JP2013030546A - チャンバ装置、極端紫外光生成装置および極端紫外光生成装置の制御方法 - Google Patents
チャンバ装置、極端紫外光生成装置および極端紫外光生成装置の制御方法 Download PDFInfo
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Abstract
【解決手段】チャンバ装置は、レーザ光を出力するレーザ装置とともに用いられるチャンバ装置であって、前記レーザ光を導入する導入口を備えるチャンバと、前記チャンバ内の所定領域にターゲット物質を供給するターゲット生成器と、前記レーザ光を前記所定領域に集光する集光光学系と、ガイド光を出力するガイド光出力装置と、前記ガイド光の光路の中心軸を前記レーザ光の光路の中心軸と一致させるとともに、前記ガイド光を前記ガイド光出力装置から前記所定領域を経由して前記集光光学系に入射させる光学系と、を備えてもよい。
【選択図】図2
Description
1.概要
2.用語の説明
3.EUV光生成システムの全体説明
3.1 構成
3.2 動作
4.ガイド光、照射ターゲット及びEUV光の位置を検出する検出器を含むEUV光生成システム(実施の形態1)
4.1 構成
4.2 動作
4.3 作用
4.4 フローチャート
5.ガイド光生成装置の具体例
5.1 第1例
5.1.1 構成
5.1.2 動作
5.1.3 作用
5.2 第2例
5.2.1 構成
5.2.2 動作
5.2.3 作用
5.3 第3例
5.3.1 構成
5.3.2 動作
5.3.3 作用
6.ガイド光学系の変形例
6.1 構成
6.2 動作
6.3 作用
7.プリパルスレーザとメインパルスレーザとを組み合わせたEUV光生成システム(実施の形態2)
7.1 構成
7.2 動作
7.3 作用
7.4 フローチャート
以下で例示する実施の形態は、ガイド光とターゲット物質の位置とを検出するための検出器を含むLPP方式のEUV光生成システムに関する。
本開示において使用される用語を、以下のように定義する。「ドロップレット」とは、溶融したターゲット物質の液滴である。その形状は、表面張力によって略球形であり得る。「プラズマ生成領域」とは、プラズマが生成される空間として予め設定された3次元空間である。「バースト運転」とは、所定の時間、所定繰返し周波数でパルスレーザ光またはパルスEUV光を出力させ、所定の時間外ではパルスレーザ光またはパルスEUV光を出力させない運転と定義する。レーザ光の光路において、レーザ光の生成源側を「上流」とし、レーザ光の到達目標側を「下流」とする。また、「所定繰返し周波数」とは、必ずしも一定の繰返し周波数でなくてもよい。
以下、例示的なLLP方式のEUV光生成システムを、図面を参照して詳細に説明する。
図1に例示的なLPP方式のEUV光生成装置1の構成を概略的に示す。EUV光生成装置1は、少なくとも1つのレーザ装置3と共に用いられてもよい(EUV光生成装置1及びレーザ装置3を含むシステムを、以下、EUV光生成システム11と称する)。図1に示し、かつ以下に詳細に説明されるように、EUV光生成装置1は、チャンバ2を含んでもよい。チャンバ2は、密閉可能であってもよい。EUV光生成装置1は、ターゲット供給装置(例えばドロップレット生成器26)を更に含んでもよい。ターゲット供給装置は、例えばチャンバ2に取り付けられていてもよい。ターゲット供給装置から供給されるターゲット物質の材料は、スズ、テルビウム、ガドリニウム、リチウム、キセノン、又はそれらのうちのいずれか2つ以上の組合せ等を含んでもよいが、これらに限定されない。
図1を参照すると、レーザ装置3から出力されたパルスレーザ光31は、ビームデリバリーシステム340を経て、パルスレーザ光32としてウィンドウ21を透過して、チャンバ2内に入射してもよい。パルスレーザ光32は、少なくとも1つのレーザ光経路に沿ってチャンバ2内に進み、レーザ光集光光学系22で反射されて、パルスレーザ光33として少なくとも1つのドロップレット27に照射されてもよい。
つぎに、実施の形態1によるEUV光生成システムを、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の説明において、上述の構成と同様の構成については、同一の符号を付し、その重複する説明を省略する。
