特許 6970155 極端紫外光源

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6970155

(24)【登録日】2021年11月1日

(45)【発行日】2021年11月24日

(54)【発明の名称】極端紫外光源

(51)【国際特許分類】

   G03F 7/20 20060101AFI20211111BHJP

   H05G 2/00 20060101ALI20211111BHJP

【ＦＩ】

   G03F7/20 503

   G03F7/20 521

   H05G2/00 K

【請求項の数】15

【外国語出願】

【全頁数】25

(21)【出願番号】特願2019-185252(P2019-185252)

(22)【出願日】2019年10月8日

(62)【分割の表示】特願2016-573121(P2016-573121)の分割

【原出願日】2015年6月25日

(65)【公開番号】特開2020-3826(P2020-3826A)

(43)【公開日】2020年1月9日

【審査請求日】2019年10月24日

(31)【優先権主張番号】14/325,153

(32)【優先日】2014年7月7日

(33)【優先権主張国】US

(73)【特許権者】

【識別番号】504151804

【氏名又は名称】エーエスエムエル ネザーランズ ビー．ブイ．

(74)【代理人】

【識別番号】100079108

【弁理士】

【氏名又は名称】稲葉 良幸

(74)【代理人】

【識別番号】100109346

【弁理士】

【氏名又は名称】大貫 敏史

(74)【代理人】

【識別番号】100117189

【弁理士】

【氏名又は名称】江口 昭彦

(74)【代理人】

【識別番号】100134120

【弁理士】

【氏名又は名称】内藤 和彦

(72)【発明者】

【氏名】タオ，イエジョン

(72)【発明者】

【氏名】スチュワート，ジョン，トム．，フォース

(72)【発明者】

【氏名】ジュル，ジョーダン

(72)【発明者】

【氏名】ブラウン，ダニエル

(72)【発明者】

【氏名】アーカンド，ジェイソン，エム．

(72)【発明者】

【氏名】シャフガンズ，アレキサンダー，エー．

(72)【発明者】

【氏名】パービス，マイケル，エー．

(72)【発明者】

【氏名】ラフォージ，アンドリュー

【審査官】 今井 彰

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１３−０９３３０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１３／１６１７６０（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２００６／０７５５３５（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００６−３０３４６１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ２１／０２７、２１／３０

Ｇ０３Ｆ ７／２０−７／２４、９／００−９／０２

Ｈ０５Ｈ １／００−１／５４

Ｈ０５Ｇ １／００−２／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

極端紫外（ＥＵＶ）光を生成する方法であって、
ターゲット位置にターゲットを提供することであって、前記ターゲットは、プラズマ状態にあるときにＥＵＶ光を放出するターゲット材料を備える、ことと、
放射の初期パルスから放射のメインパルスを形成することであって、前記メインパルスは、第１の部分及び第２の部分を有する放射の単一パルスであり、前記第２の部分は、放射の前記初期パルスの時間的エネルギープロファイルの一部に対応する時間的エネルギープロファイルを有し、前記第１の部分は、放射の前記初期パルスのエネルギーより少ないエネルギーを有する、ことと、
放射の前記形成されたメインパルスを前記ターゲット位置に向けて誘導し、前記放射を前記ターゲットと相互作用させることであって、前記第２の部分は、前記第１の部分の後に前記ターゲット位置に到達し、放射の前記形成されたメインパルスは、前記ターゲット位置において、第１の方向と平行な方向に伝搬し、放射の前記形成されたメインパルスの前記第１の部分と前記ターゲットとの相互作用により、修正されたターゲットが形成され、前記修正されたターゲットは、前記ターゲットよりも低い密度を有し、放射の前記形成されたメインパルスの前記第２の部分と前記修正されたターゲットとの相互作用により、前記修正されたターゲットの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に変換する、ことと、
を含み、
放射の前記初期パルスから放射の前記メインパルスを形成することは、前記ターゲットの空間的範囲に基づいて、前記第１の部分の時間的エネルギープロファイルを制御することを含む、方法。

【請求項2】

請求項１に記載の方法であって、
放射の前記第１の部分は、第１のピークエネルギーに関連しており、放射の前記第２の部分は、第２のピークエネルギーに関連しており、前記第２のピークエネルギーは、前記第１のピークエネルギーよりも高い、方法。

【請求項3】

光学パルスを光学エレメントに誘導することと、
前記光学エレメントを制御し、修正された光学パルスを前記光学パルスから形成することであって、前記修正された光学パルスは、第１の部分及び第２の部分を含み、前記第２の部分は、前記光学パルスの時間的エネルギープロファイルの一部に対応する時間的エネルギープロファイルを有し、前記第１の部分は、前記光学パルスのエネルギーより少ないエネルギーを有する、ことと、
前記修正された光学パルスを、ターゲット材料を含むターゲットと相互作用させることであって、前記修正された光学パルスの前記第１の部分は、前記ターゲットと相互作用して、前記ターゲットの吸収特性を修正し、前記修正された光学パルスの前記第２の部分と前記ターゲットとの相互作用により、前記ターゲット材料の少なくとも一部を、ＥＵＶ光を放出するプラズマに変換することと、
を含み、
前記光学エレメントを制御し、前記修正された光学パルスを形成することは、前記ターゲットの空間的範囲に基づいて、前記第１の部分の時間的エネルギープロファイルを制御することを含む、方法。

【請求項4】

請求項３に記載の方法であって、
前記第１の部分の時間的エネルギープロファイルは、前記第１の部分の時間的持続期間及びピークエネルギーを含む、方法。

【請求項5】

請求項４に記載の方法であって、
前記ターゲットは、修正されたターゲットであり、
プリパルス光学パルスを初期ターゲットと相互作用させ、前記修正されたターゲットを形成する、方法。

【請求項6】

請求項４に記載の方法であって、
前記光学エレメントを制御し、前記修正された光学パルスを形成することは、前記ターゲットの空間的範囲に基づいて、前記修正された光学パルスの前記第１の部分の時間的持続期間を制御することを含む、方法。

【請求項7】

請求項４に記載の方法であって、
前記光学エレメントを制御し、前記修正された光学パルスを形成することは、前記ターゲットの空間的範囲に基づいて、前記修正された光学パルスの前記第１の部分のピークエネルギーを制御することを含む、方法。

【請求項8】

請求項３に記載の方法であって、
前記修正された光学パルスの前記第１の部分を、ターゲット材料を含む前記ターゲットと相互作用させることは、前記ターゲット材料の幾何分布を少なくとも２方向において修正することを含む、方法。

【請求項9】

請求項８に記載の方法であって、
前記ターゲット材料の前記幾何分布は、前記少なくとも２方向のうちの少なくとも一つの方向において増加する、方法。

【請求項10】

請求項３に記載の方法であって、
前記修正された光学パルスの前記第１の部分と前記ターゲットとの間の相互作用は、前記ターゲット材料の幾何分布を修正し、修正されたターゲットを形成し、前記修正されたターゲットは、前記ターゲットよりも広い体積を占め、前記修正されたターゲットは、前記ターゲットよりも密度の低い少なくとも領域を含み、前記修正された光学パルスの前記第２の部分は、前記修正されたターゲットと相互作用し、ＥＵＶ光を放出する前記プラズマを形成する、方法。

【請求項11】

請求項３に記載の方法であって、
前記光学エレメントを制御することは、電気光学モジュレータに電圧を加えることを含む、方法。

【請求項12】

極端紫外（ＥＵＶ）光源のためのシステムであって、
光生成モジュールと、
光学エレメントと、
前記光生成モジュールによって生成された光学パルスから形成された、修正された光学パルスの一つ以上の特性を決定するように構成された制御システムであって、前記修正された光学パルスは、第１の部分及び第２の部分を含み、前記第２の部分は、前記光学パルスの時間的エネルギープロファイルの一部に対応する時間的エネルギープロファイルを有し、前記第１の部分は、前記光学パルスのエネルギーより少ないエネルギーを有し、前記第２の部分は、ターゲット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し、前記第１の部分のエネルギーは、前記ターゲットの吸収特性を修正するのに十分である、制御システムと、
を備え、
前記制御システムは、前記ターゲットの空間的範囲に基づいて、前記第１の部分の時間的エネルギープロファイルを決定するように更に構成されている、システム。

