JPWO2016142995A1 - レーザ装置及び極端紫外光生成システム - Google Patents
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Abstract
Description
1.概要
2.EUV光生成システムの全体説明
構成
動作
3.EUV光生成システムの詳細
構成
動作
課題
4.実施形態1
構成
動作
効果
5.実施形態2
構成
動作
効果
6.構成要素の説明
6.1 光アイソレータ
構成
動作
6.2 ビーム調節器
構成
動作
6.3 制御部
構成
動作
接続機器
LPP方式のEUV光生成システムは、レーザ装置が出力するパルスレーザ光を、ターゲットに照射することで、EUV光を生成し得る。EUV光の出力向上のため、レーザ光も高出力化することが求められ得る。レーザ装置は、マスタオシレータと、増幅器とを含んでもよい。
<構成>
図1は、例示的なLPP方式のEUV光生成装置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と共に用いてもよい(EUV光生成装置1及びレーザ装置3を含むシステムを、以下、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、チャンバ2及びターゲット供給部26(例えばドロップレット発生器)を含んでもよい。チャンバ2は、密閉可能であってもよい。ターゲット供給部26は、例えばチャンバ2の壁に取り付けられてもよい。ターゲット供給装置から供給されるターゲットの材料は、スズ、テルビウム、ガドリニウム、リチウム、キセノン、又はそれらのうちのいずれか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を参照すると、レーザ装置3から出力されたパルスレーザ光31は、レーザ光進行方向制御部34を経てパルスレーザ光32としてウインドウ21を透過してチャンバ2内に入射してもよい。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チャンバ2内に進み、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に照射されてもよい。
<構成>
図2は、EUV光生成システム11の構成例の詳細を示す。図2に示されるように、チャンバ2の内部には、レーザ光集光光学系22a、EUV集光ミラー23、ターゲット回収部28、EUV集光ミラーホルダ81、プレート82、83、レーザ光マニュピレータ84、及びダンパミラー46が設けられてもよい。
EUV光生成制御部5からのターゲット出力信号TTに従って、ターゲット供給部26は、所定速度及び所定周波数で、プラズマ生成領域25にドロップレット状のターゲット27を供給してもよい。例えば、ターゲット供給部26は、数十kHz〜数百kHzにおける所定周波数で、ドロップレットを生成してもよい。
図3は発散角の定義を示す。図3において、レーザ光軸418と平行に進行するパルスレーザ光401Aを、発散角θ=0の平行光と定義する。レーザ光軸418に対して広がる方向に進行するパルスレーザ光401Cを、プラス発散角のパルスレーザ光と定義する。レーザ光軸418に対して狭まる方向に進行するパルスレーザ光401Bを、マイナス発散角のパルスレーザ光と定義する。なお、発散角θは半角で定義する。
<構成>
図6を参照して実施形態1におけるEUV光生成システム11の構成を説明する。図2の構成との相違点を主に説明する。レーザ装置3は、ビームスプリッタ327と、光センサ328と、表示装置335とを備えてもよい。
ビームスプリッタ327は、光アイソレータ315を介してマスタオシレータ310から入射したパルスレーザ光を、増幅器311に向けて反射してもよい。ビームスプリッタ327は、レーザ光路を逆行した光を透過させ、光センサ328に入射させてもよい。ビームスプリッタ327は、レーザ光路を逆行した光の一部を抽出して光センサ328に導くように構成されてもよい。
