JP5275424B2 - 極端紫外光源装置 - Google Patents
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Description
図11は、非特許文献1から引用したグラフであり、EUVコレクタミラーの反射面に形成されているMo/Si多層膜の層数と、EUVコレクタミラーの反射率との関係を示している。図11に示すように、多層膜の層数(横軸)が20層以下になると、反射率(縦軸)が大きく低下するようになる。このことから、デブリのスパッタリングによる多層膜の消失が、EUVコレクタミラーの寿命に大きな影響を及ぼすと言える。
そのため、単純に発光数のみをカウントすることによってミラー交換時期を判断する場合には、そのような1ショットあたりのEUVパルスエネルギー又はイオン量の変化に伴うスパッタ量の変化に対応することができない。
図1は、本発明の一実施形態に係る極端紫外(EUV)光源装置を示す模式図である。このEUV光源装置は、LPP(レーザ励起プラズマ)方式を採用しており、露光機用の光源として用いられる。
レーザ発振器13は、レーザ発振を行うことにより、ターゲット1を照射するための励起用のレーザ光3を射出する。集光光学系14は、レーザ発振器13から射出したレーザ光3を集光して、窓17を介してターゲット1に照射させる。
スパッタ量検出器22は、プラズマから発生したイオン等によるスパッタリング量を検出するために設けられており、例えば、QCM(quartz crystal microbalance:水晶振動子質量計)を含んでいる。QCMは、センサ表面に形成された金(Au)等のサンプル膜の厚さを、水晶振動子の共振周波数の変化に基づいて、オングストローム(Å)以下の精度でリアルタイムに計測する装置である。
スパッタ量検出器22のセンサ表面の膜とEUVコレクタミラー15の多層膜との大きな相違点は、膜の材質と設置位置との2点である。例えば、同一のエネルギーを有するイオンが衝突したとしても、スパッタ対象となる物質の種類に応じてスパッタ量は異なってくる。そこで、QCMを用いて多層膜のスパッタ量を求める場合には、センサ表面に形成される物質(例えば、金、Mo、Si等)と、EUVコレクタミラー15の反射面に形成される多層膜(例えば、Mo/Si多層膜)とのスパッタ比率を予め求めておく。例えば、アンダーソン(Anderson)等、「積層コンデンサ光学におけるプラズマによる侵食の研究(Investigation of plasma-induced erosion of multilayer condenser optics)」(SPIE会報(Proceeding of SPIE)、第5751巻、第128−139頁)の表1には、金とモリブデンとシリコンのスパッタ量(エロージョン・レート)の比率(Au:Mo:Si=1:0.26:0.19)が示されている(第133頁)。
なお、図1には、EUV光検出部20と、イオン検出器21と、スパッタ量検出器22とが示されているが、EUVコレクタミラー15の交換時期を判断する際には、それらのの内のいずれかが備えられていれば良い。
図1に示すEUV光源装置において、EUVコレクタミラー15のスパッタ量を計測するためには、次の3つの相関の内の少なくとも1つを実測により予め求めておく必要がある。
(1)EUV光検出部20によって検出されるEUV光のエネルギー総量と、EUVコレクタミラー15のスパッタ量との関係(EUVパルスエネルギー総量対スパッタ量)
(2)イオン検出器21によって検出されるイオンの総量と、EUVコレクタミラー15のスパッタ量との関係(イオン総量対スパッタ量)
(3)スパッタ量検出器22によって検出されるセンサ表面の膜のスパッタ量と、EUVコレクタミラー15のスパッタ量との関係(センサ対ミラーのスパッタ量)
そのようにして実測された値に基づいて、上記相関(1)〜(3)が得られる。
図1に示すEUV光源装置においてEUV光の生成を開始することにより、プラズマ2の発生タイミングに応じて、EUV光検出部20からEUVパルスエネルギーを表す検出信号が出力される。この検出信号がA/D変換器31においてディジタル信号に変換されることにより、EUVパルスエネルギーEP1、EP2、…EPi、…を表す検出データが順次生成される(iはプラズマ発生回数)。これらの検出データは、計算部32に入力されて積算される。それにより、EUVパルスエネルギーの積算値(総量値)ETOTAL=EP1+EP2+…=ΣEPi(i=1、2、…)が算出される。この総量値ETOTALは、検出データが入力される毎に算出されて、判定部33に出力される。
図1に示すEUV光源装置においてEUV光の生成を開始することにより、プラズマ2の発生タイミングに応じて、イオン検出器21からイオン量を表す検出信号が出力される。この検出信号がA/D変換器31においてディジタル信号に変換されることにより、イオン量IP1、IP2、…、IPiを表す検出データが順次生成される(iはプラズマ発生回数)。これらの検出データは、計算部32に入力されて積算される。それにより、イオンの積算値(総量値)ITOTAL=IP1+IP2+…=ΣIPi(i=1、2、…)が算出される。この総量値ITOTALは、検出データが入力される毎に算出されて、判定部33に出力される。
図1に示すEUV光源装置においてEUV光の生成を開始することにより、プラズマ2の発生タイミングに応じて、スパッタ量検出器22からセンサ表面の膜厚を表す検出信号が定期的に出力される。この検出信号は、A/D変換器31においてディジタル信号に変換され、計算部32に入力される。計算部32においては、入力された検出データに基づいて、初期状態におけるセンサの膜厚に対する変化量である膜厚変化総量TTOTALが算出される。このセンサ膜厚変化総量TTOTALは、検出データが入力される毎に算出されて、判定部33に出力される。
Claims (4)
- 真空チャンバ内に供給されたターゲット物質にレーザ光を照射することにより該ターゲット物質を励起させてプラズマを発生させ、該プラズマから放射される極端紫外光を集光ミラーにより集光して出力するレーザ励起プラズマ方式の極端紫外光源装置であって、
前記真空チャンバ内に配置され、プラズマから発生したイオンを検出して、そのイオン量を表す検出信号を出力するイオン検出器と、
前記イオン検出器から出力された検出信号に基づいて、イオン量を積算して積算値を算出する計算部と、
前記計算部によって算出された積算値が所定の基準値に至った場合に、前記集光ミラーの交換時期又は修理時期を表す判定信号を出力する判定部と、
を具備する極端紫外光源装置。 - 前記集光ミラーの反射面に形成されている多層膜の膜厚又は該多層膜におけるスパッタ量とプラズマから発生したイオンの量の積算値との相関であって、予め計測を行うことによって取得された前記相関を記憶する記憶部をさらに具備し、
前記判定部が、前記集光ミラーの反射面に形成されている多層膜の初期状態における厚さと前記集光ミラーにおいて所定の値以上の反射率を確保できる多層膜の厚さとの差に相当するイオン量の積算値を、前記記憶部に記憶されている前記相関に基づいて取得し、取得された積算値を前記基準値として設定する、
請求項1記載の極端紫外光源装置。 - 前記イオン検出器が、ファラデーカップを含む、請求項1又は2記載の極端紫外光源装置。
- 前記計算部が、前記イオン検出器から出力された検出信号に基づいて、イオン量を積算することにより、前記集光ミラーの反射面に形成されている多層膜の膜厚又は該多層膜におけるスパッタ量と相関を有する積算値を算出する、請求項1〜3のいずれか1項記載の極端紫外光源装置。
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