TWI728114B - 用於形成雷射持續電漿之系統及電漿燈以及用於產生雷射持續電漿輻射之方法 - Google Patents

用於形成雷射持續電漿之系統及電漿燈以及用於產生雷射持續電漿輻射之方法 Download PDF

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Abstract

本發明揭示一種用於形成一雷射持續電漿之系統，其包含：一氣體圍阻元件；一照明源，其經組態以產生泵激照明；及一集光器元件，其經組態以將來自於泵激源之泵激照明聚焦於氣體混合物之體積中以在氣體混合物之體積內產生發射寬頻帶輻射之一電漿。該氣體圍阻元件可經組態以含有包含一第一氣體組分及一第二氣體組分之一氣體混合物之一體積。該第二氣體組分抑制與該第一氣體組分相關聯之該寬頻帶輻射之一部分或由與來自離開該氣體混合物之輻射之一光譜之該第一氣體組分相關聯的一或多個準分子之輻射之至少一者。

Description

用於形成雷射持續電漿之系統及電漿燈以及用於產生雷射持續電漿輻射之方法
本發明大體上係關於基於電漿之光源，且更特定言之，本發明係關於用於抑制真空紫外光輻射自電漿光源發射之具有氣體混合物之雷射持續電漿源。
由於具有越來越小之裝置特徵之積體電路之需求繼續增加，所以用於檢驗此等越來越收縮之裝置之改良式照明源之需要繼續增長。一此照明源包含一雷射持續電漿(LSP)源。雷射持續電漿(LSP)源能夠產生高功率寬頻帶光。雷射持續電漿源藉由將雷射輻射聚焦於一氣體混合物中而操作以將氣體激發成一電漿狀態，其能夠發射光。此效應通常指稱「泵激」電漿。然而，由所產生之電漿發射之寬頻帶輻射可包含一或多個非所要波長。例如，非所要波長可由元件(諸如(但不限於)一透射元件、一反射元件、一聚焦元件或與LSP光源相關聯之組件)吸收。在一些應用中，非所要波長之吸收可導致損壞、降級或故障。此外，額外氣體組分可引入氣體混合物中以抑制非所要波長。然而，額外氣體組分自身可促成一些非所要輻射之發射。因此，期望提供一種用於處理諸如上文所識別之缺陷之系統及方法。
本文揭示根據本發明之一或多個繪示性實施例之用於形成一雷射持續電漿之一系統。在一繪示性實施例中，該系統包含一氣體圍阻元件。在另一繪示性實施例中，該氣體圍阻元件經組態以含有一氣體混合物之一體積。在另一繪示性實施例中，該氣體混合物包含一第一氣體組分及一第二氣體組分。在另一繪示性實施例中，該系統包含經組態以產生泵激照明之一照明源。在另一繪示性實施例中，該系統包含經組態以將來自於泵激源之該泵激照明聚焦於該氣體混合物之該體積中以在該氣體混合物之該體積內產生一電漿之一集光器元件在另一繪示性實施例中，該電漿發射寬頻帶輻射。在另一繪示性實施例中，該第二氣體組分抑制與該第一氣體組分相關聯之該寬頻帶輻射之一部分或由與來自離開該氣體混合物之輻射之一光譜之該第一氣體組分相關聯的一或多個準分子之輻射之至少一者。
本文揭示根據本發明之一或多個繪示性實施例之用於形成一雷射持續電漿之一電漿燈。在一繪示性實施例中，該電漿燈包含一氣體圍阻元件。在另一繪示性實施例中，該氣體圍阻元件經組態以含有一氣體混合物之一體積。在另一繪示性實施例中，該氣體混合物包含一第一氣體組分及一第二氣體組分。在另一繪示性實施例中，該氣體混合物經進一步組態以接收泵激照明以在該氣體混合物之該體積內產生一電漿。在另一繪示性實施例中，該電漿發射寬頻帶輻射。在另一繪示性實施例中，該第二氣體組分抑制與該第一氣體組分相關聯之該寬頻帶輻射之一部分或由與來自離開該氣體混合物之輻射之一光譜之該第一氣體組分相關聯的一或多個準分子之輻射之至少一者。
本文揭示根據本發明之一或多繪示性實施例之用於產生雷射持續電 漿輻射之一方法。在一繪示性實施例中，該方法包含產生泵激照明。在另一繪示性實施例中，該方法包含使一氣體混合物之一體積含於一氣體圍阻結構內。在另一繪示性實施例中，該氣體混合物包含一第一氣體組分及一第二氣體組分。在另一繪示性實施例中，該方法包含將該泵激照明之至少一部分聚焦於該氣體混合物之該體積內之一或多個焦點以使該氣體混合物之該體積內之一電漿持續。在另一繪示性實施例中，該電漿發射寬頻帶輻射。在另一繪示性實施例中，該方法包含抑制與該第一氣體組分相關聯之該寬頻帶輻射之一部分或由與來自經由該第二氣體組分離開該氣體混合物之輻射之該光譜之該第一氣體組分相關聯的一或多個準分子之輻射之至少一者之該發射。
本文揭示根據本發明之一或多繪示性實施例之用於形成一雷射持續電漿之一電漿燈。在一繪示性實施例中，該電漿燈包含一氣體圍阻元件。在另一繪示性實施例中，該氣體圍阻元件經組態以含有一氣體混合物之一體積。在另一繪示性實施例中，該氣體混合物包含氬及氙。在另一繪示性實施例中，該氣體混合物經進一步組態以接收泵激照明以在該氣體混合物之該體積內產生一電漿。在另一繪示性實施例中，該電漿發射寬頻帶輻射。在另一繪示性實施例中，該氣體混合物之該氙抑制與該氣體混合物之該氬相關聯之該寬頻帶輻射之一部分或由與來自離開該氣體混合物之輻射之一光譜之該氣體混合物之該氬相關聯的一或多個準分子之輻射之至少一者。
應理解前述一般描述及以下詳細描述兩者僅係例示性的及解釋性的且不必要如所主張限制本發明。併入且構成說明書之一部分之附圖繪示本發明之實施例且與一般描述一起用以闡釋本發明之原理。
102:氣體圍阻結構
103:氣體混合物/體積
104:電漿
105:集光器元件/收集光學器件/收集元件
107:泵激照明/照明光束
108:透明部分/透射元件/透明組件
111:照明源
112a:凸緣
112b:凸緣
114:連接桿
115:寬頻帶照明/宽頻带发射/寬頻帶輻射
115a:寬頻帶輻射
115b:寬頻帶輻射
116:透射元件
117:照明光學器件/透鏡
119:照明光學器件/轉向鏡
120:透明部分
121:照明光學器件/冷光鏡
123:濾波器
124a:氣體供應總成
124b:氣體供應總成
125:均質器
130a:入射窗
130b:出射窗
300:曲線圖
302:發射光譜
400:曲線圖
402至408:曲線圖
500:曲線圖
502至512:發射光譜
600:方法
602:步驟
604:步驟
606:步驟
608:步驟
熟習技術者可藉由參考附圖更佳地理解本發明之數種優點，其中：圖1A係根據本發明之一實施例之用於形成一雷射持續電漿之一系統之一概念圖。
圖1B係根據本發明之一實施例之用於含納一氣體混合物之一電漿室之一概念圖。
圖1C係根據本發明之一實施例之用於含納一氣體混合物之一電漿燈泡之一概念圖。
圖1D係根據本發明之一實施例之用於含納一氣體混合物之一電漿腔室之一概念圖。
圖2係繪示根據本發明之一實施例之形成於一氣體混合物之一體積內之一電漿的一概念圖。
圖3係繪示根據本發明之一或多個實施例之含有純氬之一氣體圍阻結構之發射光譜的一曲線圖。
圖4係繪示根據本發明之一或多個實施例之含有氬及氙之各種混合物之氣體圍阻結構之發射光譜的一曲線圖。
圖5係繪示根據本發明之一或多個實施例之含有氙及變化濃度之水銀之氣體圍阻結構之發射光譜的一曲線圖。
圖6係描繪根據本發明之一或多個實施例之用於產生雷射持續電漿輻射之一方法的一流程圖。
相關申請案之交叉參考
本申請案根據35 U.S.C.§ 119(e)規定主張將Ilya Bezel、Kenneth Gross、Lauren Wilson、Rahul Yadav、Joshua Wittenberg、Aizaz Bhuiyan、Anatoly Shchemelinin、Anant Chimmalgi及Richard Solarz命名為發明者之名稱為「REDUCING VUV EMISSIONS FROM LASER-SUSTAINED ARGON PLASMAS AND EXCIMERS THROUGH THE ADDITION OF XENON AND MERCURY」之2016年5月25日申請之美國臨時申請案第62/341,532號之權利，該臨時申請案之全部內容以引用的方式併入本文中。
