JP2021043402A - 極端紫外光生成装置及び電子デバイスの製造方法 - Google Patents

極端紫外光生成装置及び電子デバイスの製造方法 Download PDF

Info

Publication number
JP2021043402A
JP2021043402A JP2019167115A JP2019167115A JP2021043402A JP 2021043402 A JP2021043402 A JP 2021043402A JP 2019167115 A JP2019167115 A JP 2019167115A JP 2019167115 A JP2019167115 A JP 2019167115A JP 2021043402 A JP2021043402 A JP 2021043402A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ultraviolet light
extreme ultraviolet
light generator
mirror
chamber
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2019167115A
Other languages
English (en)
Inventor
ゲオルグ スマン
Georg Sman
ゲオルグ スマン
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Gigaphoton Inc
Original Assignee
Gigaphoton Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Gigaphoton Inc filed Critical Gigaphoton Inc
Priority to JP2019167115A priority Critical patent/JP2021043402A/ja
Priority to US16/985,165 priority patent/US11126095B2/en
Priority to NL2026231A priority patent/NL2026231B1/en
Publication of JP2021043402A publication Critical patent/JP2021043402A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/708Construction of apparatus, e.g. environment aspects, hygiene aspects or materials
    • G03F7/70975Assembly, maintenance, transport or storage of apparatus
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05GX-RAY TECHNIQUE
    • H05G2/00Apparatus or processes specially adapted for producing X-rays, not involving X-ray tubes, e.g. involving generation of a plasma
    • H05G2/001X-ray radiation generated from plasma
    • H05G2/008X-ray radiation generated from plasma involving a beam of energy, e.g. laser or electron beam in the process of exciting the plasma
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70008Production of exposure light, i.e. light sources
    • G03F7/70025Production of exposure light, i.e. light sources by lasers
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70008Production of exposure light, i.e. light sources
    • G03F7/70033Production of exposure light, i.e. light sources by plasma extreme ultraviolet [EUV] sources
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70058Mask illumination systems
    • G03F7/7015Details of optical elements
    • G03F7/70175Lamphouse reflector arrangements or collector mirrors, i.e. collecting light from solid angle upstream of the light source
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/708Construction of apparatus, e.g. environment aspects, hygiene aspects or materials
    • G03F7/70858Environment aspects, e.g. pressure of beam-path gas, temperature
    • G03F7/70866Environment aspects, e.g. pressure of beam-path gas, temperature of mask or workpiece
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/708Construction of apparatus, e.g. environment aspects, hygiene aspects or materials
    • G03F7/70908Hygiene, e.g. preventing apparatus pollution, mitigating effect of pollution or removing pollutants from apparatus
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/708Construction of apparatus, e.g. environment aspects, hygiene aspects or materials
    • G03F7/70908Hygiene, e.g. preventing apparatus pollution, mitigating effect of pollution or removing pollutants from apparatus
    • G03F7/70916Pollution mitigation, i.e. mitigating effect of contamination or debris, e.g. foil traps
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05GX-RAY TECHNIQUE
    • H05G2/00Apparatus or processes specially adapted for producing X-rays, not involving X-ray tubes, e.g. involving generation of a plasma
    • H05G2/001X-ray radiation generated from plasma
    • H05G2/003X-ray radiation generated from plasma being produced from a liquid or gas

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Atmospheric Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • X-Ray Techniques (AREA)

Abstract

【課題】EUV集光ミラーの表面へのイオンの到達に起因した集光パターンの対称性の悪化を防止するEUV光生成装置を提供する。【解決手段】チャンバ2と、チャンバ内に供給されたターゲットにレーザ光を照射することによって生成されるプラズマから放射されるEUV光を集光するミラー23と、チャンバ内におけるプラズマの生成領域とミラーとの間に磁場を形成するようにチャンバの外部に配置された電磁石90、91と、電磁石に流れる電流の方向を反転させる電流反転装置51と、定められた条件を満たした場合に、電流の方向を反転させるように電流反転装置を制御するコントローラ52と、を備える。【選択図】図5

