JP2014032778A - ターゲット供給装置、および、ターゲット供給方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ターゲット供給方法は、ノズルを有するターゲット生成器と、圧力センサおよびアクチュエータを有する圧力制御器と、電極と、電圧印加部と、タイマとを含むターゲット供給装置を用い、前記アクチュエータが前記ターゲット生成器内部の圧力を設定圧力まで上げることと、前記ターゲット生成器内部の圧力を設定圧力まで上げる途中であることを検出すると、前記電位印加部が前記電極と前記ターゲット物質とに異なる電位を印加することと、前記ターゲット生成器内部の圧力が前記設定圧力まで上がったことを検出すると、前記静電気力によって前記ターゲット物質を引き出すために、前記電位印加部が前記ターゲット物質に一定の第1電位を印加するとともに、前記電極に第1パルス電圧を印加することとを含んでもよい。
【選択図】図4
Description
1.概要
2.EUV光生成装置の全体説明
2.1 構成
2.2 動作
3.ターゲット供給装置を含むEUV光生成装置
3.1 第1実施形態
3.1.1 概略
3.1.2 構成
3.1.3 動作
3.2 第2実施形態
3.2.1 概略
3.2.2 構成
3.2.3 動作
3.3 変形例
本開示の実施形態においては、ターゲット供給方法は、ノズルを有し、内部にターゲット物質を収容するターゲット生成器と、前記ターゲット生成器内部の圧力を検出する圧力センサおよび前記ターゲット生成器内部の圧力を制御するアクチュエータを有する圧力制御器と、前記ノズルのノズル孔から、静電気力によって前記ターゲット物質を引き出す電極と、前記電極と前記ターゲット生成器内部の前記ターゲット物質とに電位を印加する電位印加部と、タイマとを含むターゲット供給装置を用い、前記圧力センサによる前記ターゲット生成器内部の圧力の検出結果に基づいて、前記アクチュエータが前記ターゲット生成器内部の圧力を設定圧力まで上げることと、前記タイマの時間に基づいて、前記ターゲット生成器内部の圧力を設定圧力まで上げる途中であることを検出すると、前記電位印加部が前記電極と前記ターゲット物質とに異なる電位を印加することと、前記圧力センサの検出結果に基づいて、前記ターゲット生成器内部の圧力が前記設定圧力まで上がったことを検出すると、前記静電気力によって前記ターゲット物質を引き出すために、前記電位印加部が前記ターゲット物質に一定の第1電位を印加するとともに、前記電極に第1パルス電圧を印加することと、を含んでもよい。
2.1 構成
図1は、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およびレーザ装置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を参照に、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7をさらに含んでもよい。ターゲット供給装置7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7から供給されるターゲットの材料は、スズ、テルビウム、ガドリニウム、リチウム、キセノン、また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、レーザ光進行方向制御部34を経て、パルスレーザ光32としてウインドウ21を透過して、チャンバ2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。
3.1 第1実施形態
3.1.1 概略
本開示の第1実施形態のターゲット供給方法において、前記ターゲット生成器内部の圧力を設定圧力まで上げる途中であることを検出すると、前記電位印加部が前記電極と前記ターゲット物質とに異なる電位を印加することは、前記圧力を前記設定圧力まで上げることを開始する前から前記圧力が前記設定圧力まで上がるまでの間に、前記電位印加部が、前記ターゲット物質に前記第1電位と同じ一定の第2電位または前記第1電位と異なる一定の第2電位を印加するとともに、前記電極に前記第1パルス電圧と同じ第2パルス電圧または前記第1パルス電圧と異なる第2パルス電圧を印加することにより行われてもよい。
