JP2013524531A - 極紫外線光源 - Google Patents

Abstract

装置は、チャンバ内のターゲット材料を照射し、かつ極紫外線を発生させるためにビーム経路に沿って光源波長の増幅光ビームを生成するための利得媒体を有する光源と、チャンバの内部表面の少なくとも一部分の上に重なり、かつビーム経路に沿って戻る内部表面からの光源波長の光の流れを低減するように構成されたサブシステムとを含む。
【選択図】 図１

Description

開示の主題は、高電力極紫外線光源の真空チャンバに関する。

極紫外線（ＥＵＶ）光、例えば、約５０ｎｍ又はそれ未満の波長（軟Ｘ線と呼ばれることもある）を有し、かつ約１３ｎｍの波長の光を含む電磁放射線は、フォトリソグラフィ処理に使用して基板、例えば、シリコンウェーハに極めて小さな特徴部を生成することができる。

ＥＵＶ光を生成する方法は、以下に限定されるものではないが、輝線がＥＵＶ範囲にある元素、例えば、キセノン、リチウム、又は錫を有する材料をプラズマ状態に変換することを含む。レーザ生成プラズマ（ＬＰＰ）と呼ばれることが多い１つのこのような方法において、駆動レーザと呼ぶことができる増幅された光ビームを用いて例えば材料の液滴、流れ、又はクラスターの形態のターゲット材料を照射することにより、所要のプラズマを生成することができる。この処理に対して、プラズマは、典型的には密封容器、例えば、真空チャンバにおいて生成され、様々なタイプの測定機器を使用してモニタされる。

約１０６００ｎｍの波長で増幅光ビームを出力するＣＯ₂増幅器及びレーザは、ＬＰＰ処理において高エネルギパルスを生成する駆動レーザとしてある一定の利点を呈することができる。これは、特に、ある一定のターゲット材料に対して、例えば、錫を含有する材料に対して真である場合がある。例えば、１つの利点は、駆動レーザ入力電力と出力ＥＵＶ電力の間に比較的高い変換効率を生成することができる点である。ＣＯ₂駆動増幅器及びレーザの別の利点は、錫デブリで被覆した反射光学系のような比較的粗い表面から比較的波長が長い光（例えば、１９８ｎｍの深紫外線と比較して）が反射することができる点である。１０６００ｎｍ放射線のこの特性は、例えば、増幅光ビームのステアリング、集束、及び／又はその集束力を調節するためにプラズマの近くで反射ミラーを使用することを可能にすることができる。

米国特許出願第１１／５８０，４１４号明細書 米国特許第６，６２５，１９１号明細書 米国特許第６，５４９，５５１号明細書 米国特許第６，５６７，４５０号明細書 米国特許第７，４９１，９５４号明細書

一部の一般的な態様では、装置は、チャンバ内のターゲット材料を照射し、かつ極紫外線を発生させるためにビーム経路に沿って光源波長の増幅光ビームを生成するための利得媒体を有する光源と、チャンバの内部表面の少なくとも一部分の上に重なり、かつビーム経路に沿って戻る内部表面からの光源波長の光の流れを低減するように構成されたサブシステムとを含む。

実施例は、以下の特徴の１つ又はそれよりも多くを含むことができる。光源は、レーザ光源とすることができ、増幅光ビームは、レーザビームとすることができる。

サブシステムは、少なくとも１つのベーンを含むことができる。少なくとも１つのベーンは、チャンバ壁から増幅光ビームの経路内に延びるように構成することができる。少なくとも１つのベーンは、増幅光ビームの中心の通過のための中心開口領域を形成する円錐形状を有することができる。

サブシステムは、チャンバの内部からガスの除去を可能にするためにターゲット材料の化合物を少なくとも１つのガス及び少なくとも１つの固体に化学的に分解するように構成することができる。ターゲット材料化合物は、水素化錫を含むことができ、少なくとも１つのガスは、水素とすることができ、少なくとも１つの固体は、濃縮された錫とすることができる。濃縮された錫は、溶融状態とすることができる。

光源波長は、赤外線波長範囲にあるとすることができる。

光源は、１つ又はそれよりも多くの電力増幅器を含むことができる。光源は、１つ又はそれよりも多くの電力増幅器にシード光を供給する主発振器を含むことができる。

サブシステムは、内部チャンバ表面に接触することができる。サブシステムは、内部チャンバ表面上にコーティングを含むことができる。コーティングは、反射防止コーティングとすることができる。コーティングは、吸収反射防止コーティングとすることができる。コーティングは、干渉コーティングとすることができる。

他の一般的な態様では、極紫外線は、真空チャンバの内部内のターゲット位置でターゲット材料を生成し、駆動レーザシステム内の少なくとも１つの光増幅器の利得媒体にポンプエネルギを供給することによって光源波長の増幅光ビームを生成し、ビーム経路に沿って増幅光ビームを誘導することによってターゲット材料を照射して極紫外線を発生させ、かつ真空チャンバの内部表面からビーム経路までの光源波長の光の流れを低減することによって生成される。

実施例は、以下の特徴の１つ又はそれよりも多くを含むことができる。例えば、増幅光ビームがターゲット位置と交差してターゲット材料に衝突した時にターゲット材料から放出される発生極紫外線は、集光することができる。

光源波長の光の流れは、ビーム経路と異なる経路に沿って増幅光ビームの少なくとも一部分を誘導することによって低減することができる。光源波長の光の流れは、チャンバサブシステムの２つのベーンの間に増幅光ビームの少なくとも一部分を反射することによって低減することができる。

増幅光ビームは、レーザビームとすることができる。

ターゲット材料の化合物は、チャンバの内部からのガスの除去を可能にするために少なくとも１つのガス及び少なくとも１つの固体に化学的に分解することができる。ターゲット材料化合物は、水素化錫を水素及び濃縮された錫に化学的に分解することによって化学的に分解することができる。濃縮された錫は、真空チャンバの内部表面からビーム経路までの光源波長の光の流れを低減するチャンバサブシステム内に捕捉することができる。