現將詳細參考繪示於附圖中之所揭示之標的。
大體上參考圖1A至圖6，圖中描述根據本發明之一或多個實施例之用於產生一雷射持續電漿之一系統。本發明之實施例係關於具有經設計以使發射寬頻帶光且同時抑制選定波長之發射之一電漿持續之一氣體混合物之一雷射持續電漿源。本發明之實施例係關於使一或多個氣體併入一LSP源中之一氣體混合物中以選擇性地吸收由電漿發射之選定波長之輻射的發射。本發明之額外實施例係關於使一或多個氣體併入一LSP源中之一氣體混合物中以使該氣體混合物中之準分子之發射猝滅。額外實施例係關於在非所要光譜區域中之具有有限亮度之紫外光光譜區域、可見光譜區域及/或紅外線光譜區域中產生具有高光譜強度之光發射之氣體混合物。
本文中已認識到LSP光源可利用適合於在激發成一電漿狀態時發射寬頻帶輻射之一寬範圍之組分。此外，LSP源可利用比替代光源(例如放電光源或其類似者)濃度高很多之特定組分。例如，LSP光源可利用歸因於效能限制(例如電弧考量或其類似者)而對於替代光源不實用之含有大濃度之惰性氣體(例如氬、氙或氪其類似者)之氣體混合物。據此而言，可基於所發射之輻射之光譜來選擇LSP光源之氣體混合物之成分。
本文中進一步認識到適合於提供一所要光譜區域內(例如紫外光波長、可見波長、紅外線波長或其類似者)之高光譜功率之一些氣體組分亦可提供一非所要光譜區域內(例如真空紫外光波長(VUV)或其類似者)之高光譜功率。例如，包含純氬之LSP光源可產生一高總輻射功率，但可產生可損壞光源自身之組件以及用以導引由光源產生之寬頻帶輻射之額外組件之強烈VUV輻射。使用氙之LSP光源可使用不太強烈之VUV輻射針對所要光譜區域提供適度光譜功率。然而，在所要光譜區域中包含氙之一LSP光源之光譜功率可相對低於包含氬之一LSP光源之光譜功率。此外，VUV光之產生仍可負面影響光源或周圍組件。
在一些應用中，一LSP光源可利用氣體之一混合物，其中一第一氣體組分提供寬頻帶照明且一或多個額外氣體組分抑制與該第一氣體組分相關聯之非所要波長之輻射。然而該一或多個額外氣體組分可引入次級效應且可促成非所要光譜區域中之一不可忽略數量之光譜功率之產生。相應地，可限制用以減少非所要波長之光譜功率之該一或多個額外氣體組分之淨影響。
進一步實施例係關於包含一氣體混合物之LSP源，該氣體混合物具有與寬頻帶輻射之產生相關聯之一第一氣體組分、用於抑制與該第一組分相關聯之選定波長之輻射之一第二氣體組分及用於抑制與該第一氣體組分及/或該第二氣體組分相關聯之選定波長之輻射之一第三氣體組分。
圖1A至圖6繪示根據本發明之一或多個實施例之用於形成一雷射持續電漿之一系統100。2010年8月31日授與之美國專利第7,786,455號及2008年10月14日授與之美國專利第7,435,982號中大體上描述惰性氣體種類內之電漿之產生，該等專利之全部內容以引用的方式併入本文中。2016年4 月19日授與之美國專利第9,318,311號中描述各種電漿室設計及電漿控制機制，該專利之全部內容以引用的方式併入本文中。2014年10月2日出版之美國專利公開案第2014/0291546號中亦大體上描述電漿之產生，該專利公開案之全部內容以引用的方式併入本文中。2014年3月31日申請之美國專利申請案第14/231,196號中亦描述電漿室及控制機制，該專利申請案之全部內容以引用的方式併入本文中。2015年11月10日授與之美國專利第9,185,788號中亦描述電漿室及控制機制，該專利之全部內容以引用的方式併入本文中。2013年6月18日出版之美國專利公開案第2013/0181595號中亦描述電漿室及控制機制，該專利公開案之全部內容以引用的方式併入本文中。2016年1月6日申請之美國專利申請案第14/989,348號中大體上描述使用氣體混合物抑制一電漿光源之輻射發射，該專利申請案之全部內容以引用的方式併入本文中。就一一般意義而言，系統100應經解譯以延伸至本技術中已知之任何基於電漿之光源。
參考圖1A，在一實施例中，系統100包含經組態以產生一選定波長或波長範圍(諸如(但不限於)紅外線輻射或可見輻射)之泵激照明107之一照明源111(例如一或多個雷射)。在另一實施例中，系統100包含一氣體圍阻結構102(例如用於產生或維持一電漿104)。氣體圍阻結構102可包含(但不限於)一電漿室(參閱圖1B)、一電漿燈泡(參閱圖1C)或一腔室(參閱圖1D)。將泵激照明107自照明源111聚焦於一氣體混合物103之體積中可引起能量透過氣體圍阻結構102內之氣體混合物103或電漿104之一或多個選定吸收線吸收，藉此「泵激」氣體種類以產生電漿104或使電漿104持續。在另一實施例中，儘管未展示，但氣體圍阻結構102可包含用於抑制氣體圍阻結構102之內部體積內之電漿104之一組電極，藉此來自照明源 111之照明107在由電極點燃之後維持電漿104。此外，電漿104可在將氣體種類鬆弛至一較低能量位準之後發射寬頻帶輻射。
在另一實施例中，準分子可在適合於產生及/或維持表示分子之一激發能量狀態之一結合準分子狀態(例如與氣體混合物103之一或多個組分相關聯之一結合分子狀態)之溫度處形成於所產生之電漿104外部之氣體之體積內。準分子可在鬆弛(例如去激發或其類似者)至準分子之一較低能量狀態之後發射紫外光光譜中之輻射。在一些實施例中，一準分子之去激發可導致準分子分子之一解離。例如，Ar2*準分子可在126nm處發射，Kr2*準分子可在146nm處發射，且Xe2*準分子可愛172nm或175nm處發射。應注意自氣體圍阻結構102析出之輻射之光譜內容可包含與自電漿104之發射及/或氣體圍阻結構102內之一或多個準分子相關聯之光譜組分。
在另一實施例中，系統100包含經組態以將自照明源111析出之照明聚焦於含於氣體圍阻結構102內之一氣體混合物103之一體積中之一集光器元件105(例如一橢圓形或一球形集光器元件)。在另一實施例中，集光器元件105經配置以收集由電漿104發射之寬頻帶照明115且將寬頻帶照明115導引至一或多個額外光學元件(例如濾波器123、均質器125及其類似者)。應注意上述組態並非本發明之範疇之一限制。例如，系統100可包含一或多個反射器及/或用於將來自照明源111之照明聚焦及/或導引至氣體混合物103之體積中之聚焦光學器件及用於收集由電漿104發射之寬頻帶照明115之一組單獨收集光學器件。例如，2016年6月20日申請之美國申請案第15/187,590號中描述包含單獨反射器光學器件及收集光學器件之一光學組態，該申請案之全部內容以引用的方式併入本文中。
在另一實施例中，氣體圍阻結構102包含經組態以將泵激照明107傳 輸至氣體圍阻結構102及/或傳輸來自氣體圍阻結構102外部之氣體混合物103之寬頻帶照明115之一或多個透明部分108。
在另一實施例中，系統100包含經組態以導引及/或處理自氣體圍阻結構102發射之光之一或多個傳播元件。例如，該一或多個傳播元件可包含(但不限於)透射元件(例如氣體圍阻結構102之透明部分108、一或多個濾波器123及其類似者)、反射元件(例如集光器元件105，用於導引寬頻帶照明115之鏡及其類似者)或聚焦元件(例如透鏡、聚焦鏡及其類似者)。
本文中應注意電漿光之寬頻帶發射115一般受大量因數影響，包含(但不限於)來自照明源111之泵激照明107之聚焦強度、氣體混合物103之溫度、氣體混合物103之壓力及/或氣體混合物103之成分。此外，由電漿104及/或氣體混合物103發射之寬頻帶輻射115之光譜內容(例如氣體圍阻結構102內之一或多個準分子)可包含(但不限於)紅外線(IR)波長、可見波長、紫外光(UV)波長、真空紫外光(VUV)波長、深紫外光(DUV)波長或極紫外光(EUV)波長。在一實施例中，電漿104發射具有在至少600nm至1000nm之範圍內之波長之可見及IR輻射。在另一實施例中，電漿104發射具有在至少200nm至600nm之範圍內之波長之可見及UV輻射。在另一實施例中，電漿104發射具有低於200nm之一波長之至少短波長輻射。在一進一步實施例中，氣體圍阻結構102中之一或多個準分子發射UV及/或VUV輻射。本文中應注意本發明不受限於上文所描述之波長範圍且氣體圍阻結構102中之電漿104及/或準分子可發射具有上文所提供之範圍之一者或任何組合之波長之光。