Description

本開示は、極端紫外光生成装置及び電子デバイスの製造方法に関する。
近年、半導体プロセスの微細化に伴って、半導体プロセスの光リソグラフィにおける転写パターンの微細化が急速に進展している。次世代においては、10nm以下の微細加工が要求されるようになる。このため、波長約13nmの極端紫外(EUV:Extreme Ultra Violet)光を生成するための装置と縮小投影反射光学系とを組み合わせた半導体露光装置の開発が期待されている。
EUV光生成装置としては、ターゲット物質にレーザ光を照射することによって生成されるプラズマが用いられるLPP(Laser Produced Plasma)式の装置の開発が進んでいる。
米国特許第7251012号 米国特許第5680429号 米国特許第8399867号
概要
本開示の1つの観点に係る極端紫外光生成装置は、チャンバと、チャンバ内に供給されたターゲットにレーザ光を照射することによって生成されるプラズマから放射される極端紫外光を集光するミラーと、チャンバ内におけるプラズマの生成領域とミラーとの間に磁場を形成するようにチャンバの外部に配置された電磁石と、電磁石に流れる電流の方向を反転させる電流反転装置と、定められた条件を満たした場合に、電流の方向を反転させるように電流反転装置を制御するコントローラと、を備える。
本開示の他の1つの観点に係る電子デバイスの製造方法は、チャンバと、チャンバ内に供給されたターゲットにレーザ光を照射することによって生成されるプラズマから放射される極端紫外光を集光するミラーと、チャンバ内におけるプラズマの生成領域とミラーとの間に磁場を形成するようにチャンバの外部に配置された電磁石と、電磁石に流れる電流の方向を反転させる電流反転装置と、定められた条件を満たした場合に、電流の方向を反転させるように電流反転装置を制御するコントローラと、を備える極端紫外光生成装置を用いて極端紫外光を生成し、極端紫外光を露光装置に出力し、電子デバイスを製造するために、露光装置内で感光基板上に極端紫外光を露光することを含む。
本開示のいくつかの実施形態を、単なる例として、添付の図面を参照して以下に説明する。
図1は、例示的なLPP方式のEUV光生成システムの構成を概略的に示す。 図2は、比較例に係るEUV光生成装置の構成を示す断面図である。 図3は、図2中の3−3線における断面図である。 図4は、図2中の矢印F方向にEUV集光ミラーの表面を見た場合のミラー表面におけるイオン分布のシミュレーション結果を示す。 図5は、実施形態1に係るEUV光生成装置の構成を概略的に示す。 図6は、実施形態1に係るEUV光生成装置のコントローラによる制御例を示すフローチャートである。 図7は、図5中の7−7線における断面図であり、電流方向が第1の方向である場合を示す。 図8は、図5に示す構成において電流方向を反転させた場合の図7に代わる断面図であり、電流方向が第2の方向である場合を示す。 図9は、電流方向が第2の方向である場合の図5中の矢印F方向にEUV集光ミラーの表面を見た場合のミラー表面におけるイオン分布のシミュレーション結果を示す。 図10は、図4に示すイオン分布と図9に示すイオン分布とを重ね合わせて得られるイオン分布のシミュレーション結果を示す。 図11は、イベント情報と反転条件とに基づいて電流方向を反転させる制御を行う場合のフローチャートである。 図12は、図11のステップS57に適用されるイベント情報取得処理の第1例を示すフローチャートである。 図13は、図11のステップS57に適用されるイベント情報取得処理の第2例を示すフローチャートである。 図14は、EUV光のファーフィールドパターンを取得する構成を含むEUV光生成装置を概略的に示す。 図15は、図11のステップS57に適用されるイベント情報取得処理の第3例を示すフローチャートである。 図16は、規定時間の停止を伴うメンテナンスを実施した場合に電流方向を反転させる制御を行う場合のフローチャートである。 図17は、複数条件のAND(論理積)を用いて反転条件の判定を行うことにより電流反転制御を行う場合のフローチャートである。 EUV光生成装置と接続された露光装置の構成を概略的に示す。
実施形態
−目次−
1.用語の説明
2.EUV光生成システムの全体説明
2.1 構成
2.2 動作
3.比較例に係るEUV光生成装置の説明
3.1 構成
3.2 動作
3.3 作用・効果
4.課題
5.実施形態1
5.1 構成
5.2 動作
5.3 作用・効果
6.電流反転制御の具体例
6.1 メインルーチン
6.2 ショット数に基づく制御の例
6.3 EUVエネルギ積算値に基づく制御の例
6.4 ファーフィールドパターンの対称性評価値に基づく制御の例
6.4.1 ファーフィールドパターンを取得する構成
6.4.2 動作
6.4.3 変形例
6.4.4 制御フロー
6.5 規定時間の停止を伴うメンテナンスを実施した場合に電流方向を反転させる例
6.6 複数条件の組み合わせに基づく制御の例
6.7 他の反転条件について
7.EUV光生成装置を用いた電子デバイスの製造方法の例
以下、本開示の実施形態について、図面を参照しながら詳しく説明する。以下に説明される実施形態は、本開示のいくつかの例を示すものであって、本開示の内容を限定するものではない。また、各実施形態で説明される構成及び動作の全てが本開示の構成及び動作として必須であるとは限らない。なお、同一の構成要素には同一の参照符号を付して、重複する説明を省略する。
1.用語の説明
「ターゲット」は、チャンバに導入されたレーザ光の被照射物である。レーザ光が照射されたターゲットは、プラズマ化してEUV光を放射する。ターゲットは、プラズマの発生源となる。
「ドロップレット」は、チャンバ内に供給されたターゲットの一形態である。ドロップレットは、溶融したターゲット物質の表面張力によってほぼ球状となった滴状のターゲットを意味し得る。
「プラズマ生成領域」は、チャンバ内におけるプラズマの生成領域である。プラズマ生成領域は、チャンバ内に供給されたターゲットに対してレーザ光が照射され、ターゲットがプラズマ化される領域である。
「浮遊物質」は、チャンバ内にて浮遊する物質である。浮遊する物質には、ターゲットにレーザ光が照射されて発生するデブリ、チャンバ内に供給されるエッチングガス、デブリとエッチングガスとの反応生成物のうち、少なくとも1つが含まれてもよい。
「デブリ」は、ターゲットにレーザ光が照射されて発生するイオン、原子、エッチングガスとの衝突により中性化されたイオン、フラグメント等が、少なくとも含まれてよい。
「反応生成物」は、イオンとエッチングガスとの反応により生成される生成物、ターゲット原子やフラグメント等とエッチングガスとの反応により生成される生成物のうち、少なくとも1つを含んでよい。
「パルスレーザ光」は、複数のパルスを含むレーザ光を意味し得る。
「レーザ光」は、パルスレーザ光に限らずレーザ光一般を意味し得る。
「プラズマ光」は、プラズマ化したターゲットから放射された放射光である。当該放射光にはEUV光が含まれる。
「EUV光」という表記は、「極端紫外光」の略語表記である。「極端紫外光生成装置」は「EUV光生成装置」と表記される。
2.EUV光生成システムの全体説明
2.1 構成
図1は、例示的なLPP方式のEUV光生成システム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と共に用いられる。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。
EUV光生成装置1は、チャンバ2及びターゲット供給部26を含む。チャンバ2は、密閉可能な容器である。ターゲット供給部26は、ターゲット物質をチャンバ2の内部に供給するように構成され、例えばチャンバ2の壁を貫通するように取り付けられる。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つ以上の組み合わせを含んでもよいが、これらに限定されない。
チャンバ2の壁には、少なくとも1つの貫通孔が備えられている。その貫通孔は、ウインドウ21によって塞がれ、ウインドウ21をレーザ装置3から出力されるパルスレーザ光PL2が透過する。チャンバ2の内部には、例えば、回転楕円面形状の反射面を有するEUV集光ミラー23が配置される。EUV集光ミラー23は、第1の焦点及び第2の焦点を有する。EUV集光ミラー23の表面には、例えば、モリブデンとシリコンとが交互に積層された多層反射膜が形成される。EUV集光ミラー23は、例えば、その第1の焦点がプラズマ生成領域25に位置し、その第2の焦点が中間集光点(IF:Intermediate Focusing point)292に位置するように配置される。EUV集光ミラー23の中央部には貫通孔24が設けられ、貫通孔24をパルスレーザ光PL3が通過する。
EUV光生成装置1は、ターゲットセンサ4及びEUV光生成制御部5等を含む。ターゲットセンサ4は、ターゲット27の存在、軌道、位置、及び速度のうちいずれか、又は複数を検出するように構成される。ターゲットセンサ4は、撮像機能を備えてもよい。
また、EUV光生成装置1は、チャンバ2の内部と露光装置6の内部とを連通させる接続部29を含む。接続部29の内部には、アパーチャ293が形成された壁291が備えられる。壁291は、そのアパーチャ293がEUV集光ミラー23の第2の焦点位置に位置するように配置される。
さらに、EUV光生成装置1は、ビーム伝送装置34、レーザ光集光ミラー22、及びターゲット27を回収するターゲット回収部28等を含む。ビーム伝送装置34は、レーザ光の伝送状態を規定するための光学素子と、この光学素子の位置、姿勢等を調整するためのアクチュエータと、を備える。ターゲット回収部28は、チャンバ2内に出力されたターゲット27が進行する方向の延長線上に配置される。
2.2動作
図1を参照して、例示的なLPP式のEUV光生成システム11の動作を説明する。チャンバ2の内部は大気圧よりも低圧に保持され、好ましくは真空であってよい。あるいは、チャンバ2の内部にはEUV光の透過率が高いガスが存在する。チャンバ2の内部に存在するガスは、例えば、水素ガスであってよい。
レーザ装置3から出力されたパルスレーザ光PL1は、ビーム伝送装置34を経てパルスレーザ光PL2としてウインドウ21を透過してチャンバ2内に入射する。パルスレーザ光PL2は、少なくとも1つのレーザ光路に沿ってチャンバ2内を進み、レーザ光集光ミラー22で反射されて、パルスレーザ光PL3として少なくとも1つのターゲット27に照射される。
