(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2024-05-31
(54)【発明の名称】高圧レーザー維持プラズマランプの製造方法
(51)【国際特許分類】
H01J 63/08 20060101AFI20240524BHJP
【ＦＩ】
H01J63/08
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2023555424
(86)(22)【出願日】2022-06-13
(85)【翻訳文提出日】2023-09-08
(86)【国際出願番号】 US2022033314
(87)【国際公開番号】W WO2022266021
(87)【国際公開日】2022-12-22
(31)【優先権主張番号】63/211,003
(32)【優先日】2021-06-16
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(31)【優先権主張番号】17/837,889
(32)【優先日】2022-06-10
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】500049141
【氏名又は名称】ケーエルエー コーポレイション
(74)【代理人】
【識別番号】110001210
【氏名又は名称】弁理士法人ＹＫＩ国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】ワン マーク エス
(72)【発明者】
【氏名】ウィッテンバーグ ジョシュア
(57)【要約】
高圧プラズマランプを形成する方法は、ランプ電球を設けるステップを含んでいる。ランプ電球は上部チャンネル及び下部チャンネルを含んでいる。本方法は上部電極素子をランプ電球の上部チャンネルに挿入するステップを含んでいる。本方法は下部電極素子に取り付けられたガラス管状構造を提供するステップを含んでいる。本方法はランプ電球の下部チャネルを介してランプ電球に液化ガスを充填するステップを含んでいる。本方法は下部電極素子及びガラス管状構造を下部チャネルに挿入するステップを含んでいる。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
高圧プラズマランプを形成する方法であって、上部チャネルと下部チャネルを含むランプ電球を設けるステップと、
前記ランプ電球の前記上部チャンネルに上部電極素子を挿入するステップと、
下部電極素子に取り付けられたガラス管状構造を設けるステップと、
前記ランプ電球の下部チャネルを介してランプ電球に液化ガスを充填するステップと、
前記下部電極素子及び前記ガラス管状構造を下部チャネルに挿入するステップを含む方法。
【請求項2】
前記下部チャネルを加熱して前記下部チャネルの内壁と前記ガラス管状構造の外壁の間を密封するステップを更に含んでいる、請求項１に記載の方法。
【請求項3】
前記ガラス管状構造が前記ランプ電球と同一の材料から形成されている、請求項１に記載の方法。
【請求項4】
前記ガラス管状構造及び前記ランプ電球が溶融シリカガラス材料から形成されている、請求項３に記載の方法。
【請求項5】
前記液化ガスがＸｅ、Ａｒ、Ｎｅ、Ｋｒ、Ｈｅ、Ｎ２、Ｈ２Ｏ、Ｏ２、Ｈ２、Ｄ２、Ｆ２、ＳＦ６のうち少なくとも一つ、又はＸｅ、Ａｒ、Ｎｅ、Ｋｒ、Ｈｅ、Ｎ２、Ｈ２Ｏ、Ｏ２、Ｈ２、Ｄ２、Ｆ２、又はＳＦ６のうち二つ以上の混合物を含んでいる、請求項１に記載の方法。
【請求項6】
前記上部電極素子が陽極を含み、前記下部電極素子が陰極を含んでいる、請求項１に記載の方法。
【請求項7】
前記上部電極素子及び前記下部電極素子が、前記ランプ電球内でプラズマ生成を開始すべく構成されている、請求項６に記載の方法。
【請求項8】
高圧プラズマランプを形成する方法であって、上部チャネルと下部チャネルを含むランプ電球を設けるステップと、
前記ランプ電球の上部チャンネルの終端を密封するステップと、
ガラス円筒構造を設けるステップと、
前記ランプ電球の前記下部チャネルを介して前記ランプ電球に液化ガスを充填するステップと
前記ガラス管状構造物を前記下部チャネルに挿入するステップを含む方法。
【請求項9】
前記下部チャネルを加熱して前記下部チャネルの内壁と前記ガラス管状構造の外壁の間を密封するステップを更に含んでいる、請求項８に記載の方法。
【請求項10】
前記ガラス管状構造が前記ランプ電球と同一の材料から形成されている、請求項８に記載の方法。
【請求項11】
前記ガラス管状構造及び前記ランプ電球が溶融シリカガラス材料から形成されている、請求項１０に記載の方法。
【請求項12】
前記液化ガスがＸｅ、Ａｒ、Ｎｅ、Ｋｒ、Ｈｅ、Ｎ２、Ｈ２Ｏ、Ｏ２、Ｈ２、Ｄ２、Ｆ２、ＳＦ６のうち少なくとも一つ、又はＸｅ、Ａｒ、Ｎｅ、Ｋｒ、Ｈｅ、Ｎ２、Ｈ２Ｏ、Ｏ２、Ｈ２、Ｄ２、Ｆ２、又はＳＦ６のうち二つ以上の混合物を含んでいる、請求項８に記載の方法。
【請求項13】
高圧プラズマランプであって、ランプ本体、上部チャネル、及び下部チャネルを含むランプ電球と、
前記上部チャネル内に密封された上部電極素子と、
ガラス管状構造内に密封された下部電極素子を含み、前記ガラス管状構造が前記下部チャネル内に密封され、前記下部チャネルの内壁が前記ガラス管状構造の外壁に密封されていて、
