JP2012209182A - Extreme ultraviolet light source apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、極端紫外光を放射する極端紫外光光源装置に関し、さらに詳細には、極端紫外光光源装置から光出射口を介して接続される露光機への汚染物質の流出を防ぐことができる極端紫外光光源装置に関するものである。 The present invention relates to an extreme ultraviolet light source device that emits extreme ultraviolet light, and more specifically, it is possible to prevent the outflow of contaminants from the extreme ultraviolet light source device to an exposure machine connected via a light exit port. The present invention relates to an extreme ultraviolet light source device.
半導体集積回路の微細化、高集積化につれて、露光用光源の短波長化が進められ、次世代の半導体露光用光源として、特に波長13.5nmの極端紫外光(以下、EUV(Extreme Ultra Violet)光ともいう)を放射する極端紫外光光源装置(以下、EUV光源装置ともいう)の開発が進められている。
図9は、特許文献1に記載されたEUV光源装置を簡易的に説明するための図である。
EUV光源装置は、容器であるチャンバ1を有する。チャンバ1内には、プラズマ発生部を構成する一対の円板状の放電電極2a,2bなどが収容される放電部1aと、ホイルトラップ5や集光光学手段であるEUV集光鏡6などが収容されるEUV集光部1bとを備えている。
3は、放電部1a、EUV集光部1bを排気して、チャンバ1内を真空状態にするためのガス排気ユニットである。
2a,2bは円盤状の電極である。電極2a,2bは所定間隔だけ互いに離間しており、それぞれ回転モータ16a,16bが回転することにより、16c,16dを回転軸として回転する。
14は、波長13.5nmのEUV光を放射する高温プラズマ原料である。高温プラズマ原料14は、加熱された溶融金属(melted metal)例えば液体状のスズであり、コンテナ15に収容される。
As semiconductor integrated circuits are miniaturized and highly integrated, exposure light sources have become shorter in wavelength, and as a next-generation semiconductor exposure light source, in particular, extreme ultraviolet light with a wavelength of 13.5 nm (hereinafter referred to as EUV (Extreme Ultra Violet)). Development of an extreme ultraviolet light source device (hereinafter also referred to as an EUV light source device) that emits light) is underway.
FIG. 9 is a diagram for simply explaining the EUV light source device described in Patent Document 1. In FIG.
The EUV light source apparatus has a chamber 1 that is a container. In the chamber 1, there are a discharge part 1a in which a pair of disc-
Reference numeral 3 denotes a gas exhaust unit for exhausting the discharge unit 1a and the EUV condensing unit 1b to make the chamber 1 in a vacuum state.
2a and 2b are disk-shaped electrodes. The
14 is a high-temperature plasma raw material that emits EUV light having a wavelength of 13.5 nm. The high temperature plasma raw material 14 is heated molten metal, for example, liquid tin, and is accommodated in the container 15.
上記電極2a,2bは、その一部が高温プラズマ原料14を収容するコンテナ15の中に浸されるように配置される。電極2a,2bの表面上に乗った液体状の高温プラズマ原料14は、電極2a,2bが回転することにより、放電空間に輸送される。上放電空間に輸送された高温プラズマ原料14に対してレーザ源17aよりレーザ光17が照射される。レーザ光17が照射された高温プラズマ原料14は気化する。
高温プラズマ原料14がレーザ光17の照射により気化された状態で、電極2a,2bに、電力供給手段4からパルス電力が印加されることにより、両電極2a,2b間にパルス放電が開始し、高温プラズマ原料14によるプラズマPが形成される。放電時に流れる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PからEUVが放射される。
高温プラズマPから放射されたEUV光は、EUV集光鏡6により集光鏡6の集光点(中間集光点とも言う)fに集められ、EUV光出射口7から出射し、EUV光源装置にEUV光出射口7を介して接続された点線で示した露光機30に入射する。
The
In a state where the high-temperature plasma raw material 14 is vaporized by the irradiation of the laser light 17, pulse power is applied to the
The EUV light radiated from the high temperature plasma P is collected by the EUV collector mirror 6 at a condensing point (also referred to as an intermediate condensing point) f of the condensing mirror 6, and is emitted from the EUV light exit port 7. Then, the light enters the exposure device 30 indicated by a dotted line connected via the EUV light exit 7.
EUV光源装置のチャンバ内には、水やハイドロカーボン(炭化水素)など露光機内を汚染する物質が漂っている。そのため、EUV光源装置と露光機を接続する光出射口から、上記汚染物質が露光機側に流出する可能性がある。
EUV光を透過する硝材(ガラス)はないので、汚染物質の流出をふさぐために光出射口に蓋を設けることができない。すなわち、EUV光源装置においては、汚染物質の露光機側への流出を防ぐことは重要な課題である。
本発明は上記に基づきなされたものであって、極端紫外光光源装置の光出射口から露光機側に汚染物質が流出することを防ぐことができる装置を実現することを目的とする。
In the chamber of the EUV light source device, substances that contaminate the inside of the exposure apparatus such as water and hydrocarbon (hydrocarbon) are drifting. For this reason, there is a possibility that the contaminants flow out to the exposure machine side from the light exit port connecting the EUV light source device and the exposure machine.
