JP2010062379A - Condensing reflector unit and extreme ultraviolet light source device - Google Patents

Condensing reflector unit and extreme ultraviolet light source device Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an extreme ultraviolet light source device which eases working for exchanging a condensing reflector 4 or an aperture 5 and reduce cost. <P>SOLUTION: A laser beam is emitted to a material for high-temperature plasma from an energy beam irradiation machine 50, and vaporized Li or Sn arrives at an electric discharging area between discharging electrodes 20a and 20b. In this state, when a command is sent to a high-voltage pulse generator 11 from a controller 8, a high-temperature plasma is generated, and an EUV light emitted from the high-temperature plasma is reflected on a condensing reflector 4, so that it is introduced to an opening 5a of the aperture 5 and is emitted from an EUV light emitting section 6. The aperture 5 is optically positioned to the condensing reflector 4 and is fixed like a unit by a supporting member 7. Thus, the aperture 5 is positioned at an optimal place only by optically positioning the condensing reflector 4 only at an optimum place. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、極端紫外光(以下、単にEUV光ともいう)を放射させる極端紫外光光源装置(以下、単に、EUV光源装置ともいう)に適用される集光反射鏡ユニット及び極端紫外光光源装置に関する。特に、次世代の半導体集積回路の露光用光源として期待される極端紫外光光源装置用集光反射鏡ユニット及び極端紫外光光源装置に関するものである。   The present invention relates to a condensing reflector unit and an extreme ultraviolet light source device applied to an extreme ultraviolet light source device (hereinafter also simply referred to as EUV light source device) that emits extreme ultraviolet light (hereinafter also simply referred to as EUV light). About. In particular, the present invention relates to a condensing reflector unit for an extreme ultraviolet light source device and an extreme ultraviolet light source device, which are expected to be used as an exposure light source for next-generation semiconductor integrated circuits.

半導体集積回路の微細化および高集積化が進むにつれて、その製造用の露光装置には解像度の向上が要求されている。解像度を向上させるには、短波長の光を放射する露光用光源を使用することが一般的である。短波長の光を放射する露光用光源としては、エキシマレーザ装置が使用されているが、それに代わる次世代の露光用光源として、特に波長13.5nmの極端紫外光を放射する極端紫外光光源装置の開発が進められている。
極端紫外光を発生させる方法の一つとして、極端紫外光放射源を含む放電ガスを加熱・励起することにより高密度高温プラズマを発生させ、このプラズマから放射させる極端紫外光を取出す方法がある。
このような方法を採用する極端紫外光光源装置は、高密度高温プラズマの生成方式により、LPP(Laser Produced Plasma)方式と、DPP(Discharge Produced Plasma)方式とに大別される。
As the semiconductor integrated circuit is miniaturized and highly integrated, an improvement in resolution is required for an exposure apparatus for manufacturing the semiconductor integrated circuit. In order to improve the resolution, it is common to use an exposure light source that emits light of a short wavelength. An excimer laser device is used as an exposure light source that emits light having a short wavelength, but an extreme ultraviolet light source device that emits extreme ultraviolet light having a wavelength of 13.5 nm as an alternative light source for next-generation exposure. Development is underway.
As one method for generating extreme ultraviolet light, there is a method in which a high-density and high-temperature plasma is generated by heating and exciting a discharge gas including an extreme ultraviolet light radiation source, and the extreme ultraviolet light emitted from the plasma is taken out.
Extreme ultraviolet light source devices that employ such a method are roughly classified into an LPP (Laser Produced Plasma) method and a DPP (Discharge Produced Plasma) method, depending on the method of generating high-density and high-temperature plasma.

LPP方式の極端紫外光光源装置は、極端紫外光放射源を含む原料からなるターゲットに対してレーザ光を放射して、レーザアブレーションによって高密度高温プラズマを生成し、そこから放射される極端紫外光を利用するものである。
また、DPP方式の極端紫外光光源装置は、極端紫外光放射源を含む放電ガスが供給された電極間に、高電圧を印加することで放電により高密度高温プラズマを生成し、そこから放射される極端紫外光を利用するものである。
このようなDPP方式の極端紫外光光源装置は、LPP方式の極端紫外光光源装置に比して、光源装置を小型化することができ、さらに、光源システムの消費電力が小さいという利点があることから、実用化が期待されている。
The LPP type extreme ultraviolet light source device emits laser light to a target made of raw materials including an extreme ultraviolet light radiation source, generates high-density high-temperature plasma by laser ablation, and emits extreme ultraviolet light emitted therefrom. Is to be used.
In addition, the DPP type extreme ultraviolet light source device generates a high-density high-temperature plasma by discharge by applying a high voltage between electrodes supplied with a discharge gas including an extreme ultraviolet light source, and is emitted from there. It uses extreme ultraviolet light.
Such a DPP type extreme ultraviolet light source device is advantageous in that the light source device can be made smaller and the power consumption of the light source system is smaller than that of the LPP type extreme ultraviolet light source device. Therefore, practical application is expected.

上記した高密度高温プラズマを発生させる原料としては、10価前後のXe(キセノン)イオンが知られているが、より強い極端紫外光を放射させるための原料として、Li(リチウム)イオン、Sn(スズ)イオンが注目されている。
例えば、Snは、高密度高温プラズマの発生に必要な電気入力と波長13.5nmの極端紫外光の放射強度との比で与えられる極端紫外光変換効率がXeよりも数倍大きいことから、大出力の極端紫外光を得るための放射源として期待されている。例えば、特許文献1に示されるように、極端紫外光放射源として、例えばSnH4 (スタナン)ガスを使用した極端紫外光光源装置の開発が進められている。
近年では、上記のDPP方式において、放電が発生する電極表面に供給された固体もしくは液体のSnやLiに対してレーザビーム等のエネルギービームを照射することにより気化し、その後、放電によって高温プラズマを生成する方法が非特許文献1に開示されている。
Xe (xenon) ions having about 10 valences are known as materials for generating the above-described high-density high-temperature plasma, but Li (lithium) ions, Sn ( Tin) ions are attracting attention.
For example, Sn is large because the extreme ultraviolet light conversion efficiency given by the ratio between the electric input necessary for generating high-density and high-temperature plasma and the radiation intensity of extreme ultraviolet light having a wavelength of 13.5 nm is several times larger than Xe. It is expected as a radiation source to obtain output extreme ultraviolet light. For example, as shown in Patent Document 1, development of an extreme ultraviolet light source device using, for example, SnH 4 (stannane) gas as an extreme ultraviolet light radiation source has been advanced.
In recent years, in the above DPP method, solid or liquid Sn or Li supplied to the electrode surface where discharge occurs is vaporized by irradiating with an energy beam such as a laser beam, and then high temperature plasma is generated by discharge. A generation method is disclosed in Non-Patent Document 1.