前記ランプ電球がガスを含み、且つ前記ランプ電球内でプラズマを生成すべく構成されている高圧プラズマランプ。
【請求項14】
前記ランプ本体がポートレスである、請求項１３に記載の高圧プラズマランプ。
【請求項15】
前記ガラス管状構造が前記下部チャネルと同一の材料から形成されている、請求項１３に記載の高圧プラズマランプ。
【請求項16】
前記ガラス管状構造及び前記下部チャネルが溶融シリカガラス材料から形成されている、請求項１５に記載の高圧プラズマランプ。
【請求項17】
前記ガスが、Ｘｅ、Ａｒ、Ｎｅ、Ｋｒ、Ｈｅ、Ｎ２、Ｈ２Ｏ、Ｏ２、Ｈ２、Ｄ２、Ｆ２、ＳＦ６のうち少なくとも一つ、又はＸｅ、Ａｒ、Ｎｅ、Ｋｒ、Ｈｅ、Ｎ２、Ｈ２Ｏ、Ｏ２、Ｈ２、Ｄ２、Ｆ２、又はＳＦ６のうち二つ以上の混合物を含んでいる、請求項１３に記載の高圧プラズマランプ。
【請求項18】
前記上部電極素子が陽極を含み、前記下部電極素子が陰極を含んでいる、請求項１３に記載の高圧プラズマランプ。
【請求項19】
前記上部電極素子及び前記下部電極素子が前記本体内でプラズマ生成を開始すべく構成されている、請求項１８に記載の高圧プラズマランプ。
【請求項20】
高圧プラズマランプであって、ランプ本体、上部チャネル、及び下部チャネルを含み、前記上部チャネルの終端が密封されているランプ電球と、
前記下部チャネル内に密封されたガラス管状構造を含み、前記下部チャネルの内壁が前記ガラス管状構造の外壁に密封されていて、
前記ランプ電球がガスを含み、且つ前記ランプ電球内でプラズマを生成すべく構成されている高圧プラズマランプ。
【請求項21】
前記ランプ本体がポートレスである、請求項２０に記載の高圧プラズマランプ。
【請求項22】
前記ガラス管状構造が前記下部チャネルと同一の材料から形成されている、請求項２０に記載の高圧プラズマランプ。
【請求項23】
前記ガラス管状構造及び前記下部チャネルが溶融シリカガラス材料から形成されている、請求項２２記載の高圧プラズマランプ。
【請求項24】
前記ガスが、Ｘｅ、Ａｒ、Ｎｅ、Ｋｒ、Ｈｅ、Ｎ２、Ｈ２Ｏ、Ｏ２、Ｈ２、Ｄ２、Ｆ２、ＳＦ６のうち少なくとも一つ、又はＸｅ、Ａｒ、Ｎｅ、Ｋｒ、Ｈｅ、Ｎ２、Ｈ２Ｏ、Ｏ２、Ｈ２、Ｄ２、Ｆ２、又はＳＦ６のうち二つ以上の混合物を含んでいる、請求項２０に記載の高圧プラズマランプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は一般にプラズマランプの製造に関し、より具体的には高圧レーザー維持プラズマランプの製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
関連出願の相互参照
本出願は米国特許法第１１９条（ｅ）に基づき、２０２１年６月１６日出願の米国仮特許出願第６３／２１１，００３号の優先権を主張するものであり、その全文を本明細書に引用して組み込んでいる。
本出願は米国特許法第１１９条（ｅ）に基づき、２０２１年６月１６日出願の米国仮特許出願第６３／２１１，００３号の優先権を主張するものであり、その全文を本明細書に引用して組み込んでいる。
【0003】
小型化し続ける素子特徴を有する集積回路の需要が増大し続けるに従い、これらの小型化し続ける素子の検査に用いられる照射光源を改良する必要性が引き続き高まっている。このような照射光源の一つにレーザー維持プラズマ光源が含まれる。レーザー維持プラズマ（ＬＳＰ）光源は高出力広帯域光を生成可能である。レーザー維持プラズマ光源は、アルゴン又はキセノン等のガスを、広帯域光を放出するプラズマ状態に励起すべくレーザー放射をガス体積に合焦することにより動作する。レーザー維持プラズマ光源は典型的に、選択された作動ガスを含む密封ランプ内にレーザー光を合焦することにより動作する。
【0004】
図１に示すように、従来のプラズマランプは、電球１０の両端に取り付けられた電極１４、１６を含んでいる。従来のプラズマランプは、液化ガス混合物１８の挿入を可能にすべく電球に取り付けられた充填ポート１２を含んでいる。充填ポートは次いで、液化ガス混合物で電球内が充填されたならば密封２０される。この工程はプラズマランプの製造に広く使用されており、特に低圧及び中圧ランプで良好に機能する。しかし、ランプ構造に生じた不均一性に起因して、この充填ポートはランプの弱点となり、ランプが動作可能な最大圧力を低下させる。これは、充填ポートの取り付け及び充填ポート密封工程における工程ばらつきの結果として特に問題となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】米国仮特許出願第６３／２１１，００３号明細書
【特許文献2】米国特許第７，９５７，０６６号明細書
【特許文献3】米国特許第７，３４５，８２５号明細書
【特許文献4】米国特許第５，９９９，３１０号明細書
【特許文献5】米国特許第７，５２５，６４９号明細書
【特許文献6】米国特許第９，２２８，９４３号明細書
【特許文献7】米国特許第５，６０８，５２６号明細書
【特許文献8】米国特許第６，２９７，８８０号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