本実施形態は、一つの光センサの検出信号において、レーザ光路を逆行した光が、光学素子に損傷を与える可能性のある戻り光であるか、自励発振光であるかを、適切に判定し得る。本実施形態は、レーザ光路を逆行した光が光学素子に損傷を与える可能性のある光かどうか判定して適切に対応し得るので、光学素子の損傷を抑制し得る。本実施形態は、レーザ光路を逆行した光を戻り光と判定した場合、フォーカス調整を行って戻り光を低減し得る。このため、高出力化に伴い光学素子の熱レンズ効果が大きくなっても、光学素子の損傷を抑制し得る。
<構成>
図10を参照して実施形態2におけるEUV光生成システム11の構成を説明する。図6の構成との相違点を主に説明する。レーザ装置3は、ビームスプリッタ327、329と、光センサ331、332とを備えてもよい。光センサ331、332は、レーザ制御部316に接続され、レーザ制御部316に制御されてもよい。
ビームスプリッタ327は、光アイソレータ315を介してマスタオシレータ310から入射したパルスレーザ光を、増幅器311に向けて反射してもよい。ビームスプリッタ327は、レーザ光路を逆行した光を透過させ、ビームスプリッタ329に入射させてもよい。
なお、フォーカス調整S312は、実施形態1におけるフォーカス調整S113と異なる方法として説明したが、同様な方法であってもよい。
本実施形態は、二つの特性の異なる光センサからの検出信号によって、レーザ光路を逆行した光が、光学素子に損傷を与える可能性のある戻り光であるか、自励発振光であるか適切に判定し得る。本実施形態は、レーザ光路を逆行した光が光学素子に損傷を与える可能性のある光かどうか判定して適切に対応し得るので、光学素子の損傷を抑制し得る。本実施形態は、レーザ光路を逆行した光を戻り光と判定した場合、フォーカス調整を行って戻り光を低減し得る。このため、高出力化に伴い光学素子の熱レンズ効果が大きくなっても、光学素子の損傷を抑制し得る。
6.1 光アイソレータ
<構成>
図14は、光アイソレータ315の構成例を示す。光アイソレータ315は、ポッケルスセル501、第1偏光子502、第2偏光子503、及び高電圧電源504を含んでもよい。ポッケルスセル501は、EOポッケルスセル又はAOポッケルスセルであってもよい。
光アイソレータ315に入射するパルスレーザ光は、Z方向に進んでもよい。パルスレーザ光は、偏光方向がY方向の直線偏光であってもよい。第1偏光子502は、偏光方向がY方向の直線偏光であるパルスレーザ光を高い透過率で透過させ、偏光方向がX方向の直線偏光を入射光路と異なる方向に反射してもよい。
<構成>
図16Aは、ビーム調節器317の構成例を示す。ビーム調節器317は、2つの軸外放物面凹面ミラー631、634と2つの軸外放物面凸面ミラー632、633とを含んでもよい。パルスレーザ光の光路上において、軸外放物面凹面ミラー631、軸外放物面凸面ミラー632、軸外放物面凸面ミラー633、及び軸外放物面凹面ミラー634は、この順序で配置されてもよい。
図16A〜図16Cを参照して、ビーム調節器317の動作を説明する。図16Bは、図16Aに示すビーム調節器317の状態から、移動プレート637を軸外放物面凹面ミラー631、634から離した状態を示す。図16Cは、図16Aに示すビーム調節器317の状態から、移動プレート637を軸外放物面凹面ミラー631、634に近づけた状態を示す。
レーザ制御部316及びEUV光生成制御部5を含む、上述した本開示の制御部は、コンピュータやプログラマブルコントローラ等汎用の制御機器によって構成されてもよい。例えば、以下のように構成されてもよい。
図17は、制御部の構成を示す。制御部は、処理部1000と、処理部1000に接続される、ストレージメモリ1005と、ユーザインターフェイス1010と、パラレルI/Oコントローラ1020と、シリアルI/Oコントローラ1030と、A/D、D/Aコンバータ1040とによって構成されてもよい。また、処理部1000は、CPU1001と、CPU1001に接続された、メモリ1002、タイマ1003、GPU1004とから構成されてもよい。
