JP2008098274A - Extreme ultra-violet ray source device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、極端紫外光を放射させる極端紫外光光源装置に関する。特に、次世代の半導体集積回路の露光用光源として期待される極端紫外光光源装置に関するものである。 The present invention relates to an extreme ultraviolet light source device that emits extreme ultraviolet light. In particular, the present invention relates to an extreme ultraviolet light source device expected as an exposure light source for the next generation semiconductor integrated circuit.
半導体集積回路の微細化および高集積化が進むにつれて、その製造用の露光機には解像度の向上が要求されている。解像度を向上させるには、短波長の光を放射する露光用光源を使用することが一般的である。短波長の光を放射する露光用光源としては、エキシマレーザ装置が使用されているが、それに代わる次世代の露光用光源として、特に波長13.5nmの極端紫外光を放射する極端紫外光光源装置の開発が進められている。
極端紫外光を発生させる方法の一つとして、極端紫外光放射源を含む放電ガスを加熱・励起することにより高密度高温プラズマを発生させ、このプラズマから放射させる極端紫外光を取出す方法がある。このような方法を採用する極端紫外光光源装置は、高密度高温プラズマの生成方式により、LPP((Laser Produced Plasma)方式と、DPP(Discharge Produced Plasma)方式とに大別される。
As the semiconductor integrated circuit is miniaturized and highly integrated, an exposure machine for manufacturing the semiconductor integrated circuit is required to improve the resolution. In order to improve the resolution, it is common to use an exposure light source that emits light of a short wavelength. An excimer laser device is used as an exposure light source that emits light having a short wavelength, but an extreme ultraviolet light source device that emits extreme ultraviolet light having a wavelength of 13.5 nm as an alternative light source for next-generation exposure. Development is underway.
As one method for generating extreme ultraviolet light, there is a method in which a high-density and high-temperature plasma is generated by heating and exciting a discharge gas including an extreme ultraviolet light radiation source, and the extreme ultraviolet light emitted from the plasma is taken out. Extreme ultraviolet light source devices that employ such a method are roughly classified into an LPP (Laser Produced Plasma) method and a DPP (Discharge Produced Plasma) method, depending on the method of generating high-density and high-temperature plasma.
LPP方式の極端紫外光光源装置は、極端紫外光放射源を含む原料からなるターゲットに対してレーザー光を放射して、レーザアブレーションによって高密度高温プラズマを生成し、そこから放射される極端紫外光を利用するものである。
一方、DPP方式の極端紫外光光源装置は、極端紫外光放射源を含む放電ガスが供給された電極間に、高電圧を印加することで放電により高密度高温プラズマを生成し、そこから放射される極端紫外光を利用するものである。
このようなDPP方式の極端紫外光光源装置は、LPP方式の極端紫外光光源装置に比して、光源装置を小型化することができ、さらに、光源システムの消費電力が小さいという利点があることから、実用化が期待されている。
The LPP type extreme ultraviolet light source device emits laser light to a target made of raw materials including an extreme ultraviolet light source, generates high-density high-temperature plasma by laser ablation, and emits extreme ultraviolet light emitted therefrom. Is to be used.
On the other hand, a DPP type extreme ultraviolet light source device generates high-density and high-temperature plasma by discharge by applying a high voltage between electrodes supplied with a discharge gas including an extreme ultraviolet light source, and is emitted from there. It uses extreme ultraviolet light.
Such a DPP type extreme ultraviolet light source device is advantageous in that the light source device can be made smaller and the power consumption of the light source system is smaller than that of the LPP type extreme ultraviolet light source device. Therefore, practical application is expected.
上記した高密度高温プラズマを発生させる原料としては、10価前後のXe(キセノン)イオンが知られているが、より強い極端紫外光を放射させるための原料として、Li(リチウム)イオン、Sn(スズ)イオンが注目されている。
例えば、Snは、高密度高温プラズマの発生に必要な電気入力と波長13.5nmの極端紫外光の放射強度との比で与えられる極端紫外光変換効率がXeよりも数倍大きいことから、大出力の極端紫外光を得るための放射源として期待されている。例えば、特許文献1に示されるように、極端紫外光放射源として、例えばSnH4 (スタナン)ガスを使用した極端紫外光光源装置の開発が進められている。
Xe (xenon) ions having about 10 valences are known as materials for generating the above-described high-density high-temperature plasma, but Li (lithium) ions, Sn ( Tin) ions are attracting attention.
For example, Sn is large because the extreme ultraviolet light conversion efficiency given by the ratio between the electric input necessary for generating high-density and high-temperature plasma and the radiation intensity of extreme ultraviolet light having a wavelength of 13.5 nm is several times larger than Xe. It is expected as a radiation source to obtain output extreme ultraviolet light. For example, as shown in Patent Document 1, development of an extreme ultraviolet light source device using, for example, SnH 4 (stannane) gas as an extreme ultraviolet light radiation source has been advanced.
(1)従来の極端紫外光光源装置の構造
図13に、DPP方式の極端紫外光光源装置の構成を示す。
図13に示すように、DPP方式の極端紫外光光源装置は、放電容器であるチャンバ100を有する。チャンバ100内には、例えば、フランジ状の第1の主放電電極(カソード)121とリング状の第2の主放電電極(アノード)122とがリング状の絶縁材123を挟んで配置される。第1の主放電電極121、第2の主放電電極122は、例えば、タングステン、モリブデン、タンタル等の高融点金属からなる。
絶縁材123は、例えば、窒化ケイ素、窒化アルミニウム、ダイヤモンド等からなる。 ここで、チャンバ100と第2の主放電電極122は接地されている。
フランジ状の第1の主放電電極121、リング状の第2の主放電電極122、リング状の絶縁材123は、それぞれの貫通穴が略同軸上に位置するように配置し、連通穴を構成している。第1の主放電電極121および第2の主放電電極122間にパルス電力が供給されて放電が発生したとき、この連通穴もしくは連通穴近傍にて高密度高温プラズマが生成される。
第1の主放電電極121および第2の主放電電極122間へのパルス電力の供給は、第1の主放電電極121および第2の主放電電極122に接続された高電圧パルス発生部113によりなされる。
(1) Structure of Conventional Extreme Ultraviolet Light Source Device FIG. 13 shows the configuration of a DPP extreme ultraviolet light source device.
As shown in FIG. 13, the DPP extreme ultraviolet light source device has a chamber 100 that is a discharge vessel. In the chamber 100, for example, a flange-shaped first main discharge electrode (cathode) 121 and a ring-shaped second main discharge electrode (anode) 122 are arranged with a ring-shaped insulating material 123 interposed therebetween. The first main discharge electrode 121 and the second main discharge electrode 122 are made of a refractory metal such as tungsten, molybdenum, or tantalum.
The insulating material 123 is made of, for example, silicon nitride, aluminum nitride, diamond, or the like. Here, the chamber 100 and the second main discharge electrode 122 are grounded.
The flange-shaped first main discharge electrode 121, the ring-shaped second main discharge electrode 122, and the ring-shaped insulating material 123 are arranged so that the respective through holes are positioned substantially on the same axis, thereby forming a communication hole. is doing. When pulse power is supplied between the first main discharge electrode 121 and the second main discharge electrode 122 to generate a discharge, high-density and high-temperature plasma is generated in the communication hole or in the vicinity of the communication hole.
Supply of pulse power between the first main discharge electrode 121 and the second main discharge electrode 122 is performed by a high
第1の主放電電極121、第2の主放電電極122、絶縁材123はDPP方式のプラズマ生成部106を構成する。なお、DPP方式の極端紫外光光源装置は、図1に示すもの以外にも様々な構成例があるが、それについては非特許文献1を参照されたい。
フランジ状の第1の主放電電極121の凸部には、管状の予備電離用絶縁材125が設けられる。更に、予備電離用絶縁材125には、原料導入管124が接続される。この原料導入管124には放電ガス供給ユニット110が具備する放電ガス導入管111が接続される。そして、放電ガス導入管111、原料導入管124を介して、放電ガス供給ユニット110より極端紫外光放射種を含む原料である放電ガスがプラズマ生成部の内部に供給される。
チャンバ100の第2の主放電電極122側には、プラズマ生成部106の内部の圧力を調整、およびチャンバ内を排気するためのガス排気ユニット112がガス排出口105に接続されるとともに、プラズマ生成部106の内部における圧力をモニタするための圧力モニタ126が接続されている。ガス排気ユニット112は、真空ポンプ等のガス排気手段(不図示)を有する。
The first main discharge electrode 121, the second main discharge electrode 122, and the insulating material 123 constitute a DPP type plasma generation unit 106. The DPP type extreme ultraviolet light source device has various configuration examples other than the one shown in FIG. 1, but refer to Non-Patent Document 1 for that.
A tubular preionization insulating material 125 is provided on the convex portion of the flange-shaped first main discharge electrode 121. Further, a raw material introduction pipe 124 is connected to the preionization insulating material 125. A discharge gas introduction tube 111 provided in the discharge
On the second main discharge electrode 122 side of the chamber 100, a
また、チャンバ100には、極端紫外光を集光する集光鏡101が設けられる。集光鏡101は、例えば、径の異なる回転楕円体形状、回転放物体形状、またはウォルター型のミラーを複数枚具える。これらのミラーは、同一軸上に、焦点位置が略一致するように回転中心軸を重ねて配置される。このミラーは、例えば、ニッケル(Ni)等からなる平滑面を有する基体材料の反射面側に、ルテニウム(Ru)、モリブデン(Mo)、およびロジウム(Rh)などの金属を緻密にコーティングすることで、0°〜25°の斜入射角度の極端紫外光を良好に反射できるようにしたものである。
なお、高密度高温プラズマ107と集光鏡101との間には、高密度高温プラズマ107と接する金属(例えば、放電電極)が上記プラズマによってスパッタされて生成する金属粉等のデブリや、放射種に起因するデブリ等の捕捉や運動エネルギーを低下させるとともにEUV光を通過させるためのホイルトラップ102が設置される。
The chamber 100 is provided with a condenser mirror 101 that collects extreme ultraviolet light. The condensing mirror 101 includes, for example, a plurality of spheroid shapes, rotating paraboloid shapes, or Walter type mirrors having different diameters. These mirrors are arranged on the same axis with the rotation center axes overlapped so that the focal positions substantially coincide. This mirror is formed by, for example, densely coating a metal such as ruthenium (Ru), molybdenum (Mo), and rhodium (Rh) on the reflective surface side of a base material having a smooth surface made of nickel (Ni) or the like. The extreme ultraviolet light with an oblique incident angle of 0 ° to 25 ° can be reflected well.
In addition, between the high-density and high-temperature plasma 107 and the condensing mirror 101, debris such as metal powder generated by sputtering a metal (for example, a discharge electrode) in contact with the high-density and high-temperature plasma 107 or the radioactive species A foil trap 102 is installed for capturing debris and the like caused by the above and reducing kinetic energy and passing EUV light.
また、図13に示すDPP方式の極端紫外光光源装置に設けられた制御部115は、露光機の制御部116からの発光指令信号等に基づき、高電圧パルス発生部113、放電ガス供給ユニット110、ガス排気ユニット112を制御する。例えば、極端紫外光光源装置の制御部115は、露光機の制御部116からの発光指令信号を受信すると、放電ガス供給ユニット110を制御して、チャンバ100内のプラズマ生成部106の内部に放電ガスを供給する。
また、チャンバ100に設けた圧力モニタ126からの圧力データに基づき、プラズマ生成部106の内部が所定の圧力となるよう、放電ガス供給ユニット110からの放電ガス供給量を制御するとともに、ガス排気ユニット112による排気量を制御する。その後、極端紫外光を放射する高密度高温プラズマを発生させるため、高電圧パルス発生部を制御して、第1の主放電電極および第2の主放電電極間に電力を供給する。
Further, the
Further, based on the pressure data from the pressure monitor 126 provided in the chamber 100, the discharge gas supply amount from the discharge
(2)極端紫外光の放射について
図13の極端紫外光光源装置において極端紫外光の放射は以下のように行われる。
放電容器であるチャンバ100内に、放電ガス供給ユニット110より第1の主放電電極121側に設けられた原料導入管124を介して放電ガスが導入される。放電ガスは、プラズマ生成部106の高密度高温プラズマ生成部において波長13.5nmの極端紫外光を放出する放射源を高効率に形成するためのものであり、例えば、スタナン(SnH4 )である。
プラズマ生成部106の内部に導入されたSnH4 は、リング状の第1の主放電電極121、第2の主放電電極122、絶縁材123により形成されている連通穴を通過して、チャンバ100側に流れガス排出口105に到達する。すなわち、ガス排出口105に到達した放電用ガスはガス排気ユニット112が具えるガス排気手段により排気される。
ここで、プラズマ生成部106の内部の圧力は1〜20Paに調節される。
この圧力調節は、例えば、以下のように行われる。まず、制御部115がチャンバ100に備えられた圧力モニタ126から出力されるプラズマ生成部106の内部における圧力データを受信する。制御部115は、受信した圧力データに基づき、放電ガス供給ユニット110及びガス排気ユニット112を制御して、チャンバ100内へのSnH4 の供給量ならびに排気量を調節することにより、プラズマ生成部106の圧力が所定の圧力となるように調節する。
(2) Radiation of extreme ultraviolet light In the extreme ultraviolet light source device of FIG. 13, radiation of extreme ultraviolet light is performed as follows.
A discharge gas is introduced into the chamber 100, which is a discharge vessel, from a discharge
SnH 4 introduced into the plasma generation unit 106 passes through a communication hole formed by the ring-shaped first main discharge electrode 121, second main discharge electrode 122, and insulating material 123, and is then supplied to the chamber 100. The gas flows to the side and reaches the gas discharge port 105. That is, the discharge gas that has reached the gas discharge port 105 is exhausted by the gas exhaust means provided in the
Here, the pressure inside the plasma generation unit 106 is adjusted to 1 to 20 Pa.