Since there is no glass material (glass) that transmits EUV light, a lid cannot be provided at the light exit in order to block outflow of contaminants. That is, in the EUV light source apparatus, it is an important problem to prevent the outflow of contaminants to the exposure machine side.
The present invention has been made based on the above, and it is an object of the present invention to realize an apparatus capable of preventing a contaminant from flowing out from the light exit of an extreme ultraviolet light source apparatus to the exposure machine side.
上記課題を解決するため、本発明においては、極端紫外光光源装置の集光鏡と光出射口の間に回転翼(プロペラ)を配置し、その回転軸を極端紫外光の光路外に配置する。そして、回転翼を回転させ、極端紫外光が発光していないとき、回転翼を集光鏡と光出射口の間を通過させる。回転翼が光出射口の前を通過する間は、光出射口が回転翼によって実質的に遮蔽される。また、回転翼はEUV光の光軸と交差するように回転しているので、光出射口に向かって進んできた汚染物質が回転翼と衝突し、その進行方向が曲げられることによって汚染物質の流出が抑制される。
ここで、回転翼は、集光鏡により集光される極端紫外光の光路を横切ることにもなる。そのため、極端紫外光が光出射口を通過することを妨げないように、極端紫外光を放射するプラズマの発生のタイミングと、回転翼の回転周期を同期させ、回転翼はプラズマが発生していない時に、光出射口の光入射の前を通過するようにする。
すなわち、本発明は次のようにして前記課題を解決する。
(1)容器内に、プラズマ発生部と、該プラズマ発生部において発生したプラズマから放射する極端紫外光を集光する集光鏡とを備え、上記容器には、上記集光鏡により集光された極端紫外光が出射するとともに、第2の容器(露光機)に接続された光出射口が形成されている極端紫外光光源装置において、上記集光鏡と上記光出射口との間であって上記光出射口の光入射側に、極端紫外光の光軸と交差する平面内を回転する回転翼を配置し、該回転翼を回転させる回転手段の回転軸を、上記集光鏡が集光する極端紫外光の光路外に配置する。
(2)上記(1)において、上記の極端紫外光光源装置に上記回転手段を制御する回転制御部を設け、該回転制御部は、上記プラズマ発生部におけるプラズマの発生の周期と、上記回転翼の回転周期とを同期させ、上記プラズマが発生していない時に、上記回転翼が上記集光鏡と光出射口の間を通過するように回転翼の回転を制御する。
In order to solve the above problems, in the present invention, a rotating blade (propeller) is disposed between the collector mirror and the light exit of the extreme ultraviolet light source device, and the rotation axis thereof is disposed outside the optical path of the extreme ultraviolet light. . Then, the rotating blade is rotated, and when the extreme ultraviolet light is not emitted, the rotating blade is passed between the condenser mirror and the light exit port. While the rotary blade passes in front of the light emission port, the light emission port is substantially shielded by the rotary blade. In addition, since the rotor blades are rotated so as to intersect the optical axis of the EUV light, the contaminants that have traveled toward the light exit port collide with the rotor blades, and the traveling direction is bent, so Outflow is suppressed.
Here, the rotary blade also crosses the optical path of the extreme ultraviolet light collected by the condenser mirror. Therefore, the generation timing of the plasma that emits extreme ultraviolet light is synchronized with the rotation period of the rotating blade so that the extreme ultraviolet light does not interfere with the light exit, and no plasma is generated on the rotating blade. Sometimes it passes through the light exit before the light is incident.
That is, the present invention solves the above problems as follows.
(1) A container is provided with a plasma generation unit and a condensing mirror that collects extreme ultraviolet light emitted from the plasma generated in the plasma generation unit, and the container is focused by the condensing mirror. In the extreme ultraviolet light source device in which the extreme ultraviolet light is emitted and the light emission port connected to the second container (exposure machine) is formed, the light is emitted between the condenser mirror and the light emission port. A rotating blade that rotates in a plane that intersects the optical axis of the extreme ultraviolet light is disposed on the light incident side of the light exit port, and the condensing mirror collects the rotating shaft of the rotating means that rotates the rotating blade. It is placed outside the optical path of the shining extreme ultraviolet light.
(2) In the above (1), the extreme ultraviolet light source device is provided with a rotation control unit for controlling the rotation means, and the rotation control unit includes a period of plasma generation in the plasma generation unit, and the rotating blade. And the rotation of the rotor blades is controlled so that the rotor blades pass between the condenser mirror and the light exit port when the plasma is not generated.
