JP2015015251A - 極端紫外光源装置、極端紫外光源装置の制御方法、およびそのプログラムを記録した記録媒体 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ターゲット13にメインパルスL1を照射してバースト発振したEUV光Lを出力する極端紫外光源装置において、前記バースト発振を行うバースト運転中、メインパルスL1を出力するドライバレーザ1を連続発光運転した状態でメインパルスL1を出力させ、前記バースト運転中の連続発光停止間、EUV光Lのプラズマ発光点P10においてメインパルスL1がターゲット13に照射されるのを回避させてEUV光Lの発光を停止させる制御を行うバースト制御部C1を備える。
【選択図】図1
Description
まず、本開示の実施の形態1について、図面を参照して詳細に説明する。以下の説明では、LPP方式によるEUV光源装置を例に挙げるが、これに限定されるものではなく、DPP方式やSR方式のEUV光源装置などであってもよい。また、本実施の形態1では、1段階のレーザ照射によってターゲット物質をプラズマ化するケースを例に挙げるが、これに限定されるものではなく、たとえば2段階以上のレーザ照射によってターゲット物質をプラズマ化するケースであってもよい。さらに、本実施の形態1は、レーザ装置やレーザ加工装置などにも適用されてもよい。
1)連続発光運転(期間)とは、EUV光を連続して出力する運転(期間)をいう。
2)連続発光停止運転(期間)とは、EUV光の出力を停止する運転(期間)をいう。
3)バースト運転(期間)とは、連続発光運転と連続発光停止運転との交互運転(期間)をいう。
1)EUVチャンバ10内の光学素子、たとえばEUV集光ミラーM3などへのダメージを低減する。この結果、EUV光源装置の寿命が延びる。
2)バースト運転中はドライバレーザ1を連続発光運転するため、ドライバレーザ1の光学系が熱的に安定する。これにより、ドロップレット13に対して安定した位置及びエネルギーでレーザパルス光L1が照射される。この結果、安定したEUV光L10が出力される。
3)バースト運転中はドライバレーザ1を連続発光運転するため、ドライバレーザ1の熱負荷変動を低減できる。これにより、ドライバレーザ1に用いる光学素子などに対する熱負荷変動によるダメージが低減される。この結果、光学素子の寿命が延びる。
1)連続発光期間T2の先頭時に、光学素子などに急激な熱負荷変動が生じる。
2)連続発光期間T2と連続発光停止期間T1とのデューティ比が変更されたときにも急激な熱負荷変動が生じる。
3)これらが原因でレーザパルス光L1の集光状態が不安定になったり、エネルギー制御の追従性が悪くなる。その結果、安定したEUV発光が得られない。
これに対し、この実施の形態1では、バースト運転中、レーザパルス光L1が常に連続発振されているため、連続発光期間T2におけるレーザパルス光L1の集光状態を安定させ、エネルギー制御の追従性を良好にすることが可能となり、その結果、安定したEUV発光制御を行うことができる。
上述した実施の形態1では、レーザパルス光L1の発振タイミングをずらすことで、レーザパルス光L1を連続発振しつつEUV光L10の生成を停止した。ただし、これに限らず、たとえばレーザパルス光L1の光軸をずらすことで、レーザパルス光L1を連続発振しつつEUV光L10の生成を停止することも可能である。以下、このケースを、本実施の形態1の変形例1として説明する。
1)EUVチャンバ10内の光学素子、たとえばEUV集光ミラーM3などへのダメージを低減する。この結果、EUV光源装置の寿命が延びる。
2)バースト運転中はドライバレーザ1を連続発光運転するため、ドライバレーザ1の光学系が熱的に安定する。これにより、ドロップレット13に対して安定した位置及びエネルギーでレーザパルス光L1が照射される。この結果、安定したEUV光L10が出力される。
