JP2015133307A - Ｅｕｖ光源 - Google Patents

Abstract

【課題】レチクルに均一高輝度なＥＵＶ光を得られ、ＥＵＶ光コレクターミラーの汚染が少ないＥＵＶ光源を提供する。
【解決手段】ＥＵＶ光を得るターゲットに照射するレーザー光を集光する集光鏡に多数のスリット又は多数の細管を設け、小範囲から発生したＥＵＶ光を多数のスリット又は多数の細管内部で全反射を繰り返すことでＥＵＶ光を発散さして、ＥＵＶ光コレクターミラー１枚もしくはほんの数枚の照明鏡によって、レチクルに均一で高光強度かつ照射開口数の大きな照明光を得る。
【選択図】図１

Description

技術分類

本発明は、ＥＵＶ露光装置のＥＵＶ光源に関する。

従来のＥＵＶ光源は、Ｘｅ又はＳｎにレーザー光を照射又は放電によりＥＵＶ光を得ていた。

ＥＵＶ光源の開発と応用 監修 豊田浩一、岡崎信次

従来のＥＵＶ光源は、点状発光であり発生するＥＵＶ光強度が低かった。又ＥＵＶ光と励起用レーザー光の分離による取り出すＥＵＶ光の減弱があり、そしてＥＵＶ光と共に放出される高速粒子による高価なＥＵＶ光コレクターミラーの損傷が激しかった。その上レチクルに均一で大きな照射開口数を得るためには多数の照射光学系が必要であった。

そして本発明は上記目的を達成するため、ＥＵＶ光を発生さすターゲットに照射するレーザー光反射鏡に多数のスリット又は細管を設け、

発生したＥＵＶ光をスリット又は細管にて全反射さすことにより発散さす。そしてこの時、スリット又は細管のＥＵＶ光入射口より出射口の方を少し広くしているので、ＥＵＶ光の発散角度がましてゆく。

このＥＵＶ光は発光源とレチクルの照明部を共焦点とする回転楕円体反射鏡にてレチクルに照明開口数の大きくて均一なＥＵＶ光を照明する。

レーザー反射鏡とＥＵＶ光発生源間に、レーザー反射鏡とＥＵＶ光発生源の側面から高周波電圧をかけＥＵＶ光発生時に発生した中性原子や中性粒子をイオン化する。

そしてレーザー反射鏡を陽極にＥＵＶ光発生源側を陰極にして高電圧をかけることにより、ＥＵＶ光生成時に発生したデブリがＥＵＶ光コレクターミラーにふ着するのを防いでいる。

ＥＵＶ光発生源を線状にした場合は、レーザー光反射鏡には多数のスリットを、そしてＥＵＶ光発生源を点状にした場合は、レーザー光反射鏡には多数の細管を設置している。ＥＵＶ光発光源を線状に形成すると、強力なＥＵＶ光を発生さすことができる。

ＥＵＶ光を得るため固体ターゲットを採用する場合は、固体ターゲット表面に照射レザー光の波長の１／２の深さの溝を設けて、照射レーザー光を集光したそのスポット光の半分が溝の上に来る時だけに、照射レーザ光を照射している。

そしてレーザー光照射によって破壊された固体ターゲット表面を修復するため、固体ターゲットを構成している物質を溶融して塗布し、回転刻印器でその表面に溝をつけている。

本発明ＥＵＶ光源は上記の様な形態をとっているので、ＥＵＶ光発生源を線状にすることができ、ＥＵＶ光発生強度を上げることができている。

レーザー光反射鏡にＥＵＶ光の入射口の幅又は口径より出射口の幅又は口径が大きい多数のスリット又は多数の細管内で、ＥＵＶ光を全反射を繰り返してＥＵＶ光を取り出しているので、ＥＵＶ光の分散を図り、レチクルに均一で開口数の大きなＥＵＶ光の照射ができている。

レーザー光反射鏡を陽極にＥＵＶ光発生源側を陰極に設定し、側面から高周波電圧をかけることで、ほぼ全部の原子又は中性粒子をイオン化してレーザー光反射鏡に飛来するのを防いでいる。

