JP7140750B2 - 波長ベースの光フィルタリング - Google Patents

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Description

関連出願の相互参照
この出願は、2016年9月20日に出願された米国特許出願第15/270,072号の利益を主張し、同特許は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
開示される対象物は、波長ベースの光フィルタリングに関する。例えば、波長ベースの光フィルタシステムは、光生成モジュールと光増幅器との間の光分離を提供するため、極端紫外線(EUV)光源に含めることができる。また、光フィルタシステムは、光生成モジュールと、ターゲット材料と増幅光との間の相互作用によって生成されたプラズマとの間の分離を提供することもできる。
例えば、およそ50nm以下の波長を有し(軟X線と呼ばれる場合もある)、約13nmの波長の光を含む電磁放射である極端紫外線(「EUV」)光は、フォトリソグラフィプロセスにおいて、基板(例えば、シリコンウェーハ)に極めて小さなフィーチャを生成するために使用することができる。
EUV光を生成するための方法は、必ずしもこれらに限定されないが、例えば、キセノン、リチウム又はスズなどの元素を有する材料をEUV範囲の輝線を有するプラズマ状態に変換させることを含む。そのような一方法(レーザ生成プラズマ(「LPP」)と呼ばれる場合が多い)では、必要なプラズマは、ドライブレーザと呼ぶことができる増幅光ビームをターゲット材料(例えば、材料の小滴、プレート、テープ、ストリーム又はクラスタの形態)に照射することによって生成することができる。このプロセスの場合、プラズマは、典型的には、密封容器(例えば、真空チャンバ)内で生成され、様々なタイプの計測機器を使用してモニタされる。
一般的な一態様では、極端紫外線(EUV)フォトリソグラフィツール用の光源は、光生成モジュールを含む光生成システムと、利得帯域と関連付けられた利得媒体を含む光増幅器であって、利得媒体が、利得帯域の波長を有する光を増幅するように構成された、光増幅器と、光生成モジュールと光増幅器との間のビーム経路上の波長ベースの光フィルタシステムであって、第1の波長セットの波長を有する光をビーム経路上で伝播させることができ、第2の波長セットの波長を有する光をビーム経路から除去するように構成された少なくとも1つの光学素子を含む波長ベースの光フィルタシステムであり、第1の波長セット及び第2の波長セットが、光増幅器の利得帯域の異なる波長を含む、波長ベースの光フィルタシステムとを含む。
実装形態は、以下の特徴のうちの1つ又は複数を含み得る。少なくとも1つの光学素子は、分散光学素子、光フィルタリング素子及び干渉計のうちの1つ又は複数を含み得る。分散光学素子は、プリズム及び格子のうちの1つ又は複数を含み得る。少なくとも1つの光フィルタリング素子は、多層コーティングを含む光学素子、及び第2の波長セットの1つ又は複数の波長を有する光を吸収するように構成された光学素子のうちの1つ又は複数を含み得る。干渉計は、エタロンを含み得る。分散光学素子は、格子を含み得、格子は、第1の波長セットの波長を有する光をビーム経路に向けて反射させ、第2の波長セットの波長を有する光をビーム経路から離れるように反射させるように位置付けられる。また、波長ベースの光フィルタシステムは、少なくとも1つの二色性光学素子も含み得る。少なくとも1つの二色性光学素子は、光生成モジュールと格子との間に位置し得る。
いくつかの実装形態では、波長ベースの光フィルタシステムの少なくとも1つの光学素子は、少なくとも1つの光フィルタリング素子を含み得、光フィルタリング素子は、第1の波長セットの波長を有する光を反射又は透過させるように構成することができ、光フィルタリング素子は、第2の波長セットの波長を有する光を吸収するように構成することができる。光フィルタリング素子は、銅基板及び銅基板上のコーティングを含み得る。少なくとも1つの光学素子は、光フィルタリング素子の一セットを含み得、光フィルタリング素子セットの光フィルタリング素子は、光フィルタシステムのビーム経路の一部分を定義するように配置することができ、光フィルタリング素子セットのすべての光フィルタリング素子は、第1の波長セットの波長を有する光をビーム経路上で伝播させることができ、第2の波長セットの波長を有する光をビーム経路から除去するように構成することができる。少なくとも1つの光学素子は、第1の光フィルタリング素子セット及び第2の光フィルタリング素子セットを含み得る。第1の光フィルタリング素子セットは、光フィルタシステムの第1のビーム経路を定義するように配置することができ、第2の光フィルタリング素子セットは、光フィルタシステムの第2のビーム経路を定義するように配置することができる。第1の光フィルタリング素子セットの光フィルタリング素子は、第1の波長セットの第1の波長を有する光を光フィルタシステムの第1のビーム経路上で伝播させることができるように構成することができ、第2の光フィルタリング素子セットの光フィルタリング素子は、第1の波長セットの第2の波長を有する光を光フィルタシステムの第2のビーム経路上で伝播させることができるように構成することができ、第2の波長は、第1の波長とは異なり、第1の光フィルタリング素子セット及び第2の光フィルタリング素子セットの光フィルタリング素子は、第2の波長セットの波長を有する光を吸収するように構成することができる。
また、光源は、偏光ベースの光分離システムも含み得、偏光ベースの光分離システムは、第1の偏光を有する光を透過させ、第2の偏光を有する光を遮断するように構成され、第2の偏光は、第1の偏光とは異なり、波長ベースの光フィルタシステムは、光生成モジュールと偏光ベースの光分離システムとの間に位置する。
光生成モジュールは、2つ以上の光生成モジュールを含み得、光生成モジュールのうちの1つは、第1の波長を有する第1の光ビームを生成するように構成され、光生成モジュールのうちの別の1つは、第2の波長の波長を有する第2の光ビームを生成するように構成され、第1及び第2の波長は、第1の波長セットのものである。各光生成モジュールは、レーザであり得る。
また、光源の光生成システムは、光生成モジュールから放出された光を受信するように位置付けられた1つ又は複数の光増幅器も含み得る。波長ベースの光フィルタシステムは、光生成システムの光増幅器と光生成モジュールとの間に位置し得る。光生成システムは、2つ以上の光増幅器を含み得、波長ベースの光フィルタシステムは、光生成システムの2つの光増幅器の間に位置し得る。
光増幅器は、複数の光増幅器を含み得、光増幅器の各々は、利得帯域と関連付けられた利得媒体を含み、波長ベースの光フィルタシステムは、2つの光増幅器の間に位置し得る。2つの光増幅器は、光生成システムから分離することができる。
光生成モジュールは、炭酸ガス(CO)レーザであり得る。
また、いくつかの実装形態では、光源は、光生成システムとは別の第2の光生成システムも含み、第2の光生成システムは、光ビームを放出するように構成され、光ビームは、第1の波長セットの波長を有する。
第1の波長セットは、単一の波長のみを含み得る。
第1の波長セットは、複数の波長を含み得る。
第2の波長セットは、第1の波長セットの波長以外の利得帯域のすべての波長を含み得る。
別の一般的な態様では、極端紫外線(EUV)光源用の光フィルタシステムは、EUV光源の光増幅器と光生成モジュールとの間に配置されるように構成され、光増幅器は、利得帯域内で光を増幅するように構成された利得媒体を含み、光フィルタシステムは、少なくとも1つの光学素子を含み、少なくとも1つの光学素子は、第1の波長帯域の波長を有する光を反射又は透過させ、第2の波長帯域の波長を有する光を拒絶するように構成され、第1及び第2の波長帯域は、増幅器の利得帯域のものであり、第1の波長帯域及び第2の波長帯域は、完全に異なる波長を含む。
実装形態は、以下の特徴のうちの1つ又は複数を含む。第1の波長帯域は、プレパルスビームと関連付けられた第1の波長と、メインビームと関連付けられた第2の波長とを含み得る。また、光フィルタシステムは、少なくとも1つの二色性光学素子も含み得る。
少なくとも1つの光学素子は、光フィルタリング素子、分散光学素子及び干渉計のうちの1つ又は複数を含み得る。分散光学素子は、プリズム及び格子のうちの1つ又は複数であり得る。光フィルタリング素子は、多層コーティングを含む光学素子、及び特定の波長を有する光を吸収するように構成された光学素子のうちの1つ又は複数であり得る。
別の一般的な態様では、光ビームは、光生成モジュールからビーム経路に放出され、ビーム経路は、光生成モジュールとプラズマサイトとの間に位置し、光ビームは、第1の波長を有する。光ビームは、光フィルタシステムを通過する。光フィルタシステムを出た光は、増幅光ビームを生成するために光増幅器の方に誘導され、光増幅器は、利得帯域の光を増幅する利得媒体を含む。増幅光ビームは、プラズマサイトに提供され、プラズマサイトは、プラズマ状態の時にEUV光を放出するターゲット材料を受け取り、第1の波長は、光増幅器の利得帯域のものであり、光フィルタシステムは、第1の波長を有する光をビーム経路上で伝播させることができ、光フィルタシステムは、光増幅器の利得帯域の第1の波長以外の波長を有する光をビーム経路から除去する。
実装形態は、以下の特徴のうちの1つ又は複数を含み得る。ターゲットは、プラズマサイトに提供することができ、ターゲットは、ターゲット材料を含む。増幅光ビームは、ターゲット材料の少なくとも一部をEUV光を放出するプラズマ状態に変換させるのに十分なエネルギーを有し得る。