This pressure adjustment is performed as follows, for example. First, the
放電ガスが、フランジ状の第1の主放電電極121、リング状の第2の主放電電極122、リング状の絶縁材123により形成されている連通穴を流れている状態で、第2の主放電電極122と第1の主放電電極121との間に、高電圧パルス発生部113からおよそ+20kV〜−20kVの高電圧パルス電圧が印加される。
その結果、絶縁材123表面に沿面放電( creeping discharge) が発生することにより、第1の主放電電極121、第2の主放電電極122間は実質的に短絡した状態となり、第1の主放電電極121、第2の主放電電極122間にパルス状の大電流が流れる。
その後、ピンチ効果によるジュール加熱によってプラズマ生成部106の内部に発生した放電ガスによる高密度高温プラズマから、波長13.5nmの極端紫外光が放射される。すなわち、DPP方式の極端紫外光光源装置から放出される極端紫外光はパルス光となる。放射された極端紫外光は、第2の主放電電極122側に設けられた集光鏡101により集光され、極端紫外光光取出部104から、図示を省略した露光機側光学系である照射部に出射される。
In a state where the discharge gas flows through the communication hole formed by the flange-shaped first main discharge electrode 121, the ring-shaped second main discharge electrode 122, and the ring-shaped insulating material 123, the second main A high voltage pulse voltage of approximately +20 kV to −20 kV is applied between the discharge electrode 122 and the first main discharge electrode 121 from the high
As a result, creeping discharge is generated on the surface of the insulating material 123, so that the first main discharge electrode 121 and the second main discharge electrode 122 are substantially short-circuited. A large pulse current flows between the electrode 121 and the second main discharge electrode 122.
Thereafter, extreme ultraviolet light having a wavelength of 13.5 nm is emitted from the high-density and high-temperature plasma generated by the discharge gas generated inside the plasma generation unit 106 by Joule heating due to the pinch effect. That is, the extreme ultraviolet light emitted from the DPP type extreme ultraviolet light source device becomes pulsed light. The emitted extreme ultraviolet light is collected by the condensing mirror 101 provided on the second main discharge electrode 122 side, and is irradiated from the extreme ultraviolet light extraction unit 104 as an exposure machine side optical system (not shown). It is emitted to the part.
ここで、DPP方式極端紫外光光源装置には、チャンバ100内で放電を発生させるときにチャンバ100内に供給された極端紫外光放射種を含む原料を予備電離する予備電離手段を設けても良い。極端紫外光を発生させる際、放電部の圧力は、例えば、1〜20Paに調節される。このような低い圧力下においては、電極構造によっては放電が発生し難くなり、結果としてEUV光の出力が不安定となる場合もある。放電が発生し難い状況下で安定した放電を生じさせるには、予備電離を行うことが望ましい。
図13においては、予備電離ユニット127は、導電性である第1の主放電電極121の凸部と、第1の主放電電極121の凸部に挿入された管状の予備電離用絶縁材125と、この予備電離用絶縁材125に挿入された導電性の原料導入管124とにより構成される。
導電性である第1の主放電電極121の凸部および原料導入管124は、予備電離用電源部114と接続される。予備電離用電源部114から電圧パルスが第1の主放電電極121の凸部および原料導入管124の間に印加されると、図13に示すように、予備電離用絶縁材125内の表面に沿面放電が発生し、チャンバ100内に導入される極端紫外光放射種を含む原料の電離を促進する。なお、上記予備電離用電源部114は、制御部115により制御される。
ここで、同軸状に配置されている第1の主放電電極121の凸部、予備電離用絶縁材125、原料導入管124は、極端紫外光放射種を含む原料を供給する原料供給経路も兼ねている。なお、DPP方式極端紫外光光源装置に予備電離ユニット127を組み合わせた例については、例えば特許文献2に開示されている。
Here, the DPP type extreme ultraviolet light source device may be provided with a preionization means for preionizing the raw material containing the extreme ultraviolet light radiating species supplied into the chamber 100 when a discharge is generated in the chamber 100. . When generating extreme ultraviolet light, the pressure of the discharge part is adjusted to 1 to 20 Pa, for example. Under such a low pressure, it is difficult for electric discharge to occur depending on the electrode structure, and as a result, the output of EUV light may become unstable. In order to generate a stable discharge in a situation where the discharge is difficult to occur, it is desirable to perform preionization.
In FIG. 13, the preionization unit 127 includes a conductive convex portion of the first main discharge electrode 121, and a tubular preionization insulating material 125 inserted into the convex portion of the first main discharge electrode 121. The conductive material introduction tube 124 is inserted into the preionization insulating material 125.
The convex portion of the first main discharge electrode 121 and the raw material introduction tube 124 which are conductive are connected to the
Here, the convex portion of the first main discharge electrode 121, the preionization insulating material 125, and the raw material introduction tube 124 that are coaxially arranged also serve as a raw material supply path for supplying the raw material containing the extreme ultraviolet radiation species. ing. An example in which the preliminary ionization unit 127 is combined with the DPP type extreme ultraviolet light source device is disclosed in, for example,
(3)放電ガス供給ユニットについて
図14に、放電ガス供給ユニット110の概略構成を示す。
放電ガス供給ユニット110は、液化放電ガス2が充填された放電ガス充填容器1と、放電ガス充填容器1と、前記図13に示した前記原料導入管124とを接続する放電ガス導入管111と、放電ガス導入管111に設けられ、前記チャンバ100内への放電ガスの供給量を調整するマスフローコントローラ(MFC)3と、を備えている。MFC3よりも下流側の放電ガス導入管111には、後述のプラズマ非生成期間においてチャンバ100内へ放電ガスが供給されないよう放電ガス導入管を閉止する遮断バルブ4が設けられている。
冷却用冷媒中に置かれた放電ガス充填容器1内には、液化SnH4 が充填されている。放電ガス充填容器1内の液化SnH4 が放電ガス充填容器1内の空間で蒸発することで生成した放電ガスが、放電ガス導入管111を介してチャンバ100内に供給される。MFC3に設けられた放電ガスを導入するバルブの開度を調整することにより、チャンバ100内への放電ガスの供給量が調整される。
The discharge
The discharge gas filling container 1 placed in the cooling refrigerant is filled with liquefied SnH 4 . A discharge gas generated by evaporation of the liquefied SnH 4 in the discharge gas filled container 1 in the space in the discharge gas filled container 1 is supplied into the chamber 100 via the discharge gas introduction tube 111. The supply amount of the discharge gas into the chamber 100 is adjusted by adjusting the opening degree of the valve for introducing the discharge gas provided in the
しかしながら、このような極端紫外光光源装置によれば、実際には以下のような問題が生じた。
図13に示す極端紫外光光源装置は、一定の時間間隔を置いて断続的にワークへのEUV光照射を行う使用方法を採用する場合が多いため、パルス放電が一定時間行われるパルス放電持続期間(プラズマが繰り返し生成される期間)とパルス放電停止期間(プラズマ非生成期間)とが交互に繰り返される。そしてワークを交換する際、比較的長いパルス放電停止期間(プラズマ非生成期間)が存在する。
また、ワークは、複数、カセットにて保持される。上記ワークの交換は、EUV光照射済みワークを複数枚保持するカセットに、EUV光照射済みのワークを搬入し、EUV光未照射のワークを複数枚保持するカセットからEUV光未照射のワークを一枚、EUV光照射領域に搬出することにより実現される。そして、EUV光照射済みワークを複数枚保持するカセットに、EUV光照射済みのワークを全て搬入し、EUV光未照射のワークを複数枚保持するカセットからEUV光未照射のワークが全て搬出されたとき、両カセットを交換する。この両カセットを交換する際も比較的長いパルス放電停止期間(プラズマ非生成期間)が存在する。
However, according to such an extreme ultraviolet light source device, the following problems actually occurred.
Since the extreme ultraviolet light source device shown in FIG. 13 often employs a usage method in which EUV light irradiation is intermittently applied to a workpiece at regular time intervals, a pulse discharge duration in which pulse discharge is performed for a certain time is employed. The (period in which plasma is repeatedly generated) and the pulse discharge stop period (plasma non-generation period) are alternately repeated. When exchanging the workpiece, there is a relatively long pulse discharge stop period (plasma non-generation period).
A plurality of workpieces are held in a cassette. The above-mentioned work replacement is performed by loading a workpiece that has been irradiated with EUV light into a cassette that holds a plurality of workpieces that have been irradiated with EUV light, and then unloading a workpiece that has not been irradiated with EUV light. This is realized by carrying out the sheet to the EUV light irradiation area. Then, all the EUV light irradiated workpieces were loaded into a cassette holding a plurality of EUV light irradiated workpieces, and all EUV light unirradiated workpieces were unloaded from a cassette holding a plurality of EUV light unirradiated workpieces. When both cassettes are replaced. A relatively long pulse discharge stop period (plasma non-generation period) also exists when exchanging both cassettes.
然るに、従来の極端紫外光光源装置は、パルス放電持続期間に限らずパルス放電停止期間にもチャンバ内のプラズマ生成部に対してSnH4 ガスを供給し続けている。特に、ワーク交換期間、カセット交換期間に対応する比較的長いパルス放電停止期間(プラズマ非生成期間)においてもチャンバ内のプラズマ生成部に対してSnH4 ガスを供給し続けている。
非特許文献2によれば、SnH4 ガスは、室温雰囲気で不安定であり数日で分解する。一方、雰囲気の温度が、例えば、100℃以上となると、速やかに分解する。パルス放電持続期間からパルス放電停止期間に移行直後は、チャンバ内における第1、第2の主放電電極間での放電の停止直後であるので、第1の主放電電極、第2の主放電電極表面は数百℃を越える高温となる。
このような状況でチャンバ100内のプラズマ生成部106に対してSnH4 ガスを供給し続けると、第1の主放電電極121、第2の主放電電極122の表面に衝突したSnH4 ガスは速やかに分解する。そして、SnH4 が分解することによって生成したSn、或いはSn化合物が、プラズマ生成部106における絶縁材123、予備電離ユニット部127における予備電離用絶縁材125、或いは集光鏡101に付着することが判明した。
However, the conventional extreme ultraviolet light source device continues to supply SnH 4 gas to the plasma generation unit in the chamber not only during the pulse discharge duration but also during the pulse discharge stop period. In particular, the SnH 4 gas is continuously supplied to the plasma generation unit in the chamber even in a relatively long pulse discharge stop period (plasma non-generation period) corresponding to the work exchange period and the cassette exchange period.
According to
When such continue supplying SnH 4 gas to the plasma generating portion 106 of the chamber 100 in the context, the first main discharge electrodes 121, SnH 4 gas collides with the surface of the second main discharge electrodes 122 are soon Disassembled into Then, Sn or Sn compound generated by the decomposition of SnH 4 may adhere to the insulating material 123 in the plasma generation unit 106, the preionization insulating material 125 in the preionization unit unit 127, or the condenser mirror 101. found.
絶縁材123の表面にSn或いはSn化合物が付着することにより、第1の主放電電極121と第2の主放電電極122が導通し短絡した状態となる。その結果、プラズマ生成部106に投入した電力が、付着したSn或いはSn化合物に供給されてしまい、プラズマに注入されず、高密度高温プラズマが発生しにくくなることから、極端紫外光の放射強度が低下する。
また、第1の主放電電極121、第2の主放電電極122、絶縁材123に包囲された空間であるリング状のプラズマ生成部107の径が狭くなったり、プラズマ生成部107の空間形状が不均一になる。これによりプラズマ放電が不安定になる。
同様に、沿面放電が発生する予備電離用絶縁材125の内表面においても、パルス放電持続期間からパルス放電停止期間に移行直後は、室温を越える高温となる。そのため、予備電離ユニット部127においてもSnH4 ガスが速やかに分解する。その結果、予備電離ユニット部127における予備電離用絶縁材125表面にSn或いはSn化合物が付着し、原料導入管124と第1の主放電電極121とが導通し短絡した状態となる。
When Sn or an Sn compound adheres to the surface of the insulating material 123, the first main discharge electrode 121 and the second main discharge electrode 122 become conductive and short-circuited. As a result, the electric power supplied to the plasma generation unit 106 is supplied to the deposited Sn or Sn compound, and is not injected into the plasma, so that high-density and high-temperature plasma is less likely to be generated. descend.
In addition, the diameter of the ring-shaped plasma generation unit 107, which is a space surrounded by the first main discharge electrode 121, the second main discharge electrode 122, and the insulating material 123, is reduced, or the spatial shape of the plasma generation unit 107 is reduced. It becomes uneven. This makes the plasma discharge unstable.
Similarly, also on the inner surface of the preionization insulating material 125 in which creeping discharge occurs, immediately after the transition from the pulse discharge duration to the pulse discharge stop period, the temperature becomes higher than room temperature. Therefore, the SnH 4 gas is quickly decomposed also in the preliminary ionization unit portion 127. As a result, Sn or an Sn compound adheres to the surface of the preionization insulating material 125 in the preionization unit portion 127, and the raw material introduction tube 124 and the first main discharge electrode 121 become conductive and short-circuited.
その結果、予備電離ユニット部127に投入した電力が付着したSn或いはSn化合物に供給されてしまい、チャンバ100内に導入される極端紫外光放射種を含む原料の電離の促進に寄与しない。
これらの要因により、プラズマ生成部から放出される極端紫外光のpulse−to−pulseのエネルギー安定性や極端紫外光の放出位置安定性 (pointing stability) が不安定になる。すなわち、極端紫外光光源装置から出射する極端紫外光の特性が不安定になる。
更に、集光鏡101の表面にSn或いはSn化合物が付着することにより、集光鏡101の表面において波長13.5nmの極端紫外光の反射率が低下するため、チャンバの光取出部104から放射される極端紫外光の放射強度が低下する。
As a result, the electric power supplied to the preliminary ionization unit 127 is supplied to the adhered Sn or Sn compound, and does not contribute to the promotion of ionization of the raw material containing the extreme ultraviolet radiation species introduced into the chamber 100.
Due to these factors, the pulse-to-pulse energy stability of extreme ultraviolet light emitted from the plasma generation unit and the emission position stability of extreme ultraviolet light become unstable. That is, the characteristics of extreme ultraviolet light emitted from the extreme ultraviolet light source device become unstable.