【請求項13】

請求項１２に記載のシステムであって、
前記光学エレメントは、電気光学モジュレータを備える、システム。

【請求項14】

ＥＵＶ光源であって、
光生成モジュールと、
光学エレメントと、
プラズマ状態にあるときにＥＵＶ光を放出するターゲット材料を含むターゲットを受け入れるように構成された容器と、
前記光生成モジュールによって生成された光学パルスに基づいて、前記光学エレメントにより形成された、修正された光学パルスの一つ以上の特性を決定するように構成された制御システムであって、前記修正された光学パルスは第１の部分及び第２の部分を含み、前記第２の部分は、前記光学パルスの時間的エネルギープロファイルの一部に対応する時間的エネルギープロファイルを有し、前記第１の部分は、前記光学パルスのエネルギーより少ないエネルギーを有し、前記第２の部分は、ターゲット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し、前記第１の部分のエネルギーは、前記ターゲットの吸収特性を修正するのに十分である、制御システムと、
を備え、
前記制御システムは、前記ターゲットの空間的範囲に基づいて、前記第１の部分の時間的エネルギープロファイルを決定するように更に構成されている、ＥＵＶ光源。

【請求項15】

ＥＵＶ光源であって、
光学パルスを放出するように構成された光生成モジュールと、
前記光学パルスから光のメインパルスを形成するように構成された光学エレメントであって、前記光のメインパルスは、第１の部分及び第２の部分を有する放射の単一パルスであり、前記第２の部分は、前記光学パルスの時間的エネルギープロファイルの一部に対応する時間的エネルギープロファイルを有し、前記第１の部分は、前記光学パルスのエネルギーより少ないエネルギーを有し、前記第２の部分は、ターゲット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し、前記第１の部分のエネルギーは、前記ターゲットの吸収特性を修正するのに十分である、光学エレメントと、
前記ターゲットを受け入れるように構成されたターゲット領域を備える容器であって、前記ターゲットは、第１の方向における２００ナノメートル未満の範囲と、第２の方向における３００ナノメートル以上の範囲とを有し、前記第２の方向は、前記第１の方向に垂直である、容器と、
を備え、
前記光学エレメントは、前記ターゲットの空間的範囲に基づいて、前記第１の部分の時間的エネルギープロファイルを制御するように更に構成されている、ＥＵＶ光源。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

開示する主題は、極端紫外光源に関する。

【背景技術】

【0002】

極端紫外（「ＥＵＶ」）光、例えばおよそ５０ｎｍ又はそれ以下の波長を有し（時には軟Ｘ線とも呼ばれる）、約１３ｎｍ及びそれ以下、例えばおよそ６．５ｎｍの波長の光を含む、電磁放射は、基板、例えばシリコンウェーハ内に極端に小さいフィーチャを生成するために、フォトリソグラフィプロセスで使用することができる。

【0003】

ＥＵＶ光を生成するための方法は、必ずしも限定されないが、プラズマ状態においてＥＵＶ域内で輝線を伴う、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変換することを含む。１つのこうした方法において、しばしばレーザ生成プラズマ（「ＬＰＰ」）と呼ばれる必要なプラズマは、例えば液滴、プレート、テープ、ストリーム、又はクラスタの形のターゲット材料を、ドライブレーザと呼ぶことのできる増幅光ビームを用いて照射することによって生成可能である。このプロセスの場合、プラズマは典型的には、例えば真空チャンバなどの密閉された容器内で生成され、様々なタイプのメトロロジー機器を用いて監視される。

【発明の概要】

【0004】

一般的な一態様において、方法は、放射の初期パルスを生成すること、放射の修正パルスを形成するために放射の初期パルスのセクションを抽出することであって、放射の修正パルスは第１の部分及び第２の部分を含み、第１の部分は第２の部分に時間的に接続され、第１の部分は第２の部分の最大エネルギーよりも小さい最大エネルギーを有すること、修正ターゲットを形成するために放射の修正パルスの第１の部分をターゲット材料と相互作用させること、及び、極端紫外（ＥＵＶ）光を発するプラズマを生成するために放射の修正パルスの第２の部分を修正ターゲットと相互作用させること、を含む。

【0005】

実装は、以下の特徴のうちの１つ以上を含むことができる。放射の修正パルスは、増幅された放射の修正パルスを形成するために利得媒質を通過させることが可能であり、利得媒質は、放射の修正パルスの第１の部分を放射の修正パルスの第２の部分よりも多量に増幅させる。利得媒質は小信号利得及び飽和利得を有し得、放射の修正パルスの第１の部分は小信号利得によって増幅可能であり、放射の修正パルスの第２の部分は飽和利得によって増幅可能である。

【0006】

放射の修正パルスを形成するために放射の初期パルスのセクションを抽出することは、放射の初期パルスにゲートモジュールを通過させることを含み得る。ゲートモジュールは、電気光学ゲートモジュールを含むことができる。電気光学ゲートモジュールは、１つ以上の偏光子を含む電気光学モジュレータを含むことができる。

【0007】

放射の初期パルスは光パルスを含むことができる。放射の初期パルスは、パルス炭酸ガス（ＣＯ_２）レーザ光とすることができる。放射の修正パルスの第１の部分のエネルギーは、経時的に連続して増加可能である。放射の修正パルスの第１の部分は、５０ナノ秒（ｎｓ）又はそれ以下の持続時間を有し得る。放射の初期パルス及び放射の修正パルスは、各々、時間の関数としてエネルギーを特徴付ける時間的プロファイルに関連付けることが可能であり、放射の初期パルスと放射の修正パルスとの時間的プロファイルは異なり得る。

【0008】

放射の修正パルスの第１の部分をターゲット材料と相互作用させる前に、ターゲット材料を形成するために、ターゲットを放射の第１のパルスと相互作用させることができる。放射の第１のパルスは１ミクロン（μｍ）の波長を有することができる。

【0009】

別の一般的態様において、極端紫外（ＥＵＶ）光を生成する方法は、ターゲットをターゲットロケーションに提供することであって、ターゲットはターゲットロケーションに到達する前に空間的に拡張されること、放射のパルスをターゲットロケーションに向けて誘導することであって、放射のパルスは第１の部分と、第１の部分の後にターゲットロケーションに到達する第２の部分と、を含むこと、ターゲットとは異なる吸収を有する修正ターゲットを形成するために、放射のパルスの第１の部分をターゲットと相互作用させること、及び、ＥＵＶ光を発するプラズマを生成するために、放射のパルスの第２の部分を修正ターゲットと相互作用させること、を含む。

【0010】

実装は、以下の特徴のうちの１つ以上を含むことができる。ターゲットとは異なる吸収を有する修正ターゲットは、ターゲットよりも多量の放射を吸収する修正ターゲットを含むことができる。ターゲットは事前拡張ターゲットを含み、ターゲットの空間的範囲がターゲットロケーションに提供される前に第１の寸法が拡張され、第２の寸法が縮小される。

【0011】

別の一般的態様において、極端紫外（ＥＵＶ）システムは、光ビームを発するように構成された光源と、光源から発せられる光ビームを受信するように、及び光ビームの一部を抽出するように構成されたモジュレータと、利得媒質を含む増幅器であって、増幅器は、光ビームの抽出された部分を受信するように、及び、利得媒質と共に抽出された部分を第１の部分と第２の部分とを含むパルスに増幅するように構成され、第１の部分及び第２の部分は時間的に接続され、第１の部分は第２の部分より多量に増幅され、第２の部分は、プラズマ状態にある場合にＥＵＶ光を発するターゲット材料をプラズマ状態に変換するのに十分なエネルギーを含む、増幅器と、を含み、使用中、ターゲットはパルスを受信するターゲットロケーション内に位置決め可能であり、ターゲットは、プラズマ状態にある場合にＥＵＶ光を発するターゲット材料を含む。

【0012】

実装は、以下の特徴のうちの１つ以上を含むことができる。光源はレーザ光を生成する光源を含むことができる。光源は、パルス炭酸ガス（ＣＯ_２）レーザとすることができる。モジュレータは、光ビームの一部のみがモジュレータを通過できるようにすることによって、光ビームの一部を抽出するように構成可能である。

【0013】

システムは、ターゲットロケーション内に位置決め可能なターゲットを形成するために、ターゲット材料の液滴を空間的に拡張するのに十分なエネルギーを含む放射のパルスを生成するように構成された第２の光源も含むことができる。第２の光源は、１．０６ミクロン（μｍ）の波長を有する光を含むレーザ光のパルス発することができる。光ビームを発するように構成された光源は、光ビームを発する前にレーザ光のパルスを発するように更に構成可能であり、レーザ光のパルスは、ターゲットロケーション内に位置決め可能なターゲットを形成するために、ターゲット材料の液滴を空間的に拡張するのに十分なエネルギーを含む。

【0014】

前述の技法のうちのいずれかの実装は、ＥＵＶ光源、方法、プロセス、デバイス、コンピュータ可読媒体上に記憶された実行可能命令、又は装置を含むことができる。１つ以上の実装の詳細は添付の図面及び以下の説明に示される。他の特徴は、説明及び図面から、並びに特許請求の範囲から明らかとなろう。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】例示的なレーザ生成プラズマ極端紫外（ＥＵＶ）光源を示すブロック図である。