本発明においては、集光鏡と上記光出射口との間であって上記光出射口の光入射側に、上記集光鏡の光軸と交差する平面内を回転する回転翼を配置したので、回転翼が光出射口の前を通過する間、光出射口を実質的に遮蔽することができ、汚染物質の流出を抑制することができる。また、光出射口に向かって進んできた汚染物質は、回転翼と衝突し、その進行方向が曲げられる。これによっても汚染物質の流出を抑制することができる。
また、プラズマが発生していない時に、上記回転翼が上記集光鏡と光出射口の間を通過するように回転翼の回転を制御することにより、回転翼が極端紫外光を遮らないので照度が低下することはない。
In the present invention, a rotating blade that rotates in a plane intersecting the optical axis of the condenser mirror is disposed between the condenser mirror and the light exit opening and on the light incident side of the light exit opening. While the rotor blades pass in front of the light exit port, the light exit port can be substantially shielded and the outflow of contaminants can be suppressed. Further, the contaminant that has traveled toward the light exit port collides with the rotor blade, and the traveling direction thereof is bent. This can also suppress the outflow of pollutants.
Further, when the plasma is not generated, the rotation of the rotor blade is controlled so that the rotor blade passes between the condensing mirror and the light exit port, so that the rotor blade does not block extreme ultraviolet light. Will not drop.
図1に、本発明のEUV光源装置の構成の概略を示す。
EUV光源装置の構成は、図9に示したものと同様である。
前記したように、EUV光源装置のチャンバ1内には、一対の円板状の放電電極2a,2bなどが収容される放電部1aと、ホイルトラップ5や集光光学手段であるEUV集光鏡6などが収容されるEUV集光部1bとを備えている。チャンバ1には、チャンバ1内を真空状態にするためのガス排気ユニット3が設けられる。
円盤状の電極2a,2bは所定間隔だけ互いに離間しており、それぞれ回転モータ16a,16bが回転することにより、16c,16dを回転軸として回転する。
高温プラズマ原料14は、加熱された溶融金属(melted metal)、例えば液体状のスズであり、コンテナ15に収容され、上記電極2a,2bは、その一部が高温プラズマ原料14を収容するコンテナ15の中に浸されるように配置される。
液体状の高温プラズマ原料14は、電極2a,2bが回転することにより、放電空間に輸送され、この高温プラズマ原料14に対してレーザ源17aよりレーザ光17が照射され、高温プラズマ原料14は気化する。
FIG. 1 shows an outline of the configuration of the EUV light source apparatus of the present invention.
The configuration of the EUV light source apparatus is the same as that shown in FIG.
As described above, in the chamber 1 of the EUV light source device, the discharge part 1a in which a pair of disc-
The disk-
The high-temperature plasma raw material 14 is heated molten metal, for example, liquid tin, and is accommodated in a container 15, and the
The liquid high-temperature plasma raw material 14 is transported to the discharge space as the
高温プラズマ原料14がレーザ光17の照射により気化された状態で、電極2a,2bに、電力供給手段4からパルス電力が印加されることにより、両電極2a,2b間にパルス放電が開始し、高温プラズマ原料14によるプラズマPが形成される。放電時に流れる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PからEUVが放射される。
高温プラズマPから放射されたEUV光は、ホイルトラップ5を介してEUV集光鏡6に入射し、EUV集光鏡6により集光鏡6の集光点(中間集光点)fに集められ、EUV光出射口7から出射し、EUV光源装置にEUV光出射口7を介して接続された点線で示した露光機30に入射する。
EUV集光鏡6は、高温プラズマP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6aが形成されている。
EUV集光鏡6は、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6aにより構成されている。
各光反射面6a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。各光反射面6aは、集光点fが一致するように構成される。
In a state where the high-temperature plasma raw material 14 is vaporized by the irradiation of the laser light 17, pulse power is applied to the
The EUV light emitted from the high temperature plasma P enters the EUV collector mirror 6 through the foil trap 5 and is collected by the EUV collector mirror 6 at a condensing point (intermediate condensing point) f of the collector mirror 6. Then, the light exits from the EUV light exit 7 and enters the exposure device 30 indicated by the dotted line connected to the EUV light source device via the EUV light exit 7.
The EUV collector mirror 6 is formed with a light reflecting surface 6a for reflecting EUV light having a wavelength of 13.5 nm emitted from the high temperature plasma P.
The EUV collector mirror 6 is composed of a plurality of light reflecting surfaces 6a arranged in a nested manner without contacting each other.
Each light reflecting surface 6a 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. Each light reflecting surface 6a is configured such that the condensing points f coincide.