別の一般的な態様では、フォトリソグラフィツール用の光源は、光ビームを放出するように構成された光生成モジュールと、ビーム経路上の利得媒体を含む光増幅器であって、利得媒体が、利得帯域と関連付けられる、光増幅器であり、利得帯域の波長を有する光を増幅するように構成された光増幅器と、光生成モジュールと光増幅器との間のビーム経路上の波長ベースの光学損失システムであって、利得帯域の1つ又は複数の波長の光をビーム経路から除去するように構成された波長ベースの光学損失システムとを含む。
上記で説明される技法のうちの何れかの実装形態は、EUV光源、方法、プロセス、デバイス又は装置を含み得る。1つ又は複数の実装形態の詳細は、添付の図面及び以下の説明において記載する。他の特徴は、説明及び図面から並びに請求項から明らかになるであろう。
例示的な光リソグラフィシステムのブロック図である。 図1Aの光リソグラフィシステムで使用することができる例示的な光フィルタシステムのブロック図である。 例示的な極端紫外線(EUV)光源のブロック図である。 例示的な極端紫外線(EUV)光源のブロック図である。 例示的な極端紫外線(EUV)光源のブロック図である。 例示的な極端紫外線(EUV)光源のブロック図である。 EUV光源で使用することができる例示的な光フィルタシステムのブロック図である。 EUV光源で使用することができる例示的な光フィルタシステムのブロック図である。 EUV光源で使用することができる例示的な光フィルタシステムのブロック図である。 図8Aの光フィルタシステムで使用することができる例示的な光学素子の側面図である。 EUV光源で使用することができる例示的な光フィルタシステムのブロック図である。 図9Bの光フィルタシステムで使用することができる例示的な光学素子の側面図である。 例示的な極端紫外線(EUV)光源のブロック図である。 例示的な極端紫外線(EUV)光源のブロック図である。 極端EUV光源用のドライブレーザシステムのブロック図である。 極端EUV光源用のドライブレーザシステムのブロック図である。
波長ベースの光フィルタシステムが開示されている。波長ベースの光フィルタシステムは、EUV光源の光源における自然放出増幅光(ASE)を低減又は排除するために使用することができる。波長ベースの光フィルタシステムは、単独で使用することも、ASE以外の外部光を分離又はフィルタリングする光分離デバイス(偏光ベースの光分離デバイス及び/又は音響光学光分離デバイスなど)と共に使用することもできる。
図1Aを参照すると、例示的な光リソグラフィシステム100のブロック図が示されている。光学システム100は、フォトリソグラフィツール195で使用するためのEUV光196を生成する極端紫外線(EUV)光源101を含む。光学システム100は、光源102を含み、光源102は、経路112に沿ってターゲット領域115に向けてz方向に伝播する光ビーム110を放出する。ターゲット領域115は、ターゲット120を受け取り、ターゲット120は、プラズマに変換されるとEUV光を放出するターゲット材料を含む。
光源102は、光生成モジュール104、波長ベースの光フィルタシステム130及び光増幅器108を含み、光増幅器108は、経路112上の利得媒体109を含む。光生成モジュール104は、光の供給源(例えば、1つ若しくは複数のレーザ、ランプ又はそのような要素の任意の組合せ)である。光増幅器108は、経路112上のそれぞれの利得媒体を有するように配置された2つ以上の光増幅器を含み得る。光増幅器108は、図12Bのドライブレーザシステム1280などのドライブレーザシステムのすべて又は一部であり得る。光増幅器108は、図2のプリアンプ207などのプリアンプであり得る。光生成モジュール104は、初期の光ビーム111を生成する。初期の光ビーム111は、光ビーム110を生成するために、光増幅器108によって増幅される。初期の光ビーム111は、利得媒体109の利得帯域の波長を有する。
利得媒体109と関連付けられた利得帯域は、波長の範囲、セット又は帯域によって定義される。利得帯域は、離散波長の集合体又は波長の1つ若しくは複数の連続範囲であり得る。利得媒体109は、利得帯域の波長を有する光のみを増幅する。利得帯域の波長は、利得媒体109の材料プロパティによって決定される。利得媒体109は、例えば、閃光電球、別のレーザ源、発熱化学反応又は放電などのエネルギー源によって媒体109にエネルギーが供給されると励起するキャリア(電子など)を含む。利得媒体109は、媒体109にエネルギーが供給されない際にキャリアが存在する最低のエネルギーレベル(例えば、基底状態)を有する放射種を含む材料(例えば、ガス、半導体、非ガス状誘電体又は結晶)である。放射種は、媒体109のタイプに依存し、例えば、原子又は分子であり得る。
媒体109にエネルギーが供給されると、キャリアは、高エネルギーレベルに励起し、キャリアが励起エネルギーレベルから低エネルギーレベルに遷移すると、媒体109によって光が放出される。放出される光の波長は、励起エネルギーレベルと低エネルギーレベルとのエネルギー差によって決定される。利得媒体109の量子プロパティは、可能なエネルギー差を決定し、可能なエネルギー差は、媒体109の利得帯域の波長を決定する。
初期の光ビーム111とエネルギーが供給された媒体109との間の相互作用は、利得帯域の波長を有する初期の光ビーム111を増幅する。しかし、初期の光ビーム111を増幅することに加えて、エネルギーが供給された媒体109は、媒体の高い励起エネルギーレベルの何れかから低エネルギーレベルに自然遷移する励起キャリアから生じる光の放出も行う。これらの自然遷移は、光学的に増幅され得、この事例では、自然放出増幅光(ASE)と呼ばれる。ASEは、利得帯域のいかなる波長ででも起こり得、雑音と見なすことができる。
以下でさらに詳細に論じられるように、波長ベースの光フィルタシステム130は、経路112上のASEを防止又は低減するために、光生成モジュール104と光増幅器108との間に配置される。ASEは、ターゲット領域115に達し得る制御されていないエネルギーフローと見なすことができる。EUV光を効率的に放出するプラズマを生成するため、光源102は、光ビーム110とターゲット120がターゲット領域115の照射場所121において空間的及び時間的に一致するように制御される。しかし、ASEは本質的には制御されていない光又は寄生光であるため、ASEは、予想外の方法でターゲット領域115に達し得る。
ターゲット領域115に達したASEは、プラズマの生成を妨げる場合がある(従って、EUV光の生成を妨げる場合がある)。例えば、ASEは、ターゲット120がy方向に移動している間、照射場所121と比べて-y方向の場所においてターゲット領域115に達する場合がある。この例では、ASEは、ターゲット120と相互作用し得、光源102に逆戻りする反射を引き起こすこと及び/又は予想外の方法でターゲット120を修正することがある。これらの結果は両方とも、プラズマの効率的な生成に有害であり得、生成されるEUV光の量を低減し得る。例えば、ASEは利得帯域の波長の光であるため、経路112に沿って伝播する-z方向におけるASEの反射(反射113など)は、増幅器108の励起キャリアを激減させ得、初期の光ビーム111を増幅するためのキャリアは少数しか残らない。それに加えて又はその代替として、反射は、移動ターゲット120及び光源102の要素によって形成された一時的な空洞における振動を引き起こし得る。そのような振動により、追加のASE生成光が予想外の方法でターゲット領域115に達することが起こり得る。
光ビーム110がターゲット120と相互作用する前にターゲット120と相互作用するASEは、予想外の方法でターゲット材料の幾何分布及び/又は配向を変更することによって、ターゲット材料をプラズマに変換する効率に影響を及ぼし得る。これにより、ターゲット120がプラズマに変換される際に生成されるEUV光の量が低減され得る。それに加えて、これらの変動は、リソグラフィツール195に経時的に提供されるEUV光の量の変動をもたらし得る。そのような変動は、ツール105によって露光されるウェーハの電子フィーチャの欠陥及び/又はリソグラフィツール195の性能の低減をもたらし得る。
波長ベースの光フィルタシステム130は、ターゲット領域115に達することを意図しない光増幅器108の利得帯域の波長をビーム経路112から除去することによって、ASEの影響に対抗する。フィルタシステム130は、波長ベースの光学損失システムであると見なすことができ、波長ベースの光学損失システムは、利得帯域の特定の波長の損失の量を選択的に増大し、その結果、これらの波長は、経路112上をASEとして伝播することができないか又は別の方法で軽減される。例えば、フィルタシステム130は、初期のビーム111にはない波長をビーム経路112から除去することができる。初期のビーム111にある1つ又は複数の波長は、利得帯域の1つ又は複数の波長の第1のセットと見なすことができ、経路112から除去される波長は、利得帯域の1つ又は複数の波長の第2のセットである。第2の波長セットの波長は、第1の波長セットの波長とは異なり、第2の波長セットの波長は、第1の波長セットにはない利得帯域の波長のすべて又は何れかを含み得る。