図4は、EUV光源装置の構成を簡易的に説明するための図である。
EUV光源装置は、一対の円板状の放電電極20a,20bと集光反射鏡4とが収容される第1のチャンバ1と、アパーチャー部材5が収容される第2のチャンバ2とを備えている。第1のチャンバ1と第2のチャンバ2とは、ゲートバルブGを介して連結されており、ゲートバルブGを開くことにより各々の内部空間が連通し、ゲートバルブGを閉じることにより各々の空間がゲートバルブGによって遮断される。
第1のチャンバ1は、ホイルトラップ3によって放電部1aと、EUV集光部1bとに区画されている。放電部1aには一対の円板状の放電電極20a、20bが配置され、一対の円盤状の電極20a,20bは、絶縁部材20cを挟んで図4の紙面において上下に配置されている。紙面の下方に位置する放電電極20bには、モータ20dの回転軸20eが取付けられている。
放電電極20a、20bは、摺動子20g、20hを介して高電圧パルス発生部11に接続されている。放電電極20bの周辺部には溝部21bが設けられ、この溝部21bに高温プラズマを発生させるための固体の原料(LiまたはSn)が配置されている。
EUV集光部1bには集光反射鏡4が配置されている。集光反射鏡4を所定の場所に光学的に位置決めするための集光反射鏡位置調整機構9が、集光反射鏡カバー40の底面に取付けられている。
FIG. 4 is a diagram for simply explaining the configuration of the EUV light source apparatus.
The EUV light source device includes a first chamber 1 in which a pair of disc-shaped discharge electrodes 20a and 20b and a condenser reflector 4 are accommodated, and a second chamber 2 in which an aperture member 5 is accommodated. Yes. The first chamber 1 and the second chamber 2 are connected via a gate valve G. When the gate valve G is opened, the internal spaces communicate with each other, and when the gate valve G is closed, the respective spaces are connected. Is shut off by the gate valve G.
The first chamber 1 is divided into a discharge part 1a and an EUV light collecting part 1b by a foil trap 3. A pair of disc-shaped discharge electrodes 20a and 20b are disposed in the discharge part 1a, and the pair of disk-shaped electrodes 20a and 20b are disposed vertically on the paper surface of FIG. 4 with the insulating member 20c interposed therebetween. A rotating shaft 20e of a motor 20d is attached to the discharge electrode 20b located below the paper surface.
The discharge electrodes 20a and 20b are connected to the high voltage pulse generator 11 through sliders 20g and 20h. A groove 21b is provided in the periphery of the discharge electrode 20b, and a solid material (Li or Sn) for generating high-temperature plasma is disposed in the groove 21b.
A condensing reflecting mirror 4 is disposed in the EUV condensing unit 1b. A condensing / reflecting mirror position adjusting mechanism 9 for optically positioning the condensing / reflecting mirror 4 at a predetermined location is attached to the bottom surface of the condensing / reflecting mirror cover 40.

図5は、集光反射鏡位置調整機構9を説明する模式図である。
同図に示す集光反射鏡位置調整機構9は、集光反射鏡4をX軸、Y軸、およびZ軸方向、並びに、θ1方向、θ2方向に可動させ、集光反射鏡4を位置決めする。なお、同図のθ1は、Y軸−Z軸間における回転方向(X−Y平面のY軸−Z軸間方向の煽り)、θ2はZ軸−X軸間における回転方向(X−Y平面のZ軸−X軸間方向の煽り)を示す。
図4に戻り、集光反射鏡4は、集光反射鏡位置調整機構9によって、放電電極20a,20bの間に形成される高温プラズマとの関係で決定される最適な場所に配置される。
第2のチャンバ2の内部には、アパーチャー部材5が収容されている。アパーチャー部材5は、その中央部分に所定の大きさ(例えばφ4.6mm)のEUV光出射開口5aが形成されており、全体としてドーナツ形状を有している。アパーチャー部材5は、EUV光出射開口5aが集光反射鏡4によって反射されたEUV光が集光する位置に配置されている。また、アパーチャー部材位置調整機構10がアパーチャー部材5に取付けられている。
FIG. 5 is a schematic diagram for explaining the condensing reflector position adjusting mechanism 9.
The condensing / reflecting mirror position adjusting mechanism 9 shown in the figure moves the condensing / reflecting mirror 4 in the X-axis, Y-axis, and Z-axis directions, and in the θ1 direction and θ2 direction, and positions the condensing / reflecting mirror 4. . In the figure, θ1 is the rotation direction between the Y axis and the Z axis (the rotation of the XY plane between the Y axis and the Z axis), and θ2 is the rotation direction between the Z axis and the X axis (XY plane). Of the Z axis-X axis direction).
Returning to FIG. 4, the condensing reflector 4 is arranged at an optimum place determined by the condensing reflector position adjusting mechanism 9 in relation to the high temperature plasma formed between the discharge electrodes 20 a and 20 b.
An aperture member 5 is accommodated in the second chamber 2. The aperture member 5 is formed with an EUV light exit opening 5a having a predetermined size (for example, φ4.6 mm) at the center thereof, and has a donut shape as a whole. In the aperture member 5, the EUV light emission opening 5 a is disposed at a position where the EUV light reflected by the condensing reflecting mirror 4 is collected. The aperture member position adjusting mechanism 10 is attached to the aperture member 5.

図6は、アパーチャー部材位置調整機構10を説明する模式図である。
同図に示すアパーチャー部材位置調整機構10は、アパーチャー部材5をX軸、Y軸、およびZ軸方向に可動させることにより、アパーチャー部材5を位置決めする。アパーチャー部材5は、アパーチャー部材10によって集光反射鏡4との関係で決まる最適な場所に配置される。
FIG. 6 is a schematic diagram for explaining the aperture member position adjusting mechanism 10.
The aperture member position adjusting mechanism 10 shown in the figure positions the aperture member 5 by moving the aperture member 5 in the X-axis, Y-axis, and Z-axis directions. The aperture member 5 is disposed at an optimal place determined by the aperture member 10 in relation to the condenser reflector 4.