EUV集光鏡6とEUV光出射口7との間であって上記光出射口7の光入射側に、EUV光の光軸と交差する平面内を回転する回転翼(プロペラ)8が配置される。
回転翼8はモータ(回転手段)9の回転軸9aに取り付けられている。モータ9が動作し、回転軸9aが回転することにより、回転翼8は光出射口7の光入射側を横切る。
モータ(回転手段)9とその回転軸9aは、集光鏡6により集光されEUV光出射口7を通過するEUV光を遮らないように、EUV光の光路外に配置される。
図2に本発明の実施例の回転翼の概念図を示す。同図は回転翼をEUV集光鏡側から見た図であり、同図(a)は回転翼の斜視図、(b)(c)はプラズマの発生と回転翼の回転位置の関係を説明する図である。
A rotating blade (propeller) 8 that rotates in a plane intersecting the optical axis of the EUV light is disposed between the EUV collector mirror 6 and the EUV light exit 7 and on the light incident side of the light exit 7. The
The rotary blade 8 is attached to a rotary shaft 9 a of a motor (rotating means) 9. When the motor 9 operates and the rotary shaft 9a rotates, the rotary blade 8 crosses the light incident side of the light exit 7.
The motor (rotating means) 9 and its rotating shaft 9a are arranged outside the optical path of the EUV light so as not to block the EUV light collected by the condensing mirror 6 and passing through the EUV light exit port 7.
FIG. 2 is a conceptual diagram of a rotor blade according to an embodiment of the present invention. This figure is a view of the rotor blades as viewed from the EUV collector mirror side. FIG. 10 (a) is a perspective view of the rotor blades, and FIGS. 9 (b) and (c) explain the relationship between the generation of plasma and the rotational position of the rotor blades. It is a figure to do.
水やハイドロカーボン(炭化水素)などの露光機内の光学素子を汚染する物質は、チャンバ1内にガス(気体)として存在し、チャンバ1内を四方八方に飛び回っている。そしてその一部が、EUV光出射口7から露光機30に進入する。
回転翼8はEUV光出射口7の光入射側に配置され、回転することにより、汚染物質が露光機30に進入するのを防ぐ。
Substances that contaminate the optical elements in the exposure machine, such as water and hydrocarbon (hydrocarbon), exist as gas (gas) in the chamber 1 and fly around the chamber 1 in all directions. A part of the light enters the exposure device 30 from the EUV light exit 7.
The rotary blade 8 is arranged on the light incident side of the EUV light exit 7 and rotates to prevent contaminants from entering the exposure device 30.
ここで、回転翼8は、EUV光の発光中は、その光路を遮らないようにしなければならない。上記したように、EUV光源装置において、EUV光を放射するプラズマPは、電力供給手段4からパルス電力が印加されることにより形成される。したがってEUV光の放射も、プラズマPの発生に応じてパルス状に行われる。
このため、図2(b)(c)に示すように、プラズマPが形成されEUV光が放射されている時には、回転翼8がEUV光出射口7をふさがないように(図2(c))、プラズマPが生じておらずEUV光が放射されていない時に、回転翼8がEUV光出射口7をふさぐように(図2(b))回転翼8を回転させる。
Here, the rotating blade 8 must not block the optical path during the emission of EUV light. As described above, in the EUV light source device, the plasma P that emits EUV light is formed by applying pulsed power from the power supply means 4. Therefore, EUV light is also emitted in a pulsed manner in accordance with the generation of the plasma P.
For this reason, as shown in FIGS. 2B and 2C, when the plasma P is formed and EUV light is emitted, the rotating blade 8 does not block the EUV light emission port 7 (FIG. 2C). ) When the plasma P is not generated and the EUV light is not emitted, the rotating blade 8 is rotated so that the rotating blade 8 closes the EUV light emission port 7 (FIG. 2B).