本開示の第1実施形態のターゲット供給装置において、前記制御部は、前記ターゲット生成器内部の圧力を設定圧力まで上げる途中であることを検出すると、前記電極と前記ターゲット物質とに異なる電位を印加することを、前記圧力を前記設定圧力まで上げることを開始する前であることを検出し、かつ、前記圧力が前記設定圧力まで上がる前であることを検出すると、前記ターゲット物質に前記第1電位と同じ一定の第2電位または前記第1電位と異なる一定の第2電位を印加するとともに、前記電極に前記第1パルス電圧と同じ第2パルス電圧または前記第1パルス電圧と異なる第2パルス電圧を印加することにより行ってもよい。
図2は、第1実施形態および後述する第2実施形態に係るターゲット供給装置を含むEUV光生成装置の構成を概略的に示す。
EUV光生成装置1Aは、図2に示すように、チャンバ2と、ターゲット供給装置7Aとを備えてもよい。ターゲット供給装置7Aは、ターゲット生成部70Aと、制御部としてのターゲット制御装置80Aと、タイマ81Aとを備えてもよい。ターゲット制御装置80Aには、レーザ装置3と、EUV光生成制御システム5Aとが電気的に接続されてもよい。
ターゲット生成器71Aは、内部にターゲット物質270を収容するためのタンク711Aを備えてもよい。タンク711Aは、筒状であってもよい。タンク711Aには、当該タンク711A内のターゲット物質270を、ドロップレット271Aとしてチャンバ2内に出力するためのノズル712Aが設けられていてもよい。ターゲット生成器71Aは、タンク711Aがチャンバ2外部に位置し、ノズル712Aがチャンバ2内部に位置するように設けられてもよい。圧力制御器72Aは、タンク711Aに連結されてもよい。
圧力センサ723Aは、配管724Aに設けられてもよい。圧力センサ723Aは、ターゲット制御装置80Aに電気的に接続されてもよい。圧力センサ723Aは、配管724A内に存在する不活性ガスの圧力を検出して、この検出した圧力に対応する信号をターゲット制御装置80Aに送信してもよい。
パルス電圧生成器753Aおよび電圧源754Aは、本開示の電位印加部であってもよい。パルス電圧生成器753Aおよび電圧源754Aは、接地されてもよい。パルス電圧生成器753Aおよび電圧源754Aには、ターゲット制御装置80Aが電気的に接続されてもよい。
ターゲット制御装置80Aは、制御部であってもよい。ターゲット制御装置80Aは、温度コントローラ734Aに信号を送信して、ターゲット生成器71A内のターゲット物質270の温度を制御してもよい。ターゲット制御装置80Aは、アクチュエータ722Aに信号を送信して、ターゲット生成器71A内の圧力を制御してもよい。ターゲット制御装置80Aは、パルス電圧生成器753Aおよび電圧源754Aに信号をそれぞれ送信して、第1電極751Aおよび第2電極752Aに印加する電位を制御してもよい。
図3は、ターゲット供給方法を示すフローチャートである。図4は、ターゲット供給方法を示すタイミングチャートである。図5Aは、ドロップレットが引き出される前の状態を表す。図5Bは、ターゲット供給装置が動作している最中の状態を表す。
なお、以下に示す動作において、ターゲット制御装置80Aは、圧力センサ723Aから送信される信号を受信して、この受信した信号に基づいて、ターゲット生成器71A内の圧力を判断してもよい。ターゲット制御装置80Aは、タイマ81Aから送信される信号を受信して、この受信した信号に基づいて、時刻を判断してもよい。
ターゲット制御装置80Aは、ターゲット供給装置7Aからターゲット出力信号を受信すると、図3に示すように、パルス電圧生成器753Aと電圧源754Aに信号を送信して、第1電極751Aの電位と第2電極752Aの電位をそれぞれグランド(0V)に設定してもよい(ステップS1)。
