JP2008270149A - Extreme ultraviolet light source device and extreme ultraviolet light generating method - Google Patents

Extreme ultraviolet light source device and extreme ultraviolet light generating method Download PDF

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    • H05G2/001X-ray radiation generated from plasma
    • H05G2/003X-ray radiation generated from plasma being produced from a liquid or gas

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an extreme ultraviolet light source device in which the position of a discharge channel can be demarcated and the density of high-temperature plasma material in a discharge channel can be established as appropriate, and a long pulse of irradiation can be realized. <P>SOLUTION: A first energy beam 23 is irradiated to a high-temperature plasma material to evaporate it. When the evaporated material reaches a discharge region, pulse power is applied between the electrodes 11, 12 and a second energy beam 24 is irradiated. Thereby, plasma is heated and excited to carry out EUV irradiation. The irradiated EUV is condensed by an EUV condenser mirror 2 and extracted. Since the first and the second laser beams 23, 24 are irradiated, spatial density distribution of the high-temperature plasma material can be established in a prescribed distribution and the position of the discharge channel can be can be demarcated. Further, since the material gas of which ion density is nearly equal to the ion density under extreme ultraviolet irradiation condition is supplied to the discharge passage, long pulse of EUV irradiation becomes possible. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、放電により生成したプラズマより極端紫外光を発生させる極端紫外光光源装置および極端紫外光発生方法に関し、特に、放電電極近傍に供給された極端紫外光発生用高温プラズマ原料にエネルギービームを照射して気化して、気化後の高温プラズマ原料から放電により生成したプラズマより極端紫外光を発生させる極端紫外光光源装置および極端紫外光発生方法に関する。   The present invention relates to an extreme ultraviolet light source device and an extreme ultraviolet light generation method for generating extreme ultraviolet light from plasma generated by discharge, and in particular, an energy beam is applied to a high temperature plasma raw material for generating extreme ultraviolet light supplied in the vicinity of a discharge electrode. The present invention relates to an extreme ultraviolet light source device and an extreme ultraviolet light generation method for generating extreme ultraviolet light from plasma generated by discharge from vaporized high-temperature plasma raw material after irradiation.

半導体集積回路の微細化、高集積化につれて、その製造用の投影露光装置においては解像力の向上が要請されている。その要請に応えるため、露光用光源の短波長化が進められ、エキシマレーザ装置に続く次世代の半導体露光用光源として、波長13〜14nm、特に波長13.5nmの極端紫外光(以下、EUV(Extreme Ultra Violet)光ともいう)を放出する極端紫外光光源装置(以下、EUV光源装置ともいう)が開発されている。
EUV光源装置において、EUV光を発生させる方法はいくつか知られているが、そのうちの一つにEUV放射種の加熱励起により高温プラズマを発生させ、このプラズマから放射されるEUV光を取り出す方法がある。
With the miniaturization and high integration of semiconductor integrated circuits, improvement in resolving power is demanded in the projection exposure apparatus for production. In order to meet the demand, the exposure light source has been shortened, and as a next-generation semiconductor exposure light source following the excimer laser device, extreme ultraviolet light (hereinafter referred to as EUV (hereinafter referred to as EUV)) having a wavelength of 13 to 14 nm, particularly 13.5 nm. Extreme ultraviolet light source devices (hereinafter also referred to as EUV light source devices) have been developed.
Several methods for generating EUV light in an EUV light source apparatus are known. One of them is a method for generating high-temperature plasma by heating and exciting EUV radiation species and extracting EUV light emitted from the plasma. is there.

このような方法を採用するEUV光源装置は、高温プラズマの生成方式により、LPP(Laser Produced Plasma :レーザ生成プラズマ)方式EUV光源装置とDPP(Discharge Produced Plasma :放電生成プラズマ)方式EUV光源装置とに大きく分けられる(例えば非特許文献1参照)。
LPP方式EUV光源装置は、固体、液体、気体等のターゲットをパルスレーザで照射して発生する高温プラズマからのEUV放射光を利用する。一方、DPP方式EUV光源装置は、電流駆動によって生成した高温プラズマからのEUV放射光を利用する。
上記した両方式のEUV光源装置において、波長13.5nmのEUV光を放出する放射種、すなわち、EUV発生用高温プラズマ原料として、現在10価前後のXe(キセノン)イオンが知られているが、より強い放射強度を得るための高温プラズマ原料としてLi(リチウム)イオンとSn(錫)イオンが注目されている。例えば、Snは、高温プラズマを発生させるための入力エネルギーに対する波長13.5nmのEUV光放射強度の比である変換効率がXeより数倍大きい。
EUV light source devices employing such a method are classified into LPP (Laser Produced Plasma) type EUV light source devices and DPP (Discharge Produced Plasma) type EUV light source devices, depending on the high temperature plasma generation method. They are broadly divided (for example, see Non-Patent Document 1).
The LPP EUV light source device uses EUV radiation from high-temperature plasma generated by irradiating a target such as a solid, liquid, or gas with a pulse laser. On the other hand, the DPP EUV light source device uses EUV radiation from high-temperature plasma generated by current driving.
In both types of EUV light source devices described above, Xe (xenon) ions of around 10 valence are currently known as radioactive species that emit EUV light with a wavelength of 13.5 nm, that is, as a high-temperature plasma raw material for EUV generation. Li (lithium) ions and Sn (tin) ions have attracted attention as high-temperature plasma raw materials for obtaining stronger radiation intensity. For example, Sn has a conversion efficiency that is a ratio of the EUV light emission intensity with a wavelength of 13.5 nm to the input energy for generating high-temperature plasma several times larger than Xe.

近年、高温プラズマの生成方式として、高温プラズマ原料に対し、レーザビームの照射と、放電に基づく大電流による加熱とを組み合わせる方式(以下、ハイブリッド方式ともいう)が提案されている。
ハイブリッド方式を採用したEUV光源装置については、例えば、特許文献1に記載されている。以下、概略を説明する。
特許文献1に記載されたEUV光源装置におけるハイブリッド方式は、以下の手順で行われる。特許文献1の図4Cは、ハイブリッド方式を採用したEUV光源装置の説明図である。
In recent years, as a method for generating high-temperature plasma, a method (hereinafter also referred to as a hybrid method) in which a high-temperature plasma raw material is combined with laser beam irradiation and heating with a large current based on discharge has been proposed.
An EUV light source apparatus adopting a hybrid method is described in, for example, Patent Document 1. The outline will be described below.
The hybrid method in the EUV light source device described in Patent Document 1 is performed according to the following procedure. FIG. 4C of Patent Document 1 is an explanatory diagram of an EUV light source apparatus adopting a hybrid system.

同図において、接地されている外側電極は放電容器を形成している。外側電極の内側には絶縁体が設置され、さらに絶縁体の内側に高電圧側の内側電極が設置される。高温プラズマ原料としては、例えば、キセノン(Xe)ガス、もしくはキセノン(Xe)とヘリウム(He)の混合ガスが用いられる。こういった高温プラズマ原料ガスは、内側電極に設けられたガス経路から放電容器内に供給される。放電容器内には、高温プラズマ原料ガスを予備電離するためのRFプレイオン化コイル、レーザビームを集束するための集束レンズ等が配置される。
EUV放射の発生は、以下のようにして行われる。
まず、放電容器内に導入された高温プラズマ原料である原料ガスが、RFプレイオン化コイルにパルス電力が供給されることにより、予備電離される。次に、集光レンズを通過したレーザビームが放電容器内の所定の領域に集光される。高温プラズマ原料ガスは予備電離されているため、レーザ焦点近くで分解される。
次いで、外側電極、内側電極間にパルス電力が印加され、放電が発生する。放電によるピンチ効果により、高温プラズマ原料が加熱励起されて高温プラズマが生成し、この高温プラズマからEUV放射が発生する。
In the figure, the grounded outer electrode forms a discharge vessel. An insulator is installed inside the outer electrode, and an inner electrode on the high voltage side is installed inside the insulator. As the high-temperature plasma raw material, for example, xenon (Xe) gas or a mixed gas of xenon (Xe) and helium (He) is used. Such a high-temperature plasma source gas is supplied into the discharge vessel from a gas path provided in the inner electrode. In the discharge vessel, an RF play-on coil for pre-ionizing the high temperature plasma source gas, a focusing lens for focusing the laser beam, and the like are arranged.
The generation of EUV radiation is performed as follows.
First, the source gas, which is a high-temperature plasma source introduced into the discharge vessel, is preionized by supplying pulsed power to the RF play-on coil. Next, the laser beam that has passed through the condensing lens is condensed in a predetermined region in the discharge vessel. Since the high temperature plasma source gas is preionized, it is decomposed near the laser focus.
Next, pulse power is applied between the outer electrode and the inner electrode, and a discharge is generated. Due to the pinch effect caused by the discharge, the high temperature plasma raw material is heated and excited to generate high temperature plasma, and EUV radiation is generated from this high temperature plasma.

ここで、レーザ焦点近傍では、電子放出により導電率が低下している。よって、放電領域(電極間の放電が発生する空間)における放電チャンネルの位置は、レーザ焦点を設定した位置に画定される。すなわち、プラズマピンチ位置は、レーザビームにより画定される。そのため、EUV放射の発生点の位置安定性が向上する。
EUV光源装置が、露光用光源として使用される場合、発光点のポインティングスタビリティの高精度化が要請される。特許文献1に記載されたハイブリッド方式のEUV光源装置は、上記要請に応える例と言える。
Here, in the vicinity of the laser focal point, the conductivity is reduced by electron emission. Therefore, the position of the discharge channel in the discharge region (the space where the discharge between the electrodes occurs) is defined at the position where the laser focus is set. That is, the plasma pinch position is defined by the laser beam. Therefore, the positional stability of the generation point of EUV radiation is improved.
When the EUV light source device is used as an exposure light source, it is required to improve the pointing stability of the light emitting point. The hybrid EUV light source device described in Patent Document 1 can be said to be an example that meets the above requirements.

また、近年は、EUV発生用高温プラズマ原料(以下、高温プラズマ原料ともいう)に対し、レーザビームの照射による気化と、放電に基づく大電流による加熱とを組み合わせて高温プラズマを生成し、当該高温プラズマからEUV放射を発生させる方式が提案されている(例えば、特許文献3、特許文献4、特許文献5等参照)。以下この方式をLAGDPP(Laser Assisted Gas Discharge ProducedPlasma)方式と称する。   In recent years, high-temperature plasma raw material for EUV generation (hereinafter also referred to as high-temperature plasma raw material) is generated by combining vaporization by laser beam irradiation and heating by a large current based on discharge to generate high-temperature plasma. Methods for generating EUV radiation from plasma have been proposed (see, for example, Patent Document 3, Patent Document 4, Patent Document 5, etc.). Hereinafter, this method is referred to as a LAGDPP (Laser Assisted Gas Discharge Produced Plasma) method.

上記した各方式のEUV光源装置において、波長13.5nmのEUV光を放出する放射種、すなわち、高温プラズマ原料として、現在10価前後のXe(キセノン)イオンが知られているが、より強い放射強度を得るための高温プラズマ原料としてLi(リチウム)イオンとSn(錫)イオンが注目されている。例えば、Snは、高温プラズマを発生させるための入力エネルギーに対する波長13.5nmのEUV光放射強度の比である変換効率がXeより数倍大きい。   In each of the above-described EUV light source devices, Xe (xenon) ions of about 10 valence are currently known as a radiation species that emits EUV light having a wavelength of 13.5 nm, that is, a high-temperature plasma raw material. Li (lithium) ions and Sn (tin) ions have attracted attention as high-temperature plasma raw materials for obtaining strength. For example, Sn has a conversion efficiency that is a ratio of the EUV light emission intensity at a wavelength of 13.5 nm to the input energy for generating high temperature plasma several times larger than Xe.

次に、図38を用いて、上記した各方式に基づくEUV放射にいたるメカニズムを簡単に説明する。
図38は、高温プラズマ原料(図38では例として燃料固体と記載されている)が、どのような状態変化の経路をとってEUV放射の条件を満足する条件に達するかを示す図である。
同図において、縦軸はイオン密度(cm-3)であり、横軸は電子温度(eV)である。同図は、縦軸を下方向に進むと、高温プラズマ原料は膨張してイオン密度が減少し、上方向に進むと圧縮されイオン密度が増加することを示している。また、横軸を右方向に進むと、高温プラズマ原料は加熱されて電子温度が上昇することを示している。
Next, the mechanism leading to EUV radiation based on the above-described methods will be briefly described with reference to FIG.
FIG. 38 is a diagram showing what state change path the high-temperature plasma raw material (which is described as a fuel solid in FIG. 38 as an example) reaches a condition that satisfies the EUV radiation condition.
In the figure, the vertical axis represents ion density (cm −3 ), and the horizontal axis represents electron temperature (eV). The figure shows that when the vertical axis is advanced downward, the high temperature plasma raw material expands and the ion density decreases, and when it progresses upward, it is compressed and the ion density increases. Further, when proceeding to the right along the horizontal axis, the high-temperature plasma raw material is heated and the electron temperature rises.

LPP方式では、例えばSnやLiといった高温プラズマ原料の固体や液体等のターゲット(図38左上に燃料固体として示す。固体状態においては、SnやLiといった金属のイオン密度はおよそ1022cm-3であり、電子温度は1eV以下である)に対して強いレーザビームを照射する。レーザビームが照射された高温プラズマ原料は、例えば電子温度が300eVを越えるまで一気に加熱されて気化し、高温プラズマが生成される。生成された高温プラズマは膨張して、やがて高温プラズマ内のイオン密度は1017〜1020cm-3程度、電子温度が20〜30eV程度となる。このような状態に到達した高温プラズマからは、EUVが放射される。(図38の経路1)
すなわち、LPP方式では、レーザビームで加熱されて生成したプラズマが膨張することにより、当該プラズマは、上記したようなEUV放射条件(すなわち、イオン密度1017〜1020cm-3、電子温度が20〜30eV)を充足する。
In the LPP method, for example, a solid or liquid target of a high-temperature plasma raw material such as Sn or Li (shown as a fuel solid in the upper left of FIG. 38. In the solid state, the ion density of a metal such as Sn or Li is about 10 22 cm −3 . And the electron temperature is 1 eV or less). The high-temperature plasma raw material irradiated with the laser beam is heated and vaporized at a stroke until the electron temperature exceeds 300 eV, for example, and high-temperature plasma is generated. The generated high-temperature plasma expands, and eventually the ion density in the high-temperature plasma becomes about 10 17 to 10 20 cm −3 and the electron temperature becomes about 20 to 30 eV. EUV is radiated from the high temperature plasma that has reached such a state. (Route 1 in FIG. 38)
That is, in the LPP method, the plasma generated by being heated by the laser beam expands, so that the plasma is subjected to the EUV radiation conditions (that is, the ion density of 10 17 to 10 20 cm −3 and the electron temperature of 20). ~ 30 eV).

一方、DPP方式では、例えば内部に電極が配置された放電容器内をガス状の高温プラズマ原料雰囲気とし、当該雰囲気中の電極間において放電を発生させて初期プラズマを生成する。
例えば高温プラズマ原料であるSnは、スタナン(SnH4 )という気体状態で放電容器内に供給され、放電により初期プラズマが形成される。初期プラズマにおけるイオン密度は、例えば、1016cm-3程度、電子温度は、例えば、1eV以下程度であり、上記したようなEUV放射条件(すなわち、イオン密度1017〜1020cm-3、電子温度が20〜30eV)を充足していない(図38のピンチの初期状態)。
ここで、放電により電極間を流れる直流電流の自己磁場の作用により、上記した初期プラズマは放電流路径方向に収縮される。これにより初期プラズマの密度は高くなり、プラズマ温度も急激に上昇する。このような作用を、以下ピンチ効果と称する。ピンチ効果による加熱によって、高温となったプラズマのイオン密度は1017〜1020cm-3、電子温度は20〜30eV程度に到達し、この高温プラズマからEUVが放射される。(図38の経路2)
すなわち、DPP方式では、生成したプラズマが圧縮されることにより、当該プラズマは、上記したようなEUV放射条件(すなわち、イオン密度1017〜1020cm-3、電子温度が20〜30eV)を充足する。
On the other hand, in the DPP method, for example, the inside of a discharge vessel in which electrodes are arranged is used as a gaseous high-temperature plasma raw material atmosphere, and discharge is generated between the electrodes in the atmosphere to generate initial plasma.
For example, Sn, which is a high temperature plasma raw material, is supplied into the discharge vessel in a gas state of stannane (SnH 4 ), and initial plasma is formed by discharge. The ion density in the initial plasma is, for example, about 10 16 cm −3 , the electron temperature is, for example, about 1 eV or less, and the above EUV radiation conditions (that is, the ion density of 10 17 to 10 20 cm −3 , electrons (Temperature is 20-30 eV) not satisfied (initial state of pinch in FIG. 38).
Here, the above-mentioned initial plasma is contracted in the radial direction of the discharge flow path by the action of the self-magnetic field of the direct current flowing between the electrodes by the discharge. As a result, the density of the initial plasma increases and the plasma temperature also rises rapidly. Such an action is hereinafter referred to as a pinch effect. Due to heating by the pinch effect, the ion density of the plasma that has become high temperature reaches 10 17 to 10 20 cm −3 and the electron temperature reaches about 20 to 30 eV, and EUV is emitted from this high temperature plasma. (Route 2 in FIG. 38)
That is, in the DPP method, the generated plasma is compressed, so that the plasma satisfies the above EUV radiation conditions (that is, ion density of 10 17 to 10 20 cm −3 and electron temperature of 20 to 30 eV). To do.

また、LAGDPP方式では、固体や液体等のターゲット(高温プラズマ原料)に対してレーザビームを照射し、原料を気化してガス状の高温プラズマ原料雰囲気(初期プラズマ)を生成する。DPP方式同様、初期プラズマにおけるイオン密度は、例えば、1016cm-3程度、電子温度は、例えば、1eV以下程度であり、上記したようなEUV放射条件(すなわち、イオン密度1017〜1020cm-3、電子温度が20〜30eV)を充足していない(図38のピンチの初期状態)。その後、放電電流駆動による圧縮と加熱によって、高温となったプラズマのイオン密度は1017〜1020cm-3、電子温度は20〜30eV程度に到達し、この高温プラズマからEUVが放射される。
LAGDPPの例は、特許文献3、特許文献4、特許文献5に記載されている。いずれも、レーザ照射にて高温プラズマ原料を気化して「冷たいプラズマ」を生成し、放電電流によるピンチ効果を用いて高温プラズマを生成し、当該高温プラズマからEUVを放射させることが記載されている。すなわち、従来例によれば、LAGDPP方式における放電電流駆動による加熱は、DPP方式と同様、ピンチ効果が利用されている。すなわち、図38において、経路3→経路2を経由してEUV放射条件を充足する高温プラズマが形成される。
In the LAGDPP method, a target (high temperature plasma raw material) such as solid or liquid is irradiated with a laser beam to vaporize the raw material to generate a gaseous high temperature plasma raw material atmosphere (initial plasma). Similar to the DPP method, the ion density in the initial plasma is, for example, about 10 16 cm −3 , the electron temperature is, for example, about 1 eV or less, and the above EUV radiation conditions (that is, the ion density is 10 17 to 10 20 cm). −3 , the electron temperature is not 20-30 eV) (initial state of the pinch in FIG. 38). Thereafter, due to compression and heating by driving the discharge current, the ion density of the plasma that has become high reaches 10 17 to 10 20 cm −3 and the electron temperature reaches about 20 to 30 eV, and EUV is emitted from this high temperature plasma.
Examples of LAGDPP are described in Patent Document 3, Patent Document 4, and Patent Document 5. Both of them describe vaporizing a high-temperature plasma raw material by laser irradiation to generate a “cold plasma”, generating a high-temperature plasma using a pinch effect by a discharge current, and emitting EUV from the high-temperature plasma. . That is, according to the conventional example, the heating by the discharge current driving in the LAGDPP method uses the pinch effect as in the DPP method. That is, in FIG. 38, high-temperature plasma that satisfies the EUV radiation conditions is formed via path 3 → path 2.

LPP方式の場合、高温プラズマ原料にレーザビームを照射して生成された高温プラズマは短時間のうちに膨張が進み冷却される。したがって、EUV放射条件に達した高温プラズマは、短時間(例えば10ns)の内に冷却されてEUV放射条件を充足しなくなり、プラズマからのEUV放射が停止する。
一方、DPP方式やLAGDPP方式の場合は、上記したように、放電電極間にパルス状の放電電流が流れ、高温プラズマ原料の初期プラズマは、ピンチ効果により圧縮加熱されてEUV放射条件に達する。
しかし、放電流路径方向に収縮された高温プラズマは、放電電流の急速な減少に伴い短時間の内に放電流路方向に急激に膨張してピンチ効果が消失し、密度が低下するとともに冷却される。その結果、放電領域におけるプラズマは、EUV放射条件を充足しなくなるので、プラズマからのEUV放射が停止する。
In the case of the LPP method, the high temperature plasma generated by irradiating the high temperature plasma raw material with a laser beam expands and cools within a short time. Therefore, the high-temperature plasma that has reached the EUV radiation condition is cooled within a short time (for example, 10 ns) and does not satisfy the EUV radiation condition, and the EUV radiation from the plasma stops.
On the other hand, in the case of the DPP method or the LAGDPP method, as described above, a pulsed discharge current flows between the discharge electrodes, and the initial plasma of the high temperature plasma raw material is compressed and heated by the pinch effect and reaches EUV radiation conditions.
However, the high-temperature plasma shrunk in the radial direction of the discharge channel rapidly expands in the direction of the discharge channel within a short time as the discharge current rapidly decreases, and the pinch effect disappears, and the density is lowered and cooled. The As a result, the plasma in the discharge region does not satisfy the EUV radiation condition, and the EUV radiation from the plasma stops.

なお、電極間における放電は、比較的広い領域でのレーザトリガによる真空アーク放電から開始され、高温プラズマ原料料供給にともないガス放電(ピンチ放電も含む)に移行する。その後、放電コラム(プラズマ柱)が形成されるが、本明細書では「放電領域」とは、そのすべての放電現象を含む空間と定義する。
また、上記の放電領域内において、放電が放電コラム(プラズマ柱)の成長にともない内部の電流密度が増大しガス放電へと移行する際、放電コラムの中で放電駆動電流が支配的に流れている電流密度の高い空間領域を「放電チャンネル」と定義する。ここで、放電チャンネルが放電駆動電流が支配的に流れている領域であることから、この放電チャンネルを放電経路あるいは放電電流経路ともいう。
In addition, the discharge between electrodes is started from the vacuum arc discharge by the laser trigger in a comparatively wide area | region, and transfers to gas discharge (a pinch discharge is also included) with high temperature plasma raw material supply. Thereafter, a discharge column (plasma column) is formed. In this specification, the “discharge region” is defined as a space including all the discharge phenomena.
In the above discharge region, when the discharge increases as the discharge column (plasma column) grows and the internal current density shifts to gas discharge, the discharge drive current flows predominantly in the discharge column. A spatial region having a high current density is defined as a “discharge channel”. Here, since the discharge channel is a region where the discharge drive current flows dominantly, this discharge channel is also referred to as a discharge path or a discharge current path.

次に、EUV放射のロングパルス化について説明する。
上記したように、EUV放射は短時間の内にパルス状に発生する。よって、エネルギー変換効率は著しく小さい。半導体露光用光源としてEUV光源装置を使用する場合、EUV光源装置には、できるだけ高効率と高出力を両立した稼動が求められる。高効率のEUV発生条件を長時間維持することができれば高効率高出力のEUV光源が可能となる。結果として、発光パルス幅のロングパルス化が期待される。
特許文献6、特許文献7には、DPP方式のEUV発生装置において、EUV放射をロングパルス化する方法が開示されている。以下、特許文献6、7に基づき、従来のロングパルス化方法について、図39、図40を用いて説明する。
図39、図40は、いずれも、放電開始からの経過時間に対して、(a)プラズマ電流I、(b)プラズマ半径柱のr、(c)EUV放射出力の関係を示した図であり、横軸に時間、縦軸にプラズマ電流I、プラズマ柱の半径r、EUV放射出力を示すものである。 特許文献6、7におけるEUV放射のロングパルス化は、DPP方式のEUV発生装置において、プラズマの加熱および圧縮工程と高温高圧状態の維持工程とを分離して制御することにより実現される。
Next, the long pulse conversion of EUV radiation will be described.
As described above, EUV radiation is generated in a pulse shape within a short time. Therefore, the energy conversion efficiency is extremely small. When an EUV light source device is used as a semiconductor exposure light source, the EUV light source device is required to operate with both high efficiency and high output as much as possible. If high-efficiency EUV generation conditions can be maintained for a long time, a high-efficiency and high-power EUV light source becomes possible. As a result, the emission pulse width is expected to be longer.
Patent Documents 6 and 7 disclose a method of making EUV radiation into a long pulse in a DPP EUV generator. Hereinafter, based on Patent Documents 6 and 7, a conventional long pulse method will be described with reference to FIGS. 39 and 40. FIG.
39 and 40 are diagrams showing the relationship of (a) plasma current I, (b) plasma radius column r, and (c) EUV radiation output with respect to the elapsed time from the start of discharge. The horizontal axis represents time, and the vertical axis represents plasma current I, plasma column radius r, and EUV radiation output. The long pulses of EUV radiation in Patent Documents 6 and 7 are realized by separately controlling the plasma heating and compression process and the high temperature and high pressure state maintaining process in the DPP type EUV generator.

従来のDPP方式においては、図39に示すように、一対の電極間に形成された一様なプラズマ柱の内部を流れるプラズマ電流Iの波形は、放電開始後時間経過とともに増加し、ピークを過ぎると減少する波形である。以下、理解を容易にするため、電流Iの波形を正弦波形とする。
プラズマ電流Iの増大とともにプラズマの加熱および圧縮が発生する。すなわち、発生したプラズマ柱の半径rは、プラズマ電流Iが流れるにつれてピンチ効果により徐々に小さくなり、プラズマ電流Iの値がピークを越えて下がり始めた時に最小になる。
プラズマ電流Iの波形のピーク近傍で、プラズマ温度およびイオン密度が所定の範囲内(例えば図38に示すように、電子温度が5〜200eV、イオン密度が1017〜1020cm-3程度)に到達している期間Aの間、EUV放射が発生する。
しかしながら、プラズマ電流Iの波形のピークを過ぎると、電流値が時間経過とともに減少するので、ピンチ効果も弱まり、プラズマが膨張しプラズマ温度が低下する。膨張するプラズマは大きな運動エネルギーを有し、放電領域から速やかに離脱する。
結果として、EUV放射は終了する。EUV放射の持続時間は、例えば、わずか10ns程度である。
In the conventional DPP method, as shown in FIG. 39, the waveform of the plasma current I flowing inside a uniform plasma column formed between a pair of electrodes increases with the passage of time after the start of discharge and passes a peak. The waveform decreases. Hereinafter, in order to facilitate understanding, the waveform of the current I is a sine waveform.
As the plasma current I increases, plasma heating and compression occur. In other words, the radius r of the generated plasma column gradually decreases due to the pinch effect as the plasma current I flows, and becomes the minimum when the value of the plasma current I starts to decrease beyond the peak.
Near the peak of the waveform of the plasma current I, the plasma temperature and ion density are within a predetermined range (for example, as shown in FIG. 38, the electron temperature is 5 to 200 eV, and the ion density is about 10 17 to 10 20 cm −3 ). During the period A that reaches, EUV radiation is generated.
However, after the peak of the waveform of the plasma current I passes, the current value decreases with time, so the pinch effect is weakened, the plasma expands, and the plasma temperature decreases. The expanding plasma has a large kinetic energy and quickly leaves the discharge region.
As a result, EUV radiation is terminated. The duration of EUV radiation is, for example, only about 10 ns.

一方、特許文献6、7に記載の方法は、一対の電極間を流れるプラズマ電流Iの波形が図40に示すような波形となるように構成するものである。すなわち、プラズマ電流Iの波形を、放電開始後時間経過とともに増加し、ピークを過ぎた近傍(例えば、プラズマがピンチされてEUV放射が開始する時点近傍)で、さらに時間経過とともに増加するようにしたものである。
図40に示すように、プラズマ電流Iの波形は、加熱電流波形部(M)とそれに続く閉じ込め電流波形部(N)とからなるように構成される。加熱電流波形部(M)は、図39に示すプラズマ電流Iの波形とある時点まで同等である。図40では、理解を容易にするために、加熱電流波形部(M)は正弦波形として示される。
On the other hand, the methods described in Patent Documents 6 and 7 are configured such that the waveform of the plasma current I flowing between the pair of electrodes is as shown in FIG. That is, the waveform of the plasma current I increases with the passage of time after the start of discharge, and further increases with the passage of time in the vicinity of the peak (for example, the vicinity of the time when the plasma is pinched and EUV radiation starts). Is.
As shown in FIG. 40, the waveform of the plasma current I is configured to include a heating current waveform portion (M) followed by a confined current waveform portion (N). The heating current waveform portion (M) is equivalent to the waveform of the plasma current I shown in FIG. In FIG. 40, for easy understanding, the heating current waveform portion (M) is shown as a sine waveform.

加熱電流波形部(M)の期間内では、プラズマ電流Iの増大とともにプラズマの加熱および圧縮が発生する。すなわち、発生したプラズマの半径rは、プラズマ電流Iが流れるにつれてピンチ効果により徐々に小さくなり、プラズマ電流Iの値がピークを越えて下がり始めた時に最小になる。プラズマ電流Iの波形のピーク近傍で、プラズマ温度およびイオン密度が所定の範囲内(例えば図38に示すように、電子温度が5〜200eV、イオン密度が1017〜1020cm-3程度)に到達し、EUV放射が発生する。
EUV放射が発生後、プラズマ電流Iの波形は、閉じ込め電流波形部(N)に移行する。
上記したように、ピンチ効果により圧縮されたプラズマは、大きな運動エネルギーにて膨張しようとする。ここで、プラズマ電流Iの強さを大きくして自己磁場の作用を強力にすると、膨張しようとするプラズマを圧縮状態に維持することが可能となる。
Within the period of the heating current waveform portion (M), plasma heating and compression occur as the plasma current I increases. That is, the radius r of the generated plasma is gradually reduced by the pinch effect as the plasma current I flows, and becomes minimum when the value of the plasma current I starts to decrease beyond the peak. In the vicinity of the peak of the waveform of the plasma current I, the plasma temperature and the ion density are within a predetermined range (for example, as shown in FIG. 38, the electron temperature is 5 to 200 eV and the ion density is about 10 17 to 10 20 cm −3 ). And EUV radiation is generated.
After EUV radiation is generated, the waveform of the plasma current I shifts to the confined current waveform portion (N).
As described above, the plasma compressed by the pinch effect tends to expand with a large kinetic energy. Here, when the intensity of the plasma current I is increased to strengthen the action of the self-magnetic field, the plasma to be expanded can be maintained in a compressed state.

上記したようなピンチ状態にあるプラズマの圧力をPpp、プラズマの密度をnpp、ボルツマン係数をk、プラズマの温度をTppとするとき、ピンチ状態のプラズマの圧力Pppは、nppkTppに比例する。
pp∝nppkTpp (101)
一方、プラズマ電流Iが作る自己磁場Bによる圧縮圧力PB は、真空中の透磁率をμ0 、プラズマ半径をrとするとき、
B =μ0 2 /2πr (102)
となる。ここで、
B ≧Ppp (103)
なる条件を満たせば、プラズマはピンチ状態が維持される。ここで、ピンチ状態のプラズマは、プラズマ密度nppおよびプラズマ温度Tppが大きい高温プラズマとなっているので、(103)式を成立するためには、プラズマ電流Iを大きくする必要がある。
When the pressure of the plasma in the pinch state is P pp , the density of the plasma is n pp , the Boltzmann coefficient is k, and the temperature of the plasma is T pp , the pressure P pp of the plasma in the pinch state is n pp kT Proportional to pp .
P pp ∝n pp kT pp (101)
On the other hand, the compression pressure P B by the self-magnetic field B of the plasma current I is made, the zero magnetic permeability in a vacuum mu, when the plasma radius is r,
P B = μ 0 I 2 / 2πr (102)
It becomes. here,
P B ≧ P pp (103)
If this condition is satisfied, the plasma is maintained in a pinch state. Here, since the plasma in the pinch state is a high-temperature plasma having a large plasma density n pp and plasma temperature T pp, it is necessary to increase the plasma current I in order to satisfy the equation (103).

すなわち、プラズマがピンチされてからプラズマ電流Iを増大させて、その後電流値を一定に維持することにより、ピンチ効果を維持して、プラズマ温度およびイオン密度が所定の範囲内にある状態(プラズマ半径が小さい状態)を維持する。
理論的には、プラズマ温度およびイオン密度が所定の範囲内にある状態が維持されている間(図40の期間B)は、EUV放射は継続される。すなわち、EUV放射のロングパルス化が可能となる。
図40では、プラズマがピンチされてプラズマ半径が最小となる時点を、加熱電流波形部(M)から閉じ込め電流波形部(N)への移行点とした例が示されている。
That is, by increasing the plasma current I after the plasma is pinched and then maintaining the current value constant, the pinch effect is maintained and the plasma temperature and ion density are within a predetermined range (plasma radius). Is small).
Theoretically, EUV radiation continues while the plasma temperature and ion density are maintained within predetermined ranges (period B in FIG. 40). That is, EUV radiation can be made into a long pulse.
FIG. 40 shows an example in which the time point when the plasma is pinched and the plasma radius is minimized is the transition point from the heating current waveform portion (M) to the confined current waveform portion (N).

なお、実際には、加熱電流波形部(M)のピークを越えるような電流値ピークを維持する閉じ込め電流波形部(N)を有するプラズマ電流Iであっても、流体不安定性の成長によるプラズマ柱の崩壊などの理由により高温プラズマを長時間圧縮した状態で維持するのは難しい。そのため、閉じ込め電流波形部(N)はやがて時間の経過とともに減少し、ピンチ効果も弱まり、プラズマが膨張し、プラズマ温度が低下する。結果として、EUV放射は終了する。特許文献6の例では、EUV出力の維持時間(高温プラズマの維持時間)を30ns程度にロングパルス化することができたと記載されている。   Actually, even if the plasma current I has a confined current waveform portion (N) that maintains a current value peak exceeding the peak of the heating current waveform portion (M), the plasma column due to the growth of fluid instability It is difficult to maintain the high temperature plasma in a compressed state for a long time due to the collapse of the plasma. For this reason, the confined current waveform portion (N) eventually decreases with time, the pinch effect is weakened, the plasma expands, and the plasma temperature decreases. As a result, EUV radiation is terminated. In the example of Patent Document 6, it is described that the EUV output maintenance time (maintenance time of high-temperature plasma) can be long-pulsed to about 30 ns.

図41は、特許文献6、7に記載されたEUV放射のロングパルス化方法を実現するためのDPP方式EUV光源装置の構成例である。
放電容器であるチャンバ1内に、原料供給・排気ユニット16より高温プラズマ原料が導入される。高温プラズマ原料は、チャンバ1内の高温プラズマ発生部10で波長13.5nmのEUV放射を放出する放射種を形成するための原料であり、例えば、キセノン(Xe)やSn蒸気などである。導入された高温プラズマ原料はチャンバ1内を流れてガス排出口17に到達する。
原料供給・排気ユニット16は、真空ポンプ等の排気手段(不図示)を有しており、排気手段は、チャンバのガス排出口17と接続されている。
すなわちガス排出口17に到達した高温プラズマ原料は、原料排気・供給ユニット16が具える排気手段により排気される。
FIG. 41 is a configuration example of a DPP-type EUV light source device for realizing the long pulse method of EUV radiation described in Patent Documents 6 and 7.
A high temperature plasma raw material is introduced from the raw material supply / exhaust unit 16 into the chamber 1 which is a discharge vessel. The high temperature plasma raw material is a raw material for forming a radioactive species that emits EUV radiation having a wavelength of 13.5 nm in the high temperature plasma generation unit 10 in the chamber 1, and is, for example, xenon (Xe) or Sn vapor. The introduced high-temperature plasma raw material flows through the chamber 1 and reaches the gas outlet 17.
The raw material supply / exhaust unit 16 has exhaust means (not shown) such as a vacuum pump, and the exhaust means is connected to a gas exhaust port 17 of the chamber.
That is, the high temperature plasma raw material that has reached the gas exhaust port 17 is exhausted by the exhaust means provided in the raw material exhaust / supply unit 16.

チャンバ1内にはリング状の第1の主放電電極(カソード)11と第2の主放電電極(アノード)12とが絶縁材1fを介して配置される。チャンバ1は導電材で形成された第1の主放電電極側の第1の容器1dと、同じく導電材で形成された第2の主放電電極側の第2の容器1eから構成される。これらの第1の容器1dと第2の容器1eとは、上記絶縁材1fにより分離、絶縁されている。
チャンバ1の上記第2の容器1dと第2の主放電電極12は接地され、上記第1の容器1dと第1の主放電電極11には、パルス電力発生部5からおよそ−5kV〜−20kVの電圧が印加される。その結果、リング状の第1、第2の各主放電電極11,12間の高温プラズマ発生部10には、放電が発生し、上記したようなピンチ効果により高温プラズマが生成され、この高温プラズマから波長13.5nmのEUV放射が発生する。発生したEUV放射は、第2の主放電電極12側に設けられたEUV集光鏡2により反射され、EUV光取出部7より図示しない照射部に出射される。
In the chamber 1, a ring-shaped first main discharge electrode (cathode) 11 and a second main discharge electrode (anode) 12 are disposed via an insulating material 1 f. The chamber 1 includes a first container 1d on the first main discharge electrode side made of a conductive material and a second container 1e on the second main discharge electrode side made of the same conductive material. The first container 1d and the second container 1e are separated and insulated by the insulating material 1f.
The second container 1d and the second main discharge electrode 12 of the chamber 1 are grounded, and the first container 1d and the first main discharge electrode 11 are supplied with approximately -5 kV to -20 kV from the pulse power generator 5. Is applied. As a result, a discharge is generated in the high temperature plasma generator 10 between the ring-shaped first and second main discharge electrodes 11 and 12, and high temperature plasma is generated by the pinch effect as described above. EUV radiation with a wavelength of 13.5 nm is generated. The generated EUV radiation is reflected by the EUV collector mirror 2 provided on the second main discharge electrode 12 side, and is emitted from the EUV light extraction unit 7 to an irradiation unit (not shown).

ところで、図40の(a)に示すプラズマ電流(放電電流)波形は、例えば、以下のようにして得られる。正弦波形を有する電流に、他の正弦波形ではない他の電流を重畳させる。すなわち、加熱電流波形部(M)を有する電流に、加熱電流波形部(M)とは異なるパターンの電流を重畳して、閉じ込め電流波形部(N)を形成する。
このような電流波形を得るために、高電圧パルス発生部5を、例えば、図41のように独立したスイッチング素子SW1、SW2を有する放電回路部を並列に構成する。
Incidentally, the plasma current (discharge current) waveform shown in FIG. 40A is obtained as follows, for example. Another current that is not another sine waveform is superimposed on a current having a sine waveform. That is, the confined current waveform portion (N) is formed by superimposing a current having a pattern different from that of the heating current waveform portion (M) on the current having the heating current waveform portion (M).
In order to obtain such a current waveform, the high voltage pulse generation unit 5 is configured in parallel with, for example, discharge circuit units having independent switching elements SW1 and SW2 as shown in FIG.

図41に示すパルス電力発生部5は、コンデンサC1、スイッチSW1の直列回路からなる放電回路部A1と、コンデンサC2、スイッチSW2の直列回路から放電回路部A2とが、負荷(第1の主放電電極11、第2の主放電電極12)に対して並列に接続されて構成される。ここで、高電圧電源CHはコンデンサC1,C2を充電するためのものである。また、コイルL1は、コンデンサC1の寄生インダクタンスおよびコンデンサC1、スイッチSW1、負荷が作る回路ループのインダクタンスを合成したインダクタンス成分を表している。同様に、コイルL2は、コンデンサC2の寄生インダクタンスおよびコンデンサC2、スイッチSW2、負荷が作る回路ループのインダクタンスを合成したインダクタンス成分を表している。また、各ダイオードD1 、D2 は、各コンデンサC1、C2に蓄えられた電気エネルギーが負荷にのみに移行するように電流方向を規制するためのものである。 The pulse power generation unit 5 shown in FIG. 41 includes a discharge circuit unit A1 composed of a series circuit of a capacitor C1 and a switch SW1, and a discharge circuit unit A2 composed of a series circuit of a capacitor C2 and a switch SW2. The electrode 11 and the second main discharge electrode 12) are connected in parallel. Here, the high voltage power supply CH is for charging the capacitors C1 and C2. The coil L1 represents an inductance component obtained by combining the parasitic inductance of the capacitor C1 and the inductance of the circuit loop formed by the capacitor C1, the switch SW1, and the load. Similarly, the coil L2 represents an inductance component obtained by combining the parasitic inductance of the capacitor C2 and the inductance of the circuit loop formed by the capacitor C2, the switch SW2, and the load. The diodes D 1 and D 2 are for regulating the current direction so that the electrical energy stored in the capacitors C 1 and C 2 is transferred only to the load.

図41に示す高電圧パルス発生部は、以下のように動作する。まず高電圧電源CHにより、各ダイオードD1 、D2 を介して各放電回路部のコンデンサC1,C2を充電する。次に、放電回路部1の第1のスイッチSW1をONにして第1のコンデンサC1に蓄えられた電気エネルギーを第1の主放電電極11、第2の主放電電極12間に印加して放電を開始する。このとき、第1の放電電極11と第2の放電電極12間に流れる電流は、プラズマのピンチに用いられる。すなわち、ピンチ効果によるジュール加熱によって、高温プラズマが生成される。この電流は、図40(a)の波形においては加熱電流波形部(M)に相当する。 The high voltage pulse generator shown in FIG. 41 operates as follows. The first high-voltage power source CH, charges the capacitor C1, C2 of the discharge circuit via a respective diode D 1, D 2. Next, the first switch SW1 of the discharge circuit unit 1 is turned on, and the electric energy stored in the first capacitor C1 is applied between the first main discharge electrode 11 and the second main discharge electrode 12 for discharging. To start. At this time, the current flowing between the first discharge electrode 11 and the second discharge electrode 12 is used for plasma pinch. That is, high temperature plasma is generated by Joule heating due to the pinch effect. This current corresponds to the heating current waveform portion (M) in the waveform of FIG.

次いでプラズマのピンチ効果により波長13.5nmのEUV光の放出が開始した時点で、放電回路部A2の第2のスイッチSW2をONにして第2のコンデンサC2に蓄えられた電気エネルギーを第1の主放電電極11、第2の主放電電極2b間に印加にすると、第1の放電電極11と第2の放電電極2b間に流れる電流に、第2のコンデンサC2からの電流が加算される。この電流が高温高密度プラズマのピンチ状態を維持するための電流として用いられる。図40(a)の波形においては、閉じ込め電流波形部(N)に相当する。
なお、第1のスイッチSW1、第2のスイッチSW2の制御、原料供給・排気ユニット16の制御は、メインコントローラ26により行われる。メインコントローラ26は、露光機の制御部27からの動作指令信号に基づき、上記制御要素を制御する。
Next, when emission of EUV light having a wavelength of 13.5 nm starts due to the pinch effect of the plasma, the second switch SW2 of the discharge circuit unit A2 is turned on, and the electric energy stored in the second capacitor C2 is changed to the first When applied between the main discharge electrode 11 and the second main discharge electrode 2b, the current from the second capacitor C2 is added to the current flowing between the first discharge electrode 11 and the second discharge electrode 2b. This current is used as a current for maintaining the pinch state of the high-temperature high-density plasma. In the waveform of FIG. 40A, it corresponds to the confined current waveform portion (N).
The control of the first switch SW1 and the second switch SW2 and the control of the raw material supply / exhaust unit 16 are performed by the main controller 26. The main controller 26 controls the control elements based on the operation command signal from the control unit 27 of the exposure machine.

「リソグラフィ用EUV(極端紫外)光源研究の現状と将来展望」J.Plasma Fusion Res.Vol.79.No.3, P219-260,2003年3 月“Current Status and Future Prospect of EUV Light Source for Lithography” J. Plasma Fusion Res. Vol. 79. No. 3, P219-260, March 2003 特表2005−522839号Special table 2005-522839 特開2004−214656号公報JP 2004-214656 A 特表2007−515741号公報JP-T-2007-515741 特表2007−505460号公報Special table 2007-505460 gazette 国際公開第2005/101924パンフレットInternational Publication No. 2005/101924 Pamphlet 国際公開第2006/120942パンフレットInternational Publication No. 2006/120942 Pamphlet 特開2007−123138号公報JP 2007-123138 A 特表2002−504746号公報JP-T-2002-504746

しかしながら、特許文献1に示されたような装置の構成では、次のような問題がある。 上記EUV光源装置によれば、レーザビームの照射により、放電チャンネルの位置が画定される。しかしながら、効率のよいEUV放射の生成を実現するには、放電チャンネルにおける高温プラズマ原料(ガス)分布を所定の空間密度分布に設定する必要がある。
すなわち、放電チャンネルの位置が画定したとしても、例えば、放電チャンネルにおける高温プラズマ原料(ガス)の密度分布が所定の空間密度分布でないと、放電により生成したプラズマから波長13.5nmのEUV光が発生しない。
特許文献1のEUV光源装置においては、原料ガスは、内側電極に設けられたガス経路から放電容器内に供給される。しかしながら、能動的に放電チャンネルにおける高温プラズマ原料(ガス)の空間密度分布をコントロールすることは不可能であるため、必ずしも放電チャンネルにおいて、EUV放射に好適な高温プラズマ原料(ガス)の空間密度分布が得られるわけではない。
However, the configuration of the apparatus as disclosed in Patent Document 1 has the following problems. According to the EUV light source device, the position of the discharge channel is defined by the irradiation of the laser beam. However, in order to realize efficient generation of EUV radiation, it is necessary to set the high-temperature plasma raw material (gas) distribution in the discharge channel to a predetermined spatial density distribution.
That is, even if the position of the discharge channel is defined, EUV light having a wavelength of 13.5 nm is generated from the plasma generated by the discharge if, for example, the density distribution of the high-temperature plasma raw material (gas) in the discharge channel is not a predetermined spatial density distribution. do not do.
In the EUV light source device of Patent Document 1, the source gas is supplied into the discharge vessel from a gas path provided in the inner electrode. However, since it is impossible to actively control the spatial density distribution of the high temperature plasma raw material (gas) in the discharge channel, the spatial density distribution of the high temperature plasma raw material (gas) suitable for EUV radiation is not necessarily in the discharge channel. It cannot be obtained.

一方、前記した従来技術のEUV放射のロングパルス化方法において、特許文献6、7に示されるEUV放射のロングパルス化は、DPP方式のEUV発生装置において、プラズマの加熱および圧縮工程と高温高圧状態の維持工程とを分離して制御することにより実現される。 すなわち、プラズマのピンチ状態を維持するために、図40(a)に示すように、従来のDPP方式と比較して、プラズマがピンチ状態に到達後のプラズマ電流Iの値が、プラズマがピンチ状態に到達する前のプラズマ電流Iの値より大きくなるように、放電空間にエネルギーを供給する必要がある。   On the other hand, in the above-described conventional EUV radiation long pulse method, the EUV radiation long pulse method disclosed in Patent Documents 6 and 7 is used in a DPP type EUV generator in a plasma heating and compression process and a high temperature and high pressure state. This is realized by controlling the maintenance process separately. That is, in order to maintain the pinch state of the plasma, as shown in FIG. 40A, the value of the plasma current I after the plasma reaches the pinch state is higher than that of the conventional DPP method. It is necessary to supply energy to the discharge space so as to be larger than the value of the plasma current I before reaching.

EUV放射の終了後、放電空間に供給したエネルギーは熱に変換される。従来のロングパルス化方法を採用したDPP方式のEUV発生装置においては、プラズマのピンチ状態を維持するために、ロングパルス化技術を採用しない一般的なDPP方式より大きな放電電流が流れる。そのため、このようなEUV発生装置では、従来のDPP方式のEUV発生装置と比較して、電極への熱入力が大きくなってしまう。そのため、熱負荷により電極の一部が溶融、蒸発し、もしくはスパッタされてデブリとなり、当該デブリがEUV集光鏡にダメージを与えるという問題が発生しやすくなる。   After the end of EUV radiation, the energy supplied to the discharge space is converted into heat. In a DPP type EUV generator that employs a conventional long pulse method, a larger discharge current flows than a general DPP method that does not employ a long pulse technology in order to maintain the pinch state of plasma. For this reason, in such an EUV generation apparatus, heat input to the electrode is increased as compared with the conventional DPP type EUV generation apparatus. For this reason, a part of the electrode is melted, evaporated, or sputtered by heat load to form debris, and the debris easily damages the EUV collector mirror.

また、プラズマのピンチ状態を維持するために、図40(a)に示すようにプラズマ電流Iの波形を変化させる必要がある。ここで、図40(a)に示すプラズマ電流Iの波形の加熱電流波形部(M)によって、プラズマが高温の状態にピンチされている時間は約10nsであり、ピンチ状態を維持するためには、この期間内にプラズマ電流Iの波形の閉じ込め電流波形部(N)が生成されるようにプラズマ電流Iを流す必要がある。
すなわち、電流波形の閉じ込め電流波形部(N)が生成するための電流を流す時間の許容誤差は約10ns以下としなければならず、スイッチSW1,SW2の動作タイミングの同期には、高精度な制御が要求される。
Further, in order to maintain the plasma pinch state, it is necessary to change the waveform of the plasma current I as shown in FIG. Here, the time during which the plasma is pinched to a high temperature state by the heating current waveform portion (M) of the waveform of the plasma current I shown in FIG. 40A is about 10 ns, and in order to maintain the pinch state In this period, it is necessary to flow the plasma current I so that the confined current waveform portion (N) having the waveform of the plasma current I is generated.
In other words, the allowable error of the time for supplying the current for generating the confined current waveform portion (N) of the current waveform must be about 10 ns or less, and high-precision control is required for synchronizing the operation timings of the switches SW1 and SW2. Is required.

本発明は上記のような事情に鑑みなされたものであって、本発明の第1の課題は、放電チャンネルの位置が画定可能であるとともに、当該放電チャンネルにおける高温プラズマ原料(ガス)の密度を適宜設定することが可能なEUV光源装置、並びに、EUV発生方法を提供とすることにある。
また、本発明の第2の課題は、上記第1の課題を達成でき、さらに従来のように電極に大きな熱負荷を与えず、かつ、高精度な制御を必要することなく、EUV放射のロングパルス化を実現することが可能な極端紫外光発生方法および極端紫外光光源装置を提供することにある。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and a first problem of the present invention is that the position of the discharge channel can be defined and the density of the high-temperature plasma raw material (gas) in the discharge channel is determined. An object of the present invention is to provide an EUV light source apparatus and an EUV generation method that can be set as appropriate.
Further, the second problem of the present invention is that the first problem can be achieved, and that the EUV radiation is long without applying a large heat load to the electrode as in the prior art and without requiring high-precision control. An object of the present invention is to provide an extreme ultraviolet light generation method and an extreme ultraviolet light source device capable of realizing pulsing.

本発明のEUV光源装置は、波長13.5nmのEUV光を放出する放射種、すなわち、高温プラズマ用原料である固体もしくは液体のSnやLi等に対して、第1のエネルギービームを照射することにより気化する。気化した高温プラズマ原料は、エネルギービームが入射する高温プラズマ原料表面の法線方向を中心にして、所定の速度で広がる。
よって、第1のエネルギービームの照射により気化して所定の速度で広がる高温プラズマ原料は、放電領域と原料の位置、原料への第1のレーザビームの照射方向、第1のエネルギーの照射エネルギー等を適宜設定することにより、放電領域に供給される。
エネルギービームとしては、レーザビーム、イオンビーム、電子ビーム等を採用することができる。
The EUV light source device of the present invention irradiates a first energy beam to a radiation species that emits EUV light having a wavelength of 13.5 nm, that is, solid or liquid Sn or Li that is a raw material for high-temperature plasma. Vaporize. The vaporized high temperature plasma raw material spreads at a predetermined speed around the normal direction of the surface of the high temperature plasma raw material on which the energy beam is incident.
Therefore, the high-temperature plasma raw material that is vaporized by the first energy beam irradiation and spreads at a predetermined speed is the discharge region and the position of the raw material, the irradiation direction of the first laser beam to the raw material, the irradiation energy of the first energy, etc. Is appropriately set to be supplied to the discharge region.
As the energy beam, a laser beam, an ion beam, an electron beam, or the like can be employed.

ここで第1のエネルギービームの強度(エネルギー)、照射方向を適宜設定することにより、放電領域における気化した高温プラズマ原料の空間密度分布を所定の分布に設定することが可能となる。
一方、第2のエネルギービームを放電領域の所定の位置に照射することにより、放電が開始するとともに、放電チャンネルの位置を第2のエネルギービームの照射位置に画定することが可能となる。例えば、第2のエネルギービームがレーザビームであるとき、レーザビーム(始動用レーザビーム)を放電領域の所定の位置に集光することにより、放電チャンネルの位置は、レーザ焦点を設定した位置に画定することが可能となる。そのため、EUV放射の発生点の位置安定性が向上する。
また、上記したように、第2のエネルギービームが放電領域の所定の位置に照射された時点で放電が開始するので、第2のエネルギービームの照射タイミングを制御することにより、放電の開始タイミングを制御することが可能となる。
Here, by appropriately setting the intensity (energy) of the first energy beam and the irradiation direction, the spatial density distribution of the vaporized high temperature plasma raw material in the discharge region can be set to a predetermined distribution.
On the other hand, by irradiating the predetermined position of the discharge region with the second energy beam, the discharge starts and the position of the discharge channel can be defined as the irradiation position of the second energy beam. For example, when the second energy beam is a laser beam, the position of the discharge channel is defined at a position where the laser focus is set by condensing the laser beam (starting laser beam) at a predetermined position in the discharge region. It becomes possible to do. Therefore, the positional stability of the generation point of EUV radiation is improved.
Further, as described above, since the discharge starts when the second energy beam is irradiated to a predetermined position in the discharge region, the discharge start timing is controlled by controlling the irradiation timing of the second energy beam. It becomes possible to control.

ここで、第1のエネルギービームの照射タイミングと第2のエネルギービームの照射タイミングを適宜設定することにより、位置が画定される放電チャンネルにおいて、空間密度分布が所定の分布である気化原料の少なくとも一部が当該放電チャンネルに到達している状態で、放電電流の大きさが所定強度のEUV放射を得るために必要な放電電流値の下限以上となっているように、放電を発生させることが可能となる。
この結果、効率のよいEUV放射が実現可能となる。
Here, by appropriately setting the irradiation timing of the first energy beam and the irradiation timing of the second energy beam, at least one of the vaporized raw materials whose spatial density distribution is a predetermined distribution in the discharge channel where the position is defined. With the part reaching the discharge channel, it is possible to generate a discharge so that the magnitude of the discharge current is equal to or greater than the lower limit of the discharge current value required to obtain EUV radiation of a predetermined intensity It becomes.
As a result, efficient EUV radiation can be realized.

以下、(1)第1のエネルギービーム(原料用エネルギービーム)、第2のエネルギービーム(始動用エネルギービーム)の照射タイミング、(2)電極位置、原料供給位置、原料用エネルギービームの照射位置の相互関係、(3)原料用エネルギービームのエネルギー、について説明する。以下、エネルギービームとしては、レーザビームを例に取る。(1)タイミング
以下、タイミングチャートを用いて、本発明におけるEUV生成方式を説明する。
図1、図2は、本発明におけるEUV生成方式を説明するためのタイミングチャートであり、図1は第1のレーザビームが第2のレーザビームより速く照射される場合を示し、図2は、第1のレーザビームが第2のレーザビームより遅く照射される場合を示す。
まず、図1、図2に示すように一対の電極間にパルス電力を印加するパルス電力供給手段のスイッチング手段(例えば、IGBT)にトリガ信号を入力(時刻Td)し、スイッチング手段をon状態とする(図1、図2(a)参照)。
Hereinafter, (1) irradiation timing of the first energy beam (raw material energy beam) and second energy beam (starting energy beam), (2) electrode position, raw material supply position, and raw material energy beam irradiation position. The mutual relationship, (3) the energy of the energy beam for raw materials will be described. Hereinafter, a laser beam is taken as an example of the energy beam. (1) Timing Hereinafter, the EUV generation method in the present invention will be described with reference to a timing chart.
1 and 2 are timing charts for explaining the EUV generation method in the present invention. FIG. 1 shows a case where the first laser beam is irradiated faster than the second laser beam, and FIG. A case where the first laser beam is irradiated later than the second laser beam is shown.
First, as shown in FIGS. 1 and 2, a trigger signal is input (time Td) to a switching means (for example, IGBT) of a pulse power supply means that applies pulse power between a pair of electrodes, and the switching means is turned on. (See FIGS. 1 and 2A).