3)バースト運転中はドライバレーザ1を連続発光運転するため、ドライバレーザ1の熱負荷変動を低減できる。これにより、ドライバレーザ1に用いる光学素子などに対する熱負荷変動によるダメージが低減される。この結果、光学素子の寿命が延びる。
また、レーザパルス光L1のフォーカスをずらすことで、レーザパルス光L1を連続発振しつつEUV光L10の生成を停止することも可能である。以下、このケースを、本実施の形態1の変形例2として説明する。
1)EUVチャンバ10内の光学素子、たとえばEUV集光ミラーM3などへのダメージを低減する。この結果、EUV光源装置の寿命が延びる。
2)バースト運転中はドライバレーザ1を連続発光運転するため、ドライバレーザ1の光学系が熱的に安定する。これにより、ドロップレット13に対して安定した位置及びエネルギーでレーザパルス光L1が照射される。この結果、安定したEUV光L10が出力される。
3)バースト運転中はドライバレーザ1を連続発光運転するため、ドライバレーザ1の熱負荷変動を低減できる。これにより、ドライバレーザ1に用いる光学素子などに対する熱負荷変動によるダメージが低減される。この結果、光学素子の寿命が延びる。
つぎに、この開示の実施の形態2について、図面を参照して詳細に説明する。本実施の形態2では、2段階のレーザ照射によってターゲット物質をプラズマ化するケースを例に挙げる。なお、本実施の形態2は、レーザ装置やレーザ加工装置などにも適用されてもよい。
1)EUVチャンバ10内の光学素子、たとえばEUV集光ミラーM3などへのダメージを低減する。この結果、EUV光源装置の寿命が延びる。
2)バースト運転中はドライバレーザ1を連続発光運転するため、ドライバレーザ1の光学系が熱的に安定する。これにより、ドロップレット13に対して安定した位置及びエネルギーでレーザパルス光L1が照射される。この結果、安定したEUV光L10が出力される。
3)バースト運転中はドライバレーザ1を連続発光運転するため、ドライバレーザ1の熱負荷変動を低減できる。これにより、ドライバレーザ1に用いる光学素子などに対する熱負荷変動によるダメージが低減される。この結果、光学素子の寿命が延びる。
上述した実施の形態2では、プリパルス光LPを発振しないことで、EUV光L10の生成を停止した。ただし、これに限らず、たとえば実施の形態1のレーザパルス光L1と同じように、プリパルス光LPの発振タイミングをずらすことで(図18(a)参照)、レーザパルス光L1を連続発振しつつEUV光L10の生成を停止することも可能である。(図18(b)参照)。以下、このケースを、本実施の形態2の変形例1として説明する。
1)EUVチャンバ10内の光学素子、たとえばEUV集光ミラーM3などへのダメージを低減する。この結果、EUV光源装置の寿命が延びる。
2)バースト運転中はドライバレーザ1およびプリパルスレーザ30を連続発光運転するため、ドライバレーザ1およびプリパルスレーザ30の光学系が熱的に安定する。安定したレーザパルス光L1およびプリパルス光LPの出力によって安定したEUV光L10を出力することができる。
3)バースト運転中はドライバレーザ1およびプリパルスレーザ30を連続発光運転するため、ドライバレーザ1およびプリパルスレーザ30の熱負荷変動を低減できる。これにより、ドライバレーザ1およびプリパルスレーザ30に用いる光学素子などに対する熱負荷変動によるダメージが低減される。この結果、光学素子の寿命が延びる。
上述した実施の形態2の変形例1では、プリパルス光LPの発振タイミングを変更することで、プリパルス光LPおよびレーザパルス光L1を連続発振しつつEUV光L10の生成を停止した。これに対し、この実施の形態2の変形例2では、実施の形態1の変形例1におけるレーザパルス光L1と同じように、プリパルス光LPの光軸CI1を光軸CI1aにずらす(図21(a)参照)。この制御によっても、レーザパルス光L1が発振されていても、プリプラズマPPが発生しないため、EUV光L10の生成を停止できる(図21(b)参照)。なお、プリパルス光LPの光軸CI1上に配置されたレーザダンパPDP1の他に、光軸CI1a上にレーザダンパPDP2を設けてもよい。