【図2】放射のパルスを生成するための例示的プロセスを示すフローチャートである。

【図3A】ＥＵＶ光源のための例示的光学システムを示すブロック図である。

【図3B】シードレーザから発せられる例示的パルスをプロットした図である。

【図3C】ペデスタルを伴う例示的パルスをプロットした図である。

【図4】ＥＵＶ光を生成するための例示的プロセスを示すフローチャートである。

【図5A】例示的ターゲットロケーションを経時的に示す図である。

【図5B】放射の例示的パルスをプロットした図である。

【図5C】例示的ターゲットロケーションを経時的に示す図である

【図6A】例示的ターゲットロケーションを経時的に示す図である

【図6B】放射の例示的パルスをプロットした図である。

【図7】ＥＵＶパワーとペデスタルレベルとの間の例示的関係をプロットした図である。

【図8】放射の例示的測定パルスを示す図である。

【図9】変換効率とターゲットサイズとの間の例示的関係をプロットした図である。

【図10A】ターゲットロケーションを経時的に示すシャドーグラフである。

【図10B】ターゲットロケーションを経時的に示すシャドーグラフである。

【図10C】ターゲットロケーションを経時的に示すシャドーグラフである。

【図10D】ターゲットロケーションを経時的に示すシャドーグラフである。

【図11】別のレーザ生成プラズマ極端紫外（ＥＵＶ）光源とＥＵＶ光源に結合されたリソグラフィツールを示す上面図である。

【図12】例示的レーザ生成プラズマ極端紫外（ＥＵＶ）光源を示すブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

ターゲットを調整するための技法が開示される。ターゲットは、プラズマ状態にある場合に極端紫外（ＥＵＶ）光を発するターゲット材料を含む。以下でより詳細に論じるように、調整によって、レーザ放射を吸収するためのターゲットの能力を強化することができるため、調整技法を採用するＥＵＶ光源の変換効率（ＣＥ）を向上させることができる。

【0017】

ターゲットは、第１の部分（「ペデスタル」）及び第２の部分（主パルス又は加熱パルス）を含む放射のパルスを用いて調整される。第１及び第２の部分は時間的に互いに接続される。言い換えれば、第１の部分及び第２の部分は放射の単一パルスの一部であり、第１の部分と第２の部分との間に放射のないギャップ又は領域は存在しない。

【0018】

放射のパルスの第１の部分（すなわち「ペデスタル」）は、ターゲットの吸収特性を修正するためにターゲットと相互作用する。例えばこの相互作用は、ターゲットの密度勾配を減少させること、及び、放射のパルスを受信する表面で放射のパルスと相互作用するターゲットの容積を増加させることによって、吸収特性を修正することが可能であり、これにより、ターゲットが吸収できる放射の量が増加する。このようにして、ターゲットと放射のパルスの第１の部分との間の相互作用がターゲットを調整する。放射のパルスの第２の部分は、ターゲット内のターゲット材料をＥＵＶ光を発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。第１の部分による調整が、ターゲットが吸収できる放射の量を増加させるため、結果として調整により、ターゲットのより大きな部分をＥＵＶ光を発するプラズマに変換することができる。加えて、調整はターゲットの反射性を減少させることが可能であるため、放射のパルスを生成する光源内への逆反射の量を減少させることができる。

【0019】

以下で論じるように、時間的持続期間及びエネルギーなどのペデスタルの特性を制御し、特定のターゲットに適するように変化させることができる。

【0020】

図１を参照すると、光学増幅器システム１０６が、レーザ生成プラズマ（ＬＰＰ）極端紫外（ＥＵＶ）光源１００を駆動するために使用される光源１０５（ドライブ光源又はドライブレーザとも呼ばれる）の少なくとも一部を形成する。光学増幅器システム１０６は、光源１０５がターゲットロケーション１３０に提供される増幅光ビーム１１０を生成するように、少なくとも１つの光学増幅器を含む。ターゲットロケーション１３０は、ターゲット材料供給システム１１５から、スズなどのターゲット材料１２０を受け取り、増幅光ビーム１１０とターゲット材料１２０との間の相互作用が、ＥＵＶ光又は放射１５０を発するプラズマを生成する。集光器１５５はＥＵＶ光１５０を収集し、収集ＥＵＶ光１６０としてリソグラフィツールなどの光学装置１６５に向けて誘導する。

【0021】

増幅光ビーム１１０は、ビーム送達システム１４０によってターゲットロケーション１３０に向けて誘導される。ビーム送達システム１４０は、光学コンポーネント１３５と、増幅光ビーム１１０を焦点領域１４５内で集束させる焦点アセンブリ１４２と、を含むことができる。コンポーネント１３５は、屈折及び／又は反射によって増幅光ビーム１１０を誘導する、レンズ及び／又はミラーなどの光学素子を含むことができる。コンポーネント１３５は、コンポーネント１３５を制御及び／又は移動させる素子を含むこともできる。例えばコンポーネント１３５は、ビーム送達システム１４０の光学素子を移動させるように制御可能なアクチュエータを含むことができる。

【0022】

焦点アセンブリ１４２は、ビーム１１０の直径が少なくとも焦点領域１４５内にあるように、増幅光ビーム１１０を集束させる。言い換えれば、焦点アセンブリ１４２は、増幅光ビーム１１０内の放射が焦点領域１４５に向かって方向１１２で伝搬する際にこれを収束させる。ターゲットが存在しない場合、増幅光ビーム１１０の放射は、ビーム１１０が焦点領域１４５から離れて方向１１２で伝搬する際に発散する。

【0023】

以下で考察するように、光源１０５は、時間的に接続された第１の部分及び第２の部分を有するパルスを生成する。第１の部分は「ペデスタル」と呼ぶことができる。第１の部分は、パルスの第２の部分をより容易に吸収するようにターゲット材料１２０を調整する。パルスの第２の部分は、ＥＵＶ光を発するプラズマにターゲット材料を変換するのに十分なエネルギーを有する。

【0024】

加えて、パルスの第１の部分がターゲット材料１２０と相互作用する前に、増幅光ビーム１１０を横切る方向にターゲット材料１２０のサイズを増加させるように、ターゲット材料１２０の空間的分布を修正することができる。例えば、ターゲット材料１２０は、第１及び第２の部分の前にターゲット材料１２０と相互作用する放射の別々のパルス（「プレパルス」）を用いて、液滴からフラットディスクに拡張することができる。増幅光ビーム１１０との相互作用に先立ってターゲット材料１２０のサイズを増加させることで、増幅光ビーム１１０に露光されるターゲット材料１２０の部分を増加させることが可能であり、これにより（放射のパルスをより効率的に吸収することが可能な増加したターゲット材料の容量、及び、増加した量のＥＵＶ光を生成することが可能なより多量のＥＵＶ発光容量によって）、所与の量のターゲット材料１２０に対して生成されるＥＵＶ光の量を増加させることができる。

【0025】

図２を参照すると、例示的プロセス２００に関するフローチャート２００が示されている。プロセス２００は、図１のＥＵＶ光源１００又は任意の他のＥＵＶ光源において増幅光ビーム１１０として使用可能な放射のパルスを生成することができる。プロセス２００は、図３Ａ〜図３Ｃを参照しながら考察する。

【0026】

放射の初期パルスが生成される（２１０）。放射の修正パルスを形成するために放射の初期パルスのセクションが抽出され、放射の修正部分は第１の部分（「ペデスタル」）及び第２の部分を含む（２２０）。第１の部分及び第２の部分は、放射のない介在領域なしで時間的に接続される。

【0027】

図３Ａも参照すると、プロセス２００を実行できる例示的システム３０１のブロック図が示される。システム３０１は光源３０５を含む。光源３０５又はシステム３０１は、光源１０５の代わりにＥＵＶ光源内で使用可能である。光源３０５は、シードレーザ３０２、ゲートモジュール３０４、及び光学増幅器３０６を含む。増幅器３０６は利得媒質３０７を含む。光源３０５、ゲートモジュール３０４、増幅器３０６、及び利得媒質３０７は、ビーム経路３０９上に位置決めされ、光はその経路に沿って伝搬される。ビーム経路３０９は、ターゲット材料を含むターゲットを受け取るターゲットロケーション３３０を横切る。

【0028】

シードレーザ３０２は、例えば、増幅光ビーム３０３を生成し、ビーム３０３をゲートモジュール３０４に向かってビーム経路３０９上へと発する、炭酸ガス（ＣＯ_２）レーザとすることができる。図３Ｂは、ビーム３０３の例示的パルス形状（エネルギー対時間）を示す。図３Ｂに示されるビーム３０３のパルス形状は例示的なものであり、ビーム３０３は他のパルス形状を有することができる。再度図３Ａを参照すると、シードレーザ３０２は、例えばレーザパルスを発するマスタ発振器電力増幅器（ＭＯＰＡ）ＣＯ_２レーザとすることができる。いくつかの実装において、シードレーザ３０２は、例えばネオジムドープイットリウムアルミニウムガーネット（Ｎｄ：ＹＡＧ）レーザなどの、１ミクロン（μｍ）の波長を有する光を発するレーザとすることができる。ゲートモジュール３０４は、ビーム３０３の一部のみを通過させることができるスイッチ又はフィルタとして働く。例えばゲートモジュール３０４は、３０３のビームをパルスにカットする電気光学ゲートモジュールを含むことができる。

