JP5335298B2 - Extreme ultraviolet light source device and method of generating extreme ultraviolet light - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、極端紫外光源装置及び極端紫外光の生成方法に関する。 The present invention relates to an extreme ultraviolet light source device and a method for generating extreme ultraviolet light.
例えば、レジストを塗布したウェハ上に、回路パターンの描かれたマスクを縮小投影し、エッチングや薄膜形成等の処理を繰り返すことにより、半導体チップが生成される。半導体プロセスの微細化に伴い、より短い波長の光が求められている。 For example, a semiconductor chip is generated by reducing and projecting a mask on which a circuit pattern is drawn on a resist-coated wafer and repeating processes such as etching and thin film formation. With the miniaturization of semiconductor processes, light having a shorter wavelength is required.
そこで、13.5nmという極端に波長の短い光と縮小光学系とを使用する、半導体露光技術が研究されている。この技術は、EUVL(Extreme Ultra Violet Lithography:極端紫外線露光)と呼ばれる。以下、極端紫外光をEUV光と呼ぶ。 Therefore, a semiconductor exposure technique using light with an extremely short wavelength of 13.5 nm and a reduction optical system has been studied. This technique is called EUVL (Extreme Ultra Violet Lithography). Hereinafter, extreme ultraviolet light is referred to as EUV light.
EUV光源としては、LPP(Laser Produced Plasma:レーザ生成プラズマ)式の光源と、DPP(Discharge Produced Plasma)式の光源と、SR(Synchrotron Radiation)式の光源との三種類が知られている。LPP式光源とは、ターゲット物質にレーザ光を照射してプラズマを生成し、このプラズマから放射されるEUV光を利用する光源である。DPP式光源とは、放電によって生成されるプラズマを利用する光源である。SR式光源とは、軌道放射光を使用する光源である。以上三種類の光源のうち、LPP式光源は、他の方式に比べてプラズマ密度を高くすることができ、かつ、捕集立体角を大きくできるため、高出力のEUV光を得られる可能性が高い。 Three types of EUV light sources are known: LPP (Laser Produced Plasma) type light source, DPP (Discharge Produced Plasma) type light source, and SR (Synchrotron Radiation) type light source. The LPP-type light source is a light source that generates plasma by irradiating a target material with laser light and uses EUV light emitted from the plasma. The DPP type light source is a light source that uses plasma generated by discharge. The SR type light source is a light source that uses orbital radiation. Among the above three types of light sources, the LPP type light source can increase the plasma density and can increase the collection solid angle as compared with other methods, so that there is a possibility that high output EUV light can be obtained. high.
EUV光は波長が短く、物質に吸収されやすいため、EUVLでは、反射光学系が採用される。反射光学系は、例えば、モリブデン(Mo)とシリコン(Si)とを用いた多層膜を使用して構築される。Mo/Siの多層膜は、13.5nm付近の反射率が高いため、EUVLでは13.5nmのEUV光を使用する。 Since EUV light has a short wavelength and is easily absorbed by substances, EUVL employs a reflective optical system. The reflective optical system is constructed using, for example, a multilayer film using molybdenum (Mo) and silicon (Si). Since the multilayer film of Mo / Si has a high reflectance near 13.5 nm, EUVL uses 13.5 nm EUV light.
しかし、多層膜の反射率は70%程度のため、反射を繰り返すにつれて、EUV光の出力は次第に低下する。露光装置内でEUV光は十数回反射するため、EUV光源装置は、高出力のEUV光を露光装置に供給する必要がある。そこで、EUV光源装置として、LPP式の光源に期待が寄せられている(特許文献1)。 However, since the reflectance of the multilayer film is about 70%, the output of EUV light gradually decreases as reflection is repeated. Since EUV light is reflected ten times in the exposure apparatus, the EUV light source apparatus needs to supply high-power EUV light to the exposure apparatus. Therefore, an LPP type light source is expected as an EUV light source device (Patent Document 1).
LPP式のEUV光源装置は、錫(Sn)やキセノン(Xe)あるいはリチウム(Li)等をターゲット物質として使用し、このターゲット物質にレーザ光を照射する。特に、液体金属である錫のドロップレット(ターゲット)と炭酸ガス(CO2)パルスレーザとを組み合わせるLPP式光源は、必要最小量のドロップレットを使用すればよく、かつ、EUV光の発光効率が高いことから、有望な構成であると見られている。 The LPP EUV light source device uses tin (Sn), xenon (Xe), lithium (Li), or the like as a target material, and irradiates the target material with laser light. In particular, an LPP-type light source that combines a liquid metal tin droplet (target) and a carbon dioxide (CO2) pulse laser may use the minimum amount of droplets and has high emission efficiency of EUV light. For this reason, it is seen as a promising configuration.