在特定應用中，僅期望由氣體圍阻結構102內之電漿104及/或一或多個準分子發射之寬頻帶輻射之光譜內容之一部分。在一些實施例中，含於 氣體圍阻結構102內之氣體混合物103抑制一或多個選擇波長之輻射自氣體圍阻結構102發射。例如，氣體混合物103可猝滅或以其他方式防止一或多個波長之輻射自氣體圍阻結構102中之電漿104及/或一或多個準分子發射。舉另一實例而言，氣體混合物103可吸收由氣體圍阻結構102之透射元件108之前的電漿104及/或一或多個準分子發射之選擇波長之輻射。據此而言，氣體混合物103之一或多個組分用以選擇性地減少由自氣體圍阻結構102析出之電漿104及/或準分子產生之非所要波長之輻射之光譜功率。
其中非所要波長已由氣體混合物103抑制之一LSP光源一般可對於調整光源之輸出有用。據此而言，一給定應用中之一光源之效能之一量測可為所要光譜區域之光譜功率相對於LSP源之總光譜功率之比率。據此而言，LSP光源之效能可藉由增加所要光譜區域之光譜功率相對於非所要光譜區域之光譜功率而改良。在一實施例中，氣體圍阻結構102含有抑制自氣體圍阻結構102發射之非所要波長之輻射之發射之氣體混合物103以減少非所要波長之光譜功率且藉此改良LSP源之效能。此外，使用具有經組態以抑制非所要波長之一或多個氣體組分之一氣體混合物103可達成適合於LSP光源之氣體之一較寬範圍。例如，一識別氣體中所產生之一電漿104可展現一所要光譜區域中之波長之高光譜功率，但可歸因於非所要光譜區域中之波長之光譜功率上問題而係不實用的。在一實施例中，可藉由將一或多個氣體組分添加至所識別之氣體以產生其中抑制非所要光譜波長中之波長之一氣體混合物103以利用所要光譜區域中之波長之高光譜功率。
在另一實施例中，氣體圍阻結構102含有抑制對應於系統100之一或 多個組件之吸收帶之非所要波長的輻射之發射之一氣體混合物103。系統100之該一或多個組件可包含(但不限於)系統100中之一或多個傳播元件或系統100外之一或多個元件。如先前所述，該一或多個傳播元件可包含(但不限於)一或多個透射元件(例如氣體圍阻結構102之一透明部分108、一或多個濾波器123及其類似者)、一或多個反射元件(例如集光器元件105、用於導引寬頻帶照明115之境及其類似者)或一或多個聚焦元件(例如透鏡、聚焦鏡及其類似者)。例如，利用用於產生可見及/或紅外線輻射之一LSP源之應用可包含對較小波長輻射(包含(但不限於)UV輻射、VUV輻射、DUV輻射或EUV輻射)敏感之光學組件。本文中應注意經組態用於可見及/或紅外線照明之諸多光學組件(例如氣體圍阻結構102之透明部分108、透鏡、鏡及其類似者)可吸收較小波長輻射，其可導致元件之加熱、降級或損壞。在一些情況中，吸收氣體圍阻結構102之一透明部分108或系統中之額外光學元件內之輻射誘發限制組件之效能及/或操作壽命之負感。作為另一實例，系統100之一或多個組件可對可見或紅外線光譜區域內之選擇波長敏感。
使用含於氣體圍阻結構102中之氣體混合物103抑制輻射可減輕與長期曝露於非所要波長之輻射相關聯之潛在培養效應。在一實施例中，氣體混合物103在氣體圍阻結構102中循環(例如藉由自然或強迫循環)使得避免與繼續曝露於由電漿104發射之輻射相關聯之培養效應。例如，循環可減輕氣體混合物103內之可影響來自氣體圍阻結構102之輻射之發射的溫度、壓力或種類之修改。
在一實施例中，含於氣體圍阻結構102內之氣體混合物103同時使電漿104持續且抑制一或多個選擇非所要波長之輻射自氣體圍阻結構102之 發射。本文中應注意氣體混合物103內之氣體組分之相對濃度可影響由電漿104發射之寬頻帶輻射115光譜以及由氣體混合物103抑制之輻射之光譜。據此而言，由電漿發射之寬頻帶輻射115之光譜及由氣體混合物103抑制(例如吸收、猝滅或其類似者)之輻射之光譜可藉由控制氣體混合物內之氣體組分之相對濃度而調整。
在一實施例中，含於氣體圍阻結構102內之氣體混合物103吸收由電漿104發射之一或多個選定波長之輻射(例如由電漿104發射之VUV輻射、與氣體圍阻結構102中之一或多個準分子相關聯之發射或其類似者)。例如，含有氣體混合物103之一第一組分之激發種類之一電漿104可發射由氣體圍阻結構102內之一或多個額外氣體組分吸收之輻射。據此而言，可抑制非所要波長之輻射撞擊氣體圍阻結構102之透明部分108且因此離開氣體圍阻結構102。
圖2係繪示根據本發明之一或多個實施例之其中由電漿104發射之選定波長之輻射由氣體混合物103吸收之氣體混合物103之一體積內之電漿104的一簡化圖。在一實施例中，寬頻帶輻射115a、115b由電漿104發射。在另一實施例中，氣體圍阻結構102經組態使得電漿104之大小實質上小於周圍氣體混合物103之大小。因此，由電漿104發射之寬頻帶輻射115a、115b透過實質上大於電漿104之大小之氣體之一距離傳播。例如，氣體圍阻結構102可經組態使得氣體混合物103之範圍係電漿之大小之兩倍或兩倍以上之一因數。舉另一實例而言，氣體圍阻結構102可經組態使得氣體混合物103之大小係大於電漿104之大小一或多個數量級。
在另一實施例中，氣體混合物103之一或多個氣體組分選擇性地吸收由電漿發射之一或多個選定波長之輻射115a使得該一或多個選定波長之輻 射115a之強度在透過氣體混合物103之體積傳播期間衰減。本文中應注意該一或多個選定波長之輻射115a被吸收之程度可至少部分地與由該一或多個選定波長處之氣體混合物103吸收之強度以及輻射115a透過氣體混合物103傳播之距離有關。據此而言，相同總衰減可由一短傳播距離之該一或多個選定波長之一相對強吸收或一較長傳播距離之該一或多個選定波長之一相對弱吸收達成。
在另一實施例中，氣體混合物103對於由電漿104發射之一或多個額外波長之輻射115b係透明的使得該一或多個額外波長之輻射115b之光譜功率不在透過氣體混合物103之體積傳播期間衰減。因此，氣體混合物103可選擇性地濾波由電漿104發射之一或多個選定波長之寬頻帶輻射光譜之輻射115。
本文中可預期系統100可用以使用各種氣體混合物103起始一電漿104及/或使一電漿104持續。在一實施例中，用以起始及/或維持電漿104之氣體混合物103可包含一鈍氣、一惰性氣體(例如鈍氣或非鈍氣)及/或一非惰性氣體(例如水銀)。在另一實施例中，氣體混合物103包含一氣體(例如鈍氣、非鈍氣及其類似者)及一或多個氣體微量物質(例如金屬鹵化物、過渡金屬及其類似者)之一混合物。例如，適合於本發明中之實施方案之氣體可包含(但不限於)Xe、Ar、Ne、Kr、He、N2、H2O、O2、H2、D2、F2、CH4、金屬鹵化物、鹵素、Hg、Cd、Zn、Sn、Ga、Fe、Li、Na、K、Tl、In、Dy、Ho、Tm、ArXe、ArHg、ArKr、ArRn、KrHg、XeHg及其類似者。就一一般意義而言，本發明應經解譯以延伸至適合於使一氣體圍阻結構102內之一電漿104持續之任何LSP系統及任何類型之氣體混合物。
在一實施例中，含於氣體圍阻結構102內之氣體混合物103包含一第一氣體組分及經組態以抑制與該第一氣體組分相關聯之輻射之至少一第二氣體組分。例如，該第二氣體組分可抑制由至少部分地由該第一氣體組分之種類形成之一電漿104發射之輻射。舉另一實例而言，該第二氣體組分可抑制由至少部分地由該第一氣體組分之種類形成之一或多個準分子發射之輻射。
