JP2010186995A - 極端紫外光源装置及びクリーニング方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】この極端紫外光源装置は、極端紫外光の生成が行われるチャンバと、チャンバ内にターゲット物質を供給するターゲット物質供給部と、ターゲット物質にドライバ用パルスレーザ光を照射してプラズマを生成するドライバレーザ装置と、クリーニング用パルスレーザ光を射出するクリーニングレーザ装置と、チャンバ内に設置された部品にクリーニング用パルスレーザ光を照射することにより、該部品の表面に付着したデブリを除去するように、クリーニングレーザ装置から射出されるクリーニング用パルスレーザ光の照射位置を制御する制御部とを含む。
【選択図】図1
Description
(実施形態1)
図1は、本発明の第1の実施形態に係るLPP式EUV光源装置におけるレーザクリーニング装置の構成を示す図である。レーザクリーニング装置以外の構成は、例えば、図5に示す第2の実施形態に係るLPP式EUV光源装置の構成と同様である。
EUV光源装置を制御するコントローラ11から、クリーニング用パルスレーザ光を用いたデブリ洗浄の命令がレーザクリーニングコントローラ12に入力されると、レーザクリーニングコントローラ12は、現状におけるEUV集光ミラー51の反射面52におけるレーザ光照射位置と光軸方向エネルギー密度可変モジュール15との間の光路上の距離を算定又は計測して、レーザ光照射位置におけるクリーニング用パルスレーザ光のエネルギー密度を所望のエネルギー密度に設定する制御信号を光軸方向エネルギー密度可変モジュール15に送信する。また、レーザクリーニングコントローラ12は、クリーニングレーザ装置13に制御信号を送信し、デブリを除去できる所定のパルス数で発振させる。
Fv=kr−7 ・・・(1)
ここで、kは所定の係数である。
Fv=4kr−4 ・・・(2)
Fv=2πkd/r0 2 ・・・(4)
図5は、本発明の第2の実施形態に係るLPP式EUV光源装置の構成を示す図である。図5に示すLPP式EUV光源装置は、コントロールシステム10と、図1に示す第1の実施形態におけるのと同様なレーザクリーニング装置と、EUV光生成チャンバ50と、EUV集光ミラー51と、ターゲット供給装置53と、ターゲット回収装置54と、ドライバレーザ装置57と、ドライバ用パルスレーザ光のための集光光学系58と、ドライバ用パルスレーザ光のためのレーザダンパ60と、スペクトル純度フィルタ(SPF)61と、ピンホール板63と、ゲートバルブ64と、2つの電磁石75とを含んでいる。
(a)光学素子の例:ドライバ用パルスレーザ光のためのウインドウ59、ドライバ用パルスレーザ光のための集光光学系58の一部の光学素子がEUV光生成チャンバ50に内蔵されている場合には、EUV光生成チャンバ50に内蔵されている一部の光学素子、クリーニング用パルスレーザ光のためのウインドウ22、スペクトル純度フィルタ(SPF)61、EUV光強度検出器等のレーザ光又はEUV光のための光学素子であれば、何でも対象になる。さらに、ドロプレット等の計測をする計測器のためのウインドウ等も対象になる。
(b)機械部品の例:EUV光生成チャンバ50の内壁面、ターゲット供給装置53、ターゲット回収装置54、ドライバ用パルスレーザ光のためのレーザダンパ60等が対象になる。
まず、ステップS11において、レーザクリーニングを開始するか否かを判断するサブルーチンが実行される。その結果、レーザクリーニングが必要と判断された場合(YES)には、処理がステップS12に移行し、レーザクリーニングが不要と判断された場合(NO)には、処理がステップS17に移行する。
(1)EUV光の発光点(第1焦点位置56)における光強度Esourceと、EUV集光ミラー51によりIF62に集光されるEUV光の強度Eifを計測することにより、反射率に相当するパラメータR=Eif/Esourceを求める。
(2)ファーフィールド検出器(図12の説明にて後述する)をEUV光源装置に備えている場合には、ファーフィールドパターンにおける強度分布のコントラストC=(Imax−Imin)/(Imax+Imin)をパラメータRとし、クリーニングを必要とするコントラストをしきい値Rcとしても良い。