【0029】

いくつかの実装において、ゲートモジュール３０４は、経路３０９上に位置決めされる偏光子３０４ａ及び３０４ｂを含む。偏光子３０４ａ及び３０４ｂは、例えば、それらの伝送軸が互いに直交するように配向された場合、ゲートモジュール３０４から光が出現するのを防ぐ、直線偏光子とすることができる。この例において、偏光子３０４ａ及び３０４ｂが、互いに及びビーム３０３の偏光に対して平行なそれらの伝送軸と位置合わせされた場合、光はゲートモジュール３０４を通過する。したがって、偏光子３０４ａ及び３０４ｂの相対的な向きを制御することによって、ゲートモジュール３０４は、ビーム３０３の特定の部分を抽出するために、ビーム３０３を選択的に通過させるか又はブロックすることができる。このようにしてゲートモジュール３０４は、修正パルス３１５を形成するためにビーム３０３の一部を抽出する。加えて、ゲートモジュール３０４が、光を通過させる状態から光をブロックする状態に変化する限られた時間の量によって、修正パルス３１５の片側又は両側には少量の光の漏れが存在し得る。

【0030】

システム３０１はコントローラ３１７も含む。光源３０５は、リンク３１２を介してコントローラ３１７と通信する。コントローラ３１７は、電子プロセッサ３１８及び電子ストレージ３１９を含む。電子ストレージ３１９は、ＲＡＭなどの揮発性メモリであってよい。いくつかの実装において、電子ストレージ３１９は、不揮発性及び揮発性の両方の部分又はコンポーネントを含み得る。プロセッサ３１８は、汎用又は特定用途向けのマイクロプロセッサなどのコンピュータプログラムの実行に好適な１つ以上のプロセッサ、及び任意の種類のデジタルコンピュータのうちの任意の１つ以上のプロセッサであってよい。電子プロセッサが、読み取り専用メモリ又はランダムアクセスメモリ或いはその両方から、命令及びデータを受信する。電子プロセッサ３１８は、任意のタイプの電子プロセッサとすることができ、複数の電子プロセッサとすることができる。

【0031】

電子ストレージ３１９は、実行された場合、プロセッサ３１８を光源３０５及び／又はそのコンポーネントと通信させる恐らくはコンピュータプログラムとして、命令を記憶する。例えば命令は、ゲートモジュール３０４に光をブロック又は伝送させるために、偏光子３０４ａ及び３０４ｂを互いに関連して位置決めするようにアクチュエータを駆動する信号を生成する、命令とすることができる。言い換えれば、コントローラ３１７を、ビーム３０３の特定部分を抽出させるようにプログラミング又は設定することができる。

【0032】

図３Ｂも参照すると、シードレーザ３０２から発せられるビーム３０３及びゲートモジュール３０４から発せられる修正パルス３１５の、例示的な時間的プロファイル（強度対時間）が示されている。修正パルス３１５はビーム３０３の一部である。

【0033】

図３Ｂの例において、ビーム３０３は、およそガウス分布である時間的プロファイルを伴うレーザ光のパルスである。ビーム３０３は、修正パルス３１５を形成するためにゲートモジュール３０４へと渡される。ゲートモジュール３０４は、ビーム３０３の特定部分を選択又は抽出するように制御可能である。図３Ｂの例では、時間ｔ＝ｔ１で、ゲートモジュール３０４は光を発するように設定され、時間ｔ＝ｔ２で、ゲートモジュール３０４は光をブロックするように設定される。結果として、修正パルス３１５は、時間ｔ１からｔ２の間のビーム３０３の部分であり、時間ｔ１からｔ２の間のビーム３０３の時間的プロファイルにおよそ等しい時間プロファイルを有する。しかしながら、ゲートモジュール３０４は、限られた時間量の中で光の通過及び／又はブロックを切り替えるため、漏出光３１１が修正パルス３１５の立ち上がりエッジ（時間ｔ＝ｔ１）に存在する。漏出光３１１の量は、ゲートモジュール３０４の切り替え時間によって決定可能である。いくつかの実装において、ゲートモジュール３０４はビーム３０３を、パルス持続時間が５０〜２５０ナノ秒（ｎｓ）の急勾配（ビーム３０３のブロックからビーム３０３の通過へのほぼ即時の遷移）を伴うパルスにカットする。

【0034】

他の例において、ゲートモジュール３０４はビーム３０３の異なる部分を抽出することができる。例えばゲートモジュール３０４は、より長い持続時間を有する修正パルス３１５を生成するために、より長い時間期間、光を通過させるように活動化することができる。追加又は代替として、ゲートモジュール３０４は、図３Ｂの例で抽出される部分とは異なる時間的強度プロファイルを有するビーム３０３の部分をキャプチャするために、異なる時間に活動化することができる。ビーム３０３の特定部分を選択的にキャプチャすることで、修正パルス３１５のエネルギー又は強度を制御することができる。例えば、ビーム３０３のエネルギーがピークである間にゲートモジュール３０４を活動化することで、結果として、ビーム３０３のエネルギーがより低い間にゲートモジュール３０４を活動化することから生成される修正パルスよりも、大きなエネルギーを伴う修正パルス３１５を生じさせる。

【0035】

再度図３Ａを参照すると、修正パルス３１５は増幅器３０６に入力され、増幅器３０６は増幅された修正パルス３０８を生成する。光学増幅器３０６は利得媒質３０７を含み、これがポンピングを介してエネルギーを受け取り、エネルギーを修正パルス３１５に提供して、修正パルス３１５を増幅された修正パルス３０８に増幅する。

【0036】

修正パルス３１５の増幅量は、増幅器３０６及び利得媒質３０７の利得によって決定される。利得は、増幅器３０６が入力光ビームに提供するエネルギーの増加の量又は係数である。光学増幅器３０６は「小信号利得」及び「飽和利得」を有し、光学増幅器３０６上に入射する光ビームが見る利得は光ビームのエネルギーに依存する。相対的に低いエネルギーを有する光ビームの場合、光学増幅器３０６の利得は線形であり、すなわち利得は、入力信号のエネルギーの変動に関わらず同じである。このレジームにおける利得は「小信号利得」と呼ばれる。しかしながら、十分に大きなエネルギー又は強度の光ビームの場合、増幅器３０６は飽和状態になり得る。飽和は、増幅器によって出力される光ビームのエネルギーが入力される光ビームに比例して増加しない、非線形挙動の形である。飽和における増幅器３０６の利得は、「飽和利得」と呼ぶことができる。飽和利得は小信号利得よりも少ない可能性がある。光学増幅器３０６の小信号利得の係数は、例えば１００，０００とすることができる。いくつかの実装において、光学増幅器３０６の小信号利得の係数は、例えば１０^４から１０^７の範囲とすることができる。

【0037】

前述のように、ゲートモジュール３０４が修正パルス３１５を形成する場合、漏出光３１１は修正パルス３１５の立ち上がりエッジで存在する。漏出光３１１は、修正パルス３１５の他の部分よりも小さいエネルギーを有する。結果として、漏出光３１１は利得媒質３０７の小信号利得によって増幅可能であり、修正パルス３１５の残りの部分は飽和利得によって増幅可能である。したがって、修正パルス３１５の立ち上がりエッジでの漏出光３１１は、修正パルス３１５の残りの部分よりも大きい係数で増幅可能である。

【0038】

図３Ｃも参照すると、例示的な増幅された修正パルス３０８に関する時間的プロファイル（時間の関数としてのエネルギー）が示されている。増幅された修正パルス３０８は、第１の部分３０８ａ（「ペデスタル」）及び第２の部分３０８ｂを含む。増幅された修正パルス３０８は単一パルスであり、第１及び第２の部分３０８ａ、３０８ｂは、放射のない介在ギャップ又は領域なしに互いに時間的に接続される。

【0039】

第１の部分３０８ａは、漏出光３１１の増幅から形成される。第１の部分３０８ａはペデスタル持続時間３１３を有する。ペデスタル持続時間３１３は、修正パルス３０８の開始（ｔ＝ｔ４）から第２の部分３０８ｂの始め（ｔ＝ｔ４）の間の時間の長さである。第１の部分３０８ａはペデスタルレベル３１４も有する。ペデスタルレベル３１４は、持続時間３１３にわたる第１の部分３０８ａの最大エネルギー又は最大電力である。図３Ｃの例は、ペデスタルレベル３１４が第２の部分３０８ｂの始めに直接隣接しているように示しているが、レベル３１４は持続時間３１３中のいずれの時点でも発生可能である。第２の部分３０８ｂは、ターゲット内のターゲット材料を、ＥＵＶ光を発するプラズマに変換するのに十分なピークエネルギー３１６を有する。