ドロップレットの量を最小にとどめることにより、デブリ(debris)の発生量を抑制し、EUV集光ミラー等の各種光学部品への悪影響を少なくできる。しかし、ドロップレットの量が少ないため、ドロップレットの直径に比べて炭酸ガスレーザの照射直径が大きくなり易い。多くのレーザ光がドロップレットに作用せずに通過するため、EUV光の出力効率の点で改善の余地がある。 By minimizing the amount of droplets, the amount of debris generated can be suppressed, and adverse effects on various optical components such as EUV collector mirrors can be reduced. However, since the amount of droplets is small, the irradiation diameter of the carbon dioxide laser tends to be larger than the diameter of the droplets. Since many laser beams pass without acting on the droplets, there is room for improvement in terms of output efficiency of EUV light.
そこで、ドロップレットにメインパルスレーザを照射する前に、プリパルスレーザをドロップレットに照射することにより、ドロップレットの形状や密度を変化させて、プレフォーミングする技術が提案されている(特許文献2,特許文献3)。
従来技術では、メインパルスレーザの照射前にプレパルスレーザをターゲットに照射する方法を提案する。しかし、錫のような金属材料のターゲットは、熱容量が大きいため、プリパルスレーザを照射しても、その全部を蒸発させるのは難しい。パルスレーザの照射によってドロップレットに生じるアブレーション及び蒸発は、ドロップレットの表面にとどまるため、多くの材料が液体のまま飛散する。 The prior art proposes a method of irradiating a target with a pre-pulse laser before irradiation with a main pulse laser. However, since a target of a metal material such as tin has a large heat capacity, it is difficult to evaporate the entire target even when irradiated with a prepulse laser. Ablation and evaporation generated in the droplet by the irradiation of the pulse laser stay on the surface of the droplet, so that many materials are scattered in a liquid state.
本発明は、上記問題に着目してなされたもので、その目的は、第1レーザ光の照射によって、ターゲット物質の比較的多くの部分を予め蒸発させ、ガス状のターゲットに第2レーザ光を照射させることにより、極端紫外光の生成効率を高めることができるようにした、極端紫外光源装置及び極端紫外光の生成方法を提供することにある。本発明の更なる目的は、後述する実施形態の記載から明らかになるであろう。 The present invention has been made paying attention to the above problem, and its purpose is to evaporate a relatively large portion of the target material in advance by irradiation with the first laser beam, and to emit the second laser beam to the gaseous target. An object of the present invention is to provide an extreme ultraviolet light source device and an extreme ultraviolet light generation method capable of increasing the generation efficiency of extreme ultraviolet light by irradiation. Further objects of the present invention will become clear from the description of the embodiments described later.
上記課題を解決するために、本発明の第1観点に係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プラズマ化させることにより、極端紫外光を発生させる極端紫外光源装置であって、チャンバと、前記チャンバ内に前記ターゲット物質を供給するターゲット物質供給手段と、前記チャンバ内に供給される前記ターゲット物質に第1レーザ光を照射して蒸発させるための第1レーザ光源と、前記第1レーザ光により加熱された前記ターゲット物質に第2レーザ光を照射して前記ターゲット物質をプラズマ化させることにより極端紫外光を放射させるための第2レーザ光源と、前記プラズマ化した前記ターゲット物質から放射される極端紫外光を集光するための集光ミラーと、を備え、前記集光ミラーは、前記第1レーザ光を反射させて前記ターゲット物質に照射させるための反射ミラーとしても使用される。 In order to solve the above problem, an extreme ultraviolet light source device according to a first aspect of the present invention is an extreme ultraviolet light source device that generates extreme ultraviolet light by irradiating a target material with laser light to generate plasma. , a chamber, a first laser light source for the a target material supplying means for supplying a target material is evaporated by irradiating a first laser beam to the target material supplied into the chamber into the chamber, wherein A second laser light source for radiating extreme ultraviolet light by irradiating the target material heated by the first laser light with the second laser light to make the target material into plasma, and the plasma converted target material A condensing mirror for condensing extreme ultraviolet light emitted from the condensing mirror, the condensing mirror reflecting the first laser light Also used as a reflecting mirror for irradiating the target material was.
第1レーザ光を複数用意し、これら複数の第1レーザ光をターゲット物質にそれぞれ照射させてもよい。
複数の第1レーザ光を、ターゲット物質のそれぞれ異なる領域にそれぞれ照射させてもよい。
複数の第1レーザ光を、ターゲット物質の移動経路上のそれぞれ異なる位置でターゲット物質にそれぞれ照射させてもよい。
第1レーザ光を、ターゲット物質の移動に追従させてターゲット物質に照射し続けてもよい。
第1レーザ光を、ターゲット物質の移動経路に応じた所定形状に形成してもよい。
所定形状の第1レーザ光の強度を空間変調してもよい。
第2レーザ光が照射される照射点に近づくにつれて第1レーザ光の強度が増大するように、所定形状の第1レーザ光の強度を空間変調してもよい。
第1レーザ光を、ターゲット物質の所定範囲の移動に追従させてターゲット物質に照射し続け、かつ、ターゲット物質が第2レーザ光に照射される照射点の手前に到達した場合に、強度を増大させてもよい。
第1レーザ光を反射させてターゲット物質に照射させるための反射鏡を備えることもできる。
A plurality of first laser beams may be prepared, and the target materials may be irradiated with the plurality of first laser beams.