上記のEUV光源装置においては、放電電極20bの溝部21bに配置された高温プラズマ用の原料Mに対し、エネルギービーム照射機50からレーザ照射窓51、ミラー51aを介してレーザービーム等のエネルギービームが照射されることによって、固体の原料LiまたはSnが放電電極20aと20bとの間で気化する。この状態で、放電電極20aと20bとの間に高電圧パルス発生部11からパルス電力が供給されることによって、放電電極20aのエッジ部分と放電電極20bの周辺部に設けられたエッジ部分との間で放電が発生し、EUV光が放射される。
放射されたEUV光は、放電部1aからホイルトラップ3を介してEUV集光部1bに入射し、集光反射鏡4で集光されてアパーチャー部材5を通過した後に、EUV光出射部6から出射する。
「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.2003年3月,Vol.79.No.3, P219-260
In the EUV light source device described above, an energy beam such as a laser beam is applied from the energy beam irradiator 50 through the laser irradiation window 51 and the mirror 51a to the high temperature plasma raw material M arranged in the groove 21b of the discharge electrode 20b. By irradiation, the solid raw material Li or Sn is vaporized between the discharge electrodes 20a and 20b. In this state, the pulse power is supplied from the high voltage pulse generator 11 between the discharge electrodes 20a and 20b, so that the edge portion of the discharge electrode 20a and the edge portion provided in the peripheral portion of the discharge electrode 20b. Discharge occurs between them, and EUV light is emitted.
The emitted EUV light enters the EUV condensing part 1b from the discharge part 1a via the foil trap 3, is collected by the condensing reflecting mirror 4, passes through the aperture member 5, and then from the EUV light emitting part 6. Exit.
“Current Status and Future Prospects of Research on EUV (Extreme Ultraviolet) Light Source for Lithography” J. Plasma Fusion Res. March 2003, Vol. 79. No. 3, P219-260

しかしながら、図4に示すEUV光源装置においては、以下に説明するような実用上の問題があった。
EUV光源装置においては、EUV光を無駄なく出射させることのできるように、一対の放電電極20a、20b間に形成されるプラズマに対して、集光反射鏡4とアパーチャー部材5とをそれぞれ最適な位置に配置することが必要である。例えば、長期間にわたって使用することにより極端紫外光の反射率が低下した集光反射鏡4などを新品のものに交換する場合は、次のようにして、集光反射鏡4とアパーチャー部材5とをそれぞれ所定の位置に配置することが必要になる。
まず、第1のチャンバ1において、集光反射鏡4を集光反射鏡位置調整機構9によってX軸、Y軸、およびZ軸方向、並びに、θ1、およびθ2方向に可動させ、集光反射鏡4を最適な位置に配置する。
However, the EUV light source device shown in FIG. 4 has practical problems as described below.
In the EUV light source device, the condensing reflector 4 and the aperture member 5 are optimal for the plasma formed between the pair of discharge electrodes 20a and 20b so that EUV light can be emitted without waste. It is necessary to place it in position. For example, when exchanging the condensing reflecting mirror 4 or the like whose reflectivity of extreme ultraviolet light has decreased by using it for a long time with a new one, the condensing reflecting mirror 4 and the aperture member 5 are changed as follows. Need to be arranged at predetermined positions.
First, in the first chamber 1, the condenser reflector 4 is moved in the X-axis, Y-axis, and Z-axis directions, and the θ1 and θ2 directions by the condenser reflector position adjustment mechanism 9, and the condenser reflector 4 is placed in an optimal position.

その後、ゲートバルブGを閉じると共に、第1のチャンバ1の内部空間を排気ユニット1c,1dによって排気し、第2のチャンバ2の内部空間を排気ユニット2dによって排気して真空状態にし、上記したようにして、一対の放電電極20aと20bとの間に放電を発生させEUV光を出射させる。
この状態でゲートバルブGを開いて、極端紫外光を第2のチャンバ2の内部へと導き、第2のチャンバ2の内部において、アパーチャ一部材5をアパーチャー部材位置調整機構10によってX軸、Y軸、およびZ軸方向に可動させ、アパーチャー部材5を最適な位置に固定する。この作業は、アパーチャー部材5のEUV光出射開口5aから出射されるEUV光の放射強度分布を、図示しない例えばEUVフィルタとフォトダイオードあるいはCCDカメラを用いて測定し、所定の放射強度分布が得られるまで行う。
Thereafter, the gate valve G is closed, the internal space of the first chamber 1 is exhausted by the exhaust units 1c and 1d, and the internal space of the second chamber 2 is exhausted by the exhaust unit 2d to be in a vacuum state, as described above. Thus, a discharge is generated between the pair of discharge electrodes 20a and 20b to emit EUV light.
In this state, the gate valve G is opened to guide the extreme ultraviolet light to the inside of the second chamber 2, and in the second chamber 2, the aperture member 5 is moved by the aperture member position adjusting mechanism 10 to the X axis, Y The aperture member 5 is fixed at an optimum position by moving in the axial direction and the Z-axis direction. In this operation, the radiation intensity distribution of the EUV light emitted from the EUV light emission opening 5a of the aperture member 5 is measured using, for example, an EUV filter and a photodiode or a CCD camera (not shown), and a predetermined radiation intensity distribution is obtained. Do until.