1)EUVチャンバ10内の光学素子、たとえばEUV集光ミラーM3などへのダメージを低減する。この結果、EUV光源装置の寿命が延びる。
2)バースト運転中はドライバレーザ1およびプリパルスレーザ30を連続発光運転するため、ドライバレーザ1およびプリパルスレーザ30の光学系が熱的に安定する。安定したレーザパルス光L1およびプリパルス光LPの出力によって安定したEUV光L10を出力することができる。
3)バースト運転中はドライバレーザ1およびプリパルスレーザ30を連続発光運転するため、ドライバレーザ1およびプリパルスレーザ30の熱負荷変動を低減できる。これにより、ドライバレーザ1およびプリパルスレーザ30に用いる光学素子などに対する熱負荷変動によるダメージが低減される。この結果、光学素子の寿命が延びる。
また、実施の形態1の変形例2のレーザパルス光L1と同じように、プリパルス光LPのフォーカスF10をF10aにずらすことで(図24(a)参照)、レーザパルス光L1およびプリパルス光LPを連続発振しつつ、EUV光L10の生成を停止することも可能である(図24(b)参照)。以下、このケースを、本実施の形態2の変形例3として説明する。
1)EUVチャンバ10内の光学素子、たとえばEUV集光ミラーM3などへのダメージを低減する。この結果、EUV光源装置の寿命が延びる。
2)バースト運転中はドライバレーザ1およびプリパルスレーザ30を連続発光運転するため、ドライバレーザ1およびプリパルスレーザ30の光学系が熱的に安定する。安定したレーザパルス光L1およびプリパルス光LPの出力によって安定したEUV光L10を出力することができる。
3)バースト運転中はドライバレーザ1およびプリパルスレーザ30を連続発光運転するため、ドライバレーザ1およびプリパルスレーザ30の熱負荷変動を低減できる。これにより、ドライバレーザ1およびプリパルスレーザ30に用いる光学素子などに対する熱負荷変動によるダメージが低減される。この結果、光学素子の寿命が延びる。
つぎに、この開示の実施の形態3について説明する。この実施の形態3では、実施の形態2と同様に、プリパルスレーザ30を用いてプリパルス光LPを発振し、生成されたプリプラズマPPにレーザパルス光L1を照射することによって、EUV光L10を生成するEUV光源装置を例に挙げる。本実施の形態3では、このようなEUV光源装置において、バースト運転中、ドライバレーザ1およびプリパルスレーザ30を連続発光運転させた状態で、連続発光停止期間T1中にドロップレット13の吐出を停止させることで、EUV光L10の生成を停止させる。なお、本実施の形態3は、実施の形態1と同様に、プリパルス光LPを用いないEUV光源装置に適用してもよい。
1)EUVチャンバ10内の光学素子、たとえばEUV集光ミラーM3などへのダメージを低減する。この結果、EUV光源装置の寿命が延びる。
2)バースト運転中はドライバレーザ1およびプリパルスレーザ30を連続発光運転するため、ドライバレーザ1およびプリパルスレーザ30の光学系が熱的に安定する。安定したレーザパルス光L1およびプリパルス光LPの出力によって安定したEUV光L10を出力することができる。
3)バースト運転中はドライバレーザ1およびプリパルスレーザ30を連続発光運転するため、ドライバレーザ1およびプリパルスレーザ30の熱負荷変動を低減できる。これにより、ドライバレーザ1およびプリパルスレーザ30に用いる光学素子などに対する熱負荷変動によるダメージが低減される。この結果、光学素子の寿命が延びる。
4)連続発光停止期間T1中はドロップレットが吐出されないので、ドロップレットの消費量を低減できる。
上述した実施の形態3では、ドロップレット13の吐出を停止させることでEUV光L10の生成を停止した。ただし、これに限らず、ドロップレット13の生成タイミングをずらすことで、プリパルス光LPおよびレーザパルス光L1を連続発振しつつEUV光L10の生成を停止することも可能である。以下、このケースを、本実施の形態3の変形例1として説明する。