A plurality of first laser beams may be irradiated to different regions of the target material.
The target materials may be irradiated with the plurality of first laser beams at different positions on the target material movement path.
The first laser light may be continuously irradiated to the target material while following the movement of the target material.
The first laser beam may be formed in a predetermined shape according to the movement path of the target material.
The intensity of the first laser beam having a predetermined shape may be spatially modulated.
You may spatially modulate the intensity | strength of the 1st laser beam of a predetermined shape so that the intensity | strength of a 1st laser beam may increase as it approaches the irradiation point irradiated with a 2nd laser beam.
Increasing the intensity when the first laser beam continues to irradiate the target material following the movement of the target material within a predetermined range, and the target material reaches before the irradiation point irradiated with the second laser beam. You may let them.
A reflecting mirror for reflecting the first laser light to irradiate the target material can also be provided.
ターゲット物質に、少なくとも第1レーザ光の吸収を助長するための添加物を加えてもよい。An additive for promoting at least absorption of the first laser beam may be added to the target material.
本発明の第2観点に従う極端紫外光の生成方法は、レーザ光をターゲット物質に照射してプラズマ化させることにより、極端紫外光を生成させる方法であって、チャンバ内に前記ターゲット物質を供給し、前記チャンバ内に供給される前記ターゲット物質に第1レーザ光を照射して蒸発させ、前記第1レーザ光により加熱された前記ターゲット物質に第2レーザ光を照射して前記ターゲット物質をプラズマ化し、前記プラズマ化した前記ターゲット物質から放射される極端紫外光を集光ミラーを用いて集光することを含み、前記集光ミラーは、前記第1レーザ光を反射させて前記ターゲット物質に照射させるための反射ミラーとしても使用される。 A method for generating extreme ultraviolet light according to a second aspect of the present invention is a method for generating extreme ultraviolet light by irradiating a target material with laser light to generate plasma, and supplying the target material into a chamber. the target material is evaporated by irradiating a first laser beam, plasma and the target material is irradiated with a second laser beam to the target material is heated by the first laser beam to be supplied to the chamber And collecting the extreme ultraviolet light radiated from the plasma target material using a condensing mirror, the condensing mirror reflecting the first laser light to irradiate the target material It is also used as a reflection mirror for making it happen .
本発明によれば、第2レーザ光が照射されるよりも前に、連続光または疑似連続光として構成される第1レーザ光をターゲット物質に照射して加熱することにより、ターゲット物質を蒸発させることができる。従って、本発明によれば、ガス状のターゲットに第2レーザ光を照射させることができ、極端紫外光の生成効率を高めることができる。 According to the present invention, the target material is evaporated by irradiating the target material with the first laser light configured as continuous light or pseudo continuous light before the second laser light is irradiated. be able to. Therefore, according to the present invention, the gaseous target can be irradiated with the second laser light, and the generation efficiency of extreme ultraviolet light can be increased.
以下、図を参照しながら、本発明の実施形態を詳細に説明する。本実施形態では、以下に述べるように、それぞれ異なる複数種類のレーザ光をターゲットに照射することにより、ターゲットの状態を変化させてEUV光を得る。より詳しくは、本実施形態では、まず最初に、連続光または疑似連続光として構成される第1レーザ光をターゲットに照射してターゲットを蒸発させ、その次に、パルスレーザ光として構成される第2レーザ光をガス状態のターゲットに照射する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In this embodiment, as described below, EUV light is obtained by changing the state of the target by irradiating the target with a plurality of different types of laser light. More specifically, in the present embodiment, first, the target is vaporized by irradiating the target with the first laser light configured as continuous light or pseudo continuous light, and then the first laser light configured as pulsed laser light. 2 A laser target is irradiated with a gas target.
つまり、本実施形態では、第2レーザ光が照射される位置の手前近傍において、第1レーザ光をターゲット(例えば、金属材料からなる液体ターゲット)に事前に照射することにより、EUV光の発光に適した密度及び形状のガス状ターゲットを生成する。これにより、第2レーザ光の照射位置にガス状ターゲットを送り込むことができ、第2レーザ光を効果的に照射させて、EUV光を効率的に発光させることができる。 That is, in the present embodiment, EUV light is emitted by irradiating a target (for example, a liquid target made of a metal material) with a first laser beam in the vicinity of a position before the second laser beam is irradiated. Produce a gaseous target of suitable density and shape. Thereby, the gaseous target can be sent to the irradiation position of the second laser beam, and the second laser beam can be effectively irradiated to emit the EUV light efficiently.
換言すれば、必要最小量の質量を有する微少ターゲット(金属製のドロップレット)を、第2レーザ光の照射点手前において、その大部分をガス状に変化させて密度を低下させることができ、第2レーザ光の吸収効率を高めることができる。従って、効率よくEUV光を発光させることができる。 In other words, a minute target (a metal droplet) having a necessary minimum amount of mass can be changed to a gaseous state in front of the irradiation point of the second laser light to reduce the density, The absorption efficiency of the second laser light can be increased. Therefore, EUV light can be efficiently emitted.