以上のように、従来のEUV光源装置においては、集光反射鏡4を新品のものに交換したり、アパーチャー部材5を新品のものに交換する際に、集光反射鏡4を放電電極20a、20bとの関係で最適に位置決めした後に、実際にEUV光を出射させながらアパーチャー部材5を集光反射鏡4との関係で最適に位置決めすることが必要であり、これらの作業が煩雑であるという問題があった。
また、放電電極20a、20bと集光反射鏡4などが収容された第1のチャンバとは別に、アパーチャー部材5を収容するための第2のチャンバ2および第2のチャンバ2の内部を排気して真空状態にするためのガス排気ユニット2dを設ける必要があることから、EUV光源装置の構成が複雑であることによりEUV光源装置のコストが高騰するという問題があった。
本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、集光反射鏡4を交換したり、アパーチャー部材5を交換する際の作業を簡易に行うことができると共に、EUV光源装置のコストを低減することが可能な極端紫外光光源装置を提供することを目的とする。
As described above, in the conventional EUV light source device, when the condenser reflector 4 is replaced with a new one or when the aperture member 5 is replaced with a new one, the condenser reflector 4 is connected to the discharge electrode 20a, After optimal positioning in relation to 20b, it is necessary to optimally position the aperture member 5 in relation to the condenser reflector 4 while actually emitting EUV light, and these operations are complicated. There was a problem.
Separately from the first chamber in which the discharge electrodes 20a and 20b and the condenser reflector 4 are accommodated, the interiors of the second chamber 2 and the second chamber 2 for accommodating the aperture member 5 are exhausted. Since it is necessary to provide the gas exhaust unit 2d for making a vacuum state, there is a problem that the cost of the EUV light source device increases due to the complicated configuration of the EUV light source device.
The present invention has been made in view of the circumstances as described above, and can easily perform the work for exchanging the condensing reflector 4 or the aperture member 5, as well as for the EUV light source device. An object of the present invention is to provide an extreme ultraviolet light source device capable of reducing the cost.

本発明においては、次のようにして前記課題を解決する。
(1)集光反射鏡と前記アパーチャー部材とを、光学的に位置決めされた状態で、支持部材を介して接続し、ユニット化する。すなわち、アパーチャーの開口の中心が集光反射鏡の光軸の上にあり、かつ集光反射鏡の集光位置の近傍にアパーチャー部材が位置するように、集光反射鏡と前記アパーチャー部材を光学的に位置決めしてユニット化し、極端紫外光光源用集光反射鏡ユニットを構成する。
そして、集光反射鏡4やアパーチャー部材5を新品のものに交換する場合には、ユニット化された集光反射鏡とアパーチャー部材を、ユニット単位で交換する。
(2)チャンバと、このチャンバ内に極端紫外光を放射させるための原料を供給する原料供給手段と、前記原料の表面にエネルギービームを照射して当該原料を気化するエネルギービーム照射手段と、気化された前記原料を、放電により上記チャンバ内で加熱励起し高温プラズマを発生させるための一対の放電電極と、前記放電電極にパルス電力を供給するパルス電力供給手段と、前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反射鏡と、前記高温プラズマから放射される極端紫外光を所定の大きさに絞り込むための極端紫外光出射開口を備えるアパーチャー部材と、を備える極端紫外光光源装置において、前記アパーチャー部材を前記集光反射鏡に対して光学的に位置決めされた状態で、該集光反射鏡に固定し、前記アパーチャー部材が固定された前記集光反射鏡を可動させる、集光反射鏡位置調整機構を設ける。
In the present invention, the above problem is solved as follows.
(1) The condensing reflector and the aperture member are optically positioned and connected via a support member to form a unit. That is, the condenser reflector and the aperture member are optically arranged so that the center of the aperture opening is on the optical axis of the condenser reflector and the aperture member is positioned in the vicinity of the condensing position of the condenser reflector. The unit is positioned and unitized to form a condenser mirror unit for an extreme ultraviolet light source.
And when exchanging the condensing reflective mirror 4 and the aperture member 5 for a new thing, the unitized condensing reflective mirror and aperture member are replaced per unit.
(2) a chamber, raw material supply means for supplying a raw material for emitting extreme ultraviolet light into the chamber, energy beam irradiation means for irradiating the surface of the raw material with an energy beam to vaporize the raw material, and vaporization A pair of discharge electrodes for generating heat plasma by heating and exciting the raw material in the chamber by discharge; pulse power supply means for supplying pulse power to the discharge electrodes; and radiation from the high temperature plasma An extreme ultraviolet light source device comprising: a condensing reflector for collecting extreme ultraviolet light; and an aperture member having an extreme ultraviolet light exit aperture for narrowing the extreme ultraviolet light emitted from the high temperature plasma to a predetermined size. The aperture member is optically positioned with respect to the condenser reflector, and is fixed to the condenser reflector, and the aperture Over member is movable secured the condensing reflector, providing the collecting mirror reflector positioning mechanism.

(1)本発明の極端紫外光光源用集光反射鏡ユニットは、アパーチャー部材が集光反射鏡に対して光学的に位置決めされた状態で固定されユニット化されている。
このため、集光反射鏡のみを光学的に最適な場所に位置決めするだけで、アパーチャー部材も最適な場所に位置決めされる。つまり、集光反射鏡またはアパーチャー部材を新品に交換するときに、集光反射鏡とアパーチャー部材を別々に位置決めする煩わしさから解放される。
(2)本発明のEUV光源装置は、アパーチャー部材が集光反射鏡に対して光学的に位置決めされた状態で固定されていると共に、アパーチャー部材が固定された集光反射鏡を可動させる集光反射鏡位置調整機構が設けられている。
すなわち、本発明のEUV光源装置は、予めアパーチャー部材が集光反射鏡に対して光学的に位置決めされた状態で固定されているので、集光反射鏡のみを光学的に最適な場所に位置決めするだけで良く、アパーチャー部材を集光反射鏡と別に位置決めする必要がない。
つまり、本発明のEUV光源装置によれば、集光反射鏡またはアパーチャー部材を新品に交換するときに、集光反射鏡とアパーチャー部材を別々に位置決めする煩わしさから解放される。
しかも、集光反射鏡とアパーチャー部材とを一体化したことにより、集光反射鏡とアパーチャー部材とを収容するのに必要なチャンバおよびガス排気ユニットが1つのみで済むため、EUV光源装置の構成が簡易となりEUV光源装置のコストを低減することができる。
(1) The condensing reflector unit for an extreme ultraviolet light source according to the present invention is fixed and unitized in a state where the aperture member is optically positioned with respect to the condensing reflector.
For this reason, the aperture member is also positioned at the optimum place only by positioning only the condenser mirror at the optically optimum place. In other words, when replacing the condenser reflector or aperture member with a new one, it is freed from the trouble of positioning the condenser reflector and the aperture member separately.
(2) In the EUV light source device of the present invention, the aperture member is fixed in a state where it is optically positioned with respect to the condensing reflector, and the condensing mirror that moves the condensing reflector to which the aperture member is fixed. A reflecting mirror position adjusting mechanism is provided.
That is, the EUV light source device of the present invention is fixed in a state where the aperture member is optically positioned with respect to the condensing reflection mirror in advance, so that only the condensing reflection mirror is optically positioned at an optimal place. It is only necessary to position the aperture member separately from the condenser reflector.
In other words, according to the EUV light source device of the present invention, when replacing the condenser reflector or aperture member with a new one, it is freed from the trouble of positioning the condenser reflector and aperture member separately.
In addition, since the condenser reflector and the aperture member are integrated, only one chamber and gas exhaust unit are required to accommodate the condenser reflector and the aperture member. Can be simplified and the cost of the EUV light source device can be reduced.