第1及び第2の波長セットの各々は、離散波長の集合体、波長の1つ若しくは複数の連続帯域、又は、単一の波長を含み得る。第1及び第2の波長セットの波長は、完全に異なる波長を含むという点で異なり得る。例えば、第1の波長セットは、10.6μmを中心とする波長帯域及び10.26μmを中心とする波長帯域を含み得、第2の波長セットは、10.6μm、10.26μm以外の波長及びこれらの波長を中心とする帯域に含まれる波長を含み得る。いくつかの実装形態では、第1及び第2の波長セットの波長は、何らかのスペクトルオーバーラップを有し得る。例えば、波長10.6μm及び10.26μmを中心とする帯域に含まれる波長は、第1及び第2の波長セットに存在し得るが、波長10.6μm及び10.26μmは、第1の波長セットにのみ含まれ、第2の波長セットには含まれない。第2の波長セットは、利得媒体109の利得帯域のいかなる波長も含み得る。例えば、第2の波長セットの波長は、第1の波長セットの最小波長未満の波長や、第1の波長セットの最大波長を超える波長を含み得る。
図1Bを参照すると、例示的な波長ベースの光フィルタシステム130のブロック図が示されている。光フィルタシステム130は、経路112上にあり、入力131において初期の光ビーム111を受信する。光フィルタシステム130は、光学システム132を含む。光学システム132は、1つ若しくは複数の光学素子又はコンポーネントを含み、1つ若しくは複数の光学素子又はコンポーネントは、第1の波長セットの波長を有する光を経路112上で伝播させることができ、第2の波長セットの波長を有する光を経路112から除去する。光学システム132は、例えば、第2の波長セットの波長を有する光を吸収、透過及び/又は偏向させることによって、それらの波長を有する光を経路112から除去することができる。
1つ又は複数の光学素子は、光との相互作用が可能ないかなるデバイス又はコンポーネントも含み得る。1つ又は複数の光学素子は、例えば、レンズ、ミラー、プリズム、二色性素子又はそのような要素の組合せを含み得る。光学素子は、分散光学素子(プリズム若しくは格子など)、光フィルタリング素子及び/又は干渉計(エタロンなど)を含み得る。光フィルタリング素子は、光の波長に基づいて光を反射、透過及び/又は吸収するいかなる要素でもあり得る。例えば、光フィルタリング素子は、材料の1つ又は複数の層を基板又は光学素子上に堆積させた光学素子(レンズ若しくはミラーなど)又は基板(銅基板など)であり得、材料の層の存在は、透過、反射及び/又は吸収される波長を変更する。ある特定の波長を吸収するように構成された光学素子の例は、流体セルであり、ある特定の波長を有する光を吸収する光学的に透明な気体又は液体を含む。また、光フィルタシステム130は、例えば、光フィルタシステムにおいて伝播する光のステアリング、誘導及び/又は集束を行うために使用されるミラー及び/又はレンズなどの他の光学素子も含み得る。
光フィルタシステム130は、出力133において光ビーム117を放出する。光ビーム117は、第1の波長セットの波長を含むが、第2の波長セットの波長の光はほとんど又は全く含まない。
光フィルタシステム130の追加の例示的な実装形態は、図6~9に示されている。光フィルタシステム130の様々な実装形態の詳細について論じる前に、光フィルタシステム130の実装形態を使用することができる光学システムのさらなる例について論じる。
図2を参照すると、例示的な光源202を含むEUV光源201のブロック図が示されている。光源202は、光学システム100の光源102(図1)として使用することができる。EUV光源201は、第1の光ビーム210a(図2では実線として示されている)を使用して初期のターゲット220aを調節し、第2の光ビーム210b(図2では破線として示されている)を使用して、調節されたターゲットをEUV光を放出するプラズマに変換する。光源201では、第1及び第2の光ビーム210aは経路112上を伝播し、光ビーム210a、210bは両方とも増幅器108に入射する。図2の例では、光フィルタシステム130は、光増幅器108と光生成システム205との間の経路112上にある。
光源202は、2つの光生成モジュール204a、204bを含む光生成システム205を含む。図2の例では、光生成モジュール204a、204bはそれぞれ、第1及び第2の光ビーム210a、210bを生成する。光生成モジュール204a、204bは、例えば、2つのレーザであり得る。例えば、光生成モジュール204a、204bの各々は、炭酸ガス(CO)レーザであり得る。いくつかの実装形態では、光生成モジュール204a、204bの各々は、異なるタイプのレーザである。例えば、光生成モジュール204aは、ソリッドステートレーザ(例えば、ネオジム(Nd):YAGレーザ又はエルビウムドープファイバレーザなど)であり得、光生成モジュール204bは、COレーザであり得る。
第1及び第2の光ビーム210a、210bは、利得媒体109の利得帯域内の異なる波長を有する。例えば、光生成モジュール204a、204bが2つのCOレーザを含む実装形態では、光ビーム210a、210bは、両方のビームが同じタイプのレーザ源から生成された場合であっても、COレーザの異なるラインから生成され、異なる波長を有する光ビーム210a、210bをもたらす。例えば、第1の光ビーム210aの波長は、約10.26マイクロメートル(μm)であり得る。第2の光ビーム210bの波長は、約10.18μm~10.26μmであり得るか、又は、第2の光ビーム210bの波長は、約10.59μmであり得る。第1の発光モジュール204aがソリッドステートレーザである実装形態では、第1の光ビーム210aの波長は、例えば、1.06μmであり得る。光ビーム210a、210bは、異なる強度を有し得る。
また、光生成システム205は、第1及び第2のビーム210a、210bをビーム経路112上に誘導するビームコンバイナ209も含む。ビームコンバイナ209は、第1及び第2のビーム210a、210bをビーム経路112上に誘導するために、第1のビーム210a及び/又は第2のビーム210bとの相互作用が可能ないかなる光学素子又は光学素子の集合体でもあり得る。例えば、ビームコンバイナ209は、ミラーの集合体であり得、ミラーのいくつかは、第1のビーム210aをビーム経路112上に誘導するように位置付けられ、他のミラーは、第2のビーム210bをビーム経路112上に誘導するように位置付けられる。
また、光生成システム205は、1つ又は複数のプリアンプ(図2ではプリアンプ207で表されている)も含み得る。プリアンプ207は、光生成モジュール204内で第1及び第2のビーム210a、210bを受信し、増幅する。プリアンプ207もまた利得媒体を含み、また、プリアンプがASEを生成することもあり得る。
第1及び第2のビーム210a、210bは、異なる時刻に経路112上を伝播することができるが、ビーム210a、210bは両方とも、光源202を通じて実質的に同じ空間領域を横断し、両方とも、光増幅器108の利得媒体109を通過する。図6及び8に関して論じられるものなどのいくつかの実装形態では、第1及び第2のビーム210a、210bは、光フィルタシステム130内で分離され、経路112上を伝播するために再結合されて光増幅器108に入る。
図2の実装形態では、第1及び第2のビーム210a、210bは、ビームデリバリシステム225によって角度分散され、その結果、第1のビーム210aは、初期のターゲット領域215aに向けて誘導され、第2のビーム210bは、初期のターゲット領域215aに対して-y方向に移動させた修正ターゲット領域215bに向けて誘導される。いくつかの実装形態では、ビームデリバリシステム225は、初期の及び修正ターゲット領域215a、215b内又はその近くの場所への第1及び第2のビーム210a、210bのそれぞれの集束も行う。
初期のターゲット領域215aは、初期のターゲット220aを受け取り、第1のビーム210aを受信する。第1のビーム210aは、初期のターゲット220aのターゲット材料の幾何分布を修正ターゲット領域215bで受け取られる修正ターゲットに修正するのに十分なエネルギーを有する(例えば、エネルギーは、ターゲット材料の空間再構成を開始するのに十分であり得る)。また、第2のビーム210bは、修正ターゲット領域215bで受信される。第2のビーム210bは、修正ターゲット220bのターゲット材料の少なくとも一部をEUV光を放出するプラズマに変換するのに十分なエネルギーを有する。この例では、第1のビーム210aは、「プレパルス」と呼ぶことができ、第2のビーム210bは、「メインパルス」と呼ぶことができる。
第1のビーム210a及び第2のビーム210bに加えて、ASEから生じる寄生光は、増幅器108及び/又はプリアンプ207によって生成され得る。光フィルタシステム130は、第1のビーム210a又は第2のビーム210bの波長ではないが増幅器108及び/又はプリアンプ207の利得帯域の波長を有する光を経路112から除去することによって、経路112上を伝播するASEの量を低減する。
図2に示される例では、光フィルタシステム130は、プリアンプ207と増幅器108との間に位置する。しかし、いくつかの実装形態では、光フィルタシステム130は、プリアンプ207と光生成モジュール204a、204bとの間に位置し得る。さらに、光生成システム205は、2つ以上のプリアンプ207を含み得る。これらの実装形態では、光フィルタシステム130は、プリアンプ207の何れか2つの間、又は、光生成モジュール204a、204bとモジュール204a、204bに最も近いプリアンプ207との間に位置し得る。図11は、光フィルタシステム130の配置の例を示す。
図3を参照すると、別の例示的な光源302を含むEUV光源301のブロック図が示されている。光源302は、光学システム100の光源102(図1A)として使用することができる。光源302は、光源202と同様であるが、光源302は、単一の光生成モジュール304を使用して、第1の光ビーム310a(図3では実線で示されている)及び第2の光ビーム310b(図3では破線で示されている)生成する。EUV光源301は、第1の光ビーム310aを使用して初期のターゲット220aを調節し、第2の光ビーム310bを使用して、調節されたターゲットをEUV光を放出するプラズマに変換する。EUV光源301では、第1及び第2の光ビーム310aは経路112上を伝播し、光ビーム310a、310bは両方とも増幅器108を通過する。