図1,図2に基づいて第1実施例を説明する。図1は、EUV光源装置1の全体構成を示す説明図、図2は、複数のレーザ光が照射されることによりターゲットの状態が変化する様子を示す説明図である。
A first embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is an explanatory diagram showing the overall configuration of the EUV
図1に示すEUV光源装置1は、それぞれ後述するように、例えば、真空チャンバ100と、メインパルスレーザ光源110と、加熱蒸発用レーザ光源120と、ドロップレット供給部130と、排気ポンプ140と、制御部150と、EUV集光ミラー160とを、備えている。加熱蒸発とは、連続光または疑似連続光として構成されるレーザ光をターゲット(ドロップレット)200に照射することにより、そのターゲット200を加熱して蒸発させることを意味する。
The EUV
真空チャンバ100は、排気ポンプ140によって真空状態に保たれる。真空チャンバ100には、例えば、複数の入射窓101,102と、ゲートバルブ103とが設けられている。一つの入射窓101は、メインパルスレーザ光源110からのメインパルスレーザ光を真空チャンバ100内に入射させるための窓である。他の一つの入射窓102は、加熱蒸発用レーザ光源120からの連続光または疑似連続光を真空チャンバ100内に入射させるための窓である。ゲートバルブ103は、真空チャンバ100内で発生したEUV光を、図外の露光装置に供給するためのバルブである。ゲートバルブ103は、通常時は開状態となっており、EUV光を露光装置に向けて通過させる。メンテナンス時には、ゲートバルブ103は閉状態となる。
The
ドロップレット供給部130は、例えば、錫(Sn)等の金属材料を加熱溶解することにより、ターゲット200を供給する。ターゲット200は、固体または液体のドロップレットとして構成される。本実施例では、ターゲット物質として、錫を例に挙げて説明するが、これに限らず、例えば、リチウム(Li)等の他の物質を用いてもよい。あるいは、アルゴン(Ar)、キセノン(Xe)、クリプトン(Kr)、水、アルコール、スタナン(SnH4)、四塩化錫(SnCl4)等の材料を、液体または氷にして、ドロップレットを生成する構成でもよい。ドロップレット供給部130は、ターゲット供給部と呼び換えることもできる。なお、以下の説明では、ターゲットをドロップレットと呼ぶ場合もある。
The
メインパルスレーザ光源110は、ドロップレット供給部130から供給されるターゲット200を励起させるためのパルスレーザ光111を出力する。メインパルスレーザ光源110は「第2レーザ光源装置」に、パルスレーザ光111は「第2レーザ光」に、それぞれ該当する。メインパルスレーザ光源110は、例えば、CO2(炭酸ガス)パルスレーザ光源として構成される。メインパルスレーザ光源110は、例えば、波長10.6μm程度のレーザ光111を出力する。このメインパルスレーザ光111は、集光レンズ112及び入射窓101を介して、真空チャンバ100内に入射し、ガス状のターゲット210を照射する。なお、レーザ光源としてCO2パルスレーザを例に挙げるが、本発明はこれに限定されない。
The main pulse
加熱蒸発用のレーザ光源120は、ドロップレットの形状及び状態を事前に整えるための光源装置である。加熱蒸発用レーザ光源120は「第1レーザ光源装置」に、レーザ光121は「第1レーザ光」に、それぞれ該当する。加熱蒸発用レーザ光源120は、例えば、連続光(CW)または疑似連続光(Quasi−CW)のレーザ光を出力する。本実施例における連続光または疑似連続光は、例えば、ドロップレット表面のアブレーション閾値を下回る程度のピーク強度を有するレーザ光、として定義可能である。
The
加熱蒸発用レーザ光源120としては、例えば、YAG(Yttrium Aluminum Garnet)レーザ等のレーザ光源を使用できる。但し、本発明は、加熱蒸発用レーザ光源の種類を特に問わない。例えば、炭酸ガスレーザ、Nd:YAGレーザ、Yb:YAGレーザやこれらの高調波光等を用いてもよい。
As the heat evaporation
さらに、可視光から近赤外域にかけての発振波長を有するレーザダイオード等を用いてもよい。レーザダイオード光を用いる場合は、ファイバ結合させて輝度を高めることにより、微少なターゲット200への照射が容易となる。さらに輝度を向上させるために、ファイバーレーザを用いてもよい。
Further, a laser diode having an oscillation wavelength from visible light to the near infrared region may be used. In the case of using laser diode light, it is easy to irradiate a
加熱蒸発用レーザ光源120から出力されるレーザ光121は、入射窓102を介して真空チャンバ100内に入射し、ドロップレットのターゲット200を照射する。なお、以下の説明では、特に区別する場合を除き、連続光及び疑似連続光をまとめて「連続光」または「CWレーザ光」と呼ぶことにする。さらに、加熱蒸発用レーザ光源120を、「CWレーザ光源」と呼ぶ場合がある。
The
なお、入射窓102を用いずに、ファイバを用いてCWレーザ光121を真空チャンバ100内に導入することもできる。例えば、EUV光源装置1の他の構成部品と空間的に干渉する可能性がある場合や、CWレーザ光源120を高磁場・高電磁場環境から遠ざけておきたい場合等に、ファイバを用いてCWレーザ光121を真空チャンバ100内に導けばよい。
Note that the
制御部150は、EUV光源装置1の動作を制御する装置である。説明の便宜上、本実施例の制御部150は、各レーザ光源110,120及びドロップレット供給部130等の動作をそれぞれ制御する。図1では、便宜上、単一の制御部150によって、レーザ光の照射及びドロップレットの供給等を制御するかのように示すが、レーザ光源装置の動作とドロップレットの供給とをそれぞれ別々の制御装置で制御する構成でもよい。