図1は、本発明の実施例のEUV光源装置の概略構成を示す図である。
EUV光源装置は、チャンバ1の内部がホイルトラップ3によって放電部1aとEUV集光部1bとに区画されている。
放電部1aには、一対の円板状の放電電極20a、20bが絶縁部材20cを挟んで対向するよう配置されている。
各放電電極20a、20bは、各々の中心が同軸上に配置されている。紙面において下方側に位置する放電電極20bには、モータ20dの回転軸20eが取付けられている。 回転軸20eは、放電電極20aの中心と放電電極20bの中心とが回転軸20eの同軸上に位置している。回転軸20eは、メカニカルシール20fを介してチャンバ1内に導入される。
メカニカルシール20fは、チャンバ1内の減圧雰囲気を維持しつつ、回転軸20eの回転を許容する。
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an EUV light source apparatus according to an embodiment of the present invention.
In the EUV light source device, the interior of the chamber 1 is partitioned by a foil trap 3 into a discharge part 1a and an EUV condensing part 1b.
A pair of disc-shaped discharge electrodes 20a and 20b are arranged in the discharge part 1a so as to face each other with the insulating member 20c interposed therebetween.
The respective centers of the discharge electrodes 20a and 20b are arranged coaxially. A rotating shaft 20e of a motor 20d is attached to the discharge electrode 20b located on the lower side in the drawing. In the rotary shaft 20e, the center of the discharge electrode 20a and the center of the discharge electrode 20b are located on the same axis as the rotary shaft 20e. The rotating shaft 20e is introduced into the chamber 1 through a mechanical seal 20f.
The mechanical seal 20f allows rotation of the rotating shaft 20e while maintaining a reduced pressure atmosphere in the chamber 1.

放電電極20bの下方側には、例えばカーボンブラシ等で構成される摺動子20gおよび20hが設けられている。
摺動子20gは、放電電極20bに設けられた貫通孔を介して放電電極20aと電気的に接続される。摺動子20hは、放電電極20bと電気的に接続されている。
高電圧パルス発生部11は、摺動子20g、20hを介して、それぞれ放電電極20a、20bにパルス電力を供給する。
Sliders 20g and 20h made of, for example, a carbon brush or the like are provided below the discharge electrode 20b.
The slider 20g is electrically connected to the discharge electrode 20a through a through hole provided in the discharge electrode 20b. The slider 20h is electrically connected to the discharge electrode 20b.
The high voltage pulse generator 11 supplies pulse power to the discharge electrodes 20a and 20b via the sliders 20g and 20h, respectively.

円板状の放電電極20a,20bの周辺部は、エッジ形状に形成されている。高電圧パルス発生部11より放電電極20a、20bに電力が供給されると、両電極のエッジ部分間で放電が発生する。
放電が発生すると、放電電極20a,20bの周辺部は放電により高温となるので、放電電極20a,20bは、タングステン、モリブデン、タンタルなどの高融点金属からなる。絶縁部材20cは、窒化珪素、窒化アルミニウム、ダイヤモンド等からなる。
放電電極20bの溝部21bには、高温プラズマ生成用の液体または固体の原料が配置されている。
The peripheral portions of the disc-shaped discharge electrodes 20a and 20b are formed in an edge shape. When power is supplied from the high voltage pulse generator 11 to the discharge electrodes 20a and 20b, a discharge is generated between the edge portions of both electrodes.
When discharge occurs, the peripheral portions of the discharge electrodes 20a and 20b become high temperature due to discharge, so the discharge electrodes 20a and 20b are made of a high melting point metal such as tungsten, molybdenum, or tantalum. The insulating member 20c is made of silicon nitride, aluminum nitride, diamond, or the like.
A liquid or solid material for generating high temperature plasma is disposed in the groove 21b of the discharge electrode 20b.

チャンバ1には、原料Mに対してレーザビームを照射するためのエネルギービーム照射機50が設けられている。エネルギービーム照射機50から照射されるエネルギービームは、例えばレーザビームである。
放電電極20bの溝部21bに配置された高温プラズマ用の原料に対し、エネルギービーム照射機50からレーザ照射窓51、ミラー51aを介してレーザービーム等のエネルギービームが照射される。これによって、固体の原料LiまたはSnが放電電極20aと20bとの間で気化する。
放電部1aとEUV集光部1bとを区画する区画壁には、ホイルトラップ3が保持されている。
ホイルトラップ3は、放電電極を構成する物質、高温プラズマ発生用の原料Mを基にして発生するデブリが、集光反射鏡4に向けて飛散することを抑制するために設けられている。ホイルトラップ3は、放射状に伸びる複数の薄板により仕切られる複数の狭い空間が形成されている。
The chamber 1 is provided with an energy beam irradiator 50 for irradiating the raw material M with a laser beam. The energy beam emitted from the energy beam irradiator 50 is, for example, a laser beam.
An energy beam such as a laser beam is irradiated from the energy beam irradiator 50 through the laser irradiation window 51 and the mirror 51a to the high temperature plasma raw material disposed in the groove 21b of the discharge electrode 20b. As a result, the solid raw material Li or Sn is vaporized between the discharge electrodes 20a and 20b.
A foil trap 3 is held on a partition wall that partitions the discharge unit 1a and the EUV collector 1b.
The foil trap 3 is provided in order to suppress the debris generated based on the material constituting the discharge electrode and the raw material M for generating high temperature plasma from being scattered toward the condensing reflecting mirror 4. The foil trap 3 is formed with a plurality of narrow spaces partitioned by a plurality of thin plates extending radially.