このように、上述のアプローチの短所を改善する方法及び装置を提供することが有利であろう。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本開示のうち１個以上の例示的な実施形態による、プラズマランプを形成する方法を開示す。例示的な一実施形態において、本方法は、ランプ電球を提供するステップを含み、当該ランプ電球は、上部チャネル及び下部チャネルを含んでいる。別の例示的な実施形態において、本方法は、ランプ電球の上部チャネルに上部電極素子を挿入するステップを含んでいる。別の例示的な実施形態において、本方法は、下部電極素子に取り付けられたガラス管状構造を提供するステップを含んでいる。別の例示的な実施形態において、本方法は、ランプ電球の下部チャネルを通してランプ電球に液化ガスを充填するステップを含んでいる。別の例示的な実施形態において、本方法は、下部電極素子及びガラス管状構造を下部チャネルに挿入するステップを含んでいる。
【0008】
本開示のうち１個以上の例示的な実施形態による、ランプ電球を開示する。例示的な一実施形態において、ランプ電球はランプ本体を含んでいる。別の例示的な実施形態において、ランプ電球は上部チャネルを含んでいる。別の例示的な実施形態において、ランプ電球は下部チャネルを含んでいる。別の例示的な実施形態において、ランプ電球は、上部チャンネル内に密封された上部電極素子を含んでいる。別の例示的な実施形態において、ランプ電球は、ガラス管状構造内に密封された下部電極素子を含み、ガラス管状構造は下部チャンネル内に密封されていて、下部チャンネルの内壁はガラス管状構造の外壁に密封されている。別の例示的な実施形態において、ランプ電球はガスを含み、ランプ電球内でプラズマを生成すべく構成されている。
【0009】
上述の概略説明及び以下の詳細な説明は例示的且つ説明目的に過ぎず、請求項に記述する本発明を必ずしも減退するものではないことを理解されたい。本明細書に組み込まれてその一部を構成する添付図面は、本発明の複数の実施形態を示すものであり、概略説明と合わせて本発明の原理を説明する役割を果たす。
【図面の簡単な説明】
【0010】
当業者には、添付の図を参照することにより本開示の多くの利点に対する理解が深まろう。
【図1】従来の低～中圧プラズマランプのランプ形成工程を示す概念図である。
【図2】本開示のうち１個以上の実施形態による、電極を備えた高圧プラズマランプを形成する工程の概念図である。
【図3】本開示のうち１個以上の実施形態による、無電極高圧プラズマランプを形成する工程の概念図である。
【図4】本開示のうち１個以上の実施形態による、高圧プラズマランプを組み込んだＬＳＰ広帯域光源の模式図である。
【図5】本開示のうち１個以上の実施形態による、高圧プラズマランプを実装する光学特性評価システムの簡略化された模式図である。
【図6】本開示のうち１個以上の実施形態による、高圧プラズマランプを実装する光学特性評価システムの簡略化された模式図である。
【図7】本開示のうち１個以上の実施形態による、電極を有する高圧プラズマランプの製造方法を示すフロー図である。
【図8】本開示のうち１個以上の実施形態による、無電極高圧プラズマランプの製造方法を示すフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
本開示は、特定の実施形態及びその特定の特徴に関して具体的に図示及び説明されている。本明細書に開示するこれらの実施形態は、限定ではなく説明目的であると理解されたい。当業者には本開示の主旨及び範囲から逸脱することなく、形式及び詳細事項の様々な変更及び変形がなされてよいことが容易に理解されよう。以下、添付図面に示す開示主題に詳細に言及する。
【0012】
本開示の実施形態は、現行の半導体ウェハ検査機器における明るいＬＳＰ光源に対する需要を満たす高圧プラズマランプを形成するプラズマランプの製造方法を目的とする。本開示の実施形態は、密封ポートが無い高圧プラズマランプを目的とする。密封ポート無しで形成されたランプは、密封ポートが存在することでランプ構造に生じる不均一性に起因して、密封ポートを有するランプよりも強靭である。密封ポートはランプの弱点となるため、ランプの最高動作圧力が低下する。密封ポート無しで形成された本開示の高圧ランプは、高圧で動作可能である。
【0013】
図２に、本開示のうち１個以上の実施形態による、電極を備えた高圧プラズマランプ１０５を形成する工程２００の概念図を示す。工程２００は、ステップ（１）～（５）を含んでいてよく、結果的に上部電極及び下部電極を備えた密封ガス充填ランプ電球１０５が得られる。工程２００がステップ（１）～（５）に限定されず、工程２００の範囲内で追加的なステップが実行されてよいと考えられることに注意されたい。
【0014】
ステップ（１）において、初期ランプ電球１００が設けられる。複数の実施形態において、ランプ電球１００はランプ本体１０１、上部チャネル１０２、及び下部チャネル１０４を含んでいる。
【0015】
ステップ（２）において、上部電極素子１０８がランプ電球１００の上部チャネル１０２に挿入される。複数の実施形態において、上部電極素子１０８（例：金属電極）は、ランプ電球１００の陽極であってよい。ランプ電球１００の本体１０１の上端は、本体１０１内で生成されたプラズマの上端に対応する。動作中、プラズマからの高温プルームが本体１０１の最上部１０８に向かって上昇する。複数の実施形態において、ランプ電球１００を準備する際に、ランプ電球１００の最上部１０８に完全な熱処理を施して上部電極１０６を上部チャネル１０２内に密封してよい。