光源302は、光生成システム305を含む。光生成システム305は、光生成モジュール304及びプリアンプ207を含み、プリアンプ207は、第1及び第2の光ビーム310a、310bを受信する。光源302は、経路112上に直列に配置された2つ以上のプリアンプ207を含み得る。第1及び第2の光ビーム310a、310bは同じ光生成モジュール304によって生成されるため、光生成システム305は、ビームコンバイナ209(図2)などのビームコンバイナを含まない。
第1及び第2の光ビーム310a、310bは、媒体109の利得帯域内の異なる波長を有する。光生成モジュール304は、異なる波長の光の生成が可能なレーザであり得る。例えば、光生成モジュール304は、COレーザであり得る。これらの実装形態では、光ビーム310a、310bは、両方のビームが同じレーザ源から生成された場合であっても、COレーザの異なるラインから生成され、異なる波長を有する光ビーム310a、310bをもたらす。例えば、第1の光ビーム310aの波長は、約10.26マイクロメートル(μm)であり得、第2の光ビーム310bの波長は、約10.18μm~10.26μmであり得るか、又は、第2の光ビームの波長は、約10.59μmであり得る。
図3に示される例では、光フィルタシステム130は、プリアンプ207と増幅器108との間に位置する。しかし、いくつかの実装形態は、光フィルタシステム130は、プリアンプ207と光生成モジュール304との間に位置し得る。さらに、光生成システム205は、2つ以上のプリアンプ207を含み得る。これらの実装形態では、光フィルタシステム130は、プリアンプ207の何れか2つの間、又は、光生成モジュール204とモジュール304に最も近いプリアンプ207との間に位置し得る。
図4を参照すると、別の例示的な光源402を含むEUV光源401のブロック図が示されている。光源402は、光源102(図1)として使用することができる。光源402は、光生成システム405を含む。光生成システム405は、第1の光ビーム410aを生成する第1の光生成モジュール404aと、第2の光ビーム410bを生成する第2の光生成モジュール404bとを含む。第1の光ビーム410a及び第2の光ビーム410bはそれぞれ、異なる経路112、414上を伝播する。図4の例では、第1の光ビーム410aは、実線で示されており、第2の光ビーム410bは、破線で示されている。第1の光ビーム410aは、初期のターゲット220aを調節するために使用され、第2の光ビーム410bは、調節されたターゲットをEUV光を放出するプラズマに変換するために使用される。
第1の光生成モジュール404a及び第2の光生成モジュール404bは、別個の光源である。第1の光生成モジュール404aは、例えば、ソリッドステートレーザであり得、第2の光生成モジュール404bは、COレーザであり得る。第1の光生成モジュール404aは、第1の光ビーム410aを経路414に放出する。光ビーム410a、410bは、別個の増幅器チェーンにおいて増幅される。図4に示される例では、第1の光ビーム410aは、利得媒体409aを含む増幅器408aによって増幅される。第2の光ビーム410bは、利得媒体409aを含む増幅器408bによって増幅される。増幅器408a、408bは別個の増幅器であるが、同じプロパティを有し得る。従って、光源402では、第1の光ビーム410a及び第2の光ビーム410bは、互いに別々に異なる経路において増幅される。第1の光ビーム410a及び第2の光ビーム410bの何れか又は両方は、増幅器408a、408bのそれぞれによって増幅される前に、プリアンプ407によって増幅することができる。
また、EUV光源401は、ビームコンバイナ409も含む。ビームコンバイナ409は、第1の光ビーム410a及び第2の光ビーム410bを受信し、ビーム410a、410bをビーム経路112上にビームデリバリシステム225に向けて誘導する。ビームコンバイナ409は、第1及び第2のビーム410a、410bをビーム経路112上に誘導するために、第1のビーム410a及び/又は第2のビーム410bとの相互作用が可能ないかなる光学素子又は光学素子の集合体でもあり得る。例えば、ビームコンバイナ409は、ミラーの集合体であり得、ミラーのいくつかは、第1のビーム410aをビーム経路112上に誘導するように位置付けられ、他のミラーは、第2のビームがビーム経路112上にとどまるように第2のビーム410bを誘導するように位置付けられる。
また、光源402は、光フィルタシステム430a、430bも含む。光フィルタシステム430aは経路414上にあり、光フィルタシステム430bは経路112上にある。光フィルタシステム430a、430bは、光フィルタシステム130(図1)と同様であり得る。
光源402のコンポーネントの他の構成が可能である。例えば、光生成モジュール404aは、プリアンプ407及び/又は光フィルタシステム130無しで使用することができる。光フィルタシステム130は、経路112及び/又は経路414に沿った他の場所に位置付けることができる。光生成モジュール404aは、ターゲット領域215aに対して別の場所に配置することができる。
図5を参照すると、別の例示的なEUV光源501のブロック図が示されている。EUV光源501は、光源502を含む。光源502は、光生成システム505、光フィルタシステム130及び増幅器108を含む。光生成システム505は、経路112に光ビーム510を放出する光生成モジュール504と、光ビーム510を増幅する1つ又は複数のプリアンプとを含む。光生成モジュール504は、例えば、COレーザ又は半導体レーザであり得る。1つ又は複数のプリアンプは、図5では、要素207として表されている。光ビーム510は、ターゲット120をEUV光を放出するプラズマに変換するために使用される。光ビーム510は、利得媒体109の利得帯域のより多くの波長のうちの1つを含む。
また、光源502は、光フィルタシステム130も含む。示される例では、光フィルタシステム130は、プリアンプ207と増幅器108との間に位置することによって、光生成モジュール504と増幅器108との間に位置する。しかし、光フィルタシステム130は、経路112に沿ったいかなる場所にも位置付けることができる。
図6、7、8A及び9Aは、例示的な光フィルタを示す。図6を参照すると、例示的な光フィルタシステム630のブロック図が示されている。光フィルタシステム630は、異なる波長を有する2つ以上の初期の光ビームが経路112上を伝播する光源において使用することができる。初期の光ビームの波長は、利得媒体109の利得帯域内のものである。例えば、光フィルタシステム630は、光源202(図2)又は光源302(図3)の光フィルタシステム130として使用することができる。光源202又は302において使用される際は、光フィルタシステム130は、光生成モジュールと増幅器108との間の経路112上にあり、光生成モジュール204a、204b又は304はそれぞれ、光フィルタシステム630の出口側633よりも入口側631に近い。
光ビーム610aは利得帯域の第1の波長を有し、光ビーム610bは利得帯域の第2の波長を有する。光ビーム610aは、例えば、光ビーム210a(図2)又は光ビーム310a(図3)であり得る。光ビーム610bは、例えば、光ビーム210b(図2)又は光ビーム310b(図3)であり得る。第1及び第2の波長は、利得媒体109の利得帯域内のものであり、第1及び第2の波長は、第1の波長セットを形成する。
第1の光ビーム610a及び第2の光ビーム610bを含む経路112上を伝播する光は、入口631において光フィルタシステム630に入る。光フィルタシステム630は、二色性素子635を含み、二色性素子635は、光ビーム610aをビーム経路412aに向けて反射させ、光ビーム610bをビーム経路412bに向けて透過させる。二色性素子635は、波長に基づいて入射光を分離するいかなる光学素子でもあり得る。例えば、二色性素子635は、ダイクロイックビームスプリッタ又はダイクロイックミラーであり得る。光ビーム610aは、二色性素子635と分散光学素子632との間に位置するビーム経路412aに向けて二色性素子635を通じて透過する。ビーム経路412aの形状は、二色性素子635と分散光学素子632との間に位置するステアリング光学素子636の位置付けによって決定される。
ビーム610aは、ビーム経路412a上を伝播し、ステアリング光学素子636に反射する。ステアリング光学素子636は、光ビーム610aの反射が可能ないかなる光学素子でもあり得る。例えば、ステアリング光学素子636は、ミラーであり得る。ステアリング光学素子636は、分散光学素子632に向けて光ビーム610aを誘導するように位置付けられる。分散光学素子632は、入射光の波長に応じた角度で入射光を偏向させるいかなる要素でもあり得る。例えば、分散光学素子632は、格子又はプリズムであり得る。分散光学素子632は、ビーム経路112に向けて光ビーム610aを反射する。