1)EUVチャンバ10内の光学素子、たとえばEUV集光ミラーM3などへのダメージを低減する。この結果、EUV光源装置の寿命が延びる。
2)バースト運転中はドライバレーザ1およびプリパルスレーザ30を連続発光運転するため、ドライバレーザ1およびプリパルスレーザ30の光学系が熱的に安定する。安定したレーザパルス光L1およびプリパルス光LPの出力によって安定したEUV光L10を出力することができる。
3)バースト運転中はドライバレーザ1およびプリパルスレーザ30を連続発光運転するため、ドライバレーザ1およびプリパルスレーザ30の熱負荷変動を低減できる。これにより、ドライバレーザ1およびプリパルスレーザ30に用いる光学素子などに対する熱負荷変動によるダメージが低減される。この結果、光学素子の寿命が延びる。
また、ドロップレット13を吐出後に加速あるいは減速することによっても、プリパルス光LPのドロップレット13への照射を回避して、EUV光L10の生成を停止することも可能である。以下、このケースを、本実施の形態3の変形例3として説明する。
また、帯電されたドロップレット13に軌道ずれを生じさせることによって、プリパルス光LPがドロップレット13に照射させないように構成してもよい。以下、このケースを、本実施の形態3の変形例3として説明する。
2 オシレータ
3 プリアンプ
4 メインアンプ
10 EUVチャンバ
11 ターゲット供給部
12 撮像装置
13 ドロップレット
20 露光装置
30 プリパルスレーザ
40 帯電電極
41 吐出用帯電電極
50 加減速機構
51 加速電極
60,61 偏向機構
100,100A,200,200D,300A,300C,300D EUV光源装置
1000 情報処理装置
1001 CPU
1002 記録媒体
1002a プログラム
M1,M4 ミラー
M2 集光ミラー
M2a,M5a ミラーアクチュエータ
M3 EUV集光ミラー
M5 集光ミラー
M6 ビームスプリッタ
W1,W2 ウィンドウ
C EUV光源コントローラ
C1 バースト制御部
C2 レーザコントローラ
C3 ミラーコントローラ
C4 帯電電圧コントローラ
C5 加減速コントローラ
C6 偏向コントローラ
LDP1,LPD2,PDP1,PDP2 レーザダンパ
DP1,DP2 ターゲット回収装置
CI レーザパルス光L1の光軸
CI1 プリパルス光LPの光軸
CIa ずれたレーザパルス光の光軸
CI1a すれたプリパルス光の光軸
C100 偏向した軌道
C101a プリプラズマ生成サイトの存在しない直線の軌道
F1 レーザパルス光のフォーカス位置
F1a ずれたレーザパルス光のフォーカス位置
FS 飛散空間
L 光
L10 EUV光
L1 レーザパルス光
LP プリパルス光
P10,P20 プラズマ生成サイト
P11,P11a プリプラズマ生成サイト
PP プリプラズマ
PH ピンホール
S1 バースト発光指示信号
S2 発振タイミング制御信号
S3,S3a,S6 ミラー駆動制御信号
S4 ターゲット生成信号
S5 プリパルスレーザ駆動制御信号
S7 帯電電極用電圧印加信号
S8 加速用電界印加信号
S9 偏向用電界印加信号
また、この開示の他の態様による極端紫外光源装置は、レーザ光をターゲット物質に照射して該ターゲット物質をプラズマ化し、該プラズマ化したターゲット物質から放射した極端紫外光を出力する極端紫外光源装置であって、チャンバと、前記ターゲット物質を前記チャンバ内の所定の位置に供給するターゲット供給部と、第1レーザ光を出力する第1レーザ装置と、第2レーザ光を出力する第2レーザ装置と、前記第1レーザ光と前記第2レーザ光との光軸を略一致させる第1光学系と、前記第1光学系を介した前記第1レーザ光と前記第2レーザ光とを前記チャンバ内にそれぞれ集光する第2光学系と、前記第2光学系の向きを制御する駆動部と、前記極端紫外光を連続パルス発光する場合、前記第1および第2レーザ装置に連続的にパルス出力させた前記第1および第2レーザ光を前記ターゲット供給部より連続的に供給されたターゲット物質に照射し、前記連続パルス発光を停止する場合、前記第1および第2レーザ装置に前記第1および第2レーザ光を連続的にパルス出力させつつ前記第1および第2レーザ光の少なくとも1つと前記ターゲット物質との相対的な位置がずれるように前記駆動部を制御して前記第2光学系の向きを制御することで前記ターゲット物質のプラズマ化を回避する制御部と、を備えてもよい。