Δtd後に、電極間電圧が閾値Vpに到達する(同図(b)参照)。この閾値Vpは、放電が発生したときに流れる放電電流の値が閾値Ip(閾値Ipに関する説明は後述する)以上となる場合の電圧値である。すなわち、閾値Vp未満で放電が発生した場合、放電電流のピーク値は、閾値Ipに到達しない。
なお、仮にこのまま放電が発生しない場合、電極間電圧は最大電圧に到達し、維持される。(同図(b)の破線)
電極間電圧が閾値Vpに到達した時点以降の時点T2(T2=Td+Δtd)において、第2のレーザビーム(始動用レーザビーム)が放電領域に照射される(同図(c)参照)。なお、第2のレーザビームは、一対の電極のいずれか一方の電極に照射してもよい。以下、放電領域は電極表面も含むものとする。
After Δtd, the interelectrode voltage reaches the threshold value Vp (see FIG. 5B). This threshold value Vp is a voltage value when the value of the discharge current that flows when discharge occurs is equal to or greater than the threshold value Ip (the description of the threshold value Ip will be described later). That is, when discharge occurs below the threshold value Vp, the peak value of the discharge current does not reach the threshold value Ip.
If no discharge occurs as it is, the voltage between the electrodes reaches the maximum voltage and is maintained. (Dashed line in Fig. 2 (b))
At a time T2 (T2 = Td + Δtd) after the time when the interelectrode voltage reaches the threshold value Vp, the second laser beam (starting laser beam) is irradiated onto the discharge region (see FIG. 3C). Note that the second laser beam may be applied to one of the pair of electrodes. Hereinafter, the discharge region includes the electrode surface.

第2のレーザビーム(始動用レーザビーム)の照射により放電が開始し、Δti後に、放電電流の大きさが上記した閾値Ipに達する(同図(d)参照)。この閾値Ipは、所定強度のEUV放射を得るために必要な放電電流値の下限である。なお、放電電流値が閾値Ip以上である期間をΔtpとする。
この時点(T2+Δti)以降のΔtp期間中に、第1のレーザビーム(原料用レーザビーム)により気化し、所定の速度で広がる高温プラズマ原料のうち、空間密度分布が所定の分布である気化原料の少なくとも一部が放電領域に到達しているように、第1のレーザビームが原料へ照射される。
第1のレーザビームが原料に照射された時点から空間密度分布が所定の分布である気化原料の少なくとも一部が放電領域に到達するまでの時間をΔtgとするとき、(T2+Δti−Δtg)〜(T2+Δti+Δtp−Δtg)期間中の時点(T1)で原料用レーザビームは照射される(同図(e)参照)。これにより、EUV光が放射される(同図(f)参照)。
ここで、図1は、放電電流の立ち上がりが早く、第1のレーザビーム(原料用レーザビーム)照射後、第2のレーザビーム(始動用レーザビーム)が照射される例を示す。
一方、図2は、放電電流の立ち上がりが遅く、第2のレーザビーム照射後、第1のレーザビームが照射される例を示す。
Discharge is started by irradiation with the second laser beam (starting laser beam), and after Δti, the magnitude of the discharge current reaches the above-described threshold value Ip (see FIG. 4D). This threshold value Ip is a lower limit of the discharge current value necessary for obtaining EUV radiation having a predetermined intensity. A period during which the discharge current value is equal to or greater than the threshold value Ip is denoted by Δtp.
During the Δtp period after this time (T2 + Δti), the vaporized raw material is vaporized by the first laser beam (raw material laser beam), and the vaporized raw material has a predetermined spatial density distribution among the high-temperature plasma raw materials spreading at a predetermined speed. The raw material is irradiated with the first laser beam so that at least a part reaches the discharge region.
When the time from when the first laser beam is irradiated to the raw material to when at least a part of the vaporized raw material having a predetermined spatial density distribution reaches the discharge region is denoted by Δtg, (T2 + Δti−Δtg) ˜ ( The raw material laser beam is irradiated at a time point (T1) during the period of (T2 + Δti + Δtp−Δtg) (see FIG. 5E). Thereby, EUV light is radiated (see (f) in the figure).
Here, FIG. 1 shows an example in which the rise of the discharge current is quick and the second laser beam (starting laser beam) is irradiated after the first laser beam (raw material laser beam) is irradiated.
On the other hand, FIG. 2 shows an example in which the rise of the discharge current is slow and the first laser beam is irradiated after the second laser beam irradiation.

(2)電極位置、原料供給位置、原料用レーザビームの照射位置の相互関係について
上記したように、本発明のEUV光源装置では、第1のレーザビーム(原料用レーザビーム)によって気化した高温プラズマ原料を放電領域に到達させる。その位置関係の例を以下に示す。
例として、第1のレーザビームのターゲットとなる高温プラズマ原料の供給を、ドロップレット状にして滴下する場合について示す。なお、高温プラズマ原料の供給方法は、これに限るものではない。例えば、後で示すように、ワイヤー状の高温プラズマ原料を供給するようにしてもよい。
(2) Interrelationship between electrode position, raw material supply position, and raw material laser beam irradiation position As described above, in the EUV light source device of the present invention, high-temperature plasma vaporized by the first laser beam (raw material laser beam). The raw material is allowed to reach the discharge area. An example of the positional relationship is shown below.
As an example, the case where the supply of the high-temperature plasma raw material serving as the target of the first laser beam is dropped in the form of droplets will be described. Note that the method of supplying the high-temperature plasma raw material is not limited to this. For example, as shown later, a wire-shaped high temperature plasma raw material may be supplied.

図3は、上記位置関係を説明するための概略構成図であり、図3(a)は上面図、図3(b)は正面図である。すなわち、図3(b)は、図3(a)を矢印方向から見た図である。同図において、11は電極(アノード)、12は電極(カソード)、2は極端紫外光集光鏡(以下、EUV集光鏡ともいう)、20は原料供給手段、21は原料、23は第1のレーザビーム(原料用のレーザビーム)である。
第1のレーザビーム23は、滴下された高温プラズマ原料21に対して照射される。照射位置は、滴下された高温プラズマ原料21が放電領域近傍に到達した位置である。
図3に示す例では、板状の一対の電極11,12が所定間隔離間して配置される。放電領域は一対の電極11,12の離間空間内に位置する。高温プラズマ原料21は、原料供給手段20によって、一対の電極11,12と極端紫外光集光鏡2との間の空間であり、かつ、放電領域近傍に対して重力方向に供給される。
FIGS. 3A and 3B are schematic configuration diagrams for explaining the positional relationship. FIG. 3A is a top view and FIG. 3B is a front view. That is, FIG. 3B is a view of FIG. 3A viewed from the direction of the arrow. In the figure, 11 is an electrode (anode), 12 is an electrode (cathode), 2 is an extreme ultraviolet light collector mirror (hereinafter also referred to as EUV collector mirror), 20 is a raw material supply means, 21 is a raw material, and 23 is a first material. 1 laser beam (laser beam for raw material).
The first laser beam 23 is applied to the dropped high temperature plasma raw material 21. The irradiation position is a position where the dropped high temperature plasma raw material 21 has reached the vicinity of the discharge region.
In the example shown in FIG. 3, a pair of plate-like electrodes 11 and 12 are arranged at a predetermined interval. The discharge region is located in the space between the pair of electrodes 11 and 12. The high temperature plasma raw material 21 is a space between the pair of electrodes 11 and 12 and the extreme ultraviolet light collector mirror 2 by the raw material supply means 20 and is supplied in the gravity direction to the vicinity of the discharge region.

高温プラズマ原料21が、放電領域近傍に到達した際、第1のレーザビーム23が高温プラズマ原料21に対して照射される。第1のレーザビーム23の照射により気化した高温プラズマ原料は、第1のレーザビーム23が入射する高温プラズマ原料表面の法線方向を中心にして広がる。
そのため、第1のレーザビーム23を、原料供給手段20により供給される高温プラズマ原料21の表面の放電領域に面する側に対して照射すると、気化した高温プラズマ原料21’は、放電領域の方向に広がる。
ここで、上記したEUV集光鏡2は、光軸が一方向となるように集光方向を設定する斜入射光学系を構成する場合が多い。このような斜入射光学系を構成するには、一般に、複数枚の薄い凹面ミラーを入れ子状に高精度に配置した構造のEUV集光鏡が用いられる。このような構造のEUV集光鏡は光軸に略一致した支柱および当該支柱から放射状に伸びる支持体により、上記した複数枚の薄い凹面ミラーが支持される。
When the high temperature plasma raw material 21 reaches the vicinity of the discharge region, the first laser beam 23 is irradiated to the high temperature plasma raw material 21. The high temperature plasma raw material vaporized by irradiation with the first laser beam 23 spreads around the normal direction of the surface of the high temperature plasma raw material on which the first laser beam 23 is incident.
Therefore, when the first laser beam 23 is irradiated to the side of the surface of the high-temperature plasma raw material 21 supplied by the raw material supply means 20 that faces the discharge region, the vaporized high-temperature plasma raw material 21 ′ becomes the direction of the discharge region. To spread.
Here, the EUV collector mirror 2 described above often constitutes an oblique incident optical system that sets the condensing direction so that the optical axis is in one direction. In order to construct such an oblique incidence optical system, generally, an EUV collector mirror having a structure in which a plurality of thin concave mirrors are arranged with high precision in a nested manner is used. In the EUV collector mirror having such a structure, the plurality of thin concave mirrors described above are supported by a support column that substantially coincides with the optical axis and a support that extends radially from the support column.

図3においては、第1のレーザビーム23を集光鏡2で規定される光軸方向から導入して高温プラズマ原料21に照射する。そのため、第1のレーザビーム23の照射位置と高温プラズマ原料位置21との同期にずれが生じたりすると、第1のレーザビーム23はEUV集光鏡2に照射されてしまい、場合によっては、EUV集光鏡2にダメージを与える可能性もある。
このように、第1のレーザビーム23の誤照射時に第1のレーザビーム23がEUV集光鏡2に到達しないようにする必要がある場合は、図4(a)(b)に示すように、第1のレーザビーム23の進行方向をEUV集光鏡2に到達しない方向に調整してもよい。
In FIG. 3, the first laser beam 23 is introduced from the optical axis direction defined by the condenser mirror 2 to irradiate the high temperature plasma raw material 21. Therefore, if there is a shift in the synchronization between the irradiation position of the first laser beam 23 and the high temperature plasma raw material position 21, the first laser beam 23 is irradiated to the EUV collector mirror 2, and in some cases, the EUV There is also a possibility of damaging the condenser mirror 2.
As described above, when it is necessary to prevent the first laser beam 23 from reaching the EUV collector mirror 2 when the first laser beam 23 is erroneously irradiated, as shown in FIGS. The traveling direction of the first laser beam 23 may be adjusted so as not to reach the EUV collector mirror 2.

ところで、上記したように第1のレーザビーム23の照射により気化した高温プラズマ原料は、第1のレーザビーム23が入射する高温プラズマ原料表面の法線方向を中心にして広がる。よって、第1のレーザビーム23を高温プラズマ原料21表面の放電領域に面する側に対して照射すると、気化後の高温プラズマ原料21’は、放電領域の方向に広がる。
ここで、第1のレーザビーム23の照射により放電領域に供給された気化後の高温プラズマ原料21’のうち、放電による高温プラズマ形成に寄与しなかったものの一部、あるいは、プラズマ形成の結果分解生成する原子状ガスのクラスタの一部は、デブリとしてEUV光源装置内の低温部と接触し、堆積する。
By the way, the high temperature plasma raw material vaporized by the irradiation of the first laser beam 23 as described above spreads around the normal direction of the surface of the high temperature plasma raw material on which the first laser beam 23 is incident. Therefore, when the first laser beam 23 is irradiated to the side of the surface of the high temperature plasma raw material 21 facing the discharge region, the vaporized high temperature plasma raw material 21 ′ spreads in the direction of the discharge region.
Here, of the vaporized high temperature plasma raw material 21 ′ supplied to the discharge region by the irradiation of the first laser beam 23, a part of the high temperature plasma raw material 21 ′ that has not contributed to the high temperature plasma formation by the discharge, or the decomposition as a result of the plasma formation. A part of the generated atomic gas cluster comes into contact with the low temperature portion in the EUV light source device as debris and is deposited.

例えば、高温プラズマ原料がSnの場合、高温プラズマ形成に寄与しなかったものの一部、あるいは、プラズマ形成の結果分解生成する原子状ガスのSn、Snxといった金属クラスタの一部は、デブリとしてEUV光源装置内の低温部と接触しスズ鏡を作る。
ここで、図4(b)に示すように、原料供給手段によって、高温プラズマ原料21が一対の電極11,12のEUV集光鏡2を臨まない空間側に供給された場合、第1のレーザビーム23は、気化後の高温プラズマ原料21’が放電領域に供給されるように、EUV集光鏡2側から高温プラズマ原料21に対して照射される。
この場合、第1のレーザビーム23の照射により気化した高温プラズマ原料は、放電領域およびEUV集光鏡2の方向に広がる。すなわち、高温プラズマ原料21への第1のレーザビーム23の照射、および、電極11,12間で発生する放電により、EUV集光鏡2に対してデブリが放出される。デブリがEUV集光鏡2に堆積した場合、EUV集光鏡2の13.5nmに対する反射率が低下し、EUV光源装置の装置性能が劣化してしまう。
そこで、図3および図4(a)に示すように、高温プラズマ原料を一対の電極11,12とEUV集光鏡2との間の空間であり、かつ、放電領域近傍の空間に対して供給することが好ましい。
For example, when the high-temperature plasma raw material is Sn, a part of the metal cluster such as Sn or Snx of atomic gas that does not contribute to the formation of the high-temperature plasma or atomic gas decomposed as a result of the plasma formation is used as debris as an EUV light source. A tin mirror is made in contact with the low temperature part in the device.
Here, as shown in FIG. 4B, when the high temperature plasma raw material 21 is supplied by the raw material supply means to the space side where the EUV collector mirror 2 of the pair of electrodes 11 and 12 does not face, the first laser is supplied. The beam 23 is irradiated to the high temperature plasma raw material 21 from the EUV collector mirror 2 side so that the vaporized high temperature plasma raw material 21 ′ is supplied to the discharge region.
In this case, the high temperature plasma raw material vaporized by the irradiation with the first laser beam 23 spreads in the direction of the discharge region and the EUV collector mirror 2. That is, debris is emitted to the EUV collector mirror 2 by irradiation of the high temperature plasma raw material 21 with the first laser beam 23 and discharge generated between the electrodes 11 and 12. When debris accumulates on the EUV collector mirror 2, the reflectance of the EUV collector mirror 2 with respect to 13.5 nm is lowered, and the device performance of the EUV light source device is deteriorated.
Therefore, as shown in FIGS. 3 and 4A, the high temperature plasma raw material is supplied to the space between the pair of electrodes 11 and 12 and the EUV collector mirror 2 and in the vicinity of the discharge region. It is preferable to do.

このように供給された高温プラズマ原料21に対し、第1のレーザビーム23を上記のように高温プラズマ原料表面の放電領域に面する側に対して照射すると、気化後の高温プラズマ原料21’は放電領域の方向に広がるが、EUV集光鏡2の方向に広がらない。
すなわち、上記したように高温プラズマ原料21の供給、および、第1のレーザビーム23の照射位置を設定することとにより、デブリがEUV集光鏡2に進行するのを抑制することが可能となる。
When the high temperature plasma raw material 21 supplied in this way is irradiated with the first laser beam 23 on the side of the high temperature plasma raw material surface facing the discharge region as described above, the vaporized high temperature plasma raw material 21 ′ is Although it spreads in the direction of the discharge region, it does not spread in the direction of the EUV collector mirror 2.
That is, as described above, by supplying the high temperature plasma raw material 21 and setting the irradiation position of the first laser beam 23, it is possible to suppress debris from traveling to the EUV collector mirror 2. .

ここで、所定距離だけ離間する一対の電極が、図5に示すように柱状である場合を考える。ここで、図5(a)は上面図、図5(b)は正面図である。すなわち、図5(b)は、図5(a)を矢印方向から見た図である。
この場合は、高温プラズマ原料21を、光軸に対して垂直な平面上の空間であり、かつ、放電領域近傍に対して供給し、第1のレーザビーム23を光軸と垂直な方向から高温プラズマ原料21に対して照射するようにしても、気化後の高温プラズマ原料21’は、EUV集光鏡2の方向には広がらない。よって、高温プラズマ原料21への第1のレーザビーム23の照射、および、電極11’,12’間で発生する放電により生成するデブリは、EUV集光鏡2に対してほとんど進行しない。
なお、当然ながら、所定距離だけ離間する一対の電極が柱状である場合においても、図3および図4(a)に示すように、高温プラズマ原料を、原料供給手段によって、一対の電極とEUV集光鏡との間の空間であり、かつ、放電領域近傍の空間に対して供給してもよい。
Here, a case is considered in which a pair of electrodes separated by a predetermined distance are columnar as shown in FIG. Here, FIG. 5A is a top view and FIG. 5B is a front view. That is, FIG. 5B is a diagram when FIG. 5A is viewed from the direction of the arrow.
In this case, the high-temperature plasma raw material 21 is a space on a plane perpendicular to the optical axis and is supplied to the vicinity of the discharge region, and the first laser beam 23 is heated from the direction perpendicular to the optical axis. Even if the plasma raw material 21 is irradiated, the vaporized high temperature plasma raw material 21 ′ does not spread in the direction of the EUV collector mirror 2. Therefore, the debris generated by the irradiation of the first laser beam 23 to the high temperature plasma raw material 21 and the discharge generated between the electrodes 11 ′ and 12 ′ hardly proceeds with respect to the EUV collector mirror 2.
Of course, even when a pair of electrodes separated by a predetermined distance is columnar, as shown in FIG. 3 and FIG. You may supply with respect to the space between optical mirrors and the discharge region vicinity.

(3)原料用レーザビームのエネルギーについて
第1のレーザビーム(原料用レーザビーム)23が原料に照射された時点から気化原料の少なくとも一部が放電領域に到達するまでの時間Δtgは、放電領域と第1のレーザビーム23が照射された原料との距離、および、気化した原料が広がる速度により求められる。
ここで、放電領域と第1のレーザビームが照射された原料21との距離は、第1のレーザビーム23の照射時における放電領域と原料21の位置および原料21への第1のレーザビーム23の照射方向に依存する。
一方、上記したように、第1のレーザビーム23の照射により気化した高温プラズマ原料21’は、第1のレーザビーム23が入射する高温プラズマ原料表面の法線方向を中心にして、所定の速度で広がる。上記所定の速度は、原料21に照射する第1のレーザビーム23の照射エネルギーに依存する。
(3) Regarding the energy of the raw material laser beam The time Δtg from when the first laser beam (raw material laser beam) 23 is irradiated to the raw material until at least a part of the vaporized raw material reaches the discharge region is the discharge region. And the raw material irradiated with the first laser beam 23 and the speed at which the vaporized raw material spreads.
Here, the distance between the discharge region and the raw material 21 irradiated with the first laser beam is such that the position of the discharge region and the raw material 21 and the first laser beam 23 on the raw material 21 when the first laser beam 23 is irradiated. Depends on the direction of irradiation.
On the other hand, as described above, the high-temperature plasma raw material 21 ′ vaporized by the irradiation with the first laser beam 23 has a predetermined velocity centered on the normal direction of the surface of the high-temperature plasma raw material on which the first laser beam 23 is incident. Spread with. The predetermined speed depends on the irradiation energy of the first laser beam 23 applied to the raw material 21.

結局、第1のレーザビーム23が原料に照射された時点から空間密度分布が所定の分布である気化原料の少なくとも一部が放電領域に到達するまでの時間Δtgは、放電領域と原料21の位置、原料21への第1のレーザビーム23の照射方向、第1のレーザビーム23の照射エネルギーに依存し、これらのパラメータを適宜設定することにより、所定の時間に設定される。
なお、これらのパラメータを適宜設定することにより、気化した高温プラズマ原料の空間密度分布を所定の分布に設定することも可能となる。
After all, the time Δtg from the time when the raw material is irradiated with the first laser beam 23 until at least a part of the vaporized raw material having a predetermined spatial density distribution reaches the discharge region is the position of the discharge region and the raw material 21. Depending on the irradiation direction of the first laser beam 23 to the raw material 21 and the irradiation energy of the first laser beam 23, the predetermined time is set by appropriately setting these parameters.
Note that, by appropriately setting these parameters, the spatial density distribution of the vaporized high temperature plasma raw material can be set to a predetermined distribution.

上述した第1のレーザビーム(原料用レーザビーム)23を原料に照射し気化させるに際し、第1のレーザビームの照射条件および放電電流を適切に選定することにより、前述したロングパルス化も可能となる。
すなわち、ピンチ効果によるプラズマの圧縮状態を維持するために大電流を放電領域に流すことなく、上記したようなEUV放射条件(すなわち、イオン密度1017〜1020cm-3、電子温度が20〜30eV程度)を充足する高温プラズマを維持して、EUV放射のロングパルス化を実現する。
When the above-mentioned first laser beam (raw material laser beam) 23 is irradiated to vaporize the raw material, the above-mentioned long pulse can be realized by appropriately selecting the irradiation condition and discharge current of the first laser beam. Become.
That is, in order to maintain the compressed state of the plasma due to the pinch effect, the EUV radiation conditions (that is, the ion density of 10 17 to 10 20 cm −3 and the electron temperature of 20 to 20 are applied without flowing a large current to the discharge region. A high temperature plasma satisfying about 30 eV) is maintained, and a long pulse of EUV radiation is realized.

図6を用いて、本発明のDPP方式における高温プラズマ生成について説明する。なお、図6の縦軸と横軸は図38と同様である。
放電領域外に配置された固体や液体の高温プラズマ原料(図6では、例として燃料固体と記載されている)に対して、エネルギービームを照射する。エネルギービームとしては、例えば、レーザビームを使用する。以下、レーザビームを例にとって説明する。
レーザビームが照射された固体や液体の高温プラズマ原料は、加熱されて気化し、放電領域のあらかじめ形成されている放電チャンネルに達する。ここで、気化した高温プラズマ原料は、放電領域に達した時のプラズマ内のイオン密度が1017〜1020cm-3程度、電子温度が1eV以下程度の低温プラズマガスとなるように、レーザビームの照射エネルギーを適宜設定しておく。すなわち、高温プラズマ原料にレーザビームを照射することにより、プラズマ内のイオン密度はEUV放射条件を充足するが電子温度が低温であるような低温プラズマガスを形成する。(図6の経路(I))
The high temperature plasma generation in the DPP method of the present invention will be described with reference to FIG. Note that the vertical and horizontal axes in FIG. 6 are the same as those in FIG.
An energy beam is irradiated to a solid or liquid high-temperature plasma raw material (shown as an example of a fuel solid in FIG. 6) disposed outside the discharge region. For example, a laser beam is used as the energy beam. Hereinafter, a laser beam will be described as an example.
The solid or liquid high-temperature plasma raw material irradiated with the laser beam is heated and vaporized, and reaches a discharge channel formed in advance in the discharge region. Here, the vaporized high temperature plasma raw material is a laser beam so as to be a low temperature plasma gas having an ion density of about 10 17 to 10 20 cm −3 and an electron temperature of about 1 eV or less when reaching the discharge region. The irradiation energy is appropriately set. That is, by irradiating a high-temperature plasma raw material with a laser beam, a low-temperature plasma gas in which the ion density in the plasma satisfies the EUV radiation conditions but the electron temperature is low is formed. (Route (I) in FIG. 6)

上記低温プラズマが、電極間の放電領域にあらかじめ形成されている放電チャンネルに供給され、当該低温プラズマが放電電流により加熱される。ここで、低温プラズマガスのイオン密度に関しては既にEUV放射条件を充足しているので、従来のDPP方式のようなピンチ効果による圧縮の効果は小さくてよい。すなわち、電極間を流れる電流は、主として低温プラズマの加熱のみに寄与する。加熱によりプラズマの電子温度が20〜30eVに到達し、EUV放射条件となった高温プラズマからEUVが放射される(図6の経路(II))。   The low temperature plasma is supplied to a discharge channel formed in advance in a discharge region between the electrodes, and the low temperature plasma is heated by a discharge current. Here, regarding the ion density of the low temperature plasma gas, since the EUV radiation conditions are already satisfied, the compression effect by the pinch effect as in the conventional DPP method may be small. That is, the current flowing between the electrodes mainly contributes only to the heating of the low temperature plasma. The electron temperature of the plasma reaches 20 to 30 eV by heating, and EUV is radiated from the high-temperature plasma that has become the EUV radiation condition (path (II) in FIG. 6).

ここで、上記した低温プラズマガスを、あらかじめ電極間に形成しておいた放電チャンネルに連続的に供給することにより、EUV放射のロングパルス化を実現することが可能となる。以下、図7、図8を用いて、ロングパルス化方法について説明する。
なお、図7はマルチピンチ方式、図8は非ピンチ方式の場合をそれぞれ示す。
Here, it is possible to realize a long pulse of EUV radiation by continuously supplying the above-described low-temperature plasma gas to a discharge channel previously formed between the electrodes. Hereinafter, the long pulse method will be described with reference to FIGS.
7 shows a multi-pinch method, and FIG. 8 shows a non-pinch method.

図7はマルチピンチ方式の場合のプラズマ電流、低温プラズマ半径、EUV放射を説明する図である。
電極間に電力を供給し、t=t0 の時点で(トリガをかけることにより)真空放電が開始し電流が流れ始め、放電チャンネル(放電電流経路)が形成される(図7(a))。電流Iが後述する閾値Ipに到達した時点tpにおいて、放電チャンネルの断面サイズは、電流の自己磁場の影響を受け細くなっている。
一方、上記した時点tpにおいて、レーザビームが照射され気化した高温プラズマ原料(すなわち、EUV放射条件に相当するイオン密度であって電子温度の低い低温プラズマガス)が放電領域を流れる細い放電チャンネルに選択的に到達するようにする。
ここで、電流の閾値Ipは、電流の自己磁場による圧縮圧力をPB 、プラズマの圧力Pp とするとき、
B ≫Pp (104)
となるように設定される。すなわち、自己磁場により低温プラズマガスを十分圧縮可能な電流値としておく。
なお、上記閾値Ipは、低温プラズマガス(プラズマ内のイオン密度が1017〜1020cm-3程度、電子温度が1eV以下程度)の電子温度を20〜30eVもしくはそれ以上に加熱することが可能なエネルギーを有する電流値でもある。
FIG. 7 is a diagram for explaining plasma current, low-temperature plasma radius, and EUV radiation in the case of the multi-pinch method.
Electric power is supplied between the electrodes, and at time t = t 0 (by applying a trigger), vacuum discharge starts and current starts to flow, and a discharge channel (discharge current path) is formed (FIG. 7A). . At a time point tp when the current I reaches a threshold value Ip described later, the cross-sectional size of the discharge channel is thin due to the influence of the current self-magnetic field.
On the other hand, at the time point tp described above, a high-temperature plasma raw material irradiated with a laser beam (ie, a low-temperature plasma gas having an ion density corresponding to EUV radiation conditions and a low electron temperature) is selected as a thin discharge channel flowing in the discharge region. To reach the target.
Here, the current threshold Ip is defined as P B , which is the compression pressure of the current due to the self-magnetic field, and the plasma pressure P p .
P B >> P p (104)
Is set to be That is, the current value is set such that the low temperature plasma gas can be sufficiently compressed by the self magnetic field.
The threshold Ip can heat the electron temperature of the low-temperature plasma gas (the ion density in the plasma is about 10 17 to 10 20 cm −3 and the electron temperature is about 1 eV or less) to 20 to 30 eV or more. It is also a current value having a large energy.

上記した細い放電チャンネルに選択的に供給される低温プラズマは、上記したように、固体または液体状の高温プラズマ原料にレーザビームを照射することにより生成される。レーザビームの照射条件は、放電領域外に配置された高温プラズマ原料から放電領域までの距離等に基づき適宜設定される。照射エネルギーは、固体または液体状の高温プラズマ原料を気化させるが、電子温度をあまり上昇させない程度のエネルギーであり(※図6に示すように、レーザ照射により電子温度は若干上昇している)、例えば105 W/cm2 〜1016W/cm2 の範囲である。
このようなレーザビームを固体または液体状の高温プラズマ原料に照射することにより、EUV放射条件に相当するイオン密度であって電子温度の低い高温プラズマ原料(低温プラズマガス)を、10μs程度の期間連続的に電極間に供給することができる。
一般に、従来のDPP方式、LAGDPP方式における放電持続時間は、2μs程度である。すなわち、従来の放電持続時間と比較すると、上記した低温プラズマガスの供給は定常的な連続供給と見なすことができる。
As described above, the low-temperature plasma selectively supplied to the thin discharge channel is generated by irradiating a solid or liquid high-temperature plasma raw material with a laser beam. The irradiation condition of the laser beam is appropriately set based on the distance from the high temperature plasma raw material arranged outside the discharge area to the discharge area. The irradiation energy is an energy that vaporizes the solid or liquid high-temperature plasma raw material but does not increase the electron temperature so much (* As shown in FIG. 6, the electron temperature slightly increases due to laser irradiation) For example, it is in the range of 10 5 W / cm 2 to 10 16 W / cm 2 .
By irradiating such a laser beam onto a solid or liquid high-temperature plasma raw material, a high-temperature plasma raw material (low-temperature plasma gas) having an ion density corresponding to EUV radiation conditions and a low electron temperature is continuously applied for about 10 μs. Can be supplied between the electrodes.
Generally, the discharge duration in the conventional DPP method and LAGDPP method is about 2 μs. That is, compared with the conventional discharge duration, the supply of the low-temperature plasma gas can be regarded as a steady continuous supply.

低温プラズマガスが上記した細い放電チャンネルに選択的に到達するように、レーザビームの照射条件、高温プラズマ原料の配置等の条件を適宜調整する。このような調整により、指向性が良好な気化した高温プラズマ原料(低温プラズマガス)フローを構成して、当該フローが細い放電チャンネル付近に集中して供給されるよう設定する。このように構成することにより、低温プラズマガスが細い放電チャンネルに対して選択的に連続供給される。
なお、固体または液体の高温プラズマ原料を放電領域内に配置したのでは、放電によるエネルギーが高温プラズマ原料に直接作用し、高温プラズマ原料を気化させる条件が刻々と変化する。そのため、EUV放射条件に相当するイオン密度であって電子温度の低い低温プラズマガスを細い放電チャンネルに対して選択的に連続供給することができない。
Conditions such as laser beam irradiation conditions and arrangement of the high-temperature plasma raw material are appropriately adjusted so that the low-temperature plasma gas selectively reaches the thin discharge channel. By such adjustment, a vaporized high temperature plasma raw material (low temperature plasma gas) flow with good directivity is configured, and the flow is set to be concentrated in the vicinity of a narrow discharge channel. By comprising in this way, a low-temperature plasma gas is selectively continuously supplied with respect to a thin discharge channel.
If a solid or liquid high-temperature plasma material is disposed in the discharge region, the energy generated by the discharge directly acts on the high-temperature plasma material, and the conditions for vaporizing the high-temperature plasma material change every moment. For this reason, a low-temperature plasma gas having an ion density corresponding to EUV radiation conditions and a low electron temperature cannot be selectively continuously supplied to a thin discharge channel.

細い放電チャンネルに供給された低温プラズマガスは、閾値Ip以上の値の電流によるピンチ効果もしくは自己磁場による閉じ込め効果により加熱されて高温プラズマとなり、この高温プラズマからEUVが放射される。
ここで、EUVの放射は、図6の(II)の経路を経て実現されるので、ピンチ効果による圧縮作用は小さく、自己磁場による閉じ込め効果とジュール加熱による加熱工程が占める割合が大きくなる。すなわち、従来のDPP方式、LAGDPP方式のような大電流ではなく、比較的小電流を放電領域に流してもEUV放射が可能となる。また、従来のように、放電電流の高速短パルス化を実施せずとも、効率的にプラズマにエネルギーを入力(すなわち、加熱)することが可能となる。よって、放電電流パルスを従来と比較して長く設定することが可能となる。
The low-temperature plasma gas supplied to the narrow discharge channel is heated by a pinch effect by a current having a value equal to or higher than the threshold value Ip or a confinement effect by a self-magnetic field, and becomes high-temperature plasma, and EUV is emitted from this high-temperature plasma.
Here, since EUV radiation is realized through the path (II) in FIG. 6, the compression action by the pinch effect is small, and the ratio of the confinement effect by the self magnetic field and the heating process by Joule heating increases. That is, EUV radiation can be performed even when a relatively small current is applied to the discharge region instead of a large current as in the conventional DPP method and the LAGDPP method. Further, energy can be efficiently input (that is, heated) to the plasma without performing a high-speed and short pulse discharge current as in the prior art. Therefore, the discharge current pulse can be set longer than the conventional one.

さて、圧縮されていた上記高温プラズマは、最大圧縮直後に放電チャンネル軸方向のプラズマ密度勾配に沿って押し出され、主として放電チャンネルの軸方向に離脱する。同時に放電チャンネルは径方向に広がり、その結果、急激に放電チャンネル内部のプラズマ密度と電子温度が下がる。従来はこの時点でEUV放射が終了していた。
しかしながら、上記したように、放電チャンネルの周囲には、低温プラズマガスの定常流が存在するので、放電チャンネル内のプラズマ密度が下がった空間に、時間差なく低温プラズマガスが供給されてくる。よって、放電チャンネルの径がそれほど広がらないうちに、ピンチ効果もしくは自己磁場による閉じ込め効果により、放電チャンネルが再び細くなり、低温プラズマガスが加熱され、上記したようなメカニズムでEUV放射が継続する。(図7の(b)(c))
The compressed high-temperature plasma is pushed out along the plasma density gradient in the discharge channel axial direction immediately after the maximum compression, and is separated mainly in the axial direction of the discharge channel. At the same time, the discharge channel expands in the radial direction, and as a result, the plasma density and the electron temperature inside the discharge channel rapidly decrease. Conventionally, EUV radiation has ended at this point.
However, as described above, since a steady flow of the low-temperature plasma gas exists around the discharge channel, the low-temperature plasma gas is supplied to the space where the plasma density in the discharge channel is reduced without time difference. Therefore, before the diameter of the discharge channel increases so much, the discharge channel becomes narrower again due to the pinch effect or the confinement effect by the self magnetic field, the low-temperature plasma gas is heated, and EUV radiation continues by the mechanism described above. ((B) and (c) of FIG. 7)

このようなピンチ効果もしくは自己磁場による閉じ込め効果の繰り返しは、放電電流が継続している間持続する。
なお、上記したように、本発明においては電流の高速短パルス化を必要としないので、放電電流パルスを従来と比較して長く設定することが可能となる。すなわち、連続的にピンチ効果もしくは自己磁場による閉じ込め効果の繰り返しを長期間維持することができるので、EUV放射のロングパルス化を実現することができる。なお、連続的なピンチ効果を利用する本方式を、以下、マルチピンチ方式と呼ぶことにする。
Such repetition of the pinch effect or the confinement effect due to the self magnetic field lasts as long as the discharge current continues.
As described above, in the present invention, since it is not necessary to shorten the current at high speed, it is possible to set the discharge current pulse longer than in the conventional case. That is, since the repetition of the confinement effect by the pinch effect or the self magnetic field can be maintained for a long period of time, it is possible to realize a long pulse of EUV radiation. Hereinafter, this method using the continuous pinch effect will be referred to as a multi-pinch method.

従来のピンチ効果を利用したDPP方式は、低いイオン密度の高温プラズマ原料ガスが放電領域に供給される。(図6のピンチの初期状態)。低密度ガスは、放電容器(放電領域)全体に一様に充満している。低密度ガス雰囲気で放電によって生成する初期プラズマによる放電チャンネルは初期状態では放電容器の径程度に太いので、ピンチ効果により放電チャンネルを細くし、初期プラズマを高温プラズマとするためには、大パワーの電流パルスが必要となる。また、放電によるプラズマへのエネルギー入力効率を高くするためには、放電電流の高速短パルス化が行わなければならない。従って、EUV放射は1回のピンチ効果をもって終了し、EUV放射のパルス幅はせいぜい200ns程度となる。(図38の経路2)   In the conventional DPP method using the pinch effect, a high temperature plasma source gas having a low ion density is supplied to the discharge region. (Initial state of the pinch in FIG. 6). The low density gas is uniformly filled in the entire discharge vessel (discharge region). The discharge channel due to the initial plasma generated by the discharge in the low-density gas atmosphere is as thick as the diameter of the discharge vessel in the initial state. A current pulse is required. Further, in order to increase the energy input efficiency to the plasma by discharge, the discharge current must be shortened at high speed. Therefore, EUV radiation ends with a single pinch effect, and the pulse width of EUV radiation is about 200 ns at most. (Route 2 in FIG. 38)

また、従来のDPP方式では、1回目のピンチが終了し、放電チャンネル内部のプラズマ密度が下がった領域に、放電容器内の低密度ガス(高温プラズマ原料)が侵入してくるので、放電チャンネルは太くなり、1回目のピンチ効果における初期状態のときの放電チャンネルの径まで戻る。よって、仮にマルチピンチを実施しようとすると、1回目のピンチのときと同様、大電流が必要となる。実際は、上記したように、放電電流は高速短パルスであるので、1回目のピンチ終了後の残り時間で、2回目のピンチを実施することは不可能となる。
LAGDPP方式においても、ピンチ効果を使用しており、図38の経路3を経て、経路2を経由してEUV放射が発生する。すなわち、高温プラズマ原料へのレーザ照射により、低密度の高温プラズマ原料ガスが放電領域に供給される。
以下、DPP方式のときと同様、低密度ガス雰囲気で放電により初期プラズマが生成され、ピンチ効果により初期プラズマを高温プラズマとするために、大パワーの電流パルスが必要となり、また、放電電流の高速短パルス化を実現する必要がある。よって、EUV放射は1回のピンチ効果をもって終了する。
Further, in the conventional DPP method, the low-density gas (high-temperature plasma raw material) in the discharge vessel enters the region where the first pinch is finished and the plasma density in the discharge channel is lowered. It becomes thicker and returns to the diameter of the discharge channel in the initial state in the first pinch effect. Therefore, if a multi-pinch is to be implemented, a large current is required as in the first pinch. Actually, as described above, since the discharge current is a high-speed short pulse, it is impossible to perform the second pinch in the remaining time after the end of the first pinch.
Also in the LAGDPP system, the pinch effect is used, and EUV radiation is generated via the path 2 via the path 3 of FIG. That is, a low-density high-temperature plasma source gas is supplied to the discharge region by laser irradiation of the high-temperature plasma source.
Hereinafter, as in the case of the DPP method, an initial plasma is generated by discharge in a low-density gas atmosphere, and a high-power current pulse is required to make the initial plasma a high-temperature plasma by the pinch effect, and a high discharge current is required. It is necessary to shorten the pulse. Thus, EUV radiation ends with a single pinch effect.

また、特許文献5にあるように、LAGDPP方式では、レーザビームの照射による高温プラズマ原料ガスの放出後に放電を発生させているので、加熱されずに放電領域から離脱する高温プラズマ原料ガスの割合が大きくなり、効率的ではない。
すなわち、従来のDPP方式、LAGDPP方式において、EUV放射のロングパルスを実現するためには、特許文献6もしくは特許文献7のように、プラズマの加熱および圧縮工程と圧縮維持工程とを分離して制御し、プラズマがピンチ状態に到達後のプラズマ電流の値が、プラズマがピンチ状態に到達する前のプラズマ電流の値より大きくなるように、放電空間にエネルギーを供給するような方法を採用せざるを得ない。
In addition, as disclosed in Patent Document 5, in the LAGDPP method, discharge is generated after discharge of the high-temperature plasma source gas by laser beam irradiation, so the ratio of the high-temperature plasma source gas that leaves the discharge region without being heated is high. Grows and is not efficient.
That is, in the conventional DPP method and LAGDPP method, in order to realize a long pulse of EUV radiation, as in Patent Document 6 or Patent Document 7, the plasma heating and compression process and the compression maintaining process are controlled separately. However, it is necessary to adopt a method of supplying energy to the discharge space so that the plasma current value after the plasma reaches the pinch state is larger than the plasma current value before the plasma reaches the pinch state. I don't get it.

ところで、電流の自己磁場による圧縮圧力をPB 、プラズマの圧力Pp とするとき、電流の閾値を、
B ≧Pp (105)
となるような値Ip2に設定し、自己磁場により低温プラズマガスを弱く圧縮する(低温プラズマガスが膨張してイオン密度が減少しない程度に維持される)ような電流値とした場合においても、EUV放射のロングパルス化を実現できる。
なお、上記閾値Ip2は、低温プラズマガス(プラズマ内のイオン密度が1017〜1020cm-3程度、電子温度が1eV以下程度)の電子温度を20〜30eVもしくはそれ以上に加熱することが可能なエネルギーを有する電流値でもある。
By the way, when the compression pressure by the current self-magnetic field is P B and the plasma pressure P p ,
P B ≧ P p (105)
Even when the current value is set such that the low-temperature plasma gas is weakly compressed by the self-magnetic field and maintained at such a level that the low-temperature plasma gas expands and the ion density does not decrease. Long pulse of radiation can be realized.
The threshold value Ip2 can heat the electron temperature of the low-temperature plasma gas (the ion density in the plasma is about 10 17 to 10 20 cm −3 and the electron temperature is about 1 eV or less) to 20 to 30 eV or more. It is also a current value having a large energy.

図8は非ピンチ方式の場合のプラズマ電流、低温プラズマ半径、EUV放射を説明する図であり、以下、図8を用いて非ピンチ方式について説明する。
電極間に電力が供給され、t=t0 の時点で放電が開始し電流が流れ始める(図8(a))。電流Iが閾値Ip2に到達した時点tpにおいて、放電チャンネルの断面サイズは、電流の自己磁場の影響を受け細くなっている。なお、マルチピンチ効果を使用する場合の電流の閾値Ipと上記閾値Ip2を比較すると、Ip>Ip2となるので、放電チャンネルの断面サイズは、マルチピンチ効果を使用する場合よりは大きい。
一方、上記した時点tpにおいて、マルチピンチ効果を使用する場合と同様、EUV放射条件に相当するイオン密度であって電子温度の低い低温プラズマガスが放電領域を流れる細い放電チャンネルに選択的に到達するようにする。なお、上記と同様、低温プラズマガスは、細い放電チャンネルに対して選択的に連続供給されるように構成する。
FIG. 8 is a diagram for explaining the plasma current, the low temperature plasma radius, and the EUV radiation in the case of the non-pinch method. Hereinafter, the non-pinch method will be described with reference to FIG.
Electric power is supplied between the electrodes, and discharge starts and current starts flowing at time t = t 0 (FIG. 8A). At the time point tp when the current I reaches the threshold value Ip2, the cross-sectional size of the discharge channel is reduced by the influence of the current self-magnetic field. When the current threshold value Ip when the multi-pinch effect is used and the threshold value Ip2 are compared, Ip> Ip2, so that the cross-sectional size of the discharge channel is larger than when the multi-pinch effect is used.
On the other hand, at the time point tp described above, as in the case of using the multi-pinch effect, a low-temperature plasma gas having an ion density corresponding to EUV radiation conditions and a low electron temperature selectively reaches a narrow discharge channel flowing in the discharge region. Like that. As described above, the low temperature plasma gas is configured to be selectively supplied continuously to the thin discharge channel.

細い放電チャンネルに供給された低温プラズマガスは、閾値Ip2以上の値の電流により、ほとんど圧縮されることなく、当該低温プラズマガスが膨張してイオン密度が減少しない程度に維持された状態で加熱されて高温プラズマとなり、この高温プラズマからEUVが放射される。すなわち、低温プラズマガスのイオン密度は当初からEUV放射条件を満足しているので、イオン濃度を維持しながら加熱することにより、EUVの放射が実現される、(図6の(II)の経路)
よって、従来のDPP方式、LAGDPP方式のような大電流ではなく、比較的小電流を放電領域に流してもEUV放射が可能となる。また、従来のように、放電電流の高速短パルス化を実施せずとも、効率的にプラズマにエネルギーを入力(すなわち、加熱)することが可能となる。よって、放電電流パルスを従来と比較して長く設定することが可能となる。
The low-temperature plasma gas supplied to the narrow discharge channel is heated in a state where the low-temperature plasma gas is maintained at such a level that the low-temperature plasma gas expands and the ion density does not decrease by being compressed with a current having a threshold value Ip2 or more. It becomes high temperature plasma, and EUV is radiated from this high temperature plasma. That is, since the ion density of the low-temperature plasma gas satisfies the EUV radiation conditions from the beginning, EUV radiation is realized by heating while maintaining the ion concentration (path (II) in FIG. 6).
Therefore, EUV radiation can be performed even when a relatively small current is passed through the discharge region instead of a large current as in the conventional DPP method and LAGDPP method. Further, energy can be efficiently input (that is, heated) to the plasma without performing a high-speed and short pulse discharge current as in the prior art. Therefore, the discharge current pulse can be set longer than the conventional one.

ここで、放電チャンネルの周囲には低温プラズマガスの定常流が存在するので、放電チャンネルには、所定のイオン密度を有する低温プラズマガスが定常的に供給される。よって、放電電流が継続している間、放電チャンネル内で低温プラズマガスの加熱が維持され、EUV放射が継続する。(図8の(b)(c))
この場合においても、電流の高速短パルス化を必要としないので、放電電流パルスを従来と比較して長く設定することが可能となる。すなわち、連続的な低温プラズマガスの加熱および高温プラズマの生成を長期間維持することができるので、EUV放射のロングパルス化を実現することができる。
本方式では、電流の閾値Ip2を、自己磁場により低温プラズマガスを弱く圧縮する(低温プラズマガスが膨張してイオン密度が減少しない程度に維持される)ような電流値としているので、低温プラズマは、見かけ上収縮せずに加熱されて、高温プラズマとなる。よって、本方式を以下、非ピンチ方式と呼ぶことにする。
Here, since a steady flow of the low temperature plasma gas exists around the discharge channel, the low temperature plasma gas having a predetermined ion density is constantly supplied to the discharge channel. Therefore, while the discharge current continues, heating of the low temperature plasma gas is maintained in the discharge channel, and EUV radiation continues. ((B) and (c) of FIG. 8)
Even in this case, it is not necessary to shorten the current at high speed, so that the discharge current pulse can be set longer than in the prior art. That is, since continuous heating of the low temperature plasma gas and generation of the high temperature plasma can be maintained for a long period of time, it is possible to realize a long pulse of EUV radiation.
In this method, the current threshold Ip2 is set to such a current value that the low temperature plasma gas is weakly compressed by the self-magnetic field (maintained so that the low temperature plasma gas expands and the ion density does not decrease). It is heated without apparently shrinking, and becomes high-temperature plasma. Therefore, this method is hereinafter referred to as a non-pinch method.

ここで、前述したマルチピンチ方式であるか非ピンチ方式であるかは、駆動電流値が同じであれば放電チャンネルの太さにより定まり、放電電極の形状、照射するレーザ光のビーム径等を選択して、放電チャンネルが細くなるようにすればマルチピンチ方式となり、放電チャンネルが太くなるようにすれば非ピンチ方式となる。
なお、非ピンチ方式においては、放電チャンネルの径がマルチピンチ方式よりも大きいので、高温プラズマのサイズもマルチピンチ方式より大きくなる。すなわち、EUV放射源としてのサイズがマルチピンチ方式より大きくなるので、本発明を露光用EUV光源装置に適用する場合は、非ピンチ方式よりもマルチピンチ方式を採用したほうが、EUV放射源のサイズをより小さくできるので好ましい。
Here, whether the multi-pinch method or the non-pinch method is determined by the thickness of the discharge channel if the drive current value is the same, and the shape of the discharge electrode, the beam diameter of the laser beam to be irradiated, etc. are selected. If the discharge channel is made thinner, the multi-pinch method is used, and if the discharge channel is made thicker, the non-pinch method is used.
In the non-pinch method, since the diameter of the discharge channel is larger than that of the multi-pinch method, the size of the high-temperature plasma is also larger than that of the multi-pinch method. That is, since the size of the EUV radiation source is larger than that of the multi-pinch method, when the present invention is applied to an EUV light source apparatus for exposure, the size of the EUV radiation source is reduced by adopting the multi-pinch method rather than the non-pinch method. This is preferable because it can be made smaller.

EUV光の取り出しをマルチピンチ方式で行う場合、同等のエネルギー変換効率で同等のEUV出力を1回のピンチで取り出す場合と比べて、一回のピンチにおけるピークパワー入力が小さくなる。従って、電極へのピークパワー入力を抑えることが可能になり、電極のスパッタリングによるデブリ発生を低減させることができる。また、一回のピンチにおけるEUVの発光に寄与するイオンの数は少ない。従って光源サイズを小さくできるので、露光光学系の設計において有利になる。   When the EUV light is extracted by the multi-pinch method, the peak power input in one pinch is smaller than in the case where the same EUV output is extracted with a single pinch with the same energy conversion efficiency. Therefore, it becomes possible to suppress the peak power input to the electrode, and the generation of debris due to sputtering of the electrode can be reduced. In addition, the number of ions contributing to EUV emission in one pinch is small. Accordingly, the light source size can be reduced, which is advantageous in designing the exposure optical system.

以上のように、本発明においては以下のようにしてEUV放射のロングパルス化を実現する。
(i)あらかじめ、放電領域に細い放電チャンネルを生成する。
(ii)放電領域外で、固体または液体の高温プラズマ原料にエネルギービームを照射して気化させ、EUV放射条件に相当するイオン密度あって電子温度の低い低温プラズマガス(図6の燃料蒸気:イオン密度が1017〜1020cm-3程度、電子温度が1eV以下程度)を形成する。
(iii)そして、放電電流の値が所定の閾値(IpまたはIp2)に到達した時点で、上記低温プラズマガスが上記細い放電チャンネルに到達するように、細い放電チャンネルに対して、選択的に低温プラズマガスの定常流を供給する。その結果、低温プラズマに放電が作用して電子温度が上昇し、図6の経路IIを通過して、EUV放射条件を満たした高温プラズマが形成されEUV放射が発生する。
(iv)ここで、あらかじめ形成した放電チャンネルに対して低温プラズマガスを供給するので、放電電流パルスは大電流・高速短パルスである必要はなく、電流パルスを従来の電流パルスより立ち上がりの遅いロングパルスとしても差し支えない。EUV放射は、ある程度細い放電チャンネルが持続する間、継続する。よって、放電電流パルスが従来のDPP方式、LAGDPP方式より長くなるように放電回路を構成して放電電流パルスをロングパルス化することにより、細い放電チャンネルの持続時間を従来と比較して長くすることが可能となり、その結果EUV放射のロングパルス化が実現される。
(v)なお、マルチピンチ方式とし、電流の閾値をIpとなるように設定したときは、放電電流パルスが継続している時間内において、細い放電チャンネルの径は脈動するものの相対的に細い状態に保たれたまま、低温プラズマのピンチが繰り返し行われ、EUV放射が発生する。
また、非ピンチ方式として、電流の閾値をIp2となるように設定したときは、放電電流パルスが継続している時間内において、細い放電チャンネルの径はマルチピンチ方式の場合よりは太いものの相対的に細い状態に保たれたまま、低温プラズマの加熱が持続し、EUV放射に必要なプラズマの温度および密度が維持されて、EUV放射が発生する。
なお、非ピンチ方式においては、前述したように、放電チャンネルの径がマルチピンチ方式よりも大きいので、高温プラズマのサイズもマルチピンチ方式より大きくなる。
As described above, in the present invention, a long pulse of EUV radiation is realized as follows.
(I) A narrow discharge channel is generated in advance in the discharge region.
(Ii) Outside a discharge region, a solid or liquid high temperature plasma raw material is irradiated with an energy beam and vaporized, and a low temperature plasma gas having an ion density corresponding to EUV radiation conditions and a low electron temperature (fuel vapor: ion in FIG. 6) A density of about 10 17 to 10 20 cm −3 and an electron temperature of about 1 eV or less).
(Iii) When the value of the discharge current reaches a predetermined threshold (Ip or Ip2), the low temperature plasma is selectively cooled to a low temperature so that the low temperature plasma gas reaches the thin discharge channel. Supply a steady flow of plasma gas. As a result, the discharge acts on the low temperature plasma, the electron temperature rises, passes through the path II in FIG. 6, forms high temperature plasma that satisfies the EUV radiation conditions, and generates EUV radiation.
(Iv) Here, since the low temperature plasma gas is supplied to the discharge channel formed in advance, the discharge current pulse does not have to be a large current, a high speed, and a short pulse, and the current pulse has a longer rise time than the conventional current pulse. It can be a pulse. EUV radiation continues as long as a somewhat narrow discharge channel persists. Therefore, the discharge circuit is configured such that the discharge current pulse is longer than that of the conventional DPP method and LAGDPP method, and the discharge current pulse is made longer, thereby making the duration of the narrow discharge channel longer than the conventional one. As a result, a long pulse of EUV radiation is realized.
(V) When the multi-pinch method is used and the current threshold is set to be Ip, the diameter of the thin discharge channel pulsates within the time when the discharge current pulse continues, but it is relatively thin. In this state, pinching of the low temperature plasma is repeatedly performed, and EUV radiation is generated.
When the current threshold is set to be Ip2 as a non-pinch method, the diameter of the thin discharge channel is relatively larger than that of the multi-pinch method within the time when the discharge current pulse continues. While maintaining a very thin state, the heating of the low temperature plasma is continued, the temperature and density of the plasma necessary for EUV radiation are maintained, and EUV radiation is generated.
In the non-pinch method, as described above, since the diameter of the discharge channel is larger than that of the multi-pinch method, the size of the high temperature plasma is also larger than that of the multi-pinch method.