【0016】
ステップ（３）において、ガラス管状構造１１０を下部電極素子１１２に取り付けて管状電極アセンブリ１１３を形成する。複数の実施形態において、下部電極素子１１２（例：金属電極）はランプ電球１００の陰極である。この意味で、上部電極素子１０６はランプ電球１００の陽極を、下部電極素子１１２はランプ電球１００の陰極を含み、ランプ電球１００内でプラズマを生成させるべく用いられてよい。この構成は、本開示の範囲を限定するものではないことに注意されたい。複数の実施形態において、下部電極素子１１２は陽極を含み、上部電極素子１０６は陰極を含んでいる。複数の実施形態において、ランプ電球１００は無電極であり、プラズマはレーザーポンプ光源を用いて生成される。この実施形態において、陰極はガラス管状構造１１０に事前に取り付けられていてよい。例えば、陰極はガラス管状構造１１０に事前に取り付けられていて、プラズマを生成する電気アーク放電に用いられる電流伝導を生起させるべく電気ワイヤが管状構造１１０を通ることができる。ガラス管状構造１１０の直径は、管状電極アセンブリ１１３の下部チャネル１０４への挿入を可能にすべく、下部チャネル１０４の内管の直径よりもわずかに小さくてよい。複数の実施形態において、ガラス管状構造１１０は、粘度又は熱膨張係数等、但しこれらに限定されない材料特性の差異を最小化すべく、電球ガラスと同種のガラスで作られている。例えば、ガラス管状構造１１０及びランプ電球１００は溶融シリカガラスから形成されていてよい。
【0017】
ステップ（４）において、ランプ電球１００は、ランプ電球１００の下部チャネル１０４を介して液化ガス１１４で充填される。例えば、液化ガス１１４は、Ｘｅ、Ａｒ、Ｎｅ、Ｋｒ、Ｈｅ、Ｎ２、Ｈ２Ｏ、Ｏ２、Ｈ２、Ｄ２、Ｆ２、ＳＦ６のうち一つ以上を含んでいてよい。別の例として、液化ガス１１４は、Ｘｅ、Ａｒ、Ｎｅ、Ｋｒ、Ｈｅ、Ｎ２、Ｈ２Ｏ、Ｏ２、Ｈ２、Ｄ２、Ｆ２、又はＳＦ６のうち二つ以上の混合物を含んでいてよい。
【0018】
ステップ（５）において、管状電極アセンブリ１１３がランプ電球１００の下部チャネル１０４に挿入される。複数の実施形態において、図２に示すように、管状電極アセンブリ１１３は、液化ガス１１４が開いた下部チャネル１０４を経由してランプ電球１００内に移送された後で所定の位置に配置されてよい。代替的な複数の実施形態において、管状電極アセンブリ１１３は密封前に所定の位置に配置されて、ガスをランプ電球１００内に移送するための小さい隙間を残してもよい。
【0019】
複数の実施形態において、ガス１１４がランプ電球１００内に移送されて管状電極アセンブリ１１３が下部チャネル１０４内に配置された後で、熱処理（例：高温火炎）が適用されて、ランプ電球１００のガラス管状構造１１０と下部チャネル１０４との間隙が密封される。最終的に、上部及び下部電極を有する密封されたポートレスランプ１０５が得られ、ＬＳＰ広帯域光源内でのプラズマ生成用のガスを含んでいる。
【0020】
代替的な複数の実施形態において、下部チャネル１０４は、ガラス管状構造１１０を用いることなく密封されてよい。この実施形態において、下部チャネル１０４は下部チャネル１０４を、金属電極及び金属電気ワイヤだけが内部に存在するように（下部チャネル１０４に挿入される別個のガラス管アセンブリを有しない）密封することにより密封されてもよい。
【0021】
図３に、本開示のうち１個以上の実施形態による、無電極プラズマランプ１０５を形成する工程３００の概念図を示す。工程３００は、ステップ（１）～（５）を含んでいてよく、結果的に密封ガス充填無電極ランプ電球１００が得られる。工程３００がステップ（１）～（５）に限定されず、工程３００の範囲内で追加的なステップが実行されてよいことが考えられることに注意されたい。
【0022】
ステップ（１）において、初期ランプ電球１００が設けられる。
【0023】
ステップ（２）において、上部チャネル１０２の最上部１０７が密封される。例えば、上部チャネル１０２の最上部１０７は従来のガラス電球製造技術（例：高温火炎）を用いて密封されていてよい。
【0024】
ステップ（３）において、ガラス管状構造１１５が設けられる。例えば、ガラス管状構造１１５は中実ガラス棒を含んでいてよいが、これに限定されない。ガラス管状構造１１５は、ガラス管状構造１１５を下部チャネル１０４に挿入できるように、下部チャネル１０４の内筒の直径よりもわずかに小さい直径を有していてよい。複数の実施形態において、ガラス円筒構造１１５は、粘度又は熱膨張係数等の、正しこれらに限定されない材料特性の差異を最小化すべく電球ガラスと同種のガラスで作られている。例えば、ガラス円筒構造１１５及び電球１００は、溶融シリカガラスから形成されていてよい。
【0025】
ステップ（４）において、ランプ電球１００は、ランプ電球１００の下部チャネル１０４を介して液化ガス１１４で充填される。例えば、液化ガス１１４は、Ｘｅ、Ａｒ、Ｎｅ、Ｋｒ、Ｈｅ、Ｎ２、Ｈ２Ｏ、Ｏ２、Ｈ２、Ｄ２、Ｆ２、ＳＦ６のうち一つ以上を含んでいてよい。別の例として、液化ガス１１４は、Ｘｅ、Ａｒ、Ｎｅ、Ｋｒ、Ｈｅ、Ｎ２、Ｈ２Ｏ、Ｏ２、Ｈ２、Ｄ２、Ｆ２、又はＳＦ６のうち二つ以上の混合物を含んでいてよい。
【0026】