図2は、実施の形態1によるEUV光生成システム11Aの構成を概略的に示す。図2に示すように、EUV光生成システム11Aは、EUV光生成装置1Aと、レーザ装置3とを備えてもよい。
つづいて、図2に示すEUV光生成システム11Aの動作を説明する。EUV光生成システム11Aは、EUV光生成制御システム5Aの制御に従って動作してもよい。EUV光生成制御システム5Aは、露光装置コントローラ61からEUV光252の生成位置またはプラズマ生成領域25の位置に関する要求もしくは命令を受信してもよい。EUV光生成制御システム5Aは、この要求または命令が示す位置(EUV光生成要求位置)でEUV光252が生成されるように各部を制御してもよい。あるいは、EUV光生成制御システム5Aは、この要求または命令が示す位置(EUV光生成要求位置)がプラズマ生成領域25の位置となるよう各部を制御してもよい。
以上の構成および動作によれば、ターゲット物質をプラズマ化するためのパルスレーザ光33の光路の中心軸と、ガイド光41の光路の中心軸とを、所望の位置に、実質的に一致させ得る。また、ガイド光41の像がイメージセンサ410によって検出され得る。このガイド光41の像には、ドロップレット27の像が含まれ得る。そのため、ガイド光41の像から、パルスレーザ光33の集光位置と、パルスレーザ光33が照射されるときのドロップレット27の位置とを、特定することができる。それにより、検知結果に基づいて、パルスレーザ光33の集光位置とドロップレット27の供給位置および供給タイミングとを制御し得る。その結果、EUV光の生成が、高精度に制御され得る。
つづいて、実施の形態1によるEUV光生成制御システム5Aの動作を、図面を用いて詳細に説明する。図7は、実施の形態1によるEUV光生成制御システム5Aの概略動作を示すフローチャートである。図8は、図7に示すガイド調整サブルーチンS101の一例を示すフローチャートである。図9は、図7に示すシューティング制御サブルーチンS102の一例を示すフローチャートである。図10は、図7に示す結果判定サブルーチンS103の一例を示すフローチャートである。
つぎに、ミラーユニット101およびその周辺部の具体的な構成を、以下に例を挙げて説明する。
まず、第1例によるミラーユニット101Aおよびその周辺部を、図面を参照に詳細に説明する。
図11は、第1例によるミラーユニット101Aおよびその周辺部の構成を概略的に示す。図11に示すように、第1例によるミラーユニット101Aは、ミラーブロック110および120と、レンズブロック118と、集光レンズ128と、バッフル129とを含んでもよい。ミラーブロック110は、ミラーブロック120に対して上流側、すなわちプラズマ生成領域25側に位置していてもよい。
つぎに、図11に示す構成の概略動作を説明する。ガイド光41の光路の中心軸は、パルスレーザ光33の光路の中心軸と一致してもよい。ガイド光出力装置40から出力されたガイド光41は、コリメータ401で平行光に変換されてもよい。その後、ガイド光41は、ダイクロイックミラー121および集光レンズ128を透過し、ミラーブロック120の反射面120aに入射してもよい。反射面120aで反射されたガイド光41は、空間115を通過し、プラズマ生成領域25で一旦集光され、その後、広がりながら、レーザ光集光光学系22に入射してもよい。
第1例によれば、ガイド光41とパルスレーザ光33光路を略一致させることができる。さらに、ガイド光41とプラズマから放射された放射光251とを1つのイメージセンサ410によって検出し得る。
Sn(固体)+2H2(気体)→SnH4(気体)
つぎに、第2例によるミラーユニット101Bおよびその周辺部を、図面を参照に詳細に説明する。以下の説明において、上述の構成と同様の構成には、同一の符号を付し、その重複する説明を省略する。
図12は、第2例によるミラーユニット101Bおよびその周辺部の構成を概略的に示す。図12に示すように、第2例によるミラーユニット101Bは、ミラーブロック110と、レンズブロック118と、ダイクロイックミラーブロック138と、ビームダンプブロック133とを備えてもよい。