レーザ生成プラズマ極紫外線光源のブロック図である。 図１の光源に使用することができる例示的な駆動レーザシステムのブロック図である。 図１の光源に使用することができる例示的な駆動レーザシステムのブロック図である。 図１の光源に使用することができる真空チャンバの２次チャンバの斜視図である。 図１の光源に使用することができる例示的なチャンバサブシステムを含む２次チャンバの斜視図である。 図４の２次チャンバの正面平面図である。 図４及び図５の２次チャンバ内に組み込むことができるチャンバサブシステムの斜視図である。 図６のチャンバサブシステムの分解斜視図である。 図６及び図７のチャンバサブシステムの斜視断面図である。 図８Ａのチャンバサブシステムの詳細な斜視断面図である。 図６〜図８Ｂのチャンバサブシステムに使用することができるベーンの正面平面図である。 図９Ａのベーンの側面平面図である。 真空チャンバ内の増幅光ビームの経路を示す図６〜図８Ｂのチャンバサブシステムの斜視図である。 図１０のチャンバサブシステム及び増幅光ビームの斜視断面図である。 図１１のチャンバサブシステム及び増幅光ビームの詳細な斜視断面図である。 図１の光源に使用することができる例示的なチャンバサブシステムを含む２次チャンバの斜視図である。

図１を参照すると、ＬＰＰのＥＵＶ光源１００は、ターゲット材料１１４に向けてビーム経路に沿って進む増幅光ビーム１１０で真空チャンバ１３０内のターゲット位置１０５でターゲット材料１１４を照射することによって形成される。増幅光ビーム１１０がターゲット材料１１４に衝突した時に、ターゲット材料１１４は、輝線をＥＵＶ範囲に有する元素を有するプラズマ状態にターゲット材料を変換する。光源１００は、レーザシステム１１５の１つ又は複数の利得媒体内の反転分布によって増幅光ビームを生成する駆動レーザシステム１１５を含む。

ターゲット位置１０５は、真空チャンバ１３０の内部１０７内にある。真空チャンバ１３０は、１次チャンバ１３２及び２次チャンバ１３４を含む。２次チャンバ１３４は、内部１９２内にチャンバサブシステム１９０を収容する。チャンバサブシステム１９０は、取りわけ、増幅光ビーム１１０がチャンバに衝突した時にチャンバ１３０の内壁で生成される輝き（反射）を低減し、それによってビーム経路に沿って反射される光量を低減し、かつ自己レージングを低減するために２次チャンバ内部１９２内に設けられる。チャンバサブシステム１９０は、輝き及び自己レージングの低減を引き起こす２次チャンバ内部１９２に増設されたいずれかのものとすることができる。従って、チャンバサブシステム１９０は、例えば、２次チャンバ内部１９２に突出する１組の固定式平坦面のような光を捕捉する剛性デバイスとすることができる。このような固定式平坦面は、以下で詳細に説明するように、ベーンの間の空間が入光時の経路に沿って光が殆ど漏出しない非常に深い空洞を形成するように、２次チャンバ１３４内に進む増幅光ビームの経路に突出する尖端が成形されたベーンとすることができる。

次に、２次チャンバ１３４及びチャンバサブシステム１９０の設計及び作動を説明する前に光源１００の他の特徴に対して説明する。

光源１００は、レーザシステム１１５とターゲット位置１０５の間にビーム送出システムを含み、ビーム送出システムは、ビーム移送システム１２０及び集束アセンブリ１２２を含む。ビーム移送システム１２０は、増幅光ビーム１１０をレーザシステム１１５から受け取って、必要に応じて増幅光ビーム１１０をステアリング及び修正して増幅光ビーム１１０を集束アセンブリ１２２に出力する。集束アセンブリ１２２は、増幅光ビーム１１０を受け取ってターゲット位置１０５にビーム１１０を集束させる。

光源１００は、例えば、液滴、液体流れ、固体粒子又はクラスター、液滴内に含有された固体粒子、又は液体流れ内に含有された固体粒子の形態でターゲット材料１１４を送出するターゲット材料送出システム２４を含む。ターゲット材料１１４は、例えば、水、錫、リチウム、キセノン、又はプラズマ状態に変換された時にＥＵＶ範囲の輝線を有するあらゆる材料を含むことができる。例えば、元素錫は、純粋な錫（Ｓｎ）として、錫化合物、例えば、ＳｎＢｒ₄、ＳｎＢｒ₂、ＳｎＨ₄として、錫合金、例えば、錫ガリウム合金、錫インジウム合金、錫インジウムガリウム合金、又はこれらの合金のあらゆる組合せとして使用することができる。ターゲット材料１１４は、錫のような上述の元素のうちの１つで被覆したワイヤを含むことができる。ターゲット材料は、固体状態である場合に、リング、球、又は立方体のようなあらゆる適切な形状を有することができる。ターゲット材料１１４は、ターゲット材料送出システム１２５によりチャンバ１３０の内部１０７に及びターゲット位置１０５に送出することができる。ターゲット位置１０５は、プラズマを生成するためにターゲット材料１１４が増幅光ビーム１１０によって照射される位置である照射部位とも呼ばれる。

一部の実施例では、レーザシステム１１５は、１つ又はそれよりも多くの主パルス、及び一部の場合には１つ又はそれよりも多くのプレパルスを供給する１つ又はそれよりも多くの光増幅器、レーザ、及び／又はランプを含むことができる。各光増幅器は、高い利得で望ましい波長を光学的に増幅することができる利得媒体と、励振源と、内部光学系とを含む。光増幅器は、レーザ反射ミラー又はレーザ空洞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していない場合がある。従って、レーザシステム１１５は、たとえレーザ空洞がない場合でも、レーザ増幅器の利得媒体内の反転分布によって増幅光ビーム１１０を生成する。更に、レーザシステム１１５は、レーザシステム１１５に十分なフィードバックを供給するレーザ空洞がある場合の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、以下のもの、すなわち、単に増幅されるが必ずしもコヒーレントレーザ発振であるというわけではないレーザシステム１１５からの光及び増幅されかつコヒーレントレーザ発振でもあるレーザシステム１１５からの光のうちの１つ又はそれよりも多くを包含する。