Further, since Sn or Sn compound adheres to the surface of the condensing mirror 101, the reflectance of extreme ultraviolet light having a wavelength of 13.5 nm is reduced on the surface of the condensing mirror 101, so that the light is emitted from the light extraction portion 104 of the chamber. The intensity of emitted extreme ultraviolet light is reduced.
このような不具合に対処するために、放電停止時にチャンバ100内へSnH4 ガスが供給されることを回避しようとして、MFC3の電磁弁を閉じるか又はMFC3の電磁弁を開放した状態で遮断バルブ4を閉じると、以下のような不具合を生じるおそれがある点で好ましくない。
MFC3の電磁弁を閉止すると、放電ガス導入管111内において多量のSnH4 ガスが滞留することになる。上記したように、SnH4 ガスは、室温雰囲気では数日で分解するので、ワーク交換やカセット交換に対応するパルス放電停止期間程度では、SnH4 ガスの分解はあまり進まない。しかしながら、分解反応は発生しているので、極端紫外光光源装置を長期間使用して、積算のパルス放電停止期間が長くなると、SnH4 ガスが分解して生成される固体のSnの影響を無視できない。すなわち、SnH4 ガスが分解して生成した固体のSnが放電ガス導入管111の内壁に多量に付着することによって、放電ガス導入管111内においてSnH4 ガスの流路が狭められ、チャンバ100内へのSnH4 ガスの供給が不安定になるおそれがある。
In order to deal with such a problem, the shutoff valve 4 is closed in a state in which the solenoid valve of the
When the electromagnetic valve of the
また、MFC3の電磁弁を閉止すると、放電ガス導入管111内の圧力が過度に上昇し、MFC3のガス入力側圧力が過度に高くなる。そのため、放電再開時に先駆けてMFC3の電磁弁を開いてMFC3を動作させる場合、MFC3の動作が安定するまで時間が掛かる。また、場合によっては、MFC自体に不具合が生じる可能性もある。
さらに、MFC3の電磁弁を開放した状態で遮断バルブ4を閉じると、上記したように、SnH4 ガスが分解して生成した固体のSnが放電ガス導入管111の内壁に多量に付着することによって、放電ガス導入管111内においてSnH4 ガスの流路が狭められ、チャンバ100内へのSnH4 ガスの供給が不安定になるおそれがあり、放電再開時に先駆けてMFC3の電磁弁を開いてMFC3を動作させる場合、MFC3の動作が安定するまで時間が掛かる。また、場合によっては、MFC自体に不具合が生じる可能性もある。
Further, when the electromagnetic valve of the
Further, when the shutoff valve 4 is closed with the electromagnetic valve of the
このような不具合を回避しようとして、MFC3の電磁弁、または遮断バルブ4を閉じたとしても、密閉された放電ガス充填容器1内の圧力が上昇するため、上記と同様に、放電再開時に、MFCのガス入力側圧力が過度に高くなり、MFC3の動作が安定するまで時間が掛かる。また、場合によっては、MFC自体に不具合が生じる可能性もある。
このような問題の発生は、極端紫外光の放射源としてSnH4 を使用した場合に限られない。例えば、SnH4 以外に高出力の極端紫外光を得るための放射源として期待される、Li或いはLi化合物を極端紫外光の放射源として使用した場合においても想定され得る問題である。
本発明は、上記従来技術の問題点を解決するためになされたものであって、休止時にチャンバ内へ放電ガスが供給されることを回避でき、しかも、放電停止時において、良好に放電を再開できるよう放電ガス導入管内の圧力を適宜調整することが可能な極端紫外光光源装置を提供することを目的とする。
Even if the solenoid valve or shutoff valve 4 of the
The occurrence of such a problem is not limited to the case where SnH 4 is used as a radiation source of extreme ultraviolet light. For example, it is a problem that can be assumed even when Li or a Li compound is used as a radiation source for extreme ultraviolet light, which is expected as a radiation source for obtaining high output extreme ultraviolet light other than SnH 4 .
The present invention has been made to solve the above-described problems of the prior art, and can prevent the discharge gas from being supplied into the chamber during the pause, and can properly resume the discharge when the discharge is stopped. An object of the present invention is to provide an extreme ultraviolet light source device capable of appropriately adjusting the pressure in the discharge gas introduction tube so as to be able to do so.
本発明においては、次のようにして前記課題を解決する。
(1)金属または金属化合物の極端紫外光放射源を含む放電ガスをチャンバに供給する放電ガス供給手段を備え、対向配置される主放電電極間で生じさせた放電により、プラズマ生成部で、放電ガスを加熱して励起して高密度高温プラズマを発生させ、この高密度高温プラズマから極端紫外光を放射させる極端紫外光光源装置において、
前記放電ガス供給手段を、放電ガスが充填された放電ガス充填容器と、前記放電ガス充填容器と前記プラズマ生成部とを繋ぐ放電ガス導入管と、放電ガス導入管に設けられ、前記プラズマ生成部に導入する放電ガスの量を調整する放電ガス量調整手段と、放電ガス導入管を開閉する遮断手段と、遮断手段よりも上流側の放電ガス導入管から分岐する放電ガス排気管と、放電ガス排気管に繋がる排気手段と、放電ガス排気管に設けられ放電ガス排気管の開閉を調整する排気バルブと、排気バルブの開閉を制御する排気バルブ制御部と、遮断手段および排気バルブよりも上流側の放電ガス導入管に設けられた圧力検知手段とから構成し、排気バルブ制御部により前記圧力検知手段からの検知圧力信号に応じて前記排気バルブの開閉を調整する。
すなわち、放電ガス導入管から分岐して放電ガスを排気するための排気手段に繋がる放電ガス排気管を設ける。放電ガス排気管には、放電ガス導入管内の圧力を調整するために排気バルブを接続する。排気バルブ制御部により、放電ガス導入管の内圧に応じて排気バルブの開閉を制御する。
そして、放電停止時においては、放電ガス導入管を開閉する遮断手段または放電ガス量調整手段の電磁弁を閉じてチャンバ内へ放電ガスが供給されないようにするとともに、放電ガス導入管内の圧力を、放電を再開する際に上記した不具合が生じないような圧力となるよう調整する。
なお、上記において、前記遮断手段を設けず、放電ガス量調整手段に遮断手段を兼ねさせるようにしてもよい。
また、上記において、前記遮断手段により放電ガス導入管が閉じられているときに、前記排気バルブ制御部が、前記圧力検知手段からの検知圧力信号に応じて前記排気バルブの開閉を調整するようにしてもよい。
(2)上記(1)において、金属または金属化合物を堆積させないガス(以下パージガスという)もしくは金属または金属化合物を除去するガスを供給するガス供給手段を設け、プラズマ生成部への放電ガスの導入が停止しているとき、放電ガス導入管に、上記ガスを供給する。
(3)上記(1)(2)において、ガス供給手段を三方弁を介して放電ガス導入管に接続し、該三方弁により、チャンバ側に向けて放電ガス又は上記(2)のガスの何れか一方を流通させる。
(4)上記(1)(2)(3)において、極端紫外光放射源を、スズ(Sn)、リチウム(Li)、スタナン(SnH4 )の何れかとする。
In the present invention, the above problem is solved as follows.
(1) Discharge gas supply means for supplying a discharge gas containing an extreme ultraviolet light radiation source of metal or metal compound to the chamber is discharged at the plasma generation unit by discharge generated between the main discharge electrodes arranged opposite to each other. In the extreme ultraviolet light source device that generates high density and high temperature plasma by heating and exciting gas, and emits extreme ultraviolet light from this high density and high temperature plasma,
The discharge gas supply means is provided in a discharge gas filling container filled with a discharge gas, a discharge gas introduction tube connecting the discharge gas filling container and the plasma generation unit, and a discharge gas introduction tube, and the plasma generation unit Discharge gas amount adjusting means for adjusting the amount of discharge gas introduced into the discharge gas, shut-off means for opening and closing the discharge gas introduction pipe, discharge gas exhaust pipe branched from the discharge gas introduction pipe upstream of the shut-off means, and discharge gas Exhaust means connected to the exhaust pipe, an exhaust valve provided in the discharge gas exhaust pipe for adjusting opening / closing of the discharge gas exhaust pipe, an exhaust valve control unit for controlling opening / closing of the exhaust valve, and upstream of the shut-off means and the exhaust valve And a pressure detection means provided in the discharge gas introduction pipe, and the exhaust valve controller adjusts the opening and closing of the exhaust valve in accordance with a detected pressure signal from the pressure detection means.
That is, a discharge gas exhaust pipe that branches from the discharge gas introduction pipe and is connected to an exhaust means for exhausting the discharge gas is provided. An exhaust valve is connected to the discharge gas exhaust pipe in order to adjust the pressure in the discharge gas introduction pipe. The exhaust valve controller controls the opening and closing of the exhaust valve according to the internal pressure of the discharge gas introduction pipe.
Then, when the discharge is stopped, the shutoff means for opening and closing the discharge gas introduction tube or the electromagnetic valve of the discharge gas amount adjustment means is closed so that the discharge gas is not supplied into the chamber, and the pressure in the discharge gas introduction tube is The pressure is adjusted so that the above-described problems do not occur when restarting the discharge.
In the above, the blocking means may not be provided, and the discharge gas amount adjusting means may also serve as the blocking means.
Further, in the above, when the discharge gas introduction pipe is closed by the shut-off means, the exhaust valve control unit adjusts the opening / closing of the exhaust valve according to the detected pressure signal from the pressure detecting means. May be.
(2) In the above (1), a gas supply means for supplying a gas that does not deposit metal or metal compound (hereinafter referred to as purge gas) or a gas that removes the metal or metal compound is provided, and the discharge gas is introduced into the plasma generator. When the operation is stopped, the gas is supplied to the discharge gas introduction tube.
(3) In the above (1) and (2), the gas supply means is connected to the discharge gas introduction pipe via a three-way valve, and either of the discharge gas or the gas of the above (2) is directed toward the chamber side by the three-way valve. Distribute one or the other.
(4) In the above (1), (2), and (3), the extreme ultraviolet light radiation source is any one of tin (Sn), lithium (Li), and stannane (SnH 4 ).
本発明においては、以下の効果を得ることができる。
(1)パルス放電停止期間(プラズマ非生成期間)において、遮断手段又は放電ガス量調整手段の電磁弁を閉じてチャンバ内に放電ガスが供給されることを回避しているので、プラズマ生成部における絶縁材、反射鏡の表面に金属、或いは金属化合物が付着することによる問題が生じない。
(2)排気手段に繋がる放電ガス排気管と排気バルブとを設けることにより、パルス放電停止期間において、放電ガス導入管内の圧力を所定の圧力に調整することができる。これにより、放電ガス量調整手段のガス入力側圧力が過度に高くなることが回避され、放電再開時に先駆けて放電ガス量調整手段を動作させる場合、放電ガス量調整手段の動作が安定するまでの時間を短縮化することができる。
(3)放電ガス導入管内において滞留するガスも少量となり、ワーク交換やカセット交換に対応するパルス放電停止期間におけるSnH4 ガス等の放電ガスの分解量を、従来より更に少量にすることができる。
そのため、極端紫外光光源装置を長期間使用して、積算のパルス放電停止期間が長くなっても、放電ガスが分解して生成される固体の金属や金属化合物の影響を小さくすることができる。
(4)プラズマ非生成期間において、放電ガス導入管内にパージガスを導入し、放電ガス導入管内において滞留する放電ガスをパージガスによりパージすることにより、放電ガス導入管内において滞留する放電ガスの量の影響を更に小さくすることができる。
また、放電ガス導入管に金属または金属化合物を除去するガスを供給することで、放電ガス導入管内に滞留する放電ガスの影響を更に小さくすることができ、また、放電ガスの分解により生成される固体の金属や金属化合物が放電ガス導入管内に堆積しても、これらの堆積物を除去することも可能となる。
このため、極端紫外光源装置を長期間使用して、積算のパルス放電停止期間が長くなっても、SnH4 ガス等の放電ガスが分解して生成される金属や金属化合物の影響を、更に小さくすることが可能となる。
In the present invention, the following effects can be obtained.
(1) In the pulse discharge stop period (plasma non-generation period), the electromagnetic valve of the shut-off means or discharge gas amount adjusting means is closed to avoid the supply of discharge gas into the chamber. There is no problem caused by the metal or metal compound adhering to the surface of the insulating material or reflecting mirror.
(2) By providing the discharge gas exhaust pipe and the exhaust valve connected to the exhaust means, the pressure in the discharge gas introduction pipe can be adjusted to a predetermined pressure during the pulse discharge stop period. As a result, it is avoided that the gas input side pressure of the discharge gas amount adjusting means becomes excessively high. When the discharge gas amount adjusting means is operated prior to restarting the discharge, the operation of the discharge gas amount adjusting means is stabilized until the operation is stabilized. Time can be shortened.
(3) The amount of gas staying in the discharge gas introduction tube is also small, and the amount of decomposition of the discharge gas such as SnH 4 gas during the pulse discharge stop period corresponding to workpiece exchange or cassette exchange can be made smaller than before.
Therefore, even if the extreme ultraviolet light source device is used for a long time and the accumulated pulse discharge stop period becomes long, the influence of the solid metal or metal compound generated by the decomposition of the discharge gas can be reduced.
(4) In the non-plasma generation period, the purge gas is introduced into the discharge gas introduction tube, and the discharge gas staying in the discharge gas introduction tube is purged with the purge gas, whereby the influence of the amount of discharge gas staying in the discharge gas introduction tube is affected. It can be further reduced.
Further, by supplying a gas for removing the metal or metal compound to the discharge gas introduction tube, the influence of the discharge gas staying in the discharge gas introduction tube can be further reduced, and the discharge gas is generated by decomposition of the discharge gas. Even if solid metal or metal compound is deposited in the discharge gas introduction tube, it is possible to remove these deposits.
For this reason, even if the extreme ultraviolet light source device is used for a long time and the accumulated pulse discharge stop period becomes long, the influence of the metal or metal compound generated by the decomposition of the discharge gas such as SnH 4 gas is further reduced. It becomes possible to do.