ステップ（５）において、ガラス円筒構造１１５がランプ電球１００の下部チャネル１０４に挿入される。複数の実施形態において、図３に示すように、ガラス円筒構造１１５は、液化ガス１１４が開いた下部チャネル１０４を経由してランプ電球１００内に移送された後で所定の位置に配置されていてよい。代替的な複数の実施形態において、ガラス円筒構造１１５は密封前に所定の位置に設置されてガスをランプ電球１００内に移送する小さい隙間を残していてよい。
【0027】
複数の実施形態において、ガス１１４がランプ電球１００内に移送されて管状構造１１５が下部チャネル１０４内に配置された後で熱処理（例：高温火炎）が適用されてガラス管状構造１１５とランプ電球１００の下部チャネル１０４との間隙が密封される。最終結果は、ＬＳＰ広帯域光源におけるプラズマ生成用ガスを含む、密封されたポートレス無電極ランプ１０５である。
【0028】
図４に、本開示の１個以上の実施形態による、方法２００又は方法３００を介して製造されたプラズマランプ１０５を一体化するＬＳＰ広帯域光源４００の模式図を示す。ＬＳＰ光源４００は、方法２００（電極あり）又は方法３００（電極無し）で生成されたプラズマランプ１０５等のプラズマランプ１０５を含んでいる。プラズマランプ１０５は、ガスを含み且つプラズマランプ１０５内にプラズマ４０６を生成すべく構成されたプラズマ電球を含んでいる。プラズマランプ１０５は、ポンプ光源４１０からの照射光４０９及びプラズマ４０６により放出された広帯域放射４１２を少なくとも部分的に透過させる材料から形成されている。
【0029】
ポンプ光源４１０は、プラズマランプ１０５内のプラズマ４０６を維持すべく、光ポンプとして作用する照射光４０９を生成すべく構成されている。例えば、ポンプ光源４１０は、プラズマ４０６を励起するのに適したレーザー照射のビームを放出することができる。複数の実施形態において、集光器素子４１４は、プラズマ４０６を点火及び／又は維持すべく、光ポンプ４０９の一部をプラズマランプ１０５内に含まれるガスに向けるべく構成されている。ポンプ光源１１０は、プラズマの点火及び／又は維持に適した当分野で公知の任意のポンプ光源を含んでいてよい。例えば、ポンプ光源４１０は、１個以上のレーザー（例：ポンプレーザー）を含んでいてよい。ポンプビームは、可視放射、ＩＲ放射、ＮＩＲ放射、及び／又はＵＶ放射を含むがこれらに限定されない当分野で公知の任意の波長又は波長範囲の放射を含んでいてよい。集光器素子４１４は、プラズマ４０６から放出された広帯域放射４１２の一部を合焦すべく構成されている。プラズマ４０６から放出された広帯域放射４１２は、１個以上の下流用途（例：検査、測定、又はリソグラフィ）で用いるために、１個以上の追加の光学系（例：コールドミラー４１６）を経由して集光されていてよい。ＬＳＰ光源４００は、１個以上の下流用途の前に広帯域放射４１２を調整するフィルタ４１８又はホモジナイザ４２０等の任意の個数の追加光学素子を含んでいてよいが、これらに限定されない。集光器素子４１４は、プラズマ４０６により放出された可視、ＮＵＶ、ＵＶ、ＤＵＶ、及び／又はＶＵＶ放射のうち１個以上を集光し、広帯域光４１２を１個以上の下流の光学素子に向けることができる。例えば、集光器素子４１４は、赤外光、可視光、ＮＵＶ光、ＵＶ光、ＤＵＶ光、及び／又はＶＵＶ光を、検査ツール、測定ツール、又はリソグラフィツール等の、正しこれらに限定されない当分野で公知の任意の光学特性評価システムの下流の光学素子へ伝達することができる。これに関して、広帯域光４１２は、検査ツール、測定ツール、又はリソグラフィツールの照射光学系に結合されていてよい。
【0030】
図５は、本開示のうち１個以上の実施形態による、本開示のプラズマランプ１０５を備えたＬＳＰ広帯域光源４００を実装する光学特性評価システム５００の模式図である。
【0031】
本明細書において、システム５００が当分野で公知の任意の結像、検査、測定、リソグラフィ、又は他の特性評価／製造システムを含んでいてよいことに注意されたい。これに関して、システム５００は、試料５０７に対して検査、光学計測、リソグラフィ、及び／又は結像を実行すべく構成されていてよい。試料５０７は、ウェハ、レチクル／フォトマスク等を含むがこれらに限定されない当分野で公知の任意の試料を含んでいてよい。システム５００に、本開示全体にわたり記述するＬＳＰ広帯域光源４００の様々な実施形態のうち１個以上が組み込まれていてよいことに注意されたい。
【0032】
複数の実施形態において、試料５０７は、試料５０７の移動を容易にすべく台座アセンブリ５１２上に配置されている。台座アセンブリ５１２は、Ｘ－Ｙ台座、Ｒ－θ台座等を含むがこれらに限定されない当分野で公知の任意の台座アセンブリ５１２を含んでいてよい。複数の実施形態において、台座アセンブリ５１２は検査又は結像中に試料５０７の高さを調整して試料５０７への焦点を維持することができる。
【0033】
複数の実施形態において、一組の照射光学系５０３が広帯域光源４００からの照射光を試料５０７に向けるべく構成されている。一組の照射光学系５０３は当分野で公知の任意の個数及び種類の光学要素を含んでいてよい。複数の実施形態において、一組の照射光学系５０３は、１個以上のレンズ５０２、ビームスプリッタ５０４、及び対物レンズ５０６等、但しこれらに限定されない１個以上の光学素子を含んでいる。これに関して、一組の照射光学系５０３はＬＳＰ広帯域光源４００からの照射光を試料５０７の表面に合焦すべく構成されていてよい。１個以上の光学素子は、１個以上のミラー、１個以上のレンズ、１個以上の偏光子、１個以上の回折格子、１個以上のフィルタ、１個以上のビームスプリッタ等を含むがこれらに限定されない当分野で公知の任意の光学素子又は複数の光学素子の組み合わせを含んでいてよい。