ターゲット制御装置80Aは、温度コントローラ734Aに信号を送信して、ターゲット生成器71A内のターゲット物質270の温度が、当該ターゲット物質270の融点以上の温度になるように、ヒータ電源732Aを制御してもよい。
ターゲット制御装置80Aは、温度センサ733Aで検出した温度がターゲット物質270の融点以上で安定したと判断した場合、ターゲット生成器71A内の圧力を圧力PL1に設定してもよい(ステップS2)。ここで、温度センサ733Aで検出した温度が当該融点以上の所定温度を中心とした所定範囲内の温度であり、かつ、当該所定範囲内の温度で維持された時間が所定時間以上となったときに、温度センサ733Aで検出した温度がターゲット物質270の融点以上で安定したと判断してもよい。ターゲット生成器71A内の圧力を圧力PL1に設定することは、ターゲット制御装置80Aがアクチュエータ722Aに信号を送信して、不活性ガスボンベ721Aから供給される不活性ガスの圧力を制御することにより行われてもよい。以上の処理によって、図4に示すように、時刻T0において、第1電極751Aおよび第2電極752Aの電位がそれぞれグランドとなり、ターゲット生成器71A内の圧力が圧力PL1となり得る。圧力PL1の大きさは、図5Aに示すように、ノズル孔718Aにターゲット物質270が到達し、かつ、ターゲット物質270がドロップレット271Aとして分断されない大きさであってもよい。圧力PL1は、例えば、100kPaであってもよい。
このとき、第1電極751Aと第2電極752Aとの間に電位差VD1が生じるため、ノズル712Aからドロップレット271Aが引き出され得る。しかし、ターゲット生成器71A内の圧力が圧力PL1であるため、図5Aに示すように、ノズル孔718Aからターゲット物質270が出力されない状態が継続し得る。
このステップS5の処理によって、図4に示すように、ターゲット生成器71A内の圧力が徐々に上がり、時刻T4において設定圧力PDに到達し得る。また、昇圧に要する時間ΔTP1内において、すなわちターゲット生成器71A内の圧力が圧力PL1から設定圧力PDに上がる途中において、第2電極752Aに一定の電位を印加するとともに、第1電極751Aにパルス状の電圧を印加し得る。このことにより、第1電極751Aの電位と第2電極752Aの電位とが同じ電位VHの期間に、ターゲット生成器71A内の圧力によってターゲット物質270がノズル孔718Aの開口面から押し出されて徐々に大きくなり、ドロップレット271Aが形成され得る。そして、第1電極751Aの電位が電位VLに下がったときに、第1電極751Aと第2電極752Aとの間に電位差VD1が生じ、図5Bに示すように、この電位差VD1によって出力部715Aからドロップレット271Aを引き出され得る。
ここで、上述したように、周期F1が昇圧に要する時間ΔTP1より短いため、昇圧に要する時間ΔTP1中に、ドロップレット271Aが少なくとも1回出力し得る。
その結果、第1電極751Aの電位と第2電極752Aの電位が、両方ともに電位VHとなる第2時間ΔTV2において、突出部716Aの先端にドロップレット271Aが形成され得る。そして、第1電極751Aと第2電極752Aとの間に電位差VD1が生じる第1時間ΔTV1において、ドロップレット271Aを出力し得る。
ステップS6において、ターゲット制御装置80Aは、ドロップレット271Aの生成を停止しないと判断した場合、所定時間経過後にステップS6の処理を再度行ってもよい。一方、ステップS6において、ターゲット制御装置80Aは、ドロップレット271Aの生成を停止すると判断した場合、アクチュエータ722Aに信号を送信して、ターゲット生成器71A内の圧力を圧力PL2に設定してもよい(ステップS7)。このステップS7の処理によって、図4に示すように、時刻T5から時刻T6の期間において、ターゲット生成器71A内の圧力が設定圧力PDから圧力PL2に下がり得る。圧力PL2の大きさは、ノズル孔718Aにターゲット物質270が到達し、かつ、ターゲット物質270がドロップレット271Aとして分断されない大きさであってもよい。圧力PL2の大きさは、圧力PL1よりも小さくてもよいし、同じであってもよいし、大きくてもよい。