The
EUV集光ミラー160は、EUV光を反射させて集めるためのミラーである。EUV集光ミラー160には、メインパルスレーザ光111が通過するための穴部161を設けることもできる。EUV集光ミラー160の表面は、全体として少なくとも一つ以上の曲率を有するように構成される。EUV集光ミラー160の表面は、例えば、回転楕円体のような凹面、放物面、球面、複数の曲率を有する凹面として構成される。EUV集光ミラー160は、例えば、モリブデン膜とシリコン膜とから構成される多層膜(Mo/Si)により、13nm程度のEUV光を反射する。
The
EUV集光ミラー160によって集められるEUV光は、ゲートバルブ103等を介して、露光装置に送り込まれる。なお、EUV光の純度を高めるために、回折格子やフィルタ等の光学部品を用いてもよい。
EUV light collected by the
図2に示すように、ドロップレット供給部130は、例えば、加熱装置によって金属材料を溶融させ、この溶融金属に振動を加えて噴射する。これにより、ドロップレット供給部130は、必要最小量の物質を有するターゲット200を、所定間隔で真空チャンバ100内に供給する。ターゲット200は、真空チャンバ100内を図2中の下側に向けて移動していく。
As illustrated in FIG. 2, the
ターゲット200には、所定位置IP1において、第1レーザ光としてのCWレーザ光121が照射される。所定位置は、例えば、第1照射点またはプリレーザ照射点と呼ぶこともできる。所定位置IP1は、例えば、ドロップレットの移動方向を基準として、メインパルスレーザ光111が照射される位置IP2よりも手前の、位置に設定できる。あるいは、位置IP1と位置IP2とを実質的に同一の位置に設定することもできる。なお、位置IP2は、例えば、第2照射点またはメインレーザ照射点と呼んでもよい。図中では、ターゲットの符号にかっこ書きで、照射点の位置を示している。
The
第1照射点IP1において、CWレーザ光121がターゲット200に照射される。CWレーザ光121のビーム径は、ターゲット200の直径に合わせて設定される。CWレーザ光121は、例えば、数μs〜十数μs程度の期間、ターゲット200を照射して加熱する。これにより、ドロップレット状の液体金属ターゲット200は、その一部または全部が蒸発し、ガス状のターゲット210へと変化する。
The
ガス状のターゲット210は、第2照射点IP2に向けて移動しつつ気化を続けて膨張する。そして、第2照射点IP2において、体積の増大したガス状ターゲット210に、メインパルスレーザ光111が照射される。これにより、ガス状ターゲット210がプラズマ化し、EUV光が放射される。放射されたEUV光は、EUV集光ミラー160によって集められ、露光装置に送られる。
The
CWレーザ光源120としてYAGレーザ光源を用いる場合を例に挙げる。100ワットのレーザ光121を、10μs程度、直径30μm程度のターゲット200に照射すると、このターゲット200を適切な密度まで蒸発させることができる。適切な密度とは、メインパルスレーザ光111の波長やターゲット200を構成する原子の種類等に応じた適切な密度を意味する。例えば、メインパルスレーザ光源110が炭酸ガスレーザ光源の場合、ターゲットの密度が気体程度の密度になると、高い効率でEUV光を得ることができる。
A case where a YAG laser light source is used as the CW
ターゲット200の一部又は全部が蒸発することにより、適切な密度のガス状ターゲット210が生成される。ガス状ターゲット210に、炭酸ガスレーザ光源等のメインパルスレーザ光源110からメインパルスレーザ光111が照射される。パルス幅20nsで、出力100mJ以下の炭酸ガスレーザを、ガス状ターゲット210に照射する場合、レーザ光からEUV光を生成するための変換効率を4%程度まで高めることができる。
A part or all of the
これに対し、従来技術のように、プリパルスレーザ光を使用する場合は、ターゲット200への照射時間が短くなる。液体錫のような金属製ドロップレットの蒸発過程を考察すると、ドロップレットの直径が数十μmの場合、ドロップレット内の熱伝達に数μs程度の時間を要する。例えば、直径30μm、溶融状態の錫ドロップレットを蒸発させる場合を考える。錫の融点は232℃であり、沸点2270℃である。錫ドロップレットを蒸発させるために必要な最低の加熱時間は、4μs程度と見積もることができる。4μsという値は、ドロップレット表面におけるレーザの吸収率を考慮していない。レーザ波長の吸収率を考慮すると、さらに長い加熱時間が必要となる。
On the other hand, when the pre-pulse laser beam is used as in the prior art, the irradiation time to the
しかし、プリパルスレーザのパルス幅は、数ns〜数十nsであり、必要な加熱時間に比べて著しく短い。ドロップレットを蒸発させて適切な密度のターゲットを作り出すためには、より長い時間スケールで加熱する必要がある。ドロップレットを蒸発させてガス状のターゲットにすることを、本明細書では、プリフォーミングと呼ぶ。 However, the pulse width of the pre-pulse laser is several ns to several tens ns, which is significantly shorter than the required heating time. In order to evaporate the droplets and produce a target of appropriate density, it is necessary to heat on a longer time scale. Evaporating the droplets into a gaseous target is referred to herein as preforming.