【0034】
複数の実施形態において、一組の集光光学系５０５が試料５０７から反射、散乱、回折、及び／又は放出された光を集光すべく構成されている。複数の実施形態において、合焦レンズ５１０等、但しこれに限定されない一組の集光光学系５０５は、試料５０７からの光を検出器アセンブリ５１４のセンサ５１６に誘導及び／又は合焦することができる。センサ５１６及び検出器アセンブリ５１４が当分野で公知の任意のセンサ及び検出器アセンブリを含んでいてよいことに注意されたい。例えば、センサ５１６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）等を含んでいてよいが、これらに限定されない。更に、センサ５１６は、ラインセンサ又は電子衝撃ラインセンサを含んでいてよいが、これらに限定されない。
【0035】
複数の実施形態において、検出器アセンブリ５１４は、１個以上のプロセッサ５２０及びメモリ媒体５２２を含むコントローラ５１８と通信可能に結合されている。例えば、１個以上のプロセッサ５２０は、メモリ５２２と通信可能に結合されていてよく、１個以上のプロセッサ５２０は、メモリ５２２に保存された一組のプログラム命令を実行すべく構成されている。複数の実施形態において、１個以上のプロセッサ５２０は、検出器アセンブリ５１４の出力を解析すべく構成されている。複数の実施形態において、一組のプログラム命令は、１個以上のプロセッサ５２０に試料５０７の１個以上の特性を解析させるべく構成されている。複数の実施形態において、一組のプログラム命令は、１個以上のプロセッサ５２０に、試料５０７及び／又はセンサ５１６への合焦を維持すべく、システム５００の１個以上の特性を変更させるべく構成されている。例えば、１個以上のプロセッサ５２０は、ＬＳＰ広帯域光源４００からの照射光を試料５０７の表面に合焦させるために対物レンズ５０６又は１個以上の光学素子５０２を調整すべく構成されていてよい。別の例として、１個以上のプロセッサ５２０は、試料５０７の表面から照射光を集光し、集光された照射光をセンサ５１６上に合焦するために対物レンズ５０６及び／又は１個以上の光学素子５０２を調整すべく構成されていてよい。
【0036】
システム５００は、暗視野構成、明視野構成等を含むがこれらに限定されない当分野で公知の任意の光学構成に構成されていてよいことに注意されたい。
【0037】
図６に、本開示の１個以上の実施形態による、反射率測定及び／又は偏光解析構成に配置された光学特性評価システム６００の簡略模式図を示す。図２～図５に関して記述した様々な実施形態及び構成要素は、図６のシステムに拡張され、その逆も同様と解釈できることに注意されたい。システム６００は当分野で公知の任意の種類の測定システムを含んでいてよい。
【0038】
複数の実施形態において、システム６００は、ＬＳＰ広帯域光源４００、一組の照射光学系６１６、一組の集光光学系６１８、検出器アセンブリ６２８、及びコントローラ５１８を含んでいる。
【0039】
本実施形態において、ＬＳＰ広帯域光源４００からの広帯域照射は、一組の照射光学系６１６を経由して試料５０７に向けられる。複数の実施形態において、システム６００は、一組の集光光学系６１８を経由して試料から発せられる照射光を集光する。一組の照射光学系６１６は、広帯域ビームの変更及び／又は調整に適した１個以上のビーム調整要素６２０を含んでいてよい。例えば、１個以上のビーム調整要素６２０は、１個以上の偏光子、１個以上のフィルタ、１個以上のビームスプリッタ、１個以上の拡散器、１個以上のホモジナイザ、１個以上のアポダイザ、１個以上のビーム整形器、又は１個以上のレンズを含んでいてよいが、これらに限定されない。
【0040】
複数の実施形態において、一組の照射光学系６１６は、試料台座６１２に配置された試料５０７にビームを合焦及び／又は誘導させるべく第１の合焦素子６２２を利用してよい。複数の実施形態において、一組の集光光学系６１８は、試料５０７からの照射光を集光する第２の合焦素子６２６を含んでいてよい。
【0041】
複数の実施形態において、検出器アセンブリ６２８は、試料５０７から発せられて一組の集光光学系６１８を経由した照射光を捕捉すべく構成されている。例えば、検出器アセンブリ６２８は、試料５０７から（例えば鏡面反射、拡散反射等を経由して）反射又は散乱された照射光を受光することができる。別の例として、検出器アセンブリ６２８は、試料５０７により生成された照射光（例えばビームの吸収に伴う発光等）を受光することができる。検出器アセンブリ６２８は、当分野で公知の任意のセンサ及び検出器アセンブリを含んでいてよいことに注意されたい。例えば、センサはＣＣＤ検出器、ＣＭＯＳ検出器、ＴＤＩ検出器、ＰＭＴ、ＡＰＤ等を含んでいてよいが、これらに限定されない。
【0042】
一組の集光光学系６１８は更に、１個以上のレンズ、１個以上のフィルタ、１個以上の偏光子、又は１個以上の位相板を含むがこれらに限定されない第２の合焦素子６２６により集光された照射光を誘導及び／又は変更する任意の個数の集光ビーム調整素子６３０を含んでいてよい。