光ビーム610bは、二色性素子635からビーム経路412bに向けて反射し、ビーム経路412bは、ビーム経路412aとは異なる。光ビーム610bは、分散光学素子632に入射し、分散光学素子632は、ビーム経路112に向けて光ビーム610bを偏向させる。上記で述べられるように、分散光学素子632は、入射光の波長に応じた角度で入射光を偏向させる。分散光学素子632は、経路412a、412b上の光ビーム610a、610bの伝播の方向に対して、光ビーム610aの第1の波長を有する光及び光ビーム610bの第2の波長を有する光をビーム経路112上に誘導するように配向される。また、分散光学素子632は、第1及び第2の波長以外の波長を有する光ビーム610a、610bの光を経路112から離れるようにも偏向させる。このように、分散光学素子632は、光ビーム610a、610bの第1及び第2の波長を有する光が光フィルタシステム630の出口633に向けてビーム経路112上を伝播するように、光ビーム610a、610bを再結合させる。
光ビーム610a、610bに加えて、ASEによって生成された光もビーム経路112上を伝播し得る。光フィルタシステム630は、ASEによって生成されたスプリアス光を経路112から除去する。ASEによって生成される光は予測不可能なものである。従って、ASEによって生成された光は、光ビーム610a、610bの何れか若しくは両方と同時に、又は、光ビーム610aも光ビーム610bも伝播していない時間の間に、いかなる時でも経路112上を伝播し得る。ASEによって生成される光は、第1及び第2の波長とは異なる他の波長637を含めて、利得帯域のいかなる波長も有し得る。他の波長637は、利得媒体109の利得帯域の第2の波長セットを形成する。分散光学素子632は、他の波長637を有する光を経路112外に偏向させる。従って、分散光学素子632は、他の波長637を経路112から除去する。
光フィルタシステム630は、経路112上をz方向に伝播するASE光及び経路112上を-z方向に伝播するASE光の反射を除去するために使用することができる。分散光学素子632の配向及び光学プロパティは、ASE光が伝播する方向にかかわらず、第2の波長セットの波長がビーム経路112から除去される(この例では、偏向によって)ようなものである。例えば、分散光学素子632は、入射光を異なる波長の複数のビームに回析する周期構造を有する回折格子であり得る。入射ビームが格子の周期表面と相互作用した後、複数のビームの各々は、異なる方向に格子から離れるように伝播し、伝播の方向は、特定のビームの波長及び格子の周期によって決定される。従って、経路112に対する周期表面の配向は、様々な波長の光の伝播の方向を決定する。
図7を参照すると、別の例示的な光フィルタシステム730のブロック図が示されている。光フィルタシステム730は、1つの波長の光又は波長の1つの帯域の光が経路112上を伝播できるようにすることが望ましいいかなる光学システムにおいても使用することができる。例えば、光フィルタシステム730は、光源402(図4)又は光源502(図5)の経路414、112の何れか又は両方上で使用することができる。光フィルタシステム730は、入口731及び出口733を有する。z方向に伝播する光は、入口731において光フィルタシステム730に入り、出口733において光フィルタシステム730を出る。しかし、-z方向に伝播する光もまた、光フィルタシステム730によってフィルタリングすることができる。-z方向に伝播する光は、出口733において光フィルタシステム730に入射し、入口731において光フィルタシステム730を出る(経路112から除去されない場合)。光源402又は光源502で使用される際は、光フィルタシステム730は、光生成モジュールと増幅器との間の経路(例えば、経路412又は経路112)上に位置付けられ、入口731は、出口733よりも光生成モジュールに近い。
図7の例では、ビーム710(長い破線)は、光フィルタシステム730を通じて伝播する。ビーム710は、例えば、ビーム410a、410b、510の何れかであり得る。例えば、光フィルタシステム730は、光源402(図4)の経路412a、412bの何れか又は両方に配置することができる。光フィルタシステム730は、除去光学素子732を含み、除去光学素子732は、ビーム710の波長以外の第2の波長セットの波長を有する光を光学経路から除去する。第2の波長セットの波長は、利得帯域の波長であり、第2の波長セットは、光ビーム710にはない利得帯域の波長の何れか又はすべてを含み得る。
除去光学素子732は、入射光の波長に応じた角度で入射光を偏向させるプリズム又は格子などの分散光学素子であり得る。光フィルタシステム730は、ビーム710を除去光学素子732の方に誘導するステアリング光学素子736を含み得る。除去光学素子732は、ビーム710が経路112に向けて反射するように配向され、また、そのような光学プロパティを有する。しかし、第2の波長セットの波長を有する光737(例えば、ASEによって生成された光)は、経路112から離れるように反射させる。このように、除去光学素子732は、第2の波長セットの波長を有する光を経路112から除去するか、又は、経路112上を伝播する第2の波長セットの波長を有する光の量を実質的に低減する。
他の実装形態では、除去光学素子732は、分散光学素子以外の要素であり得る。例えば、除去光学素子732は、フィルタリング及び吸収素子であり得、フィルタリング及び吸収素子は、第2の波長セットの波長を有する光を吸収し、第1の波長セットの波長を有する光を透過させる。その特定の実装形態にかかわらず、光フィルタシステム730は、ビーム710を経路112上にとどめる一方で、第2の波長セットの波長を有する光(ASEなど)を拒絶することを可能にする。
図8Aを参照すると、別の例示的な光フィルタシステム830のブロック図が示されている。光フィルタシステム830は、初期の光ビーム810aが通過できるようにする一方で、他の波長の光(ASEから生じる光など)を遮断できるようにする。光フィルタシステム830は、利得媒体109の利得帯域の異なる波長を有する2つ以上の初期の光ビームを使用する光源において使用することができる。例えば、光フィルタシステム830は、光源202(図2)又は光源302(図3)の光フィルタシステム130として使用することができる。光源202又は302において使用される際は、光フィルタシステム830は、光生成モジュールと増幅器108との間の経路112上にあり、光生成モジュールは、システム830の出口側833よりも入口側831に近い。光生成モジュールから経路112上を移動する光は、入口側831において光フィルタシステム130に入り、出口側833において光フィルタシステム130を出る。
光ビーム810a(実線によって表されている)は、第1の波長を有し、光ビーム810b(破線によって表されている)は、第2の波長を有する。光ビーム810aは、例えば、光ビーム210a(図2)又は光ビーム310a(図3)であり得る。光ビーム810bは、例えば、光ビーム210b(図2)又は光ビーム310b(図3)であり得る。第1及び第2の波長は、利得媒体109の利得帯域内のものであり、第1及び第2の波長は、第1の波長セットを形成する。
光ビーム810a、810bは、入口側831において光フィルタシステム830に入る。光フィルタシステム830は、二色性光学素子835を含み、二色性光学素子835は、入射光の波長に基づいて入射光の分離が可能ないかなる光学素子でもあり得る。例えば、二色性光学素子835は、ダイクロイックビームスプリッタ、ダイクロイックミラー又はそのような要素の組合せであり得る。二色性光学素子835のうちの1つは、経路812aに向けて光ビーム810aを透過させ、経路812bに向けて光ビーム810bを反射させる。
経路812a、812bは、それぞれの光フィルタリング素子セット832a、832bによって定義される。光フィルタリング素子832a、832bは、光の波長に基づいて入射光を反射、透過又は吸収する光学素子である。光フィルタリング素子832aは、光ビーム810aを経路812a上に誘導するように第1の波長(光ビーム810aの波長)を有する光を反射させる。光フィルタリング素子832aは、第1の波長以外の波長の光を吸収及び/又は透過させる。光フィルタリング素子832bは、光ビーム810bを経路812b上に誘導するように第2の波長(光ビーム810bの波長)を有する光を反射させる。光フィルタリング素子832bは、第2の波長以外の波長の光を吸収及び/又は透過させる。光フィルタリング素子832a、832bは、反射されない光の一部又はすべてを吸収するビームダンプ、ビームトラップ又はビームブロックを含み得る。このように、光フィルタリング素子832a、832bは、第1の波長セットの波長を有する光のみを反射する。
光フィルタリング素子832a、832bによって反射された後、光ビーム810a、810bは、他方の二色性光学素子835(出口側833に最も近い二色性光学素子)によって経路112上に誘導される。このように、光フィルタリング素子832aのセット及び光フィルタリング素子832bのセットは、第1の波長セットの波長を有する光を経路112上にとどめる一方で、媒体109の利得帯域の他の波長を有する光を経路112から除去することを可能にする。
図8Aの例では、光フィルタリング素子832aは、第1のビーム810aの波長を中心とする光の狭帯域のみを反射させるノッチフィルタであり、光フィルタリング素子832bは、第2のビーム810bの波長を中心とする光の狭帯域のみを反射させるノッチフィルタである。光フィルタリング素子832a、832bによって反射されるもの以外の波長(ASEなど)は、吸収及び/又は透過され、従って、経路812a、812b上には誘導されない。
