JP2008027623A - ターゲット物質供給装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ＬＰＰ型ＥＵＶ光源装置のプラズマ発生室にターゲット物質を供給するターゲット物質供給装置において、ターゲット物質の温度を安定させる。
【解決手段】このターゲット物質供給装置は、外部から供給されるターゲット物質を冷却して液化するための液化室１０８と、液化室１０８において液化されたターゲット物質を噴出するためのノズル１０２と、液化室１０８内においてターゲット物質の温度を制御するためのロッド１０９、冷却装置１１０、ヒータ１１１、温度センサ１１２、及び、温度制御部１１３と、ノズル１０２内においてターゲット物質の温度を制御するためのロッド１１４、冷却装置１１５、ヒータ１１６、温度センサ１１７、及び、温度制御部１１８とを含む。
【選択図】図１

Description

本発明は、ターゲット物質にレーザビームを照射することにより極端紫外（ＥＵＶ：extreme ultra violet）光を発生するＬＰＰ（laser produced plasma：レーザ生成プラズマ）方式の極端紫外光源装置のプラズマ発生室にターゲット物質を供給するターゲット物質供給装置に関する。

近年、半導体プロセスの微細化に伴って光リソグラフィも微細化が急速に進展しており、次世代においては、１００〜７０ｎｍの微細加工、更には５０ｎｍ以下の微細加工が要求されるようになる。そのため、例えば、５０ｎｍ以下の微細加工の要求に応えるべく、波長１３ｎｍ程度のＥＵＶ光源と縮小投影反射光学系（reduced projection reflective optics）とを組み合わせた露光装置の開発が期待されている。

ＥＵＶ光源としては、レーザビームをターゲットに照射することによって生成されるプラズマを用いたＬＰＰ（laser produced plasma：レーザ生成プラズマ）光源（以下において、「ＬＰＰ式ＥＵＶ光源装置」ともいう）と、放電によって生成されるプラズマを用いたＤＰＰ（discharge produced plasma）光源と、軌道放射光を用いたＳＲ（synchrotron radiation）光源との３種類がある。これらの内でも、ＬＰＰ光源は、プラズマ密度をかなり大きくできるので黒体輻射に近い極めて高い輝度が得られ、ターゲット物質を選択することにより必要な波長帯のみの発光が可能であり、ほぼ等方的な角度分布を持つ点光源であるので光源の周囲に電極等の構造物がなく、２πsteradという極めて大きな捕集立体角の確保が可能であること等の利点から、数十ワット以上のパワーが要求されるＥＵＶリソグラフィ用の光源として有力であると考えられている。

図６は、ＬＰＰ方式のＥＵＶ光の生成原理を説明するための図である。図６に示すＥＵＶ光源装置は、レーザ発振器９０１と、集光レンズ等の集光光学系９０２と、ターゲット供給装置９０３と、ターゲットノズル９０４と、ＥＵＶ集光ミラー９０５とを備えている。レーザ発振器９０１は、ターゲット物質を励起させるためのレーザビームをパルス発振するレーザ光源である。集光レンズ９０２は、レーザ発振器９０１から射出したレーザビームを所定の位置に集光する。また、ターゲット供給装置９０３は、ターゲット物質をターゲットノズル９０４に供給し、ターゲットノズル９０４は、供給されたターゲット物質を所定の位置に噴射する。

ターゲットノズル９０４から噴射されたターゲット物質にレーザビームを照射することにより、ターゲット物質が励起してプラズマが発生し、そこから様々な波長成分が放射される。
ＥＵＶ集光ミラー９０５は、プラズマから放射された光を反射集光する凹面状の反射面を有している。この反射面には、所定の波長成分（例えば、１３．５ｎｍ付近）を選択的に反射するために、例えば、モリブデン及びシリコンを交互に積層した膜（Ｍｏ／Ｓｉ多層膜）が形成されている。それにより、プラズマから放射された所定の波長成分が、出力ＥＵＶ光として露光装置等に出力される。

なお、ターゲット物質として、キセノン（Ｘｅ）等の常温において気体の物質を用いる場合には、ターゲットノズル９０４の上流側に、ターゲット物質を加圧冷却することにより液化させる機構を設けることもある（例えば、下記の特許文献１参照）。
特許文献１には、液体プラズマターゲット物質を供給するためのターゲット供給システムであって、ガス状態のターゲット物質を供給する供給源と液化するためにガスの温度を低くする熱交換器とを含むターゲット供給システムと、ターゲット供給システムから液体を受け取る入力端と出力端とそれらの間の狭いスロート部とを含み、液体ドロップレットを出力端を通して放出するノズルと、液体ドロップレットを加熱しＥＵＶ放射を生成するレーザビームを液体ドロップレットに照射するレーザビーム源とを具備するＬＰＰ方式のＥＵＶ光源が掲載されている。

また、ターゲットノズル９０４にピエゾ素子を設け、ターゲットノズル９０４を振動させながら液体のターゲット物質を噴射させることにより、ターゲット物質の液滴（ドロップレット）を形成することができる。