適切なプリフォーミングを実現するためには、プリフォーミングに用いるレーザのピーク出力を抑えて、比較的長時間(数μs)ドロップレットを照射する必要がある。しかし、従来のプリパルスレーザでは、ドロップレット表面のアブレーションによって、気体及び/またはプラズマが瞬時的に膨張する。例えば、可視レーザー光で、パルスエネルギ10mJ、集光サイズ(ドロップレット直径)数十μmの場合、アブレーション圧力は、数十〜数百ギガパスカルに達する。このような高い圧力によって、ドロップレットの母体は分裂飛散してしまい、結果として、ドロップレットの大部分がEUV光発生に寄与しない。 In order to realize appropriate preforming, it is necessary to irradiate droplets for a relatively long time (several μs) while suppressing the peak output of the laser used for preforming. However, in the conventional prepulse laser, gas and / or plasma are instantaneously expanded by ablation of the droplet surface. For example, when the pulse energy is 10 mJ and the focused size (droplet diameter) is several tens of μm with visible laser light, the ablation pressure reaches several tens to several hundreds of gigapascals. Due to such a high pressure, the base of the droplet is split and scattered, and as a result, most of the droplet does not contribute to the generation of EUV light.
より分かり易く表現すると、従来のプリパルスレーザにおいては、ドロップレットのアブレーション及び/又は蒸発は、ドロップレットの表面にとどまり、ドロップレットの多くが液体状態のままで飛散し、デブリになってしまう。 More simply expressed, in the conventional prepulse laser, the ablation and / or evaporation of the droplets stays on the surface of the droplets, and many of the droplets are scattered in a liquid state and become debris.
そこで、本実施例では上述の通り、第1段階として、CWレーザ光121をターゲット200に照射し、ターゲット200を蒸発させてガス状ターゲット210に変化させる。そして、第2段階では、メインパルスレーザ光111をガス状ターゲット210に照射することにより、ターゲット210をプラズマ化させてEUV光を放射させる。
Therefore, in this embodiment, as described above, as the first stage, the
従って、本実施例では、メインパルスレーザ光111の直径が大きい場合でも、必要最小量のターゲット200の大部分をガス状ターゲット210に変化させて密度を低下させることができ、メインパルスレーザ光111のエネルギー吸収を大きくすることができる。従って、EUV光を従来よりも効率的に取り出すことができる。
Therefore, in this embodiment, even when the diameter of the main
本実施例では、CWレーザ光111の照射条件(例えば、ピーク出力や照射時間、波長等)を設定することにより、ガス状ターゲット210の形状や密度をある程度制御することができる。従って、EUV光の生成に適したガス状ターゲット210を得ることができ(EUV発光に適したプリフォーミングが可能となり)、従来よりも高い変換効率を達成することができる。
In this embodiment, by setting the irradiation conditions (for example, peak output, irradiation time, wavelength, etc.) of the
本実施例では、CWレーザ光121を用いるため、プリパルスレーザ光を用いる場合に比べて、より長い時間ターゲット200を照射することができる。従って、CWレーザ光121のピーク出力を、プリパルスレーザ光のピーク出力よりも小さくできる。このため、本実施例では、ターゲット200の大部分を蒸発させることができ、ターゲット200の殆どをEUV光発生に寄与させることができる。つまり、本実施例では、プリパルスレーザを用いる従来技術に比べて、ターゲット200の体積利用効率を向上させ、デブリを低減することができる。
In the present embodiment, since the
また、本実施例では、CWレーザ光121を用いるため、EUV光の発生プロセスが今よりも高い周期で要求された場合でも、その高い周期に問題なく対応できる。
Further, in the present embodiment, since the
本実施例では、ガス状ターゲット210を生成し、ガス状ターゲット210にメインパルスレーザ光111を照射するため、ターゲット210の残留物によるデブリの発生を抑制できる。従って、真空チャンバ100内や露光装置内の各種光学系部品がデブリによって汚染または損傷するのを効果的に低減することができ、信頼性を向上できる。
In this embodiment, since the
図3に基づいて第2実施例を説明する。以下に述べる各実施例は、第1実施例の変形例に相当する。従って、第1実施例との相違点を中心に説明する。本実施例では、複数のCWレーザ光121(1)〜121(4)を用いて、ターゲット200を均一に加熱できるようにしている。
A second embodiment will be described with reference to FIG. Each embodiment described below corresponds to a modification of the first embodiment. Therefore, the difference from the first embodiment will be mainly described. In this embodiment, the