以上に基づき、本発明においては、以下のようにして前記課題を解決する。
(1)液体または固体の原料を供給する原料供給手段と、第1のエネルギービームを上記原料に照射して当該原料を気化する第1のエネルギービーム照射手段と、気化された上記原料を放電により上記容器内で加熱励起し高温プラズマを発生させるための、所定距離だけ離間した一対の電極と、電極にパルス電力を供給するパルス電力供給手段と、上記一対の電極による放電の放電領域内で生成された上記高温プラズマから放射される極端紫外光を集光する集光光学手段と、上記集光される極端紫外光を取り出す極端紫外光取出部とを有する極端紫外光光源装置において、電力が印加された電極間に第2のエネルギービームを照射することにより、上記放電領域内で放電を始動し、かつ、放電領域の所定の位置に放電経路を画定する第2のエネルギービーム照射手段を設ける。
上記第1のエネルギービーム照射手段は、上記放電領域を除く空間であって、上記気化された原料が放電領域に到達できる空間内に供給された原料に対して、第1のエネルギービームを照射する。
(2)液体または固体の原料を供給する原料供給手段と、第1のエネルギービームを上記原料に照射して当該原料を気化する第1のエネルギービーム照射手段と、気化された上記原料を放電により上記容器内で加熱励起し高温プラズマを発生させるための、所定距離だけ離間した一対の電極と、電極に1μs以上のパルス電力を供給するパルス電力供給手段と、上記一対の電極による放電の放電領域内で生成された上記高温プラズマから放射される極端紫外光を集光する集光光学手段と、上記集光される極端紫外光を取り出す極端紫外光取出部とを有する極端紫外光光源装置において、電力が印加された電極間に第2のエネルギービームを照射することにより、上記放電領域内で放電を始動し、かつ、放電領域の所定の位置に放電経路を画定する第2のエネルギービーム照射手段を設ける。
上記第1のエネルギービーム照射手段は、上記放電経路外の空間であって、気化された原料が放電経路に到達できる空間内に配置された原料に、第1のエネルギービームを照射し、上記電極間に放電経路が画定された後、上記放電経路に、イオン密度が極端紫外光放射条件におけるイオン密度にほぼ等しい原料ガスを供給する。
(3)上記(1)(2)において、第1のエネルギービーム照射手段と第2のエネルギービーム照射手段は、空間密度分布が所定の分布である気化した原料の少なくとも一部が放電領域に到達したタイミングで、放電領域で発生した放電の放電電流が所定の閾値以上であるように、各々の動作タイミングを設定する。
(4)上記(1)(2)(3)において、原料供給手段による原料供給は、原料をドロップレット状にして重力方向に滴下することより行われる。
(5)上記(1)(2)(3)において、原料供給手段による原料供給は、上記原料を線状原料として、当該線状原料を連続的に移動することにより行われる。
(6)上記(1)(2)(3)において、原料供給手段が原料供給円盤を備え、原料供給手段による原料供給は、上記原料を液体原料として、当該液体原料を上記原料供給円盤に供給し、上記液体原料が供給された原料供給円盤を回転させて上記原料供給円盤の液体原料の供給部をエネルギービームの照射位置まで移動させることにより行われる。
(7)上記(1)(2)(3)において、上記原料供給手段がキャピラリーを備え、原料供給手段による原料供給は、上記原料を液体原料として、当該液体原料を上記キャピラリーを介してエネルギービームの照射位置に供給することにより行われる。
(8)上記(1)(2)(3)において、原料のエネルギービーム照射位置に管状ノズルを設け、エネルギービームの照射により気化した原料の少なくとも一部を上記管状ノズルより噴出させる。
(9)上記(8)において、管状ノズルの内部の一部に狭窄部を設ける。
(10)上記(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)において、放電領域に対して、上記一対の電極間で発生する放電方向と略平行に磁場を印加する磁場印加手段を更に設ける。
(11)上記(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)(10)において、上記一対の電極を円盤状の電極とし、電極表面における放電発生位置が変化するように回転駆動する。
(12)上記(11)において、上記円盤状である一対の電極は、両電極の周縁部のエッジ部分が、所定距離だけ離間して互いに向かい合うように配置されている。
(13)上記(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)(10)(11)(12)において、エネルギービームとしてレーザビームを用いる。
(14)内部に一対の電極を含む容器内に供給される極端紫外光を放射させるための液体または固体の原料に第1のエネルギービームを照射して気化し、気化された上記原料を上記一対の電極による放電により加熱励起して高温プラズマを生成して極端紫外光を発生させる極端紫外光発生方法において、上記第1のエネルギービームを、上記放電領域を除く空間であって、上記気化された原料が放電領域に到達できる空間内に供給された原料に対して照射し、放電領域に照射される第2のエネルギービームにより、上記一対の電極による放電の放電領域内で放電を始動させ、かつ、放電領域の所定の位置に放電経路を画定する。
(15)内部に一対の電極を含む容器内に供給される極端紫外光を放射させるための液体または固体の原料に第1のエネルギービームを照射して気化し、気化された上記原料を上記一対の電極による放電により加熱励起して高温プラズマを生成して極端紫外光を発生させる極端紫外光発生方法において、上記第1のエネルギービームは、上記放電領域を除く空間であって、上記気化された原料が放電領域に到達できる空間内に供給された原料に対して照射し、放電領域に照射される第2のエネルギービームにより、上記一対の電極による放電の放電領域内で放電が始動され、かつ、放電領域の所定の位置に放電経路を画定し、上記電極間に放電経路が画定された後、上記第1のエネルギービームにより、上記放電経路に、イオン密度が極端紫外光放射条件におけるイオン密度にほぼ等しい原料ガスを供給し、放電により、上記原料ガスを極端紫外光放射条件を満たす温度まで加熱し、連続的に200ns以上の極端紫外光を発生させる。
(16)上記(15)において、空間密度分布が所定の分布である気化した原料の少なくとも一部が放電領域に到達したタイミングで、放電領域で発生した放電の放電電流が所定の閾値以上であるように、第1のエネルギービームと第2のエネルギービームの照射タイミングをそれぞれ設定する。
(17)上記(16)において、放電開始タイミングの時間データと放電電流が所定の閾値に到達するタイミングの時間データを取得し、両時間データに基づき、第1のエネルギービームと第2のエネルギービームの照射タイミングを修正する。
(18)上記(16)(17)において、照射タイミングが設定された第1のエネルギービームと第2のエネルギービームの照射に先んじて、第1のエネルギービームを上記原料に1回以上照射する。
Based on the above, in the present invention, the above-described problem is solved as follows.
(1) Raw material supply means for supplying a liquid or solid raw material, first energy beam irradiation means for irradiating the raw material with a first energy beam to vaporize the raw material, and discharging the vaporized raw material by discharge Generated in a discharge region of a discharge by a pair of electrodes separated by a predetermined distance, pulse power supply means for supplying pulse power to the electrodes, and a pair of electrodes for generating heat plasma by heating excitation in the container In an extreme ultraviolet light source device having condensing optical means for condensing extreme ultraviolet light emitted from the high-temperature plasma and an extreme ultraviolet light extraction unit for extracting the condensed extreme ultraviolet light, electric power is applied. By irradiating a second energy beam between the formed electrodes, a discharge is started in the discharge region and a second path that defines a discharge path at a predetermined position in the discharge region. Energy provided beam irradiation means.
The first energy beam irradiating means irradiates a first energy beam to a material supplied into a space excluding the discharge region, where the vaporized material can reach the discharge region. .
(2) Raw material supply means for supplying a liquid or solid raw material, first energy beam irradiation means for irradiating the raw material with a first energy beam to vaporize the raw material, and discharging the vaporized raw material by discharge A pair of electrodes separated by a predetermined distance for generating heat plasma by heating and exciting in the container, pulse power supply means for supplying pulse power of 1 μs or more to the electrodes, and a discharge region of discharge by the pair of electrodes In an extreme ultraviolet light source device having condensing optical means for condensing extreme ultraviolet light radiated from the high temperature plasma generated inside, and an extreme ultraviolet light extraction unit for extracting the collected extreme ultraviolet light, By irradiating the second energy beam between the electrodes to which power is applied, discharge is started in the discharge region, and a discharge path is defined at a predetermined position in the discharge region. Providing a second energy beam irradiation means that.
The first energy beam irradiating means irradiates a source material disposed in a space outside the discharge path, where the vaporized source material can reach the discharge path, with the first energy beam, and the electrode After a discharge path is defined between them, a source gas having an ion density substantially equal to the ion density under extreme ultraviolet light emission conditions is supplied to the discharge path.
(3) In the above (1) and (2), the first energy beam irradiating means and the second energy beam irradiating means are configured such that at least a part of the vaporized material having a predetermined spatial density distribution reaches the discharge region. Each operation timing is set so that the discharge current of the discharge generated in the discharge region is equal to or greater than a predetermined threshold.
(4) In the above (1), (2) and (3), the raw material supply by the raw material supply means is performed by dropping the raw material into a droplet shape in the direction of gravity.
(5) In the above (1), (2), and (3), the raw material supply by the raw material supply means is performed by continuously moving the linear raw material using the raw material as a linear raw material.
(6) In the above (1), (2) and (3), the raw material supply means includes a raw material supply disk, and the raw material supply by the raw material supply means supplies the liquid raw material to the raw material supply disk as the raw material. The raw material supply disk supplied with the liquid raw material is rotated to move the liquid raw material supply unit of the raw material supply disk to the irradiation position of the energy beam.
(7) In the above (1), (2), and (3), the raw material supply means includes a capillary, and the raw material supply by the raw material supply means uses the raw material as a liquid raw material and the liquid raw material through the capillary as an energy beam. It is performed by supplying to the irradiation position.
(8) In the above (1), (2), and (3), a tubular nozzle is provided at the energy beam irradiation position of the raw material, and at least a part of the raw material vaporized by the energy beam irradiation is ejected from the tubular nozzle.
(9) In the above (8), a narrowed portion is provided in a part of the inside of the tubular nozzle.
(10) In the above (1), (2), (3), (4), (5), (6), (7), and (8), the discharge region is substantially parallel to the discharge direction generated between the pair of electrodes. Magnetic field applying means for applying a magnetic field is further provided.
(11) In the above (1), (2), (3), (4), (5), (6), (7), (8), (9), and (10), the pair of electrodes are disk-shaped electrodes, It is rotationally driven so that the discharge generation position changes.
(12) In the above (11), the pair of disc-shaped electrodes are arranged such that the edge portions of the peripheral portions of both electrodes face each other with a predetermined distance apart.
(13) In the above (1), (2), (3), (4), (5), (6), (7), (8), (9), (10), (11), and (12), a laser beam is used as the energy beam.
(14) A liquid or solid raw material for radiating extreme ultraviolet light supplied into a container including a pair of electrodes therein is irradiated with a first energy beam to vaporize the vaporized raw material. In an extreme ultraviolet light generation method for generating extreme ultraviolet light by generating heat by exciting with an electrode discharge to generate high-temperature plasma, the first energy beam is in a space excluding the discharge region and is vaporized. Irradiating the raw material supplied in the space where the raw material can reach the discharge region, and starting the discharge in the discharge region of the discharge by the pair of electrodes by the second energy beam irradiated to the discharge region; and A discharge path is defined at a predetermined position in the discharge region.
(15) A liquid or solid raw material for radiating extreme ultraviolet light supplied into a container including a pair of electrodes therein is irradiated with a first energy beam to vaporize, and the pair of vaporized raw materials is used. In the extreme ultraviolet light generation method of generating extreme ultraviolet light by generating heat by exciting by discharge with an electrode, the first energy beam is a space excluding the discharge region and is vaporized. The raw material is irradiated to the raw material supplied in a space where the raw material can reach the discharge region, and the discharge is started in the discharge region of the discharge by the pair of electrodes by the second energy beam irradiated to the discharge region, and A discharge path is defined at a predetermined position in the discharge region, and after the discharge path is defined between the electrodes, an ion density is extremely purple in the discharge path by the first energy beam. Supplying a substantially equal raw material gas to the ion density in the light emitting condition, the discharge, the raw material gas is heated to extreme ultraviolet radiation satisfying temperature, to continuously generate more extreme ultraviolet light 200 ns.
(16) In the above (15), the discharge current of the discharge generated in the discharge region is greater than or equal to a predetermined threshold at a timing when at least a part of the vaporized material having a predetermined spatial density distribution reaches the discharge region. As described above, the irradiation timings of the first energy beam and the second energy beam are respectively set.
(17) In the above (16), the time data of the discharge start timing and the time data of the timing at which the discharge current reaches a predetermined threshold value are acquired, and the first energy beam and the second energy beam are obtained based on both time data. Correct the irradiation timing.
(18) In the above (16) and (17), prior to the irradiation of the first energy beam and the second energy beam for which the irradiation timing is set, the first energy beam is irradiated to the raw material at least once.

本発明においては、以下の効果を得ることができる。
(1)第1のエネルギービームの強度、照射方向を適宜設定することにより、放電領域における気化した高温プラズマ原料の空間密度分布を所定の分布に設定することが可能となる。
また、第2のエネルギービームを放電領域の所定の位置に照射することにより、放電チャンネルの位置を画定することが可能となり、EUV放射の発生点の位置安定性を向上させることができる。さらに、第2のエネルギービームの照射タイミングを制御することにより、放電の開始タイミングを制御することが可能となる。
(2)第1のエネルギービームの照射により、空間密度分布が所定の分布である気化した原料の少なくとも一部が放電領域に到達し、かつ、放電領域で発生した放電の放電電流が所定の閾値以上となるタイミングで第2のエネルギービームが照射されるように、第1のエネルギービームと第2のエネルギービームの照射タイミングを設定することにより、効率のよいEUV放射が可能となる。
(3)放電領域に対して、上記一対の電極間で発生する放電方向と略平行に磁場を印加する磁場印加手段を設けることにより、EUVを放射する高温プラズマのサイズを小さくすることができ、EUVの放射時間を長くすることが可能となる。
(4)一対の電極を円盤状の電極とし、電極表面における放電発生位置が変化するように回転駆動することにより、電極の磨耗スピードが減少させ、電極の長寿命化が可能となる。
(5)放電開始タイミングの時間データと放電電流が所定の閾値に到達するタイミングの時間データを取得し、両時間データに基づき、第1のエネルギービームと第2のエネルギービームの照射タイミングを修正することにより、確実に効率のよいEUV放射を実現することができる。
(6)照射タイミングが設定された第1のエネルギービームと第2のエネルギービームの照射に先んじて、第1のエネルギービームを上記原料に1回以上照射することにより、放電電極間で放電が発生しやすくなり、所望のタイミングで確実に放電を発生させることができる。
(7)予め放電領域に細い放電チャンネルを生成し、放電領域外から、この細い放電チャンネルに対してEUV放射条件に相当するイオン密度あって電子温度の低い低温プラズマガスの定常流を選択的に供給し、低温プラズマガスに放電を作用させ、EUV放射を発生させているので、放電電流は従来のDPP方式、LAGDPP方式のような大電流である必要はなく、比較的小電流を放電領域に流してもEUV放射が可能となる。
また、従来のように、放電電流の高速短パルス化を実施せずとも、効率的にプラズマにエネルギーを入力することが可能となる。よって、放電電流パルスを従来と比較して長く設定することが可能となる。
また、放電電流パルスが従来のDPP方式、LAGDPP方式より長くなるように放電回路を構成して放電電流パルスをロングパルス化することにより、細い放電チャンネルの持続時間を従来と比較して長くすることが可能となり、その結果EUV放射のロングパルス化が実現される。
例えば、放電チャンネルの継続時間を少なくとも1μs以上にしたとき、放電チャンネルが継続する時間を確実に200nsより長くすることができる。すなわち、放電チャンネルの継続時間を1μs以上に設定すると、確実にEUV放射の継続時間を、従来のEUV放射の継続時間(200ns)より長くすることが可能となる。
In the present invention, the following effects can be obtained.
(1) By appropriately setting the intensity and irradiation direction of the first energy beam, the spatial density distribution of the vaporized high-temperature plasma raw material in the discharge region can be set to a predetermined distribution.
In addition, by irradiating a predetermined position in the discharge region with the second energy beam, the position of the discharge channel can be defined, and the position stability of the generation point of EUV radiation can be improved. Furthermore, the discharge start timing can be controlled by controlling the irradiation timing of the second energy beam.
(2) Upon irradiation with the first energy beam, at least a part of the vaporized material having a predetermined spatial density distribution reaches the discharge region, and the discharge current of the discharge generated in the discharge region is a predetermined threshold value. By setting the irradiation timings of the first energy beam and the second energy beam so that the second energy beam is irradiated at the timing described above, efficient EUV radiation can be performed.
(3) By providing a magnetic field application means for applying a magnetic field substantially parallel to the discharge direction generated between the pair of electrodes with respect to the discharge region, the size of the high-temperature plasma that emits EUV can be reduced, It is possible to increase the EUV radiation time.
(4) The pair of electrodes are disk-like electrodes and are rotationally driven so that the discharge generation position on the electrode surface changes, thereby reducing the wear speed of the electrodes and extending the life of the electrodes.
(5) The time data of the discharge start timing and the time data of the timing at which the discharge current reaches a predetermined threshold are acquired, and the irradiation timings of the first energy beam and the second energy beam are corrected based on both time data. By this, it is possible to reliably realize efficient EUV radiation.
(6) Prior to the irradiation of the first energy beam and the second energy beam for which the irradiation timing is set, the first energy beam is irradiated to the raw material at least once to generate discharge between the discharge electrodes. Therefore, it is possible to reliably generate a discharge at a desired timing.
(7) A narrow discharge channel is previously generated in the discharge region, and a steady flow of a low-temperature plasma gas having an ion density corresponding to EUV radiation conditions and a low electron temperature is selectively applied to the thin discharge channel from outside the discharge region. Since the EUV radiation is generated by supplying a discharge to the low temperature plasma gas, the discharge current does not need to be a large current as in the conventional DPP method and the LAGDPP method, and a relatively small current is supplied to the discharge region. EUV radiation is possible even if it is flowed.
Further, it is possible to efficiently input energy to the plasma without reducing the discharge current at a high speed and with a short pulse as in the prior art. Therefore, the discharge current pulse can be set longer than the conventional one.
In addition, the discharge circuit is configured so that the discharge current pulse is longer than that of the conventional DPP method and LAGDPP method, and the discharge current pulse is made longer, thereby making the duration of the narrow discharge channel longer than the conventional one. As a result, a long pulse of EUV radiation is realized.
For example, when the duration of the discharge channel is at least 1 μs or longer, the duration of the discharge channel can be reliably made longer than 200 ns. That is, if the duration of the discharge channel is set to 1 μs or more, the duration of EUV radiation can be reliably made longer than the duration of conventional EUV radiation (200 ns).

(8)ロングパルス化において、放電電流が従来のDPP方式、LAGDPP方式のような大電流である必要はなく、また、放電電流の高速短パルス化を実施する必要はない。従って、電極に与える熱負荷を従来と比較して小さくすることが可能となり、デブリの発生を抑制することが可能となる。
(9)従来のロングパルス化技術のように、高温プラズマのピンチ状態を維持するようにプラズマ電流波形を制御する必要がないので、放電空間に大電流を流す必要がない。また、ピンチ効果を維持するために、プラズマ電流の波形を変化させる必要がないので、高精度な同期制御や電流制御を必要としない。
(10)放電経路(放電チャンネル)に放電経路固定用エネルギービームを照射し、該エネルギービームにより放電経路を固定することにより、EUV放射の発生点の位置安定性を向上させることができる。
(8) In the long pulse, the discharge current does not need to be a large current as in the conventional DPP method and the LAGDPP method, and it is not necessary to perform a high-speed and short pulse of the discharge current. Therefore, it is possible to reduce the thermal load applied to the electrodes as compared with the conventional case, and it is possible to suppress the generation of debris.
(9) Unlike the conventional long pulse technology, it is not necessary to control the plasma current waveform so as to maintain the pinch state of the high temperature plasma, and therefore it is not necessary to flow a large current in the discharge space. Further, since it is not necessary to change the waveform of the plasma current in order to maintain the pinch effect, high-precision synchronous control and current control are not required.
(10) By irradiating the discharge path (discharge channel) with the energy beam for fixing the discharge path and fixing the discharge path with the energy beam, the position stability of the generation point of EUV radiation can be improved.

1.実施例
図9、図10に、本発明の実施例の極端紫外光(EUV)光源装置の構成(断面図)を示す。図9は本実施例のEUV光源装置の正面図であり、EUV放射は同図左側から取り出される。図10は、本実施例のEUV光源装置の上面図である。
図9、図10に示すEUV光光源装置は、放電容器であるチャンバ1を有する。チャンバ1は、開口を有する隔壁1cを介して、大きく2つの空間に分割される。一方の空間には放電部が配置される。放電部は、EUV放射種を含む高温プラズマ原料を加熱して励起する加熱励起手段である。放電部は、一対の電極11,12等により構成される。
1. Embodiments FIG. 9 and FIG. 10 show the configuration (cross-sectional view) of an extreme ultraviolet (EUV) light source device according to an embodiment of the present invention. FIG. 9 is a front view of the EUV light source apparatus of this embodiment, and EUV radiation is extracted from the left side of the figure. FIG. 10 is a top view of the EUV light source apparatus of the present embodiment.
The EUV light source device shown in FIGS. 9 and 10 has a chamber 1 that is a discharge vessel. The chamber 1 is roughly divided into two spaces via a partition wall 1c having an opening. A discharge part is arranged in one space. The discharge unit is a heating excitation unit that heats and excites a high-temperature plasma raw material containing EUV radiation species. The discharge part is composed of a pair of electrodes 11, 12 and the like.

他方の空間には、高温プラズマ原料が加熱励起されて生成した高温プラズマから放出されるEUV光を集光して、チャンバ1に設けられたEUV取出部7より図示を省略した露光装置の照射光学系へ導くEUV集光鏡2、および、放電によるプラズマ生成の結果生じるデブリがEUV光の集光部へ移動するのを抑制するためのデブリトラップが配置される。本実施例においては、図9、図10に示すようにデブリトラップは、ガスカーテン13bならびにホイルトラップ3から構成される。
以下、放電部が配置される空間を放電空間1a、EUV集光鏡が配置される空間を集光空間1bと呼ぶことにする。
In the other space, EUV light emitted from high-temperature plasma generated by heating and exciting the high-temperature plasma raw material is collected, and irradiation optics of an exposure apparatus not shown from the EUV extraction section 7 provided in the chamber 1 is used. An EUV collector mirror 2 that leads to the system, and a debris trap for suppressing debris generated as a result of plasma generation by discharge from moving to the EUV light collector are disposed. In the present embodiment, as shown in FIGS. 9 and 10, the debris trap includes a gas curtain 13 b and a foil trap 3.
Hereinafter, the space in which the discharge unit is disposed is referred to as a discharge space 1a, and the space in which the EUV collector mirror is disposed is referred to as a condensing space 1b.

放電空間1aには真空排気装置4、集光空間1bには真空排気装置5が連結される。なお、ホイルトラップ3は、例えば、ホイルトラップ保持用隔壁3aによりチャンバ1の集光空間1b内に保持される。すなわち、図9、図10に示す例では、集光空間1bはホイルトラップ保持用隔壁3aにより、さらに2つの空間に分割されている。
なお、図9、図10においては、放電部がEUV集光部より大きいように示されているが、これは理解を容易にするためであり、実際の大小関係は図9、図10の通りではない。実際は、EUV集光部が放電部より大きい。すなわち、集光空間1bが放電空間1aより大きい。
A vacuum exhaust device 4 is connected to the discharge space 1a, and a vacuum exhaust device 5 is connected to the condensing space 1b. The foil trap 3 is held in the light collection space 1b of the chamber 1 by, for example, a foil trap holding partition wall 3a. That is, in the example shown in FIGS. 9 and 10, the condensing space 1b is further divided into two spaces by the foil trap holding partition 3a.
In FIGS. 9 and 10, the discharge part is shown to be larger than the EUV condensing part, but this is for ease of understanding, and the actual magnitude relationship is as shown in FIGS. is not. Actually, the EUV collector is larger than the discharge part. That is, the condensing space 1b is larger than the discharge space 1a.

以下、本実施例のEUV光源装置の各部及びその動作について説明する。
(1)放電部
放電部は、金属製の円盤状部材である第1の放電電極11、同じく金属製の円盤状部材である第2の放電電極12とからなる。第1および第2の放電電極11,12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り、所定距離だけ離間して互いに向かい合うように配置される。ここで、2つの電極11,12のうち一方が接地側電極であり、他方が高電圧側電極である。
両電極11,12の表面は同一平面上に配置してもよいが、図10に示すように、放電が発生しやすいように、電力印加時に電界が集中する周縁部のエッジ部分が、所定距離だけ離間して互いに向かい合うように配置することが好ましい。すなわち、各電極表面を含む仮想平面が交差するように各電極を配置することが好ましい。なお上記所定距離は、両電極の周縁部のエッジ部分間距離が最も短い部分での距離である。
Hereinafter, each part and operation | movement of the EUV light source device of a present Example are demonstrated.
(1) Discharge part A discharge part consists of the 1st discharge electrode 11 which is a metal disk-shaped member, and the 2nd discharge electrode 12 which is also a metal disk-shaped member. The first and second discharge electrodes 11 and 12 are made of, for example, a refractory metal such as tungsten, molybdenum, or tantalum, and are disposed to face each other with a predetermined distance therebetween. Here, one of the two electrodes 11 and 12 is a ground side electrode, and the other is a high voltage side electrode.
Although the surfaces of both electrodes 11 and 12 may be arranged on the same plane, as shown in FIG. 10, the edge portion of the peripheral portion where the electric field concentrates when applying electric power has a predetermined distance so that electric discharge is likely to occur. It is preferable to arrange them so as to face each other with a distance therebetween. That is, it is preferable to arrange each electrode so that a virtual plane including each electrode surface intersects. The predetermined distance is the distance at the shortest distance between the edge portions of the peripheral portions of both electrodes.

後述するように、両電極11,12にパルス電力供給手段よりパルス電力が印加されると、上記周縁部のエッジ部分において放電が発生する。一般的には、両電極11,12の周縁部のエッジ部分間距離が最も短い部分で多く放電が発生する。
仮に、両電極11,12の表面を同一平面上に配置する場合を考える。この場合、上記所定距離は、各電極の側面間の距離が最も短い部分での距離となる。この場合、放電の発生位置は、円盤状電極の側面と当該側面に垂直な仮想平面とを接触したときにできる仮想接触線上となる。放電は、各電極の仮想接触線上の任意の位置で発生しうる。よって、両電極表面を同一平面上に配置する場合は、放電位置が安定しない可能性がある。
一方、図10のように、各電極11,12の周縁部のエッジ部分が所定距離だけ離間して互いに向かい合うように配置すると、上記したように両電極11,12の周縁部のエッジ部分間距離が最も短い部分で多く放電が発生するので、放電位置が安定する。以下、両電極間の放電が発生する空間を放電領域と呼ぶことにする。
As will be described later, when pulse power is applied to both the electrodes 11 and 12 from the pulse power supply means, discharge occurs at the edge portion of the peripheral edge. In general, a large amount of discharge is generated in the portion where the distance between the edge portions of the peripheral portions of the electrodes 11 and 12 is the shortest.
Consider a case where the surfaces of both electrodes 11 and 12 are arranged on the same plane. In this case, the predetermined distance is the distance at the shortest distance between the side surfaces of each electrode. In this case, the occurrence position of the discharge is on a virtual contact line formed when the side surface of the disk-shaped electrode and a virtual plane perpendicular to the side surface are brought into contact with each other. The discharge can occur at an arbitrary position on the virtual contact line of each electrode. Therefore, when both electrode surfaces are arranged on the same plane, the discharge position may not be stable.
On the other hand, as shown in FIG. 10, when the edge portions of the peripheral portions of the electrodes 11 and 12 are arranged so as to face each other with a predetermined distance therebetween, the distance between the edge portions of the peripheral portions of the electrodes 11 and 12 as described above. Since most discharge occurs in the shortest part, the discharge position is stabilized. Hereinafter, a space in which a discharge between both electrodes is generated is referred to as a discharge region.

上記したように、各電極11,12の周縁部のエッジ部分が所定距離だけ離間して互いに向かい合うように配置した場合、図10に示すように上方から俯瞰すると、第1および第2の放電電極の表面を含む仮想平面が交差する位置を中心として、両電極は放射状に配置されることになる。図10においては、放射状に配置されている両電極の周縁部のエッジ部分間距離が最も長い部分は、上記仮想平面の交差位置を中心としたとき、後述するEUV集光鏡とは反対側に位置するように設置されている。
ここで、放射状に配置されている両電極11,12の周縁部のエッジ部分間距離が最も長い部分は、上記仮想平面の交差位置を中心としたとき、EUV集光鏡2と同じ側に位置するように設置することも可能である。しかしこの場合、放電領域とEUV集光鏡2との距離が長くなってしまい、その分、EUV集光効率も低下するので実際的ではない。
As described above, when the edge portions of the peripheral portions of the electrodes 11 and 12 are arranged so as to face each other with a predetermined distance, when viewed from above as shown in FIG. 10, the first and second discharge electrodes The two electrodes are arranged in a radial pattern around a position where an imaginary plane including the surface of the two intersects. In FIG. 10, the part with the longest distance between the edge portions of the peripheral portions of both electrodes arranged radially is on the opposite side to the EUV collector mirror described later when the intersection position of the virtual plane is the center. It is installed to be located.
Here, the portion with the longest distance between the edge portions of the peripheral portions of the electrodes 11 and 12 arranged radially is located on the same side as the EUV collector mirror 2 with the intersection position of the virtual plane as the center. It is also possible to install it. However, in this case, the distance between the discharge region and the EUV collector mirror 2 becomes long, and the EUV collector efficiency is lowered accordingly, which is not practical.

本実施例のハイブリッド方式のEUV光源装置は、第1のレーザビーム(原料用レーザビーム)の照射により気化した高温プラズマ原料を放電による電流駆動によって生成した高温プラズマからのEUV放射光を利用するものである。高温プラズマ原料の加熱励起手段は、一対の電極11,12間に発生した放電による大電流である。よって、電極11,12は放電に伴う大きな熱的負荷を受ける。また、高温プラズマは放電電極近傍に発生するので、電極11,12はこのプラズマからも熱的負荷を受ける。このような熱的負荷により電極は徐々に磨耗し金属デブリが発生する。
EUV光源装置は、露光装置の光源装置として使用される場合、高温プラズマから放出されるEUV放射をEUV集光鏡2より集光し、この集光したEUV放射を露光装置側へ放出する。金属デブリは、EUV集光鏡2にダメージを与え、EUV集光鏡2におけるEUV光反射率を劣化させる。
また、電極11,12は徐々に磨耗することにより、電極形状が変化する。これにより、一対の電極11,12間で発生する放電が徐々に不安定になり、その結果、EUV光の発生も不安定となる。
The hybrid EUV light source apparatus of this embodiment uses EUV radiation from high-temperature plasma generated by current driving by discharge of a high-temperature plasma raw material vaporized by irradiation with a first laser beam (raw material laser beam). It is. The heating excitation means for the high temperature plasma raw material is a large current due to the discharge generated between the pair of electrodes 11 and 12. Therefore, the electrodes 11 and 12 are subjected to a large thermal load accompanying the discharge. Further, since high temperature plasma is generated in the vicinity of the discharge electrode, the electrodes 11 and 12 are also subjected to a thermal load from this plasma. Such a thermal load gradually wears the electrode and generates metal debris.
When the EUV light source device is used as a light source device of an exposure apparatus, the EUV radiation emitted from the high-temperature plasma is collected by the EUV collector mirror 2 and the collected EUV radiation is emitted to the exposure apparatus side. The metal debris damages the EUV collector mirror 2 and degrades the EUV light reflectance in the EUV collector mirror 2.
In addition, the electrodes 11 and 12 gradually wear out, so that the electrode shape changes. Thereby, the discharge generated between the pair of electrodes 11 and 12 becomes gradually unstable, and as a result, the generation of EUV light also becomes unstable.

上記したハイブリッド方式のEUV光光源装置を量産型の半導体露光装置の光源として用いる場合、上記したような電極の消耗を抑制し、電極寿命をできるだけ長くすることが必要となる。
このような要求に対応するため、図9、図10に示すEUV光源装置においては、第1の電極11、第2の電極12の形状を円盤上とし、かつ、少なくとも放電時に回転するように構成している。すなわち、第1および第2の電極11,12を回転させることにより、両電極においてパルス放電が発生する位置はパルス毎に変化する。よって、第1および第2の電極11,12が受ける熱的負荷は小さくなり、電極11,12の磨耗スピードが減少し、電極の長寿命化が可能となる。以下、第1の電極11を第1の回転電極、第2の電極12を第2の回転電極ともいう。
When the above-described hybrid EUV light source device is used as a light source for a mass production type semiconductor exposure apparatus, it is necessary to suppress the above-described electrode wear and to make the electrode life as long as possible.
In order to meet such a demand, the EUV light source device shown in FIGS. 9 and 10 is configured such that the first electrode 11 and the second electrode 12 have a disk shape and rotate at least during discharge. is doing. That is, by rotating the first and second electrodes 11 and 12, the position where pulse discharge occurs in both electrodes changes for each pulse. Therefore, the thermal load received by the first and second electrodes 11 and 12 is reduced, the wear speed of the electrodes 11 and 12 is reduced, and the life of the electrodes can be extended. Hereinafter, the first electrode 11 is also referred to as a first rotating electrode, and the second electrode 12 is also referred to as a second rotating electrode.

具体的には、円盤上の第1の回転電極11、第2の回転電極12の略中心部には、それぞれ、第1のモータ22aの回転軸22e、第2のモータ22bの回転軸22fが取り付けられている。第1のモータ22a、第2のモータ22bが、それぞれ回転軸22e,22fを回転させることにより、第1の回転電極11、第2の回転電極12は回転する。なお、回転の方向は特に規制されない。ここで、回転軸22e,22fは、例えば、メカニカルシール22c,22dを介してチャンバ1内に導入される。メカニカルシール22c,22dは、チャンバ1内の減圧雰囲気を維持しつつ、回転軸の回転を許容する。   Specifically, a rotation shaft 22e of the first motor 22a and a rotation shaft 22f of the second motor 22b are respectively provided at substantially central portions of the first rotation electrode 11 and the second rotation electrode 12 on the disk. It is attached. When the first motor 22a and the second motor 22b rotate the rotary shafts 22e and 22f, respectively, the first rotary electrode 11 and the second rotary electrode 12 rotate. The direction of rotation is not particularly restricted. Here, the rotating shafts 22e and 22f are introduced into the chamber 1 through, for example, mechanical seals 22c and 22d. The mechanical seals 22c and 22d allow the rotation shaft to rotate while maintaining a reduced-pressure atmosphere in the chamber 1.

図9に示すように、第1の回転電極11は、その一部が導電性の給電用溶融金属11aを収容する導電性の第1のコンテナ11bの中に浸されるように配置される。同様に、第2の回転電極12は、その一部が導電性の給電用溶融金属12aを収容する導電性の第2のコンテナ12bの中に浸されるように配置される。
第1のコンテナ11bおよび第2のコンテナ12bは、チャンバ1内の減圧雰囲気を維持可能な絶縁性の電力導入部11c,12cを介して、パルス電力供給手段である電力発生器8と接続される。上記したように、第1、第2のコンテナ11b,12b、および、給電用溶融金属11a,12aは導電性であり、第1の回転電極11の一部および第2の回転電極12の一部は、上記給電用溶融金属11a,12aに浸漬しているので、第1のコンテナ11bおよび第2のコンテナ12b間にパルス電力発生器8からパルス電力を印加することにより、第1の回転電極11および第2の回転電極12間にパルス電力が印加される。
なお、給電用溶融金属11a,12aとしては、放電時、EUV放射に影響を及ぼさない金属が採用される。また、給電用溶融金属11a,12aは、各回転電極11,12の放電部位の冷却手段としても機能する。なお、図示を省略したが、第1のコンテナ11b、第2のコンテナ12bには、溶融金属を溶融状態に維持する温度調節手段が備えられている。
As shown in FIG. 9, the first rotating electrode 11 is arranged so that a part of the first rotating electrode 11 is immersed in a conductive first container 11 b that houses a conductive power supply molten metal 11 a. Similarly, the 2nd rotating electrode 12 is arrange | positioned so that the one part may be immersed in the electroconductive 2nd container 12b which accommodates the electroconductive molten metal 12a for electric power feeding.
The first container 11b and the second container 12b are connected to a power generator 8 which is a pulse power supply means via insulating power introduction sections 11c and 12c capable of maintaining a reduced pressure atmosphere in the chamber 1. . As described above, the first and second containers 11b and 12b and the molten metal for power supply 11a and 12a are conductive, and part of the first rotating electrode 11 and part of the second rotating electrode 12 are electrically conductive. Is immersed in the molten metal for power supply 11a, 12a, the first rotating electrode 11 is applied by applying pulse power from the pulse power generator 8 between the first container 11b and the second container 12b. A pulse power is applied between the second rotating electrode 12 and the second rotating electrode 12.
In addition, as the molten metal 11a, 12a for feeding, a metal that does not affect EUV radiation during discharge is employed. In addition, the molten metal 11a, 12a for power supply also functions as a cooling means for the discharge part of each rotary electrode 11, 12. Although not shown, the first container 11b and the second container 12b are provided with temperature adjusting means for maintaining the molten metal in a molten state.

(2)放電始動機構
本実施例のEUV光源装置においては、放電領域の所定の地点に第2のレーザビーム(始動用レーザビーム)24を照射する第2のレーザ源24aならびに当該第2のレーザ源24bの動作を制御する第2のレーザ制御部24bを設ける。
上記したように、各回転電極11,12の周縁部のエッジ部分が所定距離だけ離間して互いに向かい合うように配置したので、両電極11,12の周縁部のエッジ部分間距離が最も短い部分で多く放電が発生する。よって、放電位置が安定する。しかしながら、放電による磨耗等でエッジ部分の変形が発生すると、放電位置の安定性は低下する。
ここで、放電領域の所定の位置に始動用レーザビーム24を集光すると、レーザ焦点近傍では、電子放出により導電率が低下している。よって、放電チャンネルの位置は、レーザ焦点を設定した位置に画定される。そのため、EUV放射の発生点の位置安定性が向上する。
(2) Discharge starting mechanism In the EUV light source device of the present embodiment, the second laser source 24a that irradiates a predetermined point in the discharge region with the second laser beam (starting laser beam) 24 and the second laser. A second laser control unit 24b for controlling the operation of the source 24b is provided.
As described above, since the edge portions of the peripheral portions of the rotary electrodes 11 and 12 are arranged so as to face each other with a predetermined distance, the distance between the edge portions of the peripheral portions of the electrodes 11 and 12 is the shortest portion. Many discharges occur. Therefore, the discharge position is stabilized. However, if the edge portion is deformed due to wear or the like due to discharge, the stability of the discharge position decreases.
Here, when the starting laser beam 24 is focused at a predetermined position in the discharge region, the conductivity is reduced by electron emission in the vicinity of the laser focus. Therefore, the position of the discharge channel is defined at the position where the laser focus is set. Therefore, the positional stability of the generation point of EUV radiation is improved.

第2のレーザビーム(始動用レーザビーム)24を放出する第2のレーザ源24aとしては、例えば、炭酸ガスレーザ源や、YAGレーザ、YVO4 レーザ、YLFレーザ等の固体レーザ源、ArFレーザ、KrFレーザ、XeClレーザ等のエキシマレーザ源等を採用することができる。
また本実施例では、放電領域の所定の地点に照射するエネルギービームとしてレーザビームを照射しているが、レーザビームの代わりにイオンビーム、電子ビームを高温プラズマ原料に照射するようにしてもよい。
Examples of the second laser source 24a that emits the second laser beam (starting laser beam) 24 include a carbon dioxide laser source, a solid-state laser source such as a YAG laser, a YVO 4 laser, and a YLF laser, an ArF laser, and a KrF. An excimer laser source such as a laser or a XeCl laser can be employed.
In this embodiment, the laser beam is irradiated as an energy beam irradiated to a predetermined point in the discharge region. However, instead of the laser beam, an ion beam or an electron beam may be irradiated to the high temperature plasma raw material.

図11に第2のレーザビーム(始動用レーザビーム)24の集光例について示す。図11(a)は、第2のレーザビーム24を、放電領域の所定の地点に対して点集光する例である。集光光学系24cとしては、例えば、凸レンズ24dが使用される。電極近傍である放電領域の所定の地点に対して、第2のレーザビーム24を点状に集光することにより、電極間の絶縁破壊が誘発される。ここで、レーザ焦点(集光点)近傍では、電子放出により導電率が低下している。よって、放電チャンネルの位置は、レーザの集光点を設定した位置に画定される。
すなわち、絶縁破壊の発生点をレーザ照射で固定することにより、放電チャンネルの位置が放電領域の局所的な領域に固定される。そのため、EUV放射の発生点の位置安定性が向上する。特に、点集光することにより、EUV放射の発生点を小さくすることが可能となる。
FIG. 11 shows an example of condensing the second laser beam (starting laser beam) 24. FIG. 11A shows an example in which the second laser beam 24 is focused on a predetermined point in the discharge region. For example, a convex lens 24d is used as the condensing optical system 24c. Dielectric breakdown between the electrodes is induced by concentrating the second laser beam 24 in a dot shape at a predetermined point in the discharge region in the vicinity of the electrodes. Here, in the vicinity of the laser focal point (condensing point), the conductivity is reduced by electron emission. Therefore, the position of the discharge channel is defined at the position where the laser condensing point is set.
That is, by fixing the dielectric breakdown occurrence point by laser irradiation, the position of the discharge channel is fixed to a local region of the discharge region. Therefore, the positional stability of the generation point of EUV radiation is improved. In particular, it is possible to reduce the generation point of EUV radiation by performing point focusing.

図11(b)は、第2のレーザビーム24を、放電領域の所定の地点に対して線集光する例である。集光光学系24bとしては、例えば、2枚のシリンドリカルレンズ24e,24fが使用される。周知の通り、シリンドリカルレンズは、一軸方向にのみ、光を集束、もしくは、拡散する機能を有する。図11(b)に示す2枚のシリンドリカルレンズ24e,24fは、いずれも一軸方向に第2のレーザビーム24を集束する機能を有するものである。なお、2枚のシリンドリカルレンズは、始動用レーザビーム24を集束する軸方向が互いに直交するように配置されている。
電極近傍である放電領域の所定の地点に対して、第2のレーザビーム24を線状に集光することにより、電極間の絶縁破壊が誘発される。点集光のときと同様、放電チャンネルの位置はレーザの集光線上に画定される。
すなわち、第2のレーザビーム24の線集光位置をレーザ照射で固定することにより、放電チャンネルの位置が放電領域の局所的な領域に固定される。そのため、EUV放射の発生点の位置安定性が向上する。
FIG. 11B shows an example in which the second laser beam 24 is focused on a predetermined point in the discharge region. As the condensing optical system 24b, for example, two cylindrical lenses 24e and 24f are used. As is well known, the cylindrical lens has a function of focusing or diffusing light only in one axial direction. Each of the two cylindrical lenses 24e and 24f shown in FIG. 11B has a function of focusing the second laser beam 24 in a uniaxial direction. The two cylindrical lenses are arranged so that the axial directions for converging the starting laser beam 24 are orthogonal to each other.
Dielectric breakdown between the electrodes is induced by focusing the second laser beam 24 linearly on a predetermined point in the discharge region in the vicinity of the electrodes. As with point focusing, the position of the discharge channel is defined on the laser focus.
That is, by fixing the line condensing position of the second laser beam 24 by laser irradiation, the position of the discharge channel is fixed to a local region of the discharge region. Therefore, the positional stability of the generation point of EUV radiation is improved.

(3)パルス電力発生器
パルス電力供給手段であるパルス電力発生器8は、コンデンサと磁気スイッチとからなる磁気パルス圧縮回路部を介して、負荷である第1のコンテナ11bと第2のコンテナ12b、すなわち、第1の回転電極11と第2の回転電極12との間にパルス幅の短いパルス電力を印加する。
図9、図10にパルス電力発生器の構成例を示す。
図9、図10のパルス電力発生器は、可飽和リアクトルからなる2個の磁気スイッチSR2、SR3を用いた2段の磁気パルス圧縮回路を有する。コンデンサC1、第1の磁気スイッチSR2、コンデンサC2、第2の磁気スイッチSR3により2段の磁気パルス圧縮回路を構成している。
磁気スイッチSR1は、IGBT等の半導体スイッチング素子である固体スイッチSWでのスイッチングロスの低減用のものであり磁気アシストとも呼ばれる。なお、固体スイッチSWは、前述したスイッチング手段であり、以下ではスイッチング手段ともいう。
(3) Pulse power generator The pulse power generator 8 which is a pulse power supply means includes a first container 11b and a second container 12b which are loads via a magnetic pulse compression circuit unit comprising a capacitor and a magnetic switch. That is, pulse power having a short pulse width is applied between the first rotating electrode 11 and the second rotating electrode 12.
9 and 10 show examples of the configuration of the pulse power generator.
The pulse power generator shown in FIGS. 9 and 10 has a two-stage magnetic pulse compression circuit using two magnetic switches SR2 and SR3 each composed of a saturable reactor. The capacitor C1, the first magnetic switch SR2, the capacitor C2, and the second magnetic switch SR3 constitute a two-stage magnetic pulse compression circuit.
The magnetic switch SR1 is for reducing switching loss in the solid state switch SW which is a semiconductor switching element such as IGBT and is also called magnetic assist. The solid-state switch SW is the switching means described above, and is also referred to as switching means below.

図9、図10に従って回路の構成と動作を以下に説明する。まず、充電器CHの充電電圧が所定の値Vinに調整され、主コンデンサC0が充電器CHにより充電される。このとき、IGBT等の固体スイッチSWはoffになっている。
主コンデンサC0の充電が完了し、固体スイッチSWがonとなったとき、固体スイッチSW両端にかかる電圧は主に磁気スイッチSR1の両端にかかる。
磁気スイッチSR1の両端にかかる主コンデンサC0の充電電圧V0の時間積分値が磁気スイッチSR1の特性で決まる限界値に達すると、磁気スイッチSR1が飽和して磁気スイッチが入り、主コンデンサC0、磁気スイッチSR1、昇圧トランスTr1の1次側、固体スイッチSWのループに電流が流れる。同時に、昇圧トランスTr1の2次側、コンデンサC1のループに電流が流れ、主コンデンサC0に蓄えられた電荷が移行してコンデンサC1に充電される。
The configuration and operation of the circuit will be described below with reference to FIGS. First, the charging voltage of the charger CH is adjusted to a predetermined value Vin, and the main capacitor C0 is charged by the charger CH. At this time, the solid state switch SW such as IGBT is turned off.
When the charging of the main capacitor C0 is completed and the solid switch SW is turned on, the voltage applied to both ends of the solid switch SW is mainly applied to both ends of the magnetic switch SR1.
When the time integration value of the charging voltage V0 of the main capacitor C0 applied to both ends of the magnetic switch SR1 reaches a limit value determined by the characteristics of the magnetic switch SR1, the magnetic switch SR1 is saturated and the magnetic switch enters, and the main capacitor C0, the magnetic switch A current flows in the loop of SR1, the primary side of the step-up transformer Tr1, and the solid switch SW. At the same time, a current flows through the secondary side of the step-up transformer Tr1 and the loop of the capacitor C1, and the charge stored in the main capacitor C0 is transferred and charged to the capacitor C1.

この後、コンデンサC1における電圧V1の時間積分値が磁気スイッチSR2の特性で決まる限界値に達すると、磁気スイッチSR2が飽和して磁気スイッチが入り、コンデンサC1、磁気スイッチSR2、コンデンサC2のループに電流が流れ、コンデンサC1に蓄えられた電荷が移行してコンデンサC2に充電される。
さらにこの後、コンデンサC2における電圧V2の時間積分値が磁気スイッチSR3の特性で決まる限界値に達すると、磁気スイッチSR3が飽和して磁気スイッチが入り、第1のコンテナと第2のコンテナ、すなわち、第1の回転電極と第2の回転電極との間に高電圧パルスが印加される。
ここで、磁気スイッチSR2、SR3及びコンデンサC1、C2で構成される各段の容量移行型回路のインダクタンスを後段に行くにつれて小さくなるように設定することにより、各段を流れる電流パルスのパルス幅が順次狭くなるようなパルス圧縮動作が行われ、第1の回転電極と第2の回転電極間において短パルスの強い放電を実現することが可能となり、プラズマへの入力エネルギーも大きくなる。
Thereafter, when the time integral value of the voltage V1 in the capacitor C1 reaches a limit value determined by the characteristics of the magnetic switch SR2, the magnetic switch SR2 is saturated and the magnetic switch is turned on, and enters the loop of the capacitor C1, the magnetic switch SR2, and the capacitor C2. A current flows, and the charge stored in the capacitor C1 is transferred to charge the capacitor C2.
After this, when the time integration value of the voltage V2 in the capacitor C2 reaches a limit value determined by the characteristics of the magnetic switch SR3, the magnetic switch SR3 is saturated and the magnetic switch is turned on, and the first container and the second container, A high voltage pulse is applied between the first rotating electrode and the second rotating electrode.
Here, the pulse width of the current pulse flowing through each stage is set by setting the inductance of the capacity transfer type circuit of each stage composed of the magnetic switches SR2 and SR3 and the capacitors C1 and C2 to be smaller as it goes to the subsequent stage. A pulse compression operation is performed so that the pulses gradually become narrower, and it becomes possible to realize a strong short pulse discharge between the first rotating electrode and the second rotating electrode, and the input energy to the plasma also increases.

(4)原料供給および原料気化機構
極端紫外光を放射するための高温プラズマ原料21は、チャンバ1に設けた原料供給ユニット20から液体または固体の状態で、放電領域(第1の回転電極11の周縁部のエッジ部分と第2の回転電極12の周縁部のエッジ部分との間の空間であって、放電が発生する空間)近傍に供給される。具体的には、高温プラズマ原料21は、放電領域を除く空間であって、気化された高温プラズマ原料が放電領域に到達できる空間に供給される。
上記原料供給ユニット20は、例えば、チャンバ1の上部壁に設けられ、高温プラズマ原料21は、上記放電領域の近傍の空間に、ドロップレット状にして供給(滴下)される。
ドロップレット状にして供給される高温プラズマ原料は、滴下され、放電領域近傍の空間に到達した際、第1のレーザ源23aから放出される第1のレーザビーム(原料用レーザビーム)23により照射されて気化する。
(4) Raw material supply and raw material vaporization mechanism The high temperature plasma raw material 21 for emitting extreme ultraviolet light is discharged from the raw material supply unit 20 provided in the chamber 1 in a liquid or solid state in the discharge region (of the first rotating electrode 11). A space between the edge portion of the peripheral edge portion and the edge portion of the peripheral edge portion of the second rotary electrode 12 is supplied in the vicinity of a space where discharge occurs. Specifically, the high temperature plasma raw material 21 is supplied to a space excluding the discharge region, where the vaporized high temperature plasma raw material can reach the discharge region.
The raw material supply unit 20 is provided, for example, on the upper wall of the chamber 1, and the high temperature plasma raw material 21 is supplied (dropped) in the form of droplets in the space near the discharge region.
The high-temperature plasma raw material supplied in the form of droplets is dropped and irradiated by a first laser beam (raw material laser beam) 23 emitted from the first laser source 23a when reaching the space near the discharge region. Being vaporized.

第1のレーザビーム23を放出する第1のレーザ源23aとしては、例えば、炭酸ガスレーザ源や、YAGレーザ、YVO4 レーザ、YLFレーザ等の固体レーザ源、ArFレーザ、KrFレーザ、XeClレーザ等のエキシマレーザ源等を採用することができる。 また本実施例では、高温プラズマ原料21に照射するエネルギービームとしてレーザビームを照射しているが、レーザビームの代わりにイオンビーム、電子ビームを高温プラズマ原料に照射するようにしてもよい。
上記したように、第1のレーザビーム23の照射により気化した高温プラズマ原料は、第1のレーザビーム23が入射する高温プラズマ原料表面の法線方向を中心にして広がる。よって、第1のレーザビーム23は、気化後の高温プラズマ原料が放電領域の方向に広がるように、高温プラズマ原料表面の放電領域に面する側に対して照射する必要がある。
Examples of the first laser source 23a that emits the first laser beam 23 include a carbon dioxide gas laser source, a solid-state laser source such as a YAG laser, a YVO 4 laser, and a YLF laser, an ArF laser, a KrF laser, and an XeCl laser. An excimer laser source or the like can be employed. In this embodiment, the laser beam is irradiated as an energy beam irradiated to the high temperature plasma raw material 21. However, instead of the laser beam, an ion beam or an electron beam may be irradiated to the high temperature plasma raw material.
As described above, the high temperature plasma raw material vaporized by the irradiation of the first laser beam 23 spreads around the normal direction of the surface of the high temperature plasma raw material on which the first laser beam 23 is incident. Therefore, it is necessary to irradiate the first laser beam 23 on the side of the surface of the high-temperature plasma material facing the discharge region so that the vaporized high-temperature plasma material spreads in the direction of the discharge region.

ここで、第1のレーザビーム23の照射により放電領域に供給された気化後の高温プラズマ原料のうち、放電による高温プラズマ形成に寄与しなかったものの一部、あるいは、プラズマ形成の結果分解生成する原子状ガスのクラスタの一部は、デブリとしてEUV光源装置内の低温部と接触し、堆積する。
そのため、気化後の高温プラズマ原料がEUV集光鏡の方向に広がらないように、高温プラズマ原料21を供給し、かつ、第1のレーザビーム23を高温プラズマ原料21に照射することが好ましい。
具体的には、高温プラズマ原料21が一対の電極11,12とEUV集光鏡2との間の空間であり、かつ、放電領域を除く空間であって、気化された高温プラズマ原料が放電領域に到達できる空間に対して供給されるよう原料供給ユニット20が調整される。更に、第1のレーザビーム23がこの空間に供給された原料に対して、気化後の高温プラズマ原料が放電領域の方向に広がるように高温プラズマ原料表面の放電領域に面する側に対して照射されるように、第1のレーザ源23が調整される。
以上のように調整することにより、デブリがEUV集光鏡2に進行するのを抑制することが可能となる。
Here, a part of the high-temperature plasma raw material after vaporization supplied to the discharge region by the irradiation of the first laser beam 23 that did not contribute to the high-temperature plasma formation by the discharge, or decomposed as a result of the plasma formation. A part of the cluster of atomic gas comes into contact with the low temperature part in the EUV light source device as debris, and is deposited.
Therefore, it is preferable to supply the high temperature plasma raw material 21 and irradiate the high temperature plasma raw material 21 with the first laser beam 23 so that the vaporized high temperature plasma raw material does not spread in the direction of the EUV collector mirror.
Specifically, the high temperature plasma raw material 21 is a space between the pair of electrodes 11 and 12 and the EUV collector mirror 2 and is a space excluding the discharge region, and the vaporized high temperature plasma raw material is the discharge region. The raw material supply unit 20 is adjusted so as to be supplied to a space that can reach the position. Furthermore, the first laser beam 23 irradiates the raw material supplied to this space to the side of the high temperature plasma raw material surface facing the discharge region so that the vaporized high temperature plasma raw material spreads in the direction of the discharge region. As a result, the first laser source 23 is adjusted.
By adjusting as described above, it is possible to suppress debris from proceeding to the EUV collector mirror 2.

上記したように、第1のレーザビーム23の照射により気化した高温プラズマ原料は第1のレーザビーム23が入射する高温プラズマ原料表面の法線方向を中心にして広がる。詳細には、第1のレーザビーム23の照射により気化し飛散する高温プラズマ原料の密度は、上記法線方向が最も高密度になり、上記法線方向から角度が増すごとに低くなる。
上記を踏まえ、放電領域に対する高温プラズマ原料21の供給位置、並びに、第1のレーザビーム23の照射エネルギー等の照射条件は、放電領域に供給される気化後の高温プラズマ原料の空間密度分布が、放電領域において高温プラズマ原料が加熱励起後効率的にEUV放射が取り出されるような条件となるように、適宜設定される。
なお、高温プラズマ原料が供給される空間の下方には、気化しなかった高温プラズマ原料を回収する原料回収手段25を設けても良い。
As described above, the high temperature plasma raw material vaporized by the irradiation of the first laser beam 23 spreads around the normal direction of the surface of the high temperature plasma raw material on which the first laser beam 23 is incident. Specifically, the density of the high-temperature plasma raw material that is vaporized and scattered by the irradiation of the first laser beam 23 becomes the highest in the normal direction, and decreases as the angle increases from the normal direction.
Based on the above, the supply position of the high temperature plasma raw material 21 to the discharge region and the irradiation conditions such as the irradiation energy of the first laser beam 23 are such that the spatial density distribution of the vaporized high temperature plasma raw material supplied to the discharge region is In the discharge region, the temperature is appropriately set so that the high temperature plasma raw material has a condition such that EUV radiation is efficiently extracted after being heated and excited.
A raw material recovery means 25 for recovering the high temperature plasma raw material that has not been vaporized may be provided below the space to which the high temperature plasma raw material is supplied.

(5)EUV光集光部
放電部により放出されるEUV光は、EUV光集光部に設けられた斜入射型のEUV集光鏡2により集光され、チャンバ1に設けられたEUV光取出部7より図示を省略した露光装置の照射光学系へ導かれる。
この斜入射型のEUV集光鏡2は、一般に、複数枚の薄い凹面ミラーを入れ子状に高精度に配置した構造である。各凹面ミラーの反射面の形状は、例えば、回転楕円面形状、回転放物面形状、ウォルター型形状であり、各凹面ミラーは回転体形状である。ここで、ウォルター型形状とは、光入射面が、光入射側から順に回転双曲面と回転楕円面、もしくは、回転双曲面と回転放物面からなる凹面形状である。
上記した各凹面ミラーの基体材料は、例えば、ニッケル(Ni)等である。波長が非常に短いEUV光を反射させるので、凹面ミラーの反射面は、非常に良好な平滑面として構成される。この平滑面に施される反射材は、例えば、ルテニウム(Ru)、モリブデン(Mo)、およびロジウム(Rh)などの金属膜である。各凹面ミラーの反射面には、このような金属膜が緻密にコーティングされる。
このように構成することにより、EUV集光鏡は、0°〜25°の斜入射角度のEUV光を良好に反射し、かつ、集光することが可能となる。
(5) EUV light condensing unit The EUV light emitted from the discharge unit is collected by an oblique incidence type EUV condensing mirror 2 provided in the EUV light condensing unit, and EUV light extraction provided in the chamber 1 The light is guided from the unit 7 to the irradiation optical system of the exposure apparatus (not shown).
The oblique incidence type EUV collector mirror 2 generally has a structure in which a plurality of thin concave mirrors are arranged in a nested manner with high accuracy. The shape of the reflecting surface of each concave mirror is, for example, a spheroidal shape, a rotating paraboloid shape, or a Walter shape, and each concave mirror is a rotating body shape. Here, the Walter shape is a concave shape in which the light incident surface is composed of a rotation hyperboloid and a rotation ellipsoid, or a rotation hyperboloid and a rotation paraboloid in order from the light incidence side.
The base material of each concave mirror described above is, for example, nickel (Ni) or the like. Since EUV light having a very short wavelength is reflected, the reflecting surface of the concave mirror is configured as a very good smooth surface. The reflective material applied to the smooth surface is, for example, a metal film such as ruthenium (Ru), molybdenum (Mo), and rhodium (Rh). Such a metal film is densely coated on the reflecting surface of each concave mirror.
By configuring in this way, the EUV collector mirror can reflect and condense EUV light with an oblique incident angle of 0 ° to 25 ° satisfactorily.