また、この開示のさらに他の態様による極端紫外光源装置は、レーザ装置からのレーザ光をターゲット物質に照射して該ターゲット物質をプラズマ化し、該プラズマ化したターゲット物質から放射した極端紫外光を出力する極端紫外光源装置であって、前記極端紫外光を連続パルス発光する場合、前記レーザ装置に連続的にパルス出力させたレーザ光をターゲット物質に照射し、前記連続パルス発光を停止する場合、前記レーザ装置に前記レーザ光を連続的にパルス出力させつつ該レーザ光による前記ターゲット物質のプラズマ化を回避する制御を行う制御部を備え、前記ターゲット物質は、2段階以上のレーザ光の照射によってプラズマ化され、前記制御部は、前記連続パルス発光を停止する場合、前記レーザ装置に前記レーザ光を連続的にパルス出力させつつ前記2段階以上のレーザ光の少なくとも1つと前記ターゲット物質との相対的な位置をずらすことで前記ターゲット物質のプラズマ化を回避してもよい。
Claims (19)
- レーザ装置からのレーザ光をターゲット物質に照射して該ターゲット物質をプラズマ化し、該プラズマ化したターゲット物質から放射した極端紫外光を出力する極端紫外光源装置であって、
前記極端紫外光を連続パルス発光する場合、前記レーザ装置に連続的にパルス出力させたレーザ光をターゲット物質に照射し、前記連続パルス発光を停止する場合、前記レーザ装置に前記レーザ光を連続的にパルス出力させつつ該レーザ光による前記ターゲット物質のプラズマ化を回避する制御を行うバースト制御部を備えることを特徴とする極端紫外光源装置。 - 前記ターゲット物質は、移動しており、
前記バースト制御部は、前記連続パルス発光を停止する場合、前記レーザ光と前記ターゲット物質との相対的な位置をずらすことで該ターゲット物質のプラズマ化を回避することを特徴とする請求項1に記載の極端紫外光源装置。 - 前記バースト制御部は、前記レーザ光の光軸および/または前記ターゲット物質の軌道をずらすことで該レーザ光と該ターゲット物質との相対的な位置をずらすことを特徴とする請求項2に記載の極端紫外光源装置。
- 前記バースト制御部は、前記レーザ光の発振タイミングおよび/または前記ターゲット物質の供給タイミングをずらすことで前記レーザ光と該ターゲット物質との相対的な位置をずらすことを特徴とする請求項2に記載の極端紫外光源装置。
- 前記バースト制御部は、前記ターゲット物質を加速または減速することで前記レーザ光と該ターゲット物質との相対的な位置をずらすことを特徴とする請求項2に記載の極端紫外光源装置。
- 前記バースト制御部は、前記レーザ光の焦点をずらすことで該レーザ光が前記ターゲット物質に照射されるエネルギーを下げることを特徴とする請求項1に記載の極端紫外光源装置。
- 前記レーザ光は、前記ターゲット物質をプリプラズマ化または破片化する第1レーザ光と、該プリプラズマ化または破片化したターゲット物質をプラズマ化する第2レーザ光と、を含み、
前記ターゲット物質は、移動しており、前記第1レーザ光が照射された後、前記第2レーザ光が照射されることでプラズマ化し、
前記バースト制御部は、前記連続パルス発光を停止する場合、前記第1および/または第2レーザ光と前記ターゲット物質との相対的な位置をずらすことで該ターゲット物質の破片化またはプリプラズマ化、ならびにプラズマ化を回避することを特徴とする請求項1に記載の極端紫外光源装置。 - 前記バースト制御部は、前記第1および/または第2レーザ光の光軸および/または前記ターゲット物質の軌道をずらすことで該第1および/または第2レーザ光と該ターゲット物質との相対的な位置をずらすことを特徴とする請求項7に記載の極端紫外光源装置。