以下、本発明の実施形態について説明する。
(1)第1の実施形態(遮断手段が、MFCの電磁弁である場合)
図1は本発明の第1の実施形態の極端紫外光光源装置の概略構成を示す図であり、本実施形態は、前記した放電ガス導入管を開閉する遮断手段が、放電ガス量調整手段(MFC)の電磁弁である場合を示している。
図1において、10は本実施形態の放電ガス供給ユニット、100は前記したチャンバ、113は高電圧パルス発生器、115は制御部である。
チャンバ100内の構成および動作などは前記図13と同様であり、プラズマ生成部106で発生するEUV光は、集光鏡101で集光され、光取出部104から、図示を省略した露光機側光学系である照射部に出射される。
放電ガス供給ユニット10は、前述したように液化放電ガス2を充填した放電ガス充填容器1を備え、極端紫外光放射種を含む原料である放電ガスを、放電ガス導入管11(図13、図14の放電ガス導入管111に相当)を介してチャンバ100内のプラズマ生成部106に供給する。
なお、理解を容易にするため、図13に示した圧力モニタ126、ホイルトラップ102、ガス排気ユニット112、予備電離用電源部114、予備電離用絶縁材125、原料導入管124等は省略されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described.
(1) 1st Embodiment (when the interruption | blocking means is a solenoid valve of MFC)
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an extreme ultraviolet light source device according to a first embodiment of the present invention. In this embodiment, the blocking means for opening and closing the discharge gas introduction tube described above is a discharge gas amount adjusting means ( The case where it is a solenoid valve of MFC) is shown.
In FIG. 1, 10 is a discharge gas supply unit of the present embodiment, 100 is the chamber described above, 113 is a high voltage pulse generator, and 115 is a control unit.
The configuration and operation of the chamber 100 are the same as those in FIG. 13, and the EUV light generated by the plasma generation unit 106 is collected by the condensing mirror 101 and is removed from the light extraction unit 104 by the side of the exposure apparatus not shown. The light is emitted to an irradiation unit that is an optical system.
The discharge gas supply unit 10 includes the discharge gas filling container 1 filled with the liquefied
For ease of understanding, the pressure monitor 126, the foil trap 102, the
まず、本実施形態に係る放電ガス供給ユニットについて以下に説明する。
放電ガス供給ユニット10は、放電ガス充填容器1と、放電ガス充填容器1とチャンバ100とを接続する放電ガス導入管11と、放電ガス導入管11のチャンバ100の近傍に設けられ、チャンバ100内への放電ガスの供給量を調整するマスフローコントローラ(MFC)3と、放電ガス導入管11から分岐する放電ガス排気管12と、放電ガス排気管12に接続された第2の排気ユニット8と、放電ガス排気管12の開閉を調整する排気バルブ5と、排気バルブの開度を調整する排気バルブ制御部7と、放電ガス導入管11内の圧力を検知する第2の圧力モニタ6と、を備えている。
放電ガス充填容器1は、内部空間に充填されている液化放電ガス(SnH4 )2が液体状態となるようフロリナート等の冷媒に浸されている。
内部空間において液化SnH4 が蒸発して放電ガスが生成されている。
First, the discharge gas supply unit according to the present embodiment will be described below.
The discharge gas supply unit 10 is provided in the vicinity of the discharge gas filling container 1, the discharge
The discharge gas filling container 1 is immersed in a refrigerant such as fluorinate so that the liquefied discharge gas (SnH 4 ) 2 filled in the internal space is in a liquid state.
In the internal space, the liquefied SnH 4 is evaporated to generate a discharge gas.
マスフローコントローラ(MFC)3は、チャンバ100内への放電ガスの供給量を調整する電磁弁3aと、電磁弁3aを動作させる電磁弁駆動機構3bと、MFC3とチャンバ100を結ぶ放電ガス導入管11を通過した放電ガスの積算流量を検知し基準積算流量と比較する積算流量比較回路部3cと、を有している。
第1の実施形態においては、MFC3の電磁弁3aが、前記図14における遮断バルブ4としての機能を有しており、プラズマ非生成期間にチャンバ100内に放電ガスが供給されないよう放電ガス導入管11を閉塞する。
放電ガス排気管12に接続された第2の排気ユニット8は、放電時、休止時に係らず、常に稼動した状態となっている。すなわち、放電時には、放電ガスが放電ガス排気管12に導かれることなくチャンバ100内に供給されるよう排気バルブ5は閉じた状態になっている。第2の排気ユニット8としては、例えばロータリーポンプ等を例示することができる。
第2の圧力モニタ6は、MFC3の電磁弁3aおよび排気バルブ5よりも上流側の放電ガス導入管11に設けられ、排気バルブ制御部7の圧力比較回路部7aに対し、常時、放電ガス導入管11の圧力に係る検知圧力信号を送信している。
The mass flow controller (MFC) 3 includes an electromagnetic valve 3 a that adjusts the supply amount of discharge gas into the chamber 100, an electromagnetic valve drive mechanism 3 b that operates the electromagnetic valve 3 a, and a discharge
In the first embodiment, the electromagnetic valve 3a of the
The
The
排気バルブ制御部7は、制御部115から送信された基準圧力信号を入力する圧力比較回路部7aと、圧力比較回路部7aからの指令に基づき排気バルブ5を駆動させる排気バルブ駆動機構7bと、を備えている。
圧力比較回路部7aは、放電ガス導入管11に設けられた第2の圧力モニタ6からの検知圧力信号と上記基準圧力信号とを比較して、検知圧力信号が基準圧力信号を上回ったときに、排気バルブ駆動機構7bに対し、排気バルブ5を開放させるようバルブ駆動信号を送信するものである。
The exhaust valve control unit 7 includes a pressure comparison circuit unit 7a that receives the reference pressure signal transmitted from the
When the detected pressure signal exceeds the reference pressure signal, the pressure comparison circuit unit 7a compares the detected pressure signal from the second pressure monitor 6 provided in the discharge
本実施形態では、休止時において、チャンバ100内に放電ガスが導入されることを抑制するとともに、放電ガス導入管11内の圧力を所定の圧力に維持するため、第2の圧力モニタ6からの検知圧力信号に応じて、排気バルブ5を開閉している。
具体的には、以下の図2、図3、図4によっても説明するが、放電ガス導入管11内の圧力を第2の圧力モニタ6によって検知して、検知された圧力が所定の圧力を超える場合には、放電ガス導入管11から分岐する放電ガス排気管12に設けられた排気バルブ5を開放して第2の排気ユニット8により放電ガスを排気する。
一方、放電ガス導入管11内の圧力が低下することで、放電開始時における放電ガスの流量安定性が損なわれることを回避するため、検知された圧力が所定の圧力を下回る場合には、排気バルブ5を閉じて放電ガスが第2の排気ユニット8により排気されないようにする。
すなわち、第2の圧力モニタ6によって検知した放電ガス導入管11内の圧力に基づいて排気バルブ5を開閉することで、放電ガス導入管11内が所定の圧力となるように制御している。
In the present embodiment, in order to suppress the introduction of the discharge gas into the chamber 100 and to maintain the pressure in the discharge
Specifically, as will also be described with reference to FIGS. 2, 3 and 4 below, the pressure in the discharge
On the other hand, when the detected pressure falls below a predetermined pressure, the exhaust gas is not exhausted in order to prevent the flow rate stability of the discharge gas from being impaired due to the pressure in the discharge
That is, the
次に本実施形態の極端紫外光光源装置に関し主として排気バルブの制御方法について、図2、図3に示すフローチャートおよび図4に示すタイムチャートを用いて説明する。
ここで、極端紫外光光源装置を露光用光源として有する不図示の露光機は、レジスト等が塗布されたウエハにマスクパターンを露光するものとする。
露光は、例えば、以下の手順で行われる。
ウエハの露光は、周知技術であるステップ&リピート方式もしくはスキャン方式が採用される。一枚のウエハの露光が終了すると、極端紫外光光源装置からの極端紫外光の放出は停止する。その後、露光領域から、露光済みのウエハが退避する。そして、新たな未露光のウエハが露光領域に搬送され、露光領域の所定位置に位置調整される。このような前提のもと、排気バルブの制御方法について説明する。
Next, an exhaust valve control method for the extreme ultraviolet light source device of the present embodiment will be mainly described with reference to the flowcharts shown in FIGS. 2 and 3 and the time chart shown in FIG.
Here, it is assumed that an exposure machine (not shown) having the extreme ultraviolet light source device as an exposure light source exposes a mask pattern onto a wafer coated with a resist or the like.
The exposure is performed by the following procedure, for example.
For the exposure of the wafer, a well-known step and repeat method or scan method is employed. When the exposure of one wafer is completed, the emission of extreme ultraviolet light from the extreme ultraviolet light source device stops. Thereafter, the exposed wafer is withdrawn from the exposure area. Then, a new unexposed wafer is transferred to the exposure area and is adjusted to a predetermined position in the exposure area. Based on this premise, the exhaust valve control method will be described.
不図示の露光機の制御部から極端紫外光光源装置の制御部115に対して送信されていた極端紫外光発光指令( 以下、EUV発光指令信号ともいう) が停止する(図2のステップS1,図4のo)。
受信していたEUV発光指令に基づき、トリガ信号を高電圧パルス発生部113に送信していた極端紫外光光源装置(以下、EUV光源装置ともいう)の制御部115において、上記トリガ信号の送信が停止する。その結果、極端紫外光(以下、EUV光ともいう)の発光が停止する(図2のステップS2,図4のp,q)。
露光機は、露光済みのウエハの退避、未露光ウエハの露光領域への搬送、および未露光ウエハの位置調整作業を開始する。この作業開始時、露光機は、ウエハ交換開始信号をEUV光源装置の制御部115に送信する(図2のステップS3,図4のa)
EUV光源装置の制御部115は、ウエハ交換開始信号に基づき、排気バルブ制御部7の圧力比較回路部7aに対し基準圧力データ信号を送信する。基準圧力データ信号は、放電ガス導入管内の許容圧力範囲の上限値PR1と下限値PR2を示す信号である(図2のステップS4、図4のc)。
The extreme ultraviolet light emission command (hereinafter also referred to as EUV light emission command signal) transmitted from the control unit of the exposure machine (not shown) to the
Based on the received EUV light emission command, the
The exposure machine starts the operation of retracting the exposed wafer, transporting the unexposed wafer to the exposure area, and adjusting the position of the unexposed wafer. At the start of this operation, the exposure apparatus transmits a wafer replacement start signal to the
The
また、EUV光源装置の制御部115は、ウエハ交換開始信号に基づき、MFC3の電磁弁駆動機構3bに対し放電ガスの供給を停止させるための放電ガス供給停止信号を送信する(図2のステップS5、図4のd)。
放電ガス供給停止信号を受信したMFC3の電磁弁駆動機構3bは、電磁弁3aが閉状態となるよう駆動して放電ガス導入管11を閉塞して、放電ガスがチャンバ100内へ供給されないようにする。MFC3を流れる放電ガスの流量は、徐々に0となる(図2のステップS6、図4のf)。
MFC3の電磁弁3aが閉じられると、放電ガス排気管12に設けられた排気バルブ5は閉じたままの状態のため、放電ガス導入管11内の圧力が時間の経過とともに徐々に上昇する(図4のg)。
Further, the
The electromagnetic valve drive mechanism 3b of the
When the electromagnetic valve 3a of the
ここで、EUV光源装置の制御部115は、露光機の制御部より、ウエハ交換終了信号が入力されたかどうかを検定する。ウエハ交換終了信号が入力されていない場合は、ステップS8に移行する。一方、ウエハ交換終了信号が入力されている場合は、ステップS14に移行する(図2のステップS7)。
ステップS8において、圧力比較回路部7aは、第2の圧力モニタ6から送信された検知圧力信号とステップS4において既に入力されている基準圧力信号とを比較し、放電ガス導入管11内の圧力値PP と圧力上限値PR1との大小を検定する。検定の結果は、圧力比較回路部7aからEUV光源装置の制御部115に送信される。検定の結果、PP >PR1である場合は、ステップS9に移行する。一方、PP ≦PR1である場合は、ステップS11に移行する。
Here, the
In step S8, the pressure comparison circuit unit 7a compares the detected pressure signal transmitted from the second pressure monitor 6 with the reference pressure signal already input in step S4, and the pressure value in the discharge
PP >PR1である場合、MFC3のガス入力側圧力が過度に高くなる。そのため、放電再開時に先駆けてMFC3の電磁弁3aを開いてMFC3を動作させる場合、MFC3の動作が安定するまで時間が掛かる。また、場合によっては、MFC3自体に不具合が生じる可能性もある。
よって、放電ガス導入管11内の圧力が圧力上限値PR1を下回るように放電ガス導入管11を減圧する必要がある。そこで、ステップS9においては、EUV光源装置の制御部115は、排気バルブ駆動機構7bに対し、排気バルブ5を開放するようバルブ開指令信号を送信する(図4のh)。
バルブ開指令信号を受信した排気バルブ駆動機構7bは、排気バルブ5を開放して、第2の排気ユニット8によって放電ガス導入管11内の放電ガスを排気する(図2のステップS10、図4のj)。
排気バルブ5を開放して放電ガスを排気すると、放電ガス導入管11内の圧力が時間の経過とともに徐々に降下する。なお、EUV光源装置の制御部115からバルブ開指令信号が送信されてから排気バルブ5が完全に開放されるまでは所定の時間が経過するので、放電ガス導入管11内の圧力は、バルブ開指令から所定時間遅延して徐々に降下する(図4のg)。その後、ステップS7に戻る。
When P P > P R1 , the gas input side pressure of the
Therefore, it is necessary to depressurize the discharge
The exhaust valve drive mechanism 7b that has received the valve opening command signal opens the
When the
一方、ステップS8における検定結果がPP ≦PR1である場合は、ステップS11において、放電ガス導入管11内の圧力値PP と圧力下限値PR2との大小を検定する。PP ≦PR2である場合、放電ガス導入管内の放電ガス圧力が低いので、露光再開時、MFC3の電磁弁3aが開状態となった場合、MFC3のガス入力側圧力が過度に高くなるといった不具合が抑制される。
ここで、排気バルブ5が開状態である場合、MFC3の電磁弁3aが閉状態であるので、放電ガス導入管11内の圧力は徐々に低下する。放電ガス導入管11内の圧力PP の低下に伴い、第2の排気ユニット8により外部に排気される放電ガスの量が増加する。すなわち、EUV光発光に使用されずに外部に放出される放電ガスの量が増加するので、CoO(Cost of Operation)が増加してしまう。そのため、放電ガス導入管内の放電ガス圧力PP は所定の下限値PR2以上に維持することが望ましい。
On the other hand, if the test result in step S8 is P P ≦ P R1 , the magnitude of the pressure value P P and the pressure lower limit value P R2 in the discharge
Here, when the
ステップS11において、PP ≧PR2である場合、放電ガス導入管11内の放電ガス圧力PP は、PR1≧PP ≧PR2なる条件を満たしているので、放電ガス導入管11内へのSnの付着といった不具合が抑制され、しかも、第2の排気ユニット8により排気される放電ガスの量も小さい。すなわち、放電ガス導入管11内の放電ガス圧力PP を制御する必要がないので、ステップS7に戻る。
一方、PP <PR2である場合、外部に排気される放電ガスの量が所定量を越えて、CoOが大きくなる。そのため、放電ガス導入管11内の圧力PP が圧力下限値PR2を上回るように放電ガス導入管11を増圧する必要がある。すなわち、PP <PR2である場合、ステップS12に移行する。
ステップS12において、EUV光源装置の制御部115は、排気バルブ駆動機構7bに対し、排気バルブ5を閉止するようバルブ閉指令信号を送信する(図4のi)。
バルブ閉指令信号を受信した排気バルブ駆動機構7bは、排気バルブ5を閉止して、放電ガス導入管11内の放電ガスの排気を停止する(図2のステップS13、図4のj)。
In step S11, when P P ≧ P R2 , the discharge gas pressure P P in the discharge
On the other hand, when P P <P R2 , the amount of discharge gas exhausted to the outside exceeds a predetermined amount and CoO increases. Therefore, the pressure P P in the discharge
In step S12, the
The exhaust valve drive mechanism 7b that has received the valve close command signal closes the
排気バルブ5を閉止して放電ガスの排気を停止すると、放電ガス導入管11内の圧力が時間の経過とともに徐々に上昇する。なお、EUV光源装置の制御部115からバルブ閉指令信号が送信されてから排気バルブ5が完全に閉止されるまでは所定の時間が経過するので、放電ガス導入管11内の圧力は、バルブ閉指令から所定時間遅延して徐々に上昇する(図4のg)。
その後、ステップS7に戻る。以上のように、ステップS7において、ウエハ交換終了信号が入力されたと判定されるまで、放電ガス導入管内の圧力PP がPR1≧PP ≧PR2なる条件を満たすように、ステップS8,S9,S10,S12,S13の工程を適宜、繰り返す。
When the
Then, it returns to step S7. As described above, in steps S8 and S9, the pressure P P in the discharge gas introduction tube satisfies the condition P R1 ≧ P P ≧ P R2 until it is determined in step S7 that the wafer replacement end signal has been input. , S10, S12, S13 are repeated as appropriate.