ターゲット供給部26は、ターゲット物質によって形成されたターゲット27をチャンバ2内部のプラズマ生成領域25に向けて出力するように構成される。ターゲット供給部26は、例えば、コンティニュアスジェット方式によりドロップレットを形成する。
ターゲット27には、パルスレーザ光PL3に含まれる少なくとも1つのパルスが照射される。パルスレーザ光PL3が照射されたターゲット27はプラズマ化し、そのプラズマから放射光251が生成される。放射光251に含まれるEUV光252は、EUV集光ミラー23によって選択的に反射される。EUV集光ミラー23によって反射されたEUV光252は、中間集光点292で集光され、露光装置6に出力される。なお、1つのターゲット27に、パルスレーザ光PL3に含まれる複数のパルスが照射されてもよい。
EUV光生成制御部5は、EUV光生成システム11全体の制御を統括するように構成される。EUV光生成制御部5は、ターゲットセンサ4の検出結果を処理する。EUV光生成制御部5は、ターゲットセンサ4の検出結果に基づいて、例えば、ターゲット27が出力されるタイミング、ターゲット27の出力方向等を制御する。さらに、EUV光生成制御部5は、例えば、レーザ装置3の発振タイミング、パルスレーザ光PL2の進行方向、パルスレーザ光PL3の集光位置等を制御する。上述の様々な制御は単なる例示に過ぎず、必要に応じて他の制御が追加される。
EUV光生成制御部5及び露光装置6の制御部等の制御装置は、1台又は複数台のコンピュータのハードウェア及びソフトウェアの組み合わせによって実現することが可能である。ソフトウェアはプログラムと同義である。プログラマブルコントローラやシーケンサはコンピュータの概念に含まれる。
また、複数の制御装置の機能を1台の制御装置で実現することも可能である。さらに本開示において、EUV光生成制御部5及び露光装置6の制御部等は、ローカルエリアネットワークやインターネットといった通信ネットワークを介して互いに接続されてもよい。分散コンピューティング環境において、プログラムユニットは、ローカル及びリモート両方のメモリストレージデバイスに保存されてもよい。
3.比較例に係るEUV光生成装置の説明
3.1 構成
図2は、比較例に係るEUV光生成装置1の構成を示す断面図である。図3は、図2中の3−3線における断面図である。
図2では、EUV集光ミラー23の第1の焦点と第2の焦点(中間集光点292)とを通る光路軸をZ軸とする。Z軸方向は、チャンバ2から露光装置6へEUV光252が出力される方向である。また、ターゲット供給部26のノズル孔とプラズマ生成領域25とを通る軸をY軸とする。Y軸方向は、ターゲット供給部26がプラズマ生成領域25に向けてターゲット27を出力する方向であり、図2の紙面に直交する方向である。ターゲット供給部26から出力されたターゲット27は図2の紙面手前側から奥側に向かって進行する。Y軸及びZ軸に直交する軸をX軸とする。X軸、Y軸及びZ軸の直交座標系の原点はEUV集光ミラー23の第1の焦点とする。
チャンバ2は、ガス供給部70と、排気部80と、を備える。ガス供給部70は、ガス導入ポート71と、ガス供給コーン73と、を備える。ガス導入ポート71の一端は、不図示のエッチングガス供給源に接続される。ガス導入ポート71の他端は、ガス供給コーン73の内部に連通している。
ガス供給コーン73は、レーザ光が透過する入射ウインドウ74を囲んで保持するホルダ構成を含む。入射ウインドウ74は、図1で説明したウインドウ21であってもよい。ガス供給コーン73は、EUV集光ミラー23の貫通孔24から突出したコーン開口部73Aを備える。コーン開口部73Aは、プラズマ生成領域25に向くように開口している。
チャンバ2の外部には、2つのコイル状の電磁石90,91が配置される。電磁石90,91のそれぞれは、トーラス形状のコアにコイルを巻き付けて形成されてもよい。電磁石90,91は、プラズマ生成領域25を挟んでミラー磁場を発生させるように対向配置されている。電磁石90,91によって形成される磁場の中心軸を磁場中心軸BCという。磁場中心軸BCはX軸であってもよい。電磁石90,91は、例えば超電導磁石であってもよい。電磁石90,91が超電導磁石である場合、電磁石90,91は冷凍装置94によって冷却される。冷凍装置94は、低温冷媒を電磁石90,91に供給する冷媒循環装置であってもよい。
排気部80は、排気ポート81と、排気管82と、排気装置83と、を含む。排気ポート81は、チャンバ2の内壁面に設けられた開口であって、磁場中心軸BCがチャンバ2の内壁を横切る位置に設けられている。磁場中心軸BCがチャンバ2の内壁を横切る位置は2カ所である。排気ポート81は、磁場が収束する位置付近に設けられる。排気ポート81の開口面積は、イオンの収束径よりも大きな面積である。排気ポート81の開口形状は、図3に示すように円形であってもよいし、他の形状でもよい。
排気管82はチャンバ2と電磁石90,91との間に配置される。排気管82は排気ポート81と排気装置83とに接続される。チャンバ2は、排気ポート81及び排気管82を介して排気装置83に接続される。
排気装置83は、吸引動作によりチャンバ2内のガスを排気する。すなわち、排気装置83は、チャンバ2内のガスを吸引するとともに、ガス中に含まれる浮遊物質をチャンバ2外へ排出する。排気管82は、排気装置83の吸引動作により、チャンバ2内のガスを排気装置83へ流通させて、ガス中に含まれる浮遊物質Pを排気装置83へ排出し得る。
排気管82及び排気装置83の少なくとも一方に、不図示の微粒子トラップを備えてもよい。また、排気装置83の端部には不図示の除害装置が設けられる。
EUV光生成装置1は、電流制御装置50と、コントローラ52と、を備える。電流制御装置50は、電磁石90,91に流す電流を所定の電流値に制御する。電流制御装置50は、例えば、図3の白抜き矢印が示す方向(図3において時計回り方向)に所定値の電流を流す。電磁石90,91に流す電流は直流電流である。図2中の黒丸を円で囲んだ記号は、紙面の奥側から手前側に向かって電流が流れることを表している。図2中の「×」印を円で囲んだ記号は、紙面の手前側から奥側に向かって電流が流れることを表している。
コントローラ52は、電流制御装置50や冷凍装置94を制御する。コントローラ52は、レーザ装置3や排気装置83等、EUV光生成装置1の他の動作を制御してもよい。すなわち、コントローラ52は、EUV光生成制御部5の一部又は全部であってもよい。
3.2 動作
図2及び図3に示すEUV光生成装置1の動作について説明する。電磁石90,91はチャンバ2内のプラズマ生成領域25の周囲にミラー磁場を形成する。電磁石90,91によって形成される磁場の磁力線MLは、電磁石90,91付近で収束する。
チャンバ2内においてプラズマから飛散するイオンは、ローレンツ力による螺旋運動を行いながら、磁力線MLに沿って進行し、チャンバ2内のエッチングガスによって減速及び中性化され、微粒子デブリとなる。
ガス供給部70は、ガス導入ポート71を介してチャンバ2内にエッチングガスを供給する。エッチングガスの一部は、ガス導入ポート71を介してガス供給コーン73内部を通りチャンバ2内に供給される。ガス供給コーン73から供給されるエッチングガスの運動量によって、プラズマ生成領域25から飛散するデブリ等の入射ウインドウ74への付着が抑制される。さらに、入射ウインドウ74に付着してしまったデブリは、エッチングガスと反応して常温で気体の反応生成物を生成する。また、エッチングガスの一部は、EUV集光ミラー23の反射面に付着したデブリと反応して常温で気体の反応生成物を生成する。例えば、ターゲット物質がSn(スズ)、エッチングガスがH(水素)である場合、反応生成物はSnH(スタナン)である。SnHは常温で気体であるため、排気ポート81を通じて排気することが可能である。
ガス供給部70からチャンバ2に供給されるエッチングガスとその反応生成物を含むガスは、排気ポート81を介してチャンバ2から排気される。
微粒子デブリは、排気ポート81に向かうガスの流れGFによって排気ポート81及び排気管82を介してチャンバ2外に排出される。なお、イオンは、排気管82の中で中性化されてもよい。
排気部80は、チャンバ2内でデブリと反応しなかったエッチングガスと、デブリとエッチングガスとの反応生成物とを、排気ポート81、排気管82及び排気装置83を介してチャンバ2外に排気する。また、排気部80は、ガス供給部70が供給するエッチングガスの質量流量と同流量で排気するように調整される。さらに、チャンバ2の内圧を略一定に保つように不図示の制御装置によってガスの供給量と排気量とが制御されてもよい。
EUV光生成装置1の典型的な動作条件は、次のとおりである。チャンバ2内の磁場強度は、0.4T〜3Tであり、好ましくは、0.5T〜1.5Tである。チャンバ2内に導入するエッチングガスの流量は総量で、5slm〜100slmであり、好ましくは、10slm〜30slmである。チャンバ2は、ガス導入ポート71の他に、各種センサやモニタ用の窓などを保護するためのガスロック機構にエッチングガスを導入する場合がある。したがって、ガス導入ポート71から導入するエッチングガスは、ガスロック機構の流量も考慮した上記総量の範囲で決定されてもよい。チャンバ2内のガス圧力は、10Pa〜100Paであり、好ましくは、15Pa〜40Paである。
EUV集光ミラー23の温度を60℃以下に保つように、EUV光生成装置1は適当な不図示の温度調節装置を備えてもよい。EUV集光ミラー23の温度は、好ましくは、20℃以下に温度調節するとよい。
3.3 作用・効果
図2及び図3に示す比較例に係るEUV光生成装置1によれば、微粒子デブリは、チャンバ2内に滞留することなく、排気ポート81を介してチャンバ2外に排出される。したがって、微粒子デブリが拡散してEUV集光ミラー23に付着することを抑制できる。そのため、EUV集光ミラー23の反射率低下を抑制でき、EUV集光ミラー23の交換頻度が低下し、EUV光生成装置1の運用コストも安価となり得る。
4.課題
図4は、図2中の矢印F方向にEUV集光ミラー23の表面を見た場合のミラー表面におけるイオン分布のシミュレーション結果を示す。図4においてイオン個数が相対的に多い部位ほど濃い濃度で表示されている。図4から次のような状況が推察される。
(1)プラズマ生成に伴って発生するイオンの一部は、エネルギが高いために排気ポート81に達することなくEUV集光ミラー23の表面に到達することがある。
(2)EUV集光ミラー23の表面におけるイオンの到達部位は、磁場による螺旋運動によって非対称性を示す。すなわち、図4において、Y軸方向のミラー中心位置(Y=0)から下側の反射面領域にイオンの到達部位が集中する傾向にある。
