JP7454656B2 - レーザ維持プラズマ照射源用の回転ランプ - Google Patents
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Description
本発明は、一般に、レーザ維持プラズマ（ＬＳＰ）の広帯域光源に関し、詳細には、回転可能な回転式ガス封じ込め構造体を備えるＬＳＰランプハウスに関する。
関連出願への相互参照
本出願は、２０１９年９月２３日に出願された米国仮出願第６２／９０４，２８９号の３５Ｕ．Ｓ．Ｃ．§１１９（ｅ）に基づく利益を主張し、その全体を参照によりここに援用する。
本出願は、２０１９年９月２３日に出願された米国仮出願第６２／９０４，２８９号の３５Ｕ．Ｓ．Ｃ．§１１９（ｅ）に基づく利益を主張し、その全体を参照によりここに援用する。
半導体デバイスの微細化は進み続けており、その検査に使用する光源を改良する必要性は高まる一方である。かかる光源の１つに、レーザ維持プラズマ（ＬＳＰ）広帯域光源が含まれる。ＬＳＰ広帯域光源には、高パワーかつ広帯域の光を生成できるＬＳＰランプが含まれる。ＬＳＰランプでは、そのガラス上に不均一な熱分布が生じ、対流によってレーザポンプ光照射にノイズが引き起こされる。その結果、ＬＳＰランプから出力されるプラズマ光が減少する。こういった問題は、ポンピングパワーが大きくなるにつれて深刻になる。
したがって、上記で特定した従来の手法の欠点を改良するためのシステムおよび方法を提供することが有利である。
広帯域プラズマ光源が開示される。例示的な一実施形態では、上記広帯域プラズマ光源は、ガスを封じ込めるための回転可能なガス封じ込め構造体を含む。別の例示的な実施形態では、上記広帯域プラズマ光源は、上記回転可能なガス封じ込め構造体を一軸を中心に回転させるように構成された回転駆動システムを含む。別の例示的な実施形態では、上記広帯域プラズマ光源は、ポンプ光照射を生成するように構成されたポンプ光源を含む。別の例示的な実施形態では、上記広帯域プラズマ光源は、上記ポンプ光照射の一部を上記ガスへと方向付けて、プラズマを維持するように構成された反射体要素を含み、上記反射体は、上記プラズマから放出される広帯域光の少なくとも一部を集光するように構成される。
光学特性評価システムが開示される。例示的な一実施形態では、上記システムは、広帯域照射源を含む。例示的な一実施形態では、上記広帯域光源は、ガスを封じ込めるための回転可能なガス封じ込め構造体と、上記回転可能なガス封じ込め構造体を一軸を中心に回転させるように構成された回転駆動システムと、ポンプ光照射を生成するように構成されたポンプ光源と、ポンプ光照射の一部を上記ガスへと方向付けて、プラズマを維持するように構成された反射体要素であって、上記プラズマから放出される広帯域光の少なくとも一部を集光するように上記反射体が構成された反射体要素と、を含む。別の例示的な施形態では、上記システムは、上記広帯域照射源からの広帯域光を、１つまたは複数の試料へと方向付けるように構成された照射光学部品セットを含む。別の例示的な実施形態では、上記システムは、上記１つまたは複数の試料から放出される光を集光するように構成された集光光学部品セットを含む。別の例示的な実施形態では、上記システムは、検出器組立体を含む。
広帯域光を生成する方法が開示される。例示的な一実施形態では、上記方法は、回転可能なガス封じ込め構造体を一軸を中心に回転させることを含む。別の例示的な実施形態では、上記方法は、ポンプ光照射を生成することを含む。別の例示的な実施形態では、上記方法は、反射体要素で上記ポンプ光照射の一部を上記回転可能なガス封じ込め構造体内のガスへと方向付けて、プラズマを維持することを含む。別の例示的な実施形態では、上記方法は、上記プラズマから放出された広帯域光の一部を上記反射体要素で集光し、１つまたは複数の下流の用途へと方向付けることを含む。
上記の概要と下記の詳細な説明は、例示および説明のためのものに過ぎず、ここに請求する本発明を必ずしも限定するものではないことを理解されたい。添付の図面は、本明細書に組み込まれ、その一部を構成するものであるが、本発明の実施形態を例示しており、上述の一般的な説明と併せて本発明の原理を説明するのに役立つ。
以下の添付の図を参照することにより、本開示の多くの利点を当業者はよく理解できるであろう。
以上、本開示について、特定の実施形態およびその特有の特徴を特に示して説明した。こういった本明細書に記載の実施形態は、限定的ではなく例示的なものであると解釈されよう。当業者であれば、本開示の趣旨および範囲から逸脱することなく構成および細部に様々な変更および修正を加えることができることは明らかであろう。次に、添付の図面に示されている本開示の主題について詳細に参照する。
図１は、従来のＬＳＰ広帯域光源１００の概略図である。広帯域光源１００は、ポンプ光照射１０４を生成するように構成されたポンプ光源１０２と、そのポンプ光照射１０４の一部をガス封じ込め構造体１０８の中に封じ込められたガスへと方向付けて、プラズマ１１０を点火かつ／または維持するように構成された楕円反射体要素１０６とを含む。楕円反射体要素１０６は、プラズマ１１０から放出された広帯域光１１５の一部を集光するように構成される。プラズマ１１０から放出された広帯域光１１５は、１つまたは複数の下流の用途（例えば、検査、計測、またはリソグラフィ）のために、１つまたは複数の追加の光学部品（例えば、コールドミラー１１２）を介して集光され得る。図２Ａ～２Ｃに示されているように、ガス封じ込め構造体１０８は、プラズマバルブ（またはランプ）２００、プラズマチャンバ２１０、またはプラズマセル２２０を含み得る。ガス封じ込め構造体１０８は、図２Ａ～２Ｃのバルブ２００、チャンバ２１０、およびセル２２０にそれぞれ示されている垂直軸２０４、２０６、および２０８によって示されているように、回転対称性を示し得る。
光維持プラズマの生成について、２００８年１０月１４日発行の米国特許第７，４３５，９８２号にも概要が記載されており、その全体を参照によりここに援用する。プラズマの生成について、２０１０年８月３１日発行の米国特許第７，７８６，４５５号にも概要が記載されており、その全体を参照によりここに援用する。プラズマの生成について、２０１１年８月２日発行の米国特許第７，９８９，７８６号にも概要が記載されており、その全体を参照によりここに援用する。プラズマの生成について、２０１２年５月２２日発行の米国特許第８，１８２，１２７号にも概要が記載されており、その全体を参照によりここに援用する。プラズマの生成について、２０１２年１１月１３日発行の米国特許第８，３０９，９４３号にも概要が記載されており、その全体を参照によりここに援用する。プラズマの生成について、２０１３年２月９日発行の米国特許第８，５２５，１３８号にも概要が記載されており、その全体を参照によりここに援用する。プラズマの生成について、２０１４年１２月３０日米国特許第８，９２１，８１４号にも概要が記載されており、その全体を参照によりここに援用する。プラズマの生成について、２０１６年４月１９日発行の米国特許第９，３１８，３１１号にも概要が記載されており、その全体を参照によりここに援用する。プラズマの生成について、２０１６年７月１２日発行の米国特許第９，３９０，９０２号にも概要が記載されており、その全体を参照によりここに援用する。一般に、本開示の様々な実施形態は、当技術分野で知られている任意のプラズマベースの光源にも適用されると解釈されたい。プラズマ生成の文脈で使用される光学システムについて、２０１０年４月２７日発行の米国特許第７，７０５，３３１号に概要が記載されており、その全体を参照によりここに援用する。