一方、下記の非特許文献１には、液体アルゴンや液体酸素のドロップレットをノズルから低圧ガス中に噴射すると、ドロップレット化する以前に、ジェットの状態で固化することが掲載されている。これは、周囲の圧力が急激に低下することにより、ジェット表面が急激に気化し、その気化潜熱によってジェットが凍結してしまうものと考えられる。このようにドロップレットが固化してしまうことは、安定したＥＵＶ光を得るには好ましいことではない。そこで、従来より、ＬＰＰ式ＥＵＶ光源装置において、ドロップレットの固化を防止することが行われている。

図７は、ジェットの固化を防止し、ドロップレットを生成することが可能な従来のＬＰＰ式ＥＵＶ光源装置を示す模式図である。図７に示すＬＰＰ式ＥＵＶ光源装置は、液滴生成室９１０と、ピエゾドライバ９１６と、ＥＵＶ光を生成するためのプラズマ発生が行われるプラズマ発生室９３０と、プラズマ発生室９３０においてターゲット物質の液滴を照射するレーザ光Ｌ２を発生するレーザ光源９３１と、レーザ光源９３１から出射したレーザ光Ｌ２をレーザ光照射点９３３に導くレンズ９３２と、制御部９３５とを含んでいる。液滴生成室９１０とプラズマ発生室９３０とは、液滴生成室９１０に設けられた開口部９１０ａを通じて接続されている。

液滴生成室９１０には、ピエゾ素子９１３が設けられたノズル９１２と、バッファガスを導入するためのバッファガス導入路９１４と、排気ポンプ９１５とが設けられている。また、ピエゾ素子９１３には、ピエゾ素子９１３に供給される駆動信号を発生するピエゾドライバ９１６が接続されている。

ノズル９１２の上流側には、外部からターゲット物質導入路９１７を介してターゲット物質（例えば、Ｘｅ等）が供給される液化室９１８が配置されている。液化室９１８には、液化室９１８を冷却するためのロッド９１９の一方の端部である冷却端９１９ａが接続されている。ロッド９１９の他方の端部は、冷却装置９２０（例えば、パルスチューブ冷凍機、液体窒素等）に接続されている。また、ロッド９１９には、ロッド９１９の温度を微調整するためのヒータ９２１が設けられている。さらに、液化室９１８には、温度センサ９２２（例えば、熱電対等）が設けられており、冷却装置９２０、ヒータ９２１、及び、温度センサ９２２は、温度制御部９２３に接続されている。温度制御部９２３は、温度センサ９２２を利用して液化室９１８の温度をモニタリングしながら冷却装置９２０を駆動させて液化室９１８を冷却することにより、液化室９１８内のターゲット物質をＥＵＶ光の生成に適した温度に冷却液化する。さらに、温度制御部９２３は、ヒータ９２１を適宜駆動させて、ロッド９１９の温度を微調整することにより、液化室９１８内のターゲット物質の温度を微調整することができる。

外部から供給されるターゲット物質は、図中の点線で示すように、ターゲット物質導入路９１７を介して液化室９１８に導入され、液化室９１８内において冷却液化される。液化されたターゲット物質は、ノズル９１２から液滴生成室９１０内に噴射される。

ピエゾ素子９１３は、ピエゾドライバ９１６から供給される駆動信号に基づいて伸縮することにより、ノズル９１２に所定の周波数ｆの振動を与える。このように、ノズル９１２を介して、ノズル９１２から噴射されるターゲット物質の流れ（ターゲット噴流）を擾乱させることにより、繰り返して滴下するターゲット物質の液滴９１１を生成することができる。即ち、ターゲット噴流の速度をｖ、ターゲット噴流に生じた振動の波長をλ（λ＝ｖ／ｆ）、ターゲット噴流の直径をｄとした場合に、所定の条件（例えば、λ／ｄ＝４．５１）を満たすときに、均一な大きさの理想的な液滴が形成される。このターゲット噴流に生じさせる擾乱の周波数ｆは、レイリー周波数と呼ばれている。実際には、λ／ｄ＝３〜８程度であれば、ほぼ均一な大きさの液滴が形成される。ＥＵＶ光源装置において一般的に用いられるノズルから噴射されるターゲット噴流の速度ｖは２０ｍ／ｓ〜３０ｍ／ｓ程度であるので、直径が１０μｍ〜１００μｍ程度の液滴を形成する場合に、ノズルに与えるべき周波数は、数１０ｋＨｚ〜数１００ｋＨｚ程度となる。以下において、このようにして１秒間あたりに生成される液滴の数のことを、液滴生成周波数、又は、単に生成周波数という。