図3は、本実施例によるEUV光源装置1の要部を示す説明図である。本実施例では、第1照射点IP1の周囲に、複数の(4本の)CWレーザ光源120(1)〜120(4)を配置している。各CWレーザ光源120(1)〜120(4)は、例えば、周方向に90度ずつ離間して設けられている。また、対向するレーザ光線の同士討ちを避けるために、90度から数度ずらした位置に配置してもよい。つまり、例えば、0度、90度、180度、270度のように完全に90度ずつ離間させて配置してもよいし、レーザ光線の同士討ちを避けるべく、3度、93度、180度、270度のように数度ずらして配置してもよい。なお、数度の例として3度を挙げたが、一例に過ぎず、本発明は、その数値に限定されない。
FIG. 3 is an explanatory diagram showing a main part of the EUV
各CWレーザ光源120(1)〜120(4)は、第1照射点IP1に到達したターゲット200に、それぞれCWレーザ光121(1)〜121(4)を照射する。これにより、ターゲット200は加熱されて蒸発し、ガス状のターゲット210に変化する。
Each CW laser light source 120 (1) to 120 (4) irradiates the
このように構成される本実施例も第1実施例と同様の効果を奏する。さらに、本実施例では、複数のCWレーザ光121(1)〜121(4)によって、ターゲット200をそれぞれ異なる角度から加熱する。従って、本実施例では、より均一にターゲット200を加熱して、無駄なく蒸発させることができる。
Configuring this embodiment like this also achieves the same effects as the first embodiment. Further, in this embodiment, the
なお、各CWレーザ光121(1)〜121(4)のピーク出力は、それぞれ同一に設定することもできるし、それぞれ異ならせることもできる。ターゲット200を構成する原子の種類、ターゲット200の状態や形状に応じて、各CWレーザ光121(1)〜121(4)の出力を設定すればよい。
Note that the peak outputs of the CW laser beams 121 (1) to 121 (4) can be set to be the same or different from each other. What is necessary is just to set the output of each CW laser beam 121 (1) -121 (4) according to the kind of atom which comprises the
図4に基づいて第3実施例を説明する。本実施例では、CWレーザ光121をターゲット200の移動に追従させる。図4は、本実施例によるEUV光源装置1の要部を示す説明図である。
A third embodiment will be described with reference to FIG. In this embodiment, the
CWレーザ光源120とターゲット200との間に、掃引機構が設けられる。掃引機構は、例えば、反射ミラー301と回動ミラー302とを含んで構成される。CWレーザ光源120から出射されるCWレーザ光121は、反射ミラー301によって反射され、回動ミラー302に入射する。
A sweep mechanism is provided between the CW
回動ミラー302は、ターゲット200の移動に応じて予め設定される所定範囲内で、回動する。従って、回動ミラー302に入射したCWレーザ光121は、回動ミラー302の角度に応じて反射し、ターゲット200を照射する。ターゲット200が第1照射点の最初の位置IP1aに到達すると、CWレーザ光121が照射される。この場合のCWレーザ光に符号121(F)を与えて示している。そして、ターゲット200の移動(落下)に応じて回動ミラー302の角度が連続的に変化する。
The
ターゲット200が第1照射点の最後の位置IP1bに到達するまで、ターゲット200にはCWレーザ光121が連続して照射される。この最後の位置IP1bにおけるCWレーザ光に符号121(L)を与えて示している。第1照射点の最後の位置IP1bでは、ターゲット200の密度が低下して蒸発が始まっている。従って、図中では、ターゲットの符号を201に変えている。しかし、特に区別する必要がない場合、ターゲット200とターゲット201とを区別せずに使用する。
The
このように構成される本実施例も第1実施例と同様の効果を奏する。さらに、本実施例では、CWレーザ光121を、ターゲット200の移動に追従させて掃引させるため、第1実施例よりも長い照射時間を確保することができる。従って、ターゲット200の移動速度が速い場合でも、CWレーザ光121によってターゲット200をガス化させることができる。
Configuring this embodiment like this also achieves the same effects as the first embodiment. Furthermore, in this embodiment, the
図5,図6に基づいて第4実施例を説明する。本実施例では、CWレーザ光121を加熱用ミラー310に入射させて反射させることにより、ターゲット200にCWレーザ光121を集めて加熱する。本実施例では、変形例も説明する。
A fourth embodiment will be described with reference to FIGS. In the present embodiment, the
図5は、本実施例によるEUV光源装置1の要部を模式的に示す説明図である。図5(a)は、加熱用ミラー310とターゲット200及びCWレーザ光121の相互関係を示す説明図、図5(b)は図5(a)を上から見た平面図である。
FIG. 5 is an explanatory view schematically showing a main part of the EUV
加熱用ミラー310は、例えば、回転楕円体等の湾曲した鏡面を備えており、CWレーザ光121に対して比較的高い反射率を有する。加熱用ミラー310は、第1照射点IP1の周囲を取り囲むようにして、かつ、ターゲット200の移動を妨げないようにして、真空チャンバ100内に設けられている。