(6)デブリトラップ
上記した放電部とEUV光集光部との間には、EUV集光鏡2のダメージを防ぐために、放電後生成する高温プラズマと接する第1、第2の回転電極11,12の周縁部が当該高温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、高温プラズマ原料中のEUV放射種であるSnやLi等に起因するデブリ等を捕捉してEUV光のみを通過させるためのデブリトラップが設置される。
前記したように、図9、7に示す本実施例のEUV光源装置においては、デブリトラップはガスカーテン13bおよびホイルトラップ3から構成されている。
(6) Debris trap In order to prevent damage to the EUV collector mirror 2 between the discharge unit and the EUV light collector, the first and second rotating electrodes 11, which are in contact with the high-temperature plasma generated after discharge, 12 captures the debris such as metal powder generated by sputtering the peripheral edge of the high-temperature plasma, or the debris caused by the EUV radiation species such as Sn or Li in the high-temperature plasma raw material, and allows only EUV light to pass through. A debris trap is installed.
As described above, in the EUV light source apparatus of the present embodiment shown in FIGS. 9 and 7, the debris trap is composed of the gas curtain 13 b and the foil trap 3.

ガスカーテン13bは、ガス供給ユニット13からノズル13aを介してチャンバ1内に供給されるガスにより構成される。
図9に、ガスカーテン機構が示されている。ノズル13aは、直方体形状であり、ガスが放出される開口は細長い四角形状となっている。ガス供給ユニット13からノズル13aにガスが供給されると、ノズル13aの開口からシート状のガスが放出され、ガスカーテン13bが形成される。ガスカーテン13bは、上記デブリの進行方向を変化させ、デブリがEUV集光鏡2に到達するのを抑制する。ここでガスカーテン13bに使用されるガスは、EUV光に対して透過率の高いガスが望ましく、例えば、ヘリウム(He)、アルゴン(Ar)等の希ガスや水素(H2 )などが用いられる。
さらに、ガスカーテン13bとEUV集光鏡2との間には、ホイルトラップ3が設けられる。ホイルトラップ3については、例えば、特許文献8に「フォイルトラップ」として記載されている。ホイルトラップ3は、高温プラズマから放射されるEUV光を遮らないように、高温プラズマ発生領域の径方向に設置される複数のプレートと、そのプレートを支持するリング状の支持体とから構成されている。
The gas curtain 13b is constituted by a gas supplied from the gas supply unit 13 into the chamber 1 through the nozzle 13a.
FIG. 9 shows the gas curtain mechanism. The nozzle 13a has a rectangular parallelepiped shape, and the opening from which the gas is discharged has an elongated rectangular shape. When gas is supplied from the gas supply unit 13 to the nozzle 13a, sheet-like gas is released from the opening of the nozzle 13a, and a gas curtain 13b is formed. The gas curtain 13 b changes the traveling direction of the debris and suppresses the debris from reaching the EUV collector mirror 2. Here, the gas used for the gas curtain 13b is preferably a gas having a high transmittance with respect to EUV light. For example, a rare gas such as helium (He) or argon (Ar), hydrogen (H 2 ), or the like is used. .
Further, a foil trap 3 is provided between the gas curtain 13 b and the EUV collector mirror 2. The foil trap 3 is described as “foil trap” in Patent Document 8, for example. The foil trap 3 is composed of a plurality of plates installed in the radial direction of the high temperature plasma generation region and a ring-shaped support that supports the plates so as not to block EUV light emitted from the high temperature plasma. Yes.

ガスカーテン13bとEUV集光鏡2との間にこのようなホイルトラップ3を設けると、高温プラズマとホイルトラップ3との間の圧力が増加する。圧力が増加すると、その場に存在するガスカーテンのガス密度が増加し、ガス原子とデブリとの衝突が増加する。デブリは衝突を繰り返すことにより、運動エネルギーを減少する。よって、EUV集光鏡2にデブリが衝突する際のエネルギーが減少して、EUV集光鏡2のダメージを減少させることが可能となる。
なお、チャンバ1の集光空間1b側に、ガス供給ユニット14を接続して、EUV光の発光に関係のないバッファーガスを導入してもよい。ガス供給ユニット14から供給されたバッファーガスはEUV集光鏡2側から、ホイルトラップ3を通過して、ホイルトラップ保持用隔壁3aと隔壁1cとの間の空間を通って真空排気装置4から排気される。このようなガスの流れが生じることにより、ホイルトラップ3では捕捉しきれなかったデブリがEUV集光鏡2側に流れ込むのを防ぎ、デブリによるEUV集光鏡2のダメージを少なくすることができる。
When such a foil trap 3 is provided between the gas curtain 13b and the EUV collector mirror 2, the pressure between the high temperature plasma and the foil trap 3 increases. As the pressure increases, the gas density of the gas curtain present in the field increases and collisions between gas atoms and debris increase. Debris reduces kinetic energy by repeated collisions. Therefore, energy when debris collides with the EUV collector mirror 2 is reduced, and damage to the EUV collector mirror 2 can be reduced.
In addition, the gas supply unit 14 may be connected to the light collection space 1b side of the chamber 1 to introduce a buffer gas unrelated to the emission of EUV light. The buffer gas supplied from the gas supply unit 14 passes through the foil trap 3 from the EUV collector mirror 2 side, and exhausts from the vacuum exhaust device 4 through the space between the foil trap holding partition wall 3a and the partition wall 1c. Is done. By generating such a gas flow, it is possible to prevent debris that could not be captured by the foil trap 3 from flowing into the EUV collector mirror 2 and reduce damage to the EUV collector mirror 2 due to debris.

ここで、バッファーガスに加えて、塩素(Cl2 )等のハロゲンガスや水素ラジカルをガス供給ユニット14から集光空間に供給してもよい。これらのガスは、デブリトラップで除去されずにEUV集光鏡2に堆積したデブリと反応して当該デブリを除去するクリーニングガスとして機能する。よって、デブリ堆積によるEUV集光鏡の反射率低下といった機能低下を抑制することが可能となる。 Here, in addition to the buffer gas, a halogen gas such as chlorine (Cl 2 ) or a hydrogen radical may be supplied from the gas supply unit 14 to the light collection space. These gases function as cleaning gases that react with the debris deposited on the EUV collector mirror 2 without being removed by the debris trap and remove the debris. Therefore, it is possible to suppress a decrease in function such as a decrease in reflectance of the EUV collector mirror due to debris deposition.

(7)隔壁
放電空間1aの圧力は、原料用レーザビーム照射により気化した高温プラズマ原料を加熱励起するための放電が良好に発生するように設定され、ある程度以下の真空雰囲気に保持する必要がある。
一方、集光空間1bは、デブリトラップでデブリの運動エネルギーを小さくする必要があるので、デブリトラップ部分で所定の圧力を維持する必要がある。
図9、図10では、ガスカーテンから所定のガスを流し、ホイルトラップ3で所定の圧力を維持して、デブリの運動エネルギーを小さくする。そのために、集光空間は、結果として数100Pa程度の圧力の減圧雰囲気に維持する必要がある。
ここで、本発明のEUV光源装置においては、チャンバ1内を放電空間と集光空間とに区画する隔壁1cが設けられている。この隔壁1cには、両空間を空間的に連結する開口が設けられる。開口は圧力抵抗として機能するので、放電空間を真空排気装置4、集光空間を真空排気装置5でそれぞれ排気する際、ガスカーテン13bからのガス流量、開口の大きさ、各真空排気装置の排気能力等を適宜考慮することにより放電空間1aを数Pa、集光空間1bを適切な圧力に維持することが可能となる。
(7) Bulkhead The pressure in the discharge space 1a is set so that a discharge for heating and exciting the high-temperature plasma raw material vaporized by the laser beam irradiation for the raw material is generated satisfactorily and needs to be maintained in a vacuum atmosphere below to some extent. .
On the other hand, in the condensing space 1b, since it is necessary to reduce the kinetic energy of the debris by the debris trap, it is necessary to maintain a predetermined pressure at the debris trap portion.
9 and 10, a predetermined gas is flowed from the gas curtain, a predetermined pressure is maintained by the foil trap 3, and the kinetic energy of the debris is reduced. Therefore, it is necessary to maintain the condensing space in a reduced pressure atmosphere having a pressure of about several hundred Pa as a result.
Here, in the EUV light source device of the present invention, a partition wall 1c that partitions the inside of the chamber 1 into a discharge space and a condensing space is provided. The partition 1c is provided with an opening for spatially connecting both spaces. Since the opening functions as a pressure resistance, when the discharge space is exhausted by the vacuum exhaust device 4 and the condensing space is exhausted by the vacuum exhaust device 5, the gas flow rate from the gas curtain 13b, the size of the opening, the exhaust of each vacuum exhaust device. By appropriately considering the capability and the like, it is possible to maintain the discharge space 1a at several Pa and the light collection space 1b at appropriate pressures.

(8)原料モニタ
原料モニタ20aは、上記した原料供給ユニット20よりドロップレット状にして滴下される原料の位置をモニタする。例えば、図9に示すように、原料供給ユニット20から滴下される原料が、原料モニタ20a近傍の位置P1に到達した時点をモニタする。後述するように、このモニタ結果により、原料が位置P1に到達した時点から第1のレーザビーム(原料用レーザビーム)23が照射される位置P2に到達するまでの時間が求められる。モニタリングは、例えば、公知のレーザ計測法を用いて行われる。原料の検出信号は、原料供給モニタ20aより制御部26へ送信される。上記したように原料21はドロップレット状にして滴下されるので、原料の検出信号は断続的なパルス信号となる。
(8) Raw Material Monitor The raw material monitor 20a monitors the position of the raw material dropped from the raw material supply unit 20 in the form of droplets. For example, as shown in FIG. 9, the time when the raw material dropped from the raw material supply unit 20 reaches a position P1 in the vicinity of the raw material monitor 20a is monitored. As will be described later, based on the monitoring result, the time from when the raw material reaches the position P1 until it reaches the position P2 where the first laser beam (raw material laser beam) 23 is irradiated is obtained. The monitoring is performed using, for example, a known laser measurement method. The raw material detection signal is transmitted from the raw material supply monitor 20a to the control unit 26. Since the raw material 21 is dropped in the form of droplets as described above, the raw material detection signal becomes an intermittent pulse signal.

(9)極端紫外光(EUV)光源装置の動作
本実施例のEUV光源装置は、露光用光源として用いられる場合、例えば、以下のように動作する。図13、図14は本実施例の動作を示すフローチャート、図15はタイムチャートであり、以下図13−図15により、本実施例の動作を説明する。
EUV光源装置の制御部26は、図1,2に示した時間データΔtd、Δti、Δtgを記憶している。
すなわち、Δtdは、パルス電力供給手段(パルス電力発生器8)のスイッチング手段にトリガ信号が入力した時点(時刻Td)から、スイッチング手段がon状態とって電極間電圧が閾値Vpに到達するまでの時間である。Δtiは、放電開始後、電極間を流れる電流の大きさが閾値Ipに到達するまでの時間である。Δtgは、第1のレーザビームが原料に照射された時点から空間密度分布が所定の分布である気化原料の少なくとも一部が放電領域に到達するまでの時間である。
(9) Operation of Extreme Ultraviolet Light (EUV) Light Source Device When used as an exposure light source, the EUV light source device of the present embodiment operates as follows, for example. 13 and 14 are flowcharts showing the operation of this embodiment, and FIG. 15 is a time chart. The operation of this embodiment will be described below with reference to FIGS.
The control unit 26 of the EUV light source device stores time data Δtd, Δti, and Δtg shown in FIGS.
That is, Δtd is from when the trigger signal is input to the switching means of the pulse power supply means (pulse power generator 8) (time Td) until the switching means is turned on and the interelectrode voltage reaches the threshold value Vp. It's time. Δti is the time until the magnitude of the current flowing between the electrodes reaches the threshold value Ip after the start of discharge. Δtg is the time from when the raw material is irradiated with the first laser beam until at least a part of the vaporized raw material having a predetermined spatial density distribution reaches the discharge region.

一般に、放電電極11,12に印加される電圧Vが大きいと、放電電極間の電圧波形の立ち上がりは速くなる。よって、上記したΔtdは、放電電極11,12に印加される電圧Vに依存することになる。EUV光源装置の制御部26は、予め実験等で求めた電圧Vと時間Δtdとの関係をテーブルとして記憶している。
また、EUV光源装置の制御部26は、原料が所定の位置(例えば、図12のP1)に到達した時点から、第1のレーザビーム(原料用レーザビーム)23が原料21に照射される位置(例えば、図12のP2)に到達するまでの時間Δtmを記憶している。
更に、制御部26は、補正時間α、β、およびパルス電力供給手段のスイッチング手段に主トリガ信号が出力される時点から、当該主トリガ信号がパルス電力供給手段のスイッチング手段に入力してスイッチング手段がonとなる時点までの遅延時間d1を記憶している。この補正時間α、βについては、後述する。
In general, when the voltage V applied to the discharge electrodes 11 and 12 is large, the rise of the voltage waveform between the discharge electrodes becomes faster. Therefore, the above-described Δtd depends on the voltage V applied to the discharge electrodes 11 and 12. The control unit 26 of the EUV light source device stores the relationship between the voltage V and time Δtd obtained in advance through experiments or the like as a table.
Further, the control unit 26 of the EUV light source apparatus is a position where the raw material 21 is irradiated with the first laser beam (raw material laser beam) 23 when the raw material reaches a predetermined position (for example, P1 in FIG. 12). The time Δtm until reaching (for example, P2 in FIG. 12) is stored.
Further, the control unit 26 inputs the main trigger signal to the switching means of the pulse power supply means from the time when the main trigger signal is output to the correction means α, β and the switching means of the pulse power supply means. The delay time d1 until the time when becomes on is stored. The correction times α and β will be described later.

まず、EUV光源装置の制御部からのスタンバイ指令が、真空排気装置5,真空排気装置4、ガス供給ユニット13,ガス供給ユニット14、第1のモータ22a、第2のモータ22bに送信される(図13のステップS101、図15のS201)。
スタンバイ指令を受信した、真空排気装置5,真空排気装置4、並びに、ガス供給ユニット13,ガス供給ユニット14は動作を開始する。すなわち、真空排気装置4が動作し、放電空間が真空雰囲気となる。一方、真空排気装置5が動作するとともに、ガス供給ユニット13が動作してガスカーテン13bが形成され、ガス供給ユニット14が動作して集光空間1b内にバッファーガス、クリーニングガスが供給される。その結果、集光空間1bが所定の圧力に到達する。また、第1のモータ22a、第2のモータ22bが動作して、第1の回転電極11、第2の回転電極12が回転する。以下、上記した動作状態を総称してスタンバイ状態と呼ぶ(図13のステップS102、図15のS202)。
First, a standby command from the control unit of the EUV light source device is transmitted to the vacuum exhaust device 5, the vacuum exhaust device 4, the gas supply unit 13, the gas supply unit 14, the first motor 22a, and the second motor 22b ( Step S101 in FIG. 13 and S201 in FIG. 15).
The vacuum exhaust device 5, the vacuum exhaust device 4, the gas supply unit 13, and the gas supply unit 14 that have received the standby command start operation. That is, the evacuation device 4 operates and the discharge space becomes a vacuum atmosphere. On the other hand, the vacuum evacuation device 5 operates, the gas supply unit 13 operates to form the gas curtain 13b, and the gas supply unit 14 operates to supply the buffer gas and the cleaning gas into the condensing space 1b. As a result, the condensing space 1b reaches a predetermined pressure. Further, the first motor 22a and the second motor 22b operate, and the first rotating electrode 11 and the second rotating electrode 12 rotate. Hereinafter, the above-described operation states are collectively referred to as a standby state (step S102 in FIG. 13 and S202 in FIG. 15).

EUV光源装置の制御部26は、このようなスタンバイ状態後、原料供給ユニット20および原料モニタ20aに動作開始指令信号を送信する(図13のステップS103、図15のS203)。
動作開始指令信号を受信した原料供給ユニット20は、EUV放射を行うための液体状または固体状の高温プラズマ原料(例えば液体状のスズ)をドロップレット状にして滴下を開始する。一方、動作開始指令信号を受信した原料モニタ20aはモニタリング動作を開始し、後述する位置P1に原料が到達したとき、原料検出信号をEUV光源装置の制御部26に送信する(図13のステップS104、図15のS204)。
なお、この時点では、滴下する原料21は第1のレーザビーム(原料用レーザビーム)23に照射されていないので、そのまま原料回収手段25により回収される。
EUV光源装置の制御部26は、露光装置の制御部27にスタンバイ完了信号を送信する(図13のステップS105、図15のS205)。
After such a standby state, the control unit 26 of the EUV light source device transmits an operation start command signal to the raw material supply unit 20 and the raw material monitor 20a (step S103 in FIG. 13 and S203 in FIG. 15).
The raw material supply unit 20 that has received the operation start command signal starts dropping the liquid or solid high-temperature plasma raw material (for example, liquid tin) for EUV radiation into a droplet. On the other hand, the material monitor 20a that has received the operation start command signal starts a monitoring operation, and transmits a material detection signal to the control unit 26 of the EUV light source device when the material reaches a position P1 described later (step S104 in FIG. 13). , S204 in FIG.
At this time, since the dropped raw material 21 is not irradiated with the first laser beam (raw material laser beam) 23, it is recovered by the raw material recovery means 25 as it is.
The control unit 26 of the EUV light source apparatus transmits a standby completion signal to the control unit 27 of the exposure apparatus (step S105 in FIG. 13 and S205 in FIG. 15).

スタンバイ完了信号を受信した露光装置の制御部27より、EUV光源装置の制御部26は、発光指令を受信する。なお、EUV放射の強度を露光装置側がコントロールする場合、本発光指令には、EUV放射の強度データも含まれる。(図13のステップS106、図15のS206)。
EUV光源装置の制御部26は、充電制御信号をパルス電力発生器8の充電器CHに送信する。充電制御信号は、例えば、放電開始タイミングデータ信号等からなる。上記したように、露光装置の制御部27からの発光指令にEUV放射の強度データが含まれる場合、主コンデンサC0への充電電圧データ信号も上記充電制御信号に含まれる。
例えば、予め、EUV放射強度と主コンデンサC0への充電電圧との関係が実験等により求められ、両者の相関を格納したテーブルが作成される。EUV光源装置の制御部26は、このテーブルを記憶しており、露光装置の制御部27から受信した発光指令に含まれるEUV放射の強度データに基づき、テーブルより主コンデンサC0の充電電圧データを呼び出す。そして呼び出した充電電圧データに基づき、EUV光源装置の制御部26は、主コンデンサC0への充電電圧データ信号を含む充電制御信号をパルス電力発生器の充電器CHに送信する(図13のステップS107、図15のS207)。
充電器CHは上記したように主コンデンサC0の充電を行う。(図13のステップS108)。
The control unit 26 of the EUV light source apparatus receives a light emission command from the control unit 27 of the exposure apparatus that has received the standby completion signal. When the exposure apparatus controls the intensity of EUV radiation, the emission command includes intensity data of EUV radiation. (Step S106 in FIG. 13 and S206 in FIG. 15).
The control unit 26 of the EUV light source device transmits a charge control signal to the charger CH of the pulse power generator 8. The charge control signal includes, for example, a discharge start timing data signal. As described above, when EUV radiation intensity data is included in the light emission command from the control unit 27 of the exposure apparatus, a charging voltage data signal for the main capacitor C0 is also included in the charging control signal.
For example, the relationship between the EUV radiation intensity and the charging voltage to the main capacitor C0 is obtained in advance by experiments or the like, and a table storing the correlation between the two is created. The control unit 26 of the EUV light source apparatus stores this table, and calls the charging voltage data of the main capacitor C0 from the table based on the EUV radiation intensity data included in the light emission command received from the control unit 27 of the exposure apparatus. . Based on the called charging voltage data, the control unit 26 of the EUV light source device transmits a charging control signal including a charging voltage data signal for the main capacitor C0 to the charger CH of the pulse power generator (step S107 in FIG. 13). , S207 in FIG.
The charger CH charges the main capacitor C0 as described above. (Step S108 in FIG. 13).

EUV光源装置の制御部26は、運転を開始してから最初のEUV光発生(初回パルスという)であるかを判定し(図13のステップS109)、初回パルスの場合には、ステップS109からステップS110に行く。また初回パルスでない場合には、ステップS116に行く。
ステップS110で、EUV光源装置の制御部26は、パルス電力供給手段のスイッチング手段に主トリガ信号を出力するタイミング、第1のレーザ源23aの動作を制御する第1のレーザ制御部23bへの第1トリガ信号の送出タイミング、第2のレーザ源24aの動作を制御する第2のレーザ制御部24bへの第2トリガ信号の送出タイミングを計算する。
初回パルスの場合は、後述する電圧カウンタ、電流カウンタのカウント値が使用できず、後述するフィードバック補正をできないため、予め記憶している時間データΔtd、Δti、Δtg、Δtm、d1、α、βに基づき、上記タイミングを決定する。
The control unit 26 of the EUV light source device determines whether or not the first EUV light is generated (referred to as the first pulse) after the operation is started (step S109 in FIG. 13). Go to S110. If it is not the first pulse, the process goes to step S116.
In step S110, the control unit 26 of the EUV light source apparatus outputs the main trigger signal to the switching unit of the pulse power supply unit, and the first laser control unit 23b that controls the operation of the first laser source 23a. The transmission timing of one trigger signal and the transmission timing of the second trigger signal to the second laser control unit 24b that controls the operation of the second laser source 24a are calculated.
In the case of the first pulse, the count values of the voltage counter and current counter, which will be described later, cannot be used, and feedback correction, which will be described later, cannot be performed. Therefore, the previously stored time data Δtd, Δti, Δtg, Δtm, d1, α, β Based on this, the timing is determined.

なお、図1、図2に示すように、実際は、パルス電力供給手段(パルス電力発生器8)のスイッチング手段に主トリガ信号が入力してスイッチング手段がonとなる時点Tdを基準として、第1のレーザビーム、第2のレーザビーム24が照射される時間T1、T2を設定することが望ましい。
本実施例では、パルス電力供給手段のスイッチング手段に主トリガ信号を出力する時点Td´から、当該主トリガ信号がパルス電力供給手段のスイッチング手段に入力してスイッチング手段がonとなる時点Tdまでの遅延時間d1を予め求めておく。そして、パルス電力供給手段のスイッチング手段に主トリガ信号を出力した時点Td´を上記遅延時間d1で補正して、スイッチング手段がonとなる時点Tdを求める。
As shown in FIGS. 1 and 2, in practice, the first trigger signal is input to the switching means of the pulse power supply means (pulse power generator 8) with reference to the time Td when the main trigger signal is input and the switching means is turned on. It is desirable to set the times T1 and T2 during which the second laser beam 24 and the second laser beam 24 are irradiated.
In this embodiment, from the time Td ′ at which the main trigger signal is output to the switching means of the pulse power supply means to the time Td at which the main trigger signal is input to the switching means of the pulse power supply means and the switching means is turned on. The delay time d1 is obtained in advance. Then, the time Td ′ at which the main trigger signal is output to the switching means of the pulse power supply means is corrected by the delay time d1 to obtain the time Td when the switching means is turned on.

一方、第1トリガ信号が送出された時点T1´から第1のレーザビーム(原料用レーザビーム)23が照射されるまでの遅延時間d2、第2トリガ信号が送出された時点T2´から第2のレーザビーム(始動用レーザビーム)24が照射されるまでの遅延時間d3は、nsオーダーと無視できる程小さいので、ここでは、考えないことにする。
第1のレーザ源23a、第2のレーザ源24aが、例えばQスイッチ式YAGレーザ装置等の場合、パルス電力供給手段のスイッチング手段に主トリガ信号を出力した時点Td´を基準として、第1のレーザ源23aの動作を制御する第1のレーザ制御部23bへの第1トリガ信号の送出タイミングT1´、第2のレーザ源24aの動作を制御する第2のレーザ制御部24bへの第2トリガ信号の送出タイミングT2´を設定することにより、パルス電力供給手段のスイッチング手段に主トリガ信号が入力した時点Tdを基準とした第1のレーザビーム23、第2のレーザビーム24が照射される時間T1、T2の設定が実現される。
On the other hand, a delay time d2 from the time T1 ′ at which the first trigger signal is sent until the first laser beam (raw material laser beam) 23 is irradiated, and the second time from the time T2 ′ at which the second trigger signal is sent. Since the delay time d3 until the laser beam (starting laser beam) 24 is irradiated is so small as to be negligible on the order of ns, it is not considered here.
When the first laser source 23a and the second laser source 24a are, for example, a Q switch type YAG laser device or the like, the first time point Td ′ when the main trigger signal is output to the switching means of the pulse power supply means is used as a reference. Transmission timing T1 ′ of the first trigger signal to the first laser control unit 23b that controls the operation of the laser source 23a, and the second trigger to the second laser control unit 24b that controls the operation of the second laser source 24a. By setting the signal transmission timing T2 ′, the irradiation time of the first laser beam 23 and the second laser beam 24 with reference to the time Td when the main trigger signal is input to the switching means of the pulse power supply means. Setting of T1 and T2 is realized.

主トリガ信号を送信する時点を基準(時刻Td´)とするとき、第1のレーザ制御部23bへの第1トリガ信号の送出タイミングT1´、第2のレーザ源24aの動作を制御する第2のレーザ制御部24bへの第2トリガ信号の送出タイミングT2´は以下のように求められる。
図1、図2から明らかなように、第2のレーザビーム23が照射されるタイミングT2は、パルス電力供給手段のスイッチング手段がonとなる時点Tdを基準としたとき、
T2≧Td+Δt…(1)
となる。
よって、主トリガ信号を送信する時点Td´を基準としたときの第2のレーザ源の動作を制御する第2のレーザ制御部への第2トリガ信号の送出タイミングT2´は
T2´+d3≧(Td´+d1)+Δtd…(2)
となる。ここで、遅延時間d3は無視できる程小さいので、第2トリガ信号の送出タイミングT2´は
T2´≧Td´+d1+Δtd…(3)
となる。
ここで、電極間電圧が確実に閾値Vpを越えた時点で、第2のレーザビームが照射されるように、第2のレーザビームが照射される時点を、Δtdより幾分遅延させてもよい。この遅延時間を補正時間αと定義し、式(3)を変形すると、
T2´≧Td´+d1+Δtd+α…(4)
となる。
本実施例では、
T2´=Td´+d1+Δtd+α…(5)
とする。なお、当然ながら、T2´の設定は、(5)式に限るものではなく、(4)式を満たせばよい。例えば、T2´=Td´+d1+Δtdとしてもよい。
When the time point at which the main trigger signal is transmitted is used as a reference (time Td ′), the timing T1 ′ for sending the first trigger signal to the first laser control unit 23b and the second for controlling the operation of the second laser source 24a. The timing T2 ′ for sending the second trigger signal to the laser controller 24b is obtained as follows.
As is clear from FIGS. 1 and 2, the timing T2 at which the second laser beam 23 is irradiated is based on the time Td when the switching means of the pulse power supply means is turned on, as a reference.
T2 ≧ Td + Δt (1)
It becomes.
Therefore, the transmission timing T2 ′ of the second trigger signal to the second laser control unit that controls the operation of the second laser source when the time Td ′ at which the main trigger signal is transmitted is used as a reference is T2 ′ + d3 ≧ ( Td ′ + d1) + Δtd (2)
It becomes. Here, since the delay time d3 is negligibly small, the transmission timing T2 ′ of the second trigger signal is T2 ′ ≧ Td ′ + d1 + Δtd (3)
It becomes.
Here, the time point at which the second laser beam is irradiated may be delayed somewhat from Δtd so that the second laser beam is irradiated when the voltage between the electrodes surely exceeds the threshold value Vp. . When this delay time is defined as a correction time α and equation (3) is transformed,
T2 ′ ≧ Td ′ + d1 + Δtd + α (4)
It becomes.
In this example,
T2 ′ = Td ′ + d1 + Δtd + α (5)
And Of course, the setting of T2 ′ is not limited to the expression (5), and it is sufficient to satisfy the expression (4). For example, T2 ′ = Td ′ + d1 + Δtd may be set.

一方、図1、図2より、第1のレーザビーム23が照射されるタイミングT1と、第2のレーザビーム24が照射されるタイミングT2とは以下の関係になる。
T2+Δti≦T1+Δtg≦T2+Δti+Δtp (6)
本実施例では、放電電流が確実に閾値Ipを越えた時点で、第1のレーザビーム23が照射されるように第1のレーザビーム23が照射される時点をΔtiより幾分遅延させる。この遅延時間を補正時間βと定義し、タイミングT1とT2との関係を設定すると、
T2+Δti+β=T1+Δtg…(7)
となる。
ここで、補正時間βは、
0≦β≦Δtp…(8)
となる。
なお、当然ながら、タイミングT1とT2との関係の設定は、(7)式に限るものではなく、(6)式を満たせばよい。例えば、T2+Δti=T1+Δtgでもよいし、T2+Δti+Δtp=T1+Δtgでもよい。
On the other hand, from FIG. 1 and FIG. 2, the timing T1 at which the first laser beam 23 is irradiated and the timing T2 at which the second laser beam 24 is irradiated have the following relationship.
T2 + Δti ≦ T1 + Δtg ≦ T2 + Δti + Δtp (6)
In this embodiment, when the discharge current surely exceeds the threshold value Ip, the time point at which the first laser beam 23 is irradiated is delayed somewhat from Δti so that the first laser beam 23 is irradiated. When this delay time is defined as the correction time β and the relationship between the timings T1 and T2 is set,
T2 + Δti + β = T1 + Δtg (7)
It becomes.
Here, the correction time β is
0 ≦ β ≦ Δtp (8)
It becomes.
Of course, the setting of the relationship between the timings T1 and T2 is not limited to the expression (7), and the expression (6) may be satisfied. For example, T2 + Δti = T1 + Δtg or T2 + Δti + Δtp = T1 + Δtg may be used.

(7)式を、第1トリガ信号の送出タイミングT1´と第2トリガ信号の送出タイミングT2´との関係に変形すると、
(T2´+d3)+Δti+β=(T1´+d2)+Δtg…(9)
となる。ここで、遅延時間d2、d3は無視できる程小さいので、(9)式は、
T2´+Δti+β=T1´+Δtg
T1´=T2´+Δti+β−Δtg…(10)
となる。
(10)式に(5)式を代入すると、
T1´=(Td´+d1+Δtd+α)+Δti+β−Δtg
=Td´+d1+(Δtd+Δti−Δtg)+(α+β)…(11)
となる。
When the equation (7) is transformed into the relationship between the transmission timing T1 ′ of the first trigger signal and the transmission timing T2 ′ of the second trigger signal,
(T2 ′ + d3) + Δti + β = (T1 ′ + d2) + Δtg (9)
It becomes. Here, since the delay times d2 and d3 are negligibly small, the equation (9) is
T2 ′ + Δti + β = T1 ′ + Δtg
T1 ′ = T2 ′ + Δti + β−Δtg (10)
It becomes.
Substituting equation (5) into equation (10),
T1 ′ = (Td ′ + d1 + Δtd + α) + Δti + β−Δtg
= Td ′ + d1 + (Δtd + Δti−Δtg) + (α + β) (11)
It becomes.

上記したように、主トリガ信号を送信する時点Td´を基準としたときの第1のトリガ信号の送出タイミングT1´、第2のトリガ信号の送出タイミングT2´は、それぞれ、(11)式、(5)式で表される。
ここで、本実施例におけるEUV光源装置は、原料をドロップレット状にして滴下することにより供給される。よって、滴下される原料が図12における第1のレーザビームの照射位置P2に到達している時点と、上記した主トリガ信号を送信する時点Td´、第1のトリガ信号の送出タイミングT1´、第2のトリガ信号の送出タイミングT2´は同期している必要がある。
As described above, the transmission timing T1 ′ of the first trigger signal and the transmission timing T2 ′ of the second trigger signal with respect to the time point Td ′ at which the main trigger signal is transmitted are expressed by the following equation (11): It is represented by the formula (5).
Here, the EUV light source device in the present embodiment is supplied by dropping the raw material into droplets. Therefore, the time when the dropped material reaches the irradiation position P2 of the first laser beam in FIG. 12, the time Td ′ when the main trigger signal is transmitted, the transmission timing T1 ′ of the first trigger signal, The timing T2 ′ for sending the second trigger signal needs to be synchronized.

図12における原料が位置P1に到達した時点をTm、TmからΔtm後に原料が照射位置P2に到達するものとすると、原料が照射位置P2に到達する時点は、Tm+Δtmとなる。
すなわち、時点Tmを基準とする場合、
T1=Tm+Δtm…(12)
が成立している必要がある。
(12)式を、第1トリガ信号の送出タイミングT1´の式に変形すると、
(T1´+d2)=Tm+Δtm…(13)
となる。ここで、遅延時間d2は無視できる程小さいので、(13)式は、
T1´=Tm+Δtm…(14)
となる。
Assuming that the time when the raw material reaches position P1 in FIG. 12 is Tm and the raw material reaches irradiation position P2 after Δtm from Tm, the time when the raw material reaches irradiation position P2 is Tm + Δtm.
That is, when the time Tm is used as a reference,
T1 = Tm + Δtm (12)
Must be established.
When the expression (12) is transformed into the expression of the first trigger signal transmission timing T1 ′,
(T1 ′ + d2) = Tm + Δtm (13)
It becomes. Here, the delay time d2 is so small that it can be ignored.
T1 ′ = Tm + Δtm (14)
It becomes.

よって、時点Tmを基準とすると、主トリガ信号を送信する時点Td´、第1のレーザ制御部への第1トリガ信号の送出タイミングT1´、第2のレーザ源の動作を制御する第2のレーザ制御部への第2トリガ信号の送出タイミングT2´は以下のように求められる。
Td´=Tm+(Δtm−Δtd−Δti+Δtg)−d1−(α+β)…(15)
T1´=Tm+Δtm…(14)
T2´=Tm+(Δtm+Δtg−Δti)−β…(16)
Therefore, when the time Tm is used as a reference, the time Td ′ at which the main trigger signal is transmitted, the timing T1 ′ at which the first trigger signal is sent to the first laser control unit, and the second time for controlling the operation of the second laser source. The transmission timing T2 ′ of the second trigger signal to the laser control unit is obtained as follows.
Td ′ = Tm + (Δtm−Δtd−Δti + Δtg) −d1− (α + β) (15)
T1 ′ = Tm + Δtm (14)
T2 ′ = Tm + (Δtm + Δtg−Δti) −β (16)

ここで、Δtmは、図12から、以下のように求められる。
図12に示すように、原料供給ユニット20の原料排出部の位置をP0、原料モニタ20aが原料をモニタする位置をP1、第1のレーザビーム23の照射位置をP2とし、P0とP1の距離をL、P0とP2の距離をLpとする。
また、原料21がP0に位置する時間を原点とし、上記したように、原料21がP1に到達した時点をTm、原料21が照射位置P2に到達した時点をTm+Δtmとする。
位置P0における原料の落下速度を0、重力加速度をGとすると、
L=(1/2)GTm2 …(17)
Lp=(1/2)G(Tm+Δtm)2 …(18)
となる。(18)(19)式より、Δtmは(19)式のように求められる。
Δtm=(2Lp/G)1/2 −(2L/G)1/2 …(19)
Here, Δtm is obtained from FIG. 12 as follows.
As shown in FIG. 12, the position of the material discharge unit of the material supply unit 20 is P0, the position where the material monitor 20a monitors the material is P1, the irradiation position of the first laser beam 23 is P2, and the distance between P0 and P1. Is L, and the distance between P0 and P2 is Lp.
The time when the raw material 21 is located at P0 is the origin, and as described above, the time when the raw material 21 reaches P1 is Tm, and the time when the raw material 21 reaches the irradiation position P2 is Tm + Δtm.
If the material falling speed at position P0 is 0 and the gravitational acceleration is G,
L = (1/2) GTm 2 (17)
Lp = (1/2) G (Tm + Δtm) 2 (18)
It becomes. (18) From the equation (19), Δtm is obtained as in the equation (19).
Δtm = (2Lp / G) 1/2 − (2L / G) 1/2 (19)

すなわち、図13のステップS110において、EUV光源装置の制御部26は、予め記憶している時間データΔtd、Δti、Δtg、Δtm、d1、α、βに基づき、式(15)(14)(16)(19)により、時点Tmを基準としたときの主トリガ信号を送信するタイミングTd´、第1のレーザ制御部23bへの第1トリガ信号の送出タイミングT1´、第2のレーザ源24aの動作を制御する第2のレーザ制御部24bへの第2トリガ信号の送出タイミングT2´を求める(図15のS208)。
ここで、時間データΔtdは、電圧Vと時間Δtdとの対応を格納するテーブルより呼び出される。放電電極に印加する電圧Vのデータは、例えば、ステップS107で充電制御信号をパルス電力発生器の充電器CHに送信する際にEUV放射強度と主コンデンサC0への充電電圧との相関を格納したテーブルから呼び出した主コンデンサC0の充電電圧データをそのまま使用する。
That is, in step S110 of FIG. 13, the control unit 26 of the EUV light source apparatus uses the equations (15), (14), (16) based on the time data Δtd, Δti, Δtg, Δtm, d1, α, β stored in advance. ) (19), the timing Td ′ for transmitting the main trigger signal when the time Tm is set as a reference, the timing T1 ′ for sending the first trigger signal to the first laser control unit 23b, and the second laser source 24a The transmission timing T2 ′ of the second trigger signal to the second laser control unit 24b that controls the operation is obtained (S208 in FIG. 15).
Here, the time data Δtd is called from a table that stores the correspondence between the voltage V and the time Δtd. The data of the voltage V applied to the discharge electrode stores, for example, the correlation between the EUV radiation intensity and the charge voltage to the main capacitor C0 when the charge control signal is transmitted to the charger CH of the pulse power generator in step S107. The charging voltage data of the main capacitor C0 called from the table is used as it is.

EUV光源装置の制御部26は、主コンデンサC0の充電が安定するまでの時間であるチャージャ充電安定時間tstが経過した時点から、最初に原料モニタ20aからの原料検知信号を検知した時点を基準時点Tmとする(図13のステップS111、図15のS204、S207)。なお、基準時点Tmの設定は、チャージャ充電安定時間tst経過した時点から、最初に原料検知信号を検知した時点に限る必要はない。例えば、時間tst経過した時点から、所定回数原料検知信号を検知した時点を基準時点Tmと設定してもよい。   The control unit 26 of the EUV light source device uses the time point when the raw material detection signal from the raw material monitor 20a is first detected as the reference time from the time when the charger charging stabilization time tst, which is the time until the charging of the main capacitor C0 is stabilized, has passed. Tm is set (step S111 in FIG. 13 and S204 and S207 in FIG. 15). The setting of the reference time Tm is not necessarily limited to the time when the raw material detection signal is first detected after the charger charging stabilization time tst has elapsed. For example, the time point when the raw material detection signal is detected a predetermined number of times after the time tst has elapsed may be set as the reference time point Tm.

EUV光源装置の制御部26は、ステップS111で設定した基準時点Tmを基準として、式(15)(14)(16)(19)により求めた、時点Tmを基準としたときの主トリガ信号を送信するタイミングTd´、第1のレーザ制御部23bへの第1トリガ信号の送出タイミングT1´、第2のレーザ源24aの動作を制御する第2のレーザ制御部24bへの第2トリガ信号の送出タイミングT2´で、主トリガ信号、第1トリガ信号、第2トリガ信号を、それぞれ、パルス電力供給手段(パルス電力発生器8)のスイッチング手段、第1のレーザ制御部23b、第2のレーザ制御部24bへ送信する(図13のステップS112、図15のS209、S213、S217)。   The control unit 26 of the EUV light source device uses the reference time point Tm set in step S111 as a reference, and obtains the main trigger signal based on the time point Tm, which is obtained by the equations (15), (14), (16), and (19). The transmission timing Td ′, the transmission timing T1 ′ of the first trigger signal to the first laser control unit 23b, and the second trigger signal to the second laser control unit 24b that controls the operation of the second laser source 24a. At the delivery timing T2 ′, the main trigger signal, the first trigger signal, and the second trigger signal are respectively switched to the switching means of the pulse power supply means (pulse power generator 8), the first laser control unit 23b, and the second laser. It transmits to the control part 24b (step S112 of FIG. 13, S209, S213, S217 of FIG. 15).

EUV光源装置の制御部26は、主トリガ信号の出力開始で電極間電圧が閾値Vpまで到達するまでを計測する電圧カウンタ(不図示)を動作させる。また、第2トリガ信号の出力開始で放電電流が閾値Ipまで到達するまでを計測する電流カウンタ(不図示)を動作させる(図14のステップS113、図15のS212、S216)。
なお、電圧カウンタと、電流カウンタは、露光機の制御部27から発光指令信号が入力されたとき、0クリアされている。電圧カウンタは、主トリガ信号の出力後、電極間電圧が閾値Vpに到達するまでの時間を一定にするためにフィードバック制御するためのものである。一方、電流カウンタは、第2トリガ信号の出力後、放電電流が閾値Ipに到達するまでの時間を一定にするためにフィードバック制御するためのものである。
すなわち、時点Tmを基準としたときの主トリガ信号を送信するタイミングTd´、第1のレーザ制御部への第1トリガ信号の送出タイミングT1´、第2のレーザ源の動作を制御する第2のレーザ制御部への第2トリガ信号の送出タイミングT2´は、最初の一回目(初回パルス)は、上記のように、式(15)(14)(16)(19)に基づいて決定するが、2回目以降は後述するように上記式(15)(14)(16)(19)を、前記電圧カウンタ、電流カウンタのカウント値に基づき補正した値に基づいて決定する。
The control unit 26 of the EUV light source device operates a voltage counter (not shown) that measures until the voltage between the electrodes reaches the threshold value Vp at the start of output of the main trigger signal. In addition, a current counter (not shown) that measures until the discharge current reaches the threshold value Ip at the start of output of the second trigger signal is operated (step S113 in FIG. 14 and S212 and S216 in FIG. 15).
The voltage counter and the current counter are cleared to 0 when a light emission command signal is input from the controller 27 of the exposure machine. The voltage counter is for feedback control in order to make the time until the interelectrode voltage reaches the threshold value Vp after the output of the main trigger signal. On the other hand, the current counter is for feedback control in order to keep the time until the discharge current reaches the threshold value Ip after the output of the second trigger signal.
That is, the timing Td ′ for transmitting the main trigger signal with respect to the time point Tm, the timing T1 ′ for sending the first trigger signal to the first laser controller, and the second for controlling the operation of the second laser source. The second trigger signal transmission timing T2 ′ to the laser control unit of the first is determined based on the equations (15), (14), (16), and (19) as described above, as described above. However, after the second time, as will be described later, the above formulas (15), (14), (16), and (19) are determined based on the values corrected based on the count values of the voltage counter and the current counter.

EUV光源装置の制御部26は、図9、7に不図示の電圧モニタにより電極間電圧が閾値Vpに到達したタイミングを検出し、電圧カウンタを停止させる。また、不図示の電流モニタにより放電電流が閾値Ipに到達したタイミングを検出し、電流カウンタを停止させる(図14のステップS114、図15のS212、S216)。
図13のステップS112において、(15)式に基づくタイミングTd´で主トリガ信号が送出され、当該主トリガ信号がパルス電力供給手段のスイッチング手段に入力されてから遅延時間d1経過すると、スイッチング手段(例えば、IGBT)がonとなる(図15のS209、S210)。
スイッチング手段がonとなると、第1の回転電極11、第2の回転電極12間の電圧が立ち上がり、時間Δtd後に、電極間電圧が閾値Vpに到達する。上記したように、この閾値Vpは、放電が発生したときに流れる放電電流の値が閾値Ip以上となる場合の電圧値である(図15のS210、S211)。
The control unit 26 of the EUV light source device detects the timing when the voltage between the electrodes reaches the threshold value Vp by a voltage monitor (not shown in FIGS. 9 and 7), and stops the voltage counter. Further, the timing at which the discharge current reaches the threshold value Ip is detected by a current monitor (not shown), and the current counter is stopped (step S114 in FIG. 14 and S212 and S216 in FIG. 15).
In step S112 in FIG. 13, when the main trigger signal is sent at the timing Td ′ based on the equation (15) and the main trigger signal is input to the switching means of the pulse power supply means, when the delay time d1 has elapsed, the switching means ( For example, IGBT) is turned on (S209 and S210 in FIG. 15).
When the switching means is turned on, the voltage between the first rotating electrode 11 and the second rotating electrode 12 rises, and the voltage between the electrodes reaches the threshold value Vp after time Δtd. As described above, the threshold value Vp is a voltage value when the value of the discharge current that flows when discharge occurs is equal to or greater than the threshold value Ip (S210 and S211 in FIG. 15).

上記したように、ステップS112において、(16)式に基づくタイミングT2´で、第2トリガ信号が第2のレーザ制御部24bへ送出される。その結果、電極間電圧が閾値Vpに到達した時点(Td+Δtd)以降の時点T2において、第2のレーザビーム(始動用レーザビーム)24が放電領域に照射される(図15のS213、S214)。
第2のレーザビーム24が放電領域に照射されて、放電領域にて放電が開始する。放電開始後、Δti後に、放電電流の大きさが上記した閾値Ipに達する(図15のS214、S215)。この閾値Ipは、所定強度のEUV放射を得るために必要な放電電流値の下限である。なお、放電電流値が閾値Ip以上である期間をΔtpとする。
また、上記したように、ステップS112において、(14)式に基づくタイミングT1´で、第1トリガ信号が第1のレーザ制御部23bへ送出される。その結果、(T2+Δti−Δtg)〜(T2+Δti+Δtp−Δtg)期間中の時点T1で第1のレーザビーム(原料用レーザビーム)23は照射される(図15のS215、S217、S218)。
As described above, in step S112, the second trigger signal is sent to the second laser control unit 24b at the timing T2 ′ based on the equation (16). As a result, the second laser beam (starting laser beam) 24 is irradiated to the discharge region at a time T2 after the time when the interelectrode voltage reaches the threshold value Vp (Td + Δtd) (S213 and S214 in FIG. 15).
The second laser beam 24 is irradiated to the discharge region, and discharge starts in the discharge region. After Δti after the start of discharge, the magnitude of the discharge current reaches the threshold value Ip (S214 and S215 in FIG. 15). This threshold value Ip is a lower limit of the discharge current value necessary for obtaining EUV radiation having a predetermined intensity. A period during which the discharge current value is equal to or greater than the threshold value Ip is denoted by Δtp.
Further, as described above, in step S112, the first trigger signal is sent to the first laser control unit 23b at the timing T1 ′ based on the equation (14). As a result, the first laser beam (raw material laser beam) 23 is irradiated at time T1 during the period of (T2 + Δti−Δtg) to (T2 + Δti + Δtp−Δtg) (S215, S217, and S218 in FIG. 15).

すなわち、ステップS112でEUV光源装置の制御部26が各トリガ信号を送信した結果、放電チャンネルの位置が所定の位置に画定される。また、位置が画定される放電チャンネルにおいて、空間密度分布が所定の分布である気化原料の少なくとも一部が放電チャンネルに到達している状態で、放電電流の大きさが所定強度のEUV放射を得るために必要な放電電流値の下限以上となっているように、放電が発生する。
放電は、第1の回転電極11、第2の回転電極12の周縁部のエッジ部分間で発生し、プラズマが形成される。プラズマを流れるパルス状の大電流によりプラズマが加熱励起され高温化すると、この高温プラズマから波長13.5nmのEUV放射が発生する(図14のステップS115、図15のS219)。
That is, as a result of the control unit 26 of the EUV light source apparatus transmitting each trigger signal in step S112, the position of the discharge channel is defined at a predetermined position. Further, in the discharge channel where the position is defined, EUV radiation having a predetermined magnitude of discharge current is obtained in a state where at least a part of the vaporized material having a predetermined spatial density distribution reaches the discharge channel. For this reason, the discharge occurs so as to be equal to or higher than the lower limit of the discharge current value necessary for this.
Discharge is generated between the edge portions of the peripheral edge portions of the first rotating electrode 11 and the second rotating electrode 12, and plasma is formed. When the plasma is heated and excited by a pulsed large current flowing through the plasma, EUV radiation having a wavelength of 13.5 nm is generated from the high temperature plasma (step S115 in FIG. 14 and S219 in FIG. 15).

なお、上記した所定の空間密度分布は、EUV放射ができるだけ効率的に発生するように設定されている。具体的には、放電領域に対する高温プラズマ原料の供給位置、高温プラズマ原料への第1のレーザビーム23の照射方向、第1のレーザビーム23の照射エネルギー等が上記したような好適な空間密度分布が設定されるように適宜設定される。
また、放電チャンネルの位置が、第2のレーザビーム24の照射により所定の位置に画定されるので、プラズマが生成する位置の位置安定性は向上する。
すなわち、EUV光源装置の制御部26が各トリガ信号を送信した結果、効率のよいEUV放射の発生、および、EUV放射の発生位置の安定化が実現される。
プラズマから放射されたEUV放射は、隔壁1cに設けられた開口、ホイルトラップ3を通過して集光空間1bに配置された斜入射型のEUV集光鏡2により集光され、チャンバ1に設けられたEUV光取出部7より、図示を省略した露光装置の照射光学系へ導かれる。
The predetermined spatial density distribution is set so that EUV radiation is generated as efficiently as possible. Specifically, a suitable spatial density distribution as described above is the supply position of the high temperature plasma raw material to the discharge region, the irradiation direction of the first laser beam 23 to the high temperature plasma raw material, the irradiation energy of the first laser beam 23, and the like. Is set as appropriate.
Further, since the position of the discharge channel is defined at a predetermined position by the irradiation of the second laser beam 24, the position stability of the position where the plasma is generated is improved.
That is, as a result of the control unit 26 of the EUV light source device transmitting each trigger signal, efficient generation of EUV radiation and stabilization of the EUV radiation generation position are realized.
The EUV radiation radiated from the plasma passes through an opening provided in the partition wall 1 c and the foil trap 3, and is collected by the oblique incidence type EUV collector mirror 2 disposed in the collection space 1 b and provided in the chamber 1. The EUV light extraction unit 7 is guided to an irradiation optical system of an exposure apparatus (not shown).

以上のように初回のEUV放射が終わると、次いで、図13のステップS106に戻り、露光装置からの発光指令を待機する。
発光指令受信後、上記したステップS107、S108を経て、ステップS109に移行する。次回のEUV放射は、初回のパルスではないので、ステップS109からステップS116に行く。ステップS116において、EUV光源装置の制御部26は、ステップS114において計測した主トリガ信号の出力開始後電極間電圧が閾値Vpまで到達するまでの時間である電圧カウンタの値、および、第2トリガ信号の出力開始後放電電流が閾値Ipまで到達するまでの時間である電流カウンタの値を基に、第1のレーザ制御部23bへの第1トリガ信号の送出タイミングT1´、第2のレーザ源24aの動作を制御する第2のレーザ制御部24bへの第2トリガ信号の送出タイミングT2´のフィードバック演算を以下の式より行う。
When the first EUV radiation is finished as described above, the process then returns to step S106 in FIG. 13 to wait for a light emission command from the exposure apparatus.
After receiving the light emission command, the process proceeds to step S109 through steps S107 and S108 described above. Since the next EUV radiation is not the first pulse, the process goes from step S109 to step S116. In step S116, the control unit 26 of the EUV light source device outputs the value of the voltage counter, which is the time until the voltage between the electrodes reaches the threshold value Vp after starting the output of the main trigger signal measured in step S114, and the second trigger signal. The first trigger signal transmission timing T1 ′ to the first laser controller 23b and the second laser source 24a based on the value of the current counter, which is the time until the discharge current reaches the threshold value Ip after the start of the output of The feedback calculation of the transmission timing T2 ′ of the second trigger signal to the second laser control unit 24b that controls the operation is performed by the following equation.

tvcal=(d1+Δtd)−tvc…(20)
tical=Δti−tic…(21)
ここで、tvcalは、主トリガ信号の出力開始後電極間電圧が閾値Vpまで到達するまでの時間の補正値であり、tvcは電圧カウンタで計測した時間である。また、ticalは、第2トリガ信号の出力開始後放電電流が閾値Ipまで到達するまでの時間の補正値であり、ticは電流カウンタで計測した時間である。(図13のステップS116、図15のS208)。
tvcal = (d1 + Δtd) −tvc (20)
tical = Δti−tic (21)
Here, tvcal is a correction value for the time from when the output of the main trigger signal starts until the interelectrode voltage reaches the threshold value Vp, and tvc is the time measured by the voltage counter. Further, tical is a correction value for the time until the discharge current reaches the threshold value Ip after the output of the second trigger signal starts, and tic is the time measured by the current counter. (Step S116 in FIG. 13 and S208 in FIG. 15).

なお、(20)式から明らかなように、tvcalは、主トリガ信号を出力する時点Td´から、当該主トリガ信号がパルス電力供給手段のスイッチング手段に入力してスイッチング手段がonとなる時点Tdまでの遅延時間d1と、スイッチング手段がonとなる時点Tdから電極間電圧が閾値Vpまで到達するまでの時間の総和の補正値である。
上記したように、パルス電力供給手段のスイッチング手段である固体スイッチSWは、大電流を流すことが可能なIGBT等の半導体スイッチング素子が使用されることが多い。このようなIGBT等の半導体スイッチング素子は、ゲート信号(本実施例の主トリガ信号に相当)が入力して実際にonとなる時間はある程度、ばらつく。すなわち、(20)式は、スイッチング素子のばらつきの補正も考慮されたものである。
As apparent from the equation (20), tvcal is the time Td when the main trigger signal is input to the switching means of the pulse power supply means and the switching means is turned on from the time Td ′ when the main trigger signal is output. And a correction value of the sum total of the delay time d1 until the voltage between the electrodes reaches the threshold value Vp from the time Td when the switching means is turned on.
As described above, a semiconductor switching element such as an IGBT capable of flowing a large current is often used for the solid state switch SW which is a switching means of the pulse power supply means. Such semiconductor switching elements such as IGBTs vary to some extent when the gate signal (corresponding to the main trigger signal in this embodiment) is input and actually turned on. That is, the equation (20) takes into account correction of variations in switching elements.