図8Bを参照すると、図8Bは、例示的な光フィルタリング素子832の側面ブロック図であり、光フィルタリング素子832a、832bの各々は、例えば、基板838と、基板上のコーティング839を含み得る。基板838は、例えば、銅であり得る。光フィルタリング素子832a、832bの反射率プロパティは、コーティング839のプロパティによって決定することができる。例えば、コーティングによって反射される波長は、コーティングの材料及び厚さのうちの1つ又は複数によって決定される。コーティング839は、例えば、セレン化亜鉛(ZnSe)であり得る。コーティング839は、例えば、波長の狭帯域を反射するように選択された誘電性材料の積層スタックであり得る。積層スタックは、例えば、各々が異なる屈折率を有する2つの誘電性材料を含み得る。
第1のビーム810aの波長が10.26μmである実装形態の場合、光フィルタリング素子832aの各々は、2つの光フィルタリング素子を含み得、2つの光フィルタリング素子の各々は、ZnSeコーティング839を有する。コーティングの厚さは、例えば、方向841に沿って70~80μmであり得、方向841は、表面838の法線に平行である。2つの光フィルタリング素子は、方向841に沿って異なる厚さを有し得る。2つのフィルタリング素子は、共に、ノッチフィルタを形成し、ノッチフィルタは、10.26μmの入射光の約95%を反射し、他の波長のごくわずかな光を反射する。第2のビーム810bの波長が10.6μmである実装形態の場合、光フィルタリング素子832bの各々は、2つの光フィルタリング素子を含み得、2つの光フィルタリング素子の一方は、約76μmの厚さの厚さtを有するZnSeコーティング839を有し、他方は、約82μmの厚さtを有するZnSeコーティング839を有する。2つのフィルタリング素子は、共に、ノッチフィルタを形成し、ノッチフィルタは、10.6μmの入射光の約95%を反射し、他の波長のごくわずかな光は反射しない。
図9Aを参照すると、別の例示的な光フィルタシステム930が示されている。光フィルタシステム930は、初期の光ビーム910a、910bが通過できるようにする一方で、他の波長の光(ASEから生じる光など)を遮断できるようにする。光フィルタシステム930は、利得媒体109の利得帯域の異なる波長を有する2つ以上の初期の光ビームを使用する光源において使用することができる。例えば、光フィルタシステム930は、光源202(図2)又は光源302(図3)の光フィルタシステム130として使用することができる。光源202又は302において使用される際は、光フィルタシステム930は、光生成モジュールと増幅器108との間の経路112上にあり、光生成モジュールは、システム930の出口側933よりも入口側931に近い。光生成モジュール104から経路112上を移動する光は、入口側931において光フィルタシステム130に入り、出口側933において光フィルタシステム130を出る。
光ビーム910a(実線によって表されている)は、第1の波長を有し、光ビーム910b(破線によって表されている)は、第2の波長を有する。光ビーム910aは、例えば、光ビーム210a(図2)又は光ビーム310a(図3)であり得る。光ビーム910bは、例えば、光ビーム210b(図2)又は光ビーム310b(図3)であり得る。第1及び第2の波長は、利得媒体109の利得帯域内のものであり、第1及び第2の波長は、第1の波長セットを形成する。
光ビーム910a、910bは、入口側931において光フィルタシステム930に入る。光フィルタシステム930は、経路112上の光フィルタリング素子932の一セットを含む。光フィルタリング素子932は、光ビーム910a、910bの波長を反射させ、光ビーム910a、910bの波長間の波長を有する光を反射させることができる。光フィルタリング素子932は、他の波長を有する光(ASEから生じる光など)を透過及び/又は吸収することができる。このように、光フィルタリング素子932は、光ビーム910a、910bを経路112上にとどめる一方で、他の波長を経路112から除去することを可能にする。光フィルタリング素子932のセットの各々は、基板938と基板上のコーティング939とを含むバンドパスフィルタであり得る。コーティング939は、誘電性材料の層のスタックでも、例えばZnSeなどの材料のコーティングでもあり得る。
図10及び11は、光フィルタシステム130(又は光フィルタシステム630~930の何れか)を含む追加の例示的なEUV光源を示す。図10は、別の例示的なEUV光源1001のブロック図である。EUV光源1001は、任意の光源において光フィルタシステム130(又は光フィルタシステム630~930の何れか)を追加の光分離デバイス1050と共に使用できることを示す。図11は、光フィルタシステム130(又は光フィルタシステム630~930の何れか)を配置することができる想定される様々な場所を示す。
EUV光源1001は、経路112上の光ビーム1010を生成する光源1002を含む。光源1002は、光生成モジュール1004、プリアンプ207、光フィルタシステム130及び増幅器108を含む。この例では、光フィルタシステム130はプリアンプ207と増幅器108との間の経路112上にある。光分離デバイス1050は、光生成モジュール1004とターゲット領域115との間の経路112上に配置される。図10の例では、光分離デバイス1050は、光フィルタシステム130と増幅器108との間に位置する。他の実装形態では、光フィルタシステム130及び/又は光分離デバイス1050は、経路112に沿った他の場所に位置し得る。
光分離デバイス1050は、光生成モジュール1004によって生成された1つ又は複数の光ビームの反射を含む、ターゲット領域115からの反射を遮断するために使用される。光分離デバイス1050は、波長選択以外の機構に基づく。従って、光分離デバイス1050と光フィルタシステム130は、相補的なものであり得、光フィルタシステム130と共に光分離デバイス1050を使用することにより、ターゲット領域115と光源1002のコンポーネント(光生成モジュール1004を含む)との間の光分離を改善することができる。
光分離デバイス1050は、例えば、偏光ベースの分離デバイスであり得る。偏光ベースの光分離デバイスは、第1の偏光の光を透過させ(そのような光を経路112上にとどめることができる)、第2の偏光の光を遮断する(その結果、その偏光を有する光は経路112上を伝播することができない)。光分離デバイス1050は、例えば、ピンホール又は他のアパーチャなどの空間フィルタであり得る。
図11は、別の例示的なEUV光源1100のブロック図である。EUV光源1100は、経路112上の光ビーム1110を生成する光源1102を含む。光源1102は、光生成モジュール1104、複数のプリアンプ207、光フィルタシステム130及び複数の増幅器108を含む。また、光源1102は、光フィルタシステム130も含む。光フィルタシステム130は、図11には示されていない。代わりに、経路112上のXマークは、光フィルタシステム130を配置することができる経路112上の様々な場所を示す。光フィルタシステム130は、光生成モジュール1104の直下流(この例では、z方向における)に配置することができる。光フィルタシステム130は、プリアンプ207の何れか2つの間、増幅器108の何れか2つの間及び/又は最後のプリアンプ207と最初の増幅器108との間に配置することができる。
ラベル付けされた場所1189に光フィルタシステム130を配置することにより、望まない波長(第2の波長セットの波長など)を含み且つz方向に移動する光が、1つ又は複数の増幅器108に達しないようにする上で役立てることができる。それに加えて、ラベル付けされた場所1189に光フィルタシステム130を配置することにより、-z方向に移動し且つ少なくとも1つの増幅器108によって増幅された反射が、光生成システム205に達しないようにする上で役立てることができる。増幅器108はプリアンプ207より高い利得を有し得るため、ラベル付けされた場所1189に光フィルタシステム130を配置することにより、多くの反射が光生成システム205に入らないようにする上で役立てることができ、また、望まない波長を有する光が光源1100の高利得部分で増幅されないようにする上で役立てることもできる。
図12Aを参照すると、LPP EUV光源1200が示されている。光源202~502、1002、1102は、光源1200などのEUV光源の一部であり得る。LPP EUV光源1200は、ターゲット場所1205において、ビーム経路に沿ってターゲット混合物1214に向けて移動する増幅光ビーム1210をターゲット混合物1214に照射することによって形成される。ターゲット120、220a、220bのターゲット材料は、ターゲット混合物1214であっても、ターゲット混合物1214を含むものでもよい。照射サイトとも呼ばれるターゲット場所1205は、真空チャンバ1230の内側1207の中にある。増幅光ビーム1210がターゲット混合物1214に当たると、ターゲット混合物1214内のターゲット材料は、EUV範囲の輝線の元素を有するプラズマ状態に変換される。生み出されたプラズマは、ターゲット混合物1214内のターゲット材料の組成に依存するある特定の特性を有する。これらの特性は、プラズマによって生成されたEUV光の波長、並びに、プラズマから解放されたデブリのタイプ及び量を含み得る。