レーザシステム１１５内の光増幅器は、ＣＯ₂を含む充填ガスを利得媒体として含むことができ、約９１００と約１１０００ｎｍの間の波長で、特に、約１０６００ｎｍで１０００を超えるか又はそれに等しい利得で光を増幅することができる。レーザシステム１１５に使用される適切な増幅器及びレーザは、パルスレーザデバイス、例えば、ＤＣ又はＲＦ励起を用いて、比較的高い電力、例えば、１０ｋＷ又はそれよりも大きく、かつ高いパルス繰返し数、例えば、５０ｋＨｚ又はそれよりも高く作動する例えば約９３００ｎｍ又は約１０６００ｎｍで放射線を生成するパルスガス放電ＣＯ₂レーザデバイスを含むことができる。レーザシステム１１５内の光増幅器は、より高い電力でレーザシステム１１５を作動する時に使用することができる水のような冷却システムを含むことができる。

図２Ａを参照すると、１つの特定的な実施例では、レーザシステム１１５は、複数の増幅段を有し、かつ例えば１００ｋＨｚでの作動が可能である低エネルギ及び高繰返し数のＱスイッチ式主発振器（ＭＯ）２００により開始されるシードパルスを有する主発振器／電力増幅器（ＭＯＰＡ）構成を有する。ＭＯ２００からは、例えば、ビーム経路２１２に沿って進む増幅光ビーム２１０を生成するためにＲＦポンプ高速軸流ＣＯ₂増幅器２０２、２０４、２０６を使用してレーザパルスを増幅することができる。

３つの光増幅器２０２、２０４、２０６が示されたが、僅か１つの増幅器及び３つよりも多い増幅器をこの実施例に使用することができると考えられる。一部の実施例では、ＣＯ₂増幅器２０２、２０４、２０６の各々は、内部ミラーにより折り返される１０メートルの増幅器長を有するＲＦポンプ軸流ＣＯ₂レーザ立方体とすることができる。

代替的に、更に図２Ｂを参照すると、駆動レーザシステム１１５は、ターゲット材料１１４が光空洞の１つのミラーとして機能するいわゆる「自己ターゲット式」レーザシステムとして構成することができる。一部の「自己ターゲット式」構成において、主発振器は不要とすることができる。レーザシステム１１５は、各チャンバが固有の利得媒体及び励振源、例えば、励起電極を有するビーム経路２６２に沿って直列に配置された一連の増幅チャンバ２５０、２５２、２５４を含む。各増幅器チャンバ２５０、２５２、２５４は、例えば、１０６００ｎｍの波長λの光を増幅する例えば１，０００〜１０，０００の結合一回通過利得を有するＲＦポンプ高速軸流ＣＯ₂増幅器チャンバとすることができる。増幅器チャンバ２５０、２５２、２５４の各々は、単独で設定された時に１回よりも多く増幅光ビームに利得媒体を通過させるのに必要とされる光学系を含まないようにレーザ空洞（共振器）ミラーなしで設計することができる。それにも関わらず、上述のように、レーザ空洞は、以下のように構成することができる。

この実施例では、レーザシステム１１５に後部部分反射光学系２６４を追加してターゲット材料１１４をターゲット位置１０５に置くことによってレーザ空洞を形成することができる。光学系２６４は、例えば、約１０６００ｎｍの波長（ＣＯ₂増幅チャンバが使用される場合は増幅光ビーム１１０の波長）が得られるように約９５％の反射率を有する平面ミラー、曲面ミラー、位相共役ミラー、又はコーナ反射器とすることができる。

ターゲット材料１１４及び後部部分反射光学系２６４は、増幅光ビーム１１０の一部をレーザシステム１１５に反射してレーザ空洞を形成するように作用する。従って、ターゲット位置１０５にターゲット材料１１４が存在することにより、レーザシステム１１５がコヒーレントレーザ発振を生成させるのに十分なフィードバックが得られ、この場合に、増幅光ビーム１１０は、レーザビームと考えることができる。ターゲット材料１１４がターゲット位置１０５に存在しない時に依然として増幅光ビーム１１０を生成するようにレーザシステム１１５を励起することはできるが、光源１００内の何らかの他の構成要素が十分なフィードバックを行わなければコヒーレントレーザ発振を生成しないであろう。特に、ターゲット材料１１４との増幅光ビーム１１０の交差中に、ターゲット材料１１４は、増幅チャンバ２５０、２５２、２５４を通過する光空洞を確立するように光学系２６４と協働してビーム経路２６２に沿って光を反射することができる。この構成は、チャンバ２５０、２５２、２５４の各々の中のレーザビームを生成する利得媒体が励起されてターゲット材料１１４を照射し、プラズマを作り出してチャンバ１３０内のＥＵＶ光の放射を生成した時に、ターゲット材料１１４の反射率が光学利得に空洞（光学系２６４及び液滴で形成された）内の光損失を超えさせるのに十分であるように構成される。この構成では、光学系２６４、増幅器２５０、２５２、２５４、及びターゲット材料１１４は、ターゲット材料が光空洞の１つのミラー（いわゆるプラズマミラー又は機械式ｑスイッチ）として機能するいわゆる「自己ターゲット式」レーザシステムを形成するように結合される。自己ターゲット式レーザシステムは、代理人整理番号第２００６−００２５−０１号である２００６年１０月１３日出願の「ＥＵＶ光源のための駆動レーザ送出システム」という名称の米国特許出願第１１／５８０，４１４号明細書に開示されており、この特許の開示内容全体は、引用により本明細書に組み込まれている。