つぎに、図12に示す構成の動作を説明する。ガイド光41の光路の中心軸は、パルスレーザ光33の光路の中心軸と一致してもよい。ガイド光出力装置40から出力されたガイド光41は、コリメータ401で平行光に変換されてもよい。その後、ガイド光41は、集光レンズ128を透過し、ダイクロイックミラーブロック138のダイクロイックミラー132に入射してもよい。ダイクロイックミラー132で反射されたガイド光41は、ミラーブロック110の空間115を通過し、プラズマ生成領域25で一旦集光され、その後、広がりながら、レーザ光集光光学系22に入射してもよい。
第2例によれば、ミラーユニット101Bにダイクロイックミラー132とビームダンプブロック133とが配置されてもよい。そのため、パルスレーザ光33および放射光251の集光レンズ128への入射を低減し得る。その結果、集光レンズ128は高出力のパルスレーザ光33に対する耐久性を備える必要がなく、その材料に比較的高価であるダイヤモンドを用いる必要がないと考えられ得る。
つぎに、第3例によるミラーユニット101Cおよびその周辺部を、図面を参照に詳細に説明する。なお、以下の説明において、上述の構成と同様の構成には、同一の符号を付し、その重複する説明を省略する。
図13は、第3例によるミラーユニット101Cおよびその周辺部の構成を概略的に示す。図13に示すように、第3例によるミラーユニット101Cは、ミラーブロック110と、レンズブロック118と、ダイクロイックミラーブロック138と、ガイド光出力装置収容部143とを備えてもよい。
つぎに、図13に示す構成の動作を説明する。ガイド光41の光路の中心軸は、パルスレーザ光33の光路の中心軸と一致してもよい。ガイド光出力装置40から出力されたガイド光41は、コリメータ401aおよび集光レンズ401bによって、プラズマ生成領域25で集光される光に変換されてもよい。その後、ガイド光41は、ダイクロイックミラー132を透過し、ミラーブロック110の空間115を通過して、プラズマ生成領域25で一旦集光され、その後、広がりながら、レーザ光集光光学系22に入射してもよい。
第3例によれば、パルスレーザ光33を吸収することにより大きな熱負荷の掛かるビームダンプ112およびビームダンプ142が副チャンバ102内に配置されてもよい。これにより、輻射熱を発生する可能性のあるビームダンプ112およびビームダンプ142からミラーユニット101Cを遠ざけることができる。結果として、ミラーユニット101Cが熱的変形を起こしにくく、ガイド光41の光路が安定化され得る。
つぎに、ガイド光41に関わる光学系の変形例を、図面を参照して詳細に説明する。
図14は、EUV光生成システム11Aの変形例におけるガイド光41に関係する光学系の構成を概略的に示す。図14では、主要な光学系のみを抜粋して示す。省略された構成は、上述した構成と同様であってもよい。
図14において、ガイド光出力装置40から出力されたガイド光41は、ピンホールプレート411に入射してもよい。ピンホールプレート411を通過したガイド光41は、広がりつつ、コリメータ412に入射してもよい。コリメータ412は、ガイド光41を平行光に変換してもよい。
変形例によれば、ガイド光41の光路とパルスレーザ光33の光路とを実質的に一致させ得る。また、ピンホールプレート411のピンホールにおけるガイド光41の像をプラズマ生成領域25に結像させ得る。そのため、実際にパルスレーザ光33を出力しなくともガイド光41のピンホールプレート411のピンホールにおける像P411の検出結果に基づき、パルスレーザ光33の中心位置とビーム径とが検出され得る。
つぎに、実施の形態2によるEUV光生成システムを、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の説明において、上記の構成と同様の構成については、同一の符号を付し、その重複する説明を省略する。
図16は、実施の形態2によるEUV光生成システム11Bの構成を概略的に示す。図16に示すように、EUV光生成システム11Bは、図2に示すEUV光生成システム11Aと同様の構成に加え、プリパルスレーザ装置150と、高反射ミラー360とを備えてもよい。また、ビームデリバリーシステム340中の高反射ミラー341が、ダイクロイックミラー342に置き換えられてもよい。なお、説明の都合上、以下では、レーザ装置3をメインパルスレーザ装置3と称し、パルスレーザ光31〜33をメインパルスレーザ光31〜33と称する。