バッファガス導入路９１４は、ヘリウムガス（Ｈｅ）、窒素ガス（Ｎ２）等の不活性なガスをバッファガスとして導入するために設けられている。ここで、キセノン（Ｘｅ）のように、常温常圧において気体状態である物質を液体ターゲットとして用いる場合には、先に説明したように高真空チャンバ内において、ノズルから噴出したターゲット物質が凍結して、ドロップレット化を阻害するため、それを回避しなくてはならない。そのため、液滴生成室９１０にバッファガスを導入し、ノズル９１２近傍の圧力がターゲット物質の飽和蒸気圧以上となるようにしている。このバッファガスは、開口部９１０ａを通じてプラズマ発生室９３０にも導入されてしまうので、上記のように、ＥＵＶ光の吸収が比較的少ない気体を用いることが望ましい。

排気ポンプ９１５は、液滴生成室９１０内を所望の真空度に維持すると共に、生成された液滴９１１の表面から蒸発した蒸発ガスを外部に排出する。

プラズマ発生室９３０には、排気ポンプ９３４が設けられている。排気ポンプ９３４は、開口部９１０ａを通過してプラズマ発生室９３０に導入された液滴９１１の表面から蒸発した蒸発ガスや、液滴生成室９１０から漏れ出したバッファガス等の不要な物質を外部に排出することにより、プラズマ発生室９３０内を所望の真空度（例えば、１Ｐａ以下）に維持する。

レーザ光源９３１から出射したレーザ光Ｌ２は、レンズ９３２によって集光され、プラズマ発生室９３０内のレーザ光照射点９３３を所定の繰り返し動作周波数（例えば、１０ｋＨｚ）で照射する。このようなプラズマ発生室９３０において、液滴９１１が、レーザ光照射点９３３を通過する際にレーザ光Ｌ２を照射されると、ターゲット物質がプラズマ化してＥＵＶ光が放射される。このようにして生成されたＥＵＶ光は、例えば、Ｍｏ−Ｓｉ膜が形成された反射光学系により、露光装置等に導かれる。

制御部９３５は、ノズル９１２の径やターゲット物質の噴射速度等に応じてピエゾドライバ９１６の液滴生成周波数を制御する。
米国特許６，３２４，２５６（図３） 谷本（M. Tanimoto）、「固体ペレットを生成するための極低温の実験的な装置（Cryogenic Experimental Device for Production of Solid Pellets）」、第７回核融合技術シンポジウム会報（Proceedings of the 7th Symposium on Fusion Technology）、１９７２年、ｐ．２６７−２７２

近年、安定したＥＵＶ光を得るためには、液滴９１１の温度を比較的狭い温度幅内に制御する必要があることが判明してきた。これは、ターゲット物質をノズルから噴出する際のターゲット温度が高いと、噴出後のジェットの位置安定性、ひいては液滴の安定性が不安定になるからである。理想的には、ターゲット物質が流路内で凍結しない、凝固点直上の温度が望ましい。しかしながら、従来は、図７に示すように、液化室９１８においてターゲット物質の温度を制御していた。そのため、液化室９１８の下流に位置するノズル９１２の温度がバッファガスの影響を受けて上昇し、ノズル９１２から噴射される液滴９１１の温度がＥＵＶ光の生成に適した温度より高くなってしまい、液滴９１１の位置や軌道が安定せず、安定したＥＵＶ光を得ることができないということが生じていた。

このようなことを防止するために、液化室９１８内のターゲット物質の温度を凍結しない下限温度に制御することが考えられる。しかしながら、そのようにしても、液化室９１８から出たターゲット物質はノズル９１２を通過するので、液滴９１１の温度を安定させることができず、安定したＥＵＶ光を得ることができない。また、液滴９１１の温度を所望の温度にするためには、液化室９１８内のターゲット物質の温度を凍結しない下限ぎりぎりの温度に制御する必要があり、ややもすればターゲット物質が液化室９１８内において凍結してしまい、液滴９１１がノズル９１２から噴出されないことも起こり得る。

そこで、上記の点に鑑み、本発明は、ＬＰＰ型ＥＵＶ光源装置のプラズマ発生室にターゲット物質を供給するターゲット物質供給装置において、プラズマ発生室に供給されるターゲット物質の温度を安定させることを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の１つの観点に係るターゲット物質供給装置は、レーザ生成プラズマ方式の極端紫外光源装置のプラズマ発生室にターゲット物質を供給するターゲット物質供給装置であって、外部から供給されるターゲット物質を冷却して液化するための液化室と、液化室において液化されたターゲット物質を噴出するためのノズルと、液化室内においてターゲット物質の温度を制御するとともに、ノズル内においてターゲット物質の温度を制御するための温度制御手段とを具備する。

本発明によれば、プラズマ発生室に供給されるターゲット物質の温度を安定させることができる。これにより、安定したＥＵＶ光を得ることが可能になる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら詳しく説明する。なお、同一の構成要素には同一の参照番号を付して、説明を省略する。
図１は、本発明の第１の実施形態に係るターゲット物質供給装置を用いたＬＰＰ方式ＥＵＶ光源装置の構成を示す模式図である。このＥＵＶ光源装置は、液滴生成室１００と、ピエゾドライバ１０６と、ＥＵＶ光を生成するためのプラズマ発生が行われるプラズマ発生室１３０と、プラズマ発生室１３０においてターゲット物質の液滴を照射するレーザ光Ｌ１を発生するレーザ光源１３１と、レーザ光源１３１から出射したレーザ光Ｌ１をレーザ光照射点１３３に導くレンズ１３２と、制御部１３５とを含んでいる。液滴生成室１００とプラズマ発生室１３０とは、液滴生成室１００に設けられた開口部１００ａを通じて接続されている。