そして、遅くとも、ターゲット生成器71A内の圧力が圧力PL2に到達した時刻T6以降、ドロップレット271Aの生成が停止し得る。
すなわち、ターゲット制御装置は、時刻T0において、第1電極751Aの電位と第2電極752Aの電位をグランドにするとともに、ターゲット生成器71A内の圧力を圧力PL1にしてもよい。ターゲット制御装置は、時刻T91において、第1電極751Aの電位と第2電極752Aの電位を電位VHにしてもよい。ターゲット制御装置は、時刻T92から時刻T93の間において、ターゲット生成器71A内の圧力を圧力PL1から設定圧力PDに上げてもよい。ターゲット制御装置は、時刻T93においてターゲット生成器71A内の圧力が設定圧力PDまで上がった後、ターゲット生成器71A内の圧力を設定圧力PDに維持してもよい。
その結果、図7に示すように、突出部716Aの先端にドロップレット271Aよりも大きいドロップレット279Aが生成され得る。ドロップレット279Aの設定出力方向10Aが重力方向10Bに対して斜めとなっている場合、ドロップレット279Aが第1電極751Aと接触して、ターゲット物質270と第1電極751Aとが短絡し得る。
このことにより、圧力制御器72Aが圧力を上げ始めてから、ターゲット生成器71A内の圧力が実際に上がるまでのタイミングが分からない場合であっても、ターゲット供給装置7Aは、昇圧に要する時間ΔTP1内に少なくとも1回ドロップレット271Aを出力し得る。
また、第1実施形態では、時刻T4の前と時刻T4の後とにおいて、同じ大きさの電位VHを第2電極752Aに印加したが、すなわち本開示における第1電位と第2電位とが同じ大きさであったが、時刻T4の前において、第1電極751Aと第2電極752Aとの間に電位差が生じる大きさであれば、時刻T4の前に第2電極752Aに印加する第2電位は、電位VHでなくてもよい。
3.2.1 概略
本開示の第2実施形態のターゲット供給方法において、前記ターゲット生成器内部の圧力を設定圧力まで上げる途中であることを検出すると、前記電位印加部が前記電極と前記ターゲット物質とに異なる電位を印加することは、前記圧力を前記設定圧力まで上げることを開始する前から前記圧力が前記設定圧力まで上がるまでの間に、前記電位印加部が、前記ターゲット物質に前記第1電位と同じ一定の第2電位または前記第1電位と異なる一定の第2電位を印加するとともに、前記電極に前記第2電位よりも低い一定の第3電位を印加することにより行われてもよい。
本開示の第2実施形態のターゲット供給装置において、前記制御部は、前記ターゲット生成器内部の圧力を設定圧力まで上げる途中であることを検出すると、前記電極と前記ターゲット物質とに異なる電位を印加することを、前記圧力を前記設定圧力まで上げることを開始する前であることを検出し、かつ、前記圧力が前記設定圧力まで上がる前であることを検出すると、前記ターゲット物質に前記第1電位と同じ一定の第2電位または前記第1電位と異なる一定の第2電位を印加するとともに、前記電極に前記第2電位よりも低い一定の第3電位を印加することにより行ってもよい。
第2実施形態のEUV光生成装置1Bにおいて、図2に示すように、ターゲット供給装置7Bの制御部としてのターゲット制御装置80B以外の構成については、第1実施形態のEUV光生成装置1Aと同様のものを適用してもよい。
以下において、第1実施形態と同様の動作については、説明を省略する。図8は、第2実施形態に係るターゲット供給方法を示すフローチャートである。図9は、第2実施形態に係るターゲット供給方法を示すタイミングチャートである。
ターゲット制御装置80Bは、図8に示すように、ステップS1の処理およびステップS2の処理を行ってもよい。以上の処理によって、図9に示すように、時刻T0において、第1電極751Aと第2電極752Aの電位がそれぞれグランドとなり、ターゲット生成器71A内の圧力が圧力PL1となり得る。