在另一實施例中，含於氣體圍阻結構102內之氣體混合物103包含與一鈍氣(例如氙、氪、氖、氡或其類似者)混合之氬。應注意添加氪、氙及/或氡可用以抑制(例如吸收或其類似者)由一選定波長區域中之電漿104發射之輻射(例如VUV輻射)。例如，含於氣體圍阻結構102內之氣體混合物103可包含(但不限於)具有10atm之一部分壓力之氬及具有2atm之一部分壓力之氙。此外，包含氬及一小濃度之氙之一氣體混合物103可包含在145nm至150nm之範圍內之一壓力擴大吸收帶及至少部分地歸因於由氣體混合物103之光之基態吸收之比130nm短之波長的寬吸收。
在另一實施例中，含於氣體圍阻結構102內之氣體混合物103包含經組態以使氣體混合物103中之準分子之發射猝滅之一或多個氣體組分。本文中應注意氣體混合物103可包含適合於使準分子發射猝滅之本技術中已知之任何氣體組分。氣體混合物103可包含適合於使自本技術中已知之任何類型之準分子之發射猝滅之一或多個氣體組分，包含(但不限於)稀有氣體種類之同核準分子、稀有氣體種類之異核準分子、一或多個非稀有氣體種類之同核準分子或一或多個非稀有氣體種類之異核準分子。應進一步注意足以支持結合準分子狀態之低溫亦可支持分子種類以及原子種類以使準分子發射猝滅。例如，氣體混合物103可含有(但不限於)O2、N2、CO2、 H2O、SF6、I2、Br2或Hg以使準分子發射猝滅。另外，含於氣體圍阻結構102中之氣體混合物103可包含通常不適合於用於替代光源中之一或多個氣體組分。例如，氣體混合物103可包含通常不用於弧光燈中之氣體(諸如(但不限於N2及O2)，此係由於此等氣體可使組件(諸如(但不限於)電極)降級。
本文中應進一步注意一氣體混合物103之一或多個氣體組分可透過本技術中已知之任何路徑使準分子發射猝滅。例如，一氣體混合物103之一或多個氣體組分可(但不限於)經由碰撞解離、光分解程序或一諧振能量轉移(例如諧振激發轉移或其類似者)使準分子發射猝滅。另外，一氣體混合物103之一或多個氣體組分可透過吸收由氣體混合物103內之準分子發射之輻射而使準分子發射猝滅。
在一實施例中，含於氣體圍阻結構102中之氣體混合物103包含氙及Hg、O2或N2之至少一者以使自氣體混合物103中產生之Xe2*準分子之發射猝滅。在另一實施例中，含於氣體圍阻結構102中之氣體混合物103包含氬及氙或N2之至少一者以使自氣體混合物103中產生之Ar2*準分子之發射猝滅。在另一實施例中，含於氣體圍阻結構102中之氣體混合物103包含氖及H2以使自氣體混合物103中產生之Ne2*準分子之發射猝滅。
圖3係繪示根據本發明之一或多個實施例之含有純氬之一氣體圍阻結構102之發射光譜302的一曲線圖300。在一實施例中，含有純氬之一氣體圍阻結構之一發射光譜302包含低於140nm之波長(例如VUV波長或其類似者)之實質發射。此外，發射光譜302包含約126nm之一峰值處之與一準分子(例如Ar2*或其類似者)相關聯之輻射。
圖4係繪示根據本發明之一或多個實施例之含有氬及氙之各種混合物 之氣體圍阻結構102之發射光譜的一曲線圖400。在一實施例中，曲線圖402繪示包含97%氬及3%氙之一氣體圍阻結構之發射光譜。在另一實施例中，曲線圖404繪示包含87.5%氬及12.5%氙之一氣體圍阻結構之發射光譜。在另一實施例中，曲線圖406繪示包含50%氬及50%氙之一氣體圍阻結構之發射光譜。在另一實施例中，曲線圖408繪示包含純氙之一氣體圍阻結構之發射光譜。
據此而言，氣體混合物之氙可抑制與氣體混合物之氬相關聯之選定波長之發射。例如，氣體混合物之氙可抑制及/或消除126nm處之Ar2*準分子峰值。此外，氣體混合物之氙可抑制與至少部分地由氣體混合物103之氬形成之一電漿104相關聯之選擇寬頻帶照明(例如VUV輻射或其類似者)。另外，一相對較小百分比(諸如(但不限於)小於5%)之氙可抑制選定波長之發射。例如，曲線圖402繪示包含97%氬及3%氙之一氣體圍阻結構之發射光譜實質上展現相對於含有純氬之一氣體圍阻結構102(參閱圖3)之介於130nm與150nm之間的光譜區域中之減少發射(例如與由一電漿104及/或一或多個準分子之輻射相關聯)。
本文中應注意經組態以抑制與一氣體混合物103之額外氣體組分相關聯之選定波長之輻射之一氣體組分可額外地促成自氣體混合物103析出之輻射之總光譜。例如，經調整以抑制與一氣體混合物103中之氬相關聯之輻射(例如與一電漿104及/或含有氬之準分子相關聯之輻射)之氙可額外地發射輻射。在一例項中，氣體混合物103之氙可被激發(例如由照明光束107)作為電漿104之一部分且發射寬頻帶輻射(包含(但不限於)VUV輻射)。在另一例項中，氣體混合物之氙可形成發射輻射之準分子(例如在172nm、175nm或其類似者處發射之Xe2*準分子)。圖4之曲線圖402至 408繪示與用於增加氣體混合物103中之氙之濃度之氙相關聯的低於190nm之波長之輻射之遞增光譜功率。
在另一實施例中，氣體混合物103包含三個氣體組分。例如，氣體混合物103可包含經組態以提供系統100之寬頻帶輻射(例如透過形成一電漿104、產生一或多個準分子或其類似者)之一第一氣體組分。此外，氣體混合物103可包含一第二氣體組分以抑制與該第一氣體組分相關聯之一或多個選定波長。例如，該第二氣體組分可(但不限於)吸收由至少部分地由該第一氣體組分之種類形成之一電漿104發射之一或多個波長。作為另一實例，該第二氣體組分可使自至少部分地由該第一氣體組分形成之準分子之發射猝滅。另外，氣體混合物103可包含一第三氣體組分以抑制與該第一氣體組分及/或該第二氣體組分相關聯之選擇波長之輻射(例如由至少部分地由該第一氣體組分及/或該第二氣體組分形成之一電漿104及/或準分子發射之輻射)。
在一例項中，氣體混合物103包含水銀以抑制與氙相關聯之選擇波長之輻射。例如，相對小濃度之水銀(例如小於5mg/cc)可抑制約172nm及/或約175nm之來自Xe2*準分子之光譜功率輻射。此外，水銀可抑制由至少部分地由氙形成之一電漿104發射之寬頻帶輻射(例如VUV輻射或其類似者)。
圖5係繪示根據本發明之一或多個實施例之含有氙及變化濃度之水銀之氣體圍阻結構102之發射光譜502至512的一曲線圖500。
在一實施例中，增加含有氙之一氣體圍阻結構102之0.1mg/cc(發射光譜502)至1mg/cc(發射光譜512)之範圍內之水銀之濃度提供介於165nm與195nm之間的一光譜帶內之波長之單調遞減光譜功率。此外，此範 圍內之水銀之濃度可不顯著影響高於195nm(例如自195nm至265nm，如圖5中所繪示)之波長之寬頻帶輻射之相對光譜功率。據此而言，水銀可抑制(例如經由吸收、猝滅或其類似者)選擇波長之輻射且不抑制其他光譜帶中之波長之輻射。另外，情況可能如此：與氣體混合物103之水銀相關聯之光譜功率可相對於與氣體混合物之額外組分相關聯之光譜功率而相對較小。
本文中應注意圖5之發射光譜及對應描述僅為繪示而提供且不應解釋為限制本發明。例如，具有大於1mg/cc之濃度之水銀可抑制選擇波長之輻射。在一實施例中，一氣體圍阻結構102包含氙及5mg/cc之水銀以抑制選擇波長之輻射(例如VUV輻射或其類似者)。作為另一實例，一氣體圍阻結構102可包含除氙及水銀之外之額外氣體組分。在一例項中，一氣體圍阻結構可包含氙、水銀及一或多個額外惰性氣體(例如氬、氖或其類似者)。
在另一實施例中，氣體混合物103包含氬、氙及水銀。據此而言，與氣體混合物之氬相關聯之寬頻帶輻射(例如至少部分地使用氬形成之一電漿104或準分子)可這對系統100提供寬頻帶照明。此外，氣體混合物103之氙可抑制與氣體混合物之氬相關聯之選擇波長之輻射。另外，氣體混合物之水銀可抑制與氣體混合物103之氬及/或氙相關聯之選擇波長之輻射。據此而言，含有氬、氙及水銀之氣體混合物103可提供在所要光譜區域中具有高光譜功率且在非所要光譜區域中具有低光譜功率之一LSP照明源。例如，如本文所描述之包含氬、氙及水銀之LSP照明源可提供可由系統100中之氣體圍阻結構102(例如透明組件108、密封件、凸緣或其類似者)或一或多個額外組件吸收或以其他方式誘發損壞(例如負感或其類似者)之 低光譜功率之波長。