そしてＥＵＶ光コレクターミラーをレーザー光反射鏡の鏡面の反対側に置くことで、高速粒子によるＥＵＶ光コレクターミラーの損傷又は汚染を防いでいる。

ＥＵＶ光を得るため固体ターゲットを用いる実施例では、装置が簡単で安価になる。発生する多量のデブリ対策として固体ターゲットの表面に照射レーザー光の１／２波長の深さの溝をつけ、その溝の位置を検出し、その位置にだけレーザー光を照射している。

そのため照射レーザー光のほぼ全部が固体ターゲットに吸収され、又プラズマ化してもそのまま段差がついたまま発散するので、照射ＥＵＶ光はほぼ全部吸収されて反射光がほとんど発生しない。そのためターゲットからの原子はイオン化したのが多い。

その上、多数の溝があることで、固体ターゲットにレーザー光を照射してＥＵＶ光を得る時に発生する衝撃波の広がりを防いで、デブリ生成が少なくなっている。

レーザー光反射鏡の表面を固体ターゲットと同じ物質を塗布することで、レーザー光反射鏡の表面にデブリが沈着してもレーザー光反射鏡効果に変化がない。レーザー光反射鏡の表面にＳｎを塗布すると、レーザー光照射により一瞬Ｓｎは溶融するが直ちに固体になる。

レーザー光反射鏡の多数のスリット又多数の細管の互いに隣りあった側壁間に互交に陽極、陰極とする電圧をかけることにより、その間隙を通ったイオンは壁に引き寄せられ、又中性粒子も分極することにより壁に引きつけられる。

レーザ光反射鏡にカーボンナノチューブを含ませているので、軽く強じんで熱伝導率が高い、そのためレーザー光をレーザー光反射鏡に照射することにより発生する熱をすばやくにがしている。

レーザー光反射鏡の多数のスリット又は多数の細管内壁をＥＵＶ光全反射角度の大きな物質たとえば白金等でコーテイグしているので、ＥＵＶ光の発散効果が大きくなっている。

レーザ光反射鏡のスリットの幅又は細管の口径を照射するレーザー光の波長以下にすることで、照射されたレーザー光は、レーザー光反射鏡のスリット又は細管から漏れ出ない

本発明ＥＵＶ光源のＥＵＶ光発生源にＳｎドロップレットを使用した時のブロク説明図。 本発明ＥＵＶ光発生源の固体ターゲット説明図。 本発明ＥＵＶ光源のＥＵＶ光発生源に固体ターゲットを使用した時のブロック説明図。

発明を実施するための形能

以下本発明の実施例を図１、図２、図３に基づいて説明する。

図１に示すように、３０個のＳｎドロップレットを一直線状に射出し、位置１に集中するプリパルスＹＡＧレーザー光により３０個のＳｎドロップレットが破壊、分散され、口径１．０ｍｍ程度長さ３０ｍｍ程度の円柱状に分散する。

分散された円柱状Ｓｎドロップレットは位置２に到達した時、位置２位置３を共焦点とする回転楕円体レーザー光反射鏡４にて位置３に集束するメインパルスである偏光された炭酸ガスレーザー光が位置２に集束し、分散された円柱状Ｓｎドロップレットが加熱を受け、ＥＵＶ光を発生する。

回転楕円体レーザー光反射鏡４には、位置２を中心とする方向に向う回転楕円体レーザー光反射鏡４の鏡面で幅が炭酸ガスレーザー光以下でＥＵＶ光の射出口の幅が少し広くなっている多数のスリット５が設置されている。

又照射される炭酸ガスレーザー光はその電気振動方向は多数のスリット５の幅方向にあるので、この多数のスリット５は炭酸ガスレーザー光は透過させずＥＵＶ光だけを透過さす。この時多数のスリット５内では、ＥＵＶ光をスリット方向と垂直方向の成分だけ全反射して発散する。

そしてレチクル６のＥＵＶ光照射面内の位置７と位置２を共焦点とする回転楕円体ＥＵＶ光反射鏡８にてレチクル６の位置７付近に短辺が３０ｍｍ程度で長辺が１５０ｍｍ程度の長方形に照明することが出来ている。

