記光路から押し出す、請求項１に記載のデバイス。
10. 前記デバイスは、前記中間フォーカス位置に１つのフローガイドを含み、少なくとも１つのガス出口は、前記バッファガスを前記フローガイドへと指向させて、前記ターゲット材ガスの濃度を前記光路に沿って減少させる、請求項１に記載のデバイス。
11. 前記放射線は、１３．５ｎｍの波長を有するＥＵＶ放射線を含む、請求項１に記載のデバイス。
12. 前記チャンバ内に予め選択されたガス流パターンを成立させるための前記チャンバ内のパーティションをさらに備える、請求項１に記載のデバイス。
13. デバイスであって、
    チャンバ内の回転可能な円筒対称要素上のプラズマサイトにあるターゲット材からプラズマを生成するシステムと、
    前記プラズマサイトから選択された距離に配置された構成部品であり、前記構成部品は、前記プラズマからの放射線を集め、中間フォーカス位置への光路に沿って前記放射線を集束させて光錐を形成する、構成部品と、
    前記回転可能な円筒対称要素の下に配置された円錐状のフローガイドと、
    バッファガスを前記チャンバ内に導入し、ガスの流れを形成するバッファガスの指向された流れを確立する少なくとも１つの出口であり、前記円錐状のフローガイドは、前記構成部品と前記中間フォーカス位置との間に形成された光錐と少なくとも部分的に同一の広がりをもつように配置され、前記円錐状のフローガイド内のバッファガスの流れは、ターゲット材ガスを前記光錐から逸らす、出口と、
    前記チャンバからガスを除去する少なくとも１つのポンプ組立体であり、ポンプとコンダクタンス制御プレートを有し、前記少なくとも１つの出口と連携して、イオンが前記構成部品に達する前にイオンエネルギーを１００ｅＶより下に低減するために十分な、前記構成部品と前記プラズマとの間の平均ガス圧を確立する、ポンプ組立体と、
    を備えるデバイス。
14. 前記少なくとも１つのポンプ組立体は、前記出口と連携して、イオンが構成部品に達する前に前記イオンエネルギーを３０ｅＶより下に低減するために十分な、前記構成部品と前記プラズマとの間の平均ガス圧を確立する、請求項１３に記載のデバイス。
15. 前記システムは、光路に沿って中間位置のほうに伝わる放射線を生成し、また、プラズマから出るターゲット材ガスとイオンを生成し、前記少なくとも１つの出口は、流動的に結合されたガス源から流れてくるバッファガスを受け取り、チャンバからガスを除去する少なくとも１つのポンプと連携して、ターゲット材ガス濃度を、プラズマから中間フォーカス位置への通路に沿って減少させるように構成される、請求項１３に記載のデバイス。
16. 前記ポンプはポンプ入口を有し、前記コンダクタンス制御プレートは、前記ポンプ入口で入力圧力を成立させるように動作する、請求項１３に記載のデバイス。
17. 前記コンダクタンス制御プレートと前記ポンプの間に配置されて、前記コンダクタンス制御プレートによるガスジェットの生成を低減するバッフルをさらに備えた、請求項１３に記載のデバイス。
18. 前記コンダクタンス制御プレートと前記ポンプの間に配置されて、前記コンダクタンス制御プレートによって生成されたガスジェットが前記ポンプを邪魔することを防止するポンプ入口延長部をさらに備えた、請求項１３に記載のデバイス。
19. 前記コンダクタンス制御プレートには開口が形成されている、請求項１３に記載のデバイス。
20. 前記開口のサイズを調節する機構をさらに備えた、請求項１９に記載のデバイス。
21. 前記コンダクタンス制御プレートは、ライン入口から離間しており、両者間にギャップを成立させる、請求項１３に記載のデバイス。
22. ギャップのサイズを調節するために、コンダクタンス制御プレートをライン入口に対して移動させる機構をさらに備えた、請求項２１に記載のデバイス。