露光機において、ウエハの搬送・位置調整が完了すると、露光機の制御部からEUV光源装置の制御部115に対し、ウエハ交換終了信号が送信され、ステップS7において、ウエハ交換終了信号が入力されたと判定される(図2のステップS7のYes、図4のb)。
ウエハ交換終了信号を受信したEUV光源装置の制御部115は、MFC3の電磁弁駆動機構3bに対し、チャンバ100内への放電ガスの供給を開始させるための放電ガス供給開始信号を送信する(図2のステップS14、図4のe)。
放電ガス供給開始信号を受信したMFC3の電磁弁駆動機構3bは、電磁弁3aが開状態となるよう駆動して放電ガス導入管11を開放する。チャンバ100内への放電ガスの流量は、電磁弁駆動機構3bが電磁弁3aを開放してから数秒程度経過した後にピークに達する(図2のステップS15、図4のf)。
When the wafer transfer / position adjustment is completed in the exposure machine, a wafer exchange end signal is transmitted from the controller of the exposure machine to the
The
The electromagnetic valve drive mechanism 3b of the
また、ウエハ交換終了信号を受信したEUV光源装置の制御部115は、排気バルブ駆動機構7bに対し、排気バルブ5を閉じるようバルブ閉指令信号を送信する(図2のステップS16、図4のi)。バルブ閉指令信号を受信した排気バルブ駆動機構7bは、排気バルブ5を閉じて放電ガスが排気されないようにする(図2のステップS17、図4のj)。
放電ガス導入管11内の圧力PP は、排気バルブ5の閉止に伴い時間の経過とともに徐々に上昇する。しかしながら、MFC3の電磁弁3aも開状態であり放電ガスがチャンバ100に流れ始めるので圧力の上昇は抑制される。そして、MFC3の動作が安定し、MFC3を流れる放電ガスの流量が一定になった時点で、放電ガス導入管内の圧力PP はほぼ一定となる(図4のg)。
The
The pressure P P in the discharge
以上のように、上記したステップS1からステップS17までの手順においては、ウエハ交換作業時等に伴うパルス放電停止期間(プラズマ非生成期間)において、チャンバ100内に放電ガス(例えば、SnH4 )を供給せず、更に、ガス供給ユニットにおける放電ガス導入管内の圧力が所定範囲内に維持されるよう制御している。
そのため、パルス放電持続期間からパルス放電停止期間に移行直後、高温状態にある第1の主放電電極、第2の主放電電極表面や、予備電離部に対してSnH4 ガスが流れない。よって、パルス放電停止期間にチャンバ100内に供給されたSnH4 が分解することによって生成したSn、或いはSn化合物が、プラズマ生成部106における絶縁材、予備電離ユニット部における予備電離用絶縁材、或いは集光鏡101に付着することを効果的に回避することが可能となる。
また、放電ガス導入管11内において滞留するガスも少量となり、ワーク交換やカセット交換に対応するパルス放電停止期間におけるSnH4 ガスの分解量を、従来より更に少量にすることができる。そのため、EUV光源装置を長期間使用して、積算のパルス放電停止期間が長くなっても、SnH4 ガスが分解して生成される固体のSnの影響を小さくすることができる。
さらには、MFC3のガス入力側圧力が過度に高くなることも回避され、放電再開時に先駆けてMFC3の電磁弁3aを開いてMFC3を動作させる場合、MFC3の動作が安定するまで時間を短縮化することができる。
As described above, in the procedure from step S1 to step S17 described above, the discharge gas (for example, SnH 4 ) is supplied into the chamber 100 during the pulse discharge stop period (plasma non-generation period) accompanying the wafer exchange operation or the like. Further, the pressure is controlled so that the pressure in the discharge gas introduction tube in the gas supply unit is maintained within a predetermined range.
Therefore, immediately after the transition from the pulse discharge duration to the pulse discharge stop period, SnH 4 gas does not flow to the surfaces of the first main discharge electrode, the second main discharge electrode, and the preliminary ionization portion that are in a high temperature state. Therefore, Sn or Sn compound generated by the decomposition of SnH 4 supplied into the chamber 100 during the pulse discharge stop period is an insulating material in the plasma generation unit 106, an insulating material for preionization in the preionization unit unit, or It is possible to effectively avoid adhesion to the condenser mirror 101.
Further, the amount of gas staying in the discharge
Furthermore, it is avoided that the pressure on the gas input side of the
上記した制御方法においては、ウエハ交換終了信号がEUV光源装置に入力されてから(ステップS7のYes)、MFC3の電磁弁3aが開状態となり(ステップS15)、排気バルブ5が閉状態(ステップS17)となった時点で、露光を開始することが可能となる。
しかしながら実際には、上記したように、MFC3の動作が安定しMFC3を流れる放電ガスの流量が一定になる時点は、ステップS15〜ステップS17の工程が終了した時点から所定時間遅延する。このような、MFCを流れる放電ガス流量が安定しない過渡的期間おいてパルス放電を開始すると、EUV光の出力が安定しない。そのため、ウエハ等のワークの露光処理にばらつきが生じ、場合によっては不具合が生じることもある。
このような不具合を回避するためには、露光は、MFCを流れる放電ガス流量が安定した時点で開始することが望ましい。
In the above control method, after the wafer replacement end signal is input to the EUV light source device (Yes in step S7), the electromagnetic valve 3a of the
However, actually, as described above, the time when the operation of the
In order to avoid such a problem, it is desirable to start exposure when the flow rate of the discharge gas flowing through the MFC is stabilized.
以下、MFCを流れる放電ガス流量が安定したかどうかを判断し、安定した時点で露光開始する再開手順例について説明する。
以下に説明する手順1では、放電ガス導入管11を通過した放電ガスの積算流量の測定結果を用いて放電ガス流量が安定したかどうかを判断し、また、手順2では、経過時間の測定結果を用いて放電ガス流量が安定したかどうかを判断しており、手順1を図3のステップS18〜S24、図4により説明し、手順2を図5、図6により説明する。
(a)手順1
ウエハ交換終了信号がEUV光源装置に入力されてから、MFC3とチャンバ100とを結ぶ放電ガス導入管11を通過した放電ガスの積算流量Fを測定する。ウエハ交換終了信号がEUV光源装置の制御部115に入力されてから、MFC3を流れる放電ガス流量が安定するまでの積算流量を予め基準積算流量FS として記憶しておく。測定積算流量FM が基準積算流量FS を越えた時点を、MFC3を流れる放電ガス流量が安定した時点と判断し、露光を開始する。
Hereinafter, an example of a resumption procedure for determining whether or not the flow rate of the discharge gas flowing through the MFC is stable and starting exposure when the flow rate is stable will be described.
In the procedure 1 described below, it is determined whether or not the discharge gas flow rate is stable by using the measurement result of the integrated flow rate of the discharge gas that has passed through the discharge
(A) Procedure 1
After the wafer exchange end signal is input to the EUV light source device, the integrated flow rate F of the discharge gas passing through the discharge
以下、実際の手順について図3のステップS18〜S24により説明する。
MFC3の積算流量比較回路部3cにおいて、測定積算流量FM は予めリセットされているものとする。
ウエハ交換終了信号を受信したEUV光源装置の制御部115は、放電ガス供給開始信号の送信(図2のステップS14)、バルブ閉指令信号(図2のステップS16)の送信と同時に、MFC3の積算流量比較回路部3cに積算流量測定開始信号を送信する(図3のステップS18、図4のk)。MFC3の積算流量比較回路部3cにおいて、積算流量の測定が開始される(図4のm)。
ステップS19において、積算流量比較回路部3cは、測定積算流量FM に相当する信号と予め入力されている基準積算流量FS に相当する信号とを比較し、測定積算流量FM と基準積算流量FS との大小を検定する。検定の結果は、積算流量比較回路部3cからEUV光源装置の制御部115に送信される。
検定の結果、FM <FS である場合は、MFC3を流れる放電ガス流量は安定ではないと判断される。よって、ステップS19における検定を繰り返し実行する(図3のステップS19のYes)。
The actual procedure will be described below with reference to steps S18 to S24 in FIG.
In the integrated flow rate comparing circuit 3c of MFC3, measuring the integrated flow rate F M is assumed to be previously reset.
The
In step S19, the integrated flow rate comparing circuit 3c compares the signal corresponding to the reference integrated flow F S of signals corresponding to the measured integrated flow rate F M that is input in advance, measuring the integrated flow rate F M and the reference accumulated flow Test the magnitude with F S. The result of the verification is transmitted from the integrated flow rate comparison circuit unit 3c to the
If F M <F S as a result of the test, it is determined that the discharge gas flow rate flowing through the
一方、FM ≧FS になると、MFC3を流れる放電ガス流量は安定であると判断され、ステップS20に移行する。
ステップS20において、EUV光源装置の制御部115は、露光機の制御部にスタンバイ信号を送信する(図4のn)。
また、EUV光源装置の制御部115は、MFC3の積算流量比較回路部3cに対し、MFC3とチャンバ100とを結ぶ放電ガス導入管11を通過した放電ガスの積算流量をリセットするよう、積算流量リセット信号を送信する (図3のステップS21、図4のl) 。
On the other hand, when F M ≧ F S , it is determined that the discharge gas flow rate flowing through the
In step S20, the
Further, the
積算流量リセット信号を受信した積算流量比較回路部3cは、測定積算流量FM の値を0にリセットする( 図3のステップS22、図4のm) 。
スタンバイ信号を受信した露光機の制御部は、EUV光源装置の制御部115に対してEUV発光指令信号の送信を再開する(図3のステップS23、図4のo)。
EUV発光指令信号を受信したEUV光源装置の制御部115は、トリガ信号を高電圧パルス発生部113に送信して、高電圧パルス発生部113によりプラズマ生成部106に対して高電圧パルスを印加して放電を生じさせる。すなわち、露光が再開される。(図3のステップS24、図4のp,q)。
Accumulated flow rate comparing circuit 3c that receives the accumulated flow reset signal resets the value of the measured accumulated flow rate F M to 0 (step S22 in FIG. 3, m in Fig. 4).