(3)長期的にはイオンの到達部位の反射率は、イオン衝突に伴って低下すると予測できる。つまり、図4に示すイオン分布は、EUV集光ミラー23の反射率分布を表すものに相当すると理解される。
以上の考察により、EUV集光ミラー23の表面へのイオンの到達に起因してEUV集光ミラー23による集光パターン(ファーフィールドパターン)の対称性が悪化して、露光装置6の露光性能を確保できなくなる可能性がある。
5.実施形態1
5.1 構成
図5は、実施形態1に係るEUV光生成装置1Aの構成を概略的に示す。実施形態1に係るEUV光生成装置1Aの構成において、比較例のEUV光生成装置1と同様の構成については同一の符号を付し、その説明を省略する。図5に示すEUV光生成装置1Aについて、図2に示すEUV光生成装置1との相違点を説明する。
実施形態1に係るEUV光生成装置1Aの電流制御装置50は、電磁石90,91に流す電流の方向を反転させる電流反転装置51を備える。「電流の方向」は「電流の向き」と同義であり、「反転させる」とは「逆向きに(反対方向)に切り替える」ことと同義である。
電流反転装置51は、例えば、不図示の複数のダイオードと不図示の複数のスイッチング素子とを用いて構成される。スイッチング素子は、GTO(Gate Turn-Off thyristor)やSiC(炭化ケイ素)等のサイリスタでもよい。あるいは電流反転装置51は、電磁開閉器によって構成されてもよい。電流反転装置51は、電流源から供給される電流の向きを、ある方向(第1の方向)とこれに反対の方向(第2の方向)とに切り替え可能に構成されればよい。
コントローラ52は、イベント情報を検知して電流制御装置50と冷凍装置94とを制御する。イベント情報は、電磁石90,91に流す電流の方向を反転させるか否かの判定に使用される情報を含む。イベント情報は、情報の種類によって、不図示のユーザインターフェースを用いてオペレータの入力操作によって入力される場合がある。また、イベント情報は、EUV光生成装置1Aに備えられたセンサから取得されてもよく、日時や時間に関するイベント情報については、コントローラ52に備えられた内蔵時計、タイマ、カウンタ、又はこれらの組み合わせなどから取得されてもよい。
5.2 動作
実施形態1に係るEUV光生成装置1Aの動作について説明する。図6は、EUV光生成装置1Aのコントローラ52による制御例を示すフローチャートである。図6の各ステップは、コントローラ52に含まれるCPUがプログラムを実行することにより実施され得る。
ステップS11において、コントローラ52はイベント情報の監視を開始する。イベント情報は、例えば、メンテナンスの実施情報、EUV光のショット数、EUVエネルギ積算値、前回のメンテナンスを実施してからの経過時間あるいはEUV光生成装置1Aを設置して使用を開始した以降の経過時間等であってもよく、又はこれらの組み合わせでもよい。ここでいう「メンテナンス」は、例えば、規定時間以上の作業時間を要するメンテナンスであってもよい。規定時間は、例えば1時間であってよい。1時間以上の作業時間を要するメンテナンスの具体例としては、ターゲット供給部26に用いられるドロップレット生成器の交換や、EUVセンサの交換などが該当する。
EUVエネルギ積算値は、EUV光生成装置1Aによって生成されたEUV光のエネルギを反映したパラメータの積算値である。例えば、EUV集光ミラー23によって反射されたEUV光のファーフィールドにおけるエネルギ計測値の積算値や、ファーフィールドのプロファイルデータを基に取得されるエネルギ積算値である。ファーフィールドのプロファイルデータは、EUV集光ミラー23によって反射されたEUV光の光束断面におけるエネルギ分布を反映したデータである。コントローラ52は、不図示のセンサからエネルギ計測値やプロファイルデータを受信してEUVエネルギ積算値を計算する。
ステップS12において、コントローラ52は冷凍装置94を制御して電磁石90,91を所定温度に冷却する。
ステップS14において、コントローラ52は電流制御装置50を制御して電磁石90,91に所定電流を第1の方向で供給する。第1の方向は、例えば、図7の白抜き矢印で示す電流方向であってよい。図7は、図5中の7−7線における断面図である。電磁石90,91に流す電流の方向はそれぞれ同方向である。
チャンバ2内に安定した磁場が形成された後、ステップS15において、コントローラ52はEUV光の生成動作を開始する。コントローラ52は露光装置6からの指令に従いバースト運転によってEUV光を生成してもよい。これにより、EUV光が生成され、EUV光生成装置1Aから露光装置6にEUV光が供給される。その後、ステップS16において、コントローラ52は露光装置6からの指令に従い、EUV光の生成動作を停止する。
ステップS16の後、ステップS18において、コントローラ52はイベント情報が反転条件を満たしたか否かを判定する。反転条件は、電磁石90,91に流す電流の方向を反転させる条件である。反転条件は、例えば、規定時間以上の停止を伴うメンテナンスが実施される時期であること、メンテナンス実施回数が規定回数に到達すること、ショット数が規定ショット数に到達すること、EUVエネルギ積算値が規定エネルギ積算値に到達すること、あるいはメンテナンスの実施からの経過時間やEUV光生成装置1Aの設置からの経過時間が規定経過時間を超過すること、などであってよい。あるいは、これら例示の複数条件の「AND(論理積)」又は「OR(論理和)」を反転条件としてもよい。あるいは、反転条件は、単にメンテナンスを実施したかどうかで判定してもよい。
「メンテナンスが実施される時期」という記載は、メンテナンスの実施予定時期、メンテナンスの作業を開始した時期、及びメンテナンスの作業を実施中の時期のうちの少なくとも1つの時期の概念を含む。
また、反転条件は、特定の電流方向に電流を流した状態でEUV光生成装置1Aの稼働が開始されてから規定時間以上の停止を伴うメンテナンスが実施されるタイミングまでの経過時間と、ショット数やエネルギ積算値のような、EUV集光ミラー23の劣化による反射率分布の非対称性と相関を持つパラメータとの関数に基づく指標値が、判定基準値を満たしたかどうかによって判定してもよい。「規定回数」、「規定ショット数」、「規定エネルギ積算値」、「規定経過時間」又は「判定基準値」などの条件判定のための基準値は、予め定められた固定値であってもよいし、適応的に更新されてもよい。反転条件は本開示における「定められた条件」の一例である。
ステップS18の判定結果がNo判定である場合、コントローラ52はステップS15に戻る。ステップS18の判定結果がYes判定である場合、すなわち、反転条件を満たした場合、コントローラ52はステップS21に進む。また、反転条件を満たした場合、コントローラ52はイベント情報をリセットしてよい。
ステップS21において、コントローラ52は電磁石90,91に流す電流を低下させ、電流の供給を停止する。
その後、ステップS22において、コントローラ52は電流反転装置51によって電流方向を第2の方向に反転させる。
ステップS24において、コントローラ52は、電磁石90,91に所定電流を第2の方向で供給する。第2の方向は、例えば、図8の白抜き矢印で示す電流方向であってよい。図8は、図5に示す構成において電流方向を反転させた場合の図7に代わる断面図である。
図6のステップS24の後、コントローラ52はステップS25に進み、EUV光を生成する動作を開始する。これにより、EUV光が生成され、EUV光生成装置1Aから露光装置6にEUV光が供給される。その後、ステップS26において、コントローラ52はEUV光の生成動作を停止する。ステップS25及びステップS26はステップS15及びステップS16と同様であってよい。
ステップS26の後、ステップS28において、コントローラ52はイベント情報が反転条件を満たしたか否かを判定する。ステップS28はステップS18と同様であってよい。ステップS28の判定結果がNo判定である場合、コントローラ52はステップS25に戻る。ステップS28の判定結果がYes判定である場合、すなわち、反転条件を満たした場合、コントローラ52はステップS31に進む。
ステップS31において、コントローラ52は電磁石90,91に流す電流を低下させ、電流の供給を停止する。
その後、ステップS32において、コントローラ52は電流反転装置51によって電流方向を第1の方向に反転させる。
ステップS32の後、コントローラ52はステップS14に戻る。以後、上述の動作が繰り返される。
5.3 作用・効果
実施形態1に係るEUV光生成装置1Aによれば、コントローラ52は、イベント情報が反転条件を満たすたびに、電磁石90,91に流す電流の方向を反転させる。
図9は、電流方向が第2の方向である場合の図5中の矢印F方向にEUV集光ミラー23の表面を見た場合のミラー表面におけるイオン分布のシミュレーション結果を示す。第1の方向と逆方向の第2の方向に電流を流すと、図9に示すようなイオン分布となる。図9に示すイオン分布は、Y軸方向のミラー中心位置(Y=0)から上側の反射面領域にイオンの到達部位が集中する傾向にある。
反転条件を満たすイベント毎に電磁石90,91の電流方向を反転させることで、図4に示すイオン分布と図9に示すイオン分布とが重ねられる。結果として図10に示すような、比較的対称なイオン分布が得られる。図10は、図4に示すイオン分布と図9に示すイオン分布とを重ね合わせて得られるイオン分布のシミュレーション結果を示す。
以上により、実施形態1に係るEUV光生成装置1Aによれば、EUV集光ミラー23上のイオンの到達部位の非対称性を軽減できる。このため、EUV集光ミラー23による集光パターン(ファーフィールドパターン)の対称性の悪化を抑制して、露光性能を確保できる期間を延長することができる。
EUV集光ミラー23は本開示における「ミラー」の一例である。
6.電流反転制御の具体例
6.1 メインルーチン
ここで実施形態1に適用されるイベント情報と反転条件とに基づく電流反転制御の具体例について説明する。図11は、イベント情報と反転条件とに基づいて電流方向を反転させる制御を行う場合のフローチャートである。図11に示す各ステップは、コントローラ52に含まれるCPUがプログラムを実行することによって実現され得る。
ステップS51において、コントローラ52はイベント情報を初期化した後、イベント情報の監視を開始する。
ステップS52において、コントローラ52は冷凍装置94を制御することにより電磁石90,91を所定温度に冷却する。