即ち、EUV光源装置の制御部10は、電力供給手段4やレーザ源17aの動作を制御することにより、プラズマPの形成、即ちEUV光の発生のタイミング(周期)を制御するが、この、プラズマPの形成(EUV光の発生のタイミング(周期))にあわせて、回転制御部11によりモータ9の動作、即ち回転翼8の回転周期を、プラズマPが形成されEUV光が放射されている時には、回転翼8がEUV光出射口7をふさがないように制御する。
上記回転制御部11は、制御部10に設けられた同期制御部10aにより制御される。上記同期制御部10aは、上記プラズマ発生部におけるプラズマの発生の周期と、上記回転翼の回転周期とを同期させるため、上記回転制御部11に同期信号を出力する。回転制御部11は、この同期信号により、上記プラズマが発生していない時(EUV光が発生していないとき)に、回転翼8が上記集光鏡6と光出射口7の間を通過するように回転翼8の回転を制御する。
具体的には、例えば、モータ9にエンコーダを取り付け、モータ9の回転信号を回転制御部11にフィードバックする等して、モータ9が上記同期信号に同期して回転するように制御したり、また、センサ等を設けてEUV光の発光を検出し、EUV光の発光に同期させてモータを回転させる。
That is, the control unit 10 of the EUV light source apparatus controls the operation of the power supply means 4 and the laser source 17a to control the formation of plasma P, that is, the generation timing (cycle) of EUV light. In accordance with the formation of P (the generation timing (cycle) of EUV light), the operation of the motor 9 by the
The
Specifically, for example, by attaching an encoder to the motor 9 and feeding back the rotation signal of the motor 9 to the
以下、上記回転翼の具体的な構成例について説明する。
図3に回転翼と光出射口付近の拡大図を示す。同図(a)は光出射口付近をEUV光の光軸とモータ9の回転軸に沿う平面で切った断面図、同図(b)は回転翼をEUV集光鏡6側から見た図である。
同図に示すように、回転翼8は複数枚あり、モータ9の回転軸9aに取り付けられている。
図3(a)に示すように集光鏡6からのEUV光は光軸と角度αをなして光出射口7へ集められる。光出射口7には開口径aのアパーチャが設置されている。回転翼8とアパーチャとの隙間をt、回転翼8の軸方向長さをdとすると、回転翼8が横切る光路スポットLsの半径rは、r=a/2+(d+t)×tanαとなる。
本実施例ではα=15°、a=4.4mm、t=1mm、d=15mmとした。したがってrは約6.5mmである。
Hereinafter, a specific configuration example of the rotor blade will be described.
FIG. 3 shows an enlarged view of the vicinity of the rotor blade and the light exit port. FIG. 5A is a cross-sectional view of the vicinity of the light exit opening taken along a plane along the optical axis of the EUV light and the rotation axis of the motor 9, and FIG. 5B is a view of the rotary blade viewed from the EUV collector mirror 6 side. It is.
As shown in the figure, there are a plurality of rotor blades 8 attached to a rotating shaft 9 a of a motor 9.
As shown in FIG. 3A, the EUV light from the condenser mirror 6 is collected at the light exit 7 with an angle α with the optical axis. The light exit 7 is provided with an aperture having an opening diameter a. If the clearance between the rotor blade 8 and the aperture is t, and the axial length of the rotor blade 8 is d, the radius r of the optical path spot Ls traversed by the rotor blade 8 is r = a / 2 + (d + t) × tan α.
In this embodiment, α = 15 °, a = 4.4 mm, t = 1 mm, and d = 15 mm. Therefore, r is about 6.5 mm.
図4はEUV光発生のタイミングと回転翼の動作の関係を説明する図であり、同図(a)〜(c)は回転翼8の回転状態を示し、(d)はEUV光の発生タイミングを示す。
図4(d)に示すように、EUV光は、1パルスの動作で時間t1だけ発生し、次のパルスの発光までの時間t2は無発光状態となる。
EUV発光中は回転翼8が光路スポットLsにかからないようにし、EUV無発光中に回転翼8が光路スポットLsを横切るようにする。回転翼8の回転周波数をf2とし、光路スポットの直径をrとし、航路回転翼8の半径をR、回転翼8の幅をwとする(図4(a)参照)。
図4(a)は発光開始時刻T1における回転翼8の状態を示し、EUV発光中に回転翼8が進む角度θ1(図4(b)参照)はθ1=2×π×f2×t1、EUV無発光中に回転翼が進む角度θ2(図4(c)参照)はθ2=2×π×f2×t2である。
FIG. 4 is a diagram for explaining the relationship between the generation timing of EUV light and the operation of the rotating blades. FIGS. 4A to 4C show the rotating state of the rotating blade 8, and FIG. 4D shows the generation timing of EUV light. Indicates.
As shown in FIG. 4D, the EUV light is generated only for a time t1 in the operation of one pulse, and the time t2 until the emission of the next pulse is in a non-light emitting state.
During the EUV emission, the rotor blade 8 is prevented from reaching the optical path spot Ls, and during the EUV no light emission, the rotor blade 8 crosses the optical path spot Ls. The rotation frequency of the rotor blade 8 is f2, the diameter of the optical path spot is r, the radius of the navigation rotor blade 8 is R, and the width of the rotor blade 8 is w (see FIG. 4A).
4A shows the state of the rotor blade 8 at the light emission start time T1, and the angle θ1 (see FIG. 4B) that the rotor blade 8 advances during EUV light emission is θ1 = 2 × π × f2 × t1, EUV. The angle θ2 (see FIG. 4C) that the rotor blades advance during non-light emission is θ2 = 2 × π × f2 × t2.