図３は、硫黄ランプ３００の概略図を示している。硫黄ランプは光源として使用され、ガス入りランプ３０６を含む。このガスは、マイクロ波エミッタ３０４からのマイクロ波放電によって加熱され、これにより、ガス内の硫黄化学反応が進められ、その結果、光の放出が生じる。放出された光は、集光器３０２によって集光され得る。この光源は立体的であり、ランプは放電を封じ込めるように構成される。ここで注目すべきは、ランプの回転が、ランプの冷却を助け、ランプの中心近傍に立体的な放電を閉じ込めている点である。尚、ライン３０８によって示される回転軸は垂直であり、重力ベクトルに対して対称性をもたらす。
硫黄ランプ３００のマイクロ波放電は、光源の明るさがＬＳＰ光源と比較して暗いことから（ＬＳＰ光源の方が特にＵＶスペクトル範囲で何桁も明るい）、ほとんどのＢＢＰ用途で、使用に適さない。しかしながらＬＳＰランプの動作には、ランプのガラス上の不均一な熱分布と、対流によって引き起こされるノイズが伴う。この不均一な熱の形態は、プラズマ領域から高温ガスの対流プルームが上昇し、上部の電極またはガラスに衝突することによって生じる。対流プルームの温度は数千ケルビン程度であり、その直径は約２～４ｍｍである。この高温のプラズマプルームがガラスバルブの壁に接触すると、そのガラスに局所的な加熱が引き起こされる。ランプ壁の温度分布が不均一であるとランプの損傷が加速され、したがってランプ冷却の複雑な設計が必要になる。マイクロ波ランプについて、１９９９年２月２日発行の米国特許第５，８６６，９９０号に概要が記載されており、その全体を参照によりここに援用する。
図４Ａは、垂直ランプ４００構成内の対流パターン４１０を示している。図４Ｂは、水平ランプ４２０構成内の対流パターンを示している。ランプ４００、４２０は、ポンプ光照射４０４を透過させる透明バルブ４０２を含む。ポンプ光照射４０４は、プラズマ４０６を維持するために使用される。ここで注目すべきは、高温のプラズマプルーム４０８によって、ランプ４００、４２０の内部に対流パターン４１０が引き起こされ、ランプ性能が低下する点である。ポンプ光のレーザビームが温度のばらつきがあるガスを通過すると、屈折率の変動によりレーザ光線が偏向し、焦点合わせの質が低下する（ＬＳＰでは１００μｍのスポットに厳密に焦点合わせする必要がある）。ランプ４００、４２０の領域４１６には、プラズマプルームによる強い局所的な加熱が引き起こされ得る。このプラズマプルームによって定まる対流パターンにおける温度変動は、数千度に達する可能性がある。これらの対流パターンも変動しやすく、それによってレーザの焦点合わせが刻々と変化する。これにより、レーザの焦点合わせにノイズが生じ、その結果、プラズマ光の出力にノイズが生じる。
光源１００の欠点に基づいて、本開示の実施形態は、回転可能な回転式ガス封じ込め構造体を備える広帯域プラズマ（ＢＢＰ）光源を対象とする。回転可能なガス封じ込め構造体が水平な軸（またはほぼ水平な軸）を中心に十分な速度（例えば、１０～２０，０００ＲＰＭ）で回転すると、その回転可能なガス封じ込め構造体内の対流プルームが抑制または排除され得る。この対流プルームの抑制により、回転可能なガス封じ込め構造体の壁全体にわたって、回転均一性を有する加熱分布がもたらされ、それと同時に、対流プルームによって引き起こされるレーザの屈折に関連する不安定性も解消される。また、本開示の回転式ガス封じ込め構造体の実装により、単純化されたランプ冷却構成が可能になり得る。
図５Ａは、本開示の１つまたは複数の実施形態による、回転可能なガス封じ込め構造体５０２を備えるＬＳＰ広帯域光源５００の概略図を示す。
いくつかの実施形態では、広帯域光源５００は、回転可能なガス封じ込め構造体５０２と、回転駆動システム５０３と、ポンプ光源５０８と、反射体要素５１２を含む。
いくつかの実施形態では、回転可能なガス封じ込め構造体５０２は、その垂直対称軸５１５が水平方向に沿った向きになるように配置される。例えば、回転可能なガス封じ込め構造体５０２は、その対称軸５１５が図５Ａのｘ軸によって定義される水平方向に沿った向きになるように配置され得る。この実施形態では、「水平方向」は、地球の表面に対してほぼ水平な方向、または重力場の方向に対して垂直な方向と解釈されたい。尚、本明細書では、真の水平方向からずれていることを、本開示の範囲から逸脱していると解釈すべきではない。例えば、回転可能なガス封じ込め構造体５０２は、その対称軸５１５がほぼ水平方向に沿った方向を向くような向きに配置され得る。本開示においては、「ほぼ水平」は、真の水平方向の±４５度以内の任意の方向と解釈され得る。いくつかの実施形態では、回転可能なガス封じ込め構造体５０２の水平向きに対応するために、反射体要素５１２は、その反射面がほぼ水平方向に沿って心出しされ、ポンプ光源５０８からのポンプ光照射を受けるような向きになるように方向付けられる。
回転駆動システム５０３は、回転可能なガス封じ込め構造体５０２に回転式に結合され得る。例えば、回転駆動システム５０３は、モータ５０４および駆動シャフト５０６を含み得る。駆動シャフト５０６は、回転可能なガス封じ込め構造体５０２に機械的に結合され得る。これは、モータ５０４からの回転エネルギーを回転可能なガス封じ込め構造体５０２に伝達し、それにより、回転可能なガス封じ込め構造体５０２を、選択した軸５１５を中心に回転させるためである。いくつかの実施形態では、回転駆動システム５０３は、駆動装置すなわちコントローラ５０５を含み得る。駆動装置／コントローラ５０５は、（例えば、１つまたは複数の制御信号を介して）モータ出力を制御し、それにより、回転可能なガス封じ込め構造体５０２の回転速度および加速度を制御するように構成され得る。駆動装置／コントローラ５０５は、上記モータおよびガス封じ込め構造体５０２に適用される回転加速度／速度のプロファイルをプログラミングするように構成された１つまたは複数のプロセッサおよびメモリを含み得る。あるいは、駆動装置／コントローラ５０５は、モータの手動制御と、ガス封じ込め構造体５０２の回転速度の手動制御を可能にし得る。
いくつかの実施形態では、回転駆動システム５０３は、回転可能なガス封じ込め構造体５０２内の対流パターンを抑制するのに十分な回転速度でガス封じ込め構造体５０２を回転させるように構成される。例えば、回転駆動システム５０３は、１０～２０，０００ＲＰＭの回転速度で、回転可能なガス封じ込め構造体５０２を回転させ得る。他の実施例として、回転駆動システム５０３は、１０００ＲＰＭ以上の回転速度で、回転可能なガス封じ込め構造体５０２を回転させ得る。他の実施例として、回転駆動システム５０３は、１０００～８０００ＲＰＭの回転速度で、回転可能なガス封じ込め構造体５０２を回転させ得る。他の実施例として、回転駆動システム５０３は、１０～６００ＲＰＭの回転速度で、回転可能なガス封じ込め構造体５０２を回転させ得る。