EUV光源装置の制御部26は、ステップS116において求めた補正値を考慮して、時点Tmを基準としたときの主トリガ信号を送信するタイミングTd´、第1のレーザ制御部23bへの第1トリガ信号の送出タイミングT1´、第2のレーザ源24aの動作を制御する第2のレーザ制御部24bへの第2トリガ信号の送出タイミングT2´を次式により決定する(図13のステップS117、図15のS208)。
Td´=Tm+(Δtm−Δtd−Δti+Δtg)−d1−(α+β)−(tvcal+tical)…(22)
T1´=Tm+Δtm…(14)
T2´=Tm+(Δtm+Δtg−Δti)−β−tical…(23)
Δtm=(2Lp/G)1/2 −(2L/G)1/2 …(19)
The control unit 26 of the EUV light source apparatus considers the correction value obtained in step S116, the timing Td ′ for transmitting the main trigger signal when the time Tm is used as a reference, and the first to the first laser control unit 23b. The trigger signal transmission timing T1 ′ and the second trigger signal transmission timing T2 ′ to the second laser control unit 24b for controlling the operation of the second laser source 24a are determined by the following equations (step S117 in FIG. 13). S208 in FIG.
Td ′ = Tm + (Δtm−Δtd−Δti + Δtg) −d1− (α + β) − (tvcal + tical) (22)
T1 ′ = Tm + Δtm (14)
T2 ′ = Tm + (Δtm + Δtg−Δti) −β-tical (23)
Δtm = (2Lp / G) 1/2 − (2L / G) 1/2 (19)

EUV光源装置の制御部26は、主コンデンサC0の充電が安定するまでの時間であるチャージャ充電安定時間tstが経過した時点から、最初に原料モニタか20aらの原料検知信号を検知した時点を基準時点Tmとする(図13のステップS118、図15のS204、S207)。
なお、基準時点Tmの設定は、チャージャ充電安定時間tst経過した時点から、最初に原料検知信号を検知した時点に限る必要はない。例えば、時間tst経過した時点から、所定回数原料検知信号を検知した時点を基準時点Tmと設定してもよい。
次に、EUV光源装置の制御部26は、ステップS118で設定した基準時点Tmを基準として、式(22)(14)(23)(19)により求めた、時点Tmを基準としたときの主トリガ信号を送信するタイミングTd´、第1のレーザ制御部23bへの第1トリガ信号の送出タイミングT1´、第2のレーザ源24aの動作を制御する第2のレーザ制御部24bへの第2トリガ信号の送出タイミングT2´で、主トリガ信号、第1トリガ信号、第2トリガ信号を、それぞれ、パルス電力供給手段のスイッチング手段、第1のレーザ制御部23b、第2のレーザ制御部24bへ送信する(図13のステップS119、図15のS209、S214、S217)。
The control unit 26 of the EUV light source apparatus is based on the time when the material detection signal from the material monitor or 20a is first detected from the time when the charger charging stabilization time tst which is the time until the charging of the main capacitor C0 is stabilized. Time Tm is set (step S118 in FIG. 13 and S204 and S207 in FIG. 15).
The setting of the reference time Tm is not limited to the time when the raw material detection signal is first detected after the charger charging stabilization time tst has elapsed. For example, the time point when the raw material detection signal is detected a predetermined number of times after the time tst has elapsed may be set as the reference time point Tm.
Next, the control unit 26 of the EUV light source apparatus uses the reference time point Tm set in step S118 as a reference, and the main time when the reference point is the time point Tm obtained by the equations (22), (14), (23), and (19). Timing Td ′ for transmitting the trigger signal, timing T1 ′ for sending the first trigger signal to the first laser controller 23b, and second for the second laser controller 24b for controlling the operation of the second laser source 24a. At the trigger signal transmission timing T2 ′, the main trigger signal, the first trigger signal, and the second trigger signal are respectively sent to the switching means of the pulse power supply means, the first laser control unit 23b, and the second laser control unit 24b. It transmits (step S119 in FIG. 13, S209, S214, S217 in FIG. 15).

次いで、図14のステップS113に移行し、EUV光源装置の制御部26は、主トリガ信号の出力開始で電極間電圧が閾値Vpまで到達するまでを計測する電圧カウンタを動作させる。また、第2トリガ信号の出力開始で放電電流が閾値Ipまで到達するまでを計測する電流カウンタを動作させる(図15のS212、S216)。なお、上記したように、電圧カウンタと、電流カウンタは、露光機の制御部から発光指令信号が入力されたとき、0クリアされている。
EUV光源装置の制御部26は、図9、図10に不図示の電圧モニタにより電極間電圧が閾値Vpに到達したタイミングを検出し、電圧カウンタを停止させる。また、不図示の電流モニタにより放電電流が閾値Ipに到達したタイミングを検出し、電流カウンタを停止させる(図14のステップS114、図15のS212、S216)。
Next, the process proceeds to step S113 in FIG. 14, and the control unit 26 of the EUV light source apparatus operates a voltage counter that measures until the voltage between the electrodes reaches the threshold value Vp at the start of output of the main trigger signal. Further, the current counter that measures the time until the discharge current reaches the threshold value Ip when the output of the second trigger signal starts is operated (S212 and S216 in FIG. 15). As described above, the voltage counter and the current counter are cleared to 0 when a light emission command signal is input from the controller of the exposure machine.
The control unit 26 of the EUV light source device detects the timing when the voltage between the electrodes reaches the threshold value Vp by a voltage monitor (not shown in FIGS. 9 and 10), and stops the voltage counter. Further, the timing at which the discharge current reaches the threshold value Ip is detected by a current monitor (not shown), and the current counter is stopped (step S114 in FIG. 14 and S212 and S216 in FIG. 15).

ステップS112において、(22)式に基づくタイミングTd´で主トリガ信号が送出され、当該主トリガ信号がパルス電力供給手段のスイッチング手段に入力されてから遅延時間d1経過すると、スイッチング手段がonとなる(図14のS209、S210)。
スイッチング手段がonとなると、第1の回転電極11、第2の回転電極12間の電圧が立ち上がり、時間Δtd後に、電極間電圧が閾値Vpに到達する(図15のS210、S211)。
上記したように、ステップS112において、(23)式に基づくタイミングT2´で、第2トリガ信号が第2のレーザ制御部24bへ送出される。その結果、電極間電圧が閾値Vpに到達した時点(Td+Δtd)以降の時点T2において、第2のレーザビーム(始動用レーザビーム)24が放電領域に照射される(図15のS213、S214)。
第2のレーザビーム24が放電領域に照射されて、放電領域にて放電が開始する。放電開始後、Δti後に、放電電流の大きさが上記した閾値Ipに達する(図15のS214、S215)。
In step S112, when the main trigger signal is sent at the timing Td ′ based on the equation (22) and the main trigger signal is input to the switching means of the pulse power supply means, the switching means is turned on after the delay time d1 has elapsed. (S209, S210 in FIG. 14).
When the switching means is turned on, the voltage between the first rotating electrode 11 and the second rotating electrode 12 rises, and the voltage between the electrodes reaches the threshold value Vp after time Δtd (S210 and S211 in FIG. 15).
As described above, in step S112, the second trigger signal is sent to the second laser control unit 24b at the timing T2 ′ based on the equation (23). As a result, the second laser beam (starting laser beam) 24 is irradiated to the discharge region at a time T2 after the time when the interelectrode voltage reaches the threshold value Vp (Td + Δtd) (S213 and S214 in FIG. 15).
The second laser beam 24 is irradiated to the discharge region, and discharge starts in the discharge region. After Δti after the start of discharge, the magnitude of the discharge current reaches the threshold value Ip (S214 and S215 in FIG. 15).

上記したように、ステップS112において、(14)式に基づくタイミングT1´で、第1トリガ信号が第1のレーザ制御部23bへ送出される。その結果、(T2+Δti−Δtg)〜(T2+Δti+Δtp−Δtg)期間中の時点T1で第1のレーザビーム(原料用レーザビーム)は照射される(図15のS215、S217、S218)。
すなわち、ステップS119でEUV光源装置の制御部26が各トリガ信号を送信した結果、放電チャンネルの位置が所定の位置に画定される。また、位置が画定される放電チャンネルにおいて空間密度分布が所定の分布である気化原料の少なくとも一部が当該放電チャンネルに到達している状態で、放電電流の大きさが所定強度のEUV放射を得るために必要な放電電流値の下限以上となっているように、放電が発生する。
As described above, in step S112, the first trigger signal is sent to the first laser control unit 23b at the timing T1 ′ based on the equation (14). As a result, the first laser beam (raw material laser beam) is irradiated at time T1 during the period of (T2 + Δti−Δtg) to (T2 + Δti + Δtp−Δtg) (S215, S217, and S218 in FIG. 15).
That is, as a result of the control unit 26 of the EUV light source device transmitting each trigger signal in step S119, the position of the discharge channel is defined at a predetermined position. In addition, EUV radiation having a predetermined magnitude of discharge current is obtained in a state where at least a part of the vaporized material having a predetermined spatial density distribution reaches the discharge channel in the discharge channel where the position is defined. For this reason, discharge occurs so that the discharge current value is not less than the lower limit.

放電は、第1の回転電極11、第2の回転電極12の周縁部のエッジ部分間で発生し、プラズマが形成される。プラズマを流れるパルス状の大電流によりプラズマが加熱励起され高温化すると、この高温プラズマから波長13.5nmのEUV放射が発生する(図14のステップS115、図15のS219)。
なお、上記した所定の空間密度分布は、EUV放射ができるだけ効率的に発生するように設定されている。
また、放電チャンネルの位置が所定の位置に画定されるので、プラズマが生成する位置の位置安定性は向上する。
すなわち、ステップS119でEUV光源装置の制御部が各トリガ信号を送信した結果、効率のよいEUV放射の発生、およびEUV放射の発生位置の安定化が実現される。
Discharge is generated between the edge portions of the peripheral edge portions of the first rotating electrode 11 and the second rotating electrode 12, and plasma is formed. When the plasma is heated and excited by a pulsed large current flowing through the plasma, EUV radiation having a wavelength of 13.5 nm is generated from the high temperature plasma (step S115 in FIG. 14 and S219 in FIG. 15).
The predetermined spatial density distribution is set so that EUV radiation is generated as efficiently as possible.
Further, since the position of the discharge channel is defined at a predetermined position, the position stability of the position where the plasma is generated is improved.
That is, as a result of the transmission of each trigger signal from the control unit of the EUV light source device in step S119, efficient generation of EUV radiation and stabilization of the generation position of EUV radiation are realized.

プラズマから放射されたEUV放射は、隔壁1cに設けられた開口、ホイルトラップ3を通過して集光空間に配置された斜入射型のEUV集光鏡2により集光され、チャンバ1に設けられたEUV光取出部7より図示を省略した露光装置の照射光学系へ導かれる。
以下、露光工程が継続する間は、ステップS106乃至ステップS115間の工程が繰り返される。露光工程が終了する場合は、ステップS115の後、エンドとなる。
以上のように動作させることにより、第1のレーザビーム23の照射により放電領域に供給される気化した高温プラズマ原料の空間密度分布は、EUV放射ができるだけ効率的に発生するように設定される。なお、第1のレーザビーム23の照射の結果、このような好適な空間密度分布が設定されるように、放電領域に対する原料の供給位置、原料への第1のレーザビーム23の照射方向、第1のレーザビーム23の照射エネルギー等が、予め、適宜設定されている。
一方、第2のレーザビーム24を放電領域の所定の位置に集光することにより、放電が開始するとともに、放電チャンネルの位置がレーザ焦点を設定した位置に画定される。そのため、EUV放射の発生点の位置安定性が向上する。
The EUV radiation radiated from the plasma passes through the opening provided in the partition wall 1 c and the foil trap 3 and is collected by the oblique incidence type EUV collector mirror 2 disposed in the collection space, and is provided in the chamber 1. Further, the light is guided from the EUV light extraction unit 7 to an irradiation optical system of an exposure apparatus (not shown).
Hereinafter, as long as the exposure process continues, the processes between step S106 to step S115 are repeated. When the exposure process ends, the process ends after step S115.
By operating as described above, the spatial density distribution of the vaporized high temperature plasma raw material supplied to the discharge region by the irradiation of the first laser beam 23 is set so that EUV radiation is generated as efficiently as possible. Note that, as a result of the irradiation with the first laser beam 23, the supply position of the material to the discharge region, the irradiation direction of the first laser beam 23 to the material, the first The irradiation energy of one laser beam 23 is appropriately set in advance.
On the other hand, by condensing the second laser beam 24 at a predetermined position in the discharge region, the discharge is started and the position of the discharge channel is defined at the position where the laser focus is set. Therefore, the positional stability of the generation point of EUV radiation is improved.

ここで、第1のレーザビーム23の照射タイミングと第2のレーザビーム24の照射タイミングを上記のように設定しているので、位置が画定される放電チャンネルにおいて、空間密度分布が所定の分布である気化原料の少なくとも一部が当該放電チャンネルに到達している状態で、放電電流の大きさが所定強度のEUV放射を得るために必要な放電電流値の下限以上となっているように、放電が発生する。
この結果、効率のよいEUV放射が実現可能となる。
特に、本実施例では、主トリガ信号の出力後電極間電圧が閾値Vpに到達するまでの時間、および、第2トリガ信号の出力後、放電電流が閾値Ipに到達するまでの時間が一定となるようにフィードバック制御を行っている。そのため、例えば、パルス電力供給手段のスイッチング手段である固体スイッチSWとして使用されるIGBT等の半導体スイッチング素子の動作にばらつきが生じたとしても、確実に効率のよいEUV放射を実現することが可能となる。
なお、図10に示すように、プラズマが生成される放電領域近傍に磁石6を設けて、プラズマに対し磁場をかけてもよい。
Here, since the irradiation timing of the first laser beam 23 and the irradiation timing of the second laser beam 24 are set as described above, the spatial density distribution is a predetermined distribution in the discharge channel where the position is defined. Discharge so that the magnitude of the discharge current is equal to or greater than the lower limit of the discharge current value necessary for obtaining EUV radiation of a predetermined intensity in a state where at least a part of the vaporized raw material reaches the discharge channel. Will occur.
As a result, efficient EUV radiation can be realized.
In particular, in this embodiment, the time until the interelectrode voltage reaches the threshold value Vp after the output of the main trigger signal and the time until the discharge current reaches the threshold value Ip after the output of the second trigger signal are constant. Feedback control is performed so that Therefore, for example, even if the operation of a semiconductor switching element such as an IGBT used as a solid-state switch SW that is a switching means of a pulse power supply means varies, it is possible to reliably realize efficient EUV radiation. Become.
As shown in FIG. 10, a magnet 6 may be provided near the discharge region where plasma is generated, and a magnetic field may be applied to the plasma.

上記したように、本発明のEUV光源装置においては、真空雰囲気にある放電空間の放電領域近傍の空間に高温プラズマ原料を供給し、供給した高温プラズマ原料にレーザビームを照射して当該高温プラズマ原料を気化して気化後の高温プラズマ原料を放電領域に供給する。次いで、放電領域に気化したガスが供給された時点で放電を発生させてEUV放射を行うプラズマを生成する。このようにして発生したプラズマは、放電領域における気化後の高温プラズマ原料の粒子密度勾配のために拡散し、消失すると考えられる。すなわち、プラズマが拡散するので、プラズマサイズは大きくなると考えられる。   As described above, in the EUV light source device of the present invention, the high-temperature plasma raw material is supplied to the space near the discharge region of the discharge space in the vacuum atmosphere, and the supplied high-temperature plasma raw material is irradiated with the laser beam. And the vaporized high temperature plasma raw material is supplied to the discharge region. Next, at the time when the vaporized gas is supplied to the discharge region, a discharge is generated to generate plasma that emits EUV radiation. The plasma generated in this manner is considered to diffuse and disappear due to the particle density gradient of the high-temperature plasma raw material after vaporization in the discharge region. That is, it is considered that the plasma size increases because the plasma diffuses.

ここで、第1および第2の回転電極間で発生する放電方向と略平行に一様な磁場を印加した場合を考える。
一様な磁場中にある荷電粒子はローレンツ力を受ける。ローレンツ力は、磁場に垂直な方向に働くので、磁場に垂直な平面では荷電粒子は等速円運動をする。一方、磁場に平行な方向では、荷電粒子は外力を受けないので初期速度のまま等速度運動をする。よって、荷電粒子の運動は上記を合成した運動になるので磁界に沿って(磁界方向に)、一定のピッチの螺旋運動をする。
よって、第1および第2の回転電極11,12間で発生する放電方向と略平行に一様な磁場を印加する際、磁力線の周りを螺旋運動する荷電粒子の旋回半径が十分小さくなるような磁場を印加した場合は、上記したプラズマの拡散量を減らすことができると推定される。すなわち、磁場を印加しない場合と比較すると、プラズマサイズを小さくすることができると考えられる。また、プラズマ寿命は拡散して自然消失するよりは長い時間を保つことができると考えられるので、上記のように磁場を印加すると、当該磁場を印加しない場合と比較して、EUVをより長く放射させることが可能になると考えられる。
Here, consider the case where a uniform magnetic field is applied substantially parallel to the discharge direction generated between the first and second rotating electrodes.
Charged particles in a uniform magnetic field are subjected to Lorentz force. Since the Lorentz force works in a direction perpendicular to the magnetic field, the charged particles move in a uniform circular motion on a plane perpendicular to the magnetic field. On the other hand, in the direction parallel to the magnetic field, the charged particles do not receive an external force, and thus move at a constant velocity with the initial velocity. Therefore, the motion of the charged particles is a combined motion of the above, and therefore, a spiral motion with a constant pitch is performed along the magnetic field (in the magnetic field direction).
Therefore, when applying a uniform magnetic field substantially parallel to the discharge direction generated between the first and second rotating electrodes 11 and 12, the turning radius of the charged particles that spirally move around the lines of magnetic force is sufficiently small. When a magnetic field is applied, it is estimated that the amount of plasma diffusion described above can be reduced. That is, it is considered that the plasma size can be reduced as compared with the case where no magnetic field is applied. Moreover, since it is considered that the plasma lifetime can be maintained for a longer time than when it diffuses and disappears spontaneously, when a magnetic field is applied as described above, EUV is emitted longer than when no magnetic field is applied. It will be possible to make it.

すなわち、磁場を上記のように印加すると、EUVを放射する高温プラズマのサイズ(すなわち、EUV光源のサイズ)を小さくし、EUVの放射時間を長くすることが可能となる。よって、本発明のEUV光源装置は、磁場を印加することにより、露光用光源としてより好ましくなる。
また、上記した荷電粒子の旋回半径が、プラズマ生成位置からEUV集光鏡2までの最短距離より十分小さい場合には、高温プラズマ原料に起因するデブリのうち高速イオンであるデブリは、この旋回半径で螺旋運動をして集光鏡まで到達しない。すなわち、磁場を印加することによりイオンであるデブリの飛散量を減らすことができると推定される。
That is, when the magnetic field is applied as described above, the size of the high-temperature plasma that emits EUV (that is, the size of the EUV light source) can be reduced, and the EUV emission time can be extended. Therefore, the EUV light source device of the present invention is more preferable as an exposure light source by applying a magnetic field.
In addition, when the turning radius of the charged particles described above is sufficiently smaller than the shortest distance from the plasma generation position to the EUV collector mirror 2, the debris that are fast ions among the debris caused by the high temperature plasma raw material is the turning radius. It does not reach the condenser mirror with a spiral motion. That is, it is estimated that the amount of debris that is ions can be reduced by applying a magnetic field.

2.図9、図10に示した実施例の変形例
本発明のEUV光源装置において、極端紫外光を放射するための高温プラズマ原料は、液体または固体の状態で、放電領域近傍に供給される。前記実施例1に示すEUV光源装置においては、上記原料は、ドロップレット状にして供給される。
当然ながら、高温プラズマ原料の供給機構は、前記実施例に示す構成に限るものではない。以下、高温プラズマ原料の原料供給ユニットのその他の例について述べる。
2. 9 and FIG. 10 In the EUV light source device of the present invention, the high-temperature plasma raw material for emitting extreme ultraviolet light is supplied in the vicinity of the discharge region in a liquid or solid state. In the EUV light source apparatus shown in Example 1, the raw material is supplied in the form of droplets.
Of course, the supply mechanism of the high temperature plasma raw material is not limited to the configuration shown in the above embodiment. Hereinafter, other examples of the high-temperature plasma raw material supply unit will be described.

(1)第1の変形例
図16、図17は前記実施例の第1の変形例を説明するための図である。詳細には、図16は本発明のEUV光源装置の正面図であり、EUV放射は同図左側から取り出される。すなわち、図16は、図9に示す実施例のEUV光源装置において、原料供給ユニットの部分を置換したものを示している。なお、理解を容易にするために、図16は、原料供給ユニットの配置、構成に重点をおいて示したものであり、EUV光源装置の一部は省略されている。なお、省略された部分は、図9と同等である。
一方、図17は本実施例のEUV光源装置の上面図であり、図16と同様、EUV光源装置の一部は省略されている。
(1) First Modification FIGS. 16 and 17 are views for explaining a first modification of the embodiment. Specifically, FIG. 16 is a front view of the EUV light source apparatus of the present invention, and EUV radiation is extracted from the left side of the figure. That is, FIG. 16 shows the EUV light source device of the embodiment shown in FIG. 9 with the raw material supply unit replaced. In order to facilitate understanding, FIG. 16 shows the arrangement and configuration of the raw material supply unit with emphasis, and a part of the EUV light source device is omitted. The omitted parts are the same as those in FIG.
On the other hand, FIG. 17 is a top view of the EUV light source apparatus of this embodiment, and a part of the EUV light source apparatus is omitted as in FIG.

図16、図17に示す変形例においては、高温プラズマ原料として線状原料31が使用される。具体的には、極端紫外光放射種を含む金属ワイヤーであり、例えば、Sn(スズ)を含む。
第1の変形例における原料供給ユニット30は、線状原料31を所定の空間に供給する機能を有する。当該原料供給ユニット30は、リール30a、リール30e、位置決め手段30b、位置決め手段30c、線状原料31、駆動機構30dから構成される。なお、駆動機構30dは、図16、図17において図示を省略した制御部により駆動制御される。
In the modification shown in FIGS. 16 and 17, the linear raw material 31 is used as the high temperature plasma raw material. Specifically, it is a metal wire containing an extreme ultraviolet light emitting species, and includes, for example, Sn (tin).
The raw material supply unit 30 in the first modification has a function of supplying the linear raw material 31 to a predetermined space. The raw material supply unit 30 includes a reel 30a, a reel 30e, a positioning unit 30b, a positioning unit 30c, a linear raw material 31, and a drive mechanism 30d. The drive mechanism 30d is driven and controlled by a control unit (not shown in FIGS. 16 and 17).

線状原料31は、リール30aおよびリール30eに巻きついている。リール30aは線状原料31を送出する上流側のリールである。一方、リール30eは、リール30aから送出される線状原料31を巻き取る下流側のリールである。線状原料31は、駆動機構30dによりリール30eが回転駆動されることによりリール30aから送出される。
リール30aから送出された線状原料31は、第1のレーザ源23aから放出される第1のレーザビーム(原料用レーザビーム)23が照射されたとき、気化する。上記したように、気化した高温プラズマ用原料の広がる方向は、第1のレーザビーム23の原料31への入射位置に依存する。
よって、線状原料31への第1のレーザビーム23の入射位置が放電領域を臨むように、線状原料31は、位置決め手段30b、位置決め手段30cにより位置決めされる。なお、この位置決めされた位置は、線状原料31に第1のレーザビーム23が照射されることにより気化した原料が、放電領域に到達可能な位置である。
The linear raw material 31 is wound around the reel 30a and the reel 30e. The reel 30 a is an upstream reel that feeds the linear raw material 31. On the other hand, the reel 30e is a downstream reel that winds the linear raw material 31 delivered from the reel 30a. The linear raw material 31 is delivered from the reel 30a when the reel 30e is rotationally driven by the drive mechanism 30d.
The linear raw material 31 delivered from the reel 30a is vaporized when irradiated with the first laser beam (raw material laser beam) 23 emitted from the first laser source 23a. As described above, the direction in which the vaporized high temperature plasma raw material spreads depends on the incident position of the first laser beam 23 on the raw material 31.
Therefore, the linear raw material 31 is positioned by the positioning means 30b and the positioning means 30c so that the incident position of the first laser beam 23 on the linear raw material 31 faces the discharge region. This positioned position is a position where the raw material vaporized by irradiating the linear raw material 31 with the first laser beam 23 can reach the discharge region.

そして、線状原料31が供給され、かつ、線状原料31に第1のレーザビーム23を照射したとき、気化後の高温プラズマ原料(液体原料)が放電領域の方向に広がるように、第1のレーザ源23aから放出される第1のレーザビーム23の光軸、および、第1のレーザビーム23のエネルギーが調整される。
ここで、放電領域と線状原料31との距離は、レーザビーム照射により放電領域の方向に広がる気化後の高温プラズマ原料が、所定の空間密度分布で放電領域に到達するように設定される。
なお、図16および図17に示すように、線状原料31は、一対の電極11,12とEUV集光鏡2との間の空間に対して供給することが好ましい。
このように供給された線状原料31に対し、第1のレーザビーム23を上記のように線状原料表面の放電領域に面する側に対して照射すると、気化後の線状原料は放電領域の方向に広がるが、EUV集光鏡2の方向に広がらない。
すなわち、上記したように放電領域に対する線状原料31の供給位置、および、第1のレーザビーム23の照射位置を設定することとにより、デブリがEUV集光鏡2に進行するのを抑制することが可能となる。
Then, when the linear raw material 31 is supplied and the linear raw material 31 is irradiated with the first laser beam 23, the first high-temperature plasma raw material (liquid raw material) after vaporization spreads in the direction of the discharge region. The optical axis of the first laser beam 23 emitted from the laser source 23a and the energy of the first laser beam 23 are adjusted.
Here, the distance between the discharge region and the linear raw material 31 is set so that the vaporized high temperature plasma raw material that spreads in the direction of the discharge region by laser beam irradiation reaches the discharge region with a predetermined spatial density distribution.
As shown in FIGS. 16 and 17, the linear raw material 31 is preferably supplied to the space between the pair of electrodes 11 and 12 and the EUV collector mirror 2.
When the first laser beam 23 is applied to the linear raw material 31 supplied in this manner to the side facing the discharge region on the surface of the linear raw material as described above, the vaporized linear raw material becomes the discharge region. However, it does not spread in the direction of the EUV collector mirror 2.
That is, by setting the supply position of the linear raw material 31 to the discharge region and the irradiation position of the first laser beam 23 as described above, it is possible to suppress the debris from proceeding to the EUV collector mirror 2. Is possible.

(2)第2の変形例
図18、図19、図20は前記実施例の第2の変形例を説明するための図である。詳細には、図18は本実施例のEUV光源装置の正面図であり、EUV放射は同図左側から取り出される。すなわち、図18は、図9に示す実施例のEUV光源装置において、原料供給ユニット20の部分を置換したものを示している。
なお、理解を容易にするために、図18は、原料供給ユニットの配置、構成に重点をおいて示したものであり、EUV光源装置の一部は省略されている。なお、省略された部分は、図9と同等である。
一方、図19は本発明のEUV光源装置の上面図、図20は本発明のEUV光源装置の側面図であり、図18と同様、EUV光源装置の一部は省略されている。なお、図19では、摺動子を介して電極11,12へ給電する場合を示しており、例えば、電極12へのパルス電力の給電は、同図に示すように、電力導入部12cから摺動子12dを介して行なわれる。
(2) Second Modification FIGS. 18, 19, and 20 are diagrams for explaining a second modification of the above-described embodiment. Specifically, FIG. 18 is a front view of the EUV light source apparatus of this embodiment, and EUV radiation is extracted from the left side of the figure. That is, FIG. 18 shows the EUV light source apparatus of the embodiment shown in FIG. 9 with the raw material supply unit 20 replaced.
In order to facilitate understanding, FIG. 18 shows the arrangement and configuration of the raw material supply unit with emphasis, and a part of the EUV light source device is omitted. The omitted parts are the same as those in FIG.
On the other hand, FIG. 19 is a top view of the EUV light source device of the present invention, FIG. 20 is a side view of the EUV light source device of the present invention, and a part of the EUV light source device is omitted as in FIG. Note that FIG. 19 shows a case where power is supplied to the electrodes 11 and 12 via the slider. For example, pulse power is supplied to the electrode 12 from the power introduction unit 12c as shown in FIG. This is done via the mover 12d.

図18、図19、図20に示す第2の変形例においては、高温プラズマ原料として液体原料が使用される。具体的には、極端紫外光放射種を含む液体原料であり、例えば、Sn(スズ)を含む。
第2の変形例における原料供給ユニット40は、液体原料を所定の空間に供給する機能を有する。当該原料供給ユニット40は、液体原料供給手段40a、原料供給円盤40b、第3のモータ40cから構成される。なお、液体原料供給手段40a、図示を省略した第3のモータ駆動機構は、図18、図19、図20において図示を省略した制御部により駆動制御される。
In the second modification shown in FIGS. 18, 19, and 20, a liquid material is used as the high-temperature plasma material. Specifically, it is a liquid raw material containing an extreme ultraviolet light radiation species, and includes, for example, Sn (tin).
The raw material supply unit 40 in the second modification has a function of supplying a liquid raw material to a predetermined space. The raw material supply unit 40 includes a liquid raw material supply means 40a, a raw material supply disk 40b, and a third motor 40c. The liquid source supply unit 40a and the third motor drive mechanism (not shown) are driven and controlled by a control unit (not shown) in FIGS.

原料供給用円盤40bの側面部には溝部が設けられる。まず、液体原料は、液体原料供給手段40aにより上記溝部の中に供給される。次いで、原料供給円盤40bを第3のモータ40cにより一方向に回転させる。溝部に供給された液体原料は、溝部の回転とともに移動する。
溝部に供給された液体原料は、第1のレーザ源23aから放出される第1のレーザビーム(原料用レーザビーム)23が照射されたとき、気化する。上記したように、気化した高温プラズマ用原料の広がる方向は、第1のレーザビーム23の原料への入射位置に依存する。よって、溝部に供給された液体原料への第1のレーザビーム23の入射位置が放電領域を臨むように、原料供給用円盤40bは放電領域に対して配置される。
具体的には、溝部が設けられた側面部が放電領域を臨むように原料供給用円盤40bは配置される。なお、原料供給用円盤40bが配置される位置は、溝部に供給された液体原料に第1のレーザビーム23が照射されることにより気化した原料が、放電領域に到達可能な位置である。
A groove is provided in the side surface of the raw material supply disk 40b. First, the liquid material is supplied into the groove by the liquid material supply means 40a. Next, the raw material supply disk 40b is rotated in one direction by the third motor 40c. The liquid raw material supplied to the groove moves with the rotation of the groove.
The liquid raw material supplied to the groove is vaporized when irradiated with the first laser beam (raw material laser beam) 23 emitted from the first laser source 23a. As described above, the direction in which the vaporized high temperature plasma raw material spreads depends on the incident position of the first laser beam 23 on the raw material. Therefore, the material supply disc 40b is arranged with respect to the discharge region so that the incident position of the first laser beam 23 on the liquid material supplied to the groove part faces the discharge region.
Specifically, the raw material supply disk 40b is arranged so that the side surface provided with the groove faces the discharge region. The position where the material supply disc 40b is disposed is a position where the material vaporized by irradiating the liquid material supplied to the groove with the first laser beam 23 can reach the discharge region.

そして、液体原料が供給され、かつ、放電領域を臨む溝部へ第1のレーザビーム23を照射したとき、気化後の高温プラズマ原料(液体原料)が放電領域の方向に広がるように、第1のレーザ源23aから放出される第1のレーザビーム23の光軸、および、第1のレーザビーム23のエネルギーが調整される。
放電領域と原料供給用円盤40bとの距離は、第1のレーザビーム23の照射により放電領域の方向に広がる気化後の高温プラズマ原料が、所定の空間密度分布で放電領域に到達するように設定される。
Then, when the liquid source is supplied and the first laser beam 23 is irradiated to the groove facing the discharge region, the first plasma beam 23 (liquid source) after vaporization spreads in the direction of the discharge region. The optical axis of the first laser beam 23 emitted from the laser source 23a and the energy of the first laser beam 23 are adjusted.
The distance between the discharge region and the material supply disk 40b is set so that the high-temperature plasma raw material after vaporization spreading in the direction of the discharge region by irradiation with the first laser beam 23 reaches the discharge region with a predetermined spatial density distribution. Is done.

ここで、溝部に供給された液体原料は溝部の回転とともに移動するので、液体原料供給手段40aにより溝部の中に液体原料を連続的に供給することにより、所定の第1のレーザビーム23の照射位置に連続的に供給することが可能となる。
なお、図18、図19、図20に示すように、第2の変形例の構成においては、溝部に供給された液体原料は光軸に対して垂直な平面上の空間であり、かつ、放電領域近傍に対して移動し、第1のレーザビーム23は、光軸と垂直な方向から溝部に供給された液体原料に対して照射される。そのため、気化後の高温プラズマ原料(液体原料)は、EUV集光鏡2の方向には広がらない。よって、高温プラズマ原料への第1のレーザビーム23の照射、および、電極間で発生する放電により生成するデブリは、EUV集光鏡2に対してほとんど進行しない。
Here, since the liquid raw material supplied to the groove portion moves with the rotation of the groove portion, the liquid raw material is continuously supplied into the groove portion by the liquid raw material supply means 40a, thereby irradiating the predetermined first laser beam 23. It is possible to supply continuously to the position.
As shown in FIGS. 18, 19, and 20, in the configuration of the second modified example, the liquid material supplied to the groove is a space on a plane perpendicular to the optical axis, and discharge The first laser beam 23 moves with respect to the vicinity of the region, and is irradiated to the liquid material supplied to the groove portion from a direction perpendicular to the optical axis. Therefore, the vaporized high temperature plasma raw material (liquid raw material) does not spread in the direction of the EUV collector mirror 2. Therefore, the debris generated by the irradiation of the first laser beam 23 to the high temperature plasma raw material and the discharge generated between the electrodes hardly proceeds with respect to the EUV collector mirror 2.

(3)第3の変形例
図21、図22は前記実施例の第3の変形例を説明するための図である。詳細には、図21は本実施例のEUV光源装置の上面図であり、EUV放射は同図左側から取り出される。一方、図22は、本発明のEUV光源装置の側面図である。
図21、図22は、図9に示す実施例のEUV光源装置において、原料供給ユニット20の部分および電極を置換したものを示している。なお、理解を容易にするために、図21は、原料供給ユニットの配置、構成に重点をおいて示したものであり、EUV光源装置の一部は省略されている。なお、省略された部分は、図9と同等である。
図21、図22に示す第3の変形例においては、高温プラズマ原料として液体原料が使用される。具体的には、極端紫外光放射種を含む液体原料であり、例えば、Sn(スズ)を含む。
第3の変形例における原料供給ユニット50は、液体原料を所定の空間に供給する機能を有する。当該原料供給ユニット50は、液体原料バス50a、キャピラリー50b、ヒータ50c、液体原料バス制御部50d、ヒータ用電源50eから構成される。なお、液体原料バス制御部50d、ヒータ用電源50eは、図21、図22において図示を省略した制御部により駆動制御される。
(3) Third Modification FIGS. 21 and 22 are diagrams for explaining a third modification of the embodiment. Specifically, FIG. 21 is a top view of the EUV light source apparatus of this embodiment, and EUV radiation is extracted from the left side of the figure. On the other hand, FIG. 22 is a side view of the EUV light source apparatus of the present invention.
FIGS. 21 and 22 show the EUV light source apparatus of the embodiment shown in FIG. 9 with the raw material supply unit 20 and electrodes replaced. In order to facilitate understanding, FIG. 21 shows an emphasis on the arrangement and configuration of the raw material supply unit, and a part of the EUV light source device is omitted. The omitted parts are the same as those in FIG.
In the third modification shown in FIGS. 21 and 22, a liquid material is used as the high temperature plasma material. Specifically, it is a liquid raw material containing an extreme ultraviolet light radiation species, and includes, for example, Sn (tin).
The raw material supply unit 50 in the third modification has a function of supplying a liquid raw material to a predetermined space. The raw material supply unit 50 includes a liquid raw material bath 50a, a capillary 50b, a heater 50c, a liquid raw material bus control unit 50d, and a heater power source 50e. The liquid source bus control unit 50d and the heater power supply 50e are driven and controlled by a control unit not shown in FIGS.

液体原料バス50aは、極端紫外光放射種を含む液体原料を収容するものである。液体原料バス50aには、極細管であるキャピラリー50bが設けられている。キャピラリー50bは、液体原料バス50aの液体原料収容部に貫通している。第3の変形例における原料供給ユニット50においては、液体原料バス50aに収容される液体原料は、毛細管現象により、キャピラリー50b内部を輸送されキャピラリー50b先端へ導かれる。
液体原料バス50aに収容される極端紫外光放射種を含む液体原料としては、例えば、Sn(スズ)が用いられる。液体原料バスの温度は、Snが液体状態を維持するように、液体原料バス制御部50dにより制御される。また、キャピラリー50bは、管中での液体原料の固化を回避するために、ヒータ50cにより加熱される。ヒータ50cへの電力供給は、ヒータ用電源50eにより行われる。
The liquid source bath 50a accommodates a liquid source containing an extreme ultraviolet light radiation species. The liquid raw material bath 50a is provided with a capillary 50b which is a very thin tube. The capillary 50b penetrates through the liquid source container of the liquid source bath 50a. In the raw material supply unit 50 in the third modified example, the liquid raw material accommodated in the liquid raw material bath 50a is transported through the capillary 50b and guided to the tip of the capillary 50b by capillary action.
For example, Sn (tin) is used as the liquid source containing the extreme ultraviolet light radiation species contained in the liquid source bath 50a. The temperature of the liquid source bath is controlled by the liquid source bus control unit 50d so that Sn maintains a liquid state. The capillary 50b is heated by the heater 50c in order to avoid solidification of the liquid material in the tube. Power supply to the heater 50c is performed by a heater power source 50e.

キャピラリー50bの先端に到達した液体原料に第1のレーザ源23aから放出される第1のレーザビーム(原料用レーザビーム)23が照射されたとき、液体原料は気化する。上記したように、気化した高温プラズマ用原料の広がる方向は、第1のレーザビーム23の原料への入射位置に依存する。
よって、キャピラリー50b先端に到達した液体原料への第1のレーザビーム23の入射位置が放電領域を臨むように、キャピラリー50bの先端は配置される。なお、キャピラリー50bの先端が配置される位置は、キャピラリー50b先端に供給された液体原料に第1のレーザビーム23が照射されることにより気化した原料が、放電領域に到達可能な位置である。
When the liquid material that has reached the tip of the capillary 50b is irradiated with the first laser beam (raw material laser beam) 23 emitted from the first laser source 23a, the liquid material is vaporized. As described above, the direction in which the vaporized high temperature plasma raw material spreads depends on the incident position of the first laser beam 23 on the raw material.
Therefore, the tip of the capillary 50b is arranged so that the incident position of the first laser beam 23 on the liquid material reaching the tip of the capillary 50b faces the discharge region. Note that the position where the tip of the capillary 50b is disposed is a position where the raw material vaporized by irradiating the liquid material supplied to the tip of the capillary 50b with the first laser beam 23 can reach the discharge region.

そして、液体原料がキャピラリー50b先端に供給され、かつ、キャピラリー先端に第1のレーザビーム23を照射したとき、気化後の高温プラズマ原料(液体原料)が放電領域の方向に広がるように、第1のレーザ源23aから放出されるレーザビームの光軸、および、第1のレーザビーム23のパワーが調整される。
ここで、放電領域とキャピラリー50b先端との距離は、レーザビーム照射により放電領域の方向に広がる気化後の高温プラズマ原料が、所定の空間密度分布で放電領域に到達するように設定される。
また、キャピラリー50b先端に供給される液体原料は毛細管現象により液体原料バス50aより移動するので、所定の原料用レーザビーム23の照射位置に連続的に供給することが可能となる。
Then, when the liquid source is supplied to the tip of the capillary 50b and the tip of the capillary is irradiated with the first laser beam 23, the first gas plasma (liquid source) after vaporization is expanded in the direction of the discharge region. The optical axis of the laser beam emitted from the laser source 23a and the power of the first laser beam 23 are adjusted.
Here, the distance between the discharge region and the tip of the capillary 50b is set so that the vaporized high-temperature plasma raw material spreading in the direction of the discharge region by laser beam irradiation reaches the discharge region with a predetermined spatial density distribution.
Further, since the liquid source supplied to the tip of the capillary 50b moves from the liquid source bath 50a by capillary action, it can be continuously supplied to the irradiation position of the predetermined source laser beam 23.

なお、図21、図22に示す第3の変形例においては、柱状電極である第1電極11’、第2電極12’が採用されている。これらの第1電極11’、第2電極12’は、所定距離だけ離間して配置され、両者はパルス電力発生器8に接続される。勿論、電極として回転電極を採用することも可能である。
また、図21、図22に示すように、第3の変形例の構成においては、液体原料が供給されるキャピラリー50b先端は光軸に対して垂直な平面上の空間に位置し、第1のレーザビーム23は、上記位置に配置されたキャピラリー50b先端に供給された液体原料に対して照射される。そのため、気化後の高温プラズマ原料(液体原料)は、EUV集光鏡2の方向には広がらない。よって、高温プラズマ原料への原料用レーザビームビームの照射、および、電極間で発生する放電により生成するデブリは、EUV集光鏡2に対してほとんど進行しない。
In the third modification shown in FIGS. 21 and 22, the first electrode 11 ′ and the second electrode 12 ′, which are columnar electrodes, are employed. The first electrode 11 ′ and the second electrode 12 ′ are spaced apart by a predetermined distance, and both are connected to the pulse power generator 8. Of course, it is also possible to employ a rotating electrode as the electrode.
As shown in FIGS. 21 and 22, in the configuration of the third modification, the tip of the capillary 50b to which the liquid material is supplied is located in a space on a plane perpendicular to the optical axis, and the first The laser beam 23 is applied to the liquid material supplied to the tip of the capillary 50b disposed at the above position. Therefore, the vaporized high temperature plasma raw material (liquid raw material) does not spread in the direction of the EUV collector mirror 2. Therefore, the debris generated by the irradiation of the raw material laser beam to the high temperature plasma raw material and the discharge generated between the electrodes hardly proceeds with respect to the EUV collector mirror 2.

(4)気化原料放出ノズル
上記したように、本発明においては、高温プラズマ原料に第1のエネルギービーム(原料用エネルギービーム)23を照射して気化する。気化した高温プラズマ原料は所定の速度で広がる。放電領域に対する原料の供給位置、原料への第1のエネルギービーム23の照射方向、第1のエネルギービーム23の照射エネルギー等を適宜設定することにより、放電領域内に、気化した高温プラズマ原料が供給される。また、上記設定により、放電領域における気化した高温プラズマ原料の空間密度分布を所定の分布に設定することが可能となる。
このとき、第1のエネルギービームの照射により放電領域方向へと広がる高温プラズマ原料は、できるだけ多く放電領域に到達する方が好ましい。放電領域以外に到達した高温プラズマ原料が多いと、供給した高温プラズマ原料からのEUV放射の取り出し効率が低下し好ましくない。また、放電領域以外に到達した高温プラズマ原料の一部は、デブリとしてEUV光源装置内の低温部と接触し、堆積する可能性もある。
(4) Vaporized raw material discharge nozzle As described above, in the present invention, the high temperature plasma raw material is irradiated with the first energy beam (raw material energy beam) 23 and vaporized. The vaporized high temperature plasma raw material spreads at a predetermined speed. By appropriately setting the supply position of the raw material to the discharge region, the irradiation direction of the first energy beam 23 to the raw material, the irradiation energy of the first energy beam 23, etc., the vaporized high temperature plasma raw material is supplied into the discharge region. Is done. Further, the above setting makes it possible to set the spatial density distribution of the vaporized high temperature plasma raw material in the discharge region to a predetermined distribution.
At this time, it is preferable that the high temperature plasma raw material that spreads in the direction of the discharge region by irradiation with the first energy beam reaches the discharge region as much as possible. When there are many high temperature plasma raw materials which reach | attained except the discharge area | region, the taking-out efficiency of EUV radiation from the supplied high temperature plasma raw materials falls, and it is unpreferable. Further, a part of the high temperature plasma raw material that has reached the outside of the discharge region may come into contact with the low temperature portion in the EUV light source device as debris and be deposited.

そこで、図23に示すように、高温プラズマ原料の第1のエネルギービーム23の照射位置に原料噴出用の管状ノズルを取り付けてもよい。
図23は管状ノズルを使用した場合の概念図である。
図23(a)に示すように、第1のエネルギービーム23は、管状ノズル60aの貫通孔を通過する。管状ノズル60aを通過した第1のエネルギービーム23が高温プラズマ原料21に照射されると、原料は気化する。図23(b)に示すように、気化原料21’は、管状ノズル60aを通過し、管状ノズル60aより噴出する。
管状ノズル60aより噴出する気化原料21’は、管状ノズル60aにより噴射角度が制限される。そのため、指向性が良好で高密度の気化原料を放電領域に供給することが可能となる。
Therefore, as shown in FIG. 23, a raw material ejection tubular nozzle may be attached to the irradiation position of the first energy beam 23 of the high temperature plasma raw material.
FIG. 23 is a conceptual diagram when a tubular nozzle is used.
As shown in FIG. 23A, the first energy beam 23 passes through the through hole of the tubular nozzle 60a. When the high temperature plasma raw material 21 is irradiated with the first energy beam 23 that has passed through the tubular nozzle 60a, the raw material is vaporized. As shown in FIG. 23B, the vaporized raw material 21 ′ passes through the tubular nozzle 60a and is ejected from the tubular nozzle 60a.
The injection angle of the vaporized raw material 21 ′ ejected from the tubular nozzle 60a is limited by the tubular nozzle 60a. For this reason, it is possible to supply a vaporized material having good directivity and high density to the discharge region.

なお、管状ノズルの形状は、図23に示すような直管形状に限るものではない。例えば、図24に示す概念図のように、ノズル内部の一部に狭窄部を設けた高速噴射用ノズル形状でもよい。
図24(a)に示すように、第1のエネルギービーム23は、高速噴射用ノズル60bの貫通孔を通過する。高速噴射用ノズル60bを通過した第1のエネルギービーム23が高温プラズマ原料21に照射されると、原料は気化する。ここで、高速噴射用ノズル60b内部に狭窄部62が設けられているので、当該狭窄部62と、高温プラズマ原料21の第1のエネルギービーム23が照射される部分との間の空間(図24(b)の圧力上昇部63)内は、気化した原料により圧力が急激に上昇する。そして、図24(b)に示すように、気化原料は、狭窄部62の開口部分から加速され、かつ、指向性のよい高速ガス流として噴射される。
ここで、高速ガス流の噴射方向は、高速噴射用ノズル60bの方向に依存する。すなわち、気化原料21’の進行方向は、第1のエネルギービーム23の高温プラズマ原料21への入射方向には依存しない。
The shape of the tubular nozzle is not limited to the straight tube shape as shown in FIG. For example, as in the conceptual diagram shown in FIG. 24, a nozzle shape for high-speed injection in which a narrow portion is provided in a part of the inside of the nozzle may be used.
As shown in FIG. 24A, the first energy beam 23 passes through the through hole of the high-speed injection nozzle 60b. When the high temperature plasma raw material 21 is irradiated with the first energy beam 23 that has passed through the high-speed injection nozzle 60b, the raw material is vaporized. Here, since the narrowed portion 62 is provided inside the high-speed jet nozzle 60b, the space between the narrowed portion 62 and the portion irradiated with the first energy beam 23 of the high temperature plasma raw material 21 (FIG. 24). The pressure rises suddenly in the pressure riser 63) of (b) due to the vaporized raw material. And as shown in FIG.24 (b), the vaporization raw material is accelerated from the opening part of the constriction part 62, and is injected as a high-speed gas flow with good directivity.
Here, the injection direction of the high-speed gas flow depends on the direction of the high-speed injection nozzle 60b. That is, the traveling direction of the vaporized raw material 21 ′ does not depend on the incident direction of the first energy beam 23 to the high temperature plasma raw material 21.

なお、狭窄部62の開口は断面積が小さいので、第1のエネルギービーム23が高温プラズマ原料21に照射されない時間が長いと、高温プラズマ原料21が固化し、開口が閉塞してしまうことも考えられる。よって、図24(c)に示すように、高温プラズマ原料21が高速噴射用ノズル60b内部で固化しないように、高速噴射用ノズル60bをヒータ64等で加熱してもよい。
図23、図24に示した管状ノズル60a、高速噴射用ノズル60bは、前記した実施例や各変形例に適用可能である。しかしながら、管状ノズル60a、高速噴射用ノズル60bは、できるだけ高温プラズマ原料21に近接した方が、より効果的である。
特に、高速噴射用ノズル60bは、圧力上昇部63を構成する必要があるので、高速噴射用ノズル60b内部に狭窄部62と、高温プラズマ原料21の第1のエネルギービーム23が照射される部分との間の空間は、できるだけ気密な空間として構成することが望ましい。例えば、図25に示すように、高温プラズマ原料21を収容する原料収容部60cと高速噴射用ノズル60bとを一体に構成した原料供給ユニット60を使用することが好ましい。
Note that since the opening of the constricted portion 62 has a small cross-sectional area, it is considered that the high temperature plasma raw material 21 is solidified and the opening is blocked when the first energy beam 23 is not irradiated to the high temperature plasma raw material 21 for a long time. It is done. Therefore, as shown in FIG. 24C, the high-speed injection nozzle 60b may be heated by a heater 64 or the like so that the high-temperature plasma raw material 21 does not solidify inside the high-speed injection nozzle 60b.
The tubular nozzle 60a and the high-speed injection nozzle 60b shown in FIGS. 23 and 24 can be applied to the above-described embodiments and modifications. However, it is more effective that the tubular nozzle 60a and the high-speed jet nozzle 60b are as close to the high-temperature plasma raw material 21 as possible.
In particular, since the high-speed injection nozzle 60b needs to form the pressure riser 63, the narrow portion 62 and the portion where the first energy beam 23 of the high-temperature plasma raw material 21 is irradiated inside the high-speed injection nozzle 60b. It is desirable to configure the space between the two as an airtight space as much as possible. For example, as shown in FIG. 25, it is preferable to use a raw material supply unit 60 in which a raw material container 60c for storing the high-temperature plasma raw material 21 and a high-speed injection nozzle 60b are integrated.

なお、整流機構は上記した例に限定されるものではない。例えば、固体状の高温プラズマ原料21において、図26のように、レーザビーム23が照射される位置に予め凹部61aを形成するようにしてもよい。
レーザビーム23が高温プラズマ原料21の凹部61aに照射されると、高温プラズマ原料21は気化し、低温プラズマガス21’が生成される。ここで、凹部61aより噴出する低温プラズマガス21’は当該凹部8aの壁状ノズルにより噴射角度が制限される。そのため、指向性が良好な低温プラズマガスフローを放電チャンネルに選択的に連続供給することが可能となる。
The rectifying mechanism is not limited to the above example. For example, in the solid high-temperature plasma raw material 21, a recess 61a may be formed in advance at a position where the laser beam 23 is irradiated as shown in FIG.
When the laser beam 23 is applied to the recess 61a of the high temperature plasma raw material 21, the high temperature plasma raw material 21 is vaporized and a low temperature plasma gas 21 'is generated. Here, the injection angle of the low-temperature plasma gas 21 ′ ejected from the recess 61a is limited by the wall-shaped nozzle of the recess 8a. Therefore, a low-temperature plasma gas flow with good directivity can be selectively and continuously supplied to the discharge channel.

(5)前記実施例の変形例におけるEUV光源装置の動作
上記した種々の変形例においては、第1のレーザビーム(原料用レーザビーム)23の照射位置に高温プラズマ原料が連続的に供給される。よって、これらの変形例におけるEUV光源装置の動作例は、前記実施例におけるEUV光源装置の動作例と幾分相違する。 以下、第1の変形例を例にとって、EUV光源装置の動作を説明する。
図27、図28は本実施例の動作を示すフローチャート、図29はタイムチャートであり、以下図27−図29により、本実施例の動作を説明する。なお、本変形例と、先に説明した実施例では、その動作に大きな違いはないので、前記図13−図15で説明したのと同様な部分については簡単に説明する。
(5) Operation of the EUV light source device in the modified example of the embodiment In the various modified examples described above, the high temperature plasma raw material is continuously supplied to the irradiation position of the first laser beam (raw material laser beam) 23. . Therefore, the operation example of the EUV light source apparatus in these modified examples is somewhat different from the operation example of the EUV light source apparatus in the above embodiment. Hereinafter, the operation of the EUV light source apparatus will be described using the first modification as an example.
27 and 28 are flowcharts showing the operation of this embodiment, and FIG. 29 is a time chart. The operation of this embodiment will be described below with reference to FIGS. Since there is no significant difference in operation between the present modification and the above-described embodiment, the same parts as those described with reference to FIGS. 13 to 15 will be described briefly.

EUV光源装置の制御部26は、前記したように時間データΔtd、Δti、Δtgを記憶している。なお、前述したようにΔtdは、パルス電力供給手段のスイッチング手段にトリガ信号が入力した時点(時刻Td)から、スイッチング手段がon状態とって電極間電圧が閾値Vpに到達するまでの時間、Δtiは、放電開始後、電極間を流れる電流の大きさが閾値Ipに到達するまでの時間、Δtgは、第1のレーザビームが原料に照射された時点から気化原料の少なくとも一部が放電領域に到達するまでの時間である。
また、予め実験等で求めた電圧Vと時間Δtdとの関係をテーブルとして記憶し、さらに、前記した補正時間α、β、およびパルス電力供給手段のスイッチング手段に主トリガ信号が出力される時点からスイッチング手段がonとなる時点までの遅延時間d1を記憶している。
As described above, the control unit 26 of the EUV light source device stores the time data Δtd, Δti, and Δtg. As described above, Δtd is the time from when the trigger signal is input to the switching means of the pulse power supply means (time Td) until the switching means is turned on and the interelectrode voltage reaches the threshold value Vp, Δti Is the time from the start of discharge until the magnitude of the current flowing between the electrodes reaches the threshold value Ip. Δtg is the time at which a part of the vaporized raw material enters the discharge region from the time when the first laser beam is irradiated on the raw material. It is the time to reach.
Further, the relationship between the voltage V and the time Δtd obtained in advance through experiments or the like is stored as a table, and the correction time α, β and the time point when the main trigger signal is output to the switching means of the pulse power supply means. The delay time d1 until the time when the switching means is turned on is stored.

まず、EUV光源装置の制御部26からのスタンバイ指令が送信され(図27のステップS301、図29のS401)、前述したように、スタンバイ指令を受信した真空排気装置4,5、ガス供給ユニット13,14等が動作を開始する。これにより、放電空間1aが真空雰囲気となる。また、集光空間1b内にバッファーガス、クリーニングガスを供給され、集光空間1bが所定の圧力に到達する。また、第1のモータ22a、第2のモータ22bが動作して、第1の回転電極11、第2の回転電極12が回転する。更に、駆動機構30dによってリール30eが回転駆動されることにより、リール30aから送出され、スタンバイ状態となる(図27のステップS302、図29のS402)。
EUV光源装置の制御部26は、露光装置の制御部27にスタンバイ完了信号を送信する(図27のステップS305、図29のS405)。
EUV光源装置の制御部26は露光装置の制御部27より、発光指令を受信する(図27のステップS306、図29のS406)。
First, a standby command is transmitted from the control unit 26 of the EUV light source device (step S301 in FIG. 27, S401 in FIG. 29), and as described above, the vacuum exhaust devices 4 and 5 and the gas supply unit 13 that have received the standby command. , 14 etc. start operation. Thereby, the discharge space 1a becomes a vacuum atmosphere. Further, buffer gas and cleaning gas are supplied into the condensing space 1b, and the condensing space 1b reaches a predetermined pressure. Further, the first motor 22a and the second motor 22b operate, and the first rotating electrode 11 and the second rotating electrode 12 rotate. Further, when the reel 30e is rotationally driven by the drive mechanism 30d, the reel 30e is sent out from the reel 30a and enters a standby state (step S302 in FIG. 27, S402 in FIG. 29).
The control unit 26 of the EUV light source apparatus transmits a standby completion signal to the control unit 27 of the exposure apparatus (step S305 in FIG. 27 and S405 in FIG. 29).
The control unit 26 of the EUV light source apparatus receives a light emission command from the control unit 27 of the exposure apparatus (step S306 in FIG. 27 and S406 in FIG. 29).

スタンバイ状態実現後、EUV光源装置の制御部26は、充電制御信号をパルス電力発生器8の充電器CHに送信する。充電制御信号は、例えば、放電開始タイミングデータ信号等からなり、主コンデンサC0への充電電圧データ信号も上記充電制御信号に含まれる。EUV光源装置の制御部26は、前述したようにEUV放射強度と主コンデンサC0への充電電圧との関係を格納したテーブルを参照して、主コンデンサC0の充電電圧データを求め、主コンデンサC0への充電電圧データ信号を含む充電制御信号をパルス電力発生器の充電器CHに送信する(図27のステップS307、図29のS407)。
充電器CHは上記したように主コンデンサC0の充電を行う(図27のステップS308)。
ついで、EUV光源装置の制御部26は、運転を開始してから最初のEUV光発生(初回パルスという)であるかを判定し(図27のステップS309)、初回パルスの場合には、ステップS309からステップS310に行く。
また初回パルスでない場合には、ステップS316に行く。
After realizing the standby state, the control unit 26 of the EUV light source device transmits a charge control signal to the charger CH of the pulse power generator 8. The charge control signal includes, for example, a discharge start timing data signal, and the charge voltage data signal for the main capacitor C0 is also included in the charge control signal. As described above, the control unit 26 of the EUV light source device refers to the table storing the relationship between the EUV radiation intensity and the charging voltage to the main capacitor C0, obtains charging voltage data of the main capacitor C0, and supplies it to the main capacitor C0. The charging control signal including the charging voltage data signal is transmitted to the charger CH of the pulse power generator (step S307 in FIG. 27, S407 in FIG. 29).
The charger CH charges the main capacitor C0 as described above (step S308 in FIG. 27).
Next, the control unit 26 of the EUV light source apparatus determines whether or not it is the first EUV light generation (referred to as an initial pulse) after the start of operation (step S309 in FIG. 27). Go to step S310.
If it is not the first pulse, the process goes to step S316.