【0040】

図４を参照すると、例示的プロセス４００のフローチャートが示されている。プロセス４００は、ＥＵＶ光を生成するために使用可能であり、例えばＥＵＶ光源１００及びシステム３０１と共に実行可能である。

【0041】

プロセス４００は、時間期間５０１にわたって例示的ターゲットロケーション５３０を示す図５Ａ〜図５Ｃを参照しながら考察する。図５Ａは、時間期間５０１にわたってターゲット材料が放射のパルス５０８と相互作用する際の、ターゲット材料の幾何分布における変化を示す。図５Ｂは、放射のパルス５０８の時間的プロファイルである。放射のパルス５０８は、時間的に接続されたペデスタル５０８ａ及び第２の部分５０８ｂを含む。ターゲット５２１は修正ターゲット５２４を形成するためにペデスタル５０８ａと相互作用し、第２の部分５０８ｂは、修正ターゲット５２４内のターゲット材料をＥＵＶ光５５０を発するプラズマに変換するために修正ターゲット５２４を照射する。図５Ｃは、時間期間５０１中のターゲットロケーション５３０内での、ペデスタル５０８ａ及び第２の部分５０８ｂの例示的ビーム幅を示す。示された例において、ペデスタル５０８ａはターゲットロケーション５３０内で５１１のビーム幅を有する。

【0042】

再度図４を参照すると、ターゲット５２１はターゲットロケーション５３０に提供される（４１０）。ターゲットロケーション５３０は、ターゲット材料の分布と、この例では放射のパルス５０８である増幅光ビームとを受け取る、空間内の領域である。ターゲットロケーション５３０は、ターゲットロケーション１３０（図１）又はターゲットロケーション３３０（図３Ａ）と同様とすることができる。

【0043】

ターゲット５２１は、イオン化されていないターゲット材料（プラズマでない材料）の幾何分布である。ターゲット５２１は、例えば液体又は溶融金属のディスク、液体又は溶融金属の液滴、空隙又は大幅なギャップを有さないターゲット材料の連続区分、ミクロ又はナノ粒子のミスト、或いは原子蒸気雲とすることができる。ターゲット５２１のサイズは、第１の方向「ｘ」に沿った範囲５２２と、第１の方向に対して垂直の第２の方向「ｚ」の範囲５２３とによって特徴付けられる。範囲５２３は、放射のパルス５０８の伝搬方向５１２に平行である。

【0044】

いくつかの実装において、ターゲット５２１は、範囲５２２が範囲５２３よりも大きい拡張ターゲットである。例えば範囲５２２は２２０マイクロメートル（μｍ）であり得、範囲５２３は３７０ナノメートル（ｎｍ）であり得る。別の例において、範囲５２２は３００μｍであり得、範囲５２３は２００ｎｍであり得る。範囲５２２及び５２３は、これらの例示的値よりも大きい、小さい、又はその間とすることもできる。例えば範囲５２２は、３０μｍから５００μｍの間とすることができる。範囲５２３は３０μｍから５０ｎｍの間であって、範囲５２３は、ターゲット５２１がない場合に範囲の上端（例えば３０μｍ）であり、ターゲット５２１が伝搬方向５１２に対して平行な方向に平坦である場合に範囲の下端（例えば５０ｎｍ）である、値を有することができる。

【0045】

ターゲット５２１を空間的に拡張することで、生成されるＥＵＶ光の量を増加させることができる。第１に、範囲５２２は範囲５２３よりも大きいため、拡張されたターゲットは、伝搬方向５１２に対して垂直の方向に、相対的に大きな区域を放射のパルス５０８に提示する。これにより、ターゲット５２１内のより多くのターゲット材料が増幅光ビームに露光される。加えて、拡張されたターゲットは、伝搬方向５１２に沿って相対的に小さな範囲を有する可能性があるため、放射のパルス５０８がターゲット内部のより深くまで達し、ターゲット材料のより高い部分をプラズマに変換することができる。

【0046】

第２に、ターゲットの拡張によってターゲット材料が空間的に広げられることにより、第２の部分５０８ｂによるプラズマの加熱中、過度に高い材料密度の領域が発生するのを最小限にする。放射によって照射される領域全体にわたってプラズマ密度が高い場合、放射の吸収は、放射を最初に受信する領域の部分に限定することができる。ターゲット材料表面を蒸発及び加熱するプロセスを、第２の部分５０８ｂの限られた持続時間中、有意味な量のバルクターゲット材料を利用する（蒸発させる）だけの十分に長い時間維持するためには、この初期の吸収によって生成される熱がバルクターゲット材料から遠すぎる可能性がある。領域が高電子密度を有する場合、光パルスは、光パルスが反射されるほど電子密度が高い「臨界面」に達する前に領域内部にほんのわずか浸透する。光パルスは領域のそれらの部分内に入ることはできず、それらの領域内のターゲット材料からはわずかなＥＵＶ光が生成される。高プラズマ密度の領域は、ＥＵＶ光を発する領域の部分から発せられるＥＵＶ光をブロックすることもできる。したがって、領域から発せられるＥＵＶ光の総量は、領域に高プラズマ密度の部分がない場合よりも少ない。したがって、拡張ターゲットを使用することで、結果として、第２の部分５０８ｂは反射される前により多くのターゲット材料に達することになり得る。これにより、実質的に生成されるＥＵＶ光の量を増加させることができる。

【0047】

空間的に拡張されたターゲット５２１を採用するいくつかの実装において、また図６Ａ及び図６Ｂを参照すると、ターゲットは、プレパルス６１２をターゲット材料液滴６２０と相互作用させることによって、ターゲットロケーション５３０に達する以前に空間的に拡張されたターゲット材料の分布である、事前拡張ターゲット６２１である。ターゲット材料液滴６２０は、例えば、ターゲット材料供給システム１１５（図１）などのシステムから放出される溶融金属の液滴ストリームの一部である、直径が１７〜３５μｍの溶融金属の液滴とすることができる。液滴６２０に対する第１のプレパルス６１２の衝撃力は、液滴６２０をディスクに近い形状に変形させ、約１〜３マイクロ秒（μｓ）後にディスク形の溶融金属片に拡張する。

【0048】

プレパルス６１２は持続時間６１４を有し、放射のパルス５０８から遅延時間６１３だけ時間的に離れ、プレパルス６１２は放射のパルス５０８の前に発生する。持続時間６１４は、フット間持続時間又は半値全幅（ＦＷＨＭ）などの好適な測定基準を使用して測定可能である。持続時間６１４は、例えば２０〜７０ｎｓ、１ｎｓ未満、３００ピコ秒（ｐｓ）又はそれ以下、１００ｐｓ又はそれ以下、１００〜３００ｐｓ、或いは１０〜１００ｐｓとすることができる。プレパルス６１２の波長は、例えば１．０６μｍ又は１０．６μｍとすることができる。プレパルス６１２は、例えば３〜６０ミリジュール（ｍＪ）のエネルギーを有することができる。プレパルス６１２は、放射のパルス５０８を生成する光源と同一の２次光源によって、又は放射のパルス５０８を生成する光源から離れており、その光源とは異なる光源によって、生成可能である。

【0049】

プレパルスを用いて拡張ターゲットを生成する例は、拡張ターゲットを提供する１つの方法である。しかしながらターゲット５２１が拡張ターゲットである実装は、他の技法を含むことができる。例えば、ターゲット５２１は、プレパルスとの相互作用なしで、ターゲット材料供給システム（図１のシステム１１５など）からターゲットロケーション５３０へ落ちる過程で拡張することができる。別の例において、ターゲット５２１は、ターゲットロケーションに達する以前に形成される事前成形ターゲット又は機械加工ターゲットとすることができる。いくつかの実装において、ターゲット５２１は拡張ターゲットではない。

【0050】

再度図４を参照すると、放射のパルス５０８は、修正ターゲット５２４を形成するためにターゲット５２１に向けて誘導される（４２０）。放射のパルス５０８は、図２及び図３Ａ〜図３Ｃに関して上記で論じたプロセス２００によって形成可能である。