The controller of the exposure apparatus that has received the standby signal resumes transmission of the EUV light emission command signal to the
The
(b)手順2
手順1では、ウエハ交換終了信号がEUV光源装置に入力された時点から、MFC3とチャンバ100とを結ぶ放電ガス導入管11を通過した放電ガスの積算流量の測定結果を用いて、MFC3を流れる放電ガス流量が安定したかどうかを判断した。
手順2では、上記積算流量の代わりに、経過時間の測定結果を用いて、MFC3を流れる放電ガス流量が安定したかどうかを判断する。
すなわち、ウエハ交換終了信号がEUV光源装置の制御部115に入力されてから、計時を開始する。ウエハ交換終了信号がEUV光源装置に入力されてから、MFC3を流れる放電ガス流量が安定するまでの時間を予め基準時間TS として記憶しておく。計時時間TM が基準時間TS を越えた時点を、MFCを流れる放電ガス流量が安定した時点と判断し、露光を開始する。
(B)
In the procedure 1, the discharge flowing through the
In
That is, timing is started after a wafer replacement end signal is input to the
以下、実際の手順について、図5,図6を用いて説明する。手順2に相当する工程は、図5に示すフローチャートのステップS18’以降であり、ステップS1〜S17のステップは、図2のものと同一であるので、図5には示していない。
EUV光源装置の制御部115は、不図示の計時手段を有する。以下、例として、計時手段としてカウンタを使用する例を示す。上記カウンタは予めリセットされているものとする。
ウエハ交換終了信号を受信したEUV光源装置の制御部115は、放電ガス供給開始信号の送信(図2のステップS14)、バルブ閉指令信号(図2のステップS16)の送信と同時に、カウンタによるカウントを開始する。(図5のステップS18’、図6のr)。
Hereinafter, an actual procedure will be described with reference to FIGS. The process corresponding to the
The
The
ステップS19’において、EUV光源装置の制御部115は、計時時間TM に相当するカウント数CM と予め入力されている基準時間TS に相当するカウント数CS とを比較し、カウント数CM とカウント数CS との大小を検定する。
検定の結果、CM <CS である場合は、MFC3を流れる放電ガス流量は安定ではないと判断される。よって、ステップS19’におけるカウントを継続する(図5のステップS19’のYes)。
一方、CM =CS となった場合は、MFCを流れる放電ガス流量は安定であると判断され、ステップS20’に移行する。ステップS20’において、EUV光源装置の制御部115は、露光機の制御部にスタンバイ信号を送信する(図6のn)。また、EUV光源装置の制御部115は、カウンタのカウント値を0にリセットする (図5のステップS21’、図6のr) 。
スタンバイ信号を受信した露光機の制御部は、EUV光源装置の制御部115に対してEUV発光指令信号の送信を再開する(図5のステップS22’、図6のo)。
EUV発光指令信号を受信したEUV光源装置の制御部115は、トリガ信号を高電圧パルス発生部113に送信して、高電圧パルス発生部113によりプラズマ生成部106に対して高電圧パルスを印加して放電を生じさせる。すなわち、露光が再開される。(図5のステップS23’、図6のp,q)。
In step S19 ', the
As a result of the test, if C M <C S, it is determined that the discharge gas flow rate flowing through the
On the other hand, when C M = C S , it is determined that the discharge gas flow rate flowing through the MFC is stable, and the process proceeds to step S20 ′. In step S20 ′, the
Upon receiving the standby signal, the controller of the exposure apparatus resumes transmission of the EUV light emission command signal to the
The
(2)第2の実施形態(遮断手段として、遮断バルブを用いた場合)
図7は、本発明の極端紫外光源装置に係る第2の実施形態を示す図である。同図は前記図1におけるMFC3近傍と制御部115を示しており、その他の構成は省略されているが、図1と同様である。
図7に示すEUV光源装置は、プラズマ非生成期間中にチャンバ100内へ放電ガスが供給されることのないよう、MFC3よりも下流側の放電ガス導入管11に遮断バルブ4が設けられ、この遮断バルブ4を駆動するための遮断バルブ駆動機構4aが設けられていることが特徴である。
本実施形態によれば、プラズマ非生成期間においては、MFC3の電磁弁3aは開放した状態で、遮断バルブ駆動機構4aにより遮断バルブ4を閉じることによって放電ガス導入管11を閉止している。これにより、プラズマ非生成期間においては、チャンバ100内へ放電ガスが導入されない。
(2) Second embodiment (when a shut-off valve is used as the shut-off means)
FIG. 7 is a diagram showing a second embodiment according to the extreme ultraviolet light source apparatus of the present invention. The figure shows the vicinity of the
The EUV light source device shown in FIG. 7 is provided with a shutoff valve 4 in the discharge
According to the present embodiment, during the plasma non-generation period, the discharge
以上のような本発明のEUV光源装置に係る第1および第2の実施形態によれば、ウエハ交換作業時等に伴うパルス放電停止期間(プラズマ非生成期間)において、MFC3の電磁弁3a又は遮断バルブ4を閉じることにより、チャンバ100内へ放電ガスが供給されることがない。
そのため、パルス放電持続期間からパルス放電停止期間に移行直後、高温状態にある第1の主放電電極121、第2の主放電電極122表面や、予備電離ユニット部127に対してSnH4 ガス等の放電ガスが流れない。よって、パルス放電停止期間にチャンバ100内に供給された放電ガスが分解することによって生成したSn等の金属、或いはSn化合物等の金属化合物が、プラズマ生成部106における絶縁材123、予備電離ユニット部における予備電離用絶縁材125、或いは集光鏡101に付着することを効果的に回避することが可能となる。
その結果、プラズマ生成部106や予備電離ユニット部127に付着した金属或いは金属化合物に、プラズマ生成部106に投入した電力や予備電離ユニット部127に投入した電力が供給されることがない。よって、予備電離ユニット部127に投入した電力は、チャンバ100内に導入される極端紫外光放射種を含む原料の電離の促進に確実に寄与する。また、プラズマ生成部106に投入した電力は、確実に、プラズマに供給される。以上により、従来のようなEUV光の放射強度の低下は発生しない。
According to the first and second embodiments of the EUV light source apparatus of the present invention as described above, the electromagnetic valve 3a or the cutoff of the
Therefore, immediately after the transition from the pulse discharge duration to the pulse discharge stop period, SnH 4 gas or the like is applied to the surfaces of the first main discharge electrode 121 and the second main discharge electrode 122 that are in a high temperature state and the preliminary ionization unit 127. Discharge gas does not flow. Therefore, a metal such as Sn or a metal compound such as Sn compound generated by the decomposition of the discharge gas supplied into the chamber 100 during the pulse discharge stop period causes the insulating material 123, the preionization unit portion in the plasma generation unit 106 It is possible to effectively avoid adhesion to the pre-ionization insulating material 125 or the condenser mirror 101.
As a result, the power input to the plasma generation unit 106 and the power input to the preliminary ionization unit unit 127 are not supplied to the metal or metal compound attached to the plasma generation unit 106 or the preliminary ionization unit unit 127. Therefore, the electric power input to the preliminary ionization unit 127 surely contributes to the promotion of ionization of the raw material including the extreme ultraviolet light radiation species introduced into the chamber 100. Moreover, the electric power input to the plasma generation unit 106 is reliably supplied to the plasma. As described above, the conventional EUV light radiation intensity does not decrease.
また、第1の主放電電極121、第2の主放電電極122、絶縁材123に包囲された空間であるリング状のプラズマ生成部106の径が狭くなったり、プラズマ生成部106の空間形状が不均一になることもなく、安定なプラズマ放電を実現することが可能となる。すなわち、プラズマ生成部106から放出される極端紫外光のpulse- to- pulseのエネルギー安定性や極端紫外光の放出位置安定性 (pointing stability) を良好に維持することができる。
しかも、放電ガス排気管12に設けられた排気バルブ5を開閉することにより、放電ガス導入管11内の圧力を適宜調整することができる。よって、MFC3のガス入力側圧力が過度に高くなることも回避され、放電再開時に先駆けてMFC3の電磁弁を開いてMFC3を動作させる場合、MFC3の動作が安定するまで時間を短縮化することができる。 また、放電ガス導入管11内において滞留するガスも少量となり、ワーク交換やカセット交換に対応するパルス放電停止期間におけるSnH4 ガスの分解量を、従来より更に少量にすることができる。そのため、EUV光源装置を長期間使用して、積算のパルス放電停止期間が長くなっても、SnH4 ガスが分解して生成される固体のSnの影響を小さくすることができる。
特に、例えば、上記した手順1、手順2のように、MFC3 の動作が安定しMFC3を流れる放電ガスの流量が一定になった後や、EUV光の出力が安定になった後に露光を開始するようにすれば、ウエハ等のワークにおける露光処理のばらつきを効果的に抑制することができる。
In addition, the diameter of the ring-shaped plasma generation unit 106, which is a space surrounded by the first main discharge electrode 121, the second main discharge electrode 122, and the insulating material 123, is reduced, or the spatial shape of the plasma generation unit 106 is reduced. A stable plasma discharge can be realized without becoming non-uniform. That is, it is possible to maintain the pulse-to-pulse energy stability of extreme ultraviolet light emitted from the plasma generation unit 106 and the emission stability of extreme ultraviolet light (pointing stability).
Moreover, the pressure in the discharge
In particular, for example, the exposure is started after the operation of the MFC3 is stabilized and the flow rate of the discharge gas flowing through the MFC3 becomes constant, or after the output of the EUV light becomes stable, as in the above-described procedure 1 and
(3)第3の実施形態(パージガスの導入、遮断手段として三方弁を使用)
上記したように、第1および第2の実施形態のものは、ウエハ交換作業時等に伴うパルス放電停止期間(プラズマ非生成期間)において、放電ガス導入管内の圧力を適宜調整することができる。よって、放電ガス導入管内において滞留する放電ガスも少量となり、ワーク交換やカセット交換に対応するパルス放電停止期間におけるSnH4 ガス等の放電ガスの分解量を、従来より更に少量にすることができる。そのため、EUV光源装置を長期間使用して、積算のパルス放電停止期間が長くなっても、SnH4 ガスが分解して生成される固体のSnの影響を小さくすることができる。
以下に説明する第3の実施形態は、プラズマ非生成期間において、放電ガス導入管11内に、金属または金属化合物を堆積させないガス(パージガスという)もしくは金属または金属化合物を除去するガスを導入するようにしたものである。
(3) Third embodiment (using a three-way valve as means for introducing and shutting off purge gas)
As described above, in the first and second embodiments, the pressure in the discharge gas introduction tube can be adjusted as appropriate during the pulse discharge stop period (plasma non-generation period) associated with the wafer exchange operation. Therefore, the amount of discharge gas staying in the discharge gas introduction tube is also small, and the amount of decomposition of the discharge gas such as SnH 4 gas during the pulse discharge stop period corresponding to workpiece exchange or cassette exchange can be made smaller than before. Therefore, even when the EUV light source device is used for a long period of time and the accumulated pulse discharge stop period becomes long, the influence of solid Sn generated by decomposition of SnH 4 gas can be reduced.
In the third embodiment described below, a gas that does not deposit metal or a metal compound (referred to as a purge gas) or a gas that removes the metal or metal compound is introduced into the discharge
放電ガス導入管11内に、パージガスを供給することにより、放電ガス導入管内において滞留する放電ガスの量は、第1の実施形態のものより更に少量となり、SnH4 ガス等の放電ガスが分解して生成される金属や金属化合物の影響を更に小さくすることができる。
また、放電ガス導入管11内に、金属または金属化合物を除去するガスを供給することにより、放電ガス導入管11内に滞留する放電ガスの量を更に少量とすることができるとともに、放電ガス導入管11内に、SnH4 ガス等の放電ガスが分解して生成される金属や金属化合物が堆積しても、これらの堆積物を除去することも可能となる。
このため、SnH4 ガス等の放電ガスが分解して生成される金属や金属化合物の影響を更に小さくすることができる。
上記パージガスとしては、放電ガス導入管の構成材料(例えばステンレス)を劣化させることのないよう、N2 (窒素)ガス、希ガス[(He(ヘリウム)、Ne(ネオン)、Ar(アルゴン)]等の不活性ガスを使用することが好ましい。
また、上記金属または金属化合物を除去するガスとしては、水素ラジカル、ハロゲンガス、ハロゲン化合物のガスなどを使用することができる。
By supplying the purge gas into the discharge
Further, by supplying a gas for removing the metal or metal compound into the discharge
For this reason, it is possible to further reduce the influence of the metal or metal compound generated by the decomposition of the discharge gas such as SnH 4 gas.
As the purge gas, N 2 (nitrogen) gas, rare gas [(He (helium), Ne (neon), Ar (argon)] so as not to deteriorate the constituent material (for example, stainless steel) of the discharge gas introduction tube. It is preferable to use an inert gas such as
As the gas for removing the metal or metal compound, hydrogen radical, halogen gas, halogen compound gas, or the like can be used.
図8は本発明の極端紫外光光源装置に係る第3の実施形態を示す図である。以下では、プラズマ非生成期間に放電ガス導入管内にパージガスを供給する場合について説明するが、金属または金属化合物を除去するガスを供給する場合も同様に実現することができる。 図8において、前記図1、図13と同一部分については同一の符号が付されており、放電ガス充填容器1と、放電ガス導入管11と、チャンバ100内への放電ガスの供給量を調整するマスフローコントローラ(MFC)3と、放電ガス導入管11から分岐する放電ガス排気管12と、放電ガス排気管12に接続された第2の排気ユニット8と、放電ガス排気管12の開閉を調整する排気バルブ5と、排気バルブの開度を調整する排気バルブ制御部7と、放電ガス導入管11内の圧力を検知する第2の圧力モニタ6と、を備えている。放電ガス充填容器1の内部空間においては、液化SnH4 が蒸発して放電ガスが生成されている。
FIG. 8 is a diagram showing a third embodiment according to the extreme ultraviolet light source apparatus of the present invention. In the following, the case where the purge gas is supplied into the discharge gas introduction tube during the non-plasma generation period will be described. However, the case where the gas for removing the metal or the metal compound is supplied can be similarly realized. 8, the same parts as those in FIGS. 1 and 13 are denoted by the same reference numerals, and the discharge gas supply container 1, the discharge
上記構成に加え、本実施形態では、放電ガス導入管11から分岐してパージガス導入管13が設けられ、パージガス導入管13にパージガス供給ユニット14が接続されている。放電ガス導入管11とパージガス導入管13の交わる箇所には、三方弁9が設けられている。三方弁9には、制御部115からの指令に基づき、三方弁9を駆動する三方弁駆動機構9aが設けられている。
上記三方弁駆動機構9aは制御部115からの指令により、パルス放電持続期間には、下流側(チャンバ側)放電ガス導入管11側と上流側(放電ガス充填容器側)放電ガス導入管11側の間が開状態であって、パージガス導入管13側が閉状態(すなわち、ガス流通方向において、A方向開状態、かつ、B方向閉状態)となるように三方弁9を制御する。
また、パルス放電停止期間には、上流側放電ガス導入管11側が閉状態であって、下流側放電ガス導入管11側およびパージガス導入管13側の間が開状態(すなわち、ガス流通方向において、A方向閉状態、かつ、B方向開状態)となるように三方弁9を制御し、三方弁9よりも下流側の放電ガス導入管11内にパージガスを流通させる。なお、本実施形態では、MFC3の電磁弁3aは常時開放された状態である。
ここで、パージガス供給ユニット14は、EUV光源装置の制御部により制御される。
In addition to the above configuration, in this embodiment, a purge
The three-way valve drive mechanism 9a is in response to a command from the
Further, during the pulse discharge stop period, the upstream discharge
Here, the purge gas supply unit 14 is controlled by the control unit of the EUV light source device.