ステップS310で、EUV光源装置の制御部26は、第1のレーザ源23aの動作を制御する第1のレーザ制御部23bへの第1トリガ信号の送出タイミング、第2のレーザ源24aの動作を制御する第2のレーザ制御部24bへの第2トリガ信号の送出タイミングを計算する。
初回パルスの場合は、前述したようにフィードバック補正をできないため、予め記憶している時間データΔtd、Δti、Δtg、d1、α、βに基づき、上記タイミングを決定する。
すなわち、前述したようにパルス電力供給手段のスイッチング手段に主トリガ信号を出力する時点Td´を基準として、前記(11)式、(5)式から、第1のレーザ源23aの動作を制御する第1のレーザ制御部23bへの第1トリガ信号の送出タイミングT1´、第2のレーザ源24aの動作を制御する第2のレーザ制御部24bへの第2トリガ信号の送出タイミングT2´を求める(図29のS408)。
これにより、パルス電力供給手段のスイッチング手段に主トリガ信号が入力した時点Tdを基準とした第1のレーザビーム、第2のレーザビームが照射される時間T1、T2を設定することができる。
In step S310, the control unit 26 of the EUV light source apparatus transmits the first trigger signal transmission timing to the first laser control unit 23b that controls the operation of the first laser source 23a, and the operation of the second laser source 24a. The transmission timing of the second trigger signal to the second laser control unit 24b to be controlled is calculated.
In the case of the first pulse, since the feedback correction cannot be performed as described above, the timing is determined based on the time data Δtd, Δti, Δtg, d1, α, β stored in advance.
That is, as described above, the operation of the first laser source 23a is controlled based on the equations (11) and (5) with reference to the time point Td ′ when the main trigger signal is output to the switching means of the pulse power supply means. The timing T1 ′ for sending the first trigger signal to the first laser controller 23b and the timing T2 ′ for sending the second trigger signal to the second laser controller 24b for controlling the operation of the second laser source 24a are obtained. (S408 in FIG. 29).
Thereby, it is possible to set the times T1 and T2 when the first laser beam and the second laser beam are irradiated with reference to the time Td when the main trigger signal is input to the switching means of the pulse power supply means.

次にEUV光源装置の制御部26は、主コンデンサC0の充電が安定するまでの時間であるチャージャ充電安定時間tstが経過した時点後、主トリガ信号をパルス電力供給手段のスイッチング手段に送信する。そのときのタイミングをTd´とする(図27のステップS311、図29のS409)。
EUV光源装置の制御部26は、主トリガ信号を送信した時点Td´を基準として、式(5)(11)によりステップS310で求めた、第1のレーザ制御部23bへの第1トリガ信号の送出タイミングT1´、第2のレーザ制御部24bへの第2トリガ信号の送出タイミングT2´で、第1トリガ信号、第2トリガ信号を、それぞれ、第1のレーザ制御部23b、第2のレーザ制御部24bへ送信する(図27のステップS312、図29のS413、S417)。
Next, the control unit 26 of the EUV light source device transmits a main trigger signal to the switching means of the pulse power supply means after the charger charging stabilization time tst, which is the time until the charging of the main capacitor C0 is stabilized. The timing at that time is Td ′ (step S311 in FIG. 27, S409 in FIG. 29).
The control unit 26 of the EUV light source apparatus uses the time Td ′ at which the main trigger signal is transmitted as a reference, and calculates the first trigger signal to the first laser control unit 23b, which is obtained in step S310 according to equations (5) and (11). At the transmission timing T1 ′ and the transmission timing T2 ′ of the second trigger signal to the second laser control unit 24b, the first trigger signal and the second trigger signal are sent to the first laser control unit 23b and the second laser, respectively. It transmits to the control part 24b (step S312 of FIG. 27, S413, S417 of FIG. 29).

また、前述したようにEUV光源装置の制御部26は、主トリガ信号の出力開始で電極間電圧が閾値Vpまで到達するまでを計測する電圧カウンタと、第2トリガ信号の出力開始で放電電流が閾値Ipまで到達するまでを計測する電流カウンタを動作させる(図28のステップS313、図29のS410、S412)。
なお、電圧カウンタと電流カウンタは、前述したように、主トリガ信号の出力後、電極間電圧が閾値Vpに到達するまでの時間、及び第2トリガ信号の出力後、放電電流が閾値Ipに到達するまでの時間を一定にするためにフィードバック制御するためのものである。すなわち、第1トリガ信号の送出タイミングT1´、第2トリガ信号の送出タイミングT2´は、最初の一回目(初回パルス)は、上記のように、式(5)(11)に基づいて決定するが、2回目以降は、上記式(5)(11)を、前記電圧カウンタ、電流カウンタのカウント値に基づき補正した値に基づいて決定する。
In addition, as described above, the control unit 26 of the EUV light source device measures the voltage counter that measures until the voltage between the electrodes reaches the threshold value Vp when the output of the main trigger signal starts, and the discharge current when the output of the second trigger signal starts. The current counter that measures until the threshold value Ip is reached is operated (step S313 in FIG. 28, S410 and S412 in FIG. 29).
As described above, in the voltage counter and the current counter, the time until the interelectrode voltage reaches the threshold value Vp after the output of the main trigger signal, and the discharge current reaches the threshold value Ip after the output of the second trigger signal. This is for feedback control in order to keep the time until the operation is constant. That is, the first trigger signal transmission timing T1 ′ and the second trigger signal transmission timing T2 ′ are determined based on the equations (5) and (11) as described above for the first time (initial pulse). However, after the second time, the above formulas (5) and (11) are determined based on values corrected based on the count values of the voltage counter and current counter.

EUV光源装置の制御部26は、不図示の電圧モニタにより電極間電圧が閾値Vpに到達したタイミングを検出し、電圧カウンタを停止させ、また、不図示の電流モニタにより放電電流が閾値Ipに到達したタイミングを検出し、電流カウンタを停止させる(図28のステップS314、図29のS412、S416)。
ここで、ステップS311において、タイミングTd´で主トリガ信号が送出されると、当該主トリガ信号がパルス電力供給手段のスイッチング手段に入力されてから遅延時間d1経過後、スイッチング手段(例えば、IGBT)がonとなる(図29のS409、S410)。
スイッチング手段がonとなると、第1の回転電極11、第2の回転電極12間の電圧が立ち上がり、時間Δtd後に、電極間電圧が閾値Vpに到達する。上記したように、この閾値Vpは、放電が発生したときに流れる放電電流の値が閾値Ip以上となる場合の電圧値である(図29のS410、S411)。
The control unit 26 of the EUV light source device detects the timing when the voltage between the electrodes reaches the threshold value Vp by a voltage monitor (not shown), stops the voltage counter, and the discharge current reaches the threshold value Ip by a current monitor (not shown). The current counter is detected, and the current counter is stopped (step S314 in FIG. 28, S412 and S416 in FIG. 29).
Here, when the main trigger signal is transmitted at the timing Td ′ in step S311, the switching means (for example, IGBT) after the delay time d1 has elapsed since the main trigger signal was input to the switching means of the pulse power supply means. Is turned on (S409, S410 in FIG. 29).
When the switching means is turned on, the voltage between the first rotating electrode 11 and the second rotating electrode 12 rises, and the voltage between the electrodes reaches the threshold value Vp after time Δtd. As described above, the threshold value Vp is a voltage value when the value of the discharge current that flows when discharge occurs is equal to or greater than the threshold value Ip (S410 and S411 in FIG. 29).

上記したように、ステップS312において、(5)式に基づくタイミングT2´で、第2トリガ信号が第2のレーザ制御部24bへ送出される。その結果、電極間電圧が閾値Vpに到達した時点(Td+Δtd)以降の時点T2において、第2のレーザビーム(始動用レーザビーム)24が放電領域に照射される(図29のS413、S414)。
第2のレーザビーム24が放電領域に照射されて、放電領域にて放電が開始する。放電開始後、Δti後に、放電電流の大きさが上記した閾値Ipに達する(図29のS414、S415)。この閾値Ipは、所定強度のEUV放射を得るために必要な放電電流値の下限である。
As described above, in step S312, the second trigger signal is sent to the second laser control unit 24b at the timing T2 ′ based on the equation (5). As a result, the second laser beam (starting laser beam) 24 is irradiated on the discharge region at time T2 after the time when the interelectrode voltage reaches the threshold value Vp (Td + Δtd) (S413 and S414 in FIG. 29).
The second laser beam 24 is irradiated to the discharge region, and discharge starts in the discharge region. After Δti after the start of discharge, the magnitude of the discharge current reaches the above-described threshold value Ip (S414 and S415 in FIG. 29). This threshold value Ip is a lower limit of the discharge current value necessary for obtaining EUV radiation having a predetermined intensity.

上記したように、ステップS312において、(11)式に基づくタイミングT1´で、第1トリガ信号が第1のレーザ制御部23bへ送出される。その結果、(T2+Δti−Δtg)〜(T2+Δti+Δtp−Δtg)期間中の時点T1で第1のレーザビーム(原料用レーザビーム)23は照射される(図29のS415、S417、S418)。 すなわち、EUV光源装置の制御部26が、ステップS311において主トリガ信号を送信し、ステップS312において第1トリガ信号、第2トリガ信号を送信した結果、放電チャンネルの位置が所定の位置に画定される。また、位置が画定される放電チャンネルにおいて、空間密度分布が所定の分布である気化原料の少なくとも一部が当該放電チャンネルに到達している状態で、放電電流の大きさが所定強度のEUV放射を得るために必要な放電電流値の下限以上となっているように、放電が発生する。
これにより、プラズマが形成され、プラズマを流れるパルス状の大電流によりプラズマが加熱励起され高温化すると、この高温プラズマから波長13.5nmのEUV放射が発生する(図28のステップS315、図29のS419)。
プラズマから放射されたEUV放射は、前記したように、隔壁1cに設けられた開口、ホイルトラップ3を通過して集光空間1bに配置された斜入射型のEUV集光鏡2により集光され、チャンバ1に設けられたEUV光取出部7より図示を省略した露光装置の照射光学系へ導かれる。
As described above, in step S312, the first trigger signal is sent to the first laser control unit 23b at the timing T1 ′ based on the equation (11). As a result, the first laser beam (raw material laser beam) 23 is irradiated at time T1 during the period of (T2 + Δti−Δtg) to (T2 + Δti + Δtp−Δtg) (S415, S417, and S418 in FIG. 29). That is, the control unit 26 of the EUV light source device transmits the main trigger signal in step S311, and transmits the first trigger signal and the second trigger signal in step S312, and as a result, the position of the discharge channel is defined at a predetermined position. . Further, in the discharge channel where the position is defined, EUV radiation having a predetermined intensity of discharge current is generated in a state where at least a part of the vaporized material having a predetermined spatial density distribution reaches the discharge channel. Discharge occurs so as to be equal to or greater than the lower limit of the discharge current value necessary for obtaining.
As a result, plasma is formed, and when the plasma is heated and excited by a pulsed large current flowing through the plasma, the EUV radiation having a wavelength of 13.5 nm is generated from the high temperature plasma (steps S315 in FIG. 28, FIG. 29). S419).
As described above, the EUV radiation emitted from the plasma passes through the opening provided in the partition wall 1c, the foil trap 3, and is collected by the oblique incidence type EUV collector mirror 2 disposed in the collection space 1b. The light is guided from an EUV light extraction unit 7 provided in the chamber 1 to an irradiation optical system of an exposure apparatus (not shown).

以上のように初回のEUV放射が終わると、次いで、ステップS306に戻り、露光装置からの発光指令を待機する。発光指令受信後、上記したステップS307、S308を経て、ステップS309に移行する。次回のEUV放射は、初回のパルスではないので、ステップS109からステップS316に行く。ステップS316において、EUV光源装置の制御部26は、電圧カウンタの値、および、電流カウンタの値を基に、第1のレーザ制御部への第1トリガ信号の送出タイミングT1´、第2のレーザ源の動作を制御する第2のレーザ制御部への第2トリガ信号の送出タイミングT2´のフィードバック演算を前記(20)(21)式より行う(図27のステップS316、図29のS408)。   As described above, when the first EUV radiation is completed, the process returns to step S306 and waits for a light emission command from the exposure apparatus. After receiving the light emission command, the process proceeds to step S309 through steps S307 and S308 described above. Since the next EUV radiation is not the first pulse, the process goes from step S109 to step S316. In step S316, the control unit 26 of the EUV light source device sends the first trigger signal T1 ′ to the first laser control unit based on the value of the voltage counter and the value of the current counter, and the second laser. The feedback calculation of the transmission timing T2 ′ of the second trigger signal to the second laser control unit for controlling the operation of the source is performed from the equations (20) and (21) (step S316 in FIG. 27, S408 in FIG. 29).

EUV光源装置の制御部26は、ステップS316において求めた補正値を考慮して、主トリガ信号を送信した時点Td´を基準としたときの第1のレーザ制御部23bへの第1トリガ信号の送出タイミングT1´、第2のレーザ源24aの動作を制御する第2のレーザ制御部24bへの第2トリガ信号の送出タイミングT2´を次式により決定する(図27のステップS317、図29のS408)。
T2´=Td´+d1+Δtd+α+tvcal…(24)
T1´=Td´+d1+(Δtd+Δti−Δtg)+(α+β)+(tvcal+tical)…(25)
The control unit 26 of the EUV light source apparatus considers the correction value obtained in step S316 and uses the time Td ′ at which the main trigger signal is transmitted as a reference for the first trigger signal to the first laser control unit 23b. The transmission timing T1 ′ and the transmission timing T2 ′ of the second trigger signal to the second laser control unit 24b for controlling the operation of the second laser source 24a are determined by the following equations (step S317 in FIG. 27, FIG. 29). S408).
T2 ′ = Td ′ + d1 + Δtd + α + tvcal (24)
T1 ′ = Td ′ + d1 + (Δtd + Δti−Δtg) + (α + β) + (tvcal + tical) (25)

EUV光源装置の制御部26は、主コンデンサC0の充電が安定するまでの時間であるチャージャ充電安定時間tstが経過した時点時点後、主トリガ信号を送信する。そのときのタイミングをTd´とする(図27のステップS318、図29のS409)。
そして、主トリガ信号をパルス電力供給手段のスイッチング手段に送信した時点Td´を基準として、式(24)(25)により求めた、時点Td´を基準としたときの第1のレーザ制御部23bへの第1トリガ信号の送出タイミングT1´、第2のレーザ源24aの動作を制御する第2のレーザ制御部24bへの第2トリガ信号の送出タイミングT2´で、第1トリガ信号、第2トリガ信号を、それぞれ、第1のレーザ制御部23b、第2のレーザ制御部24bへ送信する(図27のステップS319、図29のS413、S417)。
The control unit 26 of the EUV light source device transmits a main trigger signal after the time point when the charger charging stabilization time tst, which is the time until the charging of the main capacitor C0 is stabilized, has elapsed. The timing at that time is Td ′ (step S318 in FIG. 27, S409 in FIG. 29).
Then, the first laser control unit 23b based on the time Td ′ obtained by the equations (24) and (25) with the time Td ′ transmitted to the switching means of the pulse power supply means as a reference. The first trigger signal and the second trigger signal are sent at the timing T1 ′ for sending the first trigger signal to the second trigger signal T2 ′ for sending the second trigger signal to the second laser control unit 24b for controlling the operation of the second laser source 24a. The trigger signals are transmitted to the first laser control unit 23b and the second laser control unit 24b, respectively (step S319 in FIG. 27, S413 and S417 in FIG. 29).

次いで、図28のステップS313に移行し、前述したように、主トリガ信号の出力開始で電極間電圧が閾値Vpまで到達するまでを計測する電圧カウンタを動作させ、また、第2トリガ信号の出力開始で放電電流が閾値Ipまで到達するまでを計測する電流カウンタを動作させる(図29のS410、S412)。
そして、不図示の電圧モニタにより電極間電圧が閾値Vpに到達したタイミングを検出し、電圧カウンタを停止させる。また、不図示の電流モニタにより放電電流が閾値Ipに到達したタイミングを検出し、電流カウンタを停止させる(図28のステップS314、図29のS412、S416)。
Next, the process proceeds to step S313 in FIG. 28. As described above, the voltage counter that measures the time until the voltage between the electrodes reaches the threshold value Vp at the start of the output of the main trigger signal is operated, and the output of the second trigger signal is performed. A current counter that starts and measures the discharge current reaching the threshold value Ip is operated (S410 and S412 in FIG. 29).
Then, the timing at which the interelectrode voltage reaches the threshold value Vp is detected by a voltage monitor (not shown), and the voltage counter is stopped. Further, the timing at which the discharge current reaches the threshold value Ip is detected by a current monitor (not shown), and the current counter is stopped (step S314 in FIG. 28, S412 and S416 in FIG. 29).

ここで、ステップS311において、タイミングTd´で主トリガ信号が送出されると、前述したようにスイッチング手段がonとなり(図29のS409、S410)、時間Δtd後に、電極間電圧が閾値Vpに到達する(図29のS410、S411)。
ステップS312において、(5)式に基づくタイミングT2´で、第2トリガ信号が第2のレーザ制御部24bへ送出され、電極間電圧が閾値Vpに到達した時点(Td+Δtd)以降の時点T2において、第2のレーザビーム(始動用レーザビーム)24が放電領域に照射される(図29のS413、S414)。
第2のレーザビームが放電領域に照射されて、放電領域にて放電が開始し、放電開始後、Δti後に、放電電流の大きさが上記した閾値Ipに達する(図29のS414、S415)。
Here, in step S311, when the main trigger signal is transmitted at timing Td ', the switching means is turned on as described above (S409, S410 in FIG. 29), and the voltage between the electrodes reaches the threshold value Vp after time Δtd. (S410, S411 in FIG. 29).
In step S312, the second trigger signal is sent to the second laser control unit 24b at the timing T2 ′ based on the equation (5), and at the time T2 after the time (Td + Δtd) when the interelectrode voltage reaches the threshold value Vp, The second laser beam (starting laser beam) 24 is irradiated to the discharge region (S413 and S414 in FIG. 29).
The second laser beam is applied to the discharge region, and discharge starts in the discharge region. After the start of the discharge, after Δti, the magnitude of the discharge current reaches the threshold value Ip (S414 and S415 in FIG. 29).

上記したように、ステップS312において(11)式に基づくタイミングT1´で、第1トリガ信号が第1のレーザ制御部23bへ送出される。その結果、(T2+Δti−Δtg)〜(T2+Δti+Δtp−Δtg)期間中の時点T1で第1のレーザビーム(原料用レーザビーム)23が照射される(図29のS415、S417、S418)。
これにより、ステップS318およびS319でEUV光源装置の制御部が各トリガ信号を送信した結果、放電チャンネルの位置が所定の位置に画定される。
また、位置が画定される放電チャンネルにおいて、空間密度分布が所定の分布である気化原料の少なくとも一部が当該放電チャンネルに到達している状態で、放電電流の大きさが所定強度のEUV放射を得るために必要な放電電流値の下限以上となっているように、放電が発生する。
As described above, in step S312, the first trigger signal is sent to the first laser control unit 23b at the timing T1 ′ based on the expression (11). As a result, the first laser beam (raw material laser beam) 23 is irradiated at time T1 during the period of (T2 + Δti−Δtg) to (T2 + Δti + Δtp−Δtg) (S415, S417, and S418 in FIG. 29).
Thereby, as a result of the control unit of the EUV light source device transmitting each trigger signal in steps S318 and S319, the position of the discharge channel is defined at a predetermined position.
Further, in the discharge channel where the position is defined, EUV radiation having a predetermined intensity of discharge current is generated in a state where at least a part of the vaporized material having a predetermined spatial density distribution reaches the discharge channel. Discharge occurs so as to be equal to or greater than the lower limit of the discharge current value necessary for obtaining.

放電は、第1の回転電極11、第2の回転電極12の周縁部のエッジ部分間で発生し、プラズマが形成される。プラズマを流れるパルス状の大電流によりプラズマが加熱励起され高温化すると、この高温プラズマから波長13.5nmのEUV放射が発生する(図28のステップS315、図29のS419)。
プラズマから放射されたEUV放射は、隔壁1cに設けられた開口、ホイルトラップ3を通過して集光空間1bに配置された斜入射型のEUV集光鏡2により集光され、チャンバ1に設けられたEUV光取出部7より図示を省略した露光装置の照射光学系へ導かれる。
以下、露光工程が継続する間は、ステップS306乃至ステップS315間の工程が繰り返される。露光工程が終了する場合は、ステップS315の後、エンドとなる。
Discharge is generated between the edge portions of the peripheral edge portions of the first rotating electrode 11 and the second rotating electrode 12, and plasma is formed. When the plasma is heated and excited by a pulsed large current flowing through the plasma, EUV radiation having a wavelength of 13.5 nm is generated from the high temperature plasma (step S315 in FIG. 28, S419 in FIG. 29).
The EUV radiation radiated from the plasma passes through an opening provided in the partition wall 1 c and the foil trap 3, and is collected by the oblique incidence type EUV collector mirror 2 disposed in the collection space 1 b and provided in the chamber 1. The EUV light extraction unit 7 is guided to an irradiation optical system of an exposure apparatus (not shown).
Hereinafter, as long as the exposure process continues, the processes between Steps S306 to S315 are repeated. When the exposure process ends, the process ends after step S315.

以上のように動作させることにより、前述したように、第1のレーザビーム23の照射により、放電領域に供給される気化した原料の空間密度分布は、EUV放射ができるだけ効率的に発生するように設定される。また、第2のレーザビーム24を放電領域の所定の位置に集光することにより、放電チャンネルの位置がレーザ焦点を設定した位置に画定される。そのため、EUV放射の発生点の位置安定性が向上する。
第1のレーザビーム23の照射タイミングと第2のレーザビーム24の照射タイミングを上記のように設定しているので、空間密度分布が所定の分布である気化原料の少なくとも一部が当該放電チャンネルに到達している状態で、放電電流の大きさが所定強度のEUV放射を得るために必要な放電電流値の下限以上となっているときに放電が発生する。この結果、効率のよいEUV放射が実現可能となる。
また、前述したように主トリガ信号の出力後電極間電圧が閾値Vpに到達するまでの時間、および、第2トリガ信号の出力後、放電電流が閾値Ipに到達するまでの時間が一定となるようにフィードバック制御を行っているので、パルス電力供給手段のスイッチング手段である固体スイッチSWとして使用される半導体スイッチング素子の動作にばらつきが生じたとしても、確実に効率のよいEUV放射を実現することが可能となる。
By operating as described above, as described above, the spatial density distribution of the vaporized material supplied to the discharge region by the irradiation of the first laser beam 23 is such that EUV radiation is generated as efficiently as possible. Is set. Further, by focusing the second laser beam 24 at a predetermined position in the discharge region, the position of the discharge channel is demarcated at the position where the laser focus is set. Therefore, the positional stability of the generation point of EUV radiation is improved.
Since the irradiation timing of the first laser beam 23 and the irradiation timing of the second laser beam 24 are set as described above, at least a part of the vaporized material having a predetermined spatial density distribution is supplied to the discharge channel. In the reached state, discharge occurs when the magnitude of the discharge current is equal to or greater than the lower limit of the discharge current value necessary to obtain EUV radiation of a predetermined intensity. As a result, efficient EUV radiation can be realized.
Further, as described above, the time until the interelectrode voltage reaches the threshold value Vp after the output of the main trigger signal and the time until the discharge current reaches the threshold value Ip after the output of the second trigger signal are constant. Therefore, even if the operation of the semiconductor switching element used as the solid state switch SW which is the switching means of the pulse power supply means varies, it is possible to surely realize efficient EUV radiation. Is possible.

(6)調整照射
放電電極間で放電が発生しやすいように、第1のエネルギービーム23の調整照射を行っても良い。以下、このような放電の始動性の改善策について、簡単に説明する。
例として、前記図9、図10の実施例に示すEUV光源装置において、調整照射の実施手順を説明する。図30に調整照射を実施する場合のタイミングチャートを示す。
上記したように、前記実施例に示すEUV光源装置においては、原料供給用の第1のレーザビーム(原料用レーザビーム)23と放電始動用の第2のエネルギービーム(始動用レーザビーム)24との照射タイミングを適宜設定することにより、所定の空間密度分布である気化した高温プラズマ原料の少なくとも一部が放電領域に到達したタイミングで、放電領域で発生した放電の放電電流が所定の閾値以上であるように設定する。
本手順においては、第2のレーザビーム24との照射タイミングが適宜設定された第1のレーザビーム(原料用レーザビーム)23を照射するのに先んじて、当該第1のレーザビーム23を高温プラズマ原料に1回以上照射するものである。
(6) Adjusted irradiation Adjusted irradiation of the first energy beam 23 may be performed so that a discharge is easily generated between the discharge electrodes. Hereinafter, measures for improving the startability of such discharge will be briefly described.
As an example, the procedure for carrying out the adjustment irradiation in the EUV light source apparatus shown in the embodiments of FIGS. 9 and 10 will be described. FIG. 30 shows a timing chart when the adjustment irradiation is performed.
As described above, in the EUV light source device shown in the embodiment, the first laser beam (raw material laser beam) 23 for supplying the raw material and the second energy beam (starting laser beam) 24 for starting the discharge are used. By appropriately setting the irradiation timing, the discharge current of the discharge generated in the discharge region is greater than or equal to a predetermined threshold at the timing when at least a part of the vaporized high temperature plasma raw material having a predetermined spatial density distribution reaches the discharge region. Set to be.
In this procedure, prior to irradiating the first laser beam (raw material laser beam) 23 whose irradiation timing with the second laser beam 24 is appropriately set, the first laser beam 23 is subjected to high-temperature plasma. The raw material is irradiated at least once.

図30に示す例においては、第2のレーザビーム24との照射タイミングが適宜設定された第1のレーザビーム23の前に、3回、第1のレーザビーム23が照射される。このようなレーザビームの照射を調整照射と呼ぶことにする。
調整照射が実施されると、気化した高温プラズマ原料が放電領域に到達する。調整照射される第1のレーザビーム(原料用レーザビーム)23は放電始動用の第2のレーザビーム24とは相関関係がなく、かつ、第2のレーザビーム24は照射されないので、放電領域に到達した気化した高温プラズマ原料の一部は、第1の放電電極11、第2の放電電極12に付着する。
このような状態で、第2のエネルギービーム23が放電領域の所定の位置に照射されると、放電領域近傍に位置する上記第1の放電電極11、第2の放電電極12に付着した高温プラズマ原料の一部が気化する。気化した原料は放電に寄与するので、放電電極間で放電が確実に発生しやすくなる。すなわち、放電の始動性が改善される。
なお、放電電極11,12に付着した高温プラズマ原料の一部が気化するためには、第2のエネルギービーム24の少なくとも一部が、放電電極11,12の高温プラズマ原料が付着した部分照射される必要がある。
In the example shown in FIG. 30, the first laser beam 23 is irradiated three times before the first laser beam 23 whose irradiation timing with the second laser beam 24 is appropriately set. Such laser beam irradiation is referred to as adjustment irradiation.
When the adjustment irradiation is performed, the vaporized high temperature plasma raw material reaches the discharge region. The first laser beam (raw material laser beam) 23 to be adjusted and irradiated has no correlation with the second laser beam 24 for starting the discharge, and the second laser beam 24 is not irradiated. A part of the vaporized high temperature plasma raw material that has reached adheres to the first discharge electrode 11 and the second discharge electrode 12.
In such a state, when the second energy beam 23 is irradiated to a predetermined position in the discharge region, the high-temperature plasma attached to the first discharge electrode 11 and the second discharge electrode 12 located in the vicinity of the discharge region. A part of the raw material is vaporized. Since the vaporized material contributes to the discharge, the discharge is easily generated reliably between the discharge electrodes. That is, the discharge startability is improved.
In order to vaporize part of the high temperature plasma raw material attached to the discharge electrodes 11 and 12, at least part of the second energy beam 24 is partially irradiated with the high temperature plasma raw material attached to the discharge electrodes 11 and 12. It is necessary to

3.ロングパルス化
次に、本発明におけるEUV放射のロングパルス化について説明する。
以下では(1)本発明のEUV発生方法を実施するEUV光源装置の基本構成例、(2)本発明のEUV発生手順、(3)エネルギービーム(レーザビーム)の照射タイミング、(4)原料供給システム、(5)整流機構、(6)電極位置、高温プラズマ原料供給位置、エネルギービーム(レーザビーム)照射位置の相互関係、(7)原料気化用エネルギービームのエネルギー、(8)具体的な構成例、について説明する。以下、エネルギービームとしてはレーザビームを例に取って説明するが、エネルギービームが電子ビームなどであってもよい。
3. Long Pulse Next, the long pulse of EUV radiation in the present invention will be described.
In the following, (1) a basic configuration example of an EUV light source apparatus that implements the EUV generation method of the present invention, (2) an EUV generation procedure of the present invention, (3) irradiation timing of an energy beam (laser beam), (4) raw material supply System, (5) rectification mechanism, (6) electrode position, high temperature plasma raw material supply position, mutual relationship of energy beam (laser beam) irradiation position, (7) energy of energy beam for raw material vaporization, (8) specific configuration An example will be described. Hereinafter, a laser beam will be described as an example of the energy beam, but the energy beam may be an electron beam or the like.

(1)本発明のEUV発生方法を実施するEUV光源装置の基本構成例
まず、基本構成例について説明する。図31に、本発明に基づくロングパルス化したEUV光源装置の基本構成例を示す。
同図において、放電容器であるチャンバ1の内部に第1の電極11および第2の電極12が設置されている。例えば、第1の電極11はカソードであり、第2の電極12はアノードであって、第2の電極12は接地される。すなわち、両電極間には、負極性の高電圧が印加される。
両電極には、パルス電力供給手段15が接続される。パルス電力供給手段15は、両電極間にパルス幅の長い電流を流すために、例えば、PFN(Pulse Forming Network)回路方式が採用される。
(1) Basic configuration example of an EUV light source apparatus that implements the EUV generation method of the present invention First, a basic configuration example will be described. FIG. 31 shows a basic configuration example of a long pulse EUV light source apparatus according to the present invention.
In the figure, a first electrode 11 and a second electrode 12 are installed inside a chamber 1 which is a discharge vessel. For example, the first electrode 11 is a cathode, the second electrode 12 is an anode, and the second electrode 12 is grounded. That is, a negative high voltage is applied between both electrodes.
A pulse power supply means 15 is connected to both electrodes. The pulse power supply means 15 employs, for example, a PFN (Pulse Forming Network) circuit system in order to flow a current having a long pulse width between both electrodes.

また、上記した一対の電極の近傍ではあるが放電領域外に、高温プラズマ原料8が設置される。高温プラズマ原料21としては、例えば、スズ(Sn)、リチウム(Li)等の金属が用いられる。これらは、固体であっても液体であってもよい。図31では、高温プラズマ原料21が固体金属である例を模式的に示している。
低温プラズマ(気化した高温プラズマ原料)を生成するために、レーザ源23aが用いられる。レーザ源23aから放出されるレーザビーム23は、チャンバ1内部に導光され固体もしくは液体の高温プラズマ原料21に照射される。レーザの照射エネルギーは、固体または液体状の高温プラズマ原料を気化させるが、電子温度をあまり上昇させない程度のエネルギーであり、例えば108 W/cm2 〜1019W/cm2 の範囲である。
高温プラズマ原料21にレーザビームが照射されると、高温プラズマ原料21の少なくとも一部が気化し、低温プラズマガス21’となって噴出する。照射するレーザビームの条件を適宜設定することにより、例えば、固体状の高温プラズマ原料21から10μs程度の期間、連続的に気化した高温プラズマ原料(低温プラズマガス21’)が噴出される。
In addition, the high-temperature plasma raw material 8 is disposed outside the discharge region, although it is in the vicinity of the pair of electrodes described above. For example, a metal such as tin (Sn) or lithium (Li) is used as the high temperature plasma raw material 21. These may be solid or liquid. FIG. 31 schematically shows an example in which the high temperature plasma raw material 21 is a solid metal.
A laser source 23a is used to generate low temperature plasma (vaporized high temperature plasma raw material). The laser beam 23 emitted from the laser source 23 a is guided into the chamber 1 and is irradiated to the solid or liquid high-temperature plasma raw material 21. The irradiation energy of the laser is such an energy that vaporizes the solid or liquid high-temperature plasma raw material but does not increase the electron temperature so much, for example, in the range of 10 8 W / cm 2 to 10 19 W / cm 2 .
When the high temperature plasma raw material 21 is irradiated with a laser beam, at least a part of the high temperature plasma raw material 21 is vaporized and ejected as a low temperature plasma gas 21 ′. By appropriately setting the conditions of the laser beam to be irradiated, for example, continuously vaporized high temperature plasma raw material (low temperature plasma gas 21 ′) is ejected from the solid high temperature plasma raw material 21 for a period of about 10 μs.

上記したように、低温プラズマガスは、プラズマ内のイオン密度が1017〜1020cm-3程度、電子温度が1eV以下程度の状態で、あらかじめ電極間において形成されている放電チャンネルに対して選択的に供給するように構成される。
なお、放電チャンネルは放電電流の自己磁場で細くなっている。一般に、レーザビームの照射により、固体材料もしくは液体材料から噴出する材料蒸気は、三次元方向に膨張しながら進行する。よって、高温プラズマ原料21から噴出する低温プラズマガスは、図示を省略した整流機構により、指向性のよい定常流へと整流される。なお、整流機構の例は後で述べる。
As described above, the low temperature plasma gas is selected with respect to the discharge channel formed in advance between the electrodes in the state where the ion density in the plasma is about 10 17 to 10 20 cm -3 and the electron temperature is about 1 eV or less. It is configured to supply automatically.
The discharge channel is narrowed by the self-magnetic field of the discharge current. In general, a material vapor ejected from a solid material or a liquid material by laser beam irradiation proceeds while expanding in a three-dimensional direction. Therefore, the low temperature plasma gas ejected from the high temperature plasma raw material 21 is rectified into a steady flow with good directivity by a rectification mechanism (not shown). An example of the rectifying mechanism will be described later.

(2)本発明のEUV発生手順
図32に示すタイミングチャートを用いて、本発明におけるEUV生成方式を説明する。例として、マルチピンチ方式を例に取る。
まず、一対の電極11,12間にパルス電力を印加するパルス電力供給手段15のスイッチング手段(例えば、IGBT)にトリガ信号が入力(時点Td)し(図32の(a))、スイッチング手段はon状態となる。
それに伴い、電極間電圧が上昇する(図32の(b))。そして電圧がある閾値Vpに到達した時点T1(=Td+Δtd)で放電を発生させる(図32の(c))。放電発生は、図31で図示を省略した放電始動手段の動作により行われる。この閾値Vpは、放電が発生したときに流れる放電電流の値が閾値Ip以上(もしくは、非ピンチ方式の場合Ip2以上)となる場合の電圧値である。すなわち、閾値Vp未満で放電が発生した場合、放電電流のピーク値は、閾値IpもしくはIp2に到達しない。
(2) EUV Generation Procedure of the Present Invention The EUV generation method in the present invention will be described using the timing chart shown in FIG. As an example, a multi-pinch method is taken as an example.
First, a trigger signal is input (time point Td) to the switching means (for example, IGBT) of the pulse power supply means 15 that applies pulse power between the pair of electrodes 11 and 12 ((a) in FIG. 32). It becomes an on state.
Along with this, the voltage between the electrodes increases ((b) of FIG. 32). Then, discharge is generated at time T1 (= Td + Δtd) when the voltage reaches a certain threshold value Vp ((c) in FIG. 32). The discharge is generated by the operation of the discharge starting means (not shown in FIG. 31). This threshold value Vp is a voltage value when the value of the discharge current that flows when discharge occurs is equal to or greater than the threshold value Ip (or Ip2 or more in the case of the non-pinch method). That is, when discharge occurs below the threshold value Vp, the peak value of the discharge current does not reach the threshold value Ip or Ip2.

時点T1より電極間で放電電流が流れ始め、放電チャンネルが形成される。そして、Δti経過した時点(T1+Δti)にて、放電電流の値は、閾値Ipに到達する。この閾値Ipは、上記したように、電流の自己磁場による圧縮圧力をPB 、プラズマの圧力Pp とするとき、PB ≫Pp (前記(104)式)となるように設定される。すなわち、自己磁場により低温プラズマガスを十分圧縮可能な電流値となる。
なお、上記閾値Ipは、低温プラズマガス(プラズマ内のイオン密度が1017〜1020cm-3程度、電子温度が1eV以下程度)の電子温度を20〜30eVもしくはそれ以上に加熱することが可能なエネルギーを有する電流値でもある。
また、時点(T1+Δti)において、放電領域を流れる放電チャンネルの径は十分細くなっている。
A discharge current starts to flow between the electrodes from time T1, and a discharge channel is formed. Then, when Δti has elapsed (T1 + Δti), the value of the discharge current reaches the threshold value Ip. This threshold value Ip, as described above, P B the compression pressure by the self-magnetic field of the current, when the pressure P p of the plasma, is set so that P B »P p (the (104) below). That is, the current value is such that the low temperature plasma gas can be sufficiently compressed by the self magnetic field.
The threshold Ip can heat the electron temperature of the low-temperature plasma gas (the ion density in the plasma is about 10 17 to 10 20 cm −3 and the electron temperature is about 1 eV or less) to 20 to 30 eV or more. It is also a current value having a large energy.
Further, at the time (T1 + Δti), the diameter of the discharge channel flowing through the discharge region is sufficiently thin.

この時点(T1+Δti)以降にEUV放射条件に相当するイオン密度あって電子温度の低い低温プラズマガスの少なくとも一部が選択的に細い放電チャンネルに到達しているように、レーザビームが放電領域外に配置された高温プラズマ原料へ照射される(図32の(d))。レーザビームが高温プラズマ原料に照射された時点から低温プラズマガスの少なくとも一部が放電チャンネルに到達するまでの時間をΔtgとするとき、時点(T1+Δti−Δtg)もしくはそれ以降の時点T2でレーザビームは高温プラズマ原料に照射される。図32では、時点T2=T1+Δti−Δtgの場合を示している。
時点(T1+Δti=T2+Δtg)から時間τheat後に、低温プラズマガスに放電が作用し電子温度は20〜30eVに到達して高温プラズマとなり、当該高温プラズマからのEUV放射が開始される(図32の(e))。
After this time (T1 + Δti), the laser beam is outside the discharge region so that at least a part of the low-temperature plasma gas having an ion density corresponding to the EUV radiation condition and a low electron temperature selectively reaches the thin discharge channel. The arranged high-temperature plasma raw material is irradiated (FIG. 32 (d)). When the time from when the laser beam is irradiated to the high temperature plasma raw material until at least part of the low temperature plasma gas reaches the discharge channel is Δtg, the laser beam is at the time (T1 + Δti−Δtg) or the time T2 after that. Irradiated to high temperature plasma raw material. FIG. 32 shows a case where time point T2 = T1 + Δti−Δtg.
After a time τ heat from the time (T1 + Δti = T2 + Δtg), a discharge acts on the low-temperature plasma gas, the electron temperature reaches 20-30 eV and becomes high-temperature plasma, and EUV radiation from the high-temperature plasma is started ((FIG. 32 ( e)).

細い放電チャンネルには上記EUV放射条件に相当するイオン密度あって電子温度の低い低温プラズマガスが連続的に供給されているので、ピンチ効果もしくは自己磁場による閉じ込め効果が繰り返し行われる。よって、細い放電チャンネルの径は、細くなったり広くなったり脈動状の挙動を示すが相対的に細い状態に保たれる。すなわち、低温プラズマのピンチが繰り返し行われ、EUV放射が継続する。
放電領域にて発生したEUV放射は、EUV集光鏡2により反射され、EUV光取出部7より図示しない照射部に出射される。
Since the thin discharge channel is continuously supplied with a low-temperature plasma gas having an ion density corresponding to the EUV radiation condition and a low electron temperature, the pinch effect or the confinement effect by the self magnetic field is repeatedly performed. Therefore, the diameter of the thin discharge channel becomes narrower, wider, or shows a pulsating behavior, but is kept relatively thin. That is, pinching of the low temperature plasma is repeatedly performed, and EUV radiation continues.
EUV radiation generated in the discharge region is reflected by the EUV collector mirror 2 and emitted from the EUV light extraction unit 7 to an irradiation unit (not shown).

ここで、従来のピンチ効果を利用したDPP方式、LAGDPP方式では、EUV放射が維持する時間は、例えば、200ns以下であるので、電流値がIpである放電チャンネルが継続する時間が、細い放電チャンネルに低温プラズマガスの一部が到達する時点(T1+Δti=T2+Δtg)から(200ns+τheat)以上継続するように、パルス電力供給手段15および一対の電極(第1の電極11および第2の電極12)からなる放電回路を設定することにより、従来のピンチ効果を利用したDPP方式、LAGDPP方式と比較してEUV放射のロングパルス化を実現することが可能となる。 Here, in the conventional DPP method and the LAGDPP method using the pinch effect, the time for which EUV radiation is maintained is, for example, 200 ns or less. Therefore, the time for which the discharge channel having a current value of Ip continues is small. From the time point (T1 + Δti = T2 + Δtg) when a part of the low temperature plasma gas reaches (200 ns + τ heat ), the pulse power supply means 15 and the pair of electrodes (the first electrode 11 and the second electrode 12) are continued. By setting such a discharge circuit, it is possible to realize a long pulse of EUV radiation as compared with the DPP method and the LAGDPP method using the conventional pinch effect.

従来のピンチ効果を利用したDPP方式、LAGDPP方式では、放電チャンネルの継続時間は長くとも1μs以下であり、さらに、初期プラズマをピンチしてEUV放射が継続する時間(図10の期間A)は長くとも200ns以下であった。
発明者らの実験による検証の結果、本発明においては、放電チャンネルの継続時間を少なくとも1μs以上にしたとき、電流値がIp以上またはIp2以上である放電チャンネルが継続する時間を確実に200nsより長くすることができることが判明した。すなわち、放電チャンネルの継続時間を1μs以上に設定すると、確実にEUV放射の継続時間を、従来のEUV放射の継続時間(200ns)より長くすることが可能となった。
なお非ピンチ方式の場合も閾値をIp2となるように設定すれば、上記と同様のメカニズムでEUV放射のロングパルス化が実現されるので、詳細な説明は省略する。
In the DPP method and the LAGDPP method using the conventional pinch effect, the duration of the discharge channel is 1 μs or less at the longest, and the time during which EUV radiation continues by pinching the initial plasma (period A in FIG. 10) is long. Both were less than 200ns.
As a result of verification by the inventors' experiments, in the present invention, when the duration of the discharge channel is at least 1 μs or longer, the duration of the discharge channel having a current value of Ip or more or Ip2 or more is surely longer than 200 ns. It turns out that you can. That is, when the duration of the discharge channel is set to 1 μs or more, the duration of EUV radiation can be reliably made longer than the duration of conventional EUV radiation (200 ns).
Even in the case of the non-pinch method, if the threshold value is set to be Ip2, a long pulse of EUV radiation can be realized by the same mechanism as described above, and detailed description thereof will be omitted.

本発明では、プラズマのピンチ状態を維持するようにプラズマ電流波形を制御する特許文献6、7におけるEUV放射のロングパルス化方法のように、放電空間に大電流を流す必要がない。また、ピンチ効果を維持するために、図40(a)に示すようにプラズマ電流Iの波形を変化させる必要がないので、本方式における放電電流(プラズマ電流)波形は変極点を有さない。   In the present invention, unlike the long pulse method of EUV radiation in Patent Documents 6 and 7, which controls the plasma current waveform so as to maintain the pinch state of the plasma, it is not necessary to flow a large current through the discharge space. Further, since it is not necessary to change the waveform of the plasma current I as shown in FIG. 40A in order to maintain the pinch effect, the discharge current (plasma current) waveform in this method has no inflection point.

(3)エネルギービーム(レーザビーム)の照射タイミング
上記したEUV発生手順では、放電電流の値が閾値Ipに到達した時点以降に低温プラズマガスの少なくとも一部が細い放電チャンネルに到達しているように、レーザビームが高温プラズマ原料へ照射されるタイミングを設定している。
ここで、放電発生後放電電流の値が閾値Ipに到達する時点以前に低温プラズマガスの少なくとも一部が放電チャンネルに到達している場合(ケースA)、あるいは、放電発生前に低温プラズマガスの少なくとも一部が、放電後に放電チャンネルが生成される領域に到達している場合(ケースB)を考える。
ケースAやケースBにおいては、放電電流の値が閾値Ipに到達するまでは、低温プラズマの加熱が十分に行われず、結果として、EUV発光に寄与しない低温プラズマの割合が増えることになり、EUV放射効率が低下してしまう。
(3) Energy Beam (Laser Beam) Irradiation Timing In the EUV generation procedure described above, at least a part of the low temperature plasma gas reaches the thin discharge channel after the time when the value of the discharge current reaches the threshold value Ip. The timing at which the laser beam is irradiated onto the high temperature plasma raw material is set.
Here, when at least a part of the low temperature plasma gas reaches the discharge channel before the time when the value of the discharge current after the discharge reaches the threshold value Ip (case A), or before the occurrence of the discharge, Consider a case (case B) where at least a part has reached a region where a discharge channel is generated after discharge.
In cases A and B, the low-temperature plasma is not sufficiently heated until the value of the discharge current reaches the threshold value Ip. As a result, the proportion of low-temperature plasma that does not contribute to EUV emission increases. Radiation efficiency will decrease.

また、ケースAやケースBにおいては、放電電流の値が閾値Ipに到達するまでの間に放電後放電チャンネルが生成される領域に、定常流として選択的に供給された高温プラズマ原料である低温プラズマガスが膨張して密度が低下してしまう。よって、放電領域における高温プラズマ原料の密度は、図38のピンチの初期条件に近づく。このような状態においては放電チャンネルの径が太くなるので、放電チャンネルを細くして高温プラズマとするためには、放電電流としては大電流が必要となる。
特に、ケースBにおいては、放電前に低温プラズマガスが供給されるので、膨張して密度が低下した高温プラズマ原料ガスのガス放電により放電チャンネルが形成され、放電チャンネルの径はケースAよりも太くなる。よって、放電チャンネルを細くし、ピンチ効果により初期プラズマを高温プラズマとするためには、DPP方式と同様、ある程度大パワーで、高速短パルスの電流パルスが必要となる(図38の経路2に近くなる)。
In case A and case B, a low temperature plasma material that is selectively supplied as a steady flow into a region where a discharge channel is generated after discharge until the value of the discharge current reaches the threshold value Ip. The plasma gas expands and the density decreases. Therefore, the density of the high-temperature plasma raw material in the discharge region approaches the initial pinch condition in FIG. In such a state, since the diameter of the discharge channel is large, a large current is required as the discharge current in order to make the discharge channel narrow and to produce high-temperature plasma.
In particular, in the case B, since the low temperature plasma gas is supplied before the discharge, the discharge channel is formed by the gas discharge of the high temperature plasma source gas which has expanded and the density has been reduced, and the diameter of the discharge channel is thicker than the case A. Become. Therefore, in order to make the discharge channel narrow and to make the initial plasma into a high temperature plasma by the pinch effect, a current pulse of a high speed and a short pulse with a certain amount of power is required as in the DPP method (close to the path 2 in FIG. 38). Become).

本発明においては、上記したように、放電チャンネルの継続時間を長くするように放電回路を形成しているので、ケースBにおいて必要とされる電流パルスを実現することは困難となる。
よって、少なくとも放電が開始したあと(ケースA)、好ましくは、図32に示すように、放電電流の値が閾値Ipに到達した時点以降に低温プラズマガスの少なくとも一部が細い放電チャンネルに到達しているように、レーザビームが高温プラズマ原料へ照射されるタイミングを設定することが重要となる。
In the present invention, as described above, since the discharge circuit is formed so as to increase the duration of the discharge channel, it is difficult to realize the current pulse required in case B.
Therefore, at least after the discharge has started (case A), preferably, as shown in FIG. 32, at least a part of the low temperature plasma gas reaches the thin discharge channel after the time when the value of the discharge current reaches the threshold value Ip. As described above, it is important to set the timing at which the laser beam is irradiated onto the high temperature plasma raw material.

(4)原料供給システム
上記したように、本発明は、高温プラズマ原料にレーザビーム等のエネルギービームを照射して、EUV放射条件に相当するイオン密度あって電子温度の低い低温プラズマガス(プラズマ内のイオン密度が1017〜1020cm-3程度、電子温度が1eV以下程度)を生成し当該低温プラズマを放電領域に供給する。図31では、高温プラズマ原料が固体金属である例を模式的に示しているが、上記したように、高温プラズマ材料は液体状態でもよい。
固体状の高温プラズマ原料を用いて低温プラズマガスを放電領域に供給する原料供給システムの構成例としては、例えば図31に模式的に示すように、放電領域の近傍の所定領域に固体金属(例えば、Sn)を設置してレーザビームを照射するように構成する。
その他の例としては、ワイヤー状に成形した高温プラズマ原料を2組のリールを用いて、レーザビームが照射されたとき生成される低温プラズマガスが所定領域に到達できる空間に供給して、当該ワイヤー状の高温プラズマ原料にレーザビームを照射するように構成する。
(4) Raw Material Supply System As described above, the present invention irradiates a high-temperature plasma raw material with an energy beam such as a laser beam, and has a low-temperature plasma gas (within the plasma) having an ion density corresponding to EUV radiation conditions and a low electron temperature. The ion density is about 10 17 to 10 20 cm −3 and the electron temperature is about 1 eV or less), and the low-temperature plasma is supplied to the discharge region. FIG. 31 schematically shows an example in which the high-temperature plasma raw material is a solid metal. However, as described above, the high-temperature plasma material may be in a liquid state.
As a configuration example of a raw material supply system that supplies a low-temperature plasma gas to a discharge region using a solid high-temperature plasma raw material, for example, as schematically shown in FIG. 31, a solid metal (for example, , Sn) and configured to irradiate a laser beam.
As another example, a high-temperature plasma raw material formed into a wire shape is supplied to a space where a low-temperature plasma gas generated when a laser beam is irradiated can reach a predetermined region using two sets of reels. The high-temperature plasma raw material is irradiated with a laser beam.

一方、液体状の高温プラズマ原料を用いて低温プラズマガスを放電チャンネルに供給する原料供給システムの構成例としては、例えば、液体状の高温プラズマ原料、ドロップレット状にして、レーザビームが照射されたとき生成される低温プラズマガスが所定領域に到達できる空間に向けて滴下して供給し、上記ドロップレット状の高温プラズマ原料が上記空間に到達したときレーザビームを当該ドロップレット状の高温プラズマ原料に照射するように構成する。
なお、固体状の高温プラズマ原料を用いる例として、特許文献6に記載されているように、電極自体を固体の高温プラズマ原料(例えば、Li)で構成し、当該電極にレーザビームを照射して低温プラズマガスを生成し当該低温プラズマガスを放電チャンネルに供給することも考えられる。
On the other hand, as a configuration example of a raw material supply system for supplying a low temperature plasma gas to a discharge channel using a liquid high temperature plasma raw material, for example, a liquid high temperature plasma raw material is formed in a droplet shape and irradiated with a laser beam. When the droplet-shaped high-temperature plasma material reaches the space, a laser beam is applied to the droplet-shaped high-temperature plasma material. Configure to irradiate.
As an example of using a solid high-temperature plasma raw material, as described in Patent Document 6, the electrode itself is composed of a solid high-temperature plasma raw material (for example, Li), and the electrode is irradiated with a laser beam. It is also conceivable to generate a low temperature plasma gas and supply the low temperature plasma gas to the discharge channel.

また、液体状の高温プラズマ原料を用いる例として、特許文献4に記載されているような構造が考えられる。すなわち、電極を回転電極構造とし、加熱された溶融金属(metal melt)である液体状高温プラズマ原料をコンテナに収容する。そして回転電極の一部(周辺部)が液体状高温プラズマ原料を収容する上記コンテナの中に浸されるように配置する。そして、電極を回転させることにより、電極の周辺部表面に付着した液体状高温プラズマ原料が放電領域に輸送される。この輸送された液体状高温プラズマ原料にレーザビームを照射することにより低温プラズマガスが生成され、当該低温プラズマが放電チャンネルに供給される。
しかしながら、この構成は高温プラズマ原料を放電領域内に配置するものであり、このような方式に基づく低温プラズマガスの生成および放電チャンネルへの供給は、以下の理由で好ましくない。
特許文献4、6に記載されている構成の場合、レーザビームが電極表面に照射した際に生成されるプラズマ(あるいは中性蒸気)が媒介となって放電が開始される。よって、低温プラズマガスの供給は放電に先立って行われることになり、上記したようにEUV発光に寄与しない低温プラズマの割合が増えることになり、EUV放射効率が低下してしまう。
Moreover, as an example using a liquid high temperature plasma raw material, the structure as described in patent document 4 can be considered. That is, the electrode has a rotating electrode structure, and a liquid high-temperature plasma raw material that is a heated molten metal is contained in a container. And it arrange | positions so that a part (peripheral part) of a rotating electrode may be immersed in the said container which accommodates a liquid high temperature plasma raw material. Then, by rotating the electrode, the liquid high-temperature plasma raw material attached to the peripheral surface of the electrode is transported to the discharge region. By irradiating the transported liquid high temperature plasma raw material with a laser beam, a low temperature plasma gas is generated, and the low temperature plasma is supplied to the discharge channel.
However, this configuration places the high temperature plasma raw material in the discharge region, and the generation of the low temperature plasma gas and the supply to the discharge channel based on such a method are not preferable for the following reasons.
In the case of the configuration described in Patent Documents 4 and 6, the discharge is started by the plasma (or neutral vapor) generated when the laser beam is applied to the electrode surface. Therefore, the supply of the low temperature plasma gas is performed prior to the discharge, and as described above, the ratio of the low temperature plasma that does not contribute to the EUV light emission increases, and the EUV radiation efficiency decreases.

また、放電前に低温プラズマガスが供給されるので、膨張して密度が低下した高温プラズマ原料ガス放電により放電チャンネルが形成され、放電チャンネルの径は太くなる。よって、放電チャンネルを細くして高温プラズマを形成するためには、ある程度大パワーの電流が必要となってしまう。
また、低温プラズマガスの放電チャンネルへの供給は、レーザビームの照射による供給に加えて、放電の進展に伴う駆動電流による電極の温度上昇で電極自身(あるいは、電極に付着している液体状高温プラズマ原料)が蒸発することによる供給もある。
よって、低温プラズマガスのパラメータは放電電流に依存して時々刻々変化し、EUV放射の出力は変動する。また、放電中の放電チャンネルの変動により、高温プラズマの位置が変動してしまい、見かけ上高温プラズマのサイズが大きくなってしまう。
上記した不具合は、高温プラズマ原料と電極とが一体化し、低温プラズマガスの供給がレーザビームの照射と放電電流(プラズマ電流)の両方に依存することになるために発生するものである。
Further, since the low temperature plasma gas is supplied before the discharge, the discharge channel is formed by the high temperature plasma raw material gas discharge which has expanded and the density has been reduced, and the diameter of the discharge channel is increased. Therefore, in order to form a high temperature plasma by narrowing the discharge channel, a certain amount of high power current is required.
In addition to supplying the low temperature plasma gas to the discharge channel, the electrode itself (or the liquid high temperature adhering to the electrode) is generated by the temperature rise of the electrode due to the drive current accompanying the progress of the discharge in addition to the supply by laser beam irradiation. There is also a supply due to evaporation of the plasma raw material.
Therefore, the parameters of the low temperature plasma gas change every moment depending on the discharge current, and the output of EUV radiation varies. Further, the position of the high temperature plasma varies due to the variation of the discharge channel during discharge, and the size of the high temperature plasma apparently increases.
The above-mentioned problems occur because the high-temperature plasma raw material and the electrode are integrated, and the supply of the low-temperature plasma gas depends on both the laser beam irradiation and the discharge current (plasma current).