ここで注目すべきは、回転可能なガス封じ込め構造体５０２を低い回転速度（例えば、１０～６００ＲＰＭ）で回転させると、プラズマ５１１から生じるプルームによって封じ込め構造体５０２がより均一に加熱され、それによって封じ込め構造体５０２の温度分布が回転対称になり得る点である。このように、低い回転速度では、プラズマ５１１からのプルームはガス封じ込め構造体５０２の壁まで上昇するが、ガス封じ込め構造体５０２の壁が回転すると、そのプルームは壁を均一に加熱するように作用する。さらに、回転可能なガス封じ込め構造体５０２を十分に高い回転速度（例えば、１０００～８０００ＲＰＭ、または８０００ｐｍを超える）で回転させると、プラズマ５１１に関連するプラズマプルームが完全に排除され、それにより、プルームの高温ガスによって封じ込め構造体５０２が加熱されることがなくなり得る。さらに、回転可能なガス封じ込め構造体５０２を十分に高い回転速度で回転させると、プラズマ内に回転対称の温度／加熱分布が生じ、プラズマランプが好ましい熱範囲で動作することが可能になり得る。回転対称の加熱分布により、壁のガラスに過度の高温で発生し得る損傷が軽減される。さらに、ガス封じ込め構造体５０２内の非対称の対流パターンの排除または抑制は、レーザ屈折に関連する不安定性を排除または抑制し得る。これにより、ポンプ光照射（例えば、ポンプ光レーザなど）の焦点安定性が向上し、その結果、ＬＳＰの性能が向上し、ノイズが減少する。
さらに、ガス封じ込め構造体５０２を回転させることにより、ガス封じ込め構造体５０２用の冷却機構が単純化される。例えば、ガス封じ込め構造体５０２のガラス表面の、プルームが接触する最も高温の領域に対して積極的な冷却を実施する代わりに、本開示の回転式ガス封じ込め構造体５０２を用いることにより、より均一な冷却手法が可能になる。ガス封じ込め構造体５０２の回転は、回転対称の冷却手法の確立に役立つ。さらに、高速（例えば、１０００ＲＰＭを超える）では、強制的な外部冷却機構が定位置になくても、ガス封じ込め構造体５０２の冷却が行われ得る。
いくつかの実施形態では、広帯域光源５００は、ポンプ光照射５１０の１つまたは複数のビームを生成するための１つまたは複数のポンプ光源５０８を含む。１つまたは複数のポンプ光源５０８は、プラズマを点火かつ／または維持するのに適した当技術分野で知られている任意のポンプ光源を含み得る。例えば、１つまたは複数のポンプ光源５０８は、１つまたは複数のレーザ（すなわち、ポンプ光レーザ）を含み得る。ポンプ光ビームは、可視、ＩＲ放射、ＮＩＲ放射、および／またはＵＶ放射を含むがこれらに限定されない当技術分野で知られている任意の波長または波長範囲の放射を含み得る。
いくつかの実施形態では、広帯域光源５００は、プラズマセルやプラズマバルブなどのガス封じ込め構造体５０２の挿入を可能にするように構成された開放アクセス孔５１３を含む。例えば、光源５００の回転可能なガス封じ込め構造体５０２は、開放アクセス孔５１３を含み得る。
回転可能なガス封じ込め構造体５０２は、当技術分野で知られている任意のガス封じ込め構造体を含み得る。例えば、図５Ａに示されているように、ガス封じ込め構造体５０２は、プラズマバルブ（すなわち、プラズマランプ）であり得る。プラズマバルブの使用については、少なくとも２０１０年８月３１日発行の米国特許第７，７８６，４５５号、２００８年１０月１４日発行の米国特許第７，４３５，９８２号、および２０１６年４月１９日発行の米国特許第９，３１８，３１１号に記載されており、それぞれ、その全体をすでに参照によりここに援用している。尚、本明細書において、回転可能なガス封じ込め構造体５０２がプラズマバルブまたはプラズマセルである場合、回転可能なガス封じ込め構造体５０２の透明部分（例えば、ガラス）がとり得る形状の数に制限はない。例えば、回転可能なガス封じ込め構造体５０２は、円筒形、球形、カージオイド形などを有し得る。
図５Ｂは、本開示の１つまたは複数の追加かつ／または代替の実施形態による、ガス封じ込め構造体としてプラズマセルを備えるＬＳＰ広帯域光源５００の概略図を示す。この実施形態では、図５Ａに示されているプラズマバルブが、プラズマセル５２０に置き換えられている。尚、図５Ａに関して本明細書ですでに説明した実施形態は、特に断りのない限り、図５Ｂの実施形態にも適用されると解釈されたい。プラズマセルの場合、そのプラズマセルは、プラズマ５１１の生成用のガスを封じ込めるための１つまたは複数のフランジと組み合わせて配置された透過要素を含み得るが、これに限定されない。フランジ付きプラズマセルの使用については、少なくとも２０１７年９月２６発行の米国特許第９，７７５，２２６号、および２０１５年１１月１０日発行の米国特許第９，１８５，７８８号に記載されており、それぞれ、その全体をすでに参照によりここに援用している。
図５Ｃは、本開示の１つまたは複数の追加かつ／または代替の実施形態による、ガス封じ込め構造体としてプラズマチャンバを備えるＬＳＰ広帯域光源５００の概略図を示す。この実施形態では、図５Ａに示されているプラズマバルブが、プラズマチャンバ５３０に置き換えられている。尚、図５Ａおよび５Ｂに関して本明細書ですでに説明した実施形態は、特に断りのない限り、図５Ｃの実施形態にも適用されると解釈されたい。ガス封じ込め構造体としてのガスチャンバの使用については、２０１５年８月４日発行の米国特許第９，０９９，２９２号、２０１６年２月１６日発行の米国特許第９，２６３，２３８号、、２０１６年７月１２日発行の米国特許第９，３９０，９０２号に記載されており、それぞれ、その全体を参照によりここに援用する。
この実施形態では、反射体要素５１２が、回転可能なガス封じ込め構造体５０２自体を形成するように構成され得る。例えば、反射体要素５１２は、その反射体要素５１２の表面によって画定される立体領域内にガスを封じ込めるように密封され得る。この実施例では、反射体要素５１２の表面と１つまたは複数の窓５３２がガスチャンバ５３０を形成しており、プラズマセルやプラズマバルブなどの内部ガス封じ込め構造体は必要ない。この場合、反射体要素５１２の開口部は、ポンプ光照射５１０とプラズマ広帯域光５１４の両方の通過を可能にするために、窓５３２（例えば、ガラス窓）で密封され得る。
図５Ａ～５Ｃを全般に参照すると、ポンプ光源５０８は、当技術分野で知られている任意のレーザシステムを含み得る。例えば、ポンプ光源５０８は、電磁スペクトルのうちの赤外部、可視部および／または紫外部の放射を放出できる、当技術分野で知られている任意のレーザシステムを含み得る。