本文中應注意包含三個氣體組分之一氣體混合物103之描述僅為繪示而提供且不應解釋為具限制性。例如，一氣體混合物可包含任何數目個氣體組分以調整自氣體混合物103析出之輻射之光譜(例如自氣體混合物103之空間範圍)。在一例項中，氣體混合物103包含用於提供寬頻帶輻射之一第一氣體組分、用於抑制與該第一氣體組分相關聯之選定波長之輻射之一第二氣體組分、用於抑制與該第一氣體組分及/或該第二氣體組分相關聯之選定波長之輻射之一第三氣體組分及用於抑制與該第一氣體組分、該第二氣體組分及/或該第三氣體組分相關聯之選定波長之輻射之一第四氣體組分。此外，氣體混合物103之氣體組分之任何者可正面促成一所要光譜區域之光譜功率。
再次參考圖1A至圖1D，氣體圍阻結構102可包含本技術中已知之適合於起始及/或維持一電漿104之任何類型之氣體圍阻結構102。在一實施例中，如圖1B中所展示，氣體圍阻結構102包含一電漿室。在另一實施例中，透明部分108包含一透射元件116。在另一實施例中，透射元件116係適合於含納一氣體混合物103之一空心圓柱體。在另一實施例中，電漿室包含耦合至透射元件116之一或多個凸緣112a、112b。在另一實施例中，可使用連接桿114將凸緣112a、112b固定至透射元件116(例如一空心圓柱體)。至少2014年3月31日申請之美國專利申請案第14/231,196號及2015年11月10日授與之美國專利第9,185,788號中描述一凸緣電漿室之用途，該專利申請案及該專利之全部內容先前各以引用的方式併入本文中。
在另一實施例中，如圖1C中所展示，氣體圍阻結構102包含一電漿燈泡。在另一實施例中，電漿燈泡包含一透明部分120。在另一實施例中， 電漿燈泡之透明部分120固定至經組態以將氣體供應至電漿燈泡之一內部體積之氣體供應總成124a、124b。至少2010年8月31日授與之美國專利第7,786,455號及2016年4月19日授與之美國專利第9,318,311號中描述一電漿燈泡之用途，該等專利之全部內容先前各以引用的方式併入本文中。
本文中應注意各種光學元件(例如照明光學器件117、119、121；收集光學器件105；及其類似者)亦可封圍於氣體圍阻結構102內。在一實施例中，如圖1D中所展示，氣體圍阻結構102係適合於含納一氣體混合物103及一或多個光學組件之一腔室。在一實施例中，腔室包含集光器元件105。在另一實施例中，腔室之一或多個透明部分包含一或多個透射元件130。在另一實施例中，該一或多個透射元件130組態為入射窗及/或出射窗(例如圖1D中之130a、130b)。2015年8月4日授與之美國專利第9,099,292號中描述一自含式氣體腔室之用途，該專利之全部內容以引用的方式併入本文中。
在另一實施例中，氣體圍阻結構102之透明部分(例如電漿室、電漿燈泡、腔室及其類似者)可由對於由電漿104產生之輻射係至少部分透明之本技術中已知之任何材料形成。在一實施例中，透明部分可由對來自照明源111之IR輻射、可見輻射及/或UV輻射107係至少部分透明之本技術中已知之任何材料形成。在另一實施例中，透明部分可由對於自電漿104發射之寬頻帶輻射115係至少部分透明之本技術中已知之任何材料形成。在一實施例中，一氣體圍阻結構102含有包含一或多個氣體組分之一氣體混合物103以抑制對應於氣體圍阻結構102之透明部分之任何者之一吸收光譜的輻射之波長。相對於此實施例，由氣體混合物103抑制非所要波長之優點可包含(但不限於)氣體圍阻結構102之透明部分之減少損壞、減少負感 或減少加熱。
在一些實施例中，氣體圍阻結構102之透明部分可由一低OH含量熔融矽石玻璃材料形成。在其他實施例中，氣體圍阻結構102之透明部分可由高OH含量熔融矽石玻璃材料形成。例如，氣體圍阻結構102之透明部分可包含(但不限於)SUPRASIL 1、SUPRASIL 2、SUPRASIL 300、SUPRASIL 310、HERALUX PLUS、HERALUX-VUV及其類似者。在其他實施例中，氣體圍阻結構102之透明部分可包含(但不限於)CaF2、MgF2、LiF、結晶型石英及藍寶石。本文中應注意材料(諸如(但不限於)CaF2、MgF2、結晶型石英及藍寶石)提供透明度至短波長輻射(例如λ<190nm)。A.Schreiber等人之名稱為「Radiation Resistance of Quartz Glass for VUV Discharge Lamps」,J.Phys.D：Appl.Phys.38(2005),3242-3250(其全部內容以引用的方式併入本文中)中詳細討論適合於在本發明之氣體圍阻結構102之透明部分108(例如腔室窗、玻璃燈泡、玻璃管或透射元件)中實施之各種玻璃。本文中應注意熔融矽石提供一些透明度至具有比190nm短之波長之輻射，從而展示有用透明度至短如170nm之波長。
氣體圍阻結構102之透明部分可呈本技術中已知之任何形狀。在一實施例中，透明部分可具有一圓柱形形狀，如圖1A及圖1B中所展示。在另一實施例中，儘管未展示，但透明部分可具有一球形形狀。在另一實施例中，儘管未展示，但透明部分可具有一複合形狀。例如，透明部分之形狀可由兩個或兩個以上形狀之一組合組成。例如，透明部分之形狀可由經配置以含納電漿104之一球面中心部分及延伸於該球面中心部分上方及/或下方之一或多個圓柱形部分組成，藉此該一或多個圓柱形部分耦合至一或多 個凸緣112。
集光器元件105可呈適合於將自照明源111析出之照明聚焦於含於氣體圍阻結構102之透明部分108內之氣體混合物103之體積中的本技術中已知之任何實體組態。在一實施例中，如圖1A中所展示，集光器元件105可包含具有適合於自照明源111接收照明113且將照明113聚焦於含於氣體圍阻結構102內之氣體混合物103之體積中之一反射內表面之一凹形區域。例如，集光器元件105可包含具有一發射內表面之一橢圓體狀集光器元件105，如圖1A中所展示。作為另一實例，集光器元件105可包含具有一反射內表面之一球形集光器元件105。
在另一實施例中，集光器元件105收集由電漿104發射之寬頻帶輻射115且將寬頻帶輻射115導引至一或多個下游光學元件。例如，該一或多個下游光學元件可包含(但不限於)一均質器125、一或多個聚焦元件、一濾波器123、一攪拌鏡及其類似者。在另一實施例中，集光器元件105可收集包含由電漿104發射之EUV輻射、DUV輻射、VUV輻射、UV輻射、可見輻射及/或紅外線輻射之寬頻帶輻射115且將寬頻帶輻射導引至一或多個下游光學元件。據此而言，氣體圍阻結構102可將EUV輻射、DUV輻射、VUV輻射、UV輻射、可見輻射及/或紅外線輻射輸送至本技術中已知之任何光學特徵化系統(諸如(但不限於)一檢驗工具或一度量工具)之下游光學元件。例如，LSP系統100可充當用於一寬頻帶檢驗工具(例如晶圓或主光罩檢驗工具)、一度量工具或一光微影工具之一照明子系統或照明器。本文中應注意系統100之氣體圍阻結構102可發射多種光譜範圍內之有用輻射，包含(但不限於)EUV輻射、DUV輻射、VUV輻射、UV輻射、可見輻射及紅外線輻射。
在一實施例中，系統100可包含各種額外光學元件。在一實施例中，該組額外光學器件可包含經組態以收集自電漿104析出之寬頻帶光之收集光學器件。例如，系統100可包含經配置以將照明自集光器元件105導引至下游光學器件(諸如(但不限於)一均質器125)之一冷光鏡121(例如操作為一光束分離器、一取樣器或其類似者)。