EUV集光部1bには、集光反射鏡4が配置されている。集光反射鏡4は、高温プラズマから放射された波長13.5nmのEUV光を反射するための光反射面が形成されている。
集光反射鏡4は、集光反射鏡カバー40と、集光反射鏡カバー40の内部に互いに接触することなく入れ子状に配置された複数の光反射面4aとにより構成されている。各光反射面4aは、Ni(ニッケル)などからなる平滑面を有する基体材料の反射面側に、Ru(ルテニウム)、Mo(モリブデン)、Rh(ロジウム)などの金属を緻密にコーティングすることにより、0〜25°の射入射角度の極端紫外光を良好に反射するように形成されている。
集光反射鏡4を放電電極20a,20bとの関係で最適な場所に配置するための集光反射鏡位置調整機構9が、集光鏡4の底面に取り付けられている。集光反射位置調整機構9は、図5に示すものと同じ構成を有し、アパーチャー部材5が固定された集光反射鏡4を、X軸、Y軸、およびZ軸方向、並びに、θ1およびθ2方向に可動させることにより、集光反射鏡4を光学的に最適な場所に位置決めする。
A condensing reflecting mirror 4 is disposed in the EUV condensing unit 1b. The light reflecting mirror 4 is formed with a light reflecting surface for reflecting EUV light having a wavelength of 13.5 nm emitted from high temperature plasma.
The condensing reflecting mirror 4 includes a condensing reflecting mirror cover 40 and a plurality of light reflecting surfaces 4 a arranged in a nested manner without contacting each other inside the condensing reflecting mirror cover 40. Each light reflecting surface 4a is formed by densely coating a metal such as Ru (ruthenium), Mo (molybdenum), Rh (rhodium) on the reflecting surface side of the base material having a smooth surface made of Ni (nickel) or the like. In this case, extreme ultraviolet light having an incident angle of 0 to 25 ° is reflected well.
A condensing / reflecting mirror position adjusting mechanism 9 for arranging the condensing / reflecting mirror 4 at an optimal location in relation to the discharge electrodes 20 a and 20 b is attached to the bottom surface of the condensing mirror 4. The condensing / reflecting position adjusting mechanism 9 has the same configuration as that shown in FIG. By moving in the θ2 direction, the condenser reflector 4 is positioned at an optically optimal place.

集光反射鏡4の光出射方向には、アパーチャー部材5が配置されている。
アパーチャー部材5は、中央にφ4.6mmのEUV光出射開口5aを備え、全体としてドーナツ形状を有するもので、EUV光出射開口以外の部分は極端紫外光を透過しないようになっている。
集光反射鏡4とアパーチャー部材5とは、例えば、アパーチャー部材5のEUV光出射開口5aが集光反射鏡4によって反射されたEUV光が集光する位置(中間集光点Pともいう)の近傍に配置された状態で、かつ、アパーチャー部材5の開口5aの中心が集光反射鏡4の光軸上に位置するように、集光反射鏡4の外周方向に互いに離間して配置された複数の棒状の支持部材7を介して集光鏡4と一体化されている。
すなわち、アパーチャー部材5は、EUV光を無駄無く取出すことのできるように集光反射鏡4に対して最適に位置合わせされている。
各支持部材7は、それぞれ、一端が集光反射鏡4の光出射方向側の端部に接続されると共に、他端がアパーチャー部材5に接続されることにより、集光反射鏡4の光軸方向に伸びている。各支持部材7は、集光反射鏡4からの伝熱により過度に高温状態になることを避けるため、例えばSUS304(ステンレス)などの材料によって構成されている。
An aperture member 5 is arranged in the light emitting direction of the condenser reflector 4.
The aperture member 5 is provided with an EUV light exit opening 5a having a diameter of 4.6 mm at the center, and has a donut shape as a whole, and portions other than the EUV light exit opening do not transmit extreme ultraviolet light.
The condensing reflecting mirror 4 and the aperture member 5 are, for example, at a position (also referred to as an intermediate condensing point P) where EUV light reflected by the condensing reflecting mirror 4 is collected at the EUV light exit opening 5a of the aperture member 5. In the state of being arranged in the vicinity, and arranged so as to be spaced apart from each other in the outer peripheral direction of the condenser reflector 4 so that the center of the opening 5a of the aperture member 5 is located on the optical axis of the condenser reflector 4 It is integrated with the condenser mirror 4 via a plurality of rod-like support members 7.
That is, the aperture member 5 is optimally aligned with the condensing reflector 4 so that EUV light can be taken out without waste.
Each support member 7 has one end connected to the end of the light collecting / reflecting mirror 4 on the light emitting direction side and the other end connected to the aperture member 5, whereby the optical axis of the light collecting / reflecting mirror 4. It extends in the direction. Each support member 7 is made of, for example, a material such as SUS304 (stainless steel) in order to avoid an excessively high temperature state due to heat transfer from the condenser reflector 4.

図2、図3は、集光反射鏡4、アパーチャー部材5および支持部材7の構成、並びに、支持部材7を集光反射鏡4及びアパーチャー部材5に対して固定する方法を示す。
図2(a)に示す集光反射鏡4は、集光反射鏡カバー40を備える。集光反射カバー40は、光軸直交方向に広がるフランジ部41が形成され、支持部材固定用ネジ穴41a(雌ネジ穴)が、当該フランジ部41の側周面において互いに円周方向に等間隔で離間して各2箇所ずつ切られている。
図2(b)に示すアパーチャー部材5にも支持部材7を固定するための支持部材固定用穴5bが4箇所切られている。アパーチャー部材5のEUV光出射開口5aは、集光点後方でのEUV光の放射を妨げないようにするため、光出射方向に向かうにつれて幅広になる扇状に形成されている。
2 and 3 show the configuration of the condenser reflector 4, the aperture member 5 and the support member 7, and a method for fixing the support member 7 to the condenser reflector 4 and the aperture member 5. FIG.
The condensing reflector 4 shown in FIG. 2A includes a condensing reflector cover 40. The condensing / reflecting cover 40 has a flange portion 41 extending in the direction perpendicular to the optical axis, and support member fixing screw holes 41a (female screw holes) are equally spaced in the circumferential direction on the side peripheral surface of the flange portion 41. The two are separated by two at a distance.
The support member fixing hole 5b for fixing the support member 7 is also cut in the aperture member 5 shown in FIG. The EUV light exit opening 5a of the aperture member 5 is formed in a fan shape that becomes wider as it goes in the light exit direction so as not to disturb the EUV light emission behind the condensing point.