いくつかの実施形態では、ポンプ光源５０８は、連続波（ＣＷ）レーザ放射を放出するように構成されたレーザシステムを含み得る。例えば、ポンプ光源５０８は、１つまたは複数のＣＷ赤外レーザ源を含み得る。いくつかの実施形態では、ポンプ光源５０８は、レーザ光をほぼ一定のパワーでプラズマ５１１に提供するように構成された１つまたは複数のレーザを含み得る。いくつかの実施形態では、ポンプ光源５０８は、変調レーザ光をプラズマ５１１に提供するように構成された１つまたは複数の変調レーザを含み得る。いくつかの実施形態では、ポンプ光源５０８は、パルスレーザ光をプラズマに提供するように構成された１つまたは複数のパルスレーザを含み得る。いくつかの実施形態では、ポンプ光源５０８は、１つまたは複数のダイオードレーザを含み得る。例えば、ポンプ光源５０８は、ガス封じ込め構造体内に封じ込められているガス種の任意の１つまたは複数の吸収線に対応する波長で放射を放出する１つまたは複数のダイオードレーザを含み得る。ポンプ光源５０８のダイオードレーザの選択は、そのダイオードレーザの波長を、当技術分野で知られている任意のプラズマの任意の吸収線（例えば、イオン遷移線）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）に調整するような実装を対象として行われ得る。したがって、所与のダイオードレーザ（またはダイオードレーザのセット）のどれを選択するかは、光源５００で使用するガスのタイプに応じて決まってくる。いくつかの実施形態では、ポンプ光源５０８は、イオンレーザを含み得る。例えば、ポンプ光源５０８は、当技術分野で知られている任意の希ガスイオンレーザを含み得る。例えば、アルゴンベースのプラズマの場合、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プ光源５０８は、Ａｒ＋レーザを含み得る。いくつかの実施形態では、ポンプ光源５０８は、１つまたは複数の周波数変換レーザシステムを含み得る。いくつかの実施形態では、ポンプ光源５０８は、ディスクレーザを含み得る。いくつかの実施形態では、ポンプ光源５０８は、ファイバレーザを含み得る。いくつかの実施形態では、ポンプ光源５０８は、広帯域レーザを含み得る。いくつかの実施形態では、ポンプ光源５０８は、１つまたは複数の非レーザ源を含み得る。ポンプ光源５０８は、当技術分野で知られている任意の非レーザ光源を含み得る。例えば、ポンプ光源５０８は、電磁スペクトルのうちの赤外部、可視部、または紫外部の放射を離散的または連続的に放出できる、当技術分野で知られている任意の非レーザシステムを含み得る。
いくつかの実施形態では、ポンプ光源５０８は、２つ以上の光源を含み得る。いくつかの実施形態では、ポンプ光源５０８は、２つ以上のレーザを含み得る。例えば、ポンプ光源５０８（または「複数のポンプ光源」）は、複数のダイオードレーザを含み得る。いくつかの実施形態では、上記２つ以上のレーザはそれぞれ、光源５００内のガスすなわちプラズマの別々の吸収線に調整されたレーザ放射を放出し得る。
いくつかの実施形態では、広帯域光源５００は、反射体要素５１２を含み、反射体要素５１２は、その焦点にある、回転可能なガス封じ込め構造体５０２内に封じ込められたガスに、ポンプ光照射５１０の一部を集光させて、プラズマ５１１を点火かつ／または維持するように構成される。反射体要素５１２は、プラズマ生成の分野で知られている任意の反射体要素を含み得る。いくつかの実施形態では、反射体要素５１２は、反射半楕円体（すなわち、楕円反射体）を含み得る。尚、本明細書では、反射体要素５１２は、楕円反射体に限定されない。むしろ、反射体要素５１２は、プラズマ生成の分野で知られている任意の反射体形状を含み得る。例えば、反射体要素５１２は、１つまたは複数の楕円反射体、１つまたは複数の球形反射体、および／あるいは１つまたは複数の放物面反射体を含み得る。反射体要素５１２は、プラズマベースの広帯域光源の分野で知られている、プラズマ５１１からの広帯域光のうちの任意の波長を集光するように構成され得る。例えば、反射体要素５１２は、プラズマ５１１からの紫外（ＵＶ）光、近紫外（ＮＵＶ）光、真空ＵＶ（ＶＵＶ）光、および／または深紫外（ＤＵＶ）光を集光するように構成され得る。
光源５００のガス封じ込め構造体の透過部分（例えば、透過要素、バルブまたは窓）は、プラズマ５１１および／またはポンプ光照射５１０によって生成された広帯域光５１４を少なくとも部分的に透過する、当技術分野で知られている任意の材料で形成され得る。いくつかの実施形態では、ガス封じ込め構造体の１つまたは複数の透過部分（例えば、透過要素、バルブまたは窓）は、ガス封じ込め構造体内で生成されたＶＵＶ放射、ＤＵＶ放射、ＵＶ放射、ＮＵＶ放射、および／または可視光を少なくとも部分的に透過する、当技術分野で知られている任意の材料で形成され得る。さらに、ガス封じ込め構造体の１つまたは複数の透過部分は、ポンプ光源５０８からのＩＲ放射、可視光および／またはＵＶ光を少なくとも部分的に透過する、当技術分野で知られている任意の材料で形成され得る。いくつかの実施形態では、ガス封じ込め構造体の１つまたは複数の透過部分は、ポンプ光源５０８（例えば、ＩＲ源）からの放射と、プラズマ５１１から放出される放射（例えば、ＶＵＶ、ＤＵＶ、ＵＶ、ＮＵＶ放射および／または可視光）の両方を透過する、当技術分野で知られている任意の材料で形成され得る。
ガス封じ込め構造体５０２は、ポンプ光照射の吸収時にプラズマを生成するのに適した、当技術分野で知られている任意の選択されたガス（例えば、アルゴン、キセノン、水銀など）を含み得る。いくつかの実施形態では、ポンプ光源５０８からのポンプ光照射５１０がガスの立体領域内に集光されると、ガス封じ込め構造体内のガスすなわちプラズマがエネルギーを吸収し（例えば、１つまたは複数の選択された吸収線を介して）、このエネルギーの吸収により、ガス種が「ポンピング」されて、プラズマ５１１が生成かつ／または維持される。いくつかの実施形態では、図示されていないが、ガス封じ込め構造体５０２は、その内部の立体領域内でプラズマ５１１を点火するための電極セットを含み得る。プラズマ５１１は、この電極による点火後、ポンプ光源５０８からの照射によって維持される。
光源５００は、様々なガス環境でプラズマ５１１を点火かつ／または維持するために利用され得る。いくつかの実施形態では、プラズマ５１１を点火かつ／または維持するために使用されるガスは、不活性ガス（例えば、希ガスまたは非希ガス）または非不活性ガス（例えば、水銀）を含み得る。いくつかの実施形態では、プラズマ５１１を点火かつ／または維持するために使用されるガスは、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の混合物または非不活性ガスの混合物）を含み得る。例えば、光源５００に実装するのに適したガスは、Ｘｅ、Ａｒ、Ｎｅ、Ｋｒ、Ｈｅ、Ｎ２、Ｈ２Ｏ、Ｏ２、Ｈ２、Ｄ２、Ｆ２、ＣＨ４、１つまたは複数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、およびこれらの任意の混合物を含み得るが、これらに限定されない。本開示は、ガス封じ込め構造体内でプラズマを維持するのに適した任意のガスにも適用されると解釈されたい。