回転翼8の形状を決めるための条件について図5、図6を参照しながら述べる。なお、図5は、回転翼8の回転軸中心と光路スポットLsの位置関係を示し、図6は回転翼の回転位置を示す。
まず、無発光中に回転翼8が光路スポットLsを完全に横切ってしまうためにはθ2−θ4≧2×βでなければならない。ここで、θ4は光路スポットLsにおいて回転翼8の幅wが回転翼(軸)中心に対して張る角度である。また、βは図5に示す角度であり、β=sin−1(r/Δ)である。
光軸と回転軸9aの距離(軸オフセット)をΔとするとθ4=w/Δ(ラジアン)である。この条件から、ある回転周波数f2に対して許容される最小の軸オフセット値Δが決まる。この最小軸オフセットをΔ1とすると、回転翼の限界最小半径R1=Δ1+rである(条件1)。
The conditions for determining the shape of the rotor blade 8 will be described with reference to FIGS. 5 shows the positional relationship between the rotational axis center of the rotary blade 8 and the optical path spot Ls, and FIG. 6 shows the rotational position of the rotary blade.
First, θ2−θ4 ≧ 2 × β must be satisfied in order for the rotor blade 8 to completely cross the optical path spot Ls during no light emission. Here, θ4 is an angle at which the width w of the rotary blade 8 extends from the center of the rotary blade (axis) in the optical path spot Ls. Β is an angle shown in FIG. 5, and β = sin −1 (r / Δ).
When the distance (axis offset) between the optical axis and the rotation axis 9a is Δ, θ4 = w / Δ (radian). From this condition, the minimum shaft offset value Δ allowed for a certain rotation frequency f2 is determined. When this minimum axis offset is Δ1, the limit minimum radius of the rotor blade is R1 = Δ1 + r (condition 1).
さらに、発光中に回転翼が光路スポットを横切らないためにはθ5≧2×βでなければならない。ここでθ5は図6に示す角度であり、回転翼の間隔角度θ3からEUV発光中に回転翼が進む角度θ1と回転翼の幅角度θ4を差し引いた角度である。すなわち、θ5=θ3−θ1−θ4である。
回転翼の枚数をNとすればθ3=2π/N(ラジアン)である。これらの条件からある回転周波数f2に対して許容される最小の軸オフセット値Δが決まる。この最小軸オフセットをΔ2とすると、回転翼の限界最小半径R2=Δ2+rである(条件2)。
軸オフセットΔはΔ1およびΔ2より大きくなければならない。軸オフセットΔが決まれば、回転翼半径Rの最小値は上記のようにΔ+rとなる。
Further, θ5 ≧ 2 × β must be satisfied so that the rotor blade does not cross the optical path spot during light emission. Here, θ5 is an angle shown in FIG. 6 and is an angle obtained by subtracting the angle θ1 of the rotating blade during EUV emission and the width angle θ4 of the rotating blade from the interval angle θ3 of the rotating blade. That is, θ5 = θ3-θ1-θ4.
If the number of rotor blades is N, θ3 = 2π / N (radian). From these conditions, the minimum shaft offset value Δ allowed for a certain rotation frequency f2 is determined. Assuming that this minimum axis offset is Δ2, the limit minimum radius R2 of the rotor blade is Δ2 + r (condition 2).
The axis offset Δ must be greater than Δ1 and Δ2. If the axis offset Δ is determined, the minimum value of the rotor blade radius R is Δ + r as described above.
回転翼回転周波数f2と最小回転翼半径Rの関係を図7に示す。ただし、1パルス動作でのEUV発光時間t1を1μs、EUV発光の繰り返し周波数f1を20kHz、回転翼枚数Nを20枚、回転翼の幅w=10mmとした。図7において、限界最小半径線R1および限界最小半径線R2は、それぞれ、最小軸オフセットΔ1(条件1)および最小軸オフセットΔ2(条件2)に対応する。回転翼半径Rがとり得るのは図7の斜線部の領域となる。 FIG. 7 shows the relationship between the rotating blade rotation frequency f2 and the minimum rotating blade radius R. However, the EUV emission time t1 in one pulse operation was 1 μs, the EUV emission repetition frequency f1 was 20 kHz, the number N of rotating blades was 20, and the width w of the rotating blades was 10 mm. In FIG. 7, the limit minimum radius line R1 and the limit minimum radius line R2 correspond to the minimum axis offset Δ1 (condition 1) and the minimum axis offset Δ2 (condition 2), respectively. What the rotor blade radius R can take is the shaded area in FIG.