液滴生成室１００には、ピエゾ素子１０３が設けられたノズル１０２と、バッファガスを導入するためのバッファガス導入路１０４と、排気ポンプ１０５とが設けられている。また、ピエゾ素子１０３には、ピエゾ素子１０３に供給される駆動信号を発生するピエゾドライバ１０６が接続されている。

ノズル１０２の上流側には、外部からターゲット物質導入路１０７を介してターゲット物質（例えば、Ｘｅ等）が供給される液化室１０８が配置されている。液化室１０８には、液化室１０８を冷却するためのロッド１０９の一方の端部である冷却端１０９ａが接続されている。ロッド１０９の他方の端部は、冷却装置１１０（例えば、パルスチューブ冷凍機、液体窒素等）に接続されている。また、ロッド１０９には、ロッド１０９の温度を微調整するためのヒータ１１１が設けられている。さらに、液化室１０８には、温度センサ１１２（例えば、熱電対等）が設けられており、冷却装置１１０、ヒータ１１１、及び、温度センサ１１２は、温度制御部１１３に接続されている。

温度制御部１１３は、温度センサ１１２を利用して液化室１０８の温度をモニタリングしながら冷却装置１１０を駆動させて液化室１０８を冷却することにより、液化室１０８内のターゲット物質をＥＵＶ光の生成に適した温度に冷却液化する。さらに、温度制御部１１３は、ヒータ１１１を適宜駆動させて、ロッド１０９の温度を微調整することにより、液化室１０８内のターゲット物質の温度を微調整することができる。

ノズル１０２には、ノズル１０２を冷却するためのロッド１１４の一方の端部である冷却端１１４ａが接続されている。ロッド１１４の他方の端部は、冷却装置１１５（例えば、パルスチューブ冷凍機、液体窒素等）に接続されている。また、ロッド１１４には、ロッド１１４の温度を微調整するためのヒータ１１６が設けられている。さらに、ノズル１０２には、温度センサ１１７（例えば、熱電対等）が設けられており、冷却装置１１５、ヒータ１１６、及び、温度センサ１１７は、温度制御部１１８に接続されている。

温度制御部１１８は、温度センサ１１７を利用してノズル１０２の温度をモニタリングしながら冷却装置１１５を駆動させてノズル１０２を冷却することにより、ノズル１０２内のターゲット物質をＥＵＶ光の生成に適した温度に冷却する。さらに、温度制御部１１８は、ヒータ１１６を適宜駆動させて、ロッド１１４の温度を微調整することにより、ノズル１０２内のターゲット物質の温度を微調整することができる。

外部から供給されるターゲット物質は、図中の点線で示すように、ターゲット物質導入路１０７を介して液化室１０８に導入され、液化室１０８内において冷却液化される。液化されたターゲット物質は、ノズル１０２から液滴生成室１００内に噴射される。

ピエゾ素子１０３は、ピエゾドライバ１０６から供給される駆動信号に基づいて伸縮することにより、ノズル１０２に所定の周波数ｆの振動を与える。このように、ノズル１０２を介して、ノズル１０２から噴射されるターゲット物質の流れ（ターゲット噴流）を擾乱させることにより、繰り返して滴下するターゲット物質の液滴１０１を生成することができる。即ち、ターゲット噴流の速度をｖ、ターゲット噴流に生じた振動の波長をλ（λ＝ｖ／ｆ）、ターゲット噴流の直径をｄとした場合に、所定の条件（例えば、λ／ｄ＝４．５１）を満たすときに、均一な大きさの理想的な液滴が形成される。このターゲット噴流に生じさせる擾乱の周波数ｆは、レイリー周波数と呼ばれている。実際には、λ／ｄ＝３〜８程度であれば、ほぼ均一な大きさの液滴が形成される。ＥＵＶ光源装置において一般的に用いられるノズルから噴射されるターゲット噴流の速度ｖは２０ｍ／ｓ〜３０ｍ／ｓ程度であるので、直径が１０μｍ〜１００μｍ程度の液滴を形成する場合に、ノズルに与えるべき周波数は、数１０ｋＨｚ〜数１００ｋＨｚ程度となる。以下において、このようにして１秒間あたりに生成される液滴の数のことを、液滴生成周波数、又は、単に生成周波数という。