いくつかの実施形態では、広帯域光源５００は、プラズマ５１１からの広帯域光５１４を１つまたは複数の下流の用途（図５Ａ～５Ｃでは省略記号で示されている）へと方向付けるように構成された、１つまたは複数の追加の光学部品をさらに含む。上記１つまたは複数の追加の光学部品は、１つまたは複数のミラー、１つまたは複数のレンズ、１つまたは複数のフィルタ、１つまたは複数のビームスプリッタなどを含むがこれらに限定されない当技術分野で知られている任意の光学要素を含み得る。例えば、図５Ａ～５Ｃに示されているように、上記１つまたは複数の追加の光学部品は、コールドミラー５１６を含み得るが、これに限定されない。反射体要素５１２は、プラズマ５１１から放出される可視、ＮＵＶ、ＵＶ、ＤＵＶ、および／またはＶＵＶ放射のうちの１つまたは複数を集光し、この広帯域光５１４を１つまたは複数の下流の光学要素へと方向付け得る。例えば、反射体要素５１２は、検査ツール、計測ツール、またはリソグラフィツールなどの、これらに限定されないが、当技術分野で知られている任意の光学特性評価システムの下流光学要素へ、可視、ＮＵＶ、ＵＶ、ＤＵＶ、および／またはＶＵＶ放射を送り届け得る。その際、広帯域光５１４は、検査ツール、計測ツール、またはリソグラフィツールの照射光学部品に結合され得る。
図６Ａ～６Ｃは、本開示の１つまたは複数の実施形態による、ガス封じ込め構造体５０２の回転速度に応じたプラズマ５１１のプラズマプルームで生じる過程を示す。尚、図６Ａ～６Ｃに示されているシミュレーションは、バルブ／ランプの直径が１６ｍｍの円筒形の形状で実行した。図６Ａ～６Ｃは、それぞれ０、１２００、および１６００ＲＰＭでシミュレーションされたガス封じ込め構造体内のプラズマ／ガスの温度と速度の分布を示している。水平の点線は、ガス封じ込め構造体の回転軸を表す。図６Ａに示されているように、回転がない（０ＲＰＭ）ときは、高温のプラズマプルーム（図では５０００Ｋで切捨て）が、ガス封じ込め構造体のガラス壁の上部（すなわち、図６Ａの画像の上端）に約１ｍ／ｓの流速で接触し、局所的な加熱を引き起こす。この場合、このプルームを通過して集光されるポンプ光レーザ光は強い屈折を示す。図６Ｂに示されているように、回転速度が１２００ＲＭに高まると、プルームは垂直方向に縮まり、水平方向に伸び、温度分布は回転対称に近づく。図６Ｃに示されているように、回転速度が６０００ＲＰＭに高まると、プルームはなくなり、温度分布はほぼ回転対称になる。
図７は、本開示の１つまたは複数の実施形態による光学特性評価システム７００の概略図である。光学特性評価システム７００は、図５Ａ～５Ｃのいずれか（またはそれらの任意の組み合わせ）に示されているＬＳＰ広帯域光源５００を実装している。
尚、本明細書では、システム７００は、任意の画像化、検査、計測、リソグラフィの各システム、または当技術分野で知られているその他の特性評価／製造システムを含み得る。その際、システム７００は、試料７０７に対して検査、光学計測、リソグラフィ、および／または画像化を実行するように構成され得る。試料７０７は、ウェハ、レチクル／フォトマスクなどを含むがこれらに限定されない当技術分野で知られている任意の試料を含み得る。尚、システム７００は、本開示全体に記載されているＬＳＰ広帯域光源５００の様々な実施形態のうちの１つまたは複数を含み得る。
いくつかの実施形態では、試料７０７は、その移動を容易にするために、ステージ組立体７１２上に配設される。ステージ組立体７１２は、Ｘ－Ｙステージ、Ｒ－θステージなどを含むがこれらに限定されない当技術分野で知られている任意のステージ組立体７１２を含み得る。いくつかの実施形態では、ステージ組立体７１２は、検査または画像化中、試料７０７に対する焦点を維持するために、その試料７０７の高さを調節することができる。
いくつかの実施形態では、照射光学部品セット７０３が、広帯域光源５００からの照射を試料７０７へと方向付けるように構成される。照射光学部品セット７０３は、当技術分野で知られている任意の数およびタイプの光学部品を含み得る。いくつかの実施形態では、照射光学部品セット７０３は、１つまたは複数のレンズ７０２、ビームスプリッタ７０４、および対物レンズ７０６などの１つまたは複数の光学要素を含むが、これらに限定されない。その際、照射光学部品セット７０３は、ＬＳＰ広帯域光源５００からの照射を試料７０７の表面に集光するように構成され得る。上記１つまたは複数の光学要素は、１つまたは複数のミラー、１つまたは複数のレンズ、１つまたは複数の偏光子、１つまたは複数の格子、１つまたは複数のフィルタ、１つまたは複数のビームスプリッタなどを含むがこれらに限定されない当技術分野で知られている任意の光学要素または光学要素の組み合わせを含み得る。
いくつかの実施形態では、集光光学部品セット７０５が、試料７０７から反射、散乱、回折、および／または放出された光を集光するように構成される。いくつかの実施形態では、集光光学部品セット７０５は、試料７０７からの光を検出器組立体７１４のセンサ７１６へと方向付けかつ／または集光し得る。集光光学部品セット７０５は、集光レンズ７１０などであり、これに限定されない。尚、センサ７１６および検出器組立体７１４は、当技術分野で知られている任意のセンサおよび検出器組立体を含み得る。例えば、センサ７１６は、電荷結合素子（ＣＣＤ）検出器、相補型金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）検出器、時間遅延積分（ＴＤＩ）検出器、光電子増倍管（ＰＭＴ）、アバランシェフォトダイオード（ＡＰＤ）などを含み得るが、これらに限定されない。さらに、センサ７１６は、ラインセンサまたは電子衝撃ラインセンサを含み得るが、これらに限定されない。
いくつかの実施形態では、検出器組立体７１４は、１つまたは複数のプロセッサ７２０およびメモリ媒体７２２を含んだコントローラ７１８と通信するように結合される。例えば、１つまたは複数のプロセッサ７２０は、メモリ７２２と通信するように結合されることができ、１つまたは複数のプロセッサ７２０は、メモリ７２２に格納されたプログラム命令のセットを実行するように構成される。いくつかの実施形態では、１つまたは複数のプロセッサ７２０は、検出器組立体７１４の出力を分析するように構成される。いくつかの実施形態では、上記プログラム命令のセットは、１つまたは複数のプロセッサ７２０に、試料７０７の１つまたは複数の特性を分析させるように構成される。いくつかの実施形態では、上記プログラム命令のセットは、１つまたは複数のプロセッサ７２０に、システム７００の１つまたは複数の特性を変更させて、試料７０７および／またはセンサ７１６に対する焦点を維持するように構成される。例えば、１つまたは複数のプロセッサ７２０は、対物レンズ７０６あるいは１つまたは複数の光学要素７０２を調節して、ＬＳＰ広帯域光源５００からの照射を試料７０７の表面に集光するように構成され得る。他の実施例として、１つまたは複数のプロセッサ７２０は、対物レンズ７０６および／あるいは１つまたは複数の光学要素７１０を調節して、試料７０７の表面からの照射を集め、その集めた照射をセンサ７１６に集光するように構成され得る。
尚、システム７００は、暗視野の構成、明視野の配置などを含むがこれらに限定されない当技術分野で知られている任意の光学構成に構成され得る。
図８は、本開示の１つまたは複数の実施形態による、リフレクトメトリおよび／またはエリプソメトリの構成に配置された光学特性評価システム８００の概略図を示す。尚、図８のシステムにも、図２Ａ～７に関して説明した様々な実施形態および構成部品が適用されると解釈され得る。システム８００は、当技術分野で知られている任意のタイプの計測システムを含み得る。