在另一實施例中，該組光學器件可包含沿系統100之照明路徑或收集路徑放置之一或多個額外透鏡(例如透鏡117)。該一或多個透鏡可用以將照明自照明源111聚焦於氣體混合物103之體積中。替代地，該一或多個額外透鏡可用以將由電漿104發射之寬頻帶光聚焦於一選定目標(圖中未展示)上。
在另一實施例中，該組光學器件可包含一轉向鏡119。在一實施例中，轉向鏡119可經配置以自照明源111接收照明113且經由收集元件105將照明導引至含於氣體圍阻結構102之透明部分108內之氣體混合物103之體積。在另一實施例中，收集元件105經配置以自鏡119接收照明且將照明聚焦於氣體圍阻結構102之透明部分108定位於其中之收集元件105(例如橢圓體狀收集元件)之焦點。
在另一實施例中，該組光學器件可包含一或多個濾波器123。在另一實施例中，一或多個濾波器123放置於氣體圍阻結構102之前以濾波泵激照明107。在另一實施例中，一或多個濾波器放置於氣體圍阻結構102之後以濾波自氣體圍阻結構發射之輻射。
在另一實施例中，照明源111係可調整的。例如，照明源111之輸出之光譜輪廓可為可調整的。據此而言，照明源111可經調整以發射一選定波長或波長範圍之一泵激照明107。應注意本技術中已知之任何可調整照 明源111適合於在系統100中實施。例如，可調整照明源111可包含(但不限於)一或多個可調整波長雷射。
在另一實施例中，系統100之照明源111可包含一或多個雷射。就一一般意義而言，照明源111可包含本技術中已知之任何雷射系統。例如，照明源111可包含能夠在電磁光譜之紅外線部分、可見部分或紫外光部分中發射輻射之本技術中已知的任何雷射系統。在一實施例中，照明源111可包含經組態以發射連續波(CW)雷射輻射之一雷射系統。例如，照明源111可包含一或多個CW紅外線雷射源。例如，在其中氣體之體積103係或包含氬之設定中，照明源111可包含經組態以發射1069nm處之輻射之一CW雷射(例如濾波器雷射或磁碟Yb雷射)。應注意此波長配合於氬中之一1068nm吸收線且因而對於泵激氬氣係特別有用。本文中應注意一CW雷射之以上描述不具限制性且本技術中已知之任何雷射可在本發明之內文中實施。
在另一實施例中，照明源111可包含一或多個二極體雷射。例如，照明源111可包含發射依對應於含於體積103內之氣體混合物之種類之任一或多個吸收線的一波長之輻射之一或多個二極體雷射。就一一般意義而言，可選擇用於實施之照明源111之一二極體雷射使得該二極體雷射之波長調諧為本技術中已知之任何電漿之任何吸收線(例如離子過渡線)或產生電漿氣體之任何吸收線(例如高度激發之中性過渡線)。因而，一給定二極體雷射(或二極體雷射組)之選擇將取決於含於系統100之氣體圍阻結構102內之氣體之類型。
在另一實施例中，照明源111可包含一離子雷射。例如，照明源111可包含本技術中已知之任何鈍氣離子雷射。例如，在一基於氬之電漿之情 況中，用以泵激氬離子之照明源111可包含一Ar+雷射。
在另一實施例中，照明源111可包含一或多個頻率轉換雷射系統。例如，照明源111可包含具有超過100Watt之一功率位準之一Nd：YAG或Nd：YLF雷射。在另一實施例中，照明源111可包含一寬頻帶雷射。在另一實施例中，照明源111可包含經組態以提供依實質上一恆定功率之雷射光至電漿104之一或多個雷射。在另一實施例中，照明源111可包含經組態以提供調變雷射光至電漿104之一或多個調變雷射。在另一實施例中，照明源111可包含經組態以提供脈衝雷射光至電漿104之一或多個脈衝雷射。
在另一實施例中，照明源111可包含一或多個非雷射源。就一一般意義而言，照明源111可包含本技術中已知之任何非雷射光源。例如，照明源111可包含能夠在電磁光譜之紅外線部分、可見部分或紫外光部分中離散或連續發射輻射之本技術中已知之任何非雷射系統。
本文中應注意如上文所描述且繪示於圖1A至圖1D中之系統100之該組光學器件僅為繪示而提供且不應解釋為具限制性。應預期若干等效光學組態可在本發明之範疇內利用。
圖6係描繪根據本發明之一或多個實施例之用於產生雷射持續電漿輻射之一方法600的一流程圖。申請人注意系統100之內文中本文先前所描述之實施例及啟用技術應經解譯以延伸至方法600。然而，應進一步注意方法600不受限於系統100之架構。例如，應認識到方法600之步驟之至少一部分可實施利用配備一電漿燈泡之一電漿室。
在一實施例中，方法600包含產生泵激照明之一步驟602。例如，泵激照明可使用一或多個雷射產生。
在另一實施例中，方法600包含使一氣體混合物之一體積含於一氣體圍阻結構內之一步驟604。氣體圍阻結構可包含任何類型之氣體圍阻結構(諸如(但不限於)一電漿燈、一電漿室或一腔室)。此外，氣體混合物可包含一第一氣體組分及一第二氣體組分。在一實施例中，氣體混合物包含作為一第一氣體組分之氬及作為一第二氣體組分之氙。
在另一實施例中，方法600包含將泵激照明之至少一部分聚焦於氣體混合物之體積內之一或多個焦點以使氣體混合物之體積內之一電漿持續之一步驟606。例如，泵激照明可將氣體混合物之組分之一或多個種類激發成一電漿狀態使得經激發之種類可在自激發狀態鬆弛之後發射輻射。此外，一或多個結合準分子狀態可自可在自準分子狀態鬆弛之後發射輻射之氣體混合物之組分產生(例如在適合於準分子形成之溫度下遠離氣體混合物之區域中之電漿)。據此而言，寬頻帶輻射之一光譜可自氣體混合物之空間範圍析出。
在另一實施例中，方法600包含抑制發射與第一氣體組分相關聯之寬頻帶輻射之一部分或由與來自經由第二氣體組分離開該氣體混合物之輻射之光譜之第一氣體組分相關聯的一或多個准準分子之輻射之至少一者之一步驟608。例如，第二氣體組分可吸收由含有數種第一氣體組分之電漿發射之輻射使得所吸收之輻射之光譜功率通過自電漿傳播至氣體混合物之空間範圍(例如一氣體圍阻結構之一透明部分或其類似者)而減少。舉另一實例而言，第二氣體組分可抑制與第一氣體組分相關聯之準分子經由任何程序(諸如(但不限於)碰撞解離、一光分解程序或一諧振能量轉移程序)之輻射發射。
在另一實施例中，氣體混合物可包含一第三氣體組分以抑制與第一 及/或第二氣體組分相關聯之選擇波長之輻射離開氣體混合物。例如，第三氣體組分可抑制由至少部分地由數種第二氣體組分形成之電漿發射之選擇波長之寬頻帶輻射。舉另一實例而言，第三氣體組分可抑制與第二氣體組分相關聯之準分子之輻射發射。據此而言，與第二氣體組分相關聯之次級效應(例如促成非所要光譜區域之光譜功率或其類似者)可由第三氣體組分減輕。
本文所描述之標的有時繪示含於其他組件內或與其他組件連接之不同組件。應理解此等所描繪之架構僅係例示性的，且事實上可實施達成相同功能性之諸多其他架構。就概念而言，用於達成相同功能之組件之任何配置係有效地「相關聯」使得達成所要功能性。因此，本文中經組合以達成一特定功能性之任何兩個組件可為視為彼此「相關聯」使得達成所要功能，不管機構或中間組件如何。同樣地，如此相關聯之任何兩個組件亦可被視為彼此「連接」或「耦合」以達成所要功能性，且能夠如此相關聯之任何兩個組件亦可被視為可彼此「耦合」以達成所要功能性。可耦合之特定實例包含(但不限於)可實體相互作用及/或實體相互作用組件及/或可無線相互作用及/或無線相互作用組件及/或可邏輯相互作用及/或邏輯相互作用組件。
據信本發明及其諸多伴隨優點將由前述描述理解，且明顯的是可在不會背離所揭示之標的或無需犧牲標的之所有材料優點之情況下對組件之形式、構造及配置實行各種改變。所描述之形式僅係解釋性的，且以下申請專利範圍之意圖係涵蓋及包含此等改變。此外，應理解本發明由隨附申請專利範圍界定。
102:氣體圍阻結構
103:氣體混合物/體積
104:電漿
105:集光器元件/收集光學器件/收集元件
107:泵激照明/照明光束
108:透明部分/透射元件/透明組件
111:照明源
115:寬頻帶照明/宽頻带发射/寬頻帶輻射