バッファガス導入路１０４は、ヘリウムガス（Ｈｅ）、窒素ガス（Ｎ２）等の不活性なガスをバッファガスとして導入するために設けられている。ここで、キセノン（Ｘｅ）のように、常温常圧において気体状態である物質を液体ターゲットとして用いる場合には、先に説明したようにターゲット物質が固化するおそれがあるので、それを回避しなくてはならない。そのため、液滴生成室１００にバッファガスを導入し、液滴近傍の圧力がターゲット物質の飽和蒸気圧以上となるようにしている。このバッファガスは、開口部１００ａを通じてプラズマ発生室１２０にも導入されてしまうので、上記のように、ＥＵＶ光の吸収が比較的少ない気体を用いることが望ましい。

排気ポンプ１０５は、液滴生成室１００内を所望の真空度に維持すると共に、生成された液滴１０１の表面から蒸発した蒸発ガスを外部に排出する。

プラズマ発生室１３０には、排気ポンプ１３４が設けられている。排気ポンプ１３４は、開口部１００ａを通過してプラズマ発生室１３０に導入された液滴１０１の表面から蒸発した蒸発ガスや、液滴生成室１００から漏れ出したバッファガス等の不要な物質を外部に排出することにより、プラズマ発生室１３０内を所望の真空度（例えば、１Ｐａ以下）に維持する。

レーザ光源１３１から出射したレーザ光Ｌ１は、レンズ１３２によって集光され、プラズマ発生室１３０内のレーザ光照射点１３３を所定の繰り返し動作周波数（例えば、１０ｋＨｚ）で照射する。このようなプラズマ発生室１３０において、液滴１０１が、レーザ光照射点１３３を通過する際にレーザ光Ｌ１を照射されると、ターゲット物質がプラズマ化してＥＵＶ光が放射される。このようにして生成されたＥＵＶ光は、例えば、Ｍｏ−Ｓｉ膜が形成された反射光学系により、露光装置等に導かれる。
制御部１３５は、ノズル１０２の径やターゲット物質の噴射速度等に応じてピエゾドライバ１０６の液滴生成周波数を制御する。

このように、本実施形態によれば、ロッド１１４、冷却装置１１５、温度センサ１１７、及び、温度制御部１１８を用いることにより、ノズル１０２を冷却することで、ノズル１０２内のターゲット物質の温度を制御することができる。これにより、ノズル１０２から噴出する液滴１０１の温度を安定させることができ、安定したＥＵＶ光を得ることが可能である。また、ヒータ１１６を更に用いることにより、ノズル１０２の温度を微調整することが可能であり、ノズル１０２内のターゲット物質の温度を微調整することが可能である。

なお、本実施形態においては、１組のロッド１１４、冷却装置１１５、ヒータ１１６、温度センサ１１７、及び、温度制御部１１８を用いることにより、ノズル１０２内のターゲット物質の温度を制御することとしているが、２組以上のロッド、冷却装置、ヒータ、温度センサ、及び、温度制御部を用いることにより、ノズル１０２内のターゲット物質の温度を制御するようにしても良い。そのようにすれば、ノズル１０２内のターゲット物質の温度をより高精度に制御することが可能である。

次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
図２は、本発明の第２の実施形態に係るターゲット物質供給装置を用いたＬＰＰ方式ＥＵＶ光源装置の構成を示す模式図である。

本実施形態においては、先に説明した第１の実施形態におけるロッド１０９及び１１４に代えて、２つの冷却端を有するロッド１１９を含んでいる。ロッド１１９の第１の冷却端１１９ａは、液化室１０８に接続され、ロッド１１９の第２の冷却端１１９ｂは、ノズル１０２に接続されている。また、ロッド１１９の第３の端部は、冷却装置１１０に接続されている。そして、ロッド１１９の冷却端１１９ａの近傍には、ヒータ１１１が設けられ、ロッド１１９の冷却端１１９ｂの近傍には、ヒータ１１６が設けられている。

冷却装置１１０、ヒータ１１１、１１６、及び、温度センサ１１２、１１７は、温度制御部１２０に接続されている。
温度制御部１２０は、温度センサ１１２、１１７を利用して液化室１０８及びノズル１０２の温度をモニタリングしながら冷却装置１１０を駆動させて液化室１０８及びノズル１０２を冷却することにより、液化室１０８及びノズル１０２内のターゲット物質を冷却する。また、温度制御部１２０は、ヒータ１１１を適宜駆動させることにより、ロッド１０９の冷却端１１９ａの温度を微調整することで、液化室１０８内のターゲット物質の温度を微調整することができる。さらに、温度制御部１２０は、ヒータ１１６を適宜駆動させることにより、ロッド１０９の冷却端１１９ｂの温度を冷却端１１９ａの温度とは別に微調整することで、ノズル１０２内のターゲット物質の温度を微調整することができる。

このように、本実施形態によれば、ロッド１１９、冷却装置１１０、温度センサ１１２、１１７、及び、温度制御部１２０を用いることにより、液化室１０８内のターゲット物質を冷却液化することができるとともに、ノズル１０２内のターゲット物質の温度を制御することができる。これにより、ノズル１０２から噴出する液滴１０１の温度を安定させることができ、安定したＥＵＶ光を得ることが可能である。