いくつかの実施形態では、システム８００は、ＬＳＰ広帯域光源５００と、照射光学部品セット８１６と、集光光学部品セット８１８と、検出器組立体８２８と、１つまたは複数のプロセッサ７２０およびメモリ７２２を含んだコントローラ７１８とを含む。
この実施形態では、ＬＳＰ広帯域光源５００からの広帯域照射が、照射光学部品セット８１６を介して、試料７０７へと方向付けられる。いくつかの実施形態では、システム８００は、集光光学部品セット８１８を介して、上記試料から放出される照射を集光する。照射光学部品セット８１６は、上記広帯域ビームの修正および／または調整に適した１つまたは複数のビーム調整部品８２０を含み得る。例えば、１つまたは複数のビーム調整部品８２０は、１つまたは複数の偏光子、１つまたは複数のフィルタ、１つまたは複数のビームスプリッタ、１つまたは複数のディフューザ、１つまたは複数のホモジナイザ、１つまたは複数のアポダイザ、１つまたは複数のビームシェイパ、あるいは１つまたは複数のレンズを含み得るが、これらに限定されない。
いくつかの実施形態では、照射光学部品セット８１６は、試料ステージ７１２上に配設された試料７０７へと上記ビームを集光かつ／または方向付けるために、第１の集光要素８２２を利用し得る。いくつかの実施形態では、集光光学部品セット８１８は、試料７０７からの照射を集光するために、第２の集光要素８２６を含み得る。
いくつかの実施形態では、検出器組立体８２８は、集光光学部品セット８１８を介して、試料７０７から放出される照射を取り込むように構成される。例えば、検出器組立体８２８は、試料７０７から（例えば、鏡面反射、拡散反射などによって）反射または散乱された照射を受け取り得る。別の実施例として、検出器組立体８２８は、試料７０７によって生成された照射（例えば、ビームの吸収に伴う発光など）を受け取り得る。尚、検出器組立体８２８は、当技術分野で知られている任意のセンサおよび検出器組立体を含み得る。例えば、このセンサは、ＣＣＤ検出器、ＣＭＯＳ検出器、ＴＤＩ検出器、ＰＭＴ、ＡＰＤなどを含み得るが、これらに限定されない。
集光光学部品セット８１８はさらに、第２の集光要素８２６によって集光された照射を方向付けかつ／または修正するために、任意の数の集光ビーム調整要素８３０を含み得る。集光ビーム調整要素８３０は、１つまたは複数のレンズ、１つまたは複数のフィルタ、１つまたは複数の偏光子、あるいは１つまたは複数の位相板を含むが、これらに限定されない。
システム８００は、１つまたは複数の照射角度を有する分光エリプソメータ、ミュラー行列要素を測定するための分光エリプソメータ（例えば、回転補償子を使用）、単一波長エリプソメータ、角度分解エリプソメータ、（例えば、ビームプロファイル・エリプソメータ）、分光リフレクトメータ、単一波長リフレクトメータ、角度分解リフレクトメータ（例えば、ビームプロファイル・リフレクトメータ）、イメージングシステム、瞳イメージングシステム、スペクトルイメージングシステム、または散乱計などの、当技術分野で知られている任意のタイプの計測ツールとして構成され得るが、これらに限定されない。
本開示の様々な実施形態に実装するのに適した検査／計測ツールが、２０１１年６月７日発行の米国特許第７，９５７，０６６号、「Split Field Inspection System Using Small Catadioptric Objectives」、２０１８年３月１８日発行の米国特許第７，３４５，８２５号、「Beam Delivery System for Laser Dark-Field Illumination in a Catadioptric Optical System」、１９９９年１２月７日発行の米国特許第５，９９９，３１０号、「Ultra-broadband UV Microscope Imaging System with Wide Range Zoom Capability」、２００９年４月２８日発行の米国特許第７，５２５，６４９号、「Surface Inspection System Using Laser Line Illumination with Two Dimensional Imaging」、２０１６年１月５日発行の米国特許第９，２２８，９４３号、「Dynamically Adjustable Semiconductor Metrology System」、１９９７年３月４日発行の米国特許第５，６０８，５２６号、Piwonka-Corle他「Focused Beam Spectroscopic Ellipsometry Method and System」、および２００１年１０月２日発行の米国特許第６，２９７，８８０号、「Apparatus for Analyzing Multi-Layer Thin Film Stacks on Semiconductors」、に記載されており、それぞれ、その全体を参照によりここに援用する。
コントローラ７１８の１つまたは複数のプロセッサ７２０は、当技術分野で知られている任意のプロセッサまたは処理要素を含み得る。本開示においては、「プロセッサ」または「処理要素」という用語は、１つまたは複数の処理要素または論理素子（例えば、１つまたは複数のマイクロプロセッサデバイス、１つまたは複数の特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）デバイス、１つまたは複数のフィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、あるいは１つまたは複数のデジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）など）を有する、任意のデバイスを含むように広く定義され得る。そうした意味で、１つまたは複数のプロセッサ７２０は、アルゴリズムおよび／または命令（例えば、メモリに格納されたプログラム命令）を実行するように構成された任意のデバイスを含み得る。いくつかの実施形態では、１つまたは複数のプロセッサ７２０は、デスクトップコンピュータ、メインフレームコンピュータシステム、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、ネットワーク化されたコンピュータ、あるいは本開示全体に記載されている光学特性評価システムを動作させるように、またはそれと組み合わせて動作するように構成されたプログラムを実行するように構成された他の任意のコンピュータシステムとして具体化され得る。
メモリ媒体７２２は、関連付けられた１つまたは複数のプロセッサ７２０によって実行可能なプログラム命令を格納するのに適した当技術分野で知られている任意の記憶媒体を含み得る。例えば、メモリ媒体７２２は、非一時的なメモリ媒体を含み得る。別の実施例として、メモリ媒体７２２は、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、磁気または光メモリデバイス（例えば、ディスク）、磁気テープ、ソリッドステートドライブなどを含み得るが、これらに限定されない。尚、メモリ媒体７２２は、１つまたは複数のプロセッサ７２０と共に、共通のコントローラハウジングに収容され得る。いくつかの実施形態では、メモリ媒体７２２は、１つまたは複数のプロセッサ７２０およびコントローラ７１８の物理的位置に対して遠隔に配置され得る。例えば、コントローラ７１８の１つまたは複数のプロセッサ７２０は、ネットワーク（例えば、インターネット、イントラネットなど）を介してアクセス可能なリモートメモリ（例えば、サーバ）にアクセスし得る。