119:照明光學器件/轉向鏡
121:照明光學器件/冷光鏡
123:濾波器
125:均質器

Claims (80)

  1. 一種用於形成一雷射持續電漿之系統，其包括：一氣體圍阻元件，其中該氣體圍阻元件經組態以含有一氣體混合物之一體積，其中該氣體混合物包含一第一氣體組分及一第二氣體組分，其中該第二氣體組分包括下列氣體之一者：氙(Xe)、氬(Ar)、氖(Ne)、氪(Kr)、氦(He)、氮氣(N2)、氧氣(O2)、二氧化碳(CO2)、氫氣(H2)、氘氣(D2)、氟氣(F2)、甲烷(CH4)、六氟化硫(SF6)、金屬鹵化物、鹵素、汞(Hg)、鎘(Cd)、鋅(Zn)、錫(Sn)、鎵(Ga)、鐵(Fe)、鋰(Li)、鈉(Na)、鉀(K)、鉈(Tl)、銦(In)、鏑(Dy)、鈥(Ho)及銩(Tm)；一照明源，其經組態以產生泵激照明；及一集光器元件，其經組態以將來自於該照明源之該泵激照明聚焦於該氣體混合物之該體積中以在該氣體混合物之該體積內產生一電漿，其中該電漿發射寬頻帶輻射，其中該第二氣體組分抑制與該第一氣體組分相關聯之該寬頻帶輻射之一部分或由與來自離開該氣體混合物之輻射之一光譜之該第一氣體組分相關聯之一或多個準分子之輻射之至少一者。
  2. 如請求項1之系統，其中該第二氣體組分抑制包含來自離開該氣體混合物之輻射之該光譜之一或多個傳播元件之一吸收光譜內之波長的輻射。
  3. 如請求項2之系統，其中該一或多個傳播元件包括： 該集光器元件、一透射元件、一反射元件或一聚焦元件之至少一者。
  4. 如請求項2之系統，其中該一或多個傳播元件由結晶型石英、藍寶石、熔融矽石、氟化鈣、氟化鋰或氟化鎂之至少一者形成。
  5. 如請求項1之系統，其中該氣體混合物抑制包含來自離開該氣體混合物之輻射之該光譜之一或多個額外元件之一吸收光譜內之波長的輻射。
  6. 如請求項5之系統，其中該一或多個額外元件包括：一凸緣(flange)或一密封件之至少一者。
  7. 如請求項1之系統，其中由該電漿發射之該寬頻帶輻射包含紅外線波長、可見波長、UV波長、DUV波長、VUV波長或EUV波長之至少一者。
  8. 如請求項1之系統，其中該第二氣體組分抑制由與包含來自離開該氣體混合物之輻射之該光譜之VUV波長的該第一氣體組分相關聯之該電漿之該寬頻帶輻射之一部分。
  9. 如請求項1之系統，其中該第二氣體組分抑制與包含來自離開該氣體混合物之輻射之該光譜之低於600nm之波長的該第一氣體組分相關聯之該電漿之該寬頻帶輻射之一部分。
  10. 如請求項1之系統，其中該第二氣體組分吸收與該第一氣體組分相關聯之該寬頻帶輻射之一部分或由與該第一氣體組分相關聯之一或多個準分子之輻射之該至少一者。
  11. 如請求項1之系統，其中該第二氣體組分使由與該第一氣體組分相關聯之準分子之輻射發射猝滅(quench)。
  12. 如請求項11之系統，其中該第二氣體組分藉由碰撞解離、一光分解程序或諧振能量轉移之至少一者使與該第一氣體組分相關聯之準分子之輻射發射猝滅。
  13. 如請求項1之系統，其中該第二氣體組分包括：小於該氣體混合物之25%。
  14. 如請求項13之系統，其中該第二氣體組分包括：該氣體混合物之0.5%至20%。
  15. 如請求項13之系統，其中該第二氣體組分包括：小於該氣體混合物之5%。
  16. 如請求項13之系統，其中該第二氣體組分包括：該氣體混合物之10%至15%。
  17. 如請求項1之系統，其中該氣體混合物進一步包含一第三氣體組分，其中該第三氣體組分抑制與該第二氣體組分相關聯之該寬頻帶輻射之一部分或由與來自離開該氣體混合物之輻射之該光譜之該第二氣體組分相關聯的一或多個準分子之輻射之至少一者。
  18. 如請求項17之系統，其中該第三氣體組分包括：小於每立方厘米5mg之該氣體混合物。
  19. 如請求項18之系統，其中該第三氣體組分包括：小於每立方厘米2mg之該氣體混合物。
  20. 如請求項17之系統，其中該第一氣體組分包括：氬。
  21. 如請求項20之系統，其中該第二氣體組分包括：氙。
  22. 如請求項21之系統，其中該第三氣體組分包括：水銀。
  23. 如請求項1之系統，其中該氣體圍阻元件包含一腔室、一電漿燈泡或一電漿室之至少一者。
  24. 如請求項1之系統，其中該集光器元件經配置以收集由該電漿發射之該寬頻帶輻射之至少一部分且將該寬頻帶輻射導引至一或多個額外光學元件。
  25. 如請求項1之系統，其中抑制來自離開該氣體混合物之輻射之該光譜之輻射抑制對該系統之一或多個組件之損壞。
  26. 如請求項25之系統，其中該損壞包含負感。
  27. 如請求項1之系統，其中該照明源包括：一或多個雷射。
  28. 如請求項27之系統，其中該一或多雷射包括：一或多個紅外線雷射。
  29. 如請求項27之系統，其中該一或多個雷射包括：一二極體雷射、一連續波雷射或一寬頻帶雷射之至少一者。
  30. 如請求項1之系統，其中該照明源包括：經組態以依一第一波長發射泵激照明且依不同於該第一波長之一額外波長照明之一照明源。
  31. 如請求項1之系統，其中該照明源包括： 一可調整照明源，其中由該照明源發射之該泵激照明之一波長係可調整的。
  32. 如請求項1之系統，其中該集光器元件定位於該氣體圍阻元件外部。
  33. 如請求項1之系統，其中該集光器元件定位於該氣體圍阻元件內部。
  34. 如請求項1之系統，其中該集光器元件包括：一橢圓體狀集光器元件或一球形集光器元件之至少一者。
  35. 一種用於形成一雷射持續電漿之電漿燈，其包括：一氣體圍阻元件，其中該氣體圍阻元件經組態以含有一氣體混合物之一體積，其中該氣體混合物包含一第一氣體組分及一第二氣體組分，其中該氣體混合物經進一步組態以接收泵激照明以在該氣體混合物之該體積內產生一電漿，其中該電漿發射寬頻帶輻射，其中該第二氣體組分抑制與該第一氣體組分相關聯之該寬頻帶輻射之一部分或由與來自離開該氣體混合物之輻射之一光譜之該第一氣體組分相關聯的一或多個準分子之輻射之至少一者，且其中該第二氣體組分包括下列氣體之一者：氙(Xe)、氬(Ar)、氖(Ne)、氪(Kr)、氦(He)、氮氣(N2)、氧氣(O2)、二氧化碳(CO2)、氫氣(H2)、氘氣(D2)、氟氣(F2)、甲烷(CH4)、六氟化硫(SF6)、金屬鹵化物、鹵素、汞(Hg)、鎘(Cd)、鋅(Zn)、錫(Sn)、鎵(Ga)、鐵(Fe)、鋰(Li)、鈉(Na)、鉀(K)、鉈(Tl)、銦(In)、鏑(Dy)、鈥(Ho)及銩(Tm)。
  36. 如請求項35之電漿燈，其中由該電漿發射之該寬頻帶輻射包含紅外線波長、可見波長、UV波長、DUV波長、VUV波長或EUV波長之至少一者。
  37. 如請求項35之電漿燈，其中該第二氣體組分抑制由與包含來自離開該氣體混合物之輻射之該光譜之VUV波長的該第一氣體組分相關聯之該電漿之該寬頻帶輻射之一部分。
  38. 如請求項35之電漿燈，其中該第二氣體組分抑制與包含來自離開該氣體混合物之輻射之該光譜之低於600nm之波長的該第一氣體組分相關聯之該電漿之該寬頻帶輻射之一部分。
  39. 如請求項35之電漿燈，其中該第二氣體組分吸收與該第一氣體組分相關聯之該寬頻帶輻射之一部分或由與該第一氣體組分相關聯之一或多個準分子之輻射之該至少一者。
  40. 如請求項35之電漿燈，其中該第二氣體組分使由與該第一氣體組分相關聯之準分子之輻射發射猝滅。
  41. 如請求項40之電漿燈，其中該第二氣體組分藉由碰撞解離、一光分解程序或諧振能量轉移之至少一者實質上使與該第一氣體組分相關聯之準分子之輻射發射猝滅。
  42. 如請求項35之電漿燈，其中該第二氣體組分包括：小於該氣體混合物之25%。
  43. 如請求項42之電漿燈，其中該第二氣體組分包括：該氣體混合物之0.5%至20%。