23. 前記放射線は、１３．５ｎｍの波長を有するＥＵＶ放射線を含む、請求項１３に記載のデバイス。
24. ＥＵＶ光源であって、
    チャンバ内の回転可能な円筒対称要素上のプラズマサイトでキセノンターゲット材からプラズマを生成するシステムと、
    前記プラズマサイトから選択された距離に配置された構成部品であり、前記構成部品は、前記プラズマからの放射線を集め、中間フォーカス位置への光路に沿って前記放射線を集束させて光錐を形成する、構成部品と、
    前記回転可能な円筒対称要素の下に配置された円錐状のフローガイドと、
    前記プラズマと前記構成部品の間に円錐状ガスを形成するバッファガスの指向された流れを確立する１以上のガス出口であり、前記バッファガスの流れは、イオンが前記構成部品に達する前にイオンエネルギーを１００ｅＶより下に低減するために十分な、前記構成部品と前記プラズマとの間の平均ガス圧を確立し、前記円錐状のフローガイドは、前記構成部品と前記中間フォーカス位置との間に形成された光錐と少なくとも部分的に同一の広がりをもつように配置され、前記円錐状のフローガイド内のバッファガスの流れは、ターゲット材ガスを前記光錐から逸らす、１以上のガス出口と、
    前記チャンバからガスを除去する少なくとも１つのポンプであり、前記ポンプと前記ガス出口は連携して、キセノンターゲット材ガス濃度を、前記プラズマから前記中間フォーカス位置への光路に沿って減少させる、ポンプと、
    を備えるＥＵＶ光源。
25. 前記構成部品は、ＥＵＶ放射線を前記プラズマサイトから前記中間位置へ反射するミラーであり、前記少なくとも１つのガス出口は、前記バッファガスの、前記ミラーから遠ざかる方向への流速を０．５標準リットル毎分（ｓｌｍ）から２０．０ｓｌｍの間に成立させる、請求項２４に記載のＥＵＶ光源。
26. 前記光源はさらに、前記少なくとも１つのガス出口からの流れを指向させる流動指向構造を備える、請求項２４に記載のＥＵＶ光源。
27. 前記構成部品は、前記プラズマサイトから前記中間フォーカス位置にＥＵＶ放射線を反射するミラーであり、前記流動指向構造は、少なくとも１つの出口からの流れを指向させる、前記ミラーと前記プラズマサイトの間に配置された少なくとも１つのベーンを備えている、請求項２６に記載のＥＵＶ光源。
28. 前記流動指向構造は管状フローガイドを含む、請求項２６に記載のＥＵＶ光源。
29. 前記バッファガスは、水素、ヘリウム、アルゴン、窒素およびそれらの組み合わせからなるバッファガスの群から選択される、請求項２４に記載のＥＵＶ光源。
30. 前記システムは、前記回転可能な円筒対称要素の表面に被覆されたキセノンターゲット材を照射する駆動レーザーを有するレーザー生成プラズマシステムである、請求項２４に記載のＥＵＶ光源。
31. 前記少なくとも１つのガス出口は少なくとも１つのポンプと連携して、前記構成部品と前記プラズマサイトの間に横断方向に指向された流れを生成して、キセノンターゲット材ガスを光路から押し出す、請求項２４に記載のＥＵＶ光源。
32. 前記光源はさらに、前記中間フォーカス位置に１つのフローガイドを含み、少なくとも１つのガス出口は、前記バッファガスを前記フローガイドへと指向させて、キセノンターゲット材ガスの濃度を前記光路に沿って減少させる、請求項２４に記載のＥＵＶ光源。
33. 前記放射線は、１３．５ｎｍの波長を有するＥＵＶ放射線を含む、請求項２４に記載のＥＵＶ光源。
34. 前記チャンバ内に予め選択されたガス流パターンを成立させるためのチャンバ内のパーティションをさらに備える、請求項２４に記載のＥＵＶ光源。
35. 前記バッファガスは、前記キセノンターゲット材ガスよりも高いＥＵＶ透過を有する、請求項２４に記載のＥＵＶ光源。

Images