いくつかの実施形態では、ＬＳＰ広帯域光源５００およびシステム７００、８００は、本明細書で説明したように、「スタンドアロンツール」として構成され得る。このスタンドアロンツールは、本明細書では、プロセスツールに物理的に結合されないツールと解釈される。他のいくつかの実施形態では、かかる検査または計測システムは、有線部分および／または無線部分を含み得る伝送媒体によってプロセスツール（図示せず）に結合され得る。上記プロセスツールは、リソグラフィツール、エッチングツール、成膜ツール、研磨ツール、めっきツール、洗浄ツール、またはイオン注入ツールなどの、当技術分野で知られている任意のプロセスツールを含み得る。本明細書に記載のシステムによって実行される検査または測定の結果は、フィードバック制御技術、フィードフォワード制御技術、および／またはその場制御技術を使用するプロセスまたはプロセスツールのパラメータを変更するために使用され得る。上記プロセスまたはプロセスツールのパラメータは、手動または自動で変更され得る。
図９は、本開示の１つまたは複数の実施形態による、ＬＳＰ広帯域光源によって広帯域の照射を生成する方法９００を示す流れ図である。尚、本明細書では、方法９００のステップは、広帯域光源５００および／またはシステム７００、８００によって全てまたは部分的に実施され得る。しかしながら、方法９００は、広帯域光源５００および／またはシステム７００、８００に限定されないことがさらに理解されよう。というのは、その方法９００のステップの全てまたは一部を、システムレベルの追加または代替の実施形態が実行し得るからである。
ステップ９０２で、ガス封じ込め構造体が回転する。
ステップ９０４で、ポンプ光源がポンプ光照射を生成する。
ステップ９０６で、反射体要素が、上記ポンプ光照射の一部を上記回転可能なガス封じ込め構造体内のガスへと方向付けて、プラズマを維持するように構成される。
ステップ９０８で、上記反射体要素は、上記プラズマから放出された広帯域光の一部を集光し、１つまたは複数の下流の用途へと方向付ける。上記１つまたは複数の下流の用途は、検査、計測、またはリソグラフィのうちの少なくとも１つを含み得る。
さらに、上記の方法の実施形態はそれぞれ、本明細書に記載の他の任意の方法の他の任意のステップを含み得るように企図されている。さらに、上記の方法の実施形態はそれぞれ、本明細書に記載の任意のシステムによって実行され得る。
本明細書に記載の各構成部品、動作、装置、物体とそれに伴う説明は、概念を明確にするための実施例として使用されており、様々な構成変更が企図されることが、当業者には理解されよう。したがって、本明細書で使用する限り、ここに記載の特定の実施例とそれに伴う説明は、その実施例が属するより一般的なクラスを表すよう意図されている。一般に、任意の特定の実施例を使用する意図は、その実施例の属するクラスを表すことであり、特定の構成部品、動作、装置、および物体が含まれていないことを、限定的なものと解釈すべきではない。
本明細書におけるほぼ全ての複数形および／または単数形の用語の使用に関して、当業者は、文脈および／または用途に適切であるように、複数形から単数形へ、かつ／または単数形から複数形への言い換えを行うことができる。本明細書では、明確にするために多様な単数形／複数形の並べ替えを明示的に記載することはしていない。
本明細書に記載の主題は、場合により、他の構成部品内に含まれている、または他の構成部品と接続されている様々な構成部品を示す。ここに記載のかかる構成は単なる例示であり、実際、同じ機能を実現する他の多くの構成が実装され得ることを理解されたい。概念的には、同じ機能を実現するための、複数の構成部品からなる構成はいずれも、所望の機能が実現されるように効果的に「関連付けられたもの」になる。したがって、特定の機能を実現するために本明細書で組み合わされた任意の２つの構成部品は、各構成または各中間構成部品に関係なく、所望の機能が実現されるように互いに「関連付けられている」と見なすことができる。同様に、そのように関連付けられた任意の２つの構成部品は、所望の機能を実現するために、互いに「接続」または「結合」されていると見なすこともでき、また、そのように関連付けることができる任意の２つの構成部品は、所望の機能を実現するために、互いに「結合可能」であると見なすこともできる。結合可能な特定の実施例には、物理的に嵌合可能かつ／または物理的に相互作用する構成部品、および／または無線的に相互作用可能かつ／または無線的に相互作用する構成部品、および／または論理的に相互作用するかつ／または論理的に相互作用可能な構成部品が含まれるが、これらに限定されない。
さらに、本発明は、添付の特許請求の範囲によって定義されると理解されたい。一般に、本明細書、特に添付の特許請求の範囲（例えば、添付の各請求項の特徴部分（body））に記載の用語は、「非限定的な（open）」用語として意図されていることが、当業者には理解されよう（例えば、「含んでいる（including）」という用語は、「含んでいるがこれに限定されない」と解釈すべきであり、「有する（having）」という用語は「少なくとも有する」と解釈すべきであり、「含む（includes）」という用語は「含むがこれに限定されない」と解釈すべきである、など）。さらに、請求項に導入された記載物について特定の個数が意図される場合には、かかる意図がその請求項に明示的に記載され、かかる記載がない場合は、かかる意図は存在しないことが、当業者には理解されよう。その理解の一助として例を挙げると、以下の添付の特許請求の範囲には、請求項記載物の導入に、「少なくとも１つの」および「１つまたは複数の」といった導入句を使用することが含まれ得る。ただし、かかる句が使用されていることで、「１つの（a）」または「１つの（an）」といった不定冠詞によって請求項記載物が導入された場合、かかる導入記載物を含んだ特定の請求項は、かかる記載物を１つのみ含んだ発明に限定されることになると解釈すべきではない。これは、たとえ同一の請求項内に、「１つまたは複数の」または「少なくとも１つの」といった導入句と「１つの（a）」または「１つの（an）」といった不定冠詞とが含まれている場合も同様であり（例えば、「１つの（a）」および／または「１つの（an）」は、通常、「少なくとも１つの」または「１つまたは複数の」を意味すると解釈すべきである）、定冠詞を使用した請求項記載物の導入の場合にも同様のことが当てはまる。さらに、導入された請求項記載物について特定の個数が明示的に記載されている場合であっても、かかる記載は、通常、少なくとも記載された個数を意味すると解釈すべきであることが、当業者には理解されよう（例えば、他に修飾語のない単なる「２つの記載物」という記載がある場合、この記載は通常、少なくとも２つの記載物、または２つ以上の記載物を意味する）。