用途により、他のタイプの増幅器又はレーザ、例えば、高電力及び高パルス繰返し数で作動するエキシマ又は分子フッ素レーザも適切とすることができる。例としては、例えば、米国特許第６，６２５，１９１号明細書、米国特許第６，５４９，５５１号明細書、及び米国特許第６，５６７，４５０号明細書に示すような繊維又は円盤型利得媒体、ＭＯＰＡ構成エキシマレーザシステムを有する固体レーザ、１つ又はそれよりも多くのチャンバ、例えば、発振チャンバ及び１つ又はそれよりも多くの増幅チャンバ（増幅チャンバは並列又は直列）を有するエキシマレーザ、主発振器／電力発振器（ＭＯＰＯ）構成、電力発振器／電力増幅器（ＰＯＰＡ）構成があり、又は１つ又はそれよりも多くのエキシマ又は分子フッ素増幅器又は発振器チャンバにシード光を送出する固体レーザが適切とすることができる。他の設計も可能である。

照射部位では、適切に集束アセンブリ１２２により集束された増幅光ビーム１１０は、ターゲット材料１１４の組成に依存するある一定の特性を有するプラズマを作り出すために使用される。これらの特性には、プラズマによって生成されるＥＵＶ光の波長及びプラズマから放出されるデブリのタイプ及び量を含むことができる。

光源１００は、増幅光ビーム１１０が通過してターゲット位置１０５に到達することを可能にする開口１４０を有する集光ミラー１３５を含む。集光ミラー１３５は、例えば、ターゲット位置１０５で第１の焦点、及びＥＵＶ光を光源２０から出力することができ、かつ例えば集積回路リソグラフィツール（図示せず）に入力することができる中間位置１４５で第２の焦点（中間焦点とも呼ばれる）を有する楕円面ミラーとすることができる。光源１００は、増幅光ビーム１１０がターゲット位置１０５に到達することを可能にすると同時に集束アセンブリ１２２及び／又はビーム移送システム１２０に入るプラズマによって生成されたデブリの量を低減するために、集光ミラー１３５からターゲット位置１０５に向けてテーパ付きである開放端中空円錐シュラウド１５０（例えば、ガスコーン）を含むことができる。この目的のために、ターゲット位置１０５に向けて誘導されるガス流をシュラウドに準備することができる。

光源１００はまた、液滴位置検出フィードバックシステム１５６と、レーザ制御システム１５７と、ビーム制御システム１５８とに接続された主コントローラ１５５を含むことができる。光源１００は、例えば、ターゲット位置１０５に対する液滴の位置を示す出力を供給してこの出力を液滴位置検出フィードバックシステム１５６に供給する１つ又はそれよりも多くのターゲット又は液滴撮像器１６０を含むことができ、液滴位置検出フィードバックシステム１５６は、例えば、液滴単位で又は平均して液滴誤差を計算することができる液滴位置及び軌道を計算することができる。液滴位置検出フィードバックシステム１５６は、従って、主コントローラ１５５に入力として液滴位置誤差を供給する。主コントローラ１５５は、従って、レーザ位置、方向、及びタイミング補正信号を例えばレーザ制御システム１５７に供給することができ、液滴位置検出フィードバックシステム１５６は、例えば、チャンバ１３０内のビーム焦点の位置及び／又は集束力を変えるためにビーム移送システム１２０の増幅光ビーム位置及び形状を制御するようにレーザタイミング回路及び／又はビーム制御システム１５８を制御するのに使用することができる。

ターゲット材料送出システム１２５は、例えば、望ましいターゲット位置１０５に到達する液滴における誤差を補正するように送出機構１２７により放出される時の液滴の放出点を修正するために、主コントローラ１５５からの信号に応答して作動可能であるターゲット材料送出制御システム１２６を含む。

更に、光源１００は、以下に限定されるものではないが、パルスエネルギ、波長の関数としてエネルギ分布、波長の特定の帯域内のエネルギ、波長の特定の帯域外のエネルギ、及びＥＵＶ強度及び／又は平均電力の角度分布を含む１つ又はそれよりも多くのＥＵＶ光パラメータを測定する光源検出器１６５を含むことができる。光源検出器１６５は、主コントローラ１５５による使用に向けて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、有効かつ効率的なＥＵＶ放射のための適切な位置及び時間に適切に液滴を遮断するために、レーザパルスのタイミング及び焦点のようなパラメータにおける誤差を示すことができる。

光源１００は、光源１００の様々な区画を整列させるか、又はターゲット位置１０５に増幅光ビーム１１０をステアリングしやすくするのに使用することができるガイドレーザ１７５を含むことができる。ガイドレーザ１７５に関連して、光源１００は、集束アセンブリ１２２内に設けられてガイドレーザ１７５及び増幅光ビーム１１０から光の一部分をサンプリングする測定システム１２４を含む。他の実施例では、測定システム１２４は、ビーム移送システム１２０内に設けられる。測定システム１２４は、光の部分集合をサンプリングするか又は向け直す光学要素を含むことができ、このような光学要素は、ガイドレーザビーム及び増幅光ビーム１１０の電力に耐えることができるあらゆる材料から製造される。ビーム解析システムは、測定システム１２４及び主コントローラ１５５で形成され、その理由は、主コントローラ１５５が、ガイドレーザ１７５からのサンプリングされた光を解析し、この情報を使用してビーム制御システム１５８を通じて集束アセンブリ１２２内の構成要素を調節するからである。