つづいて、図16に示すEUV光生成システム11Bの動作を説明する。以下では、イメージセンサ410の受光面に結像されるガイド光41のピンホールプレート411のピンホールにおける像P411と、ドロップレット27の像D27または拡散ターゲットの像F27と、予測されるメインパルスレーザ光33の集光点の断面像B33と、EUV光252を含む放射光251の像E251とを用いて、EUV光生成システム11Bの動作を説明する。
実施の形態2によれば、ドロップレット27にプリパルスレーザ光153が照射される位置で、ガイド光41が集光され得る。また、この位置でのガイド光41の像が、レーザ光集光光学系22と結像光学系402とを介して検出され得る。その結果、プリパルスレーザ光153が集光される位置、ドロップレット27の位置、放射光251が生成される位置を同時に検出することが可能となる。そして、この検出値に基づいてレーザ光集光光学系22の集光位置とドロップレット27の位置とを制御することによって、レーザ光集光光学系22の集光位置とドロップレット27の位置とを高精度に所望の位置に一致させることが可能となる。それにより、プリパルスレーザ光153を安定してドロップレット27に照射することが可能となる。その結果、拡散ターゲットを所望の位置あるいはその付近で高精度に生成することが可能となる。
つづいて、実施の形態2によるEUV光生成制御システム5Bの動作を、図面を参照に詳細に説明する。図22は、実施の形態2によるEUV光生成制御システム5Bの概略動作を示すフローチャートである。図23は、図22に示す目標位置設定サブルーチンS201の一例を示すフローチャートである。図24は、図22に示すシューティング制御サブルーチンS202の一例を示すフローチャートである。
11、11A、11B EUV光生成システム
22 レーザ光集光光学系
22a ミラーホルダ
23 EUV集光ミラー
23a 保持部
24 貫通孔
25 プラズマ生成領域
251 放射光
252 EUV光
26 ドロップレット生成器
260 ターゲット供給装置
261 2軸移動機構
27 ドロップレット
28 ターゲット回収器
29 接続部
291 壁
292 中間焦点(IF)
3 レーザ装置(メインパルスレーザ装置)
31〜33 パルスレーザ光(メインパルスレーザ光)
34、35 反射光
340 ビームデリバリーシステム
341 高反射ミラー
342 ダイクロイックミラー
350 ビーム調節器
351 ダイクロイックミラー
4 ターゲットセンサ
40 ガイド光出力装置
41 ガイド光
401 コリメータ
402 結像光学系
410 イメージセンサ
411 ピンホールプレート
412 コリメータ
5、5A 、5B EUV光生成制御システム
51 EUV光生成位置コントローラ
52 基準クロック生成器
53 ターゲットコントローラ
54 ターゲット供給ドライバ
55 レーザ光集光位置制御ドライバ
56 ガスコントローラ
6 露光装置
61 露光装置コントローラ
71 移動プレート
71a プレート移動機構
72 レーザ光集光ミラー
72a ミラーホルダ
73 高反射ミラー
73a 自動アオリ機構付きホルダ
81 間仕切り
82 連通穴
90 エッチングガス供給装置
91、92 導入管
93 圧力計
94 排気装置
101、101A、101B ミラーユニット
102 副チャンバ
110、120 ミラーブロック
110a、120a 反射面
110b 貫通孔
112、122、142 ビームダンプ
113、123 ウィンドウ
113a、123a ウィンドウホルダ
114、127、129 バッフル
115 空間
116、117 連通穴
118 レンズブロック
121、132 ダイクロイックミラー
122a 貫通孔
133 ビームダンプブロック
133a 円錐面
138 ダイクロイックミラーブロック
143 ガイド光出力装置収容部
150 プリパルスレーザ装置
151〜153 プリパルスレーザ光
360 高反射ミラー
Claims (12)
- レーザ光を出力するよう構成されたレーザ装置とともに用いられるチャンバ装置であって、
前記レーザ光を導入するための導入口を備えるチャンバと、
前記チャンバ内の所定領域にターゲット物質を供給するためのターゲット生成器と、
前記レーザ光を前記所定領域に集光するための集光光学系と、
ガイド光を出力するよう構成されたガイド光出力装置と、