この時、レチクル６のＥＵＶ光照明面の各点は、光度が均一で照明開口数は大きくなっている。

この回転楕円体レーザー光反射鏡４は、アルミニュームとカーボンナノチューブの合材でできているので、軽く強じんでかつ電気抵抗が小さく熱伝導率が良いので、炭酸ガスレーザー光照射又電子の衝突による発熱をすばやく放射できている。

又回転楕円体レーザー光反射鏡４の多数のスリット５の内壁は全反射角度の大きな物質たとえば白金等を塗布している実施例がある。

回転楕円体レーザー光反射鏡４の鏡面９にＳｎを塗布しておけば、強力なパルス炭酸ガスレーザー光と電子の衝突とでＳｎが一瞬は溶融するが、たちまち固体となりＥＵＶ光発生源からのＳｎデブリが付着しても、炭酸ガスレーザー光反射効果に変化はない。

位置３付近に陰極を、回転楕円体レーザー光反射鏡４の鏡面９を陽極として、位置３と鏡面９方向と垂直方向にある２枚の電極１０間に高周波電圧をかける。

そうすると、ＥＵＶ光発生時に発生するＳｎ中性原子、中性Ｓｎ粒子も電離し、発生したＳｎデブリは鏡面９から位置３方向にかけている高電位により移動し除かれる。

多数のスリット５の相対する壁が交互に陰極と陽極とになる様に電圧をかけていれば、多数のスリット間５間に中性Ｓｎ粒子が通過しようとしても、中性Ｓｎ粒子が分極させられ捕獲される。

円柱状に分散する多数のＳｎドロップレットのかわりに、１個のドロップレットを使用する場合は、回転楕円体レーザー光反射鏡４に位置２に集中する方向に、鏡面９に開いている口径が炭酸ガスレーザー光の波長以下で、ＥＵＶ光射出口の口径が少し大きい多数の細管を設置して多数の細管内でＥＵＶ光を全反射する事でＥＵＶ光を発散さしている。

固体ターゲットにレーザー光を照射してＥＵＶ光を発生さす実施例として、図２に示す様に基板１１の表面にＳｎ板１２を載せて、

Ｓｎ板１２の表面は、照射炭酸ガスレーザー光の１／２波長程度の深さの溝１３を多数設けている。

そして、ＥＵＶ光を得る時、集光した炭酸ガスレーザー光の半分がＳｎ板１２の溝１３に当たる様に、Ｓｎ板１２の他の位置で赤外線半導体レーザー光で測定している。

この時、炭酸ガスレーザー光はほとんど全部Ｓｎ板１２を温めるために使用され、反射光は発生していない。又この時発生発生したＳｎプラズマも高低差がついていて、Ｓｎプラズマ表面からの反射光も少なくなっている。

非特許文献１に記載されている様にＳｎ板１２の炭酸ガスレーザー光集光部から強力な衝撃波が発生するが、Ｓｎ板１２に形成されている溝１３が防波堤となり、衝撃波でＳｎ板１２が破壊されデブリが発生する範囲が減少している。

図３に示すように、炭酸ガスレーザー光が位置１４に線状の焦点を結び、位置１４と位置１５を共焦点とする回転楕円体レーザー光反射鏡１６で位置１５に線状の焦点を結ぶ、

そこには、円板状の基板１１の上にＳｎ板１２があり、Ｓｎ板１２の表面は図２に示されているように、多数の溝１３があり炭酸ガスレーザー光の焦点の半分は溝１３にある。

このため照射炭酸ガスレーザー光の反射がほとんどなく、Ｓｎ板１２にほとんど吸収され発熱する。そこでＥＵＶとＳｎプラズマが発生する。

集光する炭酸ガスレーザー光の両側にある２枚の電極１７間に高周波電圧をかけ、位置１５で発生した中性Ｓｎ原子、中性Ｓｎ粒子がイオン化する。

そこで回転楕円体レーザー光反射鏡１６を陽極にＳｎ板１２側を陰極とする高電圧をかけると、回転楕円体レーザー光反射鏡１６方向飛来するＳｎ原子、Ｓｎ粒子は減少する。

回転楕円体レーザー光反射鏡１６には、位置１５から放射状の位置に配置された回転楕円体レーザー光反射鏡１６の鏡面１８における開口幅が炭酸ガスレーザー光の波長以下でＥＵＶ光射出側の幅が少し広い多数のスリット１９がある。そしてこの多数のスリット１９内でＥＵＶ光が全反射を繰り返して発散している。