(3)ファーフィールド検出器をEUV光源装置に備えている場合には、ファーフィールドパターンにおける強度分布の平均値EavとEUV光の発光点における光強度Esourceとの比を求めて、R=Eav/Esourceとしても良い。
(4)ファーフィールド検出器又はミラー表面イメージ検出器(ミラー表面イメージ検出器に関しては、図14の説明にて後述する)を、EUV光源装置に備えている場合には、デブリ付着エリアAdeと全体のエリアAとの比を求めて、R=Ade/Aとしても良い。
まず、ステップS301において、コントロールシステム10が、クリーニング用パルスレーザ光を出力するようにクリーニングレーザ装置13を制御し、ステップS302において、クリーニング用パルスレーザ光でEUV集光ミラー51の反射面52を走査するように走査光学系(HRミラー21及びスキャニングミラー25)を制御する。そして、ステップS303において、コントロールシステム10は、デブリが除去されたか否かを確認する。ここで、デブリが除去されたことが確認された場合(YES)には、処理がメインフローにリターンし、デブリが除去されたことが確認されない場合(NO)には、処理がステップS301に戻り、レーザクリーニングを繰り返す。この例では、EUVミラー51の反射面52を走査する場合を示したが、本発明はこの例に限定されることなく、その他の光学素子や機械部品の表面を走査して、デブリを除去しても良い。
まず、ステップS401において、コントロールシステム10が、EUV集光ミラー51を高精度にアライメントする。例えば、EUV光を使用せずに、EUV集光ミラー51の第1焦点位置56が所望の位置となるように調節する。次に、ステップS402において、コントロールシステム10は、露光機65にEUV光が入力するのを防ぐために、シャッタ等でEUV光を遮光する。そして、ステップS403において、コントロールシステム10は、ドロップレットターゲット55を発生するようにターゲット供給装置53を制御し、ターゲット供給装置53の動作を安定化してドロップレットを安定化させる。
(1)EUV光の発生位置がEUV集光ミラー51の第1焦点位置56の近傍における所定の範囲内にあるか否かをCCD等を用いて検出して判定が行われる。
(2)ファーフィールドパターンにおける強度分布が所望の均一性を有するか否かに基づいて判定が行われる。
(3)IF62における発光点の像の位置、大きさ、又は、エネルギーを検出する計測器を用いて、検出値が所定の範囲内に入っているか否かに基づいて判定が行われる。
図12は、本発明の第3の実施形態に係るLPP式EUV光源装置の構成を示す図である。第3の実施形態に係るEUV光源装置は、EUV集光ミラー51の反射面52におけるデブリ付着領域(状態)を観測するためにEUV光のファーフィールドパターンを検出するファーフィールド検出器26を備えている。その他の点に関しては、図5に示す第2の実施形態と同様である。一般に、ファーフィールドパターンとは、EUV集光ミラー51の第1焦点位置56におけるEUV光の像が転写される第2焦点位置(IF)62よりも第1焦点位置56から遠い位置において広がったEUV光の照度分布パターン(ビームパターン)と定義される。
コントロールシステム10は、レーザクリーニング装置13を制御することにより検査用にEUV光を発生させ(ステップS21)、EUV集光ミラー51の反射面52のファーフィールドパターンをファーフィールド検出器26から入手して、反射率が低下した領域が存在するか否かを判定する(ステップS22)。反射率低下領域が存在しない場合には、処理が再びステップS21に戻って、コントロールシステム10は、EUV光を発生させてデブリの付着を監視する。一方、反射率低下領域が存在する場合には、コントロールシステム10は、反射率が低下した領域をクリーニング用パルスレーザ光で走査しながらクリーニングを実施し(ステップS23)、その後、初めからクリーニング手順を繰り返す。
図14は、本発明の第4の実施形態に係るLPP式EUV光源装置の構成を示す図である。第4の実施形態に係るLPP式EUV光源装置は、第3の実施形態におけるのと同様に、EUV集光ミラー51のデブリ付着領域(状態)を検出する検出器を備えて、EUV集光ミラー51の反射面51に付着したデブリをクリーニング用パルスレーザ光で除去するものである。