【0051】

放射のパルス５０８は、第１の部分５０８ａ（「ペデスタル」）と、第１の部分５０８ａの後にターゲットロケーション５３０に達する第２の部分５０８ｂとを含む。放射のパルス５０８は単一パルスであり、第１の部分５０８ａと第２の部分５０８ｂとの間にギャップ又は時間的分離はない。第１の部分５０８ａは、持続時間５１３及びレベル５１４を有する。持続時間５１３は、放射のパルス５０８の始めから第２の部分５０８ｂの始めまでの時間量である。磁束時間は、例えば１０〜１５０ｎｓとすることができる。ペデスタル５０８ａのエネルギーは、持続時間５１３にわたって変化する可能性がある。レベル５１４は、ペデスタル５０８ａの最大又は平均エネルギーである。レベル５１４は、例えば１〜４ｍＪとすることができる。いくつかの例において、レベル５１４は、第２の部分５０８ｂのピーク（最大）エネルギー５１６のパーセンテージとして表される。例えばレベル５１４は、第２の部分５０８ｂのピークエネルギー５１６の１〜１０％とすることができる。

【0052】

図３Ａに関して論じたように、ペデスタルレベル５１４及び持続時間５１３は、ゲートモジュール３０４の選択的な活動化を介してペデスタル５０８ａが生成される時に設定される。ペデスタルの持続時間５１３及びレベル５１４に関する最適な値は、ターゲット５２１の空間的特性に依存する。例えばターゲット５２１は、約２００μｍから２２０μｍの間の範囲５２２、及び約４００μｍから３７０ｎｍの間の範囲５２３を伴う、相対的に厚いターゲットとすることができる。いくつかの実装において、厚いターゲットは３５０ｎｍよりも大きい範囲５２３を有し、薄いターゲットは２００ｎｍよりも小さい範囲５２３を有する。相対的に厚いターゲットの場合、ペデスタルレベル５１４が減少するにつれて生成されるＥＵＶ光の量は増加する。こうしたターゲットの場合、ペデスタル５０８ａの持続時間５１３は、例えば１５０ｎｓ又はそれ以下に設定可能であり、ペデスタルレベル５１４は、１〜３ｍＪのエネルギーを有するように設定可能である。別の例において、ターゲット５２１は、範囲５２２が３００μｍであり、範囲５２３が２００ｎｍである、相対的に薄いターゲットとすることができる。この例では、ペデスタルレベル５１４は５ｍＪに設定可能であり、持続時間５１３は５０〜１５０ｎｍとすることができる。この例では、レベル５１４は第２の部分５０８ｂの最大エネルギーの約１％とすることができる。

【0053】

再度図４を参照すると、ペデスタル５０８ａは、修正ターゲット５２４を形成するためにターゲット５２１と相互作用する（４３０）。ペデスタル５０８ａは、修正ターゲット５２４を形成するためにターゲット５２１に当たる。修正ターゲット５２４は多くの形を取ることができる。例えば修正ターゲット５２４は、バルクターゲット材料に空間的に近く、ペデスタル５０８ａが修正ターゲット５２４内の金属と相互作用する際に形成される、プレプラズマとすることができる。プレプラズマは、入射光の吸収を高めるために使用されるプラズマである。プレプラズマは、いくつかのインスタンスにおいて少量のＥＵＶ光を発することができるが、発せられるＥＵＶ光は、修正ターゲット５２４内のターゲット材料をプラズマに変換することによって発せられる波長又は量ではない。いくつかの実装において、修正ターゲット５２４は、フラグメントの塊又はターゲット材料のミストである。ターゲット５２１と相互作用するペデスタル５０８ａの力が、ターゲット５２１のすべて又は一部を分裂させ、フラグメントのミスト又は塊を形成することができる。

【0054】

修正ターゲット５２４は、ターゲット５２１とは異なる性質を有する。例えば修正ターゲット５２４の密度は、ターゲット５２１のそれとは異なることが可能である。修正ターゲット５２４のうちの少なくとも一部の密度は、ターゲット５２１の密度よりも低いことが可能である。追加又は代替として、修正ターゲット５２４の幾何分布は、ターゲット５２１のそれとは異なることが可能である。例えば修正ターゲット５２４は、１つ以上の寸法において、ターゲット５２１よりも大きいことが可能である。

【0055】

放射のパルス５０８の第２の部分５０８ｂは、ＥＵＶ光５５０を生成するために修正ターゲット５２４と相互作用する（４４０）。第２の部分５０８ｂは、修正ターゲット５２４内のターゲット材料を、ＥＵＶ光を発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。

【0056】

図７、図９、及び図１０Ａ〜図１０Ｄは、ターゲットとペデスタルを含む放射のパルスとを相互作用させた結果生じる例示的な測定されたデータを示し、図８は、ペデスタルを含む例示的な測定された放射のパルスを示す。

【0057】

図７を参照すると、プロット７００は、３００μｍの直径及び２００ｎｍの厚みを有するターゲットに関する、ＥＵＶパワーとペデスタルレベルとの間で測定された関係の例を示す。直径は、放射の照射ビームの伝搬方向に対して垂直な方向に沿って測定され、厚みは、伝搬方向に対して平行な方向に沿って測定される。

【0058】

上記で論じたように、最適なペデスタルレベルはターゲットの特徴に依存し得る。図７に示される例において、ターゲットは２００ｎｍの厚みを有し、ＥＵＶパワーはペデスタルレベルが変化した時に測定された。生成されたＥＵＶパワーは、放射のパルスの加熱部分のピーク強度の１〜２％の間のペデスタルレベルについて最高であった。放射のパルスの加熱部分は、第２の部分５０８ｂなどの、ターゲット材料をプラズマに変換するのに十分なエネルギーを有するパルスの一部である。図７に示される例では、最適なペデスタルレベル（最高のＥＵＶを生成したレベル）は約４ｍＪであった。

【0059】

図８を参照すると、プロット８００は、ペデスタル８０４ａ及び第２の部分８０４ｂを含むＣＯ_２レーザパルス８０４の例示的な測定された波形を示す。ペデスタル８０４ａはターゲット（図示せず）を調整し、図２に関して考察したプロセス２００などのプロセスによって生成可能である。例示的パルス８０４は、直径３５０μｍから３５μｍの溶融スズの液滴に拡張されたターゲットについて最適化される。図７の例に比べて、図８の例のターゲットはより大きな直径を有する。このターゲットの場合、最適なペデスタルレベルは図８に示されるようにより大きい。最適なペデスタルレベルは第２の部分８０４ｂのピークパワーの３％であり、ペデスタルレベルは１０ｍＪであり、持続時間は１００ｎｓであった。

【0060】

図９を参照すると、プロット９００は、例示的な測定された変換効率（ＣＥ）をターゲット直径の関数として示す。ターゲット直径は、放射の照射ビームの伝搬方向に対して垂直な方向に沿った、拡張ターゲットの直径である。図に示されるように、ＣＥは、拡張ターゲットの直径が３００μｍより大きい時、３．５％より大きいか又は等しい。

【0061】

図１０Ａ〜図１０Ｄを参照すると、主パルスの到達時点に関して、様々な時点での拡張ターゲット１０２１の例示的な測定されたシャドーグラフが示されている。ターゲット１０２１は、方向「ｘ」に平行な方向に沿った範囲１０２２と、方向「ｚ」に平行な範囲１０２３とを伴う、拡張ターゲットである。範囲１０２２は方向「ｚ」に対して垂直であり、範囲１０２２は範囲１０２３よりも大きい。

【0062】

ターゲット１０２１は、「ｚ」方向に平行な方向で伝搬する放射のパルス（図示せず）を受信するターゲットロケーション内にある。放射のパルスは、ペデスタルと、ペデスタル後にターゲットロケーションに到達する第２の部分（又は主パルス）とを含む。放射のパルスの第２の部分は、拡張ターゲット内のターゲット材料をＥＵＶ光を発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。

【0063】

図１０Ａは、放射のパルスの第２の部分の始めより２００ｎｓ前の時点での、拡張前ターゲット１０２１を示す。図１０Ｂは、第２の部分の始めより０〜５０ｎｓ前の時点で、ペデスタルがターゲット１０２１と相互作用している間のターゲット１０２１を示す。ペデスタルとターゲット１０２１との間の相互作用が、ターゲット１０２１の近くに低密度プルーム１００５を形成する。ペデスタルは、ターゲット１０２１に対して２つの修正を行うことができる。第１にペデスタルは、低密度プルーム１００５を生成することによって、ターゲット１０２１の横及び／又は縦の密度プロファイルの均質化を生じさせることができる。これによってターゲット密度を局所的により均一にすることが可能であり、結果として局所的に平滑化されたターゲットを生じさせる。第２に、ペデスタルとターゲット１０２１との間の相互作用は、放射の入射線（方向「ｚ」）に沿った、より緩やかなプラズマ密度スケール長を形成する。緩やかなプラズマ密度スケール長は、図１０Ｂのプルーム１００５に示されている。拡張ターゲットの相対的に均一な密度プロファイルは、主パルスをより効率的にターゲットに浸透させ、ターゲット材料のより高い部分と相互作用し、ターゲット材料のより高い部分をプラズマに変換することができる。したがって、変換効率（ＣＥ）はより高くなり得る。緩やかなプラズマ密度プロファイルは、結果として、より多くのターゲット材料の原子又は粒子を含む、より大きなプラズマ容積を生じさせることができる。これが、より長いプラズマスケール長によるより高い放射吸収、及びより多くのＥＵＶ光につながり得る。更に、緩やかなプラズマ密度プロファイルは、結果としてあまり反射しない表面を生じさせ、主パルスを生成した光源内への主パルスの逆反射を減少させることができる。