従って、要約すると、光源１００は、増幅光ビーム１１０を生成し、増幅光ビーム１１０は、ビーム経路に沿って誘導され、ターゲット材料をＥＵＶ範囲の光を放出するプラズマに変換するためにターゲット位置１０５でターゲット材料に照射される。増幅光ビーム１１０は、レーザシステム１１５の設計及び特性に基づいて判断された特定の波長（光源波長とも呼ばれる）で作動する。更に、増幅光ビーム１１０は、ターゲット材料がコヒーレントレーザ光を生成するためにレーザシステム１１５に十分なフィードバックを行う時か、又は駆動レーザシステム１１５がレーザ空洞を形成する適切な光学的フィードバックを含む場合のレーザビームとすることができる。

図１を再び参照すると、１次チャンバ１３２は、集光ミラー１３５、送出機構１２７、ターゲット撮像器１６０、ターゲット材料１１４、及びターゲット位置１０５を収容する。２次チャンバ１３４は、チャンバサブシステム１９０及び中間位置１４５を収容する。１次及び２次チャンバ１３２、１３４の円筒壁は、例えば、チャンバ１３２、１３４内の過熱を防止するために、特に、集光ミラー１３５の過熱を防止するために水冷により冷却される。

図３を参照すると、２次チャンバ３３４は、チャンバ内部１９２を形成する円筒壁３００を含む。２次チャンバ３３４は、１次チャンバ１３２と流体接続された第１の容器３０５と、第１の容器３０５と流体接続された第２の容器３１０とを含む。１次チャンバ及び２次チャンバ１３２、１３４は、大気から気密に密封される。第２の容器３１０の前部環状壁３１５は、第１の容器３０５を第２の容器３１０から分離している。第１の容器３０５は、真空排気のための開口部３２０と、集光ミラー１３５の撮像及び解析を可能にする開口部３２５とを含む。

この特定の設計において、２次チャンバ３３４は、チャンバサブシステム１９０がない。このために、２次チャンバ３３４を含む光源１００の作動中にいくつかの問題が生じる可能性がある。作動中、増幅光ビーム１１０は、強制的にターゲット位置１０５に集束され、次に、光ビームは、２次チャンバ３３４内にかつ第２の容器３１０の前部環状壁３１５に向けて発散する。前部環状壁３１５と相互作用する発散する光ビーム１１０部分は、前部環状壁３１５によって（及び潜在的に２次チャンバ３３４内の他の特徴によって）反射され、光ビーム１１０が進んだビーム経路に沿って、かつレーザシステム１１５に向けて誘導して戻すことができる。このフィードバック光により、駆動レーザシステム１１５内で自己レージングが引き起こされ、この自己レージングにより、レーザシステム１１５内側の光ビーム１１０（従って、レーザ電力）の増幅が低減され、従って、ターゲット材料１１４へ移送される電力が少なくなると考えられる。

更に、上述のように、ターゲット材料１１４は、例えば、純粋な錫（Ｓｎ）、又は錫化合物、例えば、ＳｎＢｒ₄、ＳｎＢｒ₂、ＳｎＨ₄、又は錫合金、例えば、錫ガリウム合金、錫インジウム合金、錫インジウムガリウム合金、又はこれらの合金のあらゆる組合せとすることができる。

錫蒸気は、錫の液滴（ターゲット材料１１４）が、光ビーム１１０が錫の液滴に衝突する時に形成されるプラズマを通過する時に生成される可能性がある。この錫蒸気は、真空チャンバ１３０内の光学的曲面（集光ミラー１３５のような）上で濃縮され、これらの光学的曲面で非効率性を引き起こす可能性がある。これらの光学的曲面から濃縮された錫を除去するために、緩衝ガス（Ｈ₂のような）のエッチング液が光学的曲面に適用され、光学的表面の汚れを除去することができる。ＳｎＨ_x化合物は、Ｈ₂がエッチングに使用された時に形成される可能性があり、その理由には、集光ミラー１３５が常にゼロ以下の温度に維持され、Ｈ₂基が錫と反応した時にＳｎＨ_xが生成されるからであり、ここで、ｘは１、２、４などとすることができる。ＳｎＨ₄は、これらの生成された化合物のうち最も安定したものである。

更に、錫化合物がターゲット材料１１４として使用された場合に、錫化合物（デブリ又は微細液滴の形態で）は、開口部３２０を通じてチャンバ１３０からかつ真空ポンプ内に送り出されるという危険性があり、それによって真空ポンプの誤作動及び破壊が発生する可能性がある。

ＳｎＨ₄は、約５０℃の温度で濃縮されたＳｎ及び水素に化学的に分解し始める。更に、濃縮されたＳｎは、約２５０℃の溶融点を超えると溶融状態に遷移する。従って、ＳｎＨ₄が２５０℃の温度の表面に衝突した場合に、溶融したＳｎ及び水素が形成される。濃縮された（かつ溶融した）Ｓｎは、チャンバ１３０の表面で蓄積することがあり、従って、開口部３２０を通じて及び真空ポンプ内に排出されない。しかし、チャンバ壁は化合物の分解温度未満に保たれているので、ＳｎＨ₄は、化学的に分解せず、従って、ＳｎＨ₄は、開口部３２０を通じて及び真空ポンプ内にチャンバから排出される蒸気状態の固体のままである。

従って、図４及び図５を参照すると、２次チャンバ１３４は、チャンバサブシステム１９０がチャンバ内部１９２を形成する円筒壁４００内に収容された状態で設計される。チャンバサブシステム１９０は、自己レージングを低減し、かつ固体形態のターゲット材料をチャンバ内部１９２内に捕捉されたままである溶融形態、及び２次チャンバ１３４から開口部４２０を通じて及び真空ポンプ内に排出することができる安全な蒸気（例えば、Ｈ₂）に分解するように構成される。２次チャンバ３３４と同様に、第２の容器１３４は、真空排気のための開口部４２０と、集光ミラー１３５の撮像を可能にする開口部４２５とを含む。２次チャンバ１３４の壁４００は、ステンレス鋼のようなあらゆる適切な硬質材料で製造することができる。