さらに、「Ａ、ＢおよびＣなどのうち少なくとも１つ」に類似する慣用表現が使用される場合、一般に、かかる構成は、当業者がその慣用表現を解釈するはずの意味に意図される（例えば、「Ａ、Ｂ、およびＣのうちの少なくとも１つを有するシステム」は、Ａのみ、Ｂのみ、Ｃのみ、ＡおよびＢの両方、ＡおよびＣの両方、ＢおよびＣの両方、および／またはＡ、Ｂ、およびＣの全て、などを有するシステムを含むが、これらに限定されない）。「Ａ、ＢまたはＣなどのうち少なくとも１つ」に類似する慣用表現が使用される場合、一般に、かかる構成は、当業者がその慣用表現を解釈するはずの意味に意図される（例えば、「Ａ、Ｂ、またはＣのうちの少なくとも１つを有するシステム」は、Ａのみ、Ｂのみ、Ｃのみ、ＡおよびＢの両方、ＡおよびＣの両方、ＢおよびＣの両方、および／またはＡ、Ｂ、およびＣの全て、などを有するシステムを含むが、これらに限定されない）。さらに、２つ以上の代替用語を提示するほぼ全ての選言的な語および／または句は、明細書、特許請求の範囲、または図面のいずれにあろうと、それら用語のうちの１つ、それらの用語のうちのいずれか、またはそれらの用語の両方を含む可能性を企図していると解釈すべきことが、当業者には理解されよう。例えば、「ＡまたはＢ」という句は、「Ａ」または「Ｂ」、あるいは「ＡおよびＢ」の可能性を含むことが理解されよう。
本開示およびそれに付随する利点の多くは、以上の説明から理解されると考えられ、ここで開示する主題から逸脱することなく、またはその重要な利点の全てを損なうことなく、構成部品の形態、構成、および配置に様々な変更を加えることができることは明らかであろう。ここに記載の形態は単に説明上のものに過ぎず、以下の特許請求の範囲は、かかる変更を包含すると意図される。さらに、本発明は、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 (20)
- ガスを封じ込め、プラズマを維持するための回転可能なガス封じ込め構造体と、
前記回転可能なガス封じ込め構造体を水平軸を中心に回転させ、前記回転可能なガス封じ込め構造体内の対流プルームを抑制するように構成された回転駆動システムと、
ポンプ光照射を生成するように構成されたポンプ光源と、
前記ポンプ光照射の一部を前記ガスへと方向付けて、前記プラズマを維持するように構成された反射体要素であって、前記プラズマから放出される広帯域光の少なくとも一部を集光するように反射体が構成された反射体要素と、
を備え、前記回転可能なガス封じ込め構造体は、前記ポンプ光照射を前記回転可能なガス封じ込め構造体内に透過し、前記回転可能なガス封じ込め構造体からの広帯域照射を透過する透明部を備える、広帯域源。 - 前記反射体要素が、その反射面が水平方向に沿った前記ポンプ光照射を受けるような向きに配置される、請求項１に記載の広帯域源。
- 前記回転駆動システムが、前記プラズマのプルームを抑制するのに十分な回転速度で、前記回転可能なガス封じ込め構造体を回転させるように構成される、請求項１に記載の広帯域源。
- 前記回転駆動システムが、前記プラズマ内に回転対称の温度分布を生じさせるのに十分な回転速度で、前記回転可能なガス封じ込め構造体を回転させるように構成される、請求項１に記載の広帯域源。
- 前記回転駆動システムが、１０～２０，０００ＲＰＭの回転速度で、前記回転可能なガス封じ込め構造体を回転させるように構成される、請求項１に記載の広帯域源。
- 前記回転駆動システムが、１０００～８０００ＲＰＭの回転速度で、前記回転可能なガス封じ込め構造体を回転させるように構成される、請求項５に記載の広帯域源。
- 前記回転駆動システムが、１０～６００ＲＰＭの回転速度で、前記回転可能なガス封じ込め構造体を回転させるように構成される、請求項５に記載の広帯域源。
- 前記反射体要素が、楕円または放物面の反射体要素を含む、請求項１に記載の広帯域源。
- 前記回転駆動システムが、
モータと、
シャフトを備え、前記シャフトが、前記回転可能なガス封じ込め構造体に結合され、前記モータが、前記シャフトを介して前記回転可能なガス封じ込め構造体を回転させるように構成される、請求項１に記載の広帯域源。 - 前記シャフトが、前記反射体要素の開放アクセス孔を貫く、請求項９に記載の広帯域源。
- 前記ポンプ光源が、
１つまたは複数のレーザ
を備える、請求項１に記載の広帯域源。 - 前記ポンプ光源が、
赤外レーザ、可視レーザ、または紫外レーザのうちの少なくとも１つ、
を備える、請求項１１に記載の広帯域源。 - 前記反射体要素が、前記プラズマからの広帯域のＵＶ、ＶＵＶ、またはＤＵＶ光のうちの少なくとも１つを集光するように構成される、請求項１に記載の広帯域源。
- 前記ガスが、
アルゴン、クリプトン、キセノン、ネオン、窒素、または酸素のうちの少なくとも１つ、
を含む、請求項１に記載の広帯域源。 - 前記回転可能なガス封じ込め構造体が、
プラズマバルブ、プラズマセル、またはプラズマチャンバのうちの少なくとも１つ、
を含む、請求項１に記載の広帯域源。 - 前記回転可能なガス封じ込め構造体が、
プラズマチャンバを含み、前記反射体要素が前記プラズマチャンバの壁として構成される、請求項１に記載の広帯域源。 - 前記プラズマからの広帯域光出力を、１つまたは複数の下流の用途へと方向付けるように構成された１つまたは複数の追加の集光光学部品を、さらに備える、請求項１に記載の広帯域源。
- 前記１つまたは複数の下流の用途が、検査または計測のうちの少なくとも１つを含む、請求項１７に記載の広帯域源。
- 特性評価システムであって、
ガスを封じ込めるための回転可能なガス封じ込め構造体と、
前記回転可能なガス封じ込め構造体を水平軸を中心に回転させ、前記回転可能なガス封じ込め構造体内の対流プルームを抑制するように構成された回転駆動システムと、
ポンプ光照射を生成するように構成されたポンプ光源と、
前記ポンプ光照射の一部を前記ガスへと方向付けて、プラズマを維持するように構成された反射体要素であって、前記プラズマから放出される広帯域光の少なくとも一部を集光するように反射体が構成された反射体要素と、
を備え、前記回転可能なガス封じ込め構造体は、前記ポンプ光照射を前記回転可能なガス封じ込め構造体内に透過し、前記回転可能なガス封じ込め構造体からの広帯域照射を透過する透明部を備える、広帯域照射源と、
前記広帯域照射源からの広帯域光を、１つまたは複数の試料へと方向付けるように構成された照射光学部品セットと、
前記１つまたは複数の試料から放出される光を集光するように構成された集光光学部品セットと、
検出器組立体と、
を備える、特性評価システム。 - 回転可能なガス封じ込め構造体を水平軸を中心に回転させ、前記回転可能なガス封じ込め構造体内の対流プルームを抑制することと、
ポンプ源によりポンプ光照射を生成することと、
反射体要素で前記ポンプ光照射の一部を前記回転可能なガス封じ込め構造体内のガスへと方向付けて、プラズマを維持することと、
前記プラズマから放出された広帯域光の一部を前記反射体要素で集光し、１つまたは複数の下流の用途へと方向付けることと、
を含む、広帯域照射を生成する方法。
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