処理部1000は、ストレージメモリ1005に記憶されたプログラムを読み出してもよい。また、処理部X000は、読み出したプログラムを実行したり、プログラムの実行に従ってストレージメモリ1005からデータを読み出したり、ストレージメモリ1005にデータを記憶させたりしてもよい。
パラレルI/Oコントローラ1020に接続される、パラレルI/Oポートを介して通信可能な機器は、表示装置335、他の制御部等であってもよい。シリアルI/Oコントローラ1030に接続される、シリアルI/Oポートを介して通信可能な機器は、マスタオシレータ310、PA電源321〜324、光アイソレータ315、ビーム調節器317、レーザ光マニュピレータ84等であってもよい。A/D、D/Aコンバータ1040に接続される、アナログポートを介して通信可能な機器は、光センサ328、331、332等であってもよい。
Claims (8)
- レーザ光路上を進行するレーザ光を出力するマスタオシレータと、
前記レーザ光路上において、前記マスタオシレータから出力されたレーザ光を増幅する複数の増幅器と、
前記レーザ光路を逆行する光のエネルギを検出する第1光センサと、前記レーザ光路を逆行する光のパワーを検出する第2光センサと、を含む光センサ装置と、
前記第1光センサのエネルギ検出信号と前記第2光センサのパワー検出信号とを受信し、前記エネルギ検出信号及び前記パワー検出信号の強度を監視し、前記エネルギ検出信号の強度が第1閾値を超えた場合に戻り光が発生していると判定し、前記パワー検出信号の強度が第2閾値を超えた場合に自励発振光が発生していると判定し、前記戻り光及び前記自励発振光についての判定結果をメモリに格納する、制御部と、
を備えたレーザ装置。 - 請求項1に記載のレーザ装置であって、
表示装置をさらに含み、
前記制御部は、前記判定結果を前記表示装置に出力する、レーザ装置。 - 請求項1に記載のレーザ装置であって、
前記制御部は、
前記戻り光が発生していると判定すると、前記増幅器の動作を維持し、前記マスタオシレータを停止し、
前記自励発振光が発生していると判定すると、前記マスタオシレータ及び前記増幅器を停止する、レーザ装置。 - 請求項3に記載のレーザ装置であって、
前記制御部は、前記戻り光が発生していると判定すると、前記マスタオシレータを再稼働させ、ターゲットに対するパルスレーザ光のフォーカスを調整する、レーザ装置。 - パルスレーザ光をターゲットに照射することによって、プラズマを生成し、極端紫外光を生成する極端紫外光生成システムであって、
前記パルスレーザ光を出力する、請求項1に記載のレーザ装置と、
チャンバと、
ターゲットを前記チャンバ内に供給するターゲット供給部と、
前記レーザ装置からのパルスレーザ光を前記ターゲットに集光するレーザ光集光光学系と、を含む極端紫外光生成システム。 - レーザ光路上を進行するレーザ光を出力するマスタオシレータと、
前記レーザ光路上において、前記マスタオシレータから出力されたレーザ光を増幅する複数の増幅器と、
前記レーザ光路を逆行する光を検出する光センサ装置と、
前記光センサ装置からの検出信号の強度が第1閾値を超えた時間が0より長く第2閾値以下の場合に戻り光が発生していると判定し、前記光センサ装置からの検出信号の強度が第3閾値を超えた時間が前記第2閾値以上の第4閾値より長い場合に自励発振光が発生していると判定し、前記戻り光及び前記自励発振光についての判定結果をメモリに格納する、制御部と、
を備えたレーザ装置。 - 請求項6に記載のレーザ装置であって、
前記光センサ装置は一つの光センサで構成され、
前記第1閾値及び前記第3閾値が同一値であり、前記第2閾値及び前記第4閾値が同一値である、レーザ装置。 - パルスレーザ光をターゲットに照射することによって、プラズマを生成し、極端紫外光を生成する極端紫外光生成システムであって、
前記パルスレーザ光を出力する、請求項6に記載のレーザ装置と、
チャンバと、
ターゲットを前記チャンバ内に供給するターゲット供給部と、
前記レーザ装置からのパルスレーザ光を前記ターゲットに集光するレーザ光集光光学系と、を含む極端紫外光生成システム。
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