前記ガイド光の光路の中心軸を前記レーザ光の光路の中心軸と実質的に一致させるとともに、前記ガイド光を前記ガイド光出力装置から前記所定領域を経由して前記集光光学系に入射させるための光学系と、
を備えるチャンバ装置。 - 前記集光光学系を経由した前記ガイド光の像を検出するための検出部をさらに備える、請求項1記載のチャンバ装置。
- 前記集光光学系による集光位置を移動させるための第1駆動機構と、
前記検出部で検出された前記ガイド光の前記像が所望の位置となるように、前記第1駆動機構を制御するよう構成された制御部と、
をさらに備える、請求項2記載のチャンバ装置。 - 前記ターゲット物質の供給位置を移動させるための第2駆動機構をさらに備え、
前記制御部は、前記検出部で検出された前記ガイド光の前記像に含まれる前記ターゲット物質の像が前記所望の位置となるように、前記第2駆動機構を制御するよう構成された、
請求項3記載のチャンバ装置。 - 前記ガイド光出力装置は、前記チャンバ外に配置され、
前記チャンバは、前記ガイド光を内部に導入するための導入口をさらに備える、
請求項1記載のチャンバ装置。 - 前記光学系は、前記チャンバ内に配置される、
請求項1記載のチャンバ装置。 - 前記光学系は、
前記ガイドレーザ光が通過するためのピンホールが設けられた部材と、
前記ピンホールの像を前記所定領域に転写するための第1転写光学系と、
前記ピンホールの像を前記検出部に転写するための第2転写光学系と、
を備え、
前記制御部は、前記検出部で検出された前記ピンホールの前記像が所望の位置となるように、前記第1駆動機構を制御するよう構成された、
請求項3記載のチャンバ装置。 - 前記ターゲット物質の供給位置を移動させるための第2駆動機構をさらに備え、
前記制御部は、前記検出部で検出された前記ピンホールの前記像に含まれる前記ターゲット物質の像が所望の位置となるように、前記第2駆動機構を制御するよう構成された、
請求項7記載のチャンバ装置。 - 第1レーザ光を出力するよう構成された第1レーザ装置および第2レーザ光を出力するよう構成された第2レーザ装置とともに用いられるチャンバ装置であって、
前記第1および第2レーザ光を導入するための導入口を備えるチャンバと、
前記チャンバ内の所定領域にターゲット物質を供給するためのターゲット生成器と、
前記第1および第2レーザ光を前記所定領域に集光するための集光光学系と、
ガイド光を出力するよう構成されたガイド光出力装置と、
前記ガイド光の光路の中心軸を前記第1または第2レーザ光の光路の中心軸と実質的に一致させるとともに、前記ガイド光を前記ガイド光出力装置から前記所定領域を経由して前記集光光学系に入射させるための光学系と、
を備えるチャンバ装置。 - 請求項1記載のチャンバ装置と、
レーザ光を出力するよう構成されたレーザ装置と、
を備える極端紫外光生成装置。 - レーザ光を出力するよう構成されたレーザ装置と、前記レーザ光を導入するための導入口を備えるチャンバと、前記チャンバ内の所定領域にターゲット物質を供給するためのターゲット生成器と、前記レーザ光を前記所定領域に集光するための集光光学系と、ガイド光を出力するよう構成されたガイド光出力装置と、前記ガイド光の光路の中心軸を前記レーザ光の光路の中心軸と一致させるとともに、前記ガイド光を前記ガイド光出力装置から前記所定領域を経由して前記集光光学系に入射させるための光学系と、前記集光光学系を経由した前記ガイド光の像を検出するための検出部と、前記集光光学系による集光位置を移動させるための第1駆動機構と、前記検出部による検出結果に基づいて、前記第1駆動機構を制御するよう構成された制御部とを備える極端紫外光生成装置の制御方法であって、
前記制御部は、前記検出部で検出された前記ガイド光の前記像が所望の位置となるように、前記第1駆動機構を制御する、極端紫外光生成装置の制御方法。 - 前記極端紫外光生成装置は、前記ターゲット物質の供給位置を移動させるための第2駆動機構をさらに備え、
前記制御部は、前記検出部で検出された前記ガイド光の前記像に含まれる前記ターゲット物質の像が前記所望の位置となるように、前記第2駆動機構を制御するよう構成される、
請求項11記載の極端紫外光生成装置の制御方法。
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