なお、本実施形態においては、２つの冷却端を有するロッド１１９を用いることとしているが、３つ以上の冷却端を有するロッドを用いるようにしても良い。そのようなロッドを用いる場合に、１つの冷却端を液化室１０８に接続し、他の冷却端をノズル１０２に接続するようにしても良い。そのようにすれば、ノズル１０２内のターゲット物質の温度をより高精度に制御することが可能である。

次に、本発明の第３の実施形態について説明する。
図３は、本発明の第３の実施形態に係るターゲット物質供給装置を用いたＬＰＰ方式ＥＵＶ光源装置の構成を示す模式図である。

本実施形態においては、先に説明した第１の実施形態におけるロッド１１４に代えて、ロッド１２１を含んでいる。ロッド１２１の冷却端１２１ａは、液滴生成室１００に接続され、ロッド１２１の他の端部は、冷却装置１１５に接続されている。ロッド１２１の冷却端１２１ａの近傍には、ヒータ１１６が設けられている。

また、先に説明した第１の実施形態においては、温度センサ１１７がノズル１０２に設けられていたが、本実施形態においては、温度センサ１１７は、液滴生成室１００に設けられている。

温度制御部１１８は、温度センサ１１７を利用して液滴生成室１００の温度をモニタリングしながら冷却装置１１５を駆動させて、液滴生成室１００内のバッファガスを冷却する。このようにバッファガスが冷却されることにより、ノズル１０２が冷却され、ノズル１０２内のターゲット物質が冷却される。さらに、温度制御部１１８は、ヒータ１１６を適宜駆動させることにより、液滴生成室１００内のバッファガスの温度を微調整することができる。このようにバッファガスの温度が微調整されることにより、ノズル１０２の温度が微調整される。このようにノズル１０２の温度が微調整されることにより、ノズル１０２内のターゲット物質の温度が微調整される。

このように、本実施形態によれば、冷却装置１１５、温度センサ１１７、温度制御部１１８、及び、ロッド１２１を用いることにより、液滴生成室１００内のバッファガスの温度を制御することができる。このようにバッファガスの温度を制御することで、ノズル１０２を介してノズル１０２内のターゲット物質の温度を安定させることができ、安定したＥＵＶ光を得ることが可能である。

なお、先に説明した第１の実施形態においては、ロッド１１４の冷却端１１４ａ及び温度センサ１１７がノズル１０２に接続されており（図１参照）、ロッド１１４を通すための開口及び温度センサ１１７に接続する配線を通すための開口を液滴生成室１００に設ける必要があった。
一方、本実施形態においては、ロッド１２１の冷却端１２１ａ及び温度センサ１１７が液滴生成室１００に接続されている。そのため、ロッド１２１を通すための開口及び温度センサ１１７に接続する配線を通すための開口を液滴生成室１００に設ける必要がなく、液滴生成室１００を簡易な構造とすることができる。

また、本実施形態においては、２つのロッド１０９、１２１を用いることとしているが、先に説明した第２の実施形態におけるロッド１１９のように２つの冷却端を有するロッドを用いるようにしても良い。そのようなロッドを用いる場合に、１つの冷却端を液化室１０８に接続し、他の冷却端を液滴生成室１００に接続するようにすれば良い。

次に、本発明の第４の実施形態について説明する。
図４は、本発明の第４の実施形態に係るターゲット物質供給装置を用いたＬＰＰ方式ＥＵＶ光源装置の構成を示す模式図である。

先に説明した第３の実施形態においては、温度センサ１１７が液滴生成室１００に設けられている（図３参照）。一方、本実施形態においては、温度センサ１１７は、ノズル１０２に設けられている。そのため、温度制御部１１８は、温度センサ１１７を利用してノズル１０２の温度をモニタリングしながら冷却装置１１５を駆動させて液滴生成室１００内のバッファガスを冷却することができる。また、温度制御部１１８は、ヒータ１１６を適宜駆動させることにより、ロッド１２１の温度を微調整し、液滴生成室１００内のバッファガスの温度を微調整することができる。これにより、ノズル１０２を介してノズル１０２内のターゲット物質の温度を微調整することができる。ノズル１０２の温度を直接モニタリングすることにより、第３の実施形態に比べてより正確な温度調整が可能である。

このように、本実施形態によれば、液滴生成室１００内のバッファガスの温度を制御することで、ノズル１０２内のターゲット物質の温度を高精度に安定させることができ、安定したＥＵＶ光を得ることが可能である。

次に、本発明の第５の実施形態について説明する。
図５は、本発明の第５の実施形態に係るターゲット物質供給装置を用いたＬＰＰ方式ＥＵＶ光源装置の構成を示す模式図である。

本実施形態においては、先に説明した第３及び第４の実施形態における冷却装置１１５、ヒータ１１６、温度センサ１１７、温度制御部１１８、及び、ロッド１２１に代えて、ロッド１２２、冷却装置１２３、ヒータ１２４、温度センサ１２５、及び、温度制御部１２６を含んでいる。