【0064】

図１０Ｃは、主パルスが衝突し、ターゲット内のターゲット材料がプラズマ及びＥＵＶ光に変換されている間の、ターゲット１０２１を示す。図１０Ｄは、主パルスが到達した２００ｎｓ後に残っているポストプルームを示す。

【0065】

図１１及び図１２は、ペデスタルを含む放射のパルスを生成することが可能なシステムに関する追加の情報を提供する。

【0066】

図１１を参照すると、例示的な光学イメージングシステム１１００の上面図が示されている。光学イメージングシステム１１００は、ＥＵＶ光１１５０をリソグラフィツール１１７０に提供する、ＬＰＰ ＥＵＶ光源１１０２を含む。光源１１０２は、図１の光源１００と同様であること、及び／又はそのコンポーネントのうちのいくつか又はすべてを含むことが可能である。

【0067】

システム１１００は、ドライブレーザシステム１１０５などの光源、光学素子１１２２、プレパルス源１１４３、集束アセンブリ１１４２、及び真空チャンバ１１４０を含む。ドライブレーザシステム１１０５は、増幅光ビーム１１１０を生成する。増幅光ビーム１１１０は、例えば前述の放射のパルス３０８及び５０８と同様に、ペデスタル部分及び第２の部分を含む。増幅光ビーム１１１０は、ターゲット１１２０内のターゲット材料を、ＥＵＶ光を発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。前述のターゲットのいずれもターゲット１１２０として使用可能である。

【0068】

プレパルス源１１４３は、放射のパルス１１１７を発する。放射のパルスは、プレパルス８０６（図８Ａ〜図８Ｃ、図１０）として、或いはプレパルス８０６及び／又は８０７（図９Ａ〜図９Ｃ）として使用可能である。プレパルス源１１４３は、例えば５０ｋＨｚの繰り返し率で動作するＱスイッチＮｄ：ＹＡＧレーザとすることが可能であり、放射のパルス１１１７は、１．０６μｍの波長を有するＮｄ：ＹＡＧレーザからのパルスとすることができる。プレパルス源１１４３の繰り返し率は、プレパルス源１１４３がどれだけの頻度で放射のパルスを生成するかを示す。プレパルス源１１４３が５０ｋＨｚの繰り返し率を有する例では、２０マイクロ秒（μｓ）ごとに放射のパルス１１１７が発せられる。

【0069】

他の光源をプレパルス源１１４３として使用することができる。例えばプレパルス源１１４３は、エルビウム添加ファイバ（Ｅｒ：ｇｌａｓｓ）レーザなどの、Ｎｄ：ＹＡＧ以外の任意の希土類添加固体レーザとすることができる。別の例では、プレパルス源は、１０．６μｍの波長を有するパルスを生成する炭酸ガスレーザとすることができる。プレパルス源１１４３は、前述のプレパルスに使用されたエネルギー及び波長を有する光パルスを生成する、任意の他の放射又は光源とすることができる。

【0070】

光学素子１１２２は、増幅光ビーム１１１０とプレパルス源１１４３からの放射のパルス１１１７を、チャンバ１１４０に誘導する。光学素子１１２２は、増幅光ビーム１１１０及び放射のパルス１１１７を同様の又は同じ経路に沿って誘導可能な、任意の素子である。図１１に示された例では、光学素子１１２２は、増幅光ビーム１１１０を受信し、これをチャンバ１１４０に向けて反射する、二色性ビームスプリッタである。光学素子１１２２は、放射のパルス１１１７を受信し、パルスをチャンバ１１４０に向けて送信する。二色性ビームスプリッタは、増幅光ビーム１１１０の波長を反射し、放射のパルス１１１７の波長を送信する、コーティングを有する。二色性ビームスプリッタは、例えばダイヤモンドで作ることができる。

【0071】

他の実装において、光学素子１１２２は、アパーチャ（図示せず）を画定するミラーである。この実装において、増幅光ビーム１１１０はミラー面から反射されてチャンバ１１４０に向かって誘導され、放射のパルスはアパーチャを通過してチャンバ１１４０に向かって伝搬される。

【0072】

更に他の実装において、増幅光ビーム１１１０及びプレパルス１１１７を、それらの波長に従って異なる角度に分離するために、くさび形光学系（例えばプリズム）を使用することができる。くさび形光学系は、光学素子１１２２に加えて使用するか、又は光学素子１１２２として使用することができる。くさび形光学系は、集束アセンブリ１１４２のすぐ上流（「−ｚ」方向）に位置決めすることができる。

【0073】

加えて、パルス１１１７は、他の方法でチャンバ１１４０に送達することができる。例えばパルス１１１７は、光学素子１１２２又は他の誘導素子を使用せずに、パルス１１１７をチャンバ１１４０及び／又は集束アセンブリ１１４２へと送達する光ファイバを介して移動することができる。これらの実装において、ファイバは、チャンバ１１４０の壁に形成された開口部を介して、放射のパルス１１１７をチャンバ１１４０の内部へと直接運ぶ。

【0074】

増幅光ビーム１１１０は、光学素子１１２２から反射され、集束アセンブリ１１４２を介して伝搬する。集束アセンブリ１１４２は、ターゲットロケーション１１３０と一致するか又はしない場合のある焦点面１１４６で、増幅光ビーム１１１０を収束させる。放射のパルス１１１７は光学素子１１２２を通過し、集束アセンブリ１１４２を介してチャンバ１１４０へと誘導される。増幅光ビーム１１１０及び放射のパルス１１１７は、チャンバ１１４０内で「ｘ」方向に沿って異なるロケーションに誘導され、異なる時点でチャンバ１１４０に到達する。

【0075】

図１１に示される例では、単一のブロックがプレパルス源１１４３を表している。しかしながら、プレパルス源１１４３は単一の光源又は複数の光源とすることができる。例えば、２つの別々の光源を使用して複数のプレパルス（図９Ａ〜図９Ｃのプレパルス９０６及び９０７など）を生成することができる。２つの別々の光源は、異なる波長及びエネルギーを有する放射のパルスを生成する、異なるタイプの光源とすることができる。例えばプレパルスのうちの一方は１０．６μｍの波長を有し、ＣＯ_２レーザによって生成することが可能であり、他方のプレパルスは１．０６μｍの波長を有し、希土類添加固体レーザによって生成することが可能である。

【0076】

いくつかの実装において、プレパルス１１１７及び増幅光ビーム１１１０は同じ光源によって生成可能である。例えば放射のプレパルス１１１７は、ドライブレーザシステム１１０５によって生成可能である。この例では、ドライブレーザシステムは２つのＣＯ_２シードレーザサブシステム及び１つの増幅器を含むことができる。シードレーザサブシステムのうちの一方は、１０．２６μｍの波長を有する増幅光ビームを生成可能であり、他方のシードレーザサブシステムは、１０．５９μｍの波長を有する増幅光ビームを生成可能である。これら２つの波長は、ＣＯ_２レーザの異なるラインから生じることが可能である。他の例では、ＣＯ_２レーザの他のラインを使用して、２つの増幅光ビームを生成することができる。２つのシードレーザサブシステムからの増幅光ビームは、いずれも同じ電力増幅器チェーン内で増幅された後、チャンバ１１４０内の異なるロケーションに達するように角度分散される。１０．２６μｍの波長を伴う増幅光ビームをプレパルス１１１７として使用可能であり、１０．５９μｍの波長を伴う増幅光ビームを増幅光ビーム１１１０として使用可能である。図９Ａ〜図９Ｃの例などの複数のプレパルスを採用する実装において、３つのシードレーザが使用可能であり、そのうちの１つは、増幅光ビーム１１１０、第１のプレパルス、及び第２の別のプレパルスの各々を生成するために使用される。

【0077】

増幅光ビーム１１１０及び放射のプレパルス１１１７は、すべて同じ光学増幅器内で増幅することができる。例えば、増幅光ビーム１１１０及びプレパルス１１１７を増幅するために、３つ又はそれ以上の電力増幅器を使用することができる。

【0078】

図１２を参照すると、いくつかの実装において、極端紫外光システム１００は、真空チャンバ１２００、１つ以上のコントローラ１２８０、１つ以上の作動システム１２８１、及びガイドレーザ１２８２などの、他のコンポーネントを含むシステムの一部である。