そして、この発散したＥＵＶ光で、位置１５とレチクル２０のＥＵＶ光円弧状照明部２１を共焦点とする回転楕円体ＥＵＶ光反射鏡２２でレチクル２０を照明する。

この時レチクル２０上に長方形の範囲に均一で照明開口数の大きな照明が得られている。炭酸ガスレーザー光は偏光さして、その電気振動方向は回転楕円体レーザー光反射鏡１６にある多数のスリット１９の幅方向に設定している。そのため炭酸ガスレーザー光は多数のスリット１９からは漏れ出ない。

基板１１は、軸２３を中心に高速回転していて、Ｓｎ板１２がＥＵＶ光発生時、破壊された表面を、非特許文献１に記載されている様に、Ｓｎ再塗布器２４にて溶融Ｓｎを塗布して修復している。

そして、回転刻印器２５で図２に示す様な深さが炭酸ガスレーザー光の波長の半分の多数の溝１３を連続してつけ、溝１３の位置を半導体レーザー光位置検出器２６にて検出している。

固体ターゲットのＳｎ板１２に作った点状ＥＵＶ光発生源でＥＵＶ露光する場合には、回転楕円体レーザー光反射鏡１６に、鏡面１８側が炭酸ガスレーザー光の波長以下の口径で、ＥＵＶ光射出口である反対側側が少し大きい多数の細管を位置１５の方向に集中するように設置している。

この様に固体ターゲットにてＥＵＶ光を発生さす場合は、照射に必要なレーザー光は炭酸ガスレーザー光１本で良い。

ＥＵＶ光を発生さす物質として他にＬｉ、Ｘｅ等の実施例がある。

本発明は、ＥＵＶ光露光装置のＥＵＶ光源に利用できる。

１、２、３、７、１４、１５ 位置
４、１６ 回転楕円体レーザー光反射鏡
５、１９ 多数のスリット
６、２０ レチクル
９、１８ 鏡面
８、２２ 回転楕円体ＥＵＶ光反射鏡
１０、１７ ２枚の電極
２１ 円弧状照明部
２３ 軸
２４ Ｓｎ再塗布器
２５ 回転刻印器
２６ 半導体レーザー光位置検出器

Claims (10)

1. レーザー光反射鏡にスリット又は細管を設けスリット又は細管を通してＥＵＶ光を得るＥＵＶ光源。
2. スリット又は細管内にてＥＵＶ光を全反射さしてＥＵＶ光を得る請求項１記載のＥＵＶ光源。
3. 一方向に高周波電圧をかけその方向と垂直方向に一定方向の電圧をかけて、レーザー光反射鏡とＥＵＶ光反射鏡のＥＵＶ光発光源からの汚染又は損傷を防ぐ機構を有する請求項１記載のＥＵＶ光源。
4. レーザー光を照射してＥＵＶ光を得る固体ターゲットの表面に照射レーザー光の１／２波長の深さの溝を設けた請求項１記載のＥＵＶ光源。
5. レーザー光反射鏡にカーボンナノチューブを含ませたことを特徴とする請求項１記載のＥＵＶ光源。
6. レーザ光反射鏡に設置されたスリット又は細管内壁にＥＵＶ光の全反射角度が大きい物質を塗布した請求項１記載のＥＵＶ光源。
7. レーザー光反射鏡のスリットの幅又は細管の口径が照射するレーザー光の波長以下にした請求項１記載のＥＵＶ光源。
8. レーザー光反射鏡のスリットの幅又は細管の口径がＥＵＶ光入射口より出射口の方が大きくしたことを特徴とする請求項７記載のＥＵＶ光源。
9. レーザー光反射鏡のスリット又は細管の向いあった側壁が両極となる電圧をかけた請求項１記載のＥＵＶ光源。
10. レーザー光反射鏡に照射するレーザー光を偏向したことを特徴とする請求項１記載のＥＵＶ光源。

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