ロッド１２２の冷却端１２２ａは、バッファガス導入路１０４に接続され、ロッド１２２の他の端部は、冷却装置１２３に接続されている。また、ロッド１２２の冷却端１２２ａの近傍には、ヒータ１２４が設けられている。さらに、バッファガス導入路１０４には、温度センサ１２５が設けられており、冷却装置１２３、ヒータ１２４、及び、温度センサ１２５は、温度制御部１２６に接続されている。

温度制御部１２６は、温度センサ１２５を利用してバッファガス導入路１０４の温度をモニタリングしながら冷却装置１２３を駆動させて、バッファガス導入路１０４内のバッファガスを冷却することができる。また、温度制御部１２６は、ヒータ１２４を適宜駆動させることにより、ロッド１２２の温度を微調整することで、バッファガス導入路１０４内のバッファガスの温度を微調整することができる。

このように、本実施形態によれば、ロッド１２２、冷却装置１２３、ヒータ１２４、温度センサ１２５、及び、温度制御部１２６を用いることにより、バッファガス導入路１０４内のバッファガスの温度を制御することで、ノズル１０２内のターゲット物質の温度を安定させるように制御することができ、安定したＥＵＶ光を得ることが可能である。

先に説明した第３及び第４の実施形態においては、ロッド１２１の冷却端１２１ａが液滴生成室１００に接続されている（図３及び図４参照）。一方、本実施形態においては、ロッド１２２の冷却端１２２ａは、バッファガス導入路１０４に接続されている。このように、本実施形態においては、バッファガスをバッファガス導入路１０４において冷却することができるので、ノズルの冷却効率を先に説明した第３及び第４の実施形態よりも向上させることができる。

なお、ここでは、温度センサ１２５をバッファガス導入路１０４に設けることとしているが、温度センサ１２５をノズル１０２に設けるようにしても良い。
また、本実施形態において、第３及び第４の実施形態における冷却装置１１５、ヒータ１１６、温度センサ１１７、温度制御部１１８、及び、ロッド１２１（図３及び図４参照）を更に含むこととしても良い。

本発明は、露光装置等に用いられるＬＰＰ型ＥＵＶ光源装置のプラズマ発生室にターゲット物質を供給するターゲット物質供給装置において利用可能である。

本発明の第１の実施形態に係るターゲット物質供給装置を用いたＥＵＶ光源装置の構成を示す模式図である。 本発明の第２の実施形態に係るターゲット物質供給装置を用いたＥＵＶ光源装置の構成を示す模式図である。 本発明の第３の実施形態に係るターゲット物質供給装置を用いたＥＵＶ光源装置の構成を示す模式図である。 本発明の第４の実施形態に係るターゲット物質供給装置を用いたＥＵＶ光源装置の構成を示す模式図である。 本発明の第５の実施形態に係るターゲット物質供給装置を用いたＥＵＶ光源装置の構成を示す模式図である。 ＬＰＰ式ＥＵＶ光源装置のＥＵＶ光生成原理を説明するための図である。 従来のＥＵＶ光源装置の構成を示す模式図である。

符号の説明

１００、９１０…液滴生成室、１０１、９１１…液滴、１０２、９１２…ノズル、１０３、９１３…ピエゾ素子、１０４、９１４…バッファガス導入路、１０５、１３４、９１５、９３４…排気ポンプ、１０６、９１６…ピエゾドライバ、１０７、９１７…ターゲット物質導入路、１０８、９１８…液化室、１０９、１１４、１１９、１２１、１２２、９１９…ロッド、１１０、１１５、９２０…冷却装置、１１１、１１６、１２４、９２１…ヒータ、１１２、１１７、１２５、９２２…温度センサ、１１３、１１８、１２０、１２６、９２３…温度制御部、１３０、９３０…プラズマ発生室、１３１、９３１…レーザ光源、１３２、９３２…レンズ、１３３、９３３…レーザ光照射点、１３５、９３５…制御部、９０１…レーザ発振器、９０２…集光レンズ、９０３…ターゲット供給装置、９０４…ターゲットノズル、９０５…ＥＵＶ集光ミラー

Claims (7)