本発明の極端紫外光光源装置に係る第3の実施形態について、以下に制御方法を説明する。図9、図10は、フローチャートを示し、図11はタイムチャートを示す。
不図示の露光機の制御部からEUV光源装置の制御部115に対して送信されていたEUV発光指令信号が停止する(図9のステップS1,図11のo)。
受信していたEUV発光指令に基づき、トリガ信号を高電圧パルス発生部113に送信していたEUV光源装置の制御部115において、上記トリガ信号の送信が停止する。その結果、EUV光の発光が停止する(図9のステップS2,図11のp,q)。
露光機は、露光済みのウエハの退避、未露光ウエハの露光領域への搬送、および未露光ウエハの位置調整作業を開始する。この作業開始時、露光機は、ウエハ交換開始信号をEUV光源装置の制御部115に送信する(図9のステップS3,図11のa)。
EUV光源装置の制御部115は、ウエハ交換開始信号に基づき、圧力比較回路部7aに対し基準圧力データ信号を送信する。基準圧力データ信号は、放電ガス導入管内の許容圧力範囲の上限値PR1と下限値PR2を示す信号である(図9のステップS4、図11のc)。
A control method for the third embodiment according to the extreme ultraviolet light source device of the present invention will be described below. 9 and 10 are flowcharts, and FIG. 11 is a time chart.
The EUV light emission command signal transmitted from the control unit of the exposure machine (not shown) to the
Based on the received EUV light emission command, the
The exposure machine starts the operation of retracting the exposed wafer, transporting the unexposed wafer to the exposure area, and adjusting the position of the unexposed wafer. At the start of this operation, the exposure apparatus transmits a wafer exchange start signal to the
The
EUV光源装置の制御部115は、三方弁駆動機構9aに対し、放電ガスの供給を停止させるための放電ガス供給停止信号を送信する(図9のステップS5’、図11のd)。放電ガス供給停止信号を受信した三方弁駆動機構9aは、三方弁9の上流側放電ガス導入管11側を閉状態にするとともに、下流側放電ガス導入管11側およびパージガス導入管13側の間が開状態(すなわち、ガス流通方向において、A方向閉状態、かつ、B方向開状態)となるように三方弁9を制御する(図9のステップS6’、図11のy)。その結果、チャンバ100内への放電ガスの供給は停止する(図11のz1)
EUV光源装置の制御部115は、パージガス供給ユニット14を制御し、パージガスの供給動作を開始する。パージガスは、三方弁9のB方向を流れ、放電ガス導入管11、MFC3を流通してチャンバ100内に導入される(図9のステップS65、図11のz2)。なお、MFC3の電磁弁3aは常時開放された状態になっている。
ここで、ステップS6’において、三方弁9は上流側放電ガス導入管11側が閉状態となり、放電ガス排気管12に設けられた排気バルブ5が閉じたままの状態であるため、三方弁9の上流側における放電ガス導入管11内の圧力が時間の経過とともに徐々に上昇する(図11のg)。
ここで、EUV光源装置の制御部115は、露光機の制御部より、ウエハ交換終了信号が入力されたかどうかを検定する(図9のステップS7)。ウエハ交換終了信号が入力されていない場合は、ステップS8に移行する。一方、ウエハ交換終了信号が入力されている場合は、ステップS14に移行する(図9のステップS7)。
The
The
Here, in step S6 ′, the three-
Here, the
ステップS8において、圧力比較回路部7aは、第2の圧力モニタ6から送信された検知圧力信号とステップS4において既に入力されている基準圧力信号とを比較し、上流側放電ガス導入管11内の圧力値PP と圧力上限値PR1との大小を検定する。検定の結果は、圧力比較回路部7aからEUV光源装置の制御部115に送信される。検定の結果、PP >PR1である場合は、ステップS9に移行する。一方、PP ≦PR1である場合は、ステップS11に移行する。
PP >PR1である場合、三方弁9の上流側放電ガス導入管11側の圧力が過度に高くなる。よって、露光再開時、三方弁9のガス流通方向がA方向となった場合、MFC3のガス入力側圧力が過度に高くなる。そのため、放電再開時に先駆けてMFC3の電磁弁3aを開いてMFC3を動作させる場合、MFC3の動作が安定するまで時間が掛かる。また、場合によっては、MFC3自体に不具合が生じる可能性もある。
よって、上流側放電ガス導入管11内の圧力が圧力上限値PR1を下回るように放電ガス導入管11を減圧する必要がある。
In step S8, the pressure comparison circuit unit 7a compares the detected pressure signal transmitted from the second pressure monitor 6 with the reference pressure signal that has already been input in step S4. The magnitude of the pressure value P P and the pressure upper limit value P R1 is tested. The result of the test is transmitted from the pressure comparison circuit unit 7a to the
When P P > P R1 , the pressure on the upstream discharge
Therefore, it is necessary to depressurize the discharge
そこで、ステップS9においては、EUV光源装置の制御部115は、排気バルブ駆動機構7bに対し、排気バルブ5を開放するようバルブ開指令信号を送信する(図11のh)。
バルブ開指令信号を受信した排気バルブ駆動機構7bは、排気バルブ5を開放して、第2の排気ユニット8によって上流側放電ガス導入管11内の放電ガスを排気する(図9のステップS10、図11のj)。
排気バルブ5を開放して放電ガスを排気すると、上流側放電ガス導入管11内の圧力が時間の経過とともに徐々に降下する。なお、EUV光源装置の制御部115からバルブ開指令信号が送信されてから排気バルブ5が完全に開放されるまでは所定の時間が経過するので、放電ガス導入管11内の圧力は、バルブ開指令から所定時間遅延して徐々に降下する(図11のg)。その後、ステップS7に戻る。
Therefore, in step S9, the
Upon receiving the valve opening command signal, the exhaust valve drive mechanism 7b opens the
When the
一方、PP ≦PR1である場合は、ステップS11において、放電ガス導入管11内の圧力値PP と圧力下限値PR2との大小を検定する。PP ≦PR2である場合、上流側放電ガス導入管11内の放電ガス圧力が低いので、放電再開にあたり三方弁9のガス流通方向がA方向となった場合、MFC3のガス入力側圧力が過度に高くなるといった不具合が抑制される。
ここで、排気バルブ5が開状態である場合、三方弁9の上流側放電ガス導入管11側が閉状態であるので、放電ガス導入管11内の圧力は徐々に低下する。放電ガス導入管内の圧力PP の低下に伴い、第2の排気ユニット8により外部に排気される放電ガスの量が増加する。すなわち、EUV光発光に使用されずに外部に放出される放電ガスの量が増加するので、CoO(CostofOperation)が増加してしまう。そのため、放電ガス導入管11内の放電ガス圧力PP は所定の下限値PR2以上に維持することが望ましい。
On the other hand, when P P ≦ P R1 , the magnitude of the pressure value P P and the pressure lower limit value P R2 in the discharge
Here, when the
ステップS11において、PP ≧PR2である場合、放電ガス導入管11内の放電ガス圧力PP は、PR1≧PP ≧PR2なる条件を満たしているので、放電再開にあたり三方弁9のガス流通方向がA方向となった場合、MFC3のガス入力側圧力が過度に高くなるといった不具合が抑制され、しかも、第2の排気ユニット8により排気される放電ガスの量も小さい。すなわち、放電ガス導入管11内の放電ガス圧力PP を制御する必要がないので、ステップS7に戻る。
一方、PP <PR2である場合、外部に排気される放電ガスの量が所定量を越えて、CoOが大きくなる。そのため、放電ガス導入管11内の圧力PP が圧力下限値PR2を上回るように放電ガス導入管11を減圧する必要がある。すなわち、PP <PR2である場合、ステップS12に移行する。
ステップS12において、EUV光源装置の制御部115は、排気バルブ駆動機構7bに対し、排気バルブ5を閉止するようバルブ閉指令信号を送信する(図11のi)。
In step S11, when P P ≧ P R2 , the discharge gas pressure P P in the discharge
On the other hand, when P P <P R2 , the amount of discharge gas exhausted to the outside exceeds a predetermined amount and CoO increases. Therefore, it is necessary to depressurize the discharge
In step S12, the
バルブ閉指令信号を受信した排気バルブ駆動機構7bは、排気バルブ5を閉止して、放電ガス導入管11内の放電ガスの排気を停止する(図9のステップS13、図11のj)。排気バルブ5を閉止して放電ガスの排気を停止すると、放電ガス導入管11内の圧力が時間の経過とともに徐々に上昇する。なお、EUV光源装置の制御部115からバルブ閉指令信号が送信されてから排気バルブ5が完全に閉止されるまでは所定の時間が経過するので、放電ガス導入管11内の圧力は、バルブ閉指令から所定時間遅延して徐々に上昇する(図11のg)。その後、ステップS7に戻る。
以上のように、ステップS7において、ウエハ交換終了信号が入力されたと判定されるまで、放電ガス導入管内の圧力PP がPR1≧PP ≧PR2なる条件を満たすように、ステップS8,S9,S10,S12,S13の工程を適宜、繰り返す。
The exhaust valve drive mechanism 7b that has received the valve close command signal closes the
As described above, in steps S8 and S9, the pressure P P in the discharge gas introduction tube satisfies the condition P R1 ≧ P P ≧ P R2 until it is determined in step S7 that the wafer replacement end signal has been input. , S10, S12, S13 are repeated as appropriate.
露光機において、ウエハの搬送・位置調整が完了すると、露光機の制御部からEUV光源装置の制御部115に対し、ウエハ交換終了信号が送信され、ステップS7において、ウエハ交換終了信号が入力されたと判定される(図9のステップS7のYes、図11のb)。
ウエハ交換終了信号を受信したEUV光源装置の制御部115は、三方弁駆動機構9aに対し、チャンバ100内への放電ガスの供給を開始させるための放電ガス供給開始信号を送信する(図10のステップS14’、図11のe)。
放電ガス供給開始信号を受信した三方弁駆動機構9aは、三方弁9の上流側放電ガス導入管11側および下流側放電ガス導入管11側の間を開状態にするとともに、パージガス導入管13側が閉状態(すなわち、ガス流通方向において、A方向開状態、かつ、B方向閉状態)となるように三方弁9を制御する(図10のステップS15’、図11のy)。その結果、チャンバ100内へのパージガスの供給は停止する(図11のz2)。また、チャンバ100内への放電ガスの供給が開始される。チャンバ100内への放電ガスの流量は、三方弁9が上記のように制御されてから数秒程度経過した後にピークに達する(図11のz1)。
When the wafer transfer / position adjustment is completed in the exposure machine, a wafer exchange end signal is transmitted from the controller of the exposure machine to the
The
The three-way valve drive mechanism 9a that has received the discharge gas supply start signal opens the space between the upstream discharge
EUV光源装置の制御部115は、パージガス供給ユニット14を制御し、パージガスの供給動作を停止する(図10のステップS155)。
また、ウエハ交換終了信号を受信したEUV光源装置の制御部115は、排気バルブ駆動機構7bに対し、排気バルブ5を閉じるようバルブ閉指令信号を送信する(図10のステップS16、図11のi)。バルブ駆動信号を受信した排気バルブ駆動機構7bは、排気バルブ5を閉じて放電ガスが排気されないようにする(図10のステップS17、図11のj)。
放電ガス導入管11内の圧力PP は、排気バルブ5の閉止に伴い時間の経過とともに徐々に上昇する。しかしながら、MFC3の電磁弁3aも開状態であり放電ガスがチャンバ100に流れ始めるので圧力の上昇は抑制される。そして、MFC3の動作が安定し、MFC3を流れる放電ガスの流量が一定になった時点で、放電ガス導入管内の圧力PP はほぼ一定となる(図11のg)。
The
Further, the
The pressure P P in the discharge
上記した制御方法においては、ウエハ交換終了信号がEUV光源装置に入力されてから(図9のステップS7のYes)、三方弁9におけるガス流通方向が、A方向開状態、かつ、B方向閉状態となり(ステップS15’)、放電ガス供給ユニット10の排気バルブ5が閉状態(ステップS17)となった時点で、露光を開始することが可能となる。
しかしながら実際には、第1の実施形態に示す例と同様、MFC3の動作が安定しMFC3を流れる放電ガスの流量が一定になる時点は、ステップS15’,ステップS17の工程が終了した時点から所定時間遅延する。このような、MFC3を流れる放電ガス流量が安定しない過渡的期間おいてパルス放電を開始すると、EUV光の出力が安定しない。そのため、ウエハ等のワークの露光処理にばらつきが生じ、場合によっては不具合が生じることもある。
このような不具合を回避するためには、露光は、MFC3を流れる放電ガス流量が安定した時点で開始することが望ましい。MFC3を流れる放電ガス流量が安定したかどうかを判断し、安定した時点で露光開始する手順は、例えば、第1の実施形態において示した手順1、2のいずれかを採用することが可能である。図11に示すタイムチャートは、上記手順1を採用した例を示しており、図10に示すフローチャートは再開手順1を省略して示しているが、手順1の詳細は、第1の実施形態で示した例と同様であるので、説明を省略する。
なお、基準積算流量FS は、MFC3を流れるパージガスの流量が完全に0となり、かつ、MFC3を流れる放電ガス流量が安定となるまでの積算流量となる。
また、手順2を採用する場合、基準時間TS はMFC3を流れるパージガスの流量が完全に0となり、かつ、MFC3を流れる放電ガス流量が安定となるまでの時間となる。
In the above control method, after the wafer replacement end signal is input to the EUV light source device (Yes in step S7 in FIG. 9), the gas flow direction in the three-
However, actually, as in the example shown in the first embodiment, the time when the operation of the
In order to avoid such a problem, it is desirable to start the exposure when the flow rate of the discharge gas flowing through the
The reference integrated flow rate F S is an integrated flow rate until the flow rate of the purge gas flowing through the
When the
(4)第4の実施形態(パージガス導入、三方弁以外のバルブ使用)
以下に説明する第4の実施形態は、上記した第3の実施形態において放電ガスとパージガスの切替えを三方弁以外のバルブで行うものである。すなわち、遮断手段として放電ガス導入管11に設けられた放電ガス供給バルブ15を使用し、パージガス供給手段としてパージガス供給バルブ16を使用する。
図12は、本発明の極端紫外光光源装置に係る第4の実施形態を示す。同図は前記図8における三方弁9に代えて設けられた放電ガス供給バルブ15、パージガス供給バルブ16の近傍および制御部115を示しており、図8、図13に示したものと同一部分については説明を省略する。
放電ガス導入管11から分岐してパージガス導入管13が設けられ、パージガス導入管13にパージガス供給ユニット14が接続されている。放電ガス導入管11とパージガス導入管13の交わる箇所よりも上流側に、放電ガス導入管11を開閉する放電ガス供給バルブ15が設けられるとともに、パージガス導入管13にパージガス供給バルブ16が設けられていることが特徴である。
(4) Fourth embodiment (purge gas introduction, use of a valve other than a three-way valve)
In the fourth embodiment described below, the discharge gas and the purge gas are switched using a valve other than the three-way valve in the third embodiment described above. That is, the discharge gas supply valve 15 provided in the discharge
FIG. 12 shows a fourth embodiment according to the extreme ultraviolet light source apparatus of the present invention. This figure shows the vicinity of the discharge gas supply valve 15 and the purge gas supply valve 16 provided in place of the three-
A purge
放電ガス供給バルブ15には、制御部115からの指令に基づき放電ガス供給バルブ15を駆動させる放電ガス供給バルブ駆動機構15aが設けられている。パージガス供給バルブ16には、制御部115からの指令に基づきパージガス供給バルブ16を駆動させるパージガス供給バルブ駆動機構16aが設けられている。
パルス放電持続期間には、放電ガス供給バルブ15が開状態であって、パージガス供給バルブ16が閉状態(すなわち、ガス流通方向において、A方向が開状態、かつB方向が閉状態)となるように放電ガス供給バルブ15およびパージガス供給バルブ16を制御する。
パルス放電停止期間には、放電ガス供給バルブ15が閉状態であって、パージガス供給バルブ16が開状態(すなわち、ガス流通方向において、A方向が閉状態、B方向が開状態)となるように放電ガス供給バルブ15およびパージガス供給バルブ16を制御する。
なお、MFC3の電磁弁は常時開状態である。パージガス供給ユニット14は、EUV光源装置の制御部115により制御される。
The discharge gas supply valve 15 is provided with a discharge gas supply valve drive mechanism 15 a that drives the discharge gas supply valve 15 based on a command from the
During the pulse discharge duration, the discharge gas supply valve 15 is in the open state and the purge gas supply valve 16 is in the closed state (that is, in the gas flow direction, the A direction is open and the B direction is closed). The discharge gas supply valve 15 and the purge gas supply valve 16 are controlled.