ステップS54において、コントローラ52は電流制御装置50を制御して電磁石90,91に電流を供給する。電流方向の初期設定は、例えば、第1の方向であってよい。
チャンバ2内に安定した磁場が形成された状態の下で、ステップS55において、コントローラ52はEUV光を生成する動作を開始する。コントローラ52は露光装置6からの指令に従いEUV光を生成する。EUV光生成装置1Aは、バースト運転によってEUV光を生成してもよい。これにより、EUV光生成装置1Aから露光装置6にEUV光が供給される。
その後、ステップS56において、コントローラ52はEUV光の生成動作を停止する。
ステップS56の後、ステップS57において、コントローラ52はイベント情報を取得する処理を行う。ステップS57に適用されるイベント情報取得処理のサブルーチンの例は後述する。ステップS57に適用されるサブルーチンは、イベント情報を取得することと、取得したイベント情報と反転条件を示す基準値とを比較することと、反転条件を満たすか否かによってフラグF1の信号値を決定することと、を含む。ここでは、反転条件を満たさない場合のフラグF1の信号値は「0」であり、反転条件を満たす場合のフラグF1の信号値は「1」である。
その後、ステップS58においてコントローラ52は反転条件を満たしたか否かを判定する。すなわち、コントローラ52はフラグF1の信号値が「1」であるか否かを判定する。
ステップS58の判定結果がNo判定である場合、コントローラ52はステップS55に戻る。ステップS58の判定結果がYes判定である場合、すなわち、反転条件を満たした場合、コントローラ52はステップS61に進む。また、反転条件を満たした場合、コントローラ52はイベント情報をリセットしてよい。
ステップS61において、コントローラ52は電磁石90,91に流す電流を低下させ、電磁石90,91への電流の供給を停止する。
その後、ステップS62において、コントローラ52は電流反転装置51によって電流方向を反転させる。ステップS62の後、コントローラ52はステップS54に進み、ステップS54〜S62の処理を繰り返す。
ステップS61による供給停止前の電流方向が第1の方向である場合、ステップS62によって電流方向は、第1の方向と反対方向である第2の方向に切り替えられる。
ステップS61による供給停止前の電流方向が第2の方向である場合、ステップS62によって電流方向は、第2の方向と反対方向である第1の方向に切り替えられる。
6.2 ショット数に基づく制御の例
図12は、図11のステップS57に適用されるイベント情報取得処理の第1例を示すフローチャートである。図12のフローチャートは、イベント情報としてショット数を用いる例である。
ステップS71において、コントローラ52は初期化後のショット数Ncの読み出しを行う。ショット数NcはEUV光生成装置1Aから出力されたEUV光のパルス数である。ショット数Ncのデータは、不図示のメモリに記憶されている。メモリはコントローラ52に含まれていてもよいし、EUV光生成制御部5に含まれていてもよい。
ステップS72において、コントローラ52は反転条件となるショット数Ntの読み出しを行う。反転条件となるショット数Ntは、予め定められた閾値に相当する判定基準値である。判定基準値としてのショット数Ntは、例えば、イオンの到達に起因するEUV集光ミラー23の反射率分布の非対称性の度合いが許容範囲の限界に達するようなショット数に設定される。ショット数Ntは、実験に基づいて決定されてもよいし、シミュレーションに基づいて決定されてもよい。ショット数Ntのデータは、不図示のメモリに記憶されている。ショット数Ntは本開示における「基準値」の一例である。
ステップS73において、コントローラ52はNc≧Ntを満たすか否かを判定する。ステップS73の判定結果がNo判定の場合、コントローラ52はステップS74に進む。
ステップS74において、コントローラ52は反転条件を満たさない状態であると判断して、フラグF1の値を「0」に設定する。
その一方、ステップS73の判定結果がYes判定の場合、コントローラ52はステップS75に進む。ステップS73の判定結果は、本開示における「指標値と基準値との比較結果」の一例である。
ステップS75において、コントローラ52は反転条件を満たした状態であると判断して、フラグF1の値を「1」に設定する。
ステップS74又はステップS75の後、コントローラ52は図12のフローチャートを終了し、図11のフローチャートに復帰する。
6.3 EUVエネルギ積算値に基づく制御の例
図13は、図11のステップS57に適用されるイベント情報取得処理の第2例を示すフローチャートである。図13のフローチャートは、イベント情報としてEUVエネルギ積算値を用いる例である。
ステップS81において、コントローラ52は初期化後のEUVエネルギ積算値Ecの読み出しを行う。EUVエネルギ積算値EcはEUV光生成装置1Aによって生成されたEUV光のファーフィールドにおけるエネルギ積算値である。EUVエネルギ積算値Ecのデータは、不図示のメモリに記憶されている。メモリはコントローラ52に含まれていてもよいし、EUV光生成制御部5に含まれていてもよい。
ステップS82において、コントローラ52は反転条件となるEUVエネルギ積算値Etの読み出しを行う。反転条件となるEUVエネルギ積算値Etは、予め定められた閾値に相当する判定基準値である。判定基準値としてのEUVエネルギ積算値Etは、例えば、イオンの到達に起因するEUV集光ミラー23の反射率分布の非対称性の度合いが許容範囲の限界に達するようなEUVエネルギ積算値に設定される。EUVエネルギ積算値Etは、実験に基づいて決定されてもよいし、シミュレーションに基づいて決定されてもよい。EUVエネルギ積算値Etのデータは、不図示のメモリに記憶されている。EUVエネルギ積算値Etは本開示における「基準値」の一例である。
ステップS83において、コントローラ52はEc≧Etを満たすか否かを判定する。ステップS83の判定結果がNo判定の場合、コントローラ52はステップS84に進む。
ステップS84において、コントローラ52は反転条件を満たさない状態であると判断して、フラグF1の値を「0」に設定する。
その一方、ステップS83の判定結果がYes判定の場合、コントローラ52はステップS85に進む。ステップS83の判定結果は、本開示における「指標値と基準値との比較結果」の一例である。
ステップS85において、コントローラ52は反転条件を満たした状態であると判断して、フラグF1の値を「1」に設定する。
ステップS84又はステップS85の後、コントローラ52は図13のフローチャートを終了し、図11のフローチャートに復帰する。
6.4 ファーフィールドパターンの対称性評価値に基づく制御の例
6.4.1 ファーフィールドパターンを取得する構成
図14は、EUV光のファーフィールドパターン(FFP)を取得する構成を含むEUV光生成装置1Aを概略的に示す。図14において、図1で説明した要素と同一又は類似の要素には同一の参照符号を付し、その説明は省略する。
レーザ装置3から出力されたパルスレーザ光PL1を反射する高反射ミラー34aは、図1で説明したビーム伝送装置34に含まれるミラーであってよい。レーザ光集光ミラー22はチャンバ2の内部に配置されてもよい。
EUV光生成装置1Aにおいては、EUV集光ミラー23の第1の焦点の位置でEUV光252が発光し、第2の焦点(IF)の位置にEUV光252を結像させる。チャンバ2の内部のEUV光252の光路上には、EUV光252を分岐する分岐光学素子102が配置される。分岐光学素子102として、グリッドタイプのEUV光用スペクトル純度フィルタ(SPF:Spectral Purity Filter)を利用することができる。図14は分岐光学素子102として、グリッドタイプのEUV光用スペクトル純度フィルタを使用した場合の例を示す。グリッドタイプのSPFは、EUV集光ミラー23とIFとの間に配置される。
また、分岐光学素子102によって分岐された分岐光の光路上にイメージセンサ104が配置される。イメージセンサ104は、分岐光学素子102によって分岐された分岐光のIF位置とは異なる位置のFFP像を検出する。
6.4.2 動作
グリッドタイプのSPFは、例えばピッチ間隔dの方形格子であって材料が金属または電気電導性のあるものをコートした網によって構成される。このグリッドは原理上、光の波長をλとすると、λ≧2dの光は全反射し、λ<2dの光は透過する。
図14に示す構成の場合、グリッドの間隔dの2倍の波長よりも短い波長である13.5nmの波長の光を透過させて、露光装置6に入射させる。すなわち、分岐光学素子102を透過した透過光は、アパーチャ292を介して露光装置6へ入射する。
しかし実際のSPFでは、13.5nmのEUV光も数%程度反射される。したがって反射光の中で13.5nmの波長をもつ分岐光がイメージセンサ104上において検出される。
イメージセンサ104によって検出されたFFP像のデータはコントローラ52に出力され、コントローラ52にてファーフィールドパターンの対称性評価値が算出される。なお、対称性を評価することは、非対称性を評価することと実質的に同じことである。対称性評価値は、非対称性の評価値(非対称性評価値)と見做すことができる。
6.4.3 変形例
図14に示す例では、EUV光である波長13.5nmの光のIF像をイメージセンサ104によって検出するようにしたが、この例に限定されることなく、別の波長の光を選択して、その選択波長の光のIF像でも代用可能である。
例えば、グリッドタイプのSPFは、ドライバレーザとしてのレーザ装置3がCOレーザ(波長10.6μm)の場合、グリッドの間隔d=5.3μmでSPFを製作すれば、このグリッドにより、COレーザ光を全反射させることができる。このグリッドの開口率は70〜90%程度で製作することができる。そして、グリッドの金属部、すなわち開口していない部分では、波長13.5nmのEUV光やその他の光も反射される。この反射光を利用して、IF像をイメージセンサ104で検出することができる。
6.4.4 制御フロー
図15は、図11のステップS57に適用されるイベント情報取得処理の第3例を示すフローチャートである。図15のフローチャートは、イベント情報としてファーフィールドパターンの対称性評価値を用いる例である。
ステップS91において、コントローラ52はイメージセンサ104からファーフィールドパターンのデータを取得する。