【0043】
システム６００は、１個以上の照射角を有する分光エリプソメータ、（例えば回転補償器を用いて）ミューラー行列要素を測定する分光エリプソメータ、単一波長エリプソメータ、角度分解エリプソメータ（例：ビームプロファイルエリプソメータ）、分光反射率計、単一波長反射率計、角度分解反射率計（例：ビームプロファイル反射率計）、結像システム、瞳結像システム、分光結像システム、又は散乱計等、但しこれらに限定されない当分野で公知の任意の種類の測定ツールとして構成されていてよい。
【0044】
本開示の様々な実施形態における実装に適した検査／測定ツールの説明が２０１１年６月７日公開の米国特許第７，９５７，０６６号「Ｓｐｌｉｔ Ｆｉｅｌｄ Ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ Ｕｓｉｎｇ Ｓｍａｌｌ Ｃａｔａｄｉｏｐｔｒｉｃ Ｏｂｊｅｃｔｉｖｅｓ」、２０１８年３月１８日公開の米国特許第７，３４５，８２５号「Ｂｅａｍ Ｄｅｌｉｖｅｒｙ Ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ Ｌａｓｅｒ Ｄａｒｋ－Ｆｉｅｌｄ Ｉｌｌｕｍｉｎａｔｉｏｎ ｉｎ ａ Ｃａｔａｄｉｏｐｔｒｉｃ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍ」、１９９９年１２月７日公開の米国特許第５，９９９，３１０号「Ｕｌｔｒａ－ｂｒｏａｄｂａｎｄ ＵＶ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ Ｉｍａｇｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ ｗｉｔｈ Ｗｉｄｅ Ｒａｎｇｅ Ｚｏｏｍ Ｃａｐａｂｉｌｉｔｙ」、２００９年４月２８日公開の米国特許第７，５２５，６４９号「Ｓｕｒｆａｃｅ Ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ Ｕｓｉｎｇ Ｌａｓｅｒ Ｌｉｎｅ Ｉｌｌｕｍｉｎａｔｉｏｎ ｗｉｔｈ Ｔｗｏ Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ Ｉｍａｇｉｎｇ」、２０１６年１月５日公開の米国特許第９，２２８，９４３号「Ｄｙｎａｍｉｃａｌｌｙ Ａｄｊｕｓｔａｂｌｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｍｅｔｒｏｌｏｇｙ Ｓｙｓｔｅｍ」、１９９７年３月４日公開の米国特許第５，６０８，５２６号「Ｆｏｃｕｓｅｄ Ｂｅａｍ Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｉｃ Ｅｌｌｉｐｓｏｍｅｔｒｙ Ｍｅｔｈｏｄ ａｎｄ Ｓｙｓｔｅｍ」、及び２００１年１０月２日公開の米国特許第６，２９７，８８０号「Ａｐｐａｒａｔｕｓ ｆｏｒ Ａｎａｌｙｚｉｎｇ Ｍｕｌｔｉ－Ｌａｙｅｒ Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｓｔａｃｋｓ ｏｎ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒｓ」に掲載されており、各々全文が引用により本明細書に組み込まれている。
【0045】
図７に、本開示の１個以上の実施形態による、電極を有するプラズマランプの製造方法７００を示すフロー図である。ステップ７０２においてランプ電球を設ける。ランプ電球は、上部チャネル及び下部チャネルを含んでいてよい。ステップ７０４において、上部電極素子をランプ電球の上部チャネルに挿入する。ステップ７０６において、下部電極素子に取り付けられたガラス管状構造を設ける。ステップ７０８において、ランプ電球の下部チャネルを介してランプ電球に液化ガスを充填する。ステップ７１０において、下部電極素子及びガラス管状構造を下部チャネルに挿入する。
【0046】
図８に、本開示の１個以上の実施形態による、無電極プラズマランプの製造方法８００を示すフロー図を示す。ステップ８０２においてランプ電球を設ける。ランプ電球は上部チャネル及び下部チャネルを含んでいてよい。ステップ８０４においてランプ電球の上部チャネルの終端を密封する。ステップ８０６においてガラス円筒構造を設ける。ステップ８０８において、ランプ電球の下部チャネルを介してランプ電球に液化ガスを充填する。ステップ８１０において、ガラス円筒構造を下部チャネルに挿入する。
【0047】
上述の方法の各実施形態は、本明細書に記述する他の方法（群）の他の任意のステップ（群）を含んでいてよいと更に考えられる。また、上述の方法の各実施形態は本明細書に記述するいずれのシステムにより実行されてもよい。
【0048】
当業者には本明細書に記述する構成要素の動作、装置、対象、及びそれらに関連する議論が概念を明快にする例として用いられていること、及び様々な構成の変更が考慮されていることが認識されよう。その結果、本明細書で用いるように、開示する特定の例及び関連する議論は、それらのより一般的なクラスを代表することを意図している。一般に、任意の特定の例の使用はそのクラスの代表であることを意図しており、特定の要素、動作、装置、及び対象を含まれていなくても本発明が限定されると解釈すべきでない。