During the pulse discharge stop period, the discharge gas supply valve 15 is closed and the purge gas supply valve 16 is open (that is, in the gas flow direction, the A direction is closed and the B direction is open). The discharge gas supply valve 15 and the purge gas supply valve 16 are controlled.
Note that the solenoid valve of the
以上のような本発明のEUV光源装置に係る第3および第4の実施形態によれば、第1および第2の実施形態と同様、ウエハ交換作業時等に伴うパルス放電停止期間(プラズマ非生成期間)において、チャンバ100内へ放電ガスが供給されることがない。そのため、パルス放電持続期間からパルス放電停止期間に移行直後、高温状態にある第1の主放電電極121、第2の主放電電極122表面や、予備電離ユニット部127に対してSnH4 ガス等の放電ガスが流れない。
よって、パルス放電停止期間にチャンバ100内に供給された放電ガスが分解することによって生成したSn等の金属、或いはSn化合物等の金属化合物が、プラズマ生成部106における絶縁材123、予備電離ユニット部127における予備電離用絶縁材125、或いは集光鏡101に付着することを効果的に回避することが可能となる。
その結果、第1の実施形態と同様、プラズマ生成部106から放出される極端紫外光のpulse- to- pulseのエネルギー安定性や極端紫外光の放出位置安定性 (pointing stability) を良好に維持することができる。
According to the third and fourth embodiments of the EUV light source apparatus of the present invention as described above, as in the first and second embodiments, a pulse discharge stop period (plasma non-generation) accompanying a wafer exchange operation or the like is performed. In the period), the discharge gas is not supplied into the chamber 100. Therefore, immediately after the transition from the pulse discharge duration to the pulse discharge stop period, SnH 4 gas or the like is applied to the surfaces of the first main discharge electrode 121 and the second main discharge electrode 122 that are in a high temperature state and the preliminary ionization unit 127. Discharge gas does not flow.
Therefore, a metal such as Sn or a metal compound such as Sn compound generated by the decomposition of the discharge gas supplied into the chamber 100 during the pulse discharge stop period causes the insulating material 123, the preionization unit portion in the plasma generation unit 106 It is possible to effectively avoid adhering to the preionization insulating material 125 or the condenser mirror 101 at 127.
As a result, as in the first embodiment, the pulse-to-pulse energy stability of extreme ultraviolet light emitted from the plasma generation unit 106 and the emission position stability of extreme ultraviolet light (pointing stability) are satisfactorily maintained. be able to.
しかも、放電ガス排気管12に設けられた排気バルブ5を開閉することにより、放電ガス導入管11内の圧力を適宜調整することができる。よって、放電再開にあたり三方弁9のガス流通方向がA方向となった場合、MFC3のガス入力側圧力が過度に高くなるといった不具合を抑制することができる。
よって、放電再開時に先駆けてMFC3の電磁弁を開いてMFC3を動作させる場合、MFC3の動作が安定するまで時間を短縮化することができる。
特に、第3および第4の実施形態においては、プラズマ非生成期間において、放電ガス導入管11内にパージガスを導入し、放電ガス導入管内において滞留する放電ガスをパージガスによりパージする。
これにより、放電ガス導入管11内において滞留する放電ガスの量は、第1の実施形態のものより更に少量となり、EUV光源装置を長期間使用して、積算のパルス放電停止期間が長くなっても、SnH4 ガス等の放電ガスが分解して生成される金属や金属化合物の影響を更に小さくすることができる。
また、上記パージガスの代わりに、プラズマ非生成期間において、放電ガス導入管11内に金属または金属化合物を除去するガスを供給したり、パージガスに上記金属または金属化合物を除去するガスを混ぜて供給するようにしてもよい。
このようにすれば、放電ガスの分解により生成される固体の金属や金属化合物が放電ガス導入管内に堆積しても、これらの堆積物を除去することも可能となる。
Moreover, the pressure in the discharge
Therefore, when the
In particular, in the third and fourth embodiments, the purge gas is introduced into the discharge
As a result, the amount of the discharge gas staying in the discharge
Further, instead of the purge gas, in the non-plasma generation period, a gas for removing the metal or metal compound is supplied into the discharge
In this way, even if solid metals or metal compounds generated by the decomposition of the discharge gas are deposited in the discharge gas introduction tube, these deposits can be removed.
なお、上記第1〜第4の実施形態では、パルス放電停止期間(プラズマ非生成期間)において、第2の圧力モニタ6からの検知圧力信号に応じて排気バルブ5を開閉制御するようにしているが、上記期間に限らず、放電ガスをチャンバ100に供給し、パルス放電を行っている間にも、排気バルブ5の開閉を制御するようにしてもよい。
このような制御を行なえば、放電ガス充填容器1からの原料ガスの放出量よりチャンバ100への原料ガスの供給量が少ない場合であっても、放電ガス導入管11の圧力上昇を抑制することができる。また、チャンバ100への原料ガスの供給量が多い場合には、放電ガス導入管11の圧力が低下し、排気バルブ5は閉じた状態となるので動作に支障が生ずることはない。
また、上記実施形態では、排気手段8により放電ガスを排気しているが、排気された放電ガスを回収し、再利用するようにしてもよい。
In the first to fourth embodiments, the
By performing such control, even if the amount of source gas supplied to the chamber 100 is smaller than the amount of source gas discharged from the discharge gas filling container 1, the pressure increase in the discharge
Moreover, in the said embodiment, although discharge gas is exhausted by the exhaust means 8, you may make it collect | recover and reuse the exhausted discharge gas.
1 放電ガス充填容器
2 液化放電ガス
3 マスフローコントローラ(MFC)
3a 電磁弁
3b 電磁弁駆動機構
3c 積算流量比較回路部
4 遮断バルブ
4a 遮断バルブ駆動機構
5 排気バルブ
6 第2の圧力モニタ
7 排気バルブ制御部
7a 圧力比較回路部
7b 排気バルブ駆動機構
8 第2の排気ユニット
9 三方弁
9a 三方弁駆動機構
10 放電ガス供給ユニット
11 放電ガス導入管
12 放電ガス排気管
13 パージガス導入管
14 パージガス供給ユニット
15 放電ガス供給バルブ
16 パージガス供給バルブ
100 チャンバ
113 高電圧パルス発生器
115 制御部
106 プラズマ生成部
101 集光鏡
104 光取出部
121 第1の主放電電極
122 第2の主放電電極
123 絶縁材
1 Discharge
3a Solenoid valve 3b Solenoid valve drive mechanism 3c Integrated flow rate comparison circuit section 4 Shut-off valve 4a Shut-off
Claims (6)
金属または金属化合物の極端紫外光放射源を含む放電ガスをチャンバに供給する放電ガス供給手段と、
対向配置される主放電電極間で生じさせた放電により、放電ガスを加熱して励起させて高密度高温プラズマを発生させるためのプラズマ生成部と、
前記高密度高温プラズマから放射される極端紫外光を所定の位置に集光させる集光反射鏡と、
制御部と、を備える極端紫外光光源装置において、
前記放電ガス供給手段は、
放電ガスが充填された放電ガス充填容器と、
前記放電ガス充填容器と前記プラズマ生成部とを繋ぐ放電ガス導入管と、
放電ガス導入管に設けられ、前記プラズマ生成部に導入する放電ガスの量を調整する放電ガス量調整手段と、
放電ガス導入管を開閉する遮断手段と、
遮断手段よりも上流側の放電ガス導入管から分岐する放電ガス排気管と、
放電ガス排気管に繋がる排気手段と、
放電ガス排気管に設けられ、放電ガス排気管の開閉を調整する排気バルブと、
排気バルブの開閉を制御する排気バルブ制御部と、
遮断手段および排気バルブよりも上流側の放電ガス導入管に設けられた圧力検知手段と、を備え、
排気バルブ制御部は、前記圧力検知手段からの検知圧力信号に応じて前記排気バルブの開閉を調整する
ことを特徴とする極端紫外光光源装置。 A chamber having a light outlet;
A discharge gas supply means for supplying a discharge gas including a metal or metal compound extreme ultraviolet radiation source to the chamber;
A plasma generator for generating high-density and high-temperature plasma by heating and exciting the discharge gas by the discharge generated between the main discharge electrodes arranged opposite to each other;
A condenser reflector for condensing extreme ultraviolet light emitted from the high-density high-temperature plasma at a predetermined position;
In an extreme ultraviolet light source device comprising a control unit,
The discharge gas supply means includes
A discharge gas filling container filled with the discharge gas;
A discharge gas introduction tube connecting the discharge gas filling container and the plasma generation unit;
A discharge gas amount adjusting means provided in a discharge gas introduction tube for adjusting the amount of discharge gas introduced into the plasma generation unit;
Blocking means for opening and closing the discharge gas introduction tube;
A discharge gas exhaust pipe branched from the discharge gas introduction pipe upstream of the blocking means;
Exhaust means connected to the discharge gas exhaust pipe;
An exhaust valve provided in the discharge gas exhaust pipe for adjusting the opening and closing of the discharge gas exhaust pipe;
An exhaust valve controller for controlling the opening and closing of the exhaust valve;
Pressure detecting means provided in the discharge gas introduction pipe upstream of the shutoff means and the exhaust valve,
The exhaust valve controller adjusts the opening and closing of the exhaust valve according to a detected pressure signal from the pressure detecting means.
ことを特徴とする極端紫外光光源装置。 2. The extreme ultraviolet light source device according to claim 1, wherein the discharge gas amount adjusting means also serves as the blocking means.
ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の極端紫外光光源装置。 2. The exhaust valve controller adjusts opening and closing of the exhaust valve according to a detected pressure signal from the pressure detecting means when the discharge gas introduction pipe is closed by the shut-off means. Alternatively, the extreme ultraviolet light source device according to claim 2.
ことを特徴とする請求項1,2または請求項3に記載の極端紫外光光源装置。 In the extreme ultraviolet light source device, when the introduction of the discharge gas to the plasma generation unit is stopped, the gas that does not deposit the metal or the metal compound or the gas that removes the metal or the metal compound in the discharge gas introduction tube The extreme ultraviolet light source device according to claim 1, further comprising gas supply means for supplying the gas.
ことを特徴とする請求項1,2または請求項3に記載の極端紫外光光源装置。 The gas supply means is connected to a discharge gas introduction pipe through a three-way valve, and the three-way valve circulates either the discharge gas or the gas of claim 4 toward the chamber side. The extreme ultraviolet light source device according to claim 1, 2 or 3.
ことを特徴とする請求項1,2,3,4または請求項5に記載の極端紫外光光源装置。 The extreme ultraviolet light radiation source is any one of tin (Sn), lithium (Li), and stannane (SnH 4 ). Ultraviolet light source device.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006276210A JP2008098274A (en) | 2006-10-10 | 2006-10-10 | Extreme ultra-violet ray source device |
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JP2006276210A JP2008098274A (en) | 2006-10-10 | 2006-10-10 | Extreme ultra-violet ray source device |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE102019117646A1 (en) * | 2019-07-01 | 2021-01-07 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Snap cage for a ball bearing |
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2006
- 2006-10-10 JP JP2006276210A patent/JP2008098274A/en active Pending
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