ステップS12において、ターゲット制御装置80Bは、設定圧力PDに到達したと判断した場合、ステップS4の処理(第1電極751Aに対し所定の周波数でパルス状の電圧を印加する処理)を行ってもよい。
このことにより、ターゲット生成器71A内の圧力によって突出部716Aの先端にドロップレット271Aが形成され、電位差VD2によって出力部715Aからドロップレット271Aを出力し得る。
ここで、昇圧に要する時間ΔTP2の間、電位差VD2が生じ続け得る。このことにより、突出部716Aの先端に所定の大きさのドロップレット271Aが形成された後に、電位差VD2によって当該ドロップレット271Aを出力部715Aから出力する処理が繰り返される。
そして、ターゲット生成器71A内の圧力が圧力PL2に到達した時刻T16以降、ドロップレット271Aの生成が停止し得る。
このことにより、昇圧に要する時間ΔTP2において第1電極751Aと第2電極752Aとの間に電位差VD2を生じ得る。ターゲット供給装置7Bは、昇圧に要する時間ΔTP2内に少なくとも1回ドロップレット271Aを出力し得る。このため、ドロップレット271Aの設定出力方向10Aが重力方向10Bに対して斜めとなっている場合であっても、ターゲット生成器71A内の圧力が設定圧力PDまで上がった時刻T13において、突出部716Aの先端に付着したドロップレット271Aと第1電極751Aとの接触により、ターゲット物質270と第1電極751Aとが短絡することを抑制し得る。したがって、ターゲット供給装置7Bは、ドロップレット271Aを適切に出力し得る。
また、第2実施形態では、時刻T14の前と時刻T14の後とにおいて、同じ大きさの電位VHを第2電極752Aに印加したが、すなわち本開示における第1電位と第2電位とが同じ大きさであったが、時刻T14の前において、第1電極751Aと第2電極752Aとの間に電位差が生じる大きさであれば、時刻T14の前に第2電極752Aに印加する第2電位は、電位VHでなくてもよい。
なお、ターゲット供給装置としては、以下のような構成としてもよい。
図10Aは、課題を概略的に示し、ドロップレットが第1電極と接触している状態を表す。図10Bは、変形例に係るターゲット供給装置が動作している最中の状態を表す。
ドロップレット279Aの設定出力方向10Aが重力方向10Bと同じとなっている場合、図6における時刻T92から時刻T94までの時間の長さによっては、図10Aに示すように、ドロップレット279Aが引き出されないまま大きくなり得る。その結果、ドロップレット279Aが第1電極751Aと接触して、ターゲット物質270と第1電極751Aとが短絡し得る。
これに対して、設定出力方向10Aが重力方向10Bと同じになっている場合において、第1実施形態または第2実施形態のターゲット供給方法を用いることにより、ターゲット供給装置は、図10Bに示すように、ドロップレット271Aが第1電極751Aと接触する大きさとなる前に、ドロップレット271Aを出力し得る。
Claims (6)
- ノズルを有し、内部にターゲット物質を収容するターゲット生成器と、
前記ターゲット生成器内部の圧力を検出する圧力センサおよび前記ターゲット生成器内部の圧力を制御するアクチュエータを有する圧力制御器と、
前記ノズルのノズル孔から、静電気力によって前記ターゲット物質を引き出す電極と、
前記電極と前記ターゲット生成器内部の前記ターゲット物質とに電位を印加する電位印加部と、
タイマとを含むターゲット供給装置を用い、
前記圧力センサによる前記ターゲット生成器内部の圧力の検出結果に基づいて、前記アクチュエータが前記ターゲット生成器内部の圧力を設定圧力まで上げることと、
前記タイマの時間に基づいて、前記ターゲット生成器内部の圧力を設定圧力まで上げる途中であることを検出すると、前記電位印加部が前記電極と前記ターゲット物質とに異なる電位を印加することと、