第１及び第２の容器を分離する前部環状壁３１５の代わりに、２次チャンバ１３４は、チャンバサブシステム１９０を含む。チャンバサブシステム１９０は、内部１９２の表面とチャンバサブシステム１９０の外面を接続するブラケット４３０、４３２、４３４のような適切な装着デバイスで内部１９２の内側に剛性に吊り下げられる。本明細書に示すように、チャンバサブシステム１９０は、開口部４２０の下流に位置決めされる。しかし、チャンバサブシステム１９０が真空チャンバ１３０の内部表面の少なくとも一部分の上に重なり、かつ内部表面からビーム経路に再び沿った光源波長の増幅光ビーム１１０（レーザビームとすることができる）の流れを低減するように構成される限り、２次チャンバ１３４内、１次チャンバ１３２内、又は別の新しいチャンバ内の別の位置に位置決めされるようにチャンバサブシステム１９０を設計することができる。

図６〜図９Ｂも参照すると、チャンバサブシステム１９０は、１つ又はそれよりも多くの支持体又はブラケット６１０、６１２、６１４、６１６、６１８、６２０と交互配置された１つ又はそれよりも多くの固定式環状円錐ベーン６００、６０２、６０４、６０６、６０８を含む。固定ベーン６００〜６０８及びブラケット６１０〜６２０の各々は、硬質材料（例えば、ステンレス鋼又はモリブデン）で製造することができる。ベーン６００〜６０８の各々は、形状は円錐であり、中心開口領域を含み、かつ隣接ブラケット間に挟持されたそれぞれの縁部７０１、７０３、７０５、７０７、７０９（図７を参照されたい）で所定の位置に保持される。従って、縁部７０１は、ブラケット６１０及び６１２間に挟持され、縁部７０３は、ブラケット６１２及び６１４間に挟持され、縁部７０５は、ブラケット６１４及び６１６間に挟持され、縁部７０７は、ブラケット６１６及び６１８間に挟持され、かつ縁部７０９は、ブラケット６１８及び６２０間に挟持される。

ベーン６００〜６０８の各々は、ターゲット材料１１４から放出された極紫外線の通過をもたらすそれぞれの中心開口領域７１１、７１３、７１５、７１７、７１９を含む。一部の実施例では、ベーン６００−６０８の各々は、他のベーンの円錐角度と異なる円錐角度（すなわち、ビーム経路に垂直である円錐外面と平面間の角度）で構成される。従って、図９Ｂに示すように、ベーン６０８は、他のベーン６００、６０２、６０４、６０６の円錐角度と異なる円錐角度９００を有する。

更に、一部の実施例では、ベーン６００〜６０８の各々は、他のベーンの環状幅（すなわち、ビーム経路に垂直である平面に沿って延びる直径に沿って切り取った円すい面の幅）と異なる環状幅で構成される。代替的に、別の言い方をすれば、ベーン６００〜６０８の各々は、他の開口領域の直径（ビーム経路に垂直である平面に沿って切り取った）と異なる直径を有する開口領域で構成される。従って、図９Ｂに示すように、ベーン６０８は、他のベーン６００、６０２、６０４、６０６の開口領域７１１、７１３、７１５、７１７の直径と異なるその開口領域７１９の直径９０５を有する。

開口領域直径は、例えば、ベーン６００の開口領域直径がベーン６０２の開口領域直径を超える、ベーン６０２の開口領域直径がベーン６０４の開口領域直径を超える等々のように漸変することができる。円錐角度も、例えば、角度がベーン６００からベーン６０８まで漸進的により小さくなるように漸変することができる。ベーンのこれらの２つの幾何学的な特徴（円錐角度及び開口領域直径）が漸変される理由は、入射増幅光ビームが、チャンバサブシステム１９０を通過する時に発散し、漸変的幾何学的な特徴が、以下でより詳細に説明するように、できるだけ多くの発散するビームを収集するように構成されるからである。

いずれにしても、開口領域直径、円錐角度、及びこれらのパラメータの漸変のレベル（もしある場合）は、光源１００に使用される増幅光ビーム１１０のタイプ（例えば、駆動レーザシステム１１５のタイプ）及び形状（例えば、ビームの開口数）により決まるように選択することができる。従って、例えば、本明細書に示すチャンバサブシステム１９０の設計は、ＣＯ₂増幅器を含み、かつ約０．２１の開口数を有する増幅光ビーム１１０を生成する駆動レーザシステム１１５のために構成される。

ここで図８ａ及び図８ｂを再び参照すると、ブラケット６１２、６１４、６１６、６１８の各々は、それぞれの傾斜内側環状表面８１２、８１４、８１６、８１８を含むことができる。これらの傾斜表面は、以下で更に詳述するように、異なる角度で各ブラケットの表面８１２、８１４、８１６、８１８から反射する２つの放出ビームに入射ビームを分割することにより、発散増幅光ビームの付加的な発散を提供するものである。

図１０〜１２図も参照すると、光源１００の作動時に、増幅光ビーム１１０は、ターゲット位置１０５に集束されることによってターゲット材料１１４（図１０には図示せず）を照射するようにビーム経路１０００に沿って進む。ターゲット材料は、輝線をＥＵＶ範囲に有する元素を有するプラズマ状態に変換され、従って、ＥＵＶ光１００５がターゲット材料１１４から放出されて集光ミラー１３５により集光される。一方、発散する増幅光ビーム１０１０は、ターゲット位置１０５から離れる方向に２次チャンバ１３４（図１０では図示せず）に向けて、及びチャンバサブシステム１９０に向けて進む。ターゲット材料１１４容積は、１次焦点では増幅光ビーム１１０の焦点領域（すなわち、ウエスト部）よりも小さい。従って、増幅光ビーム１１０の中心部分は、ターゲット材料１１４と相互作用するが、非相互作用状態の増幅光ビーム１１０は、この焦点領域を過ぎて外へ発散し始めて発散増幅光ビーム１０１０になる。増幅光ビーム１１０ビームの非相互作用部分は、ターゲット材料１１４から反射し、増幅のためにレーザシステムへ再び誘導することができる。