コントロールシステム10は、レーザクリーニング装置を制御することにより検査用にEUV光を発生させ(ステップS31)、ミラー表面イメージ検出器29からEUV集光ミラー51の反射面52の画像を入手して、反射率が低下した領域が存在するか否かを判定する(ステップS32)。反射率低下領域が存在しない場合には、処理が再びステップS31に戻って、コントロールシステム10は、EUV光を発生させてデブリの付着を監視する。反射率低下領域が存在する場合には、コントロールシステム10は、反射率が低下した領域をクリーニング用パルスレーザ光で走査しながらクリーニングを実施し(ステップS33)、その後、初めからクリーニング手順を繰り返す。
図16は、本発明の第5の実施形態に係るLPP式EUV光源装置の構成を示す図である。第5の実施形態に係るLPP式EUV光源装置は、EUV集光ミラー51をEUV集光ミラー用クリーニングチャンバ(洗浄室)31に移動させて、クリーニングチャンバ31でクリーニングレーザ装置13からEUV集光ミラー51の反射面52にパルスレーザ光を照射してデブリ除去し、その後、清浄なEUV集光ミラー51をEUV光生成チャンバ50内の元の位置に戻す。このEUV光源装置は、EUV光生成チャンバ50内でEUV光を用いた露光を行っている時にはEUV集光ミラー51のクリーニングを行わず、EUV集光ミラー51のクリーニングが必要になった時に露光を中止して、EUV集光ミラー51をクリーニングチャンバ31に退避させてクリーニングする。
図18は、本発明の第6の実施形態に係るLPP式EUV光源装置の構成を示す図である。第5の実施形態に係るLPP式EUV光源装置が、1つのEUV集光ミラーを備えて、デブリ付着時にはEUV光発生を中断し、EUV集光ミラーをクリーニングチャンバに退避してクリーニングするのに対して、第6の実施形態に係るLPP式EUV光源装置は、2つのEUV集光ミラーと2つのクリーニングチャンバとを備えて、2つのEUV集光ミラーを交互にレーザクリーニングすることにより、装置の運転休止時間を短縮することができる。
(1)1対のクリーニングチャンバ(洗浄室)39及び40と、1対のEUV集光ミラー41及び42と、1対の走査光学系37及び38と、1対のゲートバルブ67及び68と、1対のEUV集光ミラーの移動機構とが、それぞれ、図中上下の2箇所に配置されている。コントロールシステム10は、一方の集光ミラーがEUV光生成チャンバ50内で稼働している間に他方の集光ミラーが1対のクリーニングチャンバ39及び40のいずれか一方において洗浄されるように、EUV集光ミラーの移動機構を制御する。
(2)コントロールシステム10の制御の下で、クリーニングレーザ装置13から射出されるクリーニング用パルスレーザ光が、ビーム切換装置36によって、1対の走査光学系37及び38の内のいずれか一方に導入される。
以上の実施形態においては、ドライバレーザ装置57の他にクリーニングレーザ装置13を別途用意して、EUV集光ミラー51の反射面52をクリーニングしているが、第7の実施形態においては、ドライバレーザ装置57がクリーニングレーザ装置と兼用される。
Claims (12)
- ターゲット物質にドライバ用パルスレーザ光を照射してターゲット物質をプラズマ化することにより極端紫外光を発生する極端紫外光源装置であって、
極端紫外光の生成が行われるチャンバと、
前記チャンバ内に前記ターゲット物質を供給するターゲット物質供給部と、
前記ターゲット物質にドライバ用パルスレーザ光を照射してプラズマを生成するドライバレーザ装置と、
クリーニング用パルスレーザ光を射出するクリーニングレーザ装置と、
前記チャンバ内に設置された部品にクリーニング用パルスレーザ光を照射することにより、前記部品の表面に付着したデブリを除去するように、前記クリーニングレーザ装置から射出されるクリーニング用パルスレーザ光の照射位置を制御する制御部と、
を具備する極端紫外光源装置。 - 前記クリーニングレーザ装置が、紫外領域の光を含むクリーニング用パルスレーザ光を射出する、請求項1記載の極端紫外光源装置。