前記圧力センサの検出結果に基づいて、前記ターゲット生成器内部の圧力が前記設定圧力まで上がったことを検出すると、前記静電気力によって前記ターゲット物質を引き出すために、前記電位印加部が前記ターゲット物質に一定の第1電位を印加するとともに、前記電極に第1パルス電圧を印加することと、を含むターゲット供給方法。 - 請求項1に記載のターゲット供給方法において、
前記ターゲット生成器内部の圧力を設定圧力まで上げる途中であることを検出すると、前記電位印加部が前記電極と前記ターゲット物質とに異なる電位を印加することは、
前記圧力を前記設定圧力まで上げることを開始する前から前記圧力が前記設定圧力まで上がるまでの間に、前記電位印加部が、前記ターゲット物質に前記第1電位と同じ一定の第2電位または前記第1電位と異なる一定の第2電位を印加するとともに、前記電極に前記第1パルス電圧と同じ第2パルス電圧または前記第1パルス電圧と異なる第2パルス電圧を印加することにより行われるターゲット供給方法。 - 請求項1に記載のターゲット供給方法において、
前記ターゲット生成器内部の圧力を設定圧力まで上げる途中であることを検出すると、前記電位印加部が前記電極と前記ターゲット物質とに異なる電位を印加することは、
前記圧力を前記設定圧力まで上げることを開始する前から前記圧力が前記設定圧力まで上がるまでの間に、前記電位印加部が、前記ターゲット物質に前記第1電位と同じ一定の第2電位または前記第1電位と異なる一定の第2電位を印加するとともに、前記電極に前記第2電位よりも低い一定の第3電位を印加することにより行われるターゲット供給方法。 - ノズルを有し、内部にターゲット物質を収容するターゲット生成器と、
前記ターゲット生成器内部の圧力を検出する圧力センサおよび前記ターゲット生成器内部の圧力を制御するアクチュエータを有する圧力制御器と、
前記ノズルのノズル孔から、静電気力によって前記ターゲット物質を引き出す電極と、
前記電極と前記ターゲット生成器内部の前記ターゲット物質とに電位を印加する電位印加部と、
タイマと、
前記圧力センサによる前記ターゲット生成器内部の圧力の検出結果および前記タイマの時間に基づいて、前記圧力制御器および前記電位印加部を制御する制御部であって、
前記制御部は、
前記ターゲット生成器内部の圧力を設定圧力まで上げることと、
前記ターゲット生成器内部の圧力を設定圧力まで上げる途中であることを検出すると、前記電極と前記ターゲット物質とに異なる電位を印加することと、
前記ターゲット生成器内部の圧力が前記設定圧力まで上がったことを検出すると、前記静電気力によって前記ターゲット物質を引き出すために、前記ターゲット物質に一定の第1電位を印加するとともに、前記電極に第1パルス電圧を印加することとを行うターゲット供給装置。 - 請求項4に記載のターゲット供給装置において、
前記制御部は、前記ターゲット生成器内部の圧力を設定圧力まで上げる途中であることを検出すると、前記電極と前記ターゲット物質とに異なる電位を印加することを、
前記圧力を前記設定圧力まで上げることを開始する前であることを検出し、かつ、前記圧力が前記設定圧力まで上がる前であることを検出すると、前記ターゲット物質に前記第1電位と同じ一定の第2電位または前記第1電位と異なる一定の第2電位を印加するとともに、前記電極に前記第1パルス電圧と同じ第2パルス電圧または前記第1パルス電圧と異なる第2パルス電圧を印加することにより行うターゲット供給装置。 - 請求項4に記載のターゲット供給装置において、
前記制御部は、前記ターゲット生成器内部の圧力を設定圧力まで上げる途中であることを検出すると、前記電極と前記ターゲット物質とに異なる電位を印加することを、
前記圧力を前記設定圧力まで上げることを開始する前であることを検出し、かつ、前記圧力が前記設定圧力まで上がる前であることを検出すると、前記ターゲット物質に前記第1電位と同じ一定の第2電位または前記第1電位と異なる一定の第2電位を印加するとともに、前記電極に前記第2電位よりも低い一定の第3電位を印加することにより行うターゲット供給装置。
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