また、光源1200は、液滴、液体流、固体粒子若しくはクラスタ、又は、液滴中に含まれる固体粒子若しくは液体流中に含まれる固体粒子の形態のターゲット混合物1214を搬送、制御及び誘導するターゲット材料デリバリシステム1225も含む。ターゲット混合物1214は、例えば、水、スズ、リチウム、キセノン、又は、プラズマ状態に変換されるとEUV範囲の輝線を有する任意の材料などのターゲット材料を含む。例えば、スズ元素は、純錫(Sn)として、スズ化合物(例えば、SnBr、SnBr、SnH)として、スズ合金(例えば、スズガリウム合金、スズインジウム合金、スズインジウムガリウム合金又はこれらの合金の任意の組合せ)として使用することができる。また、ターゲット混合物1214は、非ターゲット粒子などの不純物も含み得る。従って、不純物が存在しない状況では、ターゲット混合物1214は、ターゲット材料のみで構成される。ターゲット混合物1214は、ターゲット材料デリバリシステム1225によってチャンバ1230の内側1207に搬送され、そして、ターゲット場所1205に搬送される。
光源1200は、レーザシステム1215の1つ又は複数の利得媒体内の反転分布により増幅光ビーム1210を生成するドライブレーザシステム1215を含む。光源1200は、レーザシステム1215とターゲット場所1205との間にビームデリバリシステムを含み、ビームデリバリシステムは、ビーム輸送システム1220及びフォーカスアセンブリ1222を含む。ビーム輸送システム1220は、レーザシステム1215から増幅光ビーム1210を受信し、必要に応じて増幅光ビーム1210のステアリング及び修正を行い、増幅光ビーム1210をフォーカスアセンブリ1222に出力する。フォーカスアセンブリ1222は、増幅光ビーム1210を受信し、ターゲット場所1205にビーム1210を集束させる。
いくつかの実装形態では、レーザシステム1215は、1つ又は複数のメインパルス、及びいくつかの事例では、1つ又は複数のプレパルスを提供するための1つ又は複数の光増幅器、レーザ及び/又はランプを含み得る。各光増幅器は、高利得での所望の波長の光増幅が可能な利得媒体、励起源及び内部光学系を含む。光増幅器は、レーザ空洞を形成するレーザミラー又は他のフィードバックデバイスを有しても有さなくともよい。従って、レーザシステム1215は、レーザ空洞が存在しない場合であっても、レーザ増幅器の利得媒体における反転分布により増幅光ビーム1210を生成する。その上、レーザシステム1215は、レーザ空洞が存在する場合は、レーザシステム1215に十分なフィードバックを提供するために、コヒーレントレーザビームである増幅光ビーム1210を生成することができる。「増幅光ビーム」という用語は、単に増幅されているだけで必ずしもコヒーレントレーザ発振ではないレーザシステム1215からの光、及び増幅され且つコヒーレントレーザ発振でもあるレーザシステム1215からの光のうちの1つ又は複数を包含する。
レーザシステム1215の光増幅器は、COを含む充填ガスを利得媒体として含み得、800以上の利得で約9100~約11000nm(特に、約10600nm)の波長の光を増幅することができる。レーザシステム1215での使用のための適切な増幅器及びレーザは、比較的高い電力(例えば、10kW以上)及び高いパルス繰り返し率(例えば、40kHz以上)で動作する、例えば、DC又はRF励起で、例えば、約9300nm又は約10600nmの放射を生成するパルスガス放電COレーザデバイスなど、パルスレーザデバイスを含み得る。また、レーザシステム1215の光増幅器は、より高い電力でレーザシステム1215を動作する際に使用することができる水などの冷却システムも含み得る。
図12Bは、例示的なドライブレーザシステム1280のブロック図を示す。ドライブレーザシステム1280は、光源1200のドライブレーザシステム1215の一部として使用することができる。ドライブレーザシステム1280は、3つのパワー増幅器1281、1282、1283を含む。パワー増幅器1281、1282、1283の何れか又はすべては、内部光学素子(図示せず)を含み得る。
光1284は、出力ウィンドウ1285を通じてパワー増幅器1281を出て、曲面ミラー1286に反射する。反射後、光1284は、空間フィルタ1287を通過し、曲面ミラー1288に反射し、入力ウィンドウ1289を通じてパワー増幅器1282に入る。光1284は、パワー増幅器1282において増幅され、光1291として出力ウィンドウ1290を通じてパワー増幅器1282から抜け出るように方向転換される。光1291は、折り畳みミラー1292によって増幅器1283に向けて誘導され、入力ウィンドウ1293を通じて増幅器1283に入る。増幅器1283は、光1291を増幅し、光1291が出力ビーム1295として出力ウィンドウ1294を通じて増幅器1283から抜け出るように誘導する。折り畳みミラー1296は、上方(ページ外)に、ビーム輸送システム1220(図12A)に向けて、出力ビーム1295を誘導する。
再び図12Bを参照すると、空間フィルタ1287は、アパーチャ1297を定義し、アパーチャ1297は、例えば、約2.2mm~3mmの直径を有する円であり得る。曲面ミラー1286、1288は、例えば、約1.7m及び2.3mのそれぞれの焦点距離を有する軸外パラボラミラーであり得る。空間フィルタ1287は、アパーチャ1297がドライブレーザシステム1280の焦点と一致するように位置付けることができる。
再び図12Aを参照すると、光源1200は、集光ミラー1235を含み、集光ミラー1235は、増幅光ビーム1210が通過してターゲット場所1205に達することができるようにするためのアパーチャ1240を有する。集光ミラー1235は、例えば、ターゲット場所1205における一次焦点と、光源1200からのEUV光の出力及び例えば集積回路リソグラフィツール(図示せず)へのEUV光の入力を行うことができる中間場所1245(中間焦点とも呼ばれる)における二次焦点とを有する楕円面ミラーであり得る。また、光源1200は、端部が開口した中空円錐シュラウド1250(例えば、ガス円錐)も含み得、端部が開口した中空円錐シュラウド1250は、集光ミラー1235からターゲット場所1205に向かって細くなっており、フォーカスアセンブリ1222及び/又はビーム輸送システム1220に入るプラズマ生成デブリの量を低減する一方で、増幅光ビーム1210がターゲット場所1205に達することができるようにする。この目的のため、ターゲット場所1205に向けて誘導されるガス流をシュラウドにおいて提供することができる
また、光源1200は、小滴位置検出フィードバックシステム1256、レーザ制御システム1257及びビーム制御システム1258に接続されたマスタコントローラ1255も含み得る。光源1200は、1つ又は複数のターゲット又は小滴イメージャ1260を含み得、1つ又は複数のターゲット又は小滴イメージャ1260は、例えば、ターゲット場所1205に対する小滴の位置を示す出力を提供し、この出力を小滴位置検出フィードバックシステム1256に提供し、小滴位置検出フィードバックシステム1256は、例えば、小滴ごとに又は平均して小滴位置エラーを演算するための小滴位置及び軌跡を演算することができる。従って、小滴位置検出フィードバックシステム1256は、マスタコントローラ1255への入力として小滴位置エラーを提供する。従って、マスタコントローラ1255は、例えば、レーザタイミング回路を制御するために使用することができる、例えば、レーザ制御システム1257に、及び/又はチャンバ1230内のビーム焦点の場所及び/又は集光力を変更するようにビーム輸送システム1220の増幅光ビーム位置及び形状を制御するために、ビーム制御システム1258に、レーザ位置、方向及びタイミング補正信号を提供することができる。
ターゲット材料デリバリシステム1225は、ターゲット材料デリバリ制御システム1226を含み、ターゲット材料デリバリ制御システム1226は、マスタコントローラ1255からの信号に応答して、例えば、所望のターゲット場所1205に達する小滴のエラーを補正するために、ターゲット材料供給装置1227によって解放される際に小滴の解放ポイントを修正するように動作可能である。
それに加えて、光源1200は、これらに限定されないが、パルスエネルギー、波長の関数としてのエネルギー分布、波長の特定の帯域内のエネルギー、波長の特定の帯域外のエネルギー、並びに、EUV強度及び/又は平均出力の角度分布を含む、1つ又は複数のEUV光パラメータを測定する光源検出器1265、1270を含み得る。光源検出器1265は、マスタコントローラ1255が使用するためのフィードバック信号を生成する。フィードバック信号は、効果的且つ効率的なEUV光生成のために正しい場所及び時間に小滴を正しくインターセプトするために、例えば、レーザパルスのタイミング及びフォーカスなどのパラメータのエラーを示し得る。
また、光源1200は、光源1200の様々なセクションを位置合わせするか又はターゲット場所1205への増幅光ビーム1210のステアリングを補助するために使用することができる誘導レーザ1275も含み得る。誘導レーザ1275と関係して、光源1200は、誘導レーザ1275及び増幅光ビーム1210からの光の一部分をサンプリングするためにフォーカスアセンブリ1222内に配置された計測システム1224を含む。他の実装形態では、計測システム1224は、ビーム輸送システム1220内に配置される。計測システム1224は、光のサブセットをサンプリングするか又は方向転換する光学素子を含み得、そのような光学素子は、誘導レーザビーム及び増幅光ビーム1210の出力に耐えることができる任意の材料から作られている。マスタコントローラ1255は、誘導レーザ1275からサンプリングされた光を分析し、この情報を使用して、ビーム制御システム1258を通じてフォーカスアセンブリ1222内のコンポーネントを調整するため、ビーム分析システムは、計測システム1224及びマスタコントローラ1255から形成される。