EUV発光の繰り返し周波数をf1とすると、回転翼が常に無発光時に光路スポットを横切るように同期をとるためにはf1とf2×Nが公約数をもっていなければならない。本実施例ではf1=20kHz、N=20であるので、f2がとり得る値は2000Hz、1000Hz、500Hz、200Hzなどの離散値となる。図7からわかるように、回転周波数f2が1000Hzより小さいと回転翼半径Rを大きくしなければならず、装置が大型化してしまう。本実施例では回転周波数f2=1000Hz、回転翼半径R=100mmとした。 If the repetition frequency of EUV light emission is f1, f1 and f2 × N must have a common divisor in order to synchronize the rotor blade so that it always crosses the optical path spot when there is no light emission. In this embodiment, since f1 = 20 kHz and N = 20, values that f2 can take are discrete values such as 2000 Hz, 1000 Hz, 500 Hz, and 200 Hz. As can be seen from FIG. 7, if the rotational frequency f2 is less than 1000 Hz, the rotor blade radius R must be increased, resulting in a larger apparatus. In this embodiment, the rotation frequency f2 = 1000 Hz and the blade radius R = 100 mm.
回転翼8が無発光中に光出射口7を横切る間は、光出射口7が回転翼8によって実質的に遮蔽されることとなるので、その間、光源側から露光装置側への汚染物質の流出が抑制される。回転翼8が光出射口7を遮蔽する時間比率(遮蔽率)が大きいほど汚染物質の流出抑制効果は高いといえる。遮蔽率はθ4/θ3で表され、本実施例ではその値は34%である。
また、回転翼8は光軸と交差するように回転しているので、光出射口7に向かって進んできた汚染物質が回転翼8と衝突し、その進行方向が曲げられることによって汚染物質の流出が抑制されるという効果もある。本実施例では、回転翼8が光出射口7を横切る時間は約7.5μsであり、回転翼の光軸方向長さd=15mmであるので、約2000m/s以下の速さで飛来してくる汚染物質は回転翼8と衝突し、光出射口7から外へは流出しない。光出射口付近では、汚染物質の大部分はこの速度範囲内であると考えられ、露光装置側への流出はかなり抑制される。
While the rotary blade 8 crosses the light exit port 7 while no light is emitted, the light exit port 7 is substantially shielded by the rotary blade 8. During this time, contaminants from the light source side to the exposure apparatus side are removed. Outflow is suppressed. It can be said that the larger the time ratio (shielding rate) at which the rotor 8 shields the light exit port 7, the higher the effect of suppressing the outflow of contaminants. The shielding rate is represented by θ4 / θ3, and in the present embodiment, the value is 34%.
Further, since the rotating blade 8 rotates so as to intersect the optical axis, the contaminant that has traveled toward the light exit 7 collides with the rotating blade 8, and the traveling direction thereof is bent, thereby causing contamination of the contaminant. There is also an effect that the outflow is suppressed. In the present embodiment, the time required for the rotor blade 8 to cross the light exit 7 is about 7.5 μs, and the length d = 15 mm in the optical axis direction of the rotor blade, so that it flies at a speed of about 2000 m / s or less. The incoming contaminant collides with the rotor blade 8 and does not flow out from the light exit 7. In the vicinity of the light exit, most of the contaminants are considered to be within this speed range, and the outflow to the exposure apparatus side is considerably suppressed.
上記実施例においては、放電電極間に生じる放電によりEUV光を放射するEUV光源装置を例にして説明を行ったが、EUV光源装置には放電電極を備えないものもあり、そのような装置にも、本発明を適用することができる。
図8に、放電電極を備えないEUV光源装置に本発明を適用した構成の概略を示す。
EUV光源装置は、集光光学手段である集光反射鏡21を収容するチャンバ1を備える。集光反射鏡21は、高温プラズマから放射された波長13.5nmのEUV光を反射し、その光を集光点fに集光するための光反射面21aが形成されている。
チャンバ1には、チャンバ1内を真空状態にするためのガス排気ユニット3が設けられている。
In the above embodiment, the EUV light source device that emits EUV light by the discharge generated between the discharge electrodes has been described as an example. However, some EUV light source devices do not include a discharge electrode. Also, the present invention can be applied.
FIG. 8 shows an outline of a configuration in which the present invention is applied to an EUV light source apparatus that does not include a discharge electrode.
The EUV light source apparatus includes a chamber 1 that houses a condensing reflecting mirror 21 that is a condensing optical means. The condensing reflecting mirror 21 is formed with a light reflecting surface 21a for reflecting EUV light having a wavelength of 13.5 nm emitted from high-temperature plasma and condensing the light at a condensing point f.
The chamber 1 is provided with a gas exhaust unit 3 for making the chamber 1 in a vacuum state.