ステップS92において、コントローラ52は取得したファーフィールドパターンのデータから対称性評価値Acを算出する。対称性評価値Acの算出は、例えばFFPの上半面反射率の平均値Ruと下半面反射率の平均値Rdとの差の絶対値Ac=|Ru−Rd|を算出することとしてもよい。
ステップS93において、コントローラ52は反転条件となる対称性基準値Atの読み出しを行う。反転条件となる対称性基準値Atは、予め定められた閾値に相当する判定基準値である。対称性基準値Atのデータは、不図示のメモリに記憶されている。対称性基準値Atは本開示における「基準値」の一例である。
ステップS94において、コントローラ52はAc≧Atを満たすか否かを判定する。ステップS94の判定結果がNo判定の場合、コントローラ52はステップS95に進む。
ステップS95において、コントローラ52は反転条件を満たさない状態であると判断して、フラグF1の値を「0」に設定する。
その一方、ステップS94の判定結果がYes判定の場合、コントローラ52はステップS96に進む。ステップS94の判定結果は、本開示における「指標値と基準値との比較結果」の一例である。
ステップS96において、コントローラ52は反転条件を満たした状態であると判断して、フラグF1の値を「1」に設定する。
ステップS95又はステップS96の後、コントローラ52は図15のフローチャートを終了し、図11のフローチャートに復帰する。
6.5 規定時間の停止を伴うメンテナンスを実施した場合に電流方向を反転させる例
図16は、規定時間の停止を伴うメンテナンスを実施した場合に電流方向を反転させる制御を行う場合のフローチャートである。
図16のフローチャートは、規定時間の停止を伴うメンテナンスの実施状況を示す情報を「イベント情報」とし、規定時間の停止を伴うメンテナンスを実施したことを「反転条件」とする場合の制御例である。規定時間は、電磁石90,91の電流立ち上がり時間よりも長い時間とする。電流立ち上がり時間は、電流を流し始めてから目標とする所定の電流値に到達するまでの時間であってよい。規定時間は、例えば1時間としてもよい。「規定時間の停止を伴うメンテナンス」とは、規定時間以上の稼動停止を要する保守作業である。「メンテナンスを実施した」という記載は、メンテナンスの作業を開始した、あるいは、メンテナンスの実施期間中である、という概念を含み、メンテナンスの実施時期であること、と言い換えてもよい。
図16において図11と共通するステップには同一のステップ番号を付し、重複する説明は省略する。図16のフローチャートは、図11のステップS57及びS58に代えて、ステップS59を含む。
図16に示すように、ステップS56の後、コントローラ52はステップS59に進む。ステップS59において、コントローラ52は規定時間の停止を伴うメンテナンスを実施したか否かを判定する。規定時間の停止を伴うメンテナンスの種類あるいは項目に関する情報は、予めコントローラ52のメモリに記憶させておくことができる。例えば、コントローラ52は、規定時間の停止を伴うメンテナンスを実施する際に、フラグF2の信号値を「1」に設定する。コントローラ52は、フラグF2の信号値に基づいてステップS59の判定処理を行う。
ステップS59の判定結果がNo判定である場合、コントローラ52はステップS55に戻る。ステップS59の判定結果がYes判定である場合、コントローラ52はステップS61に進む。その他の各ステップの処理は図11のフローチャートと同様である。
6.6 複数条件の組み合わせに基づく制御の例
反転条件の判定には、複数条件のANDを用いてもよい。例えば、図12〜図15で説明したそれぞれの条件のうちの2つ以上の条件を組み合わせて用いてもよい。あるいは、図17に示すように、図12〜図15で説明した条件のうちの少なくとも1つの条件と、図16で説明した条件とを組み合わせて用いてもよい。
図17は、複数条件のANDを用いて反転条件の判定を行うことにより、電流反転制御を行う場合のフローチャートである。図17において、図11及び図16に示すステップと共通するステップには同一のステップ番号を付し、重複する説明は省略する。
図17のフローチャートは、図11のステップS58とステップS61との間に、ステップS59とステップS60とを含む。
図17のステップS58の判定結果がNo判定である場合、コントローラ52はステップS55に戻る。一方、ステップS58の判定結果がYes判定である場合、コントローラ52はステップS59に進む。ステップS59の判定結果がNo判定である場合、コントローラ52はステップS55に戻る。一方、ステップS59の判定結果がYes判定である場合、コントローラ52はステップS60に進む。ステップS60に進んだ場合、F1=1であってF2=1も満たしている。したがって、ステップS60に進んだ状態は、複数の条件のすべてを満たしている状態である。
ステップS60において、コントローラ52は現時点のイベント情報を記録し、反転条件を更新する。例えば、コントローラ52は規定時間以上の停止を伴うメンテナンスが実施された時点のショット数Ncmを記録する。さらに、コントローラ52は次回の反転条件を、現時点からのショット数がNcm以上を満たすこと、という条件として更新してもよい。
ステップS60の後、コントローラ52はステップS61に進む。その他の各ステップの処理は図11及び図16のフローチャートと同様である。
図17のフローチャートにおけるステップS58の判定結果がYes判定、かつ、ステップS59の判定結果がYes判定であるケースは、本開示における「複数の条件のすべてを満たしていると判定した場合」の一例である。
6.7 他の反転条件について
反転条件は、上述の例に限らない。反転条件は、以下に示す2つの観点のうち少なくとも1つの観点に基づいて定めることが好ましい。
第1の観点は、EUV集光ミラー23の反射率分布が過度に非対称な状態になる前に電流方向を反転させる、という観点である。第2の観点は、EUV光生成装置1Aの停止時間をできる限り抑制する、という観点である。
第1の観点に基づく反転条件は、EUV集光ミラー23にイオンが到達することに起因するEUV集光ミラー23の反射率分布の非対称性の度合いと相関を持つ様々な指標値を用いて定めることができる。既に説明したショット数Nc、EUVエネルギ積算値Ec、及び対称性評価値Acなどは、反射率分布の非対称性の度合いと相関を持つ指標値の例である。これら以外にも、例えば、同じ電流方向でEUV光生成装置1Aを使用した累積使用時間は、反射率分布の非対称性の度合いと相関を持つ指標値となり得る。累積使用時間の代わりに、これと類似する指標値として、使用日数や使用開始からの経過時間などを用いることも可能である。
例えば、EUV光生成装置1Aを半導体工場に設置して使用を開始した以降の経過時間、もしくは、現在設定されている電流方向での使用を開始した以降の経過時間が規定経過時間に到達したこと、を反転条件の1つとすることができる。なお、「経過時間」には、EUV光の発光を休止している休止時間を含んでもよい。現在設定されている電流方向での使用を開始した以降の経過時間は、前回のメンテナンスを実施してからの経過時間であってもよい。
EUV集光ミラー23の反射率分布の非対称性の度合いと相関を持つ指標値は、非対称性を評価する指標値となり得る。「評価する」という記載は「予測する」あるいは「推定する」という概念を含む。なお、このような指標値を用いてEUV集光ミラー23の反射率分布の非対称性を評価せずとも、適宜のタイミングで電流方向の切り替えを実施することにより、比較例に係るEUV光生成装置1と比べてEUV集光ミラー23の反射率分布の非対称性は改善される。
第2の観点に基づく反転条件は、電流方向の切り替え作業の実施時期と、他のメンテナンスの実施時期とを合わせるように、メンテナンスの実施に関する情報を用いて定めることができる。電流方向を切り替える作業は比較的長時間を要し、その作業期間中はEUV光生成装置1Aを使用できなくなる。したがって、ダウンタイムを抑制する観点から、メンテナンスの実施時期と同時期に、電流方向の切り替え作業を実施することが好ましい。
なお、ここでいう「メンテナンス」は、EUV集光ミラー23の交換を除外してよい。「同時期」という記載は、電流方向の切り替え作業を行う時間の少なくとも一部が他のメンテナンスの作業を行う時間と重複していること、あるいは、重複していない場合であってもこれらの作業が実質的に連続して行われること、の概念を含む。電流方向の切り替え作業を開始した後に他のメンテナンスの作業を開始してもよいし、他のメンテナンスの作業を開始した後に電流方向の切り替え作業を開始してもよく、両者を同時に開始してもよい。
7.EUV光生成装置を用いた電子デバイスの製造方法の例
図18は、EUV光生成装置1Aと接続された露光装置6の構成を概略的に示す。露光装置6は、マスク照射部602と、ワークピース照射部604と、を含む。マスク照射部602は、EUV光生成装置1Aから入射したEUV光252によって、反射光学系603を介してマスクテーブルMTのマスクパターンを照明する。
ワークピース照射部604は、マスクテーブルMTによって反射されたEUV光252を、反射光学系605を介してワークピーステーブルWT上に配置された不図示のワークピース上に結像させる。
ワークピースはフォトレジストが塗布された半導体ウエハ等の感光基板である。露光装置6は、マスクテーブルMTとワークピーステーブルWTとを同期して平行移動させることにより、マスクパターンを反映したEUV光をワークピースに露光する。
以上のような露光工程によって半導体ウエハにマスクパターンを転写後、複数の工程を経ることで半導体デバイスを製造することができる。半導体デバイスは本開示における「電子デバイス」の一例である。
上記の説明は、制限ではなく単なる例示を意図している。したがって、特許請求の範囲を逸脱することなく本開示の実施形態に変更を加えることができることは、当業者には明らかである。また、本開示の実施形態及び変形例を組み合わせて使用することも当業者には明らかである。
本明細書及び特許請求の範囲全体で使用される用語は、明記が無い限り「限定的でない」用語と解釈されるべきである。例えば、「含む」、「有する」、「備える」、「具備する」などの用語は、「記載されたもの以外の構成要素の存在を除外しない」と解釈されるべきである。また、修飾語「1つの」は、「少なくとも1つ」又は「1又はそれ以上」を意味すると解釈されるべきである。また、「A、B及びCの少なくとも1つ」という用語は、「A」「B」「C」「A+B」「A+C」「B+C」又は「A+B+C」と解釈されるべきである。さらに、それらと「A」「B」「C」以外のものとの組み合わせも含むと解釈されるべきである。