図3(c)に示す支持部材7は、集光反射鏡固定部7a、アパーチャー部材固定部7c、支持棒7bから構成される。これらは一体となっており、集光反射鏡固定部7aに2箇所、アパーチャー部材固定部7cに1箇所穴が切られている。この支持部材7を4つ使用して集光反射鏡4とアパーチャー部材5とを一体化する。支持部材7を設計・制作する上で重要となるパラメータ、すなわち、集光反射鏡固定部7aと支持棒7bのなす角、アパーチャー部材固定部7cと支持棒7bのなす角及び支持棒7の長さは、集光反射鏡4とアパーチャー部材5とを幾何学的に最適に配置することによって決定される。
図3(d)は、集光反射鏡4とアパーチャー部材5の一体構造を示す。集光反射鏡4および集光反射鏡固定部7a、並びに、アパーチャー部材5およびアパーチャー部材固定部7cは、ボルトにより固定される。アパーチャー部材5は、4つの支持部材7を介して集光反射鏡4と固定されているため、光軸から外れない構造になる。集光反射鏡4とアパーチャー部材5とは、アパーチャー部材5が集光反射鏡4に対して光学的な位置決めされた状態で機械的に固定されることで、ユニット化されている。
図1に戻り、チャンバ1には、放電部1a,EUV集光部1bを排気して真空状態にするためのガス排気ユニット1c、1dと、EUV光をチャンバ1の外部に出射するためのEUV光出射部6が設けられている。
制御部8は高電圧パルス発生部11、モータ20d、ガス排気ユニット1c、1d、エネルギービーム照射機50の動作を制御する。
The support member 7 shown in FIG. 3C is composed of a condenser reflector fixing portion 7a, an aperture member fixing portion 7c, and a support rod 7b. These are integrated, and two holes are cut in the condenser reflector fixing portion 7a, and one hole is cut in the aperture member fixing portion 7c. The condensing reflector 4 and the aperture member 5 are integrated by using four support members 7. Parameters important in designing and producing the support member 7, that is, the angle formed by the condenser reflecting mirror fixing portion 7a and the support rod 7b, the angle formed by the aperture member fixing portion 7c and the support rod 7b, and the length of the support rod 7 The height is determined by optimally arranging the condenser reflector 4 and the aperture member 5 geometrically.
FIG. 3D shows an integral structure of the condenser reflector 4 and the aperture member 5. The condensing reflecting mirror 4 and the condensing reflecting mirror fixing portion 7a, and the aperture member 5 and the aperture member fixing portion 7c are fixed by bolts. Since the aperture member 5 is fixed to the condenser reflector 4 via the four support members 7, the aperture member 5 does not deviate from the optical axis. The condenser reflector 4 and the aperture member 5 are unitized by mechanically fixing the aperture member 5 in an optically positioned state with respect to the condenser reflector 4.
Returning to FIG. 1, in the chamber 1, gas exhaust units 1 c and 1 d for exhausting the discharge unit 1 a and the EUV collector 1 b to make a vacuum state, and EUV for emitting EUV light to the outside of the chamber 1. A light emitting portion 6 is provided.
The controller 8 controls operations of the high voltage pulse generator 11, the motor 20d, the gas exhaust units 1c and 1d, and the energy beam irradiator 50.

以下に、本発明に係るEUV光光源装置の動作の一例を説明する。
制御部8からの指令により、モータ20dによって放電電極20a,20bが周方向に回転するよう駆動される。
制御部8からの指令により、放電電極20bの溝部21bに配置された高温プラズマ用の原料に対し、エネルギービーム照射機50からレーザ入射窓51、ミラー51aを介してレーザービームが照射され、これによって気化したLiまたはSnが放電電極20aと20bとの間の放電領域に到達する。この状態で、制御部8から高電圧パルス発生部11に指令が送信される。
高電圧パルス発生部11によって放電電極20a、20bにパルス電圧が供給され、放電電極20a、20bのエッジ間で高温プラズマが発生する。高温プラズマから放射されたEUV光は、直接或いは集光反射鏡4に反射されることによってアパーチャー部材5に設けられたEUV光出射開口5aに導入されると共に、EUV光出射開口5aを通過したEUV光のみがEUV光出射部6からチャンバ1の外方に出射する。
Below, an example of operation | movement of the EUV light source device which concerns on this invention is demonstrated.
In response to a command from the control unit 8, the motor 20d drives the discharge electrodes 20a and 20b to rotate in the circumferential direction.
In response to a command from the control unit 8, the raw material for high-temperature plasma arranged in the groove 21b of the discharge electrode 20b is irradiated with a laser beam from the energy beam irradiator 50 through the laser incident window 51 and the mirror 51a. Vaporized Li or Sn reaches the discharge region between the discharge electrodes 20a and 20b. In this state, a command is transmitted from the control unit 8 to the high voltage pulse generation unit 11.
The high voltage pulse generator 11 supplies a pulse voltage to the discharge electrodes 20a and 20b, and high temperature plasma is generated between the edges of the discharge electrodes 20a and 20b. The EUV light radiated from the high-temperature plasma is introduced into the EUV light exit opening 5a provided in the aperture member 5 by being reflected directly or by the condenser reflector 4, and the EUV light that has passed through the EUV light exit opening 5a. Only the light exits from the EUV light exit 6 to the outside of the chamber 1.