- 前記制御部が、前記部品の表面を走査するようにクリーニング用パルスレーザ光の照射位置を制御すると同時に、該クリーニング用パルスレーザ光のエネルギー密度を調整する、請求項1又は2記載の極端紫外光源装置。
- 前記チャンバ内に設置された部品が、前記プラズマから放射される極端紫外光を集光する集光ミラーを含む、請求項1〜3のいずれか1項記載の極端紫外光源装置。
- 極端紫外光のファーフィールドパターンを検出するファーフィールド検出器をさらに具備し、
前記制御部が、極端紫外光のファーフィールドパターンに基づいて前記集光ミラーの表面における汚れの位置を検出し、該汚れの位置にクリーニング用パルスレーザ光を照射してデブリを除去するように、前記クリーニングレーザ装置から射出されるクリーニング用パルスレーザ光の照射位置を制御する、請求項1〜4のいずれか1項記載の極端紫外光源装置。 - 前記集光ミラーの反射面の像を検出するミラー表面イメージ検出器をさらに具備し、
前記制御部が、前記ミラー表面イメージ検出器の出力信号に基づいて前記集光ミラーの反射面における汚れの位置を検出し、該汚れの位置にクリーニング用パルスレーザ光を照射してデブリを除去するように、前記クリーニングレーザ装置から射出されるクリーニング用パルスレーザ光の照射位置を制御する、請求項1〜5のいずれか1項記載の極端紫外光源装置。 - 前記クリーニングレーザ装置が、前記ドライバレーザ装置がドライバ用パルスレーザ光の複数のパルスを発生するタイミングと異なるタイミングでクリーニング用パルスレーザ光を発生する、請求項1〜6のいずれか1項記載の極端紫外光源装置。
- ターゲット物質にドライバ用パルスレーザ光を照射してターゲット物質をプラズマ化することにより極端紫外光を発生する極端紫外光源装置であって、
極端紫外光の生成が行われるチャンバと、
前記チャンバ内に前記ターゲット物質を供給するターゲット物質供給部と、
前記ターゲット物質にドライバ用パルスレーザ光を照射してプラズマを生成すると共に、クリーニング用パルスレーザ光を射出するドライバレーザ装置と、
前記チャンバ内に設置された部品にクリーニング用パルスレーザ光を照射することにより、前記部品の表面に付着したデブリを除去するように、前記ドライバレーザ装置から射出されるクリーニング用パルスレーザ光の照射位置を制御する制御部と、
を具備する極端紫外光源装置。 - 前記チャンバ内に設置された部品が、前記プラズマから放射される極端紫外光を集光する集光ミラーを含み、
前記チャンバから前記集光ミラーを退避させて、前記集光ミラーの反射面にクリーニング用パルスレーザ光が照射されてデブリが除去された後に、前記集光ミラーを前記チャンバに戻す移動機構を備えた洗浄室をさらに具備する、請求項1〜3のいずれか1項記載の極端紫外光源装置。 - 1対の前記洗浄室と、1対の前記集光ミラーとを具備し、
前記制御部が、一方の集光ミラーが前記チャンバ内で稼働している間に他方の集光ミラーが前記1対の洗浄室のいずれか一方において洗浄されるように前記移動機構を制御する、請求項9記載の極端紫外光源装置。 - ターゲット物質にドライバ用パルスレーザ光を照射してターゲット物質をプラズマ化することにより極端紫外光を発生する極端紫外光源装置において、極端紫外光の生成が行われるチャンバ内に設置された部品をクリーニングする方法であって、
クリーニングレーザ装置からクリーニング用パルスレーザ光を射出するステップと、
前記部品の表面を走査するように前記部品の表面にクリーニング用パルスレーザ光を照射することにより、前記部品の表面に付着したデブリを除去するステップと、
を具備するクリーニング方法。 - ターゲット物質にドライバ用パルスレーザ光を照射してターゲット物質をプラズマ化することにより極端紫外光を発生する極端紫外光源装置において、極端紫外光の生成が行われるチャンバ内に設置された部品をクリーニングする方法であって、
ドライバレーザ装置からクリーニング用パルスレーザ光を射出するステップと、
前記部品の表面を走査するように前記部品の表面にクリーニング用パルスレーザ光を照射することにより、前記部品の表面に付着したデブリを除去するステップと、
を具備するクリーニング方法。
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