【0079】

真空チャンバ１２００は単一のユニタリ構造とするか、又は特定のコンポーネントを収容する別々のサブチャンバを用いてセットアップすることができる。真空チャンバ１２００は、真空ポンプによって空気又は他のガスが除去され、結果としてチャンバ１２００内に低圧環境が生じる、少なくとも部分的に剛性のエンクロージャである。チャンバ１２００の壁は、真空使用に好適な任意の好適な金属又は合金で作ることができる（低圧に耐えることができる）。

【0080】

ターゲット材料送達システム１１５は、ターゲット材料１２０をターゲットロケーション１３０に送達する。ターゲットロケーションのターゲット材料１２０は、液滴、液体ストリーム、固体の粒子又はクラスタ、液滴内に含まれる固体の粒子、又は液体ストリーム内に含まれる固体の粒子の形とすることができる。ターゲット材料１２０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た場合、ＥＵＶ領域内に輝線を有する任意の材料を含むことができる。例えば、元素スズは、純粋なスズ（Ｓｎ）として、例えばＳｎＢｒ_４、ＳｎＢｒ_２、ＳｎＨ_４などのスズ化合物として、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み合わせなどのスズ合金として、使用することができる。ターゲット材料１２０は、スズなどの上記元素のうちの１つでコーティングされたワイヤを含むことができる。ターゲット材料１２０が固体の場合、輪、球体、又は立方体などの任意の好適な形状を有することができる。ターゲット材料１２０は、ターゲット材料送達システム１１５によって、チャンバ１２００の内部及びターゲットロケーション１３０に送達することができる。ターゲットロケーション１３０は照射サイトとも呼ばれ、プラズマを生成するためにターゲット材料１２０が光学的に増幅光ビーム１１０と相互作用する場所である。

【0081】

ドライブレーザシステム１０５は、１つ以上の主パルス、及びいくつかのケースでは１つ以上のプレパルスを提供するための、１つ以上の光学増幅器、レーザ、及び／又はランプを含むことができる。各光学増幅器は、所望の波長を高利得で光学的に増幅することが可能な利得媒質、励振源、及び内部光学系を含む。光学増幅器は、レーザミラー、又はレーザキャビティを形成する他のフィードバックデバイスを有するか、又は有さなくてもよい。したがってドライブレーザシステム１０５は、たとえレーザキャビティがない場合であっても、レーザ増幅器の利得媒質内の反転分布によって、増幅光ビーム１１０を生成する。更にドライブレーザシステム１０５は、十分なフィードバックをドライブレーザシステム１０５に提供するためのレーザキャビティがある場合、コヒーレントレーザビームである増幅光ビーム１１０を生成することができる。「増幅光ビーム」という用語は、単に増幅されるが必ずしもコヒーレントレーザ発振ではない、ドライブレーザシステム１０５からの光、及び、増幅され、コヒーレントレーザ発振でもある、ドライブレーザシステム１０５からの光のうちの、１つ以上を包含する。

【0082】

ドライブレーザシステム１０５内の光学増幅器は、ＣＯ_２を含む充填ガスを利得媒質として含むことが可能であり、１０００より大きいか又は等しい利得で約９１００ｎｍから約１１０００ｎｍの間の、特に約１０６００ｎｍの波長で光を増幅することが可能である。ドライブレーザシステム１０５内で使用するのに好適な増幅器及びレーザは、例えばＤＣ又はＲＦ励起状態で、約９３００ｎｍ又は約１０６００ｎｍの放射を生成し、例えば１０ｋＷ又はそれ以上の相対的に高い電力、及び例えば５０ｋＨｚ又はそれ以上の高いパルス繰り返し率で動作する、例えばパルス状の、ガス放電ＣＯ_２レーザデバイスなどの、パルスレーザデバイスを含むことができる。ドライブレーザシステム１０５内の光学増幅器は、より高い電力でドライブレーザシステム１０５を動作させる場合に使用可能な、水などの冷却システムも含むことができる。

【0083】

集光器１５５は、増幅光ビーム１１０が通過して焦点領域１４５に到達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１２５５とすることができる。集光ミラー１２５５は、例えば、ターゲットロケーション１３０又は焦点領域１４５に第１の焦点を有し、ＥＵＶ光１６０が極端紫外光システムから出力され得、光学装置１６５に入力され得る、中間ロケーション１２６１（中間焦点とも呼ばれる）に第２の焦点を有する、楕円面ミラーとすることができる。

【0084】

１つ以上のコントローラ１２８０が、例えば液滴位置検出フィードバックシステム、レーザ制御システム、及びビーム制御システムなどの１つ以上の作動システム又は診断システムと、１つ以上のターゲット又は液滴結像装置に接続される。ターゲット結像装置は、例えばターゲットロケーション１３０に対する液滴の位置を示す出力を提供し、この出力を液滴位置検出フィードバックシステムに提供し、このシステムは、例えば液滴の位置及び軌跡を計算することが可能であり、これを基に液滴ごと又は平均のいずれかで液滴位置の誤差を算出することが可能である。したがって液滴位置検出フィードバックシステムは、液滴位置誤差をコントローラ１２８０への入力として提供する。したがってコントローラ１２８０は、例えばレーザタイミング回路を制御するために使用可能なレーザ制御システムに、並びに／或いは、チャンバ１２００内のビーム焦点スポットのロケーション及び／又は焦点パワーを変更するために、ビーム位相システムの増幅光ビームの位置及び成形を制御するためのビーム制御システムに、レーザの位置、方向、及びタイミングの訂正信号を提供することができる。

【0085】

ターゲット材料送達システム１１５は、コントローラ１２８０からの信号に応答して、所望のターゲットロケーション１３０に到達する液滴における誤差を訂正するために、例えば内部送達メカニズムによって放出される際の液滴の放出ポイントを修正するように動作可能な、ターゲット材料送達制御システムを含む。

【0086】

加えて極端紫外光システムは、限定はしないが、パルスエネルギー、波長の関数としてのエネルギー分布、波長の特定帯域内のエネルギー、波長の特定帯域外のエネルギー、並びに、ＥＵＶ強度及び／又は平均パワーの角度分布を含む、１つ以上のＥＵＶ光パラメータを測定する、光源検出器を含むことができる。光源検出器は、コントローラ１２８０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、例えば、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液滴を適切に遮断するために、レーザパルスのタイミング及び焦点などのパラメータにおける誤差を示すことができる。

【0087】

いくつかの実装において、ドライブレーザシステム１０５は、複数段階の増幅を伴い、例えば１００ｋＨｚ動作が可能な低エネルギー及び高繰り返し率のＱスイッチマスタ発振器（ＭＯ）によって開始されるシードパルスを有する、マスタ発振器／電力増幅器（ＭＯＰＡ）構成を有する。ＭＯから、例えばＲＦ励起高速軸流のＣＯ_２増幅器を使用して、ビーム経路に沿って移動する増幅光ビーム１１０を生成するために、レーザパルスを増幅することができる。

【0088】

３つの光学増幅器が使用可能であるが、この実装では、わずか１つの増幅器及び３つより多くの増幅器を使用することも可能である。いくつかの実装において、ＣＯ_２増幅器の各々を、内部ミラーによって折り畳まれる１０メートル増幅器長さを有するＲＦ励起軸流ＣＯ_２レーザキューブとすることができる。

【0089】

照射サイトで、増幅光ビーム１１０は、ターゲット材料１２０の組成物に応じてある特性を有するプラズマを作成するために使用される。これらの特性は、プラズマによって生成されるＥＵＶ光１６０の波長、並びにプラズマから放出されるデブリの種類及び量を含むことができる。増幅光ビーム１１０はターゲット材料１２０を蒸発させ、蒸発したターゲット材料を、イオンを残して電子が発散される臨界温度（プラズマ状態）まで加熱し、更にイオンは、極端紫外領域内の波長を有する光子を放出し始めるまで加熱される。

【0090】

以上、いくつかの実装について説明してきた。しかしながら、他の実装が下記の特許請求の範囲内にある。

【0091】

ビーム経路３０９（図３Ａ）を線形経路として例示したが、任意の形を取ることができる。加えて光源３０５は、経路３０９に沿って光を導くために、レンズ及び／又はミラーなどの他のコンポーネントを含むことができる。光学増幅器３０６（図３Ａ）は単一段階として示されているが、他の実装では、光学増幅器３０６は複数の増幅器のチェーンとすることができる。増幅器のチェーンは１つ以上の前置増幅器及び１つ以上の段階の電力増幅器を含むことができる。

【図1】

【図2】

【図3A】

【図3B】

【図3C】

【図4】

【図5A】

【図5B】

【図5C】

【図6A】

【図6B】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10A】

【図10B】

【図10C】

【図10D】

【図11】

【図12】