1. レーザ生成プラズマ方式の極端紫外光源装置のプラズマ発生室にターゲット物質を供給するターゲット物質供給装置であって、
   外部から供給されるターゲット物質を冷却して液化するための液化室と、
   前記液化室において液化されたターゲット物質を噴出するためのノズルと、
   前記液化室内においてターゲット物質の温度を制御するとともに、前記ノズル内においてターゲット物質の温度を制御するための温度制御手段と、
   を具備するターゲット物質供給装置。
2. 前記温度制御手段が、第１及び第２の温度制御装置を含み、
   前記第１の温度制御装置が、
   その一端が前記液化室に接続された第１の熱伝導部材と、
   前記第１の熱伝導部材の他端に接続され、前記第１の熱伝導部材を冷却するための第１の冷却装置と、
   前記液化室に設けられた第１の温度センサと、
   前記第１の温度センサを用いて前記液化室の温度をモニタリングしながら前記第１の冷却装置を駆動させることにより、前記液化室内のターゲット物質の温度を制御するための第１の制御部と、
   を有し、
   前記第２の温度制御装置が、
   その一端が前記ノズルに接続された第２の熱伝導部材と、
   前記第２の熱伝導部材の他端に接続され、前記第２の熱伝導部材を冷却するための第２の冷却装置と、
   前記ノズルに設けられた第２の温度センサと、
   前記第２の温度センサを用いて前記ノズルの温度をモニタリングしながら前記第２の冷却装置を駆動させることにより、前記ノズル内のターゲット物質の温度を制御するための第２の制御部と、
   を有する、請求項１記載のターゲット物質供給装置。
3. 前記温度制御手段が、
   その第１の端部が前記液化室に接続され、その第２の端部が前記ノズルに接続された熱伝導部材と、
   前記熱伝導部材の第３の端部に接続され、前記熱伝導部材を冷却するための冷却装置と、
   前記液化室に設けられた第１の温度センサと、
   前記ノズルに設けられた第２の温度センサと、
   前記第１及び第２の温度センサを用いて前記液化室及び前記ノズルの温度をモニタリングしながら前記冷却装置を駆動させることにより、前記液化室及び前記ノズル内のターゲット物質の温度を制御するための制御部と、
   を有する、請求項１記載のターゲット物質供給装置。
4. 前記温度制御手段が、前記熱伝導部材の第１及び第２の端部の温度をそれぞれ微調整するための第１及び第２の温度微調整装置を更に具備し、
   前記制御部が、前記第１の温度微調整装置を駆動させることにより、前記液化室内のターゲット物質の温度を微調整するとともに、前記第２の温度微調整装置を駆動させることにより、前記ノズル内のターゲット物質の温度を微調整する、請求項３記載のターゲット物質供給装置。
5. 前記ノズルから噴出されたターゲット物質の固化を防止するためのバッファガスが充填され、前記ノズルから噴出されたターゲット物質が通過可能な開口を有し、前記開口を介して前記プラズマ発生室に接続されたバッファガス室を更に具備し、
   前記温度制御手段が、第１及び第２の温度制御装置を含み、
   前記第１の温度制御装置が、
   その一端が前記液化室に接続された第１の熱伝導部材と、
   前記第１の熱伝導部材の他端に接続され、前記第１の熱伝導部材を冷却するための第１の冷却装置と、
   前記液化室に設けられた第１の温度センサと、
   前記第１の温度センサを用いて前記液化室の温度をモニタリングしながら前記第１の冷却装置を駆動させることにより、前記液化室内のターゲット物質の温度を制御するための第１の制御部と、
   を有し、
   前記第２の温度制御装置が、
   その一端が前記バッファガス室に接続された第２の熱伝導部材と、
   前記第２の熱伝導部材の他端に接続され、前記第２の熱伝導部材を冷却するための第２の冷却装置と、
   前記ノズル又は前記バッファガス室に設けられた第２の温度センサと、
   前記第２の温度センサを用いて前記ノズル又は前記バッファガス室の温度をモニタリングしながら前記第２の冷却装置を駆動させることにより、前記ノズル内のターゲット物質の温度を制御するための第２の制御部と、
   を有する、請求項１記載のターゲット物質供給装置。
6. 前記ノズルから噴出されたターゲット物質の凍結を防止するためのバッファガスが充填され、前記ノズルから噴出されたターゲット物質が通過可能な開口を有し、前記開口を介して前記プラズマ発生室に接続されたバッファガス室を更に具備し、
   前記温度制御手段が、第１及び第２の温度制御装置を含み、
   前記第１の温度制御装置が、
   その一端が前記液化室に接続された第１の熱伝導部材と、
   前記第１の熱伝導部材の他端に接続され、前記第１の熱伝導部材を冷却するための第１の冷却装置と、
   前記液化室に設けられた第１の温度センサと、
   前記第１の温度センサを用いて前記液化室の温度をモニタリングしながら前記第１の冷却装置を駆動させることにより、前記液化室内のターゲット物質の温度を制御するための第１の制御部と、
   を有し、
   前記第２の温度制御装置が、
   その一端が前記バッファガス室にバッファガスを導入するためのバッファガス導入路に接続された第２の熱伝導部材と、
   前記第２の熱伝導部材の他端に接続され、前記第２の熱伝導部材を冷却するための第２の冷却装置と、
   前記ノズル又は前記バッファガス導入路に設けられた第２の温度センサと、
   前記第２の温度センサを用いて前記ノズル又は前記バッファガス導入路の温度をモニタリングしながら前記第２の冷却装置を駆動させることにより、前記ノズル内のターゲット物質の温度を制御するための第２の制御部と、
   を有する、請求項１記載のターゲット物質供給装置。
7. 前記ノズルから噴出されるターゲット物質に所定の周波数の振動を与える手段を更に具備する、請求項１〜６のいずれか１項記載のターゲット物質供給装置。