  44. 如請求項42之電漿燈，其中該第二氣體組分包括：小於該氣體混合物之5%。
  45. 如請求項42之電漿燈，其中該第二氣體組分包括：該氣體混合物之10%至15%。
  46. 如請求項35之電漿燈，其中該氣體混合物進一步包含一第三氣體組分，其中該第三氣體組分抑制與該第二氣體組分相關聯之該寬頻帶輻射之一部分或由與來自離開該氣體混合物之輻射之該光譜之該第二氣體組分相關聯的一或多個準分子之輻射之至少一者。
  47. 如請求項46之電漿燈，其中該第三氣體組分包括：小於每立方厘米5mg之該氣體混合物。
  48. 如請求項47之電漿燈，其中該第三氣體組分包括：小於每立方厘米2mg之該氣體混合物。
  49. 如請求項46之電漿燈，其中該第一氣體組分包括：氬。
  50. 如請求項49之電漿燈，其中該第二氣體組分包括：氙。
  51. 如請求項50之電漿燈，其中該第三氣體組分包括：水銀。
  52. 如請求項35之電漿燈，其中該第二氣體組分抑制包含來自離開該氣體混合物之輻射之該光譜之該電漿燈的一透射元件之一吸收光譜內之波長之輻射。
  53. 如請求項52之電漿燈，其中該電漿燈之該透射元件由結晶型石英、藍寶石、熔融矽石、氟化鈣、氟化鋰或氟化鎂之至少一者形成。
  54. 如請求項52之電漿燈，其中抑制來自離開該氣體混合物之輻射之該光譜之輻射抑制對該電漿燈之該透射元件之損壞。
  55. 如請求項54之電漿燈，其中該損壞包含負感(solarization)。
  56. 一種用於產生雷射持續電漿輻射之方法，其包括： 產生泵激照明；使一氣體混合物之一體積含於一氣體圍阻結構內，其中該氣體混合物包含一第一氣體組分及一第二氣體組分，其中該第二氣體組分包括下列氣體之一者：氙(Xe)、氬(Ar)、氖(Ne)、氪(Kr)、氦(He)、氮氣(N2)、氧氣(O2)、二氧化碳(CO2)、氫氣(H2)、氘氣(D2)、氟氣(F2)、甲烷(CH4)、六氟化硫(SF6)、金屬鹵化物、鹵素、汞(Hg)、鎘(Cd)、鋅(Zn)、錫(Sn)、鎵(Ga)、鐵(Fe)、鋰(Li)、鈉(Na)、鉀(K)、鉈(Tl)、銦(In)、鏑(Dy)、鈥(Ho)及銩(Tm)；將該泵激照明之至少一部分聚焦於該氣體混合物之該體積內之一或多個焦點以使該氣體混合物之該體積內之一電漿持續，其中該電漿發射寬頻帶輻射；及抑制與該第一氣體組分相關聯之該寬頻帶輻射之一部分或由與來自經由該第二氣體組分離開該氣體混合物之輻射之一光譜之該第一氣體組分相關聯的一或多個準分子之輻射之至少一者之該發射。
  57. 如請求項56之方法，其中抑制與該第一氣體組分相關聯之該寬頻帶輻射之一部分或由與來自經由該第二氣體組分離開該氣體混合物之輻射之該光譜之該第一氣體組分相關聯的一或多個準分子之輻射之至少一者之該發射包括：抑制與包含來自經由該第二氣體組分離開該氣體混合物之輻射之該光譜之VUV波長的該第一氣體組分相關聯之該寬頻帶輻射之一部分。
  58. 如請求項56之方法，其中抑制與該第一氣體組分相關聯之該寬頻帶輻射之一部分或由與來自經由該第二氣體組分離開該氣體混合物之輻射之該光譜之該第一氣體組分相關聯的一或多個準分子之輻射之至少一者之該發射包括：抑制與包含來自經由該第二氣體組分離開該氣體混合物之輻射之該光譜之低於600nm之波長的該第一氣體組分相關聯之該寬頻帶輻射之一部分。
  59. 如請求項56之方法，其中抑制與該第一氣體組分相關聯之該寬頻帶輻射之一部分或由與來自經由該第二氣體組分離開該氣體混合物之輻射之該光譜之該第一氣體組分相關聯的一或多個準分子之輻射之至少一者之該發射包括：經由該第二氣體組分吸收與該第一氣體組分相關聯之該寬頻帶輻射之一部分或由與該第一氣體組分相關聯之一或多個準分子之輻射之該至少一者。
  60. 如請求項56之方法，其中抑制與該第一氣體組分相關聯之該寬頻帶輻射之一部分或由與來自經由該第二氣體組分離開該氣體混合物之輻射之該光譜之該第一氣體組分相關聯的一或多個準分子之輻射之至少一者之該發射包括：經由該第二氣體組分使與該第一氣體組分相關聯之準分子之輻射發射猝滅。
  61. 如請求項60之方法，其中經由該第二氣體組分使與該第一氣體組分相關聯之準分子之輻射發射猝滅包括：藉由碰撞解離、一光分解程序或諧振能量轉移之至少一者使與該第一氣體組分相關聯之準分子之輻射發射猝滅。
  62. 如請求項56之方法，其中該氣體混合物進一步包含一第三氣體組分，其進一步包括：抑制與該第二氣體組分相關聯之該寬頻帶輻射之一部分或由與來自經由該第三氣體組分離開該氣體混合物之輻射之該光譜之該第二氣體組分相關聯的一或多個準分子之輻射之至少一者之該發射。
  63. 一種用於形成一雷射持續電漿之電漿燈，其包括：一氣體圍阻元件，其中該氣體圍阻元件經組態以含有一氣體混合物之一體積，其中該氣體混合物包含氬及氙，其中該氣體混合物經進一步組態以接收泵激照明以在該氣體混合物之該體積內產生一電漿，其中該電漿發射寬頻帶輻射，其中該氣體混合物之該氙抑制與該氣體混合物之該氬相關聯之該寬頻帶輻射之一部分或由與來自離開該氣體混合物之輻射之一光譜之該氣體混合物之該氬相關聯的一或多個準分子之輻射之至少一者。
  64. 如請求項63之電漿燈，其中由該電漿發射之該寬頻帶輻射包含紅外線波長、可見波長、UV波長、DUV波長、VUV波長或EUV波長之至少一者。
  65. 如請求項63之電漿燈，其中該氣體混合物之該氙抑制由與包含來自離開該氣體混合物之輻射之該光譜之VUV波長的該氣體混合物之該氬相關聯之該寬頻帶輻射之一部分。
  66. 如請求項63之電漿燈，其中該氣體混合物之該氙抑制與包含來自離開該氣體混合物之輻射之該光譜之低於600nm之波長的該氣體混合物之該氬相關聯之該寬頻帶輻射之一部分。
  67. 如請求項63之電漿燈，其中該氣體混合物之該氙吸收與該氣體混合物之該氬相關聯之該寬頻帶輻射之一部分或由與該氣體混合物之該氬相關聯之一或多個準分子之輻射之該至少一者。
  68. 如請求項63之電漿燈，其中該氣體混合物之該氙使由與該氣體混合物之該氬相關聯之準分子之輻射發射猝滅。
  69. 如請求項68之電漿燈，其中該氣體混合物之該氙藉由碰撞解離、一光分解程序或諧振能量轉移之至少一者實質上使與該氣體混合物之該氬相關聯之準分子之輻射發射猝滅。
  70. 如請求項63之電漿燈，其中該氣體混合物之該氙包括：小於該氣體混合物之25%。
  71. 如請求項70之電漿燈，其中該氣體混合物之該氙包括：該氣體混合物之0.5%至20%。
  72. 如請求項70之電漿燈，其中該氣體混合物之該氙包括：小於該氣體混合物之5%。
  73. 如請求項70之電漿燈，其中該氣體混合物之該氙包括：該氣體混合物之10%至15%。
  74. 如請求項63之電漿燈，其中該氣體混合物進一步包含水銀，其中該氣體混合物之該水銀抑制與該氣體混合物之該氙相關聯之該寬頻帶輻射之一部分或由與來自離開該氣體混合物之輻射之該光譜之該氣體混合物之該氙相關聯的一或多準分子之輻射之至少一者之該發射。
  75. 如請求項74之電漿燈，其中該氣體混合物之該水銀包括：小於每立方厘米5mg之該氣體混合物。
  76. 如請求項75之電漿燈，其中該氣體混合物之該水銀包括：小於每立方厘米2mg之該氣體混合物。
  77. 如請求項63之電漿燈，其中該氣體混合物之該氙抑制包含來自離開該氣體混合物之輻射之該光譜之該電漿燈的一透射元件之一吸收光譜內之波長之輻射。
  78. 如請求項77之電漿燈，其中該電漿燈之該透射元件由結晶型石英、藍寶石、熔融矽石、氟化鈣、氟化鋰或氟化鎂之至少一者形成。
  79. 如請求項77之電漿燈，其中抑制來自離開該氣體混合物之輻射之該光譜之輻射抑制對該電漿燈之該透射元件之損壞。
  80. 如請求項79之電漿燈，其中該損壞包含負感。
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