従って、要約すると、光源1200は、混合物1214内のターゲット材料をEUV範囲の光を放出するプラズマに変換するため、ターゲット場所1205においてターゲット混合物1214に照射するためにビーム経路に沿って誘導される増幅光ビーム1210を生成する。増幅光ビーム1210は、レーザシステム1215の設計及びプロパティに基づいて決定される特定の波長(ドライブレーザ波長とも呼ばれる)で動作する。それに加えて、増幅光ビーム1210は、ターゲット材料がコヒーレントレーザ光を生成するのに十分なフィードバックをレーザシステム1215に返す際、又は、ドライブレーザシステム1215がレーザ空洞を形成するために適切な光フィードバックを含む場合は、レーザビームであり得る。
他の実装形態は、請求項の範囲内にある。例えば、光フィルタシステム130、630、730、830、930は何れも、示されるより多くの又はより少ない要素を含むことができ、要素は、上記で示される例示的な構成以外の構成で配置することができる。光フィルタシステム130、630、730、830、930は何れも、互いに利用し合うことができ、光源は、2つ以上の特定の光フィルタシステムを含むことができる。

Claims (21)

  1. 極端紫外線(EUV)フォトリソグラフィツール用の光源であって、
    光生成モジュールを含む光生成システムと、
    利得帯域と関連付けられた利得媒体を含む光増幅器であって、前記利得媒体が、前記利得帯域の波長を有する光を増幅するように構成された、光増幅器と、
    前記光生成モジュールと前記光増幅器との間のビーム経路上の波長ベースの光フィルタシステムであって、第1の波長セットの波長を有する光を前記ビーム経路上でターゲット領域へと伝播させることができ、第2の波長セットの波長を有する光を前記ビーム経路から除去する少なくとも1つの光学素子を含み、前記第1の波長セット及び前記第2の波長セットが、前記光増幅器の前記利得帯域の異なる波長を含む、波長ベースの光フィルタシステムと
    を含む、
    前記波長ベース光学フィルタシステムが、少なくとも部分的に空間的に異なる第1のビーム経路及び第2のビーム経路を備え、
    動作時の使用において、前記第1の波長セット内の第1の波長を有する第1の光ビームが、前記第1のビーム経路上を伝搬し、前記第1の波長セットに含まれるが、前記第1の波長とは異なる、第2の波長を有する第2の光ビームが、前記第2のビーム経路上を伝搬する、光源。
  2. 前記少なくとも1つの光学素子が、分散光学素子、光フィルタリング素子及び干渉計のうちの1つ又は複数を含む、請求項1に記載の光源。
  3. 前記分散光学素子が、プリズム及び格子のうちの1つ又は複数を含む、請求項2に記載の光源。
  4. 前記少なくとも1つの光フィルタリング素子が、多層コーティングを含む光学素子、及び前記第2の波長セットの1つ又は複数の波長を有する光を吸収する光学素子のうちの1つ又は複数を含む、請求項2に記載の光源。
  5. 前記干渉計が、エタロンを含む、請求項2に記載の光源。
  6. 前記分散光学素子が、格子を含み、前記格子が、前記第1の波長セットの波長を有する光を前記ビーム経路に向けて反射させ、前記第2の波長セットの波長を有する光を前記ビーム経路から離れるように反射させるように位置付けられる、請求項3に記載の光源。
  7. 前記波長ベースの光フィルタシステムが、少なくとも1つの二色性光学素子をさらに含む、請求項6に記載の光源。
  8. 少なくとも1つの二色性光学素子が、前記光生成モジュールと前記格子との間に位置する、請求項7に記載の光源。
  9. 第1の偏光を有する光を透過させ、第2の偏光を有する光を遮断する偏光ベースの光分離システムをさらに含み、
    前記第2の偏光が、前記第1の偏光とは異なり、
    前記波長ベースの光フィルタシステムが、前記光生成モジュールと前記偏光ベースの光分離システムとの間に位置する、請求項1に記載の光源。
  10. 前記光生成モジュールが、2つ以上の光生成モジュールを含み、前記光生成モジュールのうちの1つが、第1の波長を有する第1の光ビームを生成し、前記光生成モジュールのうちの別の1つが、第2の波長の波長を有する第2の光ビームを生成し、前記第1及び第2の波長が、前記第1の波長セットのものである、請求項1に記載の光源。
  11. 前記光生成システムが、前記光生成モジュールから放出された光を受信するように位置付けられた1つ又は複数の光増幅器をさらに含む、請求項1に記載の光源。
  12. 前記光増幅器が、複数の光増幅器を含み、前記光増幅器の各々が、前記利得帯域と関連付けられた利得媒体を含み、前記波長ベースの光フィルタシステムが、2つの前記光増幅器の間に位置する、請求項1に記載の光源。
  13. 極端紫外線(EUV)光源用の光フィルタシステムであって、前記光フィルタシステムが、前記EUV光源の光増幅器と光生成モジュールとの間に配置され、前記光増幅器が、利得帯域内で光を増幅する利得媒体を含み、
    前記光フィルタシステムが、少なくとも1つの光学素子を含み、前記少なくとも1つの光学素子が、第1の波長帯域の波長を有する光を反射又は透過させ、第2の波長帯域の波長を有する光を拒絶し、前記第1の波長帯域及び前記第2の波長帯域が、前記増幅器の前記利得帯域のものであり、前記第1の波長帯域及び前記第2の波長帯域が、完全に異なる波長を含む、
    前記光フィルタシステムが、少なくとも部分的に空間的に異なる第1のビーム経路及び第2のビーム経路を備え、
    動作時の使用において、前記第1の波長帯域内の第1の波長を有する第1の光ビームが、前記第1のビーム経路上を伝搬し、前記第1の波長帯域に含まれるが、前記第1の波長とは異なる、第2の波長を有する第2の光ビームが、前記第2のビーム経路上を伝搬する、
    光フィルタシステム。
  14. 前記第1の波長帯域が、プレパルスビームと関連付けられた第1の波長と、メインビームと関連付けられた第2の波長とを含む、請求項13に記載の光フィルタシステム。
  15. 少なくとも1つの二色性光学素子をさらに含む、請求項14に記載の光フィルタシステム。
  16. 前記少なくとも1つの光学素子が、光フィルタリング素子、分散光学素子及び干渉計のうちの1つ又は複数を含む、請求項13に記載の光フィルタシステム。
  17. 前記分散光学素子が、プリズム及び格子のうちの1つ又は複数である、請求項16に記載の光フィルタシステム。
  18. 前記光フィルタリング素子が、多層コーティングを含む光学素子、及び特定の波長を有する光を吸収する光学素子のうちの1つ又は複数を含む、請求項16に記載の光フィルタシステム。
  19. 方法であって、
    ーム経路に光ビームを誘導することであって、前記ビーム経路が、光生成モジュールとプラズマサイトとの間に位置し、前記光ビームが、第1の波長帯域内の第1の波長を有する、誘導することと、
    前記光ビームを光フィルタシステムに通すことと、
    増幅光ビームを生成するために前記光フィルタシステムを出た光を光増幅器の方に誘導することであって、前記光増幅器が、利得帯域のものである光を増幅する利得媒体を含む、誘導することと、
    前記増幅光ビームを前記プラズマサイトに提供することであって、前記プラズマサイトが、プラズマ状態の時にEUV光を放出するターゲット材料を受け取る、提供することと、
    を含み、
    前記第1の波長が、前記光増幅器の前記利得帯域のものであり、
    前記光フィルタシステムが、前記第1の波長を有する光を前記ビーム経路上で伝播させることができ、
    前記光フィルタシステムが、前記光増幅器の前記利得帯域のものである前記第1の波長以外の波長を有する光を前記ビーム経路から除去
    前記光フィルタシステムが、少なくとも部分的に空間的に異なる第1のビーム経路及び第2のビーム経路を備え、
    前記方法は、
    動作時の使用において、前記第1の波長帯域内の第1の波長を有する第1の光ビームを、前記第1のビーム経路上を伝搬させることと、
    前記第1の波長帯域に含まれるが、前記第1の波長とは異なる、第2の波長を有する第2の光ビームを、前記第2のビーム経路上を伝搬させることとをさらに含む、
    方法。
  20. ターゲットを前記プラズマサイトに提供することをさらに含み、前記ターゲットが、前記ターゲット材料を含み、前記増幅光ビームが、前記ターゲット材料の少なくとも一部をEUV光を放出する前記プラズマ状態に変換させるのに十分なエネルギーを有する、請求項19に記載の方法。
  21. フォトリソグラフィツール用の光源であって、
    光ビームを放出する光生成モジュールと、
    ビーム経路上の利得媒体を含む光増幅器であって、前記利得媒体が、利得帯域と関連付けられ、前記光増幅器が、前記利得帯域の波長を有する光を増幅する光増幅器と、
    前記光生成モジュールと前記光増幅器との間の前記ビーム経路上の波長ベースの光学損失システムであって、前記利得帯域の1つ又は複数の波長の光を前記ビーム経路から除去する波長ベースの光学損失システムと
    を含む、
    前記光学損失システムが、少なくとも部分的に空間的に異なる第1のビーム経路及び第2のビーム経路を備え、
    動作時の使用において、前記ビーム経路から除去された光の波長とは異なる、第1の波長帯域内の第1の波長を有する第1の光ビームが、前記第1のビーム経路上を伝搬し、前記第1の波長帯域に含まれるが、前記第1の波長とは異なる、第2の波長を有する第2の光ビームが、前記第2のビーム経路上を伝搬する、光源。
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