以上のように、本発明のEUV光源装置では、アパーチャー部材5が集光反射鏡4に対して光学的に最適な場所に位置決めされた状態で固定されているので、集光反射鏡位置調整機構9によって集光反射鏡4を光学的に最適な場所に位置決めするだけで、放電電極20a,20bに対する集光反射鏡4、およびアパーチャー部材5のすべての光学的位置調整が完了する。
本発明のEUV光源装置の最大の利点は、集光反射鏡4とアパーチャー5がユニット化されているので、EUV光源装置の納入先等に出向いて集光反射鏡4やアパーチャー部材5を新品に交換するとき、ユニット毎に交換して集光反射鏡4を光学的に最適な場所に位置決めすればよく、集光反射鏡4とアパーチャー部材5を別々に位置調整するという極めて煩わしい作業から解放されることにある。
しかも、本発明のEUV光源装置によれば、集光反射鏡とアパーチャー部材とをユニット化したことにより、集光反射鏡とアパーチャー部材とを収容するのに必要なチャンバおよびガス排気ユニットが1つのみで済むため、EUV光源装置の構成が簡易となり、EUV光源装置のコストを低減することができる。
As described above, in the EUV light source device of the present invention, the aperture member 5 is fixed in a state where it is positioned optically optimally with respect to the condensing reflector 4, so that the condensing reflector position adjusting mechanism 9, all the optical position adjustment of the condensing / reflecting mirror 4 and the aperture member 5 with respect to the discharge electrodes 20a and 20b is completed only by positioning the condensing / reflecting mirror 4 at an optically optimal place.
The greatest advantage of the EUV light source device of the present invention is that the condensing reflector 4 and the aperture 5 are unitized, so the concentrating reflector 4 and the aperture member 5 are made new by visiting the EUV light source device delivery destination or the like. When exchanging, it is only necessary to replace each unit and position the condensing reflector 4 at an optically optimal place, and it is freed from the extremely troublesome work of adjusting the position of the condensing reflector 4 and the aperture member 5 separately. There is to be.
In addition, according to the EUV light source apparatus of the present invention, since the condenser reflector and the aperture member are unitized, one chamber and a gas exhaust unit required to accommodate the condenser reflector and the aperture member are provided. Therefore, the configuration of the EUV light source device is simplified, and the cost of the EUV light source device can be reduced.

本発明の実施例のEUV光源装置の概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the EUV light source device of the Example of this invention. 本発明の実施例において集光反射鏡、アパーチャー部材および支持部材の構造を示す図である。It is a figure which shows the structure of a condensing reflective mirror, an aperture member, and a supporting member in the Example of this invention. 本発明の実施例において支持部材を集光反射鏡及びアパーチャー部材に対して固定した構造を示す図である。It is a figure which shows the structure which fixed the support member with respect to the condensing reflector and the aperture member in the Example of this invention. 従来のEUV光源装置の構成を簡易的に説明する図である。It is a figure explaining simply the composition of the conventional EUV light source device. 集光反射鏡位置調整機構を説明する模式図である。It is a schematic diagram explaining a condensing reflector position adjustment mechanism. アパーチャー部材位置調整機構を説明する模式図である。It is a schematic diagram explaining an aperture member position adjustment mechanism.

符号の説明Explanation of symbols

1 チャンバ
1a 放電部
1b EUV集光部
1c ガス排気ユニット
1d ガス排気ユニット
3 ホイルトラップ
4 集光反射鏡
4a 光反射面
5 アパーチャー部材
5a 開口
6 EUV光出射部
7 支持部材
8 制御部
9 集光鏡位置調整機構
11 高電圧パルス発生部
20a 第1の放電電極
20b 第2の放電電極
20c 絶縁部材
20d モータ
20e 回転軸
40 集光反射鏡カバー
50 エネルギービーム照射機
51 ミラー
51a レーザ入射窓
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Chamber 1a Discharge part 1b EUV condensing part 1c Gas exhaust unit 1d Gas exhaust unit 3 Wheel trap 4 Condensing reflecting mirror 4a Light reflecting surface 5 Aperture member 5a Opening 6 EUV light emission part 7 Support member 8 Control part 9 Condensing mirror Position adjustment mechanism 11 High voltage pulse generator 20a First discharge electrode 20b Second discharge electrode 20c Insulating member 20d Motor 20e Rotating shaft 40 Condensing reflector cover 50 Energy beam irradiator 51 Mirror 51a Laser incident window

Claims (2)

極端紫外光を集光する集光反射鏡と、集光された該極端紫外光を所定の大きさに絞り込むための開口を備えるアパーチャー部材とから構成される集光反射鏡ユニットであって、 前記集光反射鏡と前記アパーチャー部材とが、一端が前記集光反射鏡に固定され、他端が前記アパーチャー部材に固定された支持部材を介して接続され、光学的に位置決めされた状態とされている
ことを特徴とする極端紫外光光源装置用集光反射鏡ユニット。
A condensing reflector unit comprising a condensing reflector for collecting extreme ultraviolet light and an aperture member having an aperture for narrowing the collected extreme ultraviolet light to a predetermined size, The condensing reflecting mirror and the aperture member are optically positioned with one end fixed to the condensing reflecting mirror and the other end connected via a support member fixed to the aperture member. A condensing reflector unit for an extreme ultraviolet light source device.
チャンバと、
このチャンバ内に極端紫外光を放射させるための原料を供給する原料供給手段と、
前記原料の表面にエネルギービームを照射して当該原料を気化するエネルギービーム照射手段と、
気化された前記原料を、放電により上記チャンバ内で加熱励起し高温プラズマを発生させるための一対の放電電極と、
前記放電電極にパルス電力を供給するパルス電力供給手段と、
前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反射鏡と、
前記高温プラズマから放射される極端紫外光を所定の大きさに絞り込むための極端紫外光出射開口を備えるアパーチャー部材と、を備える極端紫外光光源装置であって、
前記アパーチャー部材が前記集光反射鏡に対して光学的に位置決めされた状態で、該集光反射鏡に固定され、
前記アパーチャー部材が固定された前記集光反射鏡を、可動させる集光反射鏡位置調整機構が設けられている
ことを特徴とする極端紫外光光源装置。
A chamber;
A raw material supply means for supplying a raw material for emitting extreme ultraviolet light into the chamber;
Energy beam irradiation means for irradiating the surface of the raw material with an energy beam to vaporize the raw material;
A pair of discharge electrodes for heating and exciting the vaporized raw material in the chamber by discharge to generate high-temperature plasma;
Pulse power supply means for supplying pulse power to the discharge electrode;
A condenser reflector for collecting extreme ultraviolet light emitted from the high-temperature plasma;
An extreme ultraviolet light source device comprising an aperture member having an extreme ultraviolet light exit aperture for narrowing the extreme ultraviolet light emitted from the high temperature plasma to a predetermined size,
In a state where the aperture member is optically positioned with respect to the condenser reflector, the aperture member is fixed to the condenser reflector,
An extreme ultraviolet light source device, characterized in that a condensing reflector position adjusting mechanism is provided for moving the condensing reflector with the aperture member fixed thereto.
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