増幅光ビーム１０１０は、サブシステム１９０の開口領域を通り過ぎる時に、連続的ベーン６００、６０２、６０４、６０６、６０８により偏向される（反射される）。図１２を特に参照すると、光ビーム１０１０の例示的な入射光線１２００は、ベーン６００を通過するが、ベーン６０２の側面に衝突し、ここで、光線１２００は、ベーン６０２とベーン６００の間に数回跳ね返る。入射光線１２００は、ブラケット６１２の傾斜内側環状表面８１２から反射して放出光線１２０５を形成する。放出光線１２０５の経路は、ベーン６００及び６０２の円錐面の各々の角度が異なるために入射光線１２００の経路と一致せず、従って、放出光線１２０５は、集光ミラー１３５（ターゲット位置１０５内側にある）の１次焦点に向けてビーム経路に沿って戻らず、従って、放出光線１２０５は、駆動レーザシステム１１５には再び入らない。

更に、光線１２００、１２０５は、ベーン６００又は６０２から跳ね返る度に電力の僅かな割合（例えば、約１０％）を失う。このために、一部のエネルギは、ベーンに与えられ、従って、ベーン６００、６０２、６０４、６０６、６０８が昇温する。更に、ベーン６００、６０２、６０４、６０６、６０８が昇温してターゲット材料化合物の分解温度（より具体的には、成分が溶融している温度を超える温度）を超えると（例えば、Ｓｎの場合は２５０Ｃを超える）、ベーンに衝突する化合物（ＳｎＨ₄のような）があれば、溶融元素（Ｓｎのような）及び水素に分解する。更に、溶融元素が残ってブラケット６１０、６１２、６１４、６１６、６１８、６２０の下側内部表面１２１０に蓄積し、一方、水素は、開口部３２０を通じて及び真空ポンプ内に排出される。

図１３も参照すると、他の実施例では、チャンバサブシステム１９０は、チャンバ内壁の少なくとも一部に付加され、かつターゲット位置１０５を通過し、通過しなければチャンバ内壁に衝突するレーザ光を向け直す１つ又はそれよりも多くのコーティング１３００とすることができる。例えば、コーティングは、誘電体スタックのような対照的な屈折率の互層構造を有する透明薄膜構造体から構成された反射防止コーティングとすることができる。層厚は、接続部から反射したビーム内に弱め合う干渉、更に、対応する透過光内に強め合う干渉を生成するように選択される。それによってこの構造体の性能は、波長及び入射角と共に変化し、従って、色効果が、斜角で出現することが多い。コーティング１３００は、内壁を実質的に被覆することができなければならず、従って、コーティングのタイプは、内壁に使用される材料によって選択することができる。

別の例として、コーティングは、窒化チタン及び窒化ニオブのようなスパッタ堆積によって生成された複合薄膜を使用する吸収反射防止コーティングとすることができる。別の例として、コーティングは、干渉コーティングとすることができる。

チャンバサブシステム１９０は、後方反射、過熱、又は過剰なノイズを回避するあらゆる適切に設計された高電力ビームダンプを使用して設計することができる。例えば、チャンバサブシステム１９０は、ビームダンプするために吸収材料で裏張りされた深い暗い空洞とすることができる。別の例として、チャンバサブシステム１９０は、光を屈折又は反射させるように構成することができる。

検出器１６５は、図１では、ターゲット位置１０５から直接に光を受け取るように位置決めされた状態に示したが、検出器１６５は、代替的に、中間焦点１４５又はその下流又は何らかの他の位置で光をサンプリングするように位置決めすることができる。

一般的に、ターゲット材料１１４の照射は、ターゲット位置１０５でデブリを発生させる可能性もあり、このようなデブリは、集光ミラー１３５を含むがこれに限定されない光学要素の表面を汚す可能性がある。従って、全体が引用により本明細書に組み込まれている米国特許第７，４９１，９５４号明細書に説明されているように、ターゲット材料の構成成分との反応が可能なガス状エッチング液の供給源１０２をチャンバ２６内に導入して光学要素表面に堆積した汚染物質を洗浄することができる。例えば、１つの用途において、ターゲット材料は、Ｓｎを含むことができ、エッチング液は、ＨＢｒ、Ｂｒ₂、Ｃｌ₂、ＨＣｌ、Ｈ₂、ＨＣＦ₃、又はこれらの化合物の何らかの組合せを含むことができる。

光源１００は、堆積したターゲット材料と光学要素の表面上のエッチング液間の化学反応を開始し、及び／又はその速度を増大させる１つ又はそれよりも多くの加熱器１７０を含むことができる。Ｌｉを含むプラズマターゲット材料に対して、加熱器１７０は、１つ又はそれよりも多くの光学要素の表面を約４００〜５５０℃の範囲の温度に加熱して表面からＬｉを気化するように、すなわち、エッチング液を必ずしも使用することなく設計することができる。適切とすることができる加熱器のタイプには、放射加熱器、マイクロ波加熱器、ＲＦ加熱器、オーム加熱器、又はこれらの加熱器の組合せがある。加熱器は、特定の光学要素面に向けることができ、従って、指向性とすることができ、又は全指向性であってチャンバ１３０全体又はチャンバ１３０の実質的な部分を加熱することができる。