EUV光源装置は、集光反射鏡21の光反射面21a側に、高温プラズマ生成用の液体または固体の原料Mを落下(滴下)して供給する原料供給手段22を備える。原料Mは、例えば、スズ(Sn)、リチウム(Li)である。
EUV光源装置は、原料供給手段22により供給された原料Mに対して、非常に高いエネルギーのレーザビームを照射する高出力のレーザ装置23を備える。
原料供給手段22により、集光反射鏡21の光反射面21a側に供給された高温プラズマ用の原料Mに対し、高出力のレーザ装置23からレーザ入射窓23aを介して非常に高いエネルギーを有するレーザビームが照射される。これによって、原料Mが高温プラズマとなり、波長13.5nmのEUV光を放射する。高温プラズマから放射されたEUV光は、集光反射鏡21の光反射面21aにより反射され、集光点fに集光する。この集光するEUV光はEUV光出射口7から出射し、EUV光出射口7を介して接続された露光機30に入射する。
The EUV light source device includes a raw material supply unit 22 that drops (drops) and supplies a liquid or solid raw material M for generating high-temperature plasma on the light reflecting surface 21 a side of the condenser reflector 21. The raw material M is, for example, tin (Sn) or lithium (Li).
The EUV light source device includes a high-power laser device 23 that irradiates the raw material M supplied by the raw material supply means 22 with a laser beam with very high energy.
The raw material supply means 22 has a very high energy from the high-power laser device 23 through the laser incident window 23a to the high-temperature plasma raw material M supplied to the light reflecting surface 21a side of the condensing reflector 21. A laser beam is irradiated. As a result, the raw material M becomes high-temperature plasma and emits EUV light having a wavelength of 13.5 nm. The EUV light radiated from the high temperature plasma is reflected by the light reflecting surface 21a of the condensing reflecting mirror 21 and is condensed at the condensing point f. The condensed EUV light exits from the EUV light exit 7 and enters the exposure device 30 connected via the EUV exit 7.
そして、集光反射鏡21とEUV光出射口7との間であって、光出射口7側に、上記実施例において説明した回転翼(プロペラ)8を設ける。制御部10の同期制御部10aは、原料供給手段22からの原料Mの滴下とレーザ装置23のレーザ照射のタイミングと、回転翼8の回転数とを同期させるための同期信号を回転制御部11に送出し、回転制御部11は、前記図2に示したように、EUV光が放射されている時には、回転翼8がEUV光出射口7をふさがないように、EUV光が放射されていない時に、回転翼8がEUV光出射口7をふさぐように回転翼8を回転させる。
Then, the rotor blade (propeller) 8 described in the above embodiment is provided between the condenser reflector 21 and the EUV light exit 7 and on the light exit 7 side. The
1 チャンバ
1a 放電部
1b EUV集光部
2a,2b 放電電極
3 ガス排気ユニット
4 電力供給手段
5 ホイルトラップ
6 EUV集光鏡
6a 光反射面
7 EUV光出射口
8 回転翼(プロペラ)
9 モータ(回転手段)
9a 回転軸
10 制御部
10a 同期制御部
11 回転制御部
14 高温プラズマ原料
15 コンテナ
16a,16b 回転モータ
16c,16d 回転軸
17 レーザ光
17a レーザ源
21 集光反射鏡
21a 光反射面
22 原料供給手段
23 レーザ装置
30 露光機
M 原料
P プラズマ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Chamber 1a Discharge part 1b
9 Motor (Rotating means)
9a Rotating shaft 10
Claims (2)
上記集光鏡と上記光出射口との間であって上記光出射口の光入射側には、極端紫外光の光軸と交差する平面内を回転する回転翼が配置され、
上記回転翼を回転させる回転手段の回転軸は、上記集光鏡が集光する極端紫外光の光路外に配置される
ことを特徴とする極端紫外光光源装置。 The container includes a plasma generation unit and a condensing mirror that collects extreme ultraviolet light emitted from the plasma generated in the plasma generation unit, and the container includes extreme ultraviolet light collected by the condensing mirror. In the extreme ultraviolet light source device in which light is emitted and a light emission port connected to the second container is formed,
Between the condensing mirror and the light exit port, on the light incident side of the light exit port, a rotating blade rotating in a plane intersecting the optical axis of the extreme ultraviolet light is disposed,
The extreme ultraviolet light source device characterized in that a rotating shaft of a rotating means for rotating the rotating blade is disposed outside an optical path of extreme ultraviolet light collected by the condenser mirror.
該回転制御部は、上記プラズマ発生部におけるプラズマの発生の周期と、上記回転翼の回転周期とを同期させ、上記プラズマが発生していない時に、上記回転翼が上記集光鏡と光出射口の間を通過するように回転翼の回転を制御する
ことを特徴とする請求項1に記載の極端紫外光光源装置。
The extreme ultraviolet light source device further includes a rotation control unit that controls the rotating unit,
The rotation control unit synchronizes the generation period of the plasma in the plasma generation unit and the rotation period of the rotary blade, and when the plasma is not generated, the rotary blade is connected to the condenser mirror and the light exit port. The extreme ultraviolet light source device according to claim 1, wherein the rotation of the rotor blade is controlled so as to pass between the two.
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