よって、本発明においては、高温プラズマ原料と電極とは別体であって、低温プラズマガスの供給がレーザビームの照射のみに依存し、放電電流から独立している。すなわち、図31に示す構成例やその他既述の構成例(ワイヤ状、ドロップレット状)のように、低温プラズマガスの供給制御と電極間を流れる駆動電流の制御とが互いに独立であるように、原料供給システムを構成する。   Therefore, in the present invention, the high temperature plasma raw material and the electrode are separate from each other, and the supply of the low temperature plasma gas depends only on the laser beam irradiation and is independent of the discharge current. That is, as in the configuration example shown in FIG. 31 and the other configuration examples described above (wire shape, droplet shape), the supply control of the low temperature plasma gas and the control of the drive current flowing between the electrodes are independent from each other. The raw material supply system is configured.

(5)整流機構
上記したように、低温プラズマガスは、電極間で放電が発生後、放電電流の自己磁場で細くなった放電チャンネルに対して選択的に供給するように構成される。通常、レーザビームの照射により固体材料もしくは液体材料から噴出する材料蒸気は、三次元方向に膨張しながら進行する。よって、固体もしくは液体の高温プラズマ原料にレーザビームを照射して低温プラズマガスを噴出させる際は、噴出する低温プラズマガスのフローを整流して、指向性が良好なフローを構成し、当該フローが細い放電チャンネル付近に集中して連続供給されるよう設定する。
上記噴出する低温プラズマガスのフローを整流するための整流機構としては、前記図23〜図25に示してものを用いることができる。また、図26のように構成してもよい。
(5) Rectification mechanism As described above, the low-temperature plasma gas is configured to be selectively supplied to the discharge channel narrowed by the self-magnetic field of the discharge current after the discharge is generated between the electrodes. In general, a material vapor ejected from a solid material or a liquid material by irradiation with a laser beam proceeds while expanding in a three-dimensional direction. Therefore, when a low temperature plasma gas is ejected by irradiating a solid or liquid high temperature plasma raw material with a laser beam, the flow of the ejected low temperature plasma gas is rectified to form a flow with good directivity. It is set so that it is continuously supplied in a concentrated manner near the narrow discharge channel.
As the rectifying mechanism for rectifying the flow of the jetted low temperature plasma gas, the one shown in FIGS. 23 to 25 can be used. Moreover, you may comprise as FIG.

(6)電極位置、高温プラズマ原料位置、エネルギービーム(レーザビーム)照射位置の相互関係
上記したように、本発明においては、レーザビームによって低温プラズマガスを放電チャンネルに到達させる。その位置関係は、例えば前記図4に示したようになる。
すなわち、板状の一対の電極11,12が所定間隔離間して配置される。放電チャンネルは一対の電極11,12の離間空間に位置する放電領域内に生成される。
レーザビーム23の高温プラズマ原料21への照射により気化し、生成された低温プラズマガス21’は、レーザビームが入射する方向側に広がる。そのため、レーザビーム23を、高温プラズマ原料21の放電領域に対面する面に対して照射することにより、低温プラズマガス21’は、放電領域に生成される放電チャンネルに供給される。
(6) Interrelationship between electrode position, high temperature plasma raw material position, and energy beam (laser beam) irradiation position As described above, in the present invention, the low temperature plasma gas is caused to reach the discharge channel by the laser beam. The positional relationship is as shown in FIG. 4, for example.
That is, a pair of plate-like electrodes 11 and 12 are arranged at a predetermined interval. The discharge channel is generated in a discharge region located in a space between the pair of electrodes 11 and 12.
The low-temperature plasma gas 21 ′ generated by the irradiation of the laser beam 23 onto the high-temperature plasma raw material 21 spreads in the direction in which the laser beam is incident. Therefore, by irradiating the surface facing the discharge region of the high temperature plasma raw material 21 with the laser beam 23, the low temperature plasma gas 21 ′ is supplied to the discharge channel generated in the discharge region.

前述したように、レーザビームの照射により放電チャンネルに供給された低温プラズマガスのうち、高温プラズマ形成に寄与しなかったものの一部、あるいは、高温プラズマ形成の結果分解生成する原子状ガスのクラスタの一部は、デブリとしてEUV光源装置内の低温部と接触し、堆積する。
ここで図4(b)に示すように、高温プラズマ原料21が一対の電極11,12に対してEUV集光鏡2を臨まない空間側に供給された場合、前述したように、レーザビーム23の照射により生成した低温プラズマガス21’は、放電チャンネルおよびEUV集光鏡2の方向に広がり、EUV集光鏡2に対してデブリが放出される。そこで、図4(a)に示すように、高温プラズマ原料21を一対の電極11,12とEUV集光鏡2との間の空間であり、かつ、放電領域近傍の空間に対して配置することが好ましい。
このように配置された高温プラズマ原料21に対し、レーザビーム23を上記のように高温プラズマ原料表面の放電領域に面する側に対して照射すると、低温プラズマガス21’は放電領域の方向に広がるが、EUV集光鏡2の方向に広がらない。
As described above, a part of the low temperature plasma gas supplied to the discharge channel by the laser beam irradiation that did not contribute to the high temperature plasma formation, or a cluster of atomic gases that are decomposed and generated as a result of the high temperature plasma formation. A part contacts and deposits in the low temperature part in an EUV light source device as a debris.
Here, as shown in FIG. 4B, when the high temperature plasma raw material 21 is supplied to the space side where the EUV collector mirror 2 does not face the pair of electrodes 11 and 12, as described above, the laser beam 23 The low-temperature plasma gas 21 ′ generated by the irradiation is spread in the direction of the discharge channel and the EUV collector mirror 2, and debris is emitted to the EUV collector mirror 2. Therefore, as shown in FIG. 4A, the high temperature plasma raw material 21 is disposed in a space between the pair of electrodes 11 and 12 and the EUV collector mirror 2 and in the vicinity of the discharge region. Is preferred.
When the laser beam 23 is irradiated to the high temperature plasma raw material 21 arranged in this way on the side of the high temperature plasma raw material surface facing the discharge region as described above, the low temperature plasma gas 21 'spreads in the direction of the discharge region. However, it does not spread in the direction of the EUV collector mirror 2.

なお、図5に示したように、高温プラズマ原料21を、光軸に対して垂直な平面上の空間であり、かつ、放電領域近傍に対して配置し、レーザビーム23を光軸と垂直な方向から高温プラズマ原料21に対して照射するようにしても、低温プラズマガス21’はEUV集光鏡2の方向には広がらない。よって、高温プラズマ原料21へのレーザビームの照射、および、電極11,12間で発生する放電により生成するデブリは、EUV集光鏡2に対してほとんど進行しない。   As shown in FIG. 5, the high temperature plasma raw material 21 is a space on a plane perpendicular to the optical axis and is disposed near the discharge region, and the laser beam 23 is perpendicular to the optical axis. Even if the high temperature plasma raw material 21 is irradiated from the direction, the low temperature plasma gas 21 ′ does not spread in the direction of the EUV collector mirror 2. Therefore, the debris generated by the irradiation of the laser beam to the high temperature plasma raw material 21 and the discharge generated between the electrodes 11 and 12 hardly progresses with respect to the EUV collector mirror 2.

(7)原料気化用エネルギービームのエネルギー
前述したように、レーザビームが高温プラズマ原料に照射された時点から低温プラズマガスの少なくとも一部が放電チャンネルに到達するまでの時間Δtgは、放電チャンネルと高温プラズマ原料の位置、高温プラズマ原料へのレーザビームの照射方向、レーザビームの照射エネルギーに依存し、これらのパラメータを適宜設定することにより、所定の時間に設定される。
(7) Energy of energy beam for raw material vaporization As described above, the time Δtg from the time when the laser beam is irradiated to the high temperature plasma raw material until at least a part of the low temperature plasma gas reaches the discharge channel is equal to the discharge channel and the high temperature. The predetermined time is set by appropriately setting these parameters depending on the position of the plasma raw material, the irradiation direction of the laser beam onto the high temperature plasma raw material, and the irradiation energy of the laser beam.

以上説明したように、本実施例のロングパルス化したEUV発生方法は、予め、放電領域に細い放電チャンネルを生成し、放電領域外から、この細い放電チャンネルに対してEUV放射条件に相当するイオン密度あって電子温度の低い低温プラズマガス(イオン密度が1017〜1020cm-3程度、電子温度が1eV以下程度)の定常流を選択的に供給する。
ここで、低温プラズマガスの供給タイミングは、放電電流の値が所定の閾値(IpまたはIp2)に到達した時点以降で、低温プラズマガス(イオン密度が1017〜1020cm-3程度、電子温度が1eV以下程度)が細い放電チャンネルに到達するように設定する。 その結果、低温プラズマガスに放電が作用し、図9の経路IIを通過してEUV放射条件を満たす高温プラズマが形成されEUV放射が発生する。
As described above, the EUV generation method with a long pulse according to the present embodiment generates a thin discharge channel in the discharge region in advance, and ions corresponding to the EUV radiation condition from the outside of the discharge region to the thin discharge channel. A steady flow of a low-temperature plasma gas having a low density and a low electron temperature (the ion density is about 10 17 to 10 20 cm −3 and the electron temperature is about 1 eV or less) is selectively supplied.
Here, the supply timing of the low-temperature plasma gas is the low-temperature plasma gas (the ion density is about 10 17 to 10 20 cm −3 , the electron temperature after the time when the value of the discharge current reaches a predetermined threshold value (Ip or Ip2). Is set to reach a thin discharge channel. As a result, a discharge acts on the low temperature plasma gas, and a high temperature plasma that satisfies the EUV radiation condition is formed through the path II in FIG. 9 to generate EUV radiation.

ここで、放電チャンネルに対して低温プラズマガスを供給し、EUVの放射は、図6の(II)の経路を経て実現されるので、放電電流は従来のDPP方式、LAGDPP方式のような大電流である必要はなく、比較的小電流を放電領域に流してもEUV放射が可能となる。また、従来のように、放電電流の高速短パルス化を実施せずとも、効率的にプラズマにエネルギーを入力することが可能となる。よって、放電電流パルスを従来と比較して長く設定することが可能となる。
EUV放射は、ある程度細い放電チャンネルが持続する間継続する。よって、放電電流パルスが従来のDPP方式、LAGDPP方式より長くなるように放電回路を構成して放電電流パルスをロングパルス化することにより、細い放電チャンネルの持続時間を従来と比較して長くすることが可能となり、その結果EUV放射のロングパルス化が実現される。
Here, the low temperature plasma gas is supplied to the discharge channel, and EUV radiation is realized through the path (II) in FIG. 6, so that the discharge current is a large current as in the conventional DPP method or LAGDPP method. The EUV radiation is possible even when a relatively small current is supplied to the discharge region. Further, it is possible to efficiently input energy to the plasma without reducing the discharge current at a high speed and with a short pulse as in the prior art. Therefore, the discharge current pulse can be set longer than the conventional one.
EUV radiation continues as long as a somewhat narrow discharge channel lasts. Therefore, the discharge circuit is configured such that the discharge current pulse is longer than that of the conventional DPP method and LAGDPP method, and the discharge current pulse is made longer, thereby making the duration of the narrow discharge channel longer than the conventional one. As a result, a long pulse of EUV radiation is realized.

マルチピンチ方式において、閾値Ipは、電流の自己磁場による圧縮圧力をPB 、プラズマの圧力Pp とするとき、前記(104)式に示したようにPB ≫Pp となるように設定される。
すなわち、閾値Ipは自己磁場により低温プラズマガスを十分圧縮可能な電流値となる。なお、上記閾値Ipは、低温プラズマガスの電子温度を20〜30eVもしくはそれ以上に加熱することが可能なエネルギーを有する電流値でもある。ここで、放電電流の値がIpとなった時点において、放電領域を流れる放電チャンネルの径は十分細くなっている。
In the multi-pinch method, the threshold value Ip is set so that P B >> P p as shown in the above equation (104) when the compression pressure due to the current self-magnetic field is P B and the plasma pressure P p. The
That is, the threshold value Ip is a current value that can sufficiently compress the low temperature plasma gas by the self magnetic field. The threshold value Ip is also a current value having energy capable of heating the electron temperature of the low temperature plasma gas to 20 to 30 eV or more. Here, when the value of the discharge current becomes Ip, the diameter of the discharge channel flowing through the discharge region is sufficiently thin.

細い放電チャンネルへの低温プラズマガスの連続的な供給により、ピンチ効果もしくは自己磁場による閉じ込め効果が繰り返し行われる。このとき、細い放電チャンネルの径は、細くなったり広くなったり脈動状の挙動を示すが相対的に細い状態に保たれる。
このような低温プラズマガスのピンチ効果もしくは自己磁場による閉じ込め効果の繰り返しは、放電電流が継続している間持続する。
上記したように、本発明では、放電電流パルスを従来と比較して長く設定することが可能であり、連続的なピンチもしくは自己磁場による閉じ込め効果を長期間維持することができるので、EUV放射のロングパルス化を実現することができる(マルチピンチ方式)。
The continuous supply of the low temperature plasma gas to the narrow discharge channel repeatedly performs the pinch effect or the confinement effect by the self magnetic field. At this time, the diameter of the thin discharge channel becomes narrower or wider, or shows a pulsating behavior, but is kept relatively thin.
Such repetition of the pinch effect of the low-temperature plasma gas or the confinement effect due to the self-magnetic field lasts for the duration of the discharge current.
As described above, in the present invention, the discharge current pulse can be set longer than the conventional one, and the confinement effect by continuous pinch or self magnetic field can be maintained for a long time. Long pulse can be realized (multi-pinch method).

また、非ピンチ方式において、閾値Ip2は、前記(105)式に示したようにPB ≧Pp となるように設定される。すなわち、閾値Ip2は自己磁場により低温プラズマガスを弱く圧縮する(低温プラズマガスが膨張してイオン密度が減少しない程度に維持される)電流値となる。なお、上記閾値Ip2は、低温プラズマガスの電子温度を20〜30eVもしくはそれ以上に加熱することが可能なエネルギーを有する電流値でもある。ここで、放電電流の値がIp2となった時点において、放電領域を流れる放電チャンネルの径は細くなっている。 In the non-pinch method, the threshold value Ip2 is set so that P B ≧ P p as shown in the equation (105). That is, the threshold value Ip2 is a current value that weakly compresses the low temperature plasma gas by the self magnetic field (maintained to such an extent that the low temperature plasma gas expands and the ion density does not decrease). The threshold value Ip2 is also a current value having energy capable of heating the electron temperature of the low temperature plasma gas to 20 to 30 eV or more. Here, when the value of the discharge current becomes Ip2, the diameter of the discharge channel flowing through the discharge region is narrowed.

細い放電チャンネルへの低温プラズマガスの連続的な供給により、低温プラズマガスは、膨張してイオン密度が減少しない程度に維持された状態で加熱されて高温プラズマとなり、この高温プラズマからEUVが放射される。
このような低温プラズマガスのイオン濃度を維持しながら加熱は、放電電流が継続している間持続する。上記したように、本発明では、放電電流パルスを従来と比較して長く設定することが可能であり、低温プラズマの加熱を持続してEUV放射に必要なプラズマの温度および密度を長期間維持することができるので、EUV放射のロングパルス化を実現することができる(非ピンチ方式)。
なお、非ピンチ方式においては、放電チャンネルの径がマルチピンチ方式よりも大きいので、高温プラズマのサイズもマルチピンチ方式より大きくなる。
By continuously supplying the low temperature plasma gas to the narrow discharge channel, the low temperature plasma gas is heated to a high temperature plasma in a state where it is expanded and maintained so that the ion density does not decrease, and EUV is emitted from this high temperature plasma. The
While maintaining the ion concentration of such a low temperature plasma gas, the heating is continued for the duration of the discharge current. As described above, in the present invention, the discharge current pulse can be set longer than the conventional one, and the temperature and density of the plasma necessary for EUV radiation are maintained for a long time by continuing the heating of the low temperature plasma. Therefore, a long pulse of EUV radiation can be realized (non-pinch method).
In the non-pinch method, since the diameter of the discharge channel is larger than that of the multi-pinch method, the size of the high-temperature plasma is also larger than that of the multi-pinch method.

発明者らの実験による検証の結果、本発明においては、放電チャンネルの継続時間を少なくとも1μs以上にしたとき、電流値がIp以上またはIp2以上である放電チャンネルが継続する時間を確実に200nsより長くすることができることが判明した。すなわち、放電チャンネルの継続時間を1μs以上に設定すると、確実にEUV放射の継続時間を、従来のEUV放射の継続時間(200ns)より長くすることが可能となった。
上記したように、放電電流は従来のDPP方式、LAGDPP方式のような大電流である必要はなく、また、放電電流の高速短パルス化を実施する必要はない。従って、電極に与える熱負荷を従来と比較して小さくすることが可能となり、デブリの発生を抑制することが可能となる。
また、本発明においては、従来のロングパルス化技術のように、高温プラズマのピンチ状態を維持するようにプラズマ電流波形を制御する必要がないので、放電空間に大電流を流す必要がない。また、ピンチ効果を維持するために、プラズマ電流の波形を変化させる必要がないので、高精度な電流制御を必要としない。すなわち、本方式における放電電流(プラズマ電流)波形は変極点を有さない。
As a result of verification by the inventors' experiments, in the present invention, when the duration of the discharge channel is at least 1 μs or longer, the duration of the discharge channel having a current value of Ip or more or Ip2 or more is surely longer than 200 ns. It turns out that you can. That is, when the duration of the discharge channel is set to 1 μs or more, the duration of EUV radiation can be reliably made longer than the duration of conventional EUV radiation (200 ns).
As described above, the discharge current does not need to be a large current as in the conventional DPP method and the LAGDPP method, and it is not necessary to shorten the discharge current at high speed. Therefore, it is possible to reduce the thermal load applied to the electrodes as compared with the conventional case, and it is possible to suppress the generation of debris.
Further, in the present invention, unlike the conventional long pulse technology, it is not necessary to control the plasma current waveform so as to maintain the pinch state of the high temperature plasma, and therefore it is not necessary to flow a large current through the discharge space. Further, since it is not necessary to change the waveform of the plasma current in order to maintain the pinch effect, high-precision current control is not required. That is, the discharge current (plasma current) waveform in this method has no inflection point.

また、低温プラズマガスの供給制御と電極間を流れる駆動電流の制御とが互いに独立であるように、原料供給システムを構成することが好ましい。
このように構成することにより、低温プラズマの供給が放電電流(プラズマ電流)の影響を受けないので、EUV放射の安定性が向上する。
さらには、高温プラズマ原料を一対の電極とEUV集光鏡との間の空間に配置(もしくは供給)し、レーザビームを高温プラズマ原料表面の放電領域に面する側に対して照射することが望ましい。
このようにすることにより、低温プラズマガスは放電領域の方向に広がるが、EUV集光鏡の方向に広がらない。よって、デブリがEUV集光鏡に進行するのを抑制することが可能となる。
Further, it is preferable to configure the raw material supply system so that the supply control of the low temperature plasma gas and the control of the drive current flowing between the electrodes are independent from each other.
With this configuration, the supply of low-temperature plasma is not affected by the discharge current (plasma current), so that the stability of EUV radiation is improved.
Furthermore, it is desirable to arrange (or supply) the high temperature plasma raw material in the space between the pair of electrodes and the EUV collector mirror and irradiate the laser beam on the side of the high temperature plasma raw material surface facing the discharge region. .
By doing so, the low temperature plasma gas spreads in the direction of the discharge region, but does not spread in the direction of the EUV collector mirror. Therefore, it is possible to suppress debris from proceeding to the EUV collector mirror.

次に、ロングパルス化したEUV光源装置の具体的に構成例について説明する。
上記したように、本実施例のEUV放射方法は、予め規定した細い放電チャンネルに、定常的に低温プラズマガスを供給し、放電電流パルス幅を従来より長く設定することによりEUV放射のパルス幅をロングパルス化するものである。
よって、真空アーク放電は、低温プラズマガスが到達した時点から徐々にガス放電へと移行する。すなわち、最終的にはガス放電の細い放電チャンネルが確立し、当該ガス放電の細い放電チャンネルに対して選択的に低温ガスプラズマが供給される。
ここで、ガス放電の放電チャンネルの形成位置は、必ずしも真空アークの放電チャンネルが形成された位置と同一というわけではない。真空アーク放電からガス放電へと移行するにつれ、ガス放電チャンネルの位置が変動する場合がある。
Next, a specific configuration example of the EUV light source apparatus having a long pulse will be described.
As described above, according to the EUV radiation method of the present embodiment, the pulse width of EUV radiation is set by constantly supplying a low-temperature plasma gas to a predetermined narrow discharge channel and setting the discharge current pulse width longer than before. Long pulse.
Therefore, the vacuum arc discharge gradually shifts to gas discharge from the time when the low temperature plasma gas arrives. That is, finally, a thin discharge channel of gas discharge is established, and low temperature gas plasma is selectively supplied to the discharge channel of thin gas discharge.
Here, the formation position of the discharge channel of the gas discharge is not necessarily the same as the position where the discharge channel of the vacuum arc is formed. As the transition from vacuum arc discharge to gas discharge occurs, the position of the gas discharge channel may vary.

すなわち、ガス放電の放電チャンネルは、真空アーク放電の放電チャンネル位置の近傍に形成されるものの、ガス放電チャンネルの位置の安定性は必ずしも高精度というわけではない。
EUV光源を露光用光源として使用する場合は、EUV放射源の高い安定性が要求される。すなわち、ガス放電における放電チャンネルの位置安定性の更なる高精度化が求められる。
That is, although the discharge channel of the gas discharge is formed in the vicinity of the discharge channel position of the vacuum arc discharge, the stability of the position of the gas discharge channel is not necessarily highly accurate.
When an EUV light source is used as an exposure light source, high stability of the EUV radiation source is required. That is, there is a need for higher accuracy in the position stability of the discharge channel in gas discharge.

図33は本実施例における電極間の放電の始動の様子を示す図であり、本実施例では、電極間の放電の始動を低温プラズマガスの少なくとも一部が到達した時点で行う。
図33に示すように、高温プラズマ原料に第1のレーザビームを照射して生成した低温プラズマガスの一部が放電領域に到達し、放電領域がある程度濃度が低い低温プラズマガスで満たされた状態になった時点で、第2のレーザビームを放電領域の所定に位置に集光して放電を始動する。上記したように、放電領域内は濃度の低い低温プラズマガスで満たされているので、この時点における放電はガス放電となる。
ここで、第2のレーザビームの焦点近傍では、電子放出により導電率が増加している。よって、ガス放電の放電チャンネルの位置がレーザ焦点を設定した位置に画定される。すなわち、ガス放電の位置は、第2のレーザビームにより画定される。
このように本実施例に示すEUV放射方式においては、ガス放電の放電チャンネル自体の位置を画定しているので、ガス放電における放電チャンネルの位置安定性の高精度化が実現することができる。
FIG. 33 is a diagram showing a state of starting discharge between electrodes in this embodiment. In this embodiment, starting discharge between electrodes is performed when at least a part of the low-temperature plasma gas arrives.
As shown in FIG. 33, a part of the low-temperature plasma gas generated by irradiating the high-temperature plasma raw material with the first laser beam reaches the discharge region, and the discharge region is filled with the low-temperature plasma gas having a low concentration to some extent. At this point, the second laser beam is focused at a predetermined position in the discharge region to start discharge. As described above, since the discharge region is filled with the low-temperature plasma gas having a low concentration, the discharge at this time is a gas discharge.
Here, in the vicinity of the focal point of the second laser beam, the conductivity is increased by electron emission. Therefore, the position of the discharge channel of the gas discharge is defined at the position where the laser focus is set. That is, the position of the gas discharge is defined by the second laser beam.
Thus, in the EUV radiation system shown in the present embodiment, since the position of the discharge channel itself of the gas discharge is defined, it is possible to achieve high accuracy of the positional stability of the discharge channel in the gas discharge.

(8)本発明におけるロングパルス化したEUV光源装置の実施例
図34、図35に、本発明の極端紫外光(EUV)発生方法を採用したEUV光源装置の実施例を示す。
図34は上記EUV光源装置の構成図であり、EUV放射は同図右側から取り出される。図35は、図34における電力供給手段の構成例である。
図34に示すEUV光源装置は、放電容器であるチャンバ1を有する。チャンバ1内には、上記した低温プラズマガスにパワーを入力して高温プラズマを生成する放電空間1a、および、高温プラズマから放出されるEUV光を集光して、チャンバ1に設けられたEUV光取出部7より図示を省略した露光装置の照射光学系へ導くEUV光集光空間1bを有する。チャンバ1は排気装置5と接続されていて、チャンバ1内部はこの排気装置により減圧雰囲気とされる。
(8) Embodiment of EUV light source device having a long pulse in the present invention FIGS. 34 and 35 show an embodiment of an EUV light source device adopting the extreme ultraviolet light (EUV) generation method of the present invention.
FIG. 34 is a block diagram of the EUV light source device, and EUV radiation is extracted from the right side of the figure. FIG. 35 is a configuration example of the power supply means in FIG.
The EUV light source device shown in FIG. 34 has a chamber 1 that is a discharge vessel. In the chamber 1, the discharge space 1 a for generating high-temperature plasma by inputting power to the above-described low-temperature plasma gas, and the EUV light provided in the chamber 1 by condensing EUV light emitted from the high-temperature plasma are collected. It has an EUV light condensing space 1b that leads from the extraction unit 7 to an irradiation optical system of an exposure apparatus (not shown). The chamber 1 is connected to an exhaust device 5, and the inside of the chamber 1 is brought into a reduced pressure atmosphere by the exhaust device.

以下、各部の構成について説明する。
(a)放電部
放電部1aは、金属製の円盤状部材である第1の放電電極11と、同じく金属製の円盤状部材である第2の放電電極12とが絶縁材110を挟むように配置された構造である。第1の放電電極11の中心と第2の放電電極12の中心とは略同軸上に配置され、第1の放電電極11と第2の放電電極12は、絶縁材110の厚みの分だけ離間した位置に固定される。ここで、第2の放電電極12の直径は、第1の放電電極11の直径よりも大きい。なお、第1の放電電極11と第2の放電電極12は回転するので、以下では、回転電極と呼ぶこともある。
Hereinafter, the configuration of each unit will be described.
(A) Discharge part The discharge part 1a is formed so that the first discharge electrode 11 that is a metal disk-like member and the second discharge electrode 12 that is also a metal disk-like member sandwich the insulating material 110. Arranged structure. The center of the first discharge electrode 11 and the center of the second discharge electrode 12 are arranged substantially coaxially, and the first discharge electrode 11 and the second discharge electrode 12 are separated by the thickness of the insulating material 110. It is fixed at the position. Here, the diameter of the second discharge electrode 12 is larger than the diameter of the first discharge electrode 11. In addition, since the 1st discharge electrode 11 and the 2nd discharge electrode 12 rotate, it may be called a rotation electrode below.

第2の放電電極12には、モータ22aの回転シャフト(回転軸)22eが取り付けられている。ここで、回転シャフト22eは、第1の放電電極11の中心と第2の放電電極12の中心が回転シャフト22eの略同軸上に位置するように、第2の放電電極12の略中心に取り付けられる。
回転シャフト22eは、例えば、メカニカルシール22cを介してチャンバ1内に導入される。メカニカルシール22cは、チャンバ1内の減圧雰囲気を維持しつつ、回転シャフト22eの回転を許容する。
第2の放電電極12の下側には、例えばカーボンブラシ等で構成される第1の摺動子22gおよび第2の摺動子22hが設けられている。第2の摺動子22hは第2の放電電極12と電気的に接続される。一方、第1の摺動子22gは第2の放電電極12を貫通する貫通孔22iを介して第1の放電電極11と電気的に接続される。
なお、図示を省略した絶縁機構により、第1の放電電極11と電気的に接続される第1の摺動子22gと第2の放電電極12との間では絶縁破壊が発生しないように構成されている。
A rotating shaft (rotating shaft) 22e of a motor 22a is attached to the second discharge electrode 12. Here, the rotary shaft 22e is attached to the approximate center of the second discharge electrode 12 so that the center of the first discharge electrode 11 and the center of the second discharge electrode 12 are positioned substantially coaxially with the rotary shaft 22e. It is done.
The rotating shaft 22e is introduced into the chamber 1 through, for example, a mechanical seal 22c. The mechanical seal 22c allows the rotation of the rotary shaft 22e while maintaining a reduced pressure atmosphere in the chamber 1.
Below the second discharge electrode 12, a first slider 22g and a second slider 22h made of, for example, a carbon brush are provided. The second slider 22h is electrically connected to the second discharge electrode 12. On the other hand, the first slider 22 g is electrically connected to the first discharge electrode 11 through a through hole 22 i that penetrates the second discharge electrode 12.
In addition, it is comprised so that a dielectric breakdown may not generate | occur | produce between the 1st slider 22g electrically connected with the 1st discharge electrode 11, and the 2nd discharge electrode 12 by the insulation mechanism which abbreviate | omitted illustration. ing.

第1の摺動子22gと第2の摺動子22hは摺動しながらも電気的接続を維持する電気接点であり、パルス電力供給手段15と接続される。パルス電力供給手段15は、第1の摺動子22d、第2の摺動子22eを介して、第1の放電電極11と第2の放電電極12との間に電力を供給する。
すなわち、モータ22aが動作して第1の放電電極11と第2の放電電極12とが回転していても、第1の放電電極11と第2の放電電極12との間には、第1の摺動子22g、第2の摺動子22hを介して、パルス電力供給手段15より電力が印加される。
The first slider 22g and the second slider 22h are electrical contacts that maintain electrical connection while sliding, and are connected to the pulse power supply means 15. The pulse power supply means 15 supplies power between the first discharge electrode 11 and the second discharge electrode 12 via the first slider 22d and the second slider 22e.
That is, even if the motor 22a is operated and the first discharge electrode 11 and the second discharge electrode 12 are rotating, the first discharge electrode 11 and the second discharge electrode 12 are not connected to each other. Electric power is applied from the pulse power supply means 15 via the slider 22g and the second slider 22h.

パルス電力供給手段15は、図31に示すように、PFN回路部を含み、負荷である第1の放電電極11と第2の放電電極12との間に、例えば、比較的パルス幅の長いパルス電力を印加する。なお、電力供給手段15から第1の摺動子22g、第2の摺動子22hとの配線は、図示を省略した絶縁性の電流導入端子を介してなされる。電流導入端子は、チャンバ1に取り付けられ、チャンバ1内の減圧雰囲気を維持しつつ、電力供給手段から第1の摺動子、第2の摺動子との電気的接続を可能とする。
金属製の円盤状部材である第1の放電電極11、第2の放電電極12の周辺部は、エッジ形状に構成される。後で示すように、電力供給手段15より第1の放電電極11、第2の放電電極12に電力が印加されると、両電極のエッジ形状部分間で放電が発生する。放電が生ずると、両電極は高温となるので、第1の放電電極11、第2の放電電極12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。また、絶縁材20c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。
EUV放射を発生させるために放電を発生させる際、第1および第2の放電電極11,12を回転させる。これにより、両電極において放電が発生する位置はパルス毎に変化する。よって、第1および第2の放電電極11,12が受ける熱的負荷は小さくなり、放電電極の磨耗スピードが減少し、放電電極の長寿命化が可能となる。
As shown in FIG. 31, the pulse power supply means 15 includes a PFN circuit section, and, for example, a pulse having a relatively long pulse width is provided between the first discharge electrode 11 and the second discharge electrode 12 that are loads. Apply power. The wiring from the power supply means 15 to the first slider 22g and the second slider 22h is made through an insulating current introduction terminal (not shown). The current introduction terminal is attached to the chamber 1 and enables electrical connection from the power supply means to the first slider and the second slider while maintaining a reduced-pressure atmosphere in the chamber 1.
Peripheral portions of the first discharge electrode 11 and the second discharge electrode 12 that are metal disk-shaped members are formed in an edge shape. As will be described later, when power is applied from the power supply means 15 to the first discharge electrode 11 and the second discharge electrode 12, a discharge is generated between the edge-shaped portions of both electrodes. When discharge occurs, both electrodes reach a high temperature. Therefore, the first discharge electrode 11 and the second discharge electrode 12 are made of a refractory metal such as tungsten, molybdenum, or tantalum. The insulating material 20c is made of, for example, silicon nitride, aluminum nitride, diamond, or the like.
When generating a discharge to generate EUV radiation, the first and second discharge electrodes 11, 12 are rotated. Thereby, the position where discharge occurs in both electrodes changes for each pulse. Therefore, the thermal load received by the first and second discharge electrodes 11 and 12 is reduced, the wear speed of the discharge electrode is reduced, and the life of the discharge electrode can be extended.

(b)電力供給手段
図35に電力供給手段15の等価回路の構成例を示す。図35に示す電力供給手段15の等価回路は、充電器CH1、固体スイッチSW、コンデンサCとコイルLの組をn段に縦続接続したLC分布定数回路構成のPFN回路部、スイッチSW1とから構成される。 電力供給手段の動作例は以下の通りである。まず、充電器CH1の設定充電電圧が所定値Vinに調整される。そして、固体スイッチSWがonとなったとき、PFN回路部を構成するn個のコンデンサCが充電され、スイッチSW1がonになると第1の主放電電極、第2の主放電電極間に電圧が印加される。
その後、電極間で放電が発生すると、電極間に電流が流れる。ここで、各コンデンサCと負荷とが作る回路ループは、それぞれインダクタンスが異なるので、各回路ループを流れる電流の周期は互いに相違する。電極間を流れる電流は各回路ループを流れる電流を重畳したものであるので、結果的に、電極間には、パルス幅の長い電流パルスが流れる。
(B) Power Supply Unit FIG. 35 shows a configuration example of an equivalent circuit of the power supply unit 15. The equivalent circuit of the power supply means 15 shown in FIG. 35 is composed of a charger CH1, a solid state switch SW, a PFN circuit portion having an LC distributed constant circuit configuration in which a set of a capacitor C and a coil L is cascaded in n stages, and a switch SW1. Is done. An example of the operation of the power supply means is as follows. First, the set charging voltage of the charger CH1 is adjusted to a predetermined value Vin. When the solid switch SW is turned on, n capacitors C constituting the PFN circuit unit are charged, and when the switch SW1 is turned on, a voltage is applied between the first main discharge electrode and the second main discharge electrode. Applied.
Thereafter, when a discharge occurs between the electrodes, a current flows between the electrodes. Here, since the circuit loops formed by the capacitors C and the loads have different inductances, the periods of the currents flowing through the circuit loops are different from each other. Since the current flowing between the electrodes is a superposition of the current flowing through each circuit loop, a current pulse having a long pulse width flows between the electrodes as a result.

(c)低温プラズマガス供給手段
図34において、低温プラズマガスを供給する手段は、高温プラズマ原料21、この高温プラズマ原料21にレーザビーム23を照射するレーザ源23a、レーザビームが照射された高温プラズマ原料21から噴出される低温プラズマガスを指向性のよい定常流に整流する整流手段である高速噴射用ノズル60bとから構成される。
高温プラズマ原料21は、後で述べるEUV集光鏡2の光軸に対して略垂直な平面上の空間であって、第1の放電電極11、第2の放電電極間12の放電領域の近くに配置される。高速噴射用ノズル60bは、ノズルから噴出される低温プラズマガスが、放電領域内の細い放電チャンネルが生成される領域へ選択的に供給されるように、配置が設定される。
このように高温プラズマ原料21および高速噴射用ノズル60bを配置することにより、放電チャンネルに供給される低温プラズマガスは、EUV集光鏡2の方向には広がらない。よって、高温プラズマ原料21へのレーザビーム23の照射、および、電極間で発生する放電により生成するデブリは、EUV集光鏡2に対してほとんど進行しない。
(C) Low temperature plasma gas supply means In FIG. 34, the means for supplying the low temperature plasma gas includes a high temperature plasma raw material 21, a laser source 23a for irradiating the high temperature plasma raw material 21 with a laser beam 23, and a high temperature plasma irradiated with the laser beam. It is comprised from the nozzle 60b for high-speed injection which is a rectification | straightening means which rectifies | straightens the low-temperature plasma gas injected from the raw material 21 to a steady flow with good directivity.
The high-temperature plasma raw material 21 is a space on a plane substantially perpendicular to the optical axis of the EUV collector mirror 2 described later, and is close to the discharge region between the first discharge electrode 11 and the second discharge electrode 12. Placed in. The arrangement of the high-speed nozzle 60b is set so that the low-temperature plasma gas ejected from the nozzle is selectively supplied to a region where a narrow discharge channel is generated in the discharge region.
By arranging the high temperature plasma raw material 21 and the high-speed jet nozzle 60b in this way, the low temperature plasma gas supplied to the discharge channel does not spread in the direction of the EUV collector mirror 2. Therefore, the debris generated by the irradiation of the laser beam 23 onto the high temperature plasma raw material 21 and the discharge generated between the electrodes hardly proceeds with respect to the EUV collector mirror 2.

高速噴射用ノズル60bは、図24(a)に示したように内部に狭窄部が設けられた筒状の部材である。高速噴射用ノズル内を通過したレーザビーム23が高温プラズマ原料21に照射されると、高温プラズマ原料21は気化し、低温プラズマガスを生成する。ここで、高速噴射用ノズル60b内部に狭窄部が設けられているので、当該狭窄部と、高温プラズマ原料のレーザビームが照射される部分との間の空間内は、低温プラズマガスにより圧力が急激に上昇する。そして、低温プラズマガスは、狭窄部の開口部分から加速され、かつ、指向性のよい高速ガス流として噴射される。ここで、高速ガス流の噴射方向は、高速噴射用ノズルの方向に依存する。すなわち、気化原料の進行方向は、レーザビームの高温プラズマ原料への入射方向には依存しない。   The high-speed jet nozzle 60b is a cylindrical member having a narrowed portion provided therein as shown in FIG. When the high-temperature plasma raw material 21 is irradiated with the laser beam 23 that has passed through the nozzle for high-speed injection, the high-temperature plasma raw material 21 is vaporized to generate a low-temperature plasma gas. Here, since the constricted portion is provided inside the high-speed injection nozzle 60b, the pressure between the constricted portion and the portion irradiated with the laser beam of the high temperature plasma raw material is rapidly increased by the low temperature plasma gas. To rise. Then, the low-temperature plasma gas is accelerated from the opening portion of the constricted portion and is injected as a high-speed gas flow with good directivity. Here, the injection direction of the high-speed gas flow depends on the direction of the high-speed injection nozzle. That is, the traveling direction of the vaporized material does not depend on the incident direction of the laser beam to the high temperature plasma material.

レーザ源23aから放出されるレーザビーム23は、ハーフミラー23e、集光手段23c、チャンバ1に設けられた入射窓部23dを介して、高温プラズマ原料21に入射される。
また、第2レーザ源24aから放出される第2のレーザビーム24の波長は、上記したハーフミラー23eを透過する波長域に設定され、第2のレーザビーム24は、ハーフミラー23eを透過し、集光手段23c、チャンバ1に設けられた入射窓部23dを介して、放電空間の所定の位置に集光される。
略45度に傾けて配置したハーフミラー23eに対し、波長をハーフミラーの反射波長に設定した第1のレーザビーム23を反射させる。そして、波長をハーフミラー23eの透過波長に設定した第2のレーザビーム24のハーフミラー23eへの入射方向を、第1のレーザビーム23の反射方向とほぼ同じ方向にすることにより、チャンバ1に設ける入射窓部23dを1つにすることが可能となる。
第1のレーザビーム23を放出する第1のレーザ源23a、第2のレーザビームを放出する第2のレーザ源24aとしては、例えば、Qスイッチ式ND+ −YAGレーザ装置が用いられる。第1のレーザビーム23の波長、第2のレーザビーム24の波長のいずれか一方は、例えば、波長変換素子により波長変換される。
The laser beam 23 emitted from the laser source 23a is incident on the high temperature plasma raw material 21 through the half mirror 23e, the condensing means 23c, and the incident window 23d provided in the chamber 1.
Further, the wavelength of the second laser beam 24 emitted from the second laser source 24a is set to a wavelength region that transmits the half mirror 23e, and the second laser beam 24 transmits the half mirror 23e. The light is condensed at a predetermined position in the discharge space through the light condensing means 23 c and the incident window 23 d provided in the chamber 1.
The first laser beam 23 whose wavelength is set to the reflection wavelength of the half mirror is reflected from the half mirror 23e disposed at an inclination of about 45 degrees. Then, the incident direction to the half mirror 23e of the second laser beam 24 whose wavelength is set to the transmission wavelength of the half mirror 23e is set to be substantially the same as the reflection direction of the first laser beam 23. It is possible to provide one incident window portion 23d.
As the first laser source 23 a that emits the first laser beam 23 and the second laser source 24 a that emits the second laser beam, for example, a Q-switched ND + -YAG laser device is used. One of the wavelength of the first laser beam 23 and the wavelength of the second laser beam 24 is wavelength-converted by, for example, a wavelength conversion element.

前述したように、高温プラズマ原料21に第1のレーザビーム23を照射して生成した低温プラズマガスの一部が放電領域に到達し、放電領域がある程度濃度が低い低温プラズマガスで満たされた状態になった時点で、第2のレーザビーム24を放電領域の所定に位置に集光して放電を始動する。
したがって、放電に先立って第1のレーザビーム23を高温プラズマ材料21に照射する必要があり、第1の放電電極11と第2の放電電極12との間に電力供給手段15から高電圧が印加された状態で第1のレーザビーム23を高温プラズマ材料21に照射した場合、第1のレーザビーム23のトリガにより放電が発生してしまうことがある。そのため、第1の放電電極と第2の放電電極との間への高電圧の印加は、第1のレーザビームが第1のレーザ源から放出された後に行う必要がある。
As described above, a part of the low temperature plasma gas generated by irradiating the high temperature plasma raw material 21 with the first laser beam 23 reaches the discharge region, and the discharge region is filled with the low temperature plasma gas having a low concentration to some extent. At this point, the second laser beam 24 is focused on a predetermined position in the discharge region to start discharge.
Therefore, it is necessary to irradiate the high temperature plasma material 21 with the first laser beam 23 prior to the discharge, and a high voltage is applied from the power supply means 15 between the first discharge electrode 11 and the second discharge electrode 12. When the high temperature plasma material 21 is irradiated with the first laser beam 23 in such a state, discharge may be generated by the trigger of the first laser beam 23. Therefore, it is necessary to apply a high voltage between the first discharge electrode and the second discharge electrode after the first laser beam is emitted from the first laser source.

(d)EUV放射集光部
放電空間1aにより放出されるEUV放射は、EUV放射集光空間1bに設けられた斜入射型のEUV集光鏡2により集光され、チャンバ1に設けられたEUV光取出部7より図示を省略した露光装置の照射光学系へ導かれる。
EUV集光鏡2は、例えば、径の異なる回転楕円体、または、回転放物体形状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、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)などの金属膜を緻密にコーティングすることで、0°〜25°の斜入射角度のEUV光を良好に反射できるように構成されている。
なお、図34において、放電空間1aがEUV光集光空間1bより大きいように示されているが、これは理解を容易にするためであり、実際の大小関係は図34の通りではない。実際は、EUV光集光空間1bが放電空間1aより大きい。
(D) EUV radiation condensing unit The EUV radiation emitted from the discharge space 1a is condensed by an oblique incidence type EUV condensing mirror 2 provided in the EUV radiation condensing space 1b, and EUV provided in the chamber 1 The light extraction unit 7 guides the irradiation optical system of an exposure apparatus (not shown).
The EUV collector mirror 2 includes, for example, a plurality of spheroids having different diameters or rotating paraboloid-shaped mirrors. These mirrors are arranged on the same axis so as to overlap the rotation center axis so that the focal positions substantially coincide with each other. For example, on the reflecting surface side of the base material having a smooth surface made of nickel (Ni) or the like, ruthenium ( By densely coating a metal film such as Ru), molybdenum (Mo), and rhodium (Rh), EUV light having an oblique incident angle of 0 ° to 25 ° can be favorably reflected.
In FIG. 34, the discharge space 1a is shown as being larger than the EUV light collection space 1b, but this is for ease of understanding, and the actual magnitude relationship is not as shown in FIG. Actually, the EUV light collection space 1b is larger than the discharge space 1a.

(e)デブリトラップ
上記した放電空間1aとEUV光集光空間1bとの間には、EUV集光鏡2のダメージを防ぐために、高温プラズマと接する第1、第2の放電電極11,12の周辺部が高温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、放射種であるSnまたはLiに起因するデブリ等を捕捉してEUV光のみを通過させるためのデブリトラップが設置される。
図34に示すEUV光源装置においては、デブリトラップとしてホイルトラップ3が採用されている。ホイルトラップ3については、例えば、特許文献8に「フォイルトラップ」として記載されている。ホイルトラップは、高温プラズマから放射されるEUVを遮らないように、高温プラズマ発生領域の径方向に設置される複数のプレートと、そのプレートを支持するリング状の支持体とから構成されている。ホイルトラップ3は、放電空間1aとEUV集光鏡2との間に設けられる。ホイルトラップ3内は、周囲の雰囲気より圧力が増加しているので、ホイルトラップを通過するデブリは、当該圧力の影響により運動エネルギーを減少する。よって、EUV集光鏡にデブリが衝突する際のエネルギーが減少して、EUV集光鏡のダメージを減少させることが可能となる。
(E) Debris trap In order to prevent damage to the EUV collector mirror 2 between the discharge space 1a and the EUV light collection space 1b, the first and second discharge electrodes 11 and 12 in contact with the high-temperature plasma are provided. A debris trap for capturing debris such as metal powder generated by sputtering of the peripheral portion with high-temperature plasma, debris caused by Sn or Li as a radioactive species, and allowing only EUV light to pass therethrough is installed.
In the EUV light source device shown in FIG. 34, a foil trap 3 is employed as a debris trap. The foil trap 3 is described as “foil trap” in Patent Document 8, for example. The foil trap is composed of a plurality of plates installed in the radial direction of the high temperature plasma generation region and a ring-shaped support that supports the plates so as not to block EUV radiated from the high temperature plasma. The foil trap 3 is provided between the discharge space 1 a and the EUV collector mirror 2. Since the pressure inside the foil trap 3 is higher than that of the surrounding atmosphere, the debris passing through the foil trap decreases the kinetic energy due to the influence of the pressure. Therefore, energy when debris collides with the EUV collector mirror is reduced, and damage to the EUV collector mirror can be reduced.

以下、図36、図37を用いて、上記したEUV光源装置の動作について説明する。例として、マルチピンチ方式を例に取る。
EUV光源装置の制御部26は、時間データΔtd、Δtg、Δts、γ、δを記憶している。
Δtdは、電力供給手段15のスイッチング手段であるSW1にトリガ信号が入力した時点(時刻Td)から、スイッチング手段がon状態とって電極間電圧が閾値Vpに到達するまでの時間である。Δtgは、第1のレーザビームが高温プラズマ原料に照射された時点から低温プラズマガスの少なくとも一部が放電領域に到達するまでの時間である。Δtsは、低温プラズマガスの少なくとも一部が放電領域に到達した時点を基準として、放電領域における低温プラズマガスの密度がレーザトリガによるガス放電を始動可能な範囲内である時間である。
一方、γ、δは補正時間であり、詳細は後で説明する。
Hereinafter, the operation of the EUV light source apparatus will be described with reference to FIGS. As an example, a multi-pinch method is taken as an example.
The control unit 26 of the EUV light source device stores time data Δtd, Δtg, Δts, γ, δ.
Δtd is the time from when the trigger signal is input to SW1 which is the switching means of the power supply means 15 (time Td) until the switching means is turned on and the interelectrode voltage reaches the threshold value Vp. Δtg is a time from when the high temperature plasma raw material is irradiated with the first laser beam until at least a part of the low temperature plasma gas reaches the discharge region. Δts is a time during which the density of the low-temperature plasma gas in the discharge region is within a range in which the gas discharge by the laser trigger can be started with reference to the time when at least a part of the low-temperature plasma gas reaches the discharge region.
On the other hand, γ and δ are correction times, and details will be described later.

一般に、放電電極11,12に印加される電圧Vが大きいと、放電電極11,12間の電圧波形の立ち上がりは速くなる。よって、上記したΔtdは、放電電極11,12に印加される電圧Vに依存することになる。EUV光源装置の制御部26は、予め実験等で求めた電圧Vと時間Δtdとの関係をテーブルとして記憶している。
更に、制御部26は、パルス電力供給手段15のスイッチング手段であるスイッチSW1に主トリガ信号が出力される時点から、スイッチング手段がonとなる時点までの遅延時間d1を記憶している。
In general, when the voltage V applied to the discharge electrodes 11 and 12 is large, the rise of the voltage waveform between the discharge electrodes 11 and 12 becomes faster. Therefore, the above-described Δtd depends on the voltage V applied to the discharge electrodes 11 and 12. The control unit 26 of the EUV light source device stores the relationship between the voltage V and time Δtd obtained in advance through experiments or the like as a table.
Further, the control unit 26 stores a delay time d1 from the time when the main trigger signal is output to the switch SW1 which is the switching means of the pulse power supply means 15 to the time when the switching means is turned on.

まず、EUV光源装置の制御部26からのスタンバイ指令が、排気装置5、モータ22aに送信される(図36のステップS501、図37のS601)。
スタンバイ指令を受信した、排気装置5は動作を開始する。すなわち、排気装置5が動作し、チャンバ1内が減圧雰囲気となる。また、モータ22aが動作して、第1の回転(放電)電極11、第2の回転(放電)電極12が回転する。以下、上記した動作状態を総称してスタンバイ状態と呼ぶ(図36のステップS502、図37のS602)。
EUV光源装置の制御部26は、露光装置の制御部27にスタンバイ完了信号を送信する(図36のステップS503、図37のS603)。
スタンバイ完了信号を受信した露光装置の制御部27より、EUV光源装置の制御部26は、発光指令を受信する。なお、EUV放射の強度を露光装置側がコントロールする場合、本発光指令には、EUV放射の強度データも含まれる。(図36のステップS504、図37のS604)。
First, a standby command from the control unit 26 of the EUV light source device is transmitted to the exhaust device 5 and the motor 22a (step S501 in FIG. 36, S601 in FIG. 37).
The exhaust device 5 that has received the standby command starts its operation. That is, the exhaust device 5 operates and the inside of the chamber 1 is in a reduced pressure atmosphere. Further, the motor 22a operates to rotate the first rotation (discharge) electrode 11 and the second rotation (discharge) electrode 12. Hereinafter, the above-described operation states are collectively referred to as a standby state (step S502 in FIG. 36 and S602 in FIG. 37).
The control unit 26 of the EUV light source apparatus transmits a standby completion signal to the control unit 27 of the exposure apparatus (step S503 in FIG. 36 and S603 in FIG. 37).
The control unit 26 of the EUV light source apparatus receives a light emission command from the control unit 27 of the exposure apparatus that has received the standby completion signal. When the exposure apparatus controls the intensity of EUV radiation, the emission command includes intensity data of EUV radiation. (Step S504 in FIG. 36, S604 in FIG. 37).

EUV光源装置の制御部26は、充電制御信号を電力供給手段15の充電器CH1に送信する。充電制御信号は、例えば、放電開始タイミングデータ信号等からなる。上記したように、露光装置の制御部27からの発光指令にEUV放射の強度データが含まれる場合、電力供給手段15のPFN回路部の各コンデンサCの充電電圧データ信号も上記充電制御信号に含まれる。
例えば、予め、EUV放射強度と各コンデンサCへの充電電圧との関係が実験等により求められ、両者の相関を格納したテーブルが作成される。EUV光源装置の制御部26は、このテーブルを記憶しており、露光装置の制御部27から受信した発光指令に含まれるEUV放射の強度データに基づき、テーブルよりPFN回路部の各コンデンサCの充電電圧データを呼び出す。そして呼び出した充電電圧データに基づき、EUV光源装置の制御部26は、各コンデンサCへの充電電圧データ信号を含む充電制御信号を電力供給手段の充電器CH1に送信する(図36のステップS505、図37のS605)。
充電器CH1は上記したように各コンデンサCの充電を行う。(図36のステップS506)。
The control unit 26 of the EUV light source device transmits a charge control signal to the charger CH <b> 1 of the power supply unit 15. The charge control signal includes, for example, a discharge start timing data signal. As described above, when EUV emission intensity data is included in the light emission command from the control unit 27 of the exposure apparatus, the charging voltage data signal of each capacitor C of the PFN circuit unit of the power supply means 15 is also included in the charge control signal. It is.
For example, the relationship between the EUV radiation intensity and the charging voltage to each capacitor C is obtained in advance by experiments or the like, and a table storing the correlation between the two is created. The control unit 26 of the EUV light source device stores this table, and charges each capacitor C of the PFN circuit unit from the table based on the EUV radiation intensity data included in the light emission command received from the control unit 27 of the exposure apparatus. Recall voltage data. Then, based on the called charging voltage data, the control unit 26 of the EUV light source device transmits a charging control signal including a charging voltage data signal for each capacitor C to the charger CH1 of the power supply means (step S505 in FIG. 36). S605 in FIG. 37).
The charger CH1 charges each capacitor C as described above. (Step S506 in FIG. 36).

EUV光源装置の制御部26は、第1レーザ源23aへの第1トリガ信号を出力するタイミングを基準として、電力供給手段15のスイッチSW1に主トリガ信号を出力するタイミングを計算する。上記タイミングは、予め記憶している時間データd1に基づき決定する。また、EUV光源装置の制御部26は、第1レーザ源23aへの第1トリガ信号を出力するタイミングを基準として、第2レーザ源24aに第2トリガ信号を出力するタイミングを計算する。上記タイミングは、予め記憶している時間データd1、Δtg、Δts、Δtdに基づき決定する(図36のステップS507、図37のS606)。   The control unit 26 of the EUV light source apparatus calculates the timing of outputting the main trigger signal to the switch SW1 of the power supply unit 15 with reference to the timing of outputting the first trigger signal to the first laser source 23a. The timing is determined based on time data d1 stored in advance. Further, the control unit 26 of the EUV light source apparatus calculates the timing for outputting the second trigger signal to the second laser source 24a with reference to the timing for outputting the first trigger signal to the first laser source 23a. The timing is determined based on the time data d1, Δtg, Δts, Δtd stored in advance (step S507 in FIG. 36, S606 in FIG. 37).

なお、実際には、第1レーザ源23aに第1トリガ信号を出力し第1レーザ源23aから第1のレーザビームが放出される時点TL1を基準として、電力供給手段15のスイッチング手段であるスイッチSW1がonとなる時点Td、第2レーザ源から第2のレーザビームが放出される時点TL2を設定することが望ましい。
本実施例では、電力供給手段15のスイッチング手段に主トリガ信号を出力する時点Td´から、当該主トリガ信号がパルス電力供給手段15のスイッチング手段に入力してスイッチング手段がonとなる時点Tdまでの遅延時間d1を予め求めておく。そして、電力供給手段15のスイッチング手段に主トリガ信号を出力した時点Td´を上記遅延時間d1で補正して、スイッチング手段がonとなる時点Tdを求める。
In practice, a switch that is a switching means of the power supply means 15 is based on the time TL1 at which the first trigger signal is output to the first laser source 23a and the first laser beam is emitted from the first laser source 23a. It is desirable to set the time Td when the SW1 is turned on and the time TL2 when the second laser beam is emitted from the second laser source.
In this embodiment, from the time Td ′ at which the main trigger signal is output to the switching means of the power supply means 15 to the time Td at which the main trigger signal is input to the switching means of the pulse power supply means 15 and the switching means is turned on. The delay time d1 is determined in advance. Then, the time Td ′ at which the main trigger signal is output to the switching means of the power supply means 15 is corrected by the delay time d1 to obtain the time Td when the switching means is turned on.

一方、第1トリガ信号が送出される時点TL1´から第1のレーザビームが照射されるまでの遅延時間d2は、第1のレーザ源23aがQスイッチ式Nd+ −YAGレーザの場合、nsオーダーと無視できる程小さいので、ここでは考えない。また、第2トリガ信号が送出される時点TL1´から第1のレーザビーム23が照射されるまでの遅延時間d3は、第1のレーザ源23aがQスイッチ式Nd+ −YAGレーザの場合、nsオーダーと無視できる程小さいので、ここでは考えない。すなわち、時点TL1´=TL1、時点TL2´=TL2と見なす。 On the other hand, when the first laser source 23a is a Q-switched Nd + -YAG laser, the delay time d2 from the time TL1 ′ at which the first trigger signal is transmitted to the time when the first laser beam is emitted is ns order. It is so small that it can be ignored. Further, the delay time d3 from the time TL1 ′ at which the second trigger signal is transmitted to the time when the first laser beam 23 is irradiated is ns when the first laser source 23a is a Q-switched Nd + -YAG laser. Since it is so small that it can be ignored, it is not considered here. That is, it is considered that time TL1 ′ = TL1 and time TL2 ′ = TL2.