他の実施例では、ターゲット材料１１４は、リチウム、リチウム化合物、キセノン、又はキセノン化合物を含む。

発散する増幅光ビーム１０１０は、ターゲット材料１１４から放出されるＥＵＶ光１００５を制限することなく他のデバイスを使用して制限することができる。これは、収束ＥＵＶ光１００５と２次チャンバ１３４を通り過ぎた発散増幅光ビーム１０１０との間に環状間隙がある間欠的容積を判断し、２次チャンバ１３４内で捕捉することができなかった発散増幅光ビーム１０１０を捕捉することによって行うことができる。付加的な捕捉及び／又は制限を行っても、依然として中間焦点１４５を通過する有意な量の光ビーム（例えば、約１．５ｋＷのレーザ電力）がある可能性があり、この光ビームは、中間焦点１４５を過ぎて捕捉することができる。

図１を再び参照すると、チャンバサブシステム１９０は、２次チャンバ１３４の仕切弁（図示せず）を発散増幅光ビーム１０１０の陰に保つためにサブシステム１９０の中心内に突出する付加的なフィン１１５０を含むことができる。付加的なフィン１１５０は、増幅光ビーム１０１０の毎回の跳ね返りで電力の約９０％を反射するようにステンレス鋼で製造することができる。

他の実施は、以下の特許請求の範囲内である。

１００ ＬＰＰのＥＵＶ光源
１０５ ターゲット位置
１１４ ターゲット材料
１２２ 集束アセンブリ
１３５ 集光ミラー
１５５ 主コントローラ

Claims (24)

1. ビーム経路に沿って増幅光ビームを生成し、内部表面を形成するチャンバ内のターゲット材料を照射して極紫外線を発生させるように構成され、光源波長の光を増幅するための利得媒体を含む光源と、
   前記チャンバの前記内部表面の少なくとも一部分の上に重なり、かつ前記ビーム経路に沿って戻る該内部表面からの前記光源波長の光の流れを低減するように構成されたサブシステムと、
   を含むことを特徴とする装置。
2. 前記光源は、レーザ光源であり、前記増幅光ビームは、レーザビームであることを特徴とする請求項１に記載の装置。
3. 前記サブシステムは、少なくとも１つのベーンを含むことを特徴とする請求項１に記載の装置。
4. 前記少なくとも１つのベーンは、チャンバ壁から前記増幅光ビームの経路内に延びるように構成されることを特徴とする請求項３に記載の装置。
5. 前記少なくとも１つのベーンは、前記増幅光ビームの中心の通過のための中心開口領域を形成する円錐形状を有することを特徴とする請求項３に記載の装置。
6. 前記サブシステムは、前記ターゲット材料の化合物を少なくとも１つのガス及び少なくとも１つの固体に化学的に分解して該ガスの前記チャンバの内部から除去を可能にするように構成されることを特徴とする請求項１に記載の装置。
7. 前記ターゲット材料化合物は、水素化錫を含み、前記少なくとも１つのガスは、水素であり、前記少なくとも１つの固体は、濃縮された錫であることを特徴とする請求項６に記載の装置。
8. 前記濃縮された錫は、溶融状態にあることを特徴とする請求項７に記載の装置。
9. 前記光源波長は、赤外線波長範囲にあることを特徴とする請求項１に記載の装置。
10. 前記光源は、１つ又はそれよりも多くの電力増幅器を含むことを特徴とする請求項１に記載の装置。
11. 前記光源は、１つ又はそれよりも多くの電力増幅器にシード光を供給する主発振器を含むことを特徴とする請求項１に記載の装置。
12. 前記サブシステムは、前記内部チャンバ表面に接触することを特徴とする請求項１に記載の装置。
13. 前記サブシステムは、コーティングを含むことを特徴とする請求項１に記載の装置。
14. 前記コーティングは、反射防止コーティングであることを特徴とする請求項１３に記載の装置。
15. 前記コーティングは、吸収反射防止コーティングであることを特徴とする請求項１３に記載の装置。
16. 前記コーティングは、干渉コーティングであることを特徴とする請求項１３に記載の装置。
17. 極紫外線を生成する方法であって、
    真空チャンバの内部内のターゲット位置でターゲット材料を生成する段階と、
    駆動レーザシステム内の少なくとも１つの光増幅器の利得媒体にポンプエネルギを供給し、それによって光源波長の増幅光ビームを生成する段階と、
    ビーム経路に沿って前記増幅光ビームを誘導し、それによって前記ターゲット材料を照射して極紫外線を発生させる段階と、
    前記真空チャンバの内部表面から前記ビーム経路までの前記光源波長の光の流れを低減する段階と、
    を含むことを特徴とする方法。
18. 前記増幅光ビームが前記ターゲット位置と交差して前記ターゲット材料に衝突する時に該ターゲット材料から放出される前記発生された極紫外線を集光する段階を更に含むことを特徴とする請求項１７に記載の方法。
19. 前記光源波長の光の流れを低減する段階は、前記ビーム経路と異なる経路に沿って前記増幅光ビームの少なくとも一部分を誘導する段階を含むことを特徴とする請求項１７に記載の方法。
20. 前記光源波長の光の流れを低減する段階は、チャンバサブシステムの２つのベーンの間に前記増幅光ビームの少なくとも一部分を反射する段階を含むことを特徴とする請求項１７に記載の方法。
21. 前記少なくとも１つの光増幅器の前記利得媒体にポンプエネルギを供給する段階は、前記光源波長のレーザビームを生成することを特徴とする請求項１７に記載の方法。
22. 前記ターゲット材料の化合物を少なくとも１つのガス及び少なくとも１つの固体に化学的に分解して該ガスの前記チャンバの前記内部からの除去を可能にする段階を更に含むことを特徴とする請求項１７に記載の方法。
23. 前記化合物を化学的に分解する段階は、水素化錫を水素及び濃縮された錫に化学的に分解する段階を含むことを特徴とする請求項２２に記載の方法。
24. 前記真空チャンバの前記内部表面から前記ビーム経路までの前記光源波長の前記光の流れを低減するチャンバサブシステム内に前記濃縮された錫を捕捉する段階を更に含むことを特徴とする請求項２３に記載の方法。

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