Claims (20)

  1. チャンバと、
    前記チャンバ内に供給されたターゲットにレーザ光を照射することによって生成されるプラズマから放射される極端紫外光を集光するミラーと、
    前記チャンバ内における前記プラズマの生成領域と前記ミラーとの間に磁場を形成するように前記チャンバの外部に配置された電磁石と、
    前記電磁石に流れる電流の方向を反転させる電流反転装置と、
    定められた条件を満たした場合に、前記電流の方向を反転させるように前記電流反転装置を制御するコントローラと、
    を備える極端紫外光生成装置。
  2. 請求項1に記載の極端紫外光生成装置であって、
    前記コントローラは、前記条件の判定に用いるイベント情報を取得し、前記イベント情報に基づいて前記電流の方向を反転させるか否かを判定する、
    極端紫外光生成装置。
  3. 請求項1に記載の極端紫外光生成装置であって、
    前記条件は、メンテナンスを実施する時期であること、メンテナンス実施回数が規定回数に到達したこと、前記極端紫外光のショット数が規定ショット数に到達したこと、前記極端紫外光のエネルギ積算値が規定エネルギ積算値に到達したこと、及び、前記極端紫外光生成装置の使用を開始した以降の経過時間もしくは現在設定されている前記電流の方向での使用を開始した以降の経過時間が規定経過時間に到達したこと、のうち少なくとも1つの条件を含む、
    極端紫外光生成装置。
  4. 請求項1に記載の極端紫外光生成装置であって、
    前記条件は、規定時間以上の作業時間を要するメンテナンスを実施する時期であることを含む、
    極端紫外光生成装置。
  5. 請求項4に記載の極端紫外光生成装置であって、
    前記規定時間は1時間である、極端紫外光生成装置。
  6. 請求項4に記載の極端紫外光生成装置であって、
    前記規定時間は、前記電磁石の電流立ち上がり時間である、極端紫外光生成装置。
  7. 請求項1に記載の極端紫外光生成装置であって、
    前記条件は、前記プラズマの生成に伴って発生するイオンが前記ミラーに到達することに起因する前記ミラーの反射率分布の非対称性を評価する指標値が基準値を超えること、を含む、
    極端紫外光生成装置。
  8. 請求項7に記載の極端紫外光生成装置であって、
    前記コントローラは、前記指標値を取得し、前記指標値と前記基準値との比較結果に基づいて前記電流の方向を反転させるか否かを判定する、
    極端紫外光生成装置。
  9. 請求項7に記載の極端紫外光生成装置であって、
    前記指標値は、前記極端紫外光のショット数、前記極端紫外光のエネルギ積算値、及び前記ミラーによる前記極端紫外光のファーフィールドパターンの対称性を評価する対称性評価値のうち少なくとも1つを含む、
    極端紫外光生成装置。
  10. 請求項7に記載の極端紫外光生成装置であって、さらに、
    前記ミラーによって反射された前記極端紫外光の光路上に配置され、前記極端紫外光を分岐する分岐光学素子と、
    前記分岐光学素子によって分岐された前記極端紫外光のファーフィールドパターン像を検出するセンサと、
    を備え、
    前記コントローラは、
    前記センサを介して取得される前記ファーフィールドパターン像のデータを基に、前記指標値としての前記ミラーによる前記極端紫外光のファーフィールドパターンの対称性を評価する対称性評価値を算出する、
    極端紫外光生成装置。
  11. 請求項1に記載の極端紫外光生成装置であって、
    前記条件としての複数の条件が定められており、
    前記コントローラは、前記複数の条件のすべてを満たしていると判定した場合に、前記電流の方向を反転させる、
    極端紫外光生成装置。
  12. 請求項11に記載の極端紫外光生成装置であって、
    前記複数の条件のうちの1つの条件として、規定時間以上の作業時間を要するメンテナンスが実施される時期であること、を含む、
    極端紫外光生成装置。
  13. 請求項1に記載の極端紫外光生成装置であって、
    前記条件としての複数の条件が定められており、
    前記コントローラは、前記複数の条件のうちの少なくとも1つの条件を満たしていると判定した場合に、前記電流の方向を反転させる、
    極端紫外光生成装置。
  14. 請求項1に記載の極端紫外光生成装置であって、
    前記電磁石は、前記ミラーを挟むように配置された2つのコイルを含み、
    前記コントローラは、前記2つのコイルに流れる電流の方向を同方向とする、
    極端紫外光生成装置。
  15. 請求項14に記載の極端紫外光生成装置であって、
    前記2つのコイルは、前記プラズマの生成領域の周囲にミラー磁場を形成する、
    極端紫外光生成装置。
  16. 請求項1に記載の極端紫外光生成装置であって、
    前記電磁石は超電導磁石である、極端紫外光生成装置。
  17. 請求項1に記載の極端紫外光生成装置であって、さらに、
    前記チャンバ内にエッチングガスを供給するガス供給部と、
    前記チャンバの壁面に設けられた開口である排気ポートと、
    前記排気ポートに接続される排気管と、
    前記排気管に接続され、前記チャンバ内から前記エッチングガスを含む気体を前記チャンバの外部に排気する排気装置と、
    を備える極端紫外光生成装置。
  18. 請求項17に記載の極端紫外光生成装置であって、
    前記排気ポートは、前記電磁石によって形成される磁場の中心軸が前記チャンバの内壁を横切る位置に設けられる、
    極端紫外光生成装置。
  19. 請求項1に記載の極端紫外光生成装置であって、
    前記ミラーは、回転楕円面形状の反射面を有し、
    前記ミラーの第1の焦点が前記プラズマの生成領域に位置し、前記ミラーの第2の焦点が中間集光点に位置するように配置され、
    前記磁場の中心軸は、前記ミラーの前記第1の焦点と前記第2の焦点とを通る光路軸に直交する、
    極端紫外光生成装置。
  20. 電子デバイスの製造方法であって、
    チャンバと、
    前記チャンバ内に供給されたターゲットにレーザ光を照射することによって生成されるプラズマから放射される極端紫外光を集光するミラーと、
    前記チャンバ内における前記プラズマの生成領域と前記ミラーとの間に磁場を形成するように前記チャンバの外部に配置された電磁石と、
    前記電磁石に流れる電流の方向を反転させる電流反転装置と、
    定められた条件を満たした場合に、前記電流の方向を反転させるように前記電流反転装置を制御するコントローラと、
    を備える極端紫外光生成装置を用いて前記極端紫外光を生成し、
    前記極端紫外光を露光装置に出力し、
    電子デバイスを製造するために、前記露光装置内で感光基板上に前記極端紫外光を露光すること
    を含む電子デバイスの製造方法。
JP2019167115A 2019-09-13 2019-09-13 極端紫外光生成装置及び電子デバイスの製造方法 Pending JP2021043402A (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019167115A JP2021043402A (ja) 2019-09-13 2019-09-13 極端紫外光生成装置及び電子デバイスの製造方法
US16/985,165 US11126095B2 (en) 2019-09-13 2020-08-04 Extreme ultraviolet light generation device and electronic device manufacturing method
NL2026231A NL2026231B1 (en) 2019-09-13 2020-08-06 Extreme ultraviolet light generation device and electronic device manufacturing method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019167115A JP2021043402A (ja) 2019-09-13 2019-09-13 極端紫外光生成装置及び電子デバイスの製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2021043402A true JP2021043402A (ja) 2021-03-18