- 前記バースト制御部は、前記第1および/または第2レーザ光の発振タイミングおよび/または前記ターゲット物質の供給タイミングをずらすことで前記第1および/または第2レーザ光と該ターゲット物質との相対的な位置をずらすことを特徴とする請求項7に記載の極端紫外光源装置。
- 前記バースト制御部は、前記ターゲット物質を加速または減速することで前記第1および/または第2レーザ光と該ターゲット物質との相対的な位置をずらすことを特徴とする請求項7に記載の極端紫外光源装置。
- 前記バースト制御部は、前記連続パルス発光を停止する場合、前記第1レーザ光の発振を停止することを特徴とする請求項7に記載の極端紫外光源装置。
- 前記バースト制御部は、前記第1および/または第2レーザ光の焦点をずらすことで該第1および/または第2レーザ光が前記ターゲット物質に照射されるエネルギーを下げることを特徴とする請求項7に記載の極端紫外光源装置。
- 前記バースト制御部は、前記連続パルス発光を停止する場合、前記ターゲット物質の供給を停止することを特徴とする請求項1に記載の極端紫外光源装置。
- レーザ装置からのレーザ光をターゲット物質に照射して該ターゲット物質をプラズマ化し、該プラズマ化したターゲット物質から放射した極端紫外光を出力する光源装置の制御方法であって、
前記極端紫外光を連続パルス発光する場合、前記レーザ装置から連続的にパルス出力されたレーザ光をターゲット物質に照射し、
前記連続パルス発光を停止する場合、前記レーザ装置に前記レーザ光を連続的にパルス出力させつつ該レーザ光による前記ターゲット物質のプラズマ化を回避する
ことを含むことを特徴とする光源装置の制御方法。 - レーザ装置からのレーザ光をターゲット物質に照射して該ターゲット物質をプラズマ化し、該プラズマ化したターゲット物質から放射した極端紫外光を出力する光源装置を制御するためのプログラムを記録した記録媒体であって、
前記極端紫外光を連続パルス発光する場合、前記レーザ装置に連続的にパルス出力させたレーザ光をターゲット物質に照射させ、前記連続パルス発光を停止する場合、前記レーザ装置に前記レーザ光を連続的にパルス出力させつつ該レーザ光による前記ターゲット物質のプラズマ化を回避させる制御を前記光源装置に実行させるためのプログラムを記録した記録媒体。 - 前記ターゲット物質は、移動しており、
前記制御は、前記連続パルス発光を停止する場合、前記レーザ光と前記ターゲット物質との相対的な位置をずらすことで該ターゲット物質のプラズマ化を回避させることを特徴とする請求項15に記載のプログラムを記録した記録媒体。 - 前記レーザ光は、前記ターゲット物質をプリプラズマ化または破片化する第1レーザ光と、該プリプラズマ化または破片化したターゲット物質をプラズマ化する第2レーザ光と、を含み、
前記ターゲット物質は、移動しており、前記第1レーザ光が照射された後、前記第2レーザ光が照射されることでプラズマ化し、
前記制御は、前記連続パルス発光を停止する場合、前記第1および/または第2レーザ光と前記ターゲット物質との相対的な位置をずらすことで該ターゲット物質の破片化またはプリプラズマ化、ならびにプラズマ化を回避させることを特徴とする請求項15に記載のプログラムを記録した記録媒体。 - 前記制御は、前記第1および/または第2レーザ光の焦点をずらすことで該第1および/または第2レーザ光が前記ターゲット物質に照射されるエネルギーを下げることを特徴とする請求項15に記載のプログラムを記録した記録媒体。
- 前記制御は、前記連続パルス発光を停止する場合、前記ターゲット物質の供給を停止させる請求項15に記載のプログラムを記録した記録媒体。
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