すなわち、第1レーザ源23aに第1トリガ信号を出力した時点TL1´を基準として、電力供給手段15のスイッチSW1に主トリガ信号を出力するタイミングTd´、第2レーザ源24aに第2トリガ信号を出力する時点TL2´を設定することにより、実質的に、第1レーザ源23aから第1のレーザビームが放出される時点TL1を基準とした電力供給手段15のスイッチング手段であるスイッチSW1がonとなる時点Td、第2レーザ源24aから第2のレーザビームが放出される時点TL2の設定が実現される。   That is, the timing Td ′ at which the main trigger signal is output to the switch SW1 of the power supply means 15 on the basis of the time TL1 ′ at which the first trigger signal is output to the first laser source 23a, and the second trigger signal to the second laser source 24a. By setting the time point TL2 ′ to output the switch SW1, the switch SW1 that is the switching means of the power supply means 15 with reference to the time point TL1 at which the first laser beam is emitted from the first laser source 23a is substantially turned on. The setting of the time Td at which the second laser beam is emitted from the second laser source 24a is realized.

第1トリガ信号を送信する時点TL1´を基準とするとき、電力供給手段15のスイッチSW1に主トリガ信号を出力するタイミングTd´は以下のように求められる。
本実施例では、高温プラズマ原料21に第1のレーザビーム23を照射して生成した低温プラズマガスの一部が放電領域に到達し、放電領域がある程度濃度が低い低温プラズマガスで満たされた状態になった時点で、第2のレーザビーム24を放電領域の所定に位置に集光して放電を始動する。
よって、放電に先立って第1のレーザビーム23を高温プラズマ材料21に照射する必要がある。ここで、負荷である第1の放電電極11と第2の放電電極12との間に電力供給手段から高電圧が印加された状態で第1のレーザビーム23を高温プラズマ材料21に照射した場合、第1のレーザビーム23は放電領域近傍を通過するので、第1のレーザビーム23のトリガにより放電が発生してしまうことがある。すなわち、第1のレーザビーム23の一部が放電電極11,12に照射された場合、照射された放電電極から熱電子が放出され放電が始動する。
そのため、第1の放電電極11と第2の放電電極12との間への高電圧の印加は、第1のレーザビーム23が第1のレーザ源23aから放出された後に行う必要がある。
When the time TL1 ′ at which the first trigger signal is transmitted is used as a reference, the timing Td ′ at which the main trigger signal is output to the switch SW1 of the power supply unit 15 is obtained as follows.
In this embodiment, a part of the low temperature plasma gas generated by irradiating the high temperature plasma raw material 21 with the first laser beam 23 reaches the discharge region, and the discharge region is filled with the low temperature plasma gas having a low concentration to some extent. At this point, the second laser beam 24 is focused on a predetermined position in the discharge region to start discharge.
Therefore, it is necessary to irradiate the high temperature plasma material 21 with the first laser beam 23 prior to the discharge. Here, when the high temperature plasma material 21 is irradiated with the first laser beam 23 in a state where a high voltage is applied from the power supply means between the first discharge electrode 11 and the second discharge electrode 12 which are loads. Since the first laser beam 23 passes through the vicinity of the discharge region, a discharge may occur due to the trigger of the first laser beam 23. That is, when a part of the first laser beam 23 is irradiated to the discharge electrodes 11 and 12, thermoelectrons are emitted from the irradiated discharge electrodes and the discharge is started.
Therefore, it is necessary to apply a high voltage between the first discharge electrode 11 and the second discharge electrode 12 after the first laser beam 23 is emitted from the first laser source 23a.

すなわち、電力供給手段15のスイッチング手段であるスイッチSW1がonとなる時点Tdは、第1レーザ源23aから第1のレーザビーム23が放出される時点TL1を基準とするとき、Td≧TL1…(30)となる。
よって、第1トリガ信号を送信する時点TL1´を基準としたときの電力供給手段のスイッチSW1への主トリガ信号送出タイミングTd´は、
Td´+d1≧TL1´+d2 (31)
となる。ここで、遅延時間d2は無視できる程小さいので、上記主トリガ信号送出タイミングTd´は
Td´+d1≧TL1´ (32)
となる。
That is, the time Td when the switch SW1 which is the switching means of the power supply means 15 is turned on is based on the time TL1 when the first laser beam 23 is emitted from the first laser source 23a, and Td ≧ TL1. 30).
Therefore, the main trigger signal transmission timing Td ′ to the switch SW1 of the power supply means when the time point TL1 ′ for transmitting the first trigger signal is used as a reference is
Td ′ + d1 ≧ TL1 ′ + d2 (31)
It becomes. Here, since the delay time d2 is negligibly small, the main trigger signal transmission timing Td ′ is Td ′ + d1 ≧ TL1 ′ (32)
It becomes.

本実施例では、第1トリガ信号が送信され第1のレーザビーム23が確実に放出されてから電圧が印加されるように、主トリガ信号が送信されスイッチSW1がonとなる時点Tdが、第1レーザビーム23が放出される時点TL1より幾分遅延するように設定するものとする。このときの遅延時間を補正時間γと定義し、式(32)を変形すると
Td´+d1=TL1´+γ (33)
となる。すなわち、第1トリガ信号を送信する時点TL1´を基準とするとき、電力供給手段のスイッチSW1に主トリガ信号を出力するタイミングTd´は
Td´=TL1´+γ−d1 (34)
となる。
In this embodiment, the time Td at which the main trigger signal is transmitted and the switch SW1 is turned on is set so that the voltage is applied after the first trigger signal is transmitted and the first laser beam 23 is reliably emitted. It is assumed that the laser beam 23 is set to be somewhat delayed from the time point TL1 at which the laser beam 23 is emitted. The delay time at this time is defined as the correction time γ, and the equation (32) is transformed. Td ′ + d1 = TL1 ′ + γ (33)
It becomes. That is, when the time TL1 ′ at which the first trigger signal is transmitted is used as a reference, the timing Td ′ at which the main trigger signal is output to the switch SW1 of the power supply means is Td ′ = TL1 ′ + γ−d1 (34)
It becomes.

主トリガ信号が送信されてスイッチSW1がon状態となると、電極間電圧が上昇する。ここで放電は、電極間電圧がある閾値Vpに到達した時点T1(=Td+Δtd)以降に発生させる必要がある。上記したように、閾値Vpは、放電が発生したときに流れる放電電流の値が閾値Ip以上もしくはIp2以上となる場合の電圧値である。
すなわち、閾値Vp未満で放電が発生した場合、放電電流のピーク値は、閾値IpもしくはIp2に到達しない。
本実施例においては、第2のレーザビームを放電領域の所定に位置に集光して放電を始動する。よって、第2のレーザビームの放出タイミングTL2は、電極間電圧が閾値Vpに到達した時点T1以降に設定する必要がある。
すなわち、
TL2≧Td+Δtd (35)
となる。
よって、第2のトリガ信号を送出するタイミングTL2´と主トリガ信号を送出するタイミングTd´との関係は、
TL2´≧Td´+d1+Δtd (36)
となる。
When the main trigger signal is transmitted and the switch SW1 is turned on, the voltage between the electrodes rises. Here, the discharge needs to be generated after time T1 (= Td + Δtd) when the voltage between the electrodes reaches a certain threshold value Vp. As described above, the threshold value Vp is a voltage value when the value of the discharge current that flows when the discharge occurs is equal to or greater than the threshold value Ip or Ip2.
That is, when discharge occurs below the threshold value Vp, the peak value of the discharge current does not reach the threshold value Ip or Ip2.
In this embodiment, the second laser beam is focused at a predetermined position in the discharge region to start discharge. Therefore, the second laser beam emission timing TL2 needs to be set after time T1 when the interelectrode voltage reaches the threshold value Vp.
That is,
TL2 ≧ Td + Δtd (35)
It becomes.
Therefore, the relationship between the timing TL2 ′ for sending the second trigger signal and the timing Td ′ for sending the main trigger signal is:
TL2 ′ ≧ Td ′ + d1 + Δtd (36)
It becomes.

一方、本実施例では、高温プラズマ原料21に第1のレーザビーム23を照射して生成した低温プラズマガスの一部が放電領域に到達し、放電領域がある程度濃度が低い低温プラズマガスで満たされた状態になった時点で、第2のレーザビーム24を放電領域の所定に位置に集光して放電を始動する。上記したように、第1のレーザビーム23の照射により高温プラズマ原料21からは低温プラズマガスの定常流が発生する。
放電領域に低温プラズマガスの定常流の先頭が到着した時点(放電領域に低温プラズマガスの少なくとも一部が到達した時点)直後は、放電領域を占める低温プラズマガスの密度は小さく、第2のレーザビーム24の照射によるレーザトリガによりガス放電プラズマが発生する。
しかしながら、定常流が流れ続けることにより、放電領域を占める低温プラズマガスの密度は時間の経過に伴って増加し、ある所定の値(例えば、イオン密度1017cm3 〜1020cm3 )に到達する。この場合、第2のレーザビーム24をトリガとしてもガス放電は発生しにくく、放電が発生しないか、あるいは、電圧の上昇による火花放電が発生する。すなわち、第2のレーザビーム24による放電の始動が制御できず、放電チャンネルの位置を画定することはできない。
On the other hand, in this embodiment, a part of the low temperature plasma gas generated by irradiating the high temperature plasma raw material 21 with the first laser beam 23 reaches the discharge region, and the discharge region is filled with the low temperature plasma gas having a low concentration to some extent. At this point, the second laser beam 24 is focused at a predetermined position in the discharge region to start discharge. As described above, the steady flow of the low-temperature plasma gas is generated from the high-temperature plasma raw material 21 by the irradiation of the first laser beam 23.
Immediately after the beginning of the steady flow of the low-temperature plasma gas in the discharge region (at the time when at least a part of the low-temperature plasma gas reaches the discharge region), the density of the low-temperature plasma gas occupying the discharge region is small, and the second laser Gas discharge plasma is generated by a laser trigger by irradiation of the beam 24.
However, as the steady flow continues, the density of the low-temperature plasma gas occupying the discharge region increases with time and reaches a predetermined value (for example, ion density of 10 17 cm 3 to 10 20 cm 3 ). To do. In this case, even when the second laser beam 24 is used as a trigger, gas discharge is unlikely to occur, and no discharge occurs, or spark discharge due to a voltage increase occurs. That is, the start of discharge by the second laser beam 24 cannot be controlled, and the position of the discharge channel cannot be defined.

よって、第2のレーザビーム24の照射は、放電領域を占める低温プラズマガスの密度がある程度小さい時間帯に行う必要がある。
低温プラズマガスの少なくとも一部が放電領域に到達した時点を基準として、放電領域における低温プラズマガスの密度が、レーザトリガによるガス放電を始動可能な範囲内である時間をΔts、第1のレーザビームが高温プラズマ原料に照射された時点から低温プラズマガスの少なくとも一部が放電領域に到達するまでの時間をΔtgとするとき、第2のレーザビーム24の放出タイミングTL2は、以下の式を満足する必要がある。
TL1+Δtg≦TL2≦TL1+Δtg+Δts (37)
よって、第2のトリガ信号を送出するタイミングTL2´と第1のトリガ信号を送出するタイミングTL1´との関係は、
TL1´+Δtg≦TL2´≦TL1´+Δtg+Δts (38)
となる。
Therefore, the irradiation with the second laser beam 24 needs to be performed in a time zone in which the density of the low-temperature plasma gas occupying the discharge region is somewhat small.
With reference to the time when at least a part of the low temperature plasma gas reaches the discharge region, the time during which the density of the low temperature plasma gas in the discharge region is within a range in which gas discharge by the laser trigger can be started is Δts, and the first laser beam When the time from when the high temperature plasma raw material is irradiated to when at least a part of the low temperature plasma gas reaches the discharge region is denoted by Δtg, the emission timing TL2 of the second laser beam 24 satisfies the following equation: There is a need.
TL1 + Δtg ≦ TL2 ≦ TL1 + Δtg + Δts (37)
Therefore, the relationship between the timing TL2 ′ for sending the second trigger signal and the timing TL1 ′ for sending the first trigger signal is:
TL1 ′ + Δtg ≦ TL2 ′ ≦ TL1 ′ + Δtg + Δts (38)
It becomes.

すなわち、第2のトリガ信号を送出するタイミングTL2´は、以下の式を満足するように設定する必要がある。
TL2´≧Td´+d1+Δtd (36)
TL1´+Δtg≦TL2´≦TL1´+Δtg+Δts (38)
ここで、理解を容易にするために、
TL2´=Td´+d1+Δtd (39)
とする。
(39)式は、式(34)を代入することにより、以下のようになる。
TL2´=TL1´+γ+Δtd (40)
That is, the timing TL2 ′ for sending the second trigger signal needs to be set so as to satisfy the following expression.
TL2 ′ ≧ Td ′ + d1 + Δtd (36)
TL1 ′ + Δtg ≦ TL2 ′ ≦ TL1 ′ + Δtg + Δts (38)
Here, for ease of understanding,
TL2 ′ = Td ′ + d1 + Δtd (39)
And
Expression (39) becomes as follows by substituting Expression (34).
TL2 ′ = TL1 ′ + γ + Δtd (40)

また、第2のトリガ信号を送出するタイミングTL2´は、低温プラズマガスの少なくとも一部が放電領域に到達した時点TL1´+Δtgから補正時間ε経過後(0<ε<Δts)の時点に一致するように設定することにする。
すなわち、
TL2´=TL1´+γ+Δtd (40)
TL2´=TL1´+Δtg+ε (0<ε<Δts) (41)
補正時間εと補正時間γとの関係は、
ε=γ+Δtd−Δtg (42)
となる。
The timing TL2 ′ for sending the second trigger signal coincides with the time point after the correction time ε has elapsed (0 <ε <Δts) from the time point TL1 ′ + Δtg when at least part of the low temperature plasma gas reaches the discharge region. It will be set as follows.
That is,
TL2 ′ = TL1 ′ + γ + Δtd (40)
TL2 ′ = TL1 ′ + Δtg + ε (0 <ε <Δts) (41)
The relationship between the correction time ε and the correction time γ is
ε = γ + Δtd−Δtg (42)
It becomes.

すなわち、本実施例では、第2トリガ信号の送出タイミングTL2´を以下のように設定する。
TL2´=TL1´+Δtg+ε (0<ε<Δts,ε=γ+Δtd−Δtg) (43)
第2トリガ信号の送出タイミングTL2´を式(43)のように設定することにより、第2のレーザビームは、電極間電圧がVpに到達し、かつ、放電領域における低温プラズマガスの密度がレーザトリガによるガス放電を始動可能な状態である時間範囲内に照射される。
That is, in this embodiment, the second trigger signal transmission timing TL2 ′ is set as follows.
TL2 ′ = TL1 ′ + Δtg + ε (0 <ε <Δts, ε = γ + Δtd−Δtg) (43)
By setting the transmission timing TL2 ′ of the second trigger signal as shown in Expression (43), the second laser beam reaches the voltage Vp between the electrodes, and the density of the low-temperature plasma gas in the discharge region is laser. Irradiation is performed within a time range in which gas discharge by a trigger can be started.

EUV光源装置の制御部26は、各コンデンサCの充電が安定するまでの時間であるチャージャ充電安定時間tstが経過した時点以降の時点TL1´を設定し、当該時点TL1´時点において、第1レーザ源23aに対して第1トリガ信号を送信する(図36のステップS508、図37のS605、S607)。
EUV光源装置の制御部26は、ステップS607で設定した、時点TL1´を基準としたときの主トリガ信号を送信するタイミングTd´で、主トリガ信号を電力供給手段15のスイッチSW1へ送信する。また、時点TL1´を基準としたときの第2トリガ信号を送信するタイミングTL2´で、第2トリガ信号を第2のレーザ源24aへ送信する。(図36のステップS509、図37のS610、S613)。
ステップS608おいて第1トリガ信号が送出されるとほぼ同時に第1のレーザビーム24が高温プラズマ原料21に照射される(図36のS607、S608)。
The control unit 26 of the EUV light source apparatus sets a time point TL1 ′ after the time point when the charger charging stabilization time tst, which is a time until the charging of each capacitor C is stabilized, and at the time point TL1 ′, the first laser A first trigger signal is transmitted to the source 23a (step S508 in FIG. 36, S605 and S607 in FIG. 37).
The control unit 26 of the EUV light source apparatus transmits the main trigger signal to the switch SW1 of the power supply unit 15 at the timing Td ′ that is set in step S607 and transmits the main trigger signal when the time TL1 ′ is used as a reference. Further, the second trigger signal is transmitted to the second laser source 24a at the timing TL2 ′ at which the second trigger signal is transmitted with the time point TL1 ′ as a reference. (Step S509 in FIG. 36, S610 and S613 in FIG. 37).
In step S608, the first laser beam 24 is irradiated onto the high temperature plasma raw material 21 almost simultaneously with the transmission of the first trigger signal (S607 and S608 in FIG. 36).

第1のレーザビームが高温プラズマ原料に照射されると、高温プラズマ原料から低温プラズマガスの定常流が発生し、時間Δtg後に、低温プラズマガスの少なくとも一部が放電領域に到達する(図37のS609)。
上記したように、ステップ609において、(34)式に基づくタイミングTd´で、主トリガ信号が電力供給手段15のスイッチSW1に送出される。その結果、時間d1後にスイッチSW1がon状態となり、第1の回転電極11、第2の回転電極12間の電圧が立ち上がり、時間Δtd後に、電極間電圧が閾値Vpに到達する。上記したように、この閾値Vpは、放電が発生したときに流れる放電電流の値が閾値Ip以上となる場合の電圧値である(図37のS610、S611l、S612)
When the high temperature plasma raw material is irradiated with the first laser beam, a steady flow of the low temperature plasma gas is generated from the high temperature plasma raw material, and at least a part of the low temperature plasma gas reaches the discharge region after time Δtg (see FIG. 37). S609).
As described above, in step 609, the main trigger signal is sent to the switch SW1 of the power supply means 15 at the timing Td ′ based on the equation (34). As a result, the switch SW1 is turned on after time d1, the voltage between the first rotating electrode 11 and the second rotating electrode 12 rises, and the voltage between the electrodes reaches the threshold value Vp after time Δtd. As described above, the threshold value Vp is a voltage value when the value of the discharge current that flows when discharge occurs is equal to or greater than the threshold value Ip (S610, S611l, and S612 in FIG. 37).

一方、上記したように、ステップS609において、(43)式に基づくタイミングTL2´で、第2トリガ信号が第2レーザ源24aへ送出される。
その結果、第2のレーザビーム24が、電極間電圧がVpに到達し、かつ、放電領域における低温プラズマガスの密度がレーザトリガによるガス放電を始動可能な状態である時間範囲内に、放電領域の所定の位置に集光される。
その結果、放電領域内でガス放電が発生する。上記したように、第2のレーザビーム24の焦点近傍では電子放出により導電率が増加している。よって、ガス放電の放電チャンネルの位置がレーザ焦点を設定した位置に画定される。すなわち、ガス放電の位置は、第2のレーザビームにより画定される(図37のS613、S614)。
放電開始後、Δti経過した時点で、放電電流の大きさが上記した閾値Ipに達する(図37のS615)。
On the other hand, as described above, in step S609, the second trigger signal is sent to the second laser source 24a at the timing TL2 ′ based on the equation (43).
As a result, the second laser beam 24 falls within the discharge region within a time range in which the voltage between the electrodes reaches Vp and the density of the low temperature plasma gas in the discharge region is in a state where gas discharge can be started by the laser trigger. The light is condensed at a predetermined position.
As a result, gas discharge is generated in the discharge region. As described above, in the vicinity of the focal point of the second laser beam 24, the conductivity is increased by electron emission. Therefore, the position of the discharge channel of the gas discharge is defined at the position where the laser focus is set. That is, the position of the gas discharge is defined by the second laser beam (S613 and S614 in FIG. 37).
When Δti has elapsed after the start of discharge, the magnitude of the discharge current reaches the above-described threshold value Ip (S615 in FIG. 37).

時点T1+τheat(>T1+Δti)において、低温プラズマガスの電子温度は20〜30eVに到達して高温プラズマとなり、当該高温プラズマからのEUV放射が開始される。(図36のステップS510、図37のS616)。
低温プラズマガスは放電開始前から放電領域への供給が開始し、ガス放電の細い放電チャンネルが形成された後も、当該ガス放電の細い放電チャンネルに低温プラズマガスが連続的に供給されているので、ピンチ効果もしくは自己磁場による閉じ込め効果が繰り返し行われる。よって、細い放電チャンネルの径は、細くなったり広くなったり脈動状の挙動を示すが相対的に細い状態に保たれる。すなわち、低温プラズマのピンチが繰り返し行われ、EUV放射が継続する。
At time T1 + τ heat (> T1 + Δti), the electron temperature of the low temperature plasma gas reaches 20 to 30 eV and becomes high temperature plasma, and EUV radiation from the high temperature plasma is started. (Step S510 in FIG. 36, S616 in FIG. 37).
Since the supply of the low temperature plasma gas to the discharge region starts before the start of the discharge and the thin discharge channel of the gas discharge is formed, the low temperature plasma gas is continuously supplied to the thin discharge channel of the gas discharge. The pinch effect or the confinement effect by the self magnetic field is repeatedly performed. Therefore, the diameter of the thin discharge channel becomes narrower, wider, or shows a pulsating behavior, but is kept relatively thin. That is, pinching of the low temperature plasma is repeatedly performed, and EUV radiation continues.

ここで、従来のピンチ効果を利用したDPP方式、LAGDPP方式では、EUV放射が維持する時間は、例えば、200ns以下であるので、電流値がIp以上である放電チャンネルが継続する時間が、細い放電チャンネルへの低温プラズマガスの供給が放電開始時点T1から(200ns+τheat)以上継続するように、パルス電力供給手段15および一対の電極(第1の電極11および第2の電極12)からなる放電回路を設定することにより、従来のピンチ効果を利用したDPP方式、LAGDPP方式と比較してEUV放射のロングパルス化を実現することが可能となる。
高温プラズマから放射されたEUV放射は、ホイルトラップ3を通過して集光空間に配置された斜入射型のEUV集光鏡2により集光され、チャンバ1に設けられたEUV光取出部7より図示を省略した露光装置の照射光学系へ導かれる。
Here, in the conventional DPP method and the LAGDPP method using the pinch effect, the time for which EUV radiation is maintained is, for example, 200 ns or less, so that the time for which a discharge channel having a current value of Ip or more continues is thin discharge A discharge circuit comprising the pulse power supply means 15 and a pair of electrodes (the first electrode 11 and the second electrode 12) so that the supply of the low-temperature plasma gas to the channel continues for (200 ns + τ heat ) or more from the discharge start time T1. By setting this, it is possible to realize a long pulse of EUV radiation as compared with the conventional DPP method and the LAGDPP method using the pinch effect.
The EUV radiation radiated from the high temperature plasma passes through the foil trap 3 and is collected by the oblique incidence type EUV collector mirror 2 disposed in the collection space, and from the EUV light extraction unit 7 provided in the chamber 1. The light is guided to an irradiation optical system of an exposure apparatus (not shown).

本実施例のEUV発生方法においては、実施例1のEUV発生方法と同様、マルチピンチ方式、非ピンチ方式により、EUV放射のロングパルス化を実現することができる。
また、電極に与える熱負荷を従来と比較して小さくすることが可能となり、デブリの発生を抑制することが可能となる。さらに、従来のロングパルス化技術のように、放電空間に大電流を流し、かつ、ピンチ効果を維持するために放電電流の波形を変化させる必要がない。すなわち、高精度な電流制御を必要としない。
特に本実施例においては、高温プラズマ原料に第1のレーザビームを照射して生成した低温プラズマガスの一部が放電領域に到達し、放電領域がある程度濃度が低い低温プラズマガスで満たされた状態になった時点で、第2のレーザビームを放電領域の所定に位置に集光して、真空アーク放電ではなくガス放電を始動する。
In the EUV generation method of the present embodiment, a long pulse of EUV radiation can be realized by the multi-pinch method and the non-pinch method, as in the EUV generation method of the first embodiment.
In addition, the thermal load applied to the electrodes can be reduced as compared with the conventional case, and the generation of debris can be suppressed. Furthermore, unlike the conventional long pulse technique, it is not necessary to flow a large current through the discharge space and to change the waveform of the discharge current in order to maintain the pinch effect. That is, highly accurate current control is not required.
In particular, in this embodiment, a part of the low-temperature plasma gas generated by irradiating the high-temperature plasma raw material with the first laser beam reaches the discharge region, and the discharge region is filled with the low-temperature plasma gas having a low concentration to some extent. At this point, the second laser beam is focused at a predetermined position in the discharge region, and gas discharge is started instead of vacuum arc discharge.

ここで、第2のレーザビームの焦点近傍では、電子放出により導電率が増加している。よって、ガス放電の放電チャンネルの位置がレーザ焦点を設定した位置に画定される。すなわち、ガス放電の位置は、第2のレーザビームにより画定される。
このように本実施例に示すEUV放射方式においては、ガス放電の放電チャンネル自体の位置を画定しているので、ガス放電における放電チャンネルの位置安定性の高精度化が実現することができる。
なお、ガス放電の放電チャンネル位置を画定する第2のレーザビームのパルス幅は、ある程度短パルスであることが望ましい。第2のレーザビームのパルス幅が短パルスであると、第2のレーザビームのピークパワーが大きくなる。すなわち、第2のレーザビームが集光される領域のイオンのドリフトが小さくなり、かつ、電離度が大きくなる。よって、放電チャンネルの径はより細くなり、しかも放電チャンネルの境界が明確となる。すなわち、EUV放射源となる高温プラズマの径が小さくなり、露光用光源として好適なEUV光源装置を提供することが可能となる。上記パルス幅は、例えば、1ns以下が好ましい。
Here, in the vicinity of the focal point of the second laser beam, the conductivity is increased by electron emission. Therefore, the position of the discharge channel of the gas discharge is defined at the position where the laser focus is set. That is, the position of the gas discharge is defined by the second laser beam.
Thus, in the EUV radiation system shown in the present embodiment, since the position of the discharge channel itself of the gas discharge is defined, it is possible to achieve high accuracy of the positional stability of the discharge channel in the gas discharge.
The pulse width of the second laser beam that defines the discharge channel position of the gas discharge is desirably a short pulse to some extent. When the pulse width of the second laser beam is a short pulse, the peak power of the second laser beam is increased. That is, ion drift in the region where the second laser beam is focused is reduced, and the degree of ionization is increased. Therefore, the diameter of the discharge channel becomes smaller and the boundary of the discharge channel becomes clear. That is, the diameter of the high-temperature plasma serving as the EUV radiation source is reduced, and it is possible to provide an EUV light source device suitable as an exposure light source. For example, the pulse width is preferably 1 ns or less.

本発明におけるEUV生成を説明するタイミングチャート(1)である。It is a timing chart (1) explaining EUV generation in the present invention. 本発明におけるEUV生成を説明するタイミングチャート(2)である。It is a timing chart (2) explaining EUV generation in the present invention. 電極、原料供給位置、原料用レーザビームの照射位置の相互関係を説明するための概略図(1)である。It is the schematic (1) for demonstrating the mutual relationship of an electrode, a raw material supply position, and the irradiation position of the laser beam for raw materials. 電極、原料供給位置、原料用レーザビームの照射位置の相互関係を説明するための概略図(2)である。It is the schematic (2) for demonstrating the mutual relationship of an electrode, a raw material supply position, and the irradiation position of the laser beam for raw materials. 電極、原料供給位置、原料用レーザビームの照射位置の相互関係を説明するための概略図(3)である。It is the schematic (3) for demonstrating the mutual relationship of an electrode, a raw material supply position, and the irradiation position of the laser beam for raw materials. 本発明において高温プラズマ原料がEUV放射の条件を満足する条件に達するまでの経路を説明する図である。It is a figure explaining the path | route until a high temperature plasma raw material reaches the conditions which satisfy | fill the conditions of EUV radiation in this invention. 本発明のロングパルス化(マルチピンチ方式)方法を説明する図である。It is a figure explaining the long pulse (multi-pinch system) method of this invention. 本発明のロングパルス化(非ピンチ方式)方法を説明する図である。It is a figure explaining the long pulse-ized (non-pinch system) method of this invention. 本発明の実施例のEUV光源装置の断面構成(正面図)を示す図である。It is a figure which shows the cross-sectional structure (front view) of the EUV light source device of the Example of this invention. 本発明の実施例のEUV光源装置の断面構成(上面図)を示す図である。It is a figure which shows the cross-sectional structure (top view) of the EUV light source device of the Example of this invention. 第2のレーザビーム(始動用レーザビーム)の集光例を示す図である。It is a figure which shows the condensing example of the 2nd laser beam (starting laser beam). 原料供給ユニットより滴下される原料の位置のモニタリングを説明する図である。It is a figure explaining the monitoring of the position of the raw material dripped from a raw material supply unit. 図9、図10に示す実施例の動作を示すフローチャート(1)である。It is a flowchart (1) which shows operation | movement of the Example shown in FIG. 9, FIG. 図9、図10に示す実施例の動作を示すフローチャート(2)である。It is a flowchart (2) which shows operation | movement of the Example shown in FIG. 9, FIG. 図9、図10に示す実施例の動作を示すタイムチャートである。It is a time chart which shows operation | movement of the Example shown in FIG. 9, FIG. 図9、図10に示す実施例のEUV光源装置の第1の変形例(正面図)を示す図である。It is a figure which shows the 1st modification (front view) of the EUV light source device of the Example shown in FIG. 9, FIG. 図9、図10に示す実施例のEUV光源装置の第1の変形例(上面図)を示す図である。It is a figure which shows the 1st modification (top view) of the EUV light source device of the Example shown in FIG. 9, FIG. 図9、図10に示す実施例のEUV光源装置の第2の変形例(正面図)を示す図である。It is a figure which shows the 2nd modification (front view) of the EUV light source device of the Example shown in FIG. 9, FIG. 図9、図10に示す実施例のEUV光源装置の第2の変形例(上面図)を示す図である。It is a figure which shows the 2nd modification (top view) of the EUV light source device of the Example shown in FIG. 9, FIG. 図9、図10に示す実施例のEUV光源装置の第2の変形例(側面図)を示す図である。It is a figure which shows the 2nd modification (side view) of the EUV light source device of the Example shown in FIG. 9, FIG. 図9、図10に示す実施例のEUV光源装置の第3の変形例(上面図)を示す図である。It is a figure which shows the 3rd modification (top view) of the EUV light source device of the Example shown in FIG. 9, FIG. 図9、図10に示す実施例のEUV光源装置の第3の変形例(側面図)を示す図である。It is a figure which shows the 3rd modification (side view) of the EUV light source device of the Example shown in FIG. 9, FIG. 第1のエネルギービームの照射位置に原料噴出用の管状ノズルを取り付けた場合の概念図である。It is a conceptual diagram at the time of attaching the tubular nozzle for raw material ejection to the irradiation position of the 1st energy beam. 第1のエネルギービームの照射位置に原料噴出用の高速噴射用ノズルを設け、ノズル内部の一部に狭窄部を設けた場合を示す図である。It is a figure which shows the case where the nozzle for raw material ejection is provided in the irradiation position of the 1st energy beam, and the constriction part is provided in a part inside nozzle. 高温プラズマ原料を収容する原料収容部と高速噴射用ノズルとを一体に構成した場合を示す図である。It is a figure which shows the case where the raw material accommodating part which accommodates a high temperature plasma raw material, and the nozzle for high-speed injection are comprised integrally. 高温プラズマ原料のビームが照射される位置に凹部を形成した場合を示す図である。It is a figure which shows the case where a recessed part is formed in the position where the beam of a high temperature plasma raw material is irradiated. 図9、図10に示す実施例のEUV光源装置の第1の変形例の動作を示すフローチャート(1)である。It is a flowchart (1) which shows operation | movement of the 1st modification of the EUV light source device of the Example shown in FIG. 9, FIG. 図9、図10に示す実施例のEUV光源装置の第1の変形例の動作を示すフローチャート(2)である。It is a flowchart (2) which shows operation | movement of the 1st modification of the EUV light source device of the Example shown in FIG. 9, FIG. 図9、図10に示す実施例のEUV光源装置の第1の変形例の動作を示すタイムチャートである。It is a time chart which shows operation | movement of the 1st modification of the EUV light source device of the Example shown in FIG. 9, FIG. 調整照射を説明する図である。It is a figure explaining adjustment irradiation. 本発明に基づきロングパルス化したEUV光源装置の基本構成例を示す図である。It is a figure which shows the basic structural example of the EUV light source device made into the long pulse based on this invention. 図31に示すEUV光源装置の動作を説明するためのタイムチャートである。It is a time chart for demonstrating operation | movement of the EUV light source device shown in FIG. ロングパルス化した本発明の実施例のEUV光源装置の動作を説明する図である。It is a figure explaining operation | movement of the EUV light source device of the Example of this invention made into the long pulse. ロングパルス化したEUV光源装置の実施例の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the Example of the EUV light source device made into the long pulse. 電力供給手段の等価回路の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the equivalent circuit of an electric power supply means. 図34に示す実施例の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the operation | movement of the Example shown in FIG. 図34に示す実施例の動作を示すタイムチャートである。It is a time chart which shows the operation | movement of the Example shown in FIG. 高温プラズマ原料がEUV放射の条件を満足する条件に達するまでの経路を説明する図である。It is a figure explaining the path | route until a high temperature plasma raw material reaches the conditions which satisfy the conditions of EUV radiation. 従来のDPP方式のEUV発生装置におけるプラズマ電流I、プラズマ柱の半径r、EUV放射出力の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the plasma electric current I, the radius r of a plasma column, and EUV radiation output in the conventional DPP type EUV generator. 従来のDPP方式のEUV発生装置においてロングパルス化した場合のプラズマ電流I、プラズマ柱の半径r、EUV放射出力の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the plasma electric current I at the time of making a long pulse in the conventional DPP type EUV generator, the radius r of a plasma column, and EUV radiation output. EUV放射のロングパルス化方法を実現するための従来のDPP方式EUV光源装置の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the conventional DPP system EUV light source device for implement | achieving the long pulse-izing method of EUV radiation.

符号の説明Explanation of symbols

1 チャンバ
1a 放電空間
1b 集光空間
1c 隔壁
2 EUV集光鏡
3 ホイルトラップ
4,5 真空排気装置
6 磁石
7 EUV取出部
8 パルス電力発生器
11,12 放電電極
11a,12a 給電用溶融金属
11b,12b コンテナ
11c,12c 電力導入部
13,14 ガス供給ユニット
13a ノズル
13b ガスカーテン
15 パルス電力供給手段
20 原料供給ユニット
20a 原料モニタ
21 原料
22a,22b モータ
22c,22d メカニカルシール
22e,22f 回転軸
23 原料用レーザビーム(第1のレーザビーム)
23a 第1のレーザ源
23b 第1のレーザ制御部
24 始動用レーザビーム(第2のレーザビーム)
24a 第2のレーザ源
24b 第2のレーザ制御部
25 原料回収手段
26 制御部
27 露光機(制御部)
30 原料供給ユニット
31 線状原料
40 原料供給ユニット
40a 液体原料供給手段
40b 原料供給用円盤
40c モータ
50 原料供給ユニット
50a 液体原料バス
50b キャピラリー
50c ヒータ
50d 液体原料バス制御部
50e ヒータ用電源
60a 管状ノズル
60b 高速噴射用ノズル
62 狭窄部
63 圧力上昇部
64 ヒータ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Chamber 1a Discharge space 1b Condensing space 1c Bulkhead 2 EUV condensing mirror 3 Foil trap 4,5 Vacuum exhaust device 6 Magnet 7 EUV extraction part 8 Pulse power generator 11, 12 Discharge electrode 11a, 12a Molten metal 11b for electric power feeding, 12b Container 11c, 12c Power introduction part 13, 14 Gas supply unit 13a Nozzle 13b Gas curtain 15 Pulse power supply means 20 Raw material supply unit 20a Raw material monitor 21 Raw material 22a, 22b Motor 22c, 22d Mechanical seal 22e, 22f Rotating shaft 23 For raw material Laser beam (first laser beam)
23a 1st laser source 23b 1st laser control part 24 Laser beam for starting (2nd laser beam)
24a 2nd laser source 24b 2nd laser control part 25 Raw material collection | recovery means 26 Control part 27 Exposure machine (control part)
30 Raw material supply unit 31 Linear raw material 40 Raw material supply unit 40a Liquid raw material supply means 40b Raw material supply disk 40c Motor 50 Raw material supply unit 50a Liquid raw material bath 50b Capillary 50c Heater 50d Liquid raw material bus control unit 50e Heater power supply 60a Tubular nozzle 60b Nozzle for high speed injection 62 Narrow part 63 Pressure rise part 64 Heater

Claims (18)

容器と、この容器内に極端紫外光を放射させるための、液体または固体の原料を供給する原料供給手段と、
第1のエネルギービームを上記原料に照射して当該原料を気化する第1のエネルギービーム照射手段と、気化された上記原料を放電により上記容器内で加熱励起し高温プラズマを発生させるための、所定距離だけ離間した一対の電極と、電極にパルス電力を供給するパルス電力供給手段と、
上記一対の電極による放電の放電領域内で生成された上記高温プラズマから放射される極端紫外光を集光する集光光学手段と、上記集光される極端紫外光を取り出す極端紫外光取出部とを有する極端紫外光光源装置において、
上記極端紫外光光源装置は、更に、電力が印加された電極間に第2のエネルギービームを照射することにより、上記放電領域内で放電を始動し、かつ、放電領域の所定の位置に放電経路を画定する第2のエネルギービーム照射手段を有し、
上記第1のエネルギービーム照射手段は、上記放電領域を除く空間であって、上記気化された原料が放電領域に到達できる空間内に供給された原料に対して、第1のエネルギービームを照射する
ことを特徴とする極端紫外光光源装置。
A container and raw material supply means for supplying a liquid or solid raw material for emitting extreme ultraviolet light in the container;
A first energy beam irradiating means for irradiating the raw material with the first energy beam to vaporize the raw material; and a predetermined energy source for heating and exciting the vaporized raw material in the vessel by discharge to generate high-temperature plasma. A pair of electrodes separated by a distance; and pulse power supply means for supplying pulse power to the electrodes;
Condensing optical means for condensing the extreme ultraviolet light emitted from the high-temperature plasma generated in the discharge region of the discharge by the pair of electrodes, and an extreme ultraviolet light extraction unit for extracting the collected extreme ultraviolet light In an extreme ultraviolet light source device having
The extreme ultraviolet light source device further starts a discharge in the discharge region by irradiating a second energy beam between electrodes to which power is applied, and discharges a discharge path to a predetermined position in the discharge region. A second energy beam irradiation means for defining
The first energy beam irradiating means irradiates a first energy beam to a material supplied into a space excluding the discharge region, where the vaporized material can reach the discharge region. An extreme ultraviolet light source device.
容器と、この容器内に極端紫外光を放射させるための、液体または固体の原料を供給する原料供給手段と、
第1のエネルギービームを上記原料に照射して当該原料を気化する第1のエネルギービーム照射手段と、気化された上記原料を放電により上記容器内で加熱励起し高温プラズマを発生させるための、所定距離だけ離間した一対の電極と、電極に1μs以上のパルス電力を供給するパルス電力供給手段と、
上記一対の電極による放電の放電領域内で生成された上記高温プラズマから放射される極端紫外光を集光する集光光学手段と、上記集光される極端紫外光を取り出す極端紫外光取出部とを有する極端紫外光光源装置において、
上記極端紫外光光源装置は、更に、電力が印加された電極間に第2のエネルギービームを照射することにより、上記放電領域内で放電を始動し、かつ、放電領域の所定の位置に放電経路を画定する第2のエネルギービーム照射手段を有し、
上記第1のエネルギービーム照射手段は、上記放電経路外の空間であって、気化された原料が放電経路に到達できる空間内に配置された原料に、第1のエネルギービームを照射し、上記電極間に放電経路が画定された後、上記放電経路に、イオン密度が極端紫外光放射条件におけるイオン密度にほぼ等しい原料ガスを供給する
ことを特徴とする極端紫外光光源装置。
A container and raw material supply means for supplying a liquid or solid raw material for emitting extreme ultraviolet light in the container;
A first energy beam irradiating means for irradiating the raw material with the first energy beam to vaporize the raw material; and a predetermined energy source for heating and exciting the vaporized raw material in the container by discharge to generate high-temperature plasma. A pair of electrodes separated by a distance; and a pulse power supply means for supplying a pulse power of 1 μs or more to the electrodes;
Condensing optical means for condensing the extreme ultraviolet light emitted from the high-temperature plasma generated in the discharge region of the discharge by the pair of electrodes, and an extreme ultraviolet light extraction unit for extracting the collected extreme ultraviolet light In an extreme ultraviolet light source device having
The extreme ultraviolet light source device further starts a discharge in the discharge region by irradiating a second energy beam between electrodes to which power is applied, and discharges a discharge path to a predetermined position in the discharge region. A second energy beam irradiation means for defining
The first energy beam irradiating means irradiates a source material disposed in a space outside the discharge path, in which the vaporized source material can reach the discharge path, with the first energy beam, and the electrode An extreme ultraviolet light source device characterized in that, after a discharge path is defined in between, a source gas having an ion density substantially equal to the ion density under extreme ultraviolet light emission conditions is supplied to the discharge path.
上記第1のエネルギービーム照射手段と第2のエネルギービーム照射手段は、空間密度分布が所定の分布である気化した原料の少なくとも一部が放電領域に到達したタイミングで、放電領域で発生した放電の放電電流が所定の閾値以上であるように、各々の動作タイミングが設定されている
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。
The first energy beam irradiating means and the second energy beam irradiating means are configured to detect a discharge generated in the discharge region at a timing when at least a part of the vaporized material having a predetermined spatial density distribution reaches the discharge region. The extreme ultraviolet light source device according to claim 1, wherein each operation timing is set so that the discharge current is equal to or greater than a predetermined threshold value.
上記原料供給手段による原料供給は、上記原料をドロップレット状にして重力方向に滴下することより行われる
ことを特徴とする請求項1,2もしくは請求項3に記載の極端紫外光光源装置。
4. The extreme ultraviolet light source device according to claim 1, wherein the raw material supply by the raw material supply means is performed by dropping the raw material into a droplet shape in the direction of gravity.
上記原料供給手段による原料供給は、上記原料を線状原料として、当該線状原料を連続的に移動することにより行われる
ことを特徴とする請求項1,2もしくは請求項3に記載の極端紫外光光源装置。
The extreme ultraviolet ray according to claim 1, 2, or 3, wherein the raw material supply by the raw material supply means is performed by continuously moving the linear raw material using the raw material as a linear raw material. Light source device.
上記原料供給手段は原料供給円盤を備え、
上記原料供給手段による原料供給は、上記原料を液体原料として、当該液体原料を上記原料供給円盤に供給し、上記液体原料が供給された原料供給円盤を回転させて上記原料供給円盤の液体原料の供給部をエネルギービームの照射位置まで移動させることにより行われる
ことを特徴とする請求項1,2もしくは請求項3に記載の極端紫外光光源装置。
The raw material supply means includes a raw material supply disk,
The raw material supply by the raw material supply means is performed by supplying the raw material as a liquid raw material, supplying the liquid raw material to the raw material supply disk, rotating the raw material supply disk supplied with the liquid raw material, and supplying the liquid raw material of the raw material supply disk. The extreme ultraviolet light source device according to claim 1, wherein the supply unit is moved to an irradiation position of the energy beam.
上記原料供給手段はキャピラリーを備え、
上記原料供給手段による原料供給は、上記原料を液体原料として、当該液体原料を上記キャピラリーを介してエネルギービームの照射位置に供給することにより行われる
ことを特徴とする請求項1,2もしくは請求項3に記載の極端紫外光光源装置。
The raw material supply means includes a capillary,
The raw material supply by the raw material supply means is performed by using the raw material as a liquid raw material and supplying the liquid raw material to an irradiation position of an energy beam through the capillary. 4. The extreme ultraviolet light source device according to 3.
上記原料のエネルギービーム照射位置に管状ノズルを設け、
エネルギービームの照射により気化した原料の少なくとも一部が上記管状ノズルより噴出する
ことを特徴とする請求項1,2もしくは請求項3に記載の極端紫外光光源装置。
A tubular nozzle is provided at the energy beam irradiation position of the raw material,
4. The extreme ultraviolet light source device according to claim 1, wherein at least a part of the raw material vaporized by irradiation with an energy beam is ejected from the tubular nozzle.
上記管状ノズルの内部の一部に狭窄部を設けた
ことを特徴とする請求項8記載の極端紫外光光源装置。
9. The extreme ultraviolet light source device according to claim 8, wherein a narrowed portion is provided in a part of the inside of the tubular nozzle.
上記放電領域に対して、上記一対の電極間で発生する放電方向と略平行に磁場を印加する磁場印加手段を更に設けた
ことを特徴とする請求項1,2,3,4,5,6,7,8もしくは請求項9に記載の極端紫外光光源装置。
7. A magnetic field applying means for applying a magnetic field substantially parallel to a discharge direction generated between the pair of electrodes to the discharge region is further provided. , 7, 8 or the extreme ultraviolet light source device according to claim 9.
上記一対の電極は円盤状の電極であり、電極表面における放電発生位置が変化するように回転駆動されている
ことを特徴とする請求項1,2,3,4,5,6,7,8,9もしくは請求項10に記載の極端紫外光光源装置。
The pair of electrodes are disk-shaped electrodes, and are rotationally driven so as to change a discharge generation position on the electrode surface. , 9 or the extreme ultraviolet light source device according to claim 10.
上記円盤状である一対の電極は、両電極の周縁部のエッジ部分が、所定距離だけ離間して互いに向かい合うように配置されている
ことを特徴とする請求項11に記載の極端紫外光光源装置。
The extreme ultraviolet light source device according to claim 11, wherein the pair of electrodes having a disc shape are arranged such that edge portions of peripheral edges of both electrodes face each other with a predetermined distance therebetween. .
上記エネルギービームがレーザビームである
ことを特徴とする請求項1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11もしくは請求項12に記載の極端紫外光光源装置。
13. The extreme ultraviolet light source device according to claim 1, wherein the energy beam is a laser beam.
内部に一対の電極を含む容器内に供給される極端紫外光を放射させるための液体または固体の原料に第1のエネルギービームを照射して気化し、気化された上記原料を上記一対の電極による放電により加熱励起して高温プラズマを生成して極端紫外光を発生させる極端紫外光発生方法において、
上記第1のエネルギービームは、上記放電領域を除く空間であって、上記気化された原料が放電領域に到達できる空間内に供給された原料に対して照射されるものであり、
放電領域に照射される第2のエネルギービームにより、上記一対の電極による放電の放電領域内で放電が始動され、かつ、放電領域の所定の位置に放電経路が画定される
ことを特徴とする極端紫外光発生方法。
A liquid or solid raw material for radiating extreme ultraviolet light supplied into a container including a pair of electrodes therein is irradiated with a first energy beam to vaporize the vaporized raw material by the pair of electrodes. In the extreme ultraviolet light generation method of generating extreme ultraviolet light by generating high temperature plasma by heat excitation by discharge,
The first energy beam is applied to a material supplied in a space excluding the discharge region, in which the vaporized material can reach the discharge region,
An extreme in which discharge is started in the discharge region of the discharge by the pair of electrodes by the second energy beam irradiated to the discharge region, and a discharge path is defined at a predetermined position in the discharge region. Ultraviolet light generation method.
内部に一対の電極を含む容器内に供給される極端紫外光を放射させるための液体または固体の原料に第1のエネルギービームを照射して気化し、気化された上記原料を上記一対の電極による放電により加熱励起して高温プラズマを生成して極端紫外光を発生させる極端紫外光発生方法において、
上記第1のエネルギービームは、上記放電領域を除く空間であって、上記気化された原料が放電領域に到達できる空間内に供給された原料に対して照射されるものであり、
放電領域に照射される第2のエネルギービームにより、上記一対の電極による放電の放電領域内で放電が始動され、かつ、放電領域の所定の位置に放電経路を画定し、
上記電極間に放電経路が画定された後、上記第1のエネルギービームにより、上記放電経路に、イオン密度が極端紫外光放射条件におけるイオン密度にほぼ等しい原料ガスを供給し、
放電により、上記原料ガスを極端紫外光放射条件を満たす温度まで加熱し、連続的に200ns以上の極端紫外光を発生させる
ことを特徴とする極端紫外光発生方法。
A liquid or solid raw material for radiating extreme ultraviolet light supplied into a container including a pair of electrodes therein is irradiated with a first energy beam to vaporize the vaporized raw material by the pair of electrodes. In the extreme ultraviolet light generation method of generating extreme ultraviolet light by generating high temperature plasma by heat excitation by discharge,
The first energy beam is applied to a material supplied in a space excluding the discharge region, in which the vaporized material can reach the discharge region,
A discharge is started in the discharge region of the discharge by the pair of electrodes by the second energy beam irradiated to the discharge region, and a discharge path is defined at a predetermined position of the discharge region,
After the discharge path is defined between the electrodes, the first energy beam supplies the discharge path with a source gas whose ion density is substantially equal to the ion density in the extreme ultraviolet radiation condition.
An extreme ultraviolet light generation method, characterized in that the raw material gas is heated to a temperature satisfying the extreme ultraviolet light radiation condition by discharge to continuously generate extreme ultraviolet light of 200 ns or more.
空間密度分布が所定の分布である気化した原料の少なくとも一部が放電領域に到達したタイミングで、放電領域で発生した放電の放電電流が所定の閾値以上であるように、第1のエネルギービームと第2のエネルギービームの照射タイミングがそれぞれ設定されている
ことを特徴とする請求項14または請求項15に記載の極端紫外光発生方法。
The first energy beam and the first energy beam so that the discharge current of the discharge generated in the discharge region is greater than or equal to a predetermined threshold at the timing when at least a part of the vaporized material having a spatial density distribution of the predetermined distribution reaches the discharge region. 16. The method for generating extreme ultraviolet light according to claim 14, wherein the irradiation timing of the second energy beam is set.
放電開始タイミングの時間データと放電電流が所定の閾値に到達するタイミングの時間データを取得し、両時間データに基づき、第1のエネルギービームと第2のエネルギービームの照射タイミングを修正する
ことを特徴とする請求項16に記載の極端紫外光発生方法。
The time data of the discharge start timing and the time data of the timing when the discharge current reaches a predetermined threshold value are acquired, and the irradiation timing of the first energy beam and the second energy beam is corrected based on both time data. The method for generating extreme ultraviolet light according to claim 16.
上記のように照射タイミングが設定された第1のエネルギービームと第2のエネルギービームの照射に先んじて、第1のエネルギービームを上記原料に1回以上照射する
ことを特徴とする請求項14,15,16または請求項17に記載の極端紫外光発生方法。
15. The first energy beam is irradiated to the raw material at least once prior to the irradiation of the first energy beam and the second energy beam whose irradiation timing is set as described above. The extreme ultraviolet light generation method according to claim 15, 16 or 17.
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Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010080362A (en) * 2008-09-29 2010-04-08 Ushio Inc Extreme ultraviolet light source device and extreme ultraviolet light generation method
JP2010153563A (en) * 2008-12-25 2010-07-08 Ushio Inc Extreme ultraviolet light source device
JP2010170772A (en) * 2009-01-21 2010-08-05 Ushio Inc Extreme ultraviolet light source device
JP2010232150A (en) * 2009-03-30 2010-10-14 Ushio Inc Extreme ultraviolet light source device
JP2010263210A (en) * 2009-05-08 2010-11-18 Xtreme Technologies Gmbh Arrangement for continuous generation of liquid tin as emitter material in euv light source
JP2011192964A (en) * 2010-02-22 2011-09-29 Komatsu Ltd Extreme ultraviolet light generation apparatus
JP2012512503A (en) * 2008-12-16 2012-05-31 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ Method and apparatus for generating EUV radiation or soft x-rays with improved efficiency
JP2013161957A (en) * 2012-02-06 2013-08-19 Ihi Corp Plasma light source
JP2014527264A (en) * 2011-08-05 2014-10-09 ウシオ電機株式会社 Method and apparatus for generating light radiation by electric pulse discharge
JP2014528146A (en) * 2011-09-22 2014-10-23 エーエスエムエル ネザーランズ ビー.ブイ. Radiation source
JP2015505418A (en) * 2012-01-18 2015-02-19 エーエスエムエル ネザーランズ ビー.ブイ. Source collector device, lithographic apparatus, and device manufacturing method
JP2015149186A (en) * 2014-02-06 2015-08-20 ウシオ電機株式会社 debris reduction device
CN109839804A (en) * 2017-11-29 2019-06-04 台湾积体电路制造股份有限公司 Extreme ultra-violet radiation source module

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011054376A (en) 2009-09-01 2011-03-17 Ihi Corp Lpp type euv light source and generation method of the same
EP2475229A4 (en) 2009-09-01 2015-03-18 Ihi Corp Plasma light source
KR101172622B1 (en) * 2011-02-28 2012-08-08 주식회사 에프에스티 Stabilized euv generation device using the plasma
TWI580316B (en) * 2011-03-16 2017-04-21 Gigaphoton Inc Extreme UV light generation device
WO2013141578A1 (en) * 2012-03-20 2013-09-26 주식회사 에프에스티 Apparatus for generating extreme ultraviolet light using plasma
WO2013141580A1 (en) * 2012-03-20 2013-09-26 주식회사 에프에스티 Extreme ultraviolet light generating device for stabilization and improving energy efficiency through laser beam correction
KR101324545B1 (en) * 2012-03-20 2013-11-01 주식회사 에프에스티 Laser beam through the stabilization and calibration for EUV generation device to improve energy efficiency

Cited By (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4623192B2 (en) * 2008-09-29 2011-02-02 ウシオ電機株式会社 Extreme ultraviolet light source device and extreme ultraviolet light generation method
JP2010080362A (en) * 2008-09-29 2010-04-08 Ushio Inc Extreme ultraviolet light source device and extreme ultraviolet light generation method
TWI472266B (en) * 2008-12-16 2015-02-01 Koninkl Philips Nv Method and device for generating euv radiation or soft x-rays with enhanced efficiency
KR101622272B1 (en) * 2008-12-16 2016-05-18 코닌클리케 필립스 엔.브이. Method and device for generating euv radiation or soft x-rays with enhanced efficiency
JP2012512503A (en) * 2008-12-16 2012-05-31 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ Method and apparatus for generating EUV radiation or soft x-rays with improved efficiency
JP2010153563A (en) * 2008-12-25 2010-07-08 Ushio Inc Extreme ultraviolet light source device
JP2010170772A (en) * 2009-01-21 2010-08-05 Ushio Inc Extreme ultraviolet light source device
JP2010232150A (en) * 2009-03-30 2010-10-14 Ushio Inc Extreme ultraviolet light source device
JP2010263210A (en) * 2009-05-08 2010-11-18 Xtreme Technologies Gmbh Arrangement for continuous generation of liquid tin as emitter material in euv light source
JP2011192964A (en) * 2010-02-22 2011-09-29 Komatsu Ltd Extreme ultraviolet light generation apparatus
JP2014527264A (en) * 2011-08-05 2014-10-09 ウシオ電機株式会社 Method and apparatus for generating light radiation by electric pulse discharge
JP2014528146A (en) * 2011-09-22 2014-10-23 エーエスエムエル ネザーランズ ビー.ブイ. Radiation source
US9632419B2 (en) 2011-09-22 2017-04-25 Asml Netherlands B.V. Radiation source
JP2015505418A (en) * 2012-01-18 2015-02-19 エーエスエムエル ネザーランズ ビー.ブイ. Source collector device, lithographic apparatus, and device manufacturing method
JP2013161957A (en) * 2012-02-06 2013-08-19 Ihi Corp Plasma light source
JP2015149186A (en) * 2014-02-06 2015-08-20 ウシオ電機株式会社 debris reduction device
CN109839804A (en) * 2017-11-29 2019-06-04 台湾积体电路制造股份有限公司 Extreme ultra-violet radiation source module

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