Family

ID=72709821

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019167115A Pending JP2021043402A (ja) 2019-09-13 2019-09-13 極端紫外光生成装置及び電子デバイスの製造方法

Country Status (3)

Country Link
US (1) US11126095B2 (ja)
JP (1) JP2021043402A (ja)
NL (1) NL2026231B1 (ja)

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5680429A (en) 1995-01-18 1997-10-21 Shimadzu Corporation X-ray generating apparatus and X-ray microscope
US7251012B2 (en) 2003-12-31 2007-07-31 Asml Netherlands B.V. Lithographic apparatus having a debris-mitigation system, a source for producing EUV radiation having a debris mitigation system and a method for mitigating debris
JP4535732B2 (ja) 2004-01-07 2010-09-01 株式会社小松製作所 光源装置及びそれを用いた露光装置
JP4578901B2 (ja) 2004-09-09 2010-11-10 株式会社小松製作所 極端紫外光源装置
US8399867B2 (en) 2008-09-29 2013-03-19 Gigaphoton Inc. Extreme ultraviolet light source apparatus
US8399868B2 (en) * 2011-02-15 2013-03-19 Sematech Inc. Tools, methods and devices for mitigating extreme ultraviolet optics contamination
JP6081711B2 (ja) * 2011-09-23 2017-02-15 エーエスエムエル ネザーランズ ビー.ブイ. 放射源
US9544986B2 (en) 2014-06-27 2017-01-10 Plex Llc Extreme ultraviolet source with magnetic cusp plasma control

Also Published As

Publication number Publication date
US11126095B2 (en) 2021-09-21
NL2026231A (en) 2021-05-17
NL2026231B1 (en) 2021-07-27
US20210080842A1 (en) 2021-03-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5846572B2 (ja) 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
EP2170021B1 (en) Source module, radiation source and lithographic apparatus
JP4799620B2 (ja) 放射システムおよびリソグラフィ装置
US20120313016A1 (en) Systems and methods for buffer gas flow stabilization in a laser produced plasma light source
JP4917670B2 (ja) 放射発生デバイス、リソグラフィ装置、デバイス製造方法、およびその方法により製造されたデバイス
TWI597579B (zh) 輻射源
TWI712338B (zh) 極紫外光輻射之光源及其產生方法、極紫外光微影系統
US10295916B2 (en) EUV source chamber and gas flow regime for lithographic apparatus, multi-layer mirror and lithographic apparatus
JP6291477B2 (ja) リソグラフィ装置用の汚染トラップ
TW201925923A (zh) 極紫外線輻射源模組
JP7312893B2 (ja) Euv光源においてデブリを制御するための装置及び方法
WO2018179417A1 (ja) 極端紫外光生成装置
EP1333328A2 (en) Plasma light source apparatus, exposure apparatus and its control method and device fabrication method
US8319200B2 (en) Radiation source, lithographic apparatus and device manufacturing method
WO2017017834A1 (ja) 極端紫外光生成装置
JP2021043402A (ja) 極端紫外光生成装置及び電子デバイスの製造方法
JP6977047B2 (ja) 極端紫外光生成装置及び極端紫外光生成装置の制御方法
WO2020183550A1 (ja) スズトラップ装置、極端紫外光生成装置、及び電子デバイスの製造方法
JP2005332923A (ja) Euv露光装置
WO2019102526A1 (ja) 極端紫外光生成装置及び電子デバイスの製造方法
WO2020100269A1 (ja) 極端紫外光生成装置及び電子デバイスの製造方法
WO2008044319A1 (fr) Appareil de génération de lumière euv et appareil à exposition euv