【0049】
本明細書における実質的に任意の複数及び／又は単数の用語の使用に関して、当業者は、文脈及び／又は適用に合わせて複数形から単数形に、及び／又は単数形から複数形に適宜変換することができる。様々な単数／複数の入れ替えは明快さのため本明細書では明示的に言及しない。
【0050】
本明細書に記述する主題は、他の要素内に含まれる、又は他の要素と接続された異なる要素を示す場合がある。そのように示されたアーキテクチャは単に例示的に過ぎず、実際には同一機能を実現する他の多くのアーキテクチャを実装できることを理解されたい。概念的な意味で、同一機能を実現する要素の任意の構成は、所望の機能が実現されるように効果的に「関連付けられて」いる。従って、本明細書において特定の機能を実現すべく組み合わされた任意の２個の要素は、アーキテクチャ又は介在要素に依らず、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、このように関連付けられた任意の２個の要素は、所望の機能を実現すべく互いに「接続」又は「結合」されていると見なすこともでき、このような関連付けが可能な任意の２個の要素は、所望の機能を実現すべく互いに「結合可能」であると見なすこともできる。結合可能性の特定の例には、物理的に嵌合可能な、及び／又は物理的に相互作用する要素、及び／又は無線で相互作用可能な、及び／又は無線で相互している要素、及び／又は論理的に相互作用している、及び／又は論理的に相互作用可能な要素が含まれるが、これらに限定されない。
【0051】
更に、本発明が添付の請求項により定義されることを理解されたい。当業者には、一般に本明細書で、特に添付の請求項（例：添付の請求項の本文）で用いる用語が一般に「開放」用語として意図されていることが理解されよう（例：用語「～を含んでいる」は「～を含んでいるが、それに限定されない」と解釈すべきであり、用語「～を有している」は「少なくとも～を有している」と解釈すべきであり、用語「～を含む」は「～を含むが、それに限定されない」等と解釈すべきである）。当業者には更に、特定の個数の導入された請求項の記載を意図している場合、そのような意図は請求項に明示的に記載され、そのような記載が欠落している場合、そのような意図が存在しないことが理解されよう。例えば、理解の一助として、以下の添付請求項には、請求項の記載の導入する場合に導入句「少なくとも１個」及び「１個以上」を用いることがある。しかし、このような語句の使用は、不定冠詞「ａ」又は「ａｎ」による請求項の記載の導入が、そのように導入された請求項の記載を含むいかなる特定の請求項が、たとえ同一請求項が導入語句「１個以上」又は「少なくとも１個」及び「ａ」又は「ａｎ」等の不定冠詞（例：「ａ」及び／又は「ａｎ」は典型的に「少なくとも１個」又は「１個以上」を意味するものと解釈すべきである）を含んでいるとしても、そのような記載を１個しか含まない発明に限定することを示唆すると解釈すべきでなく、請求項の記載の導入に定冠詞を用いた場合も同様である。また、特定の個数の導入された請求項の記載が明示的に記載されている場合であっても、当業者にはそのような記載が少なくとも記載された個数を意味するものと典型的に解釈すべきであることが認識されよう（例：他の修飾語を伴わない「２個の記載」の直截的記載は典型的に少なくとも２個の記載、又は２個以上の記載を意味する）。更に、「Ａ、Ｂ、及びＣ等のうち少なくとも１個」に類似した慣用表現が用いられた場合、一般にそのような構文は当業者が慣用を理解されようとの意味で意図されている（例：「Ａ、Ｂ、及びＣのうち少なくとも１個を有するシステム」は、Ａ単独、Ｂ単独、Ｃ単独、ＡとＢを共に、ＡとＣを共に、ＢとＣを共に、及び／又はＡ、Ｂ、及びＣを共に等、を有するシステムを含むがこれらに限定されない）。「Ａ、Ｂ、又はＣのうち少なくとも１個等」に類似する慣例を用いる場合、一般にそのような構文は当業者が当該慣例を理解されようとの意味で意図されている（例：「Ａ、Ｂ、又はＣのうち少なくとも１個を有するシステム」は、Ａ単独、Ｂ単独、Ｃ単独、ＡとＢを共に、ＡとＣを共に、ＢとＣを共に、及び／又はＡ、Ｂ、及びＣを共に等、を有するシステムを含むがこれらに限定されない）。当業者には更に、明細書本文、請求項、又は図面のいずれかに依らず、２個以上の代替的な用語を提示する実質的に任意の接続詞的単語及び／又は語句が、複数の用語のうち１個、複数の用語の一方、又は両方の用語を含んでいる可能性を考慮するものと理解すべきであることが理解されよう。例えば、語句「Ａ又はＢ」は「Ａ」又は「Ｂ」或いは「Ａ及びＢ」の可能性を含んでいることを理解されたい。
【0052】
本開示及び付随する利点の多くが上の記述により理解されるものと考えられ、開示する主題から逸脱することなく、又はその重要な利点の全てを犠牲にすることなく、要素の形式、構造及び配置に様々な変更を加えてもよいことが明らかであろう。上述の形式は単に説明目的に過ぎず、そのような変更を包含及び含むことが以下の請求項の意図である。更に、本発明は添付の請求項により定義されることを理解されたい。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【国際調査報告】