The
ターゲット200は、図5中の上側から加熱用ミラー310により形成される空間内に進入する。CWレーザ光121は、ターゲット200を直接照射するのではなく、加熱用ミラー310の鏡面に入射するように設定されている。CWレーザ光121は、上から下に向けて移動するターゲット200に対し、左右いずれかの方向から加熱用ミラー310の鏡面に入射する。そして、図5(b)に示すように、CWレーザ光121は、加熱用ミラー310の鏡面で反射し、ターゲット200を裏側から照射する。
The
加熱用ミラー310の鏡面により形成される焦点の位置と第1照射点IP1とをほぼ一致させることにより、加熱用ミラー310に入射するCWレーザ光121をターゲット200に向けて集めることができる。
By making the position of the focal point formed by the mirror surface of the
さらに、本実施例では、CWレーザ光121を図5中の上から下に向けて掃引し、ターゲット200の移動に追従させる。これにより、第3実施例で述べたように、照射時間を長くすることができる。
Furthermore, in this embodiment, the
図6は、別の例を示す説明図である。図5に示す例ではターゲット200の左右いずれかからCWレーザ光121を加熱用ミラー310に入射させた。これに対し、図6(a)に示す例では、ターゲット200の上下いずれから、CWレーザ光121を加熱用ミラー310に入射させる。図6では、CWレーザ光121を下側から入射させる場合を示している。図6(b)に示すように、CWレーザ光121は、加熱用ミラー310で反射し、焦点位置に沿って移動するターゲット200を照射する。図6に示す例においても、ターゲット200の移動に応じてCWレーザ光121を掃引させることができる。
FIG. 6 is an explanatory diagram showing another example. In the example shown in FIG. 5, the
このように構成される本実施例も第1実施例と同様の効果を奏する。さらに、本実施例では、CWレーザ光121でターゲット200を直接照射するのではなく、加熱用ミラー310で反射させてターゲット200を照射する。これにより、より均一に、ターゲット200を加熱することができる。
Configuring this embodiment like this also achieves the same effects as the first embodiment. Further, in this embodiment, the
図7に基づいて第5実施例を説明する。図7は、本実施例によるEUV光源装置1の腰部を模式的に示す説明図である。第4実施例では、ターゲット200の移動方向と平行に加熱用ミラー310を設ける場合を説明した。これに対し、本実施例では、ターゲット200の移動方向を横切るようにして、加熱用ミラー320を配置する。このため、加熱用ミラー320には、ターゲット200が通過するための穴321が設けられている。
A fifth embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 7 is an explanatory diagram schematically showing the waist of the EUV
CWレーザ光121は、ターゲット200を仰ぎ見るかのようにして、加熱用ミラー320の下側から加熱用ミラー320の鏡面に入射する。CWレーザ光121は、加熱用ミラー320により反射され、ターゲット200の背面側を照射する。このように構成される本実施例も第1実施例,第4実施例と同様の効果を奏する。
The
図8に基づいて第6実施例を説明する。本実施例では、複数のCWレーザ光121(R),121(F)と、加熱用ミラー310とを用い、ターゲット200の正面及び背面をそれぞれ照射して加熱する。
A sixth embodiment will be described with reference to FIG. In this embodiment, a plurality of CW laser beams 121 (R) and 121 (F) and a
図5で説明した構成に適用する場合を例に挙げて説明する。背面加熱用のCWレーザ光源120(R)は、加熱用ミラー310の鏡面を臨むようにして設けられる。背面加熱用のCWレーザ光源120(R)から出射されるCWレーザ光121(R)は、加熱用ミラー310の鏡面に入射して反射され、ターゲット200の背面側を照射する。
A case where the present invention is applied to the configuration described in FIG. 5 will be described as an example. The CW laser light source 120 (R) for backside heating is provided so as to face the mirror surface of the
正面加熱用のCWレーザ光源120(F)は、ターゲット200の正面を臨むようにして配置される。ここで、背面、正面とは相対的な位置関係を示し、CWレーザ光121(R)が照射する側を背面、CWレーザ光121(F)が照射する側を正面とする。正面加熱用のCWレーザ光源120(F)から出射されるCWレーザ光121(F)は、ターゲット200の正面を照射して加熱する。なお、各CWレーザ光121(R),121(F)を、ターゲット200の移動に応じてそれぞれ掃引させることができる。
The CW laser light source 120 (F) for front heating is disposed so as to face the front of the
このように構成される本実施例も第1実施例、第4実施例と同様の効果を奏する。さらに、本実施例では、複数のCWレーザ光121(R),121(F)を用いて、それぞれ異なる面からターゲット200を加熱するため、より一層均一にターゲット200を加熱して蒸発させることができる。
Configuring this embodiment like this also achieves the same effects as the first and fourth embodiments. Furthermore, in this embodiment, the
図9に基づいて第7実施例を説明する。本実施例では、複数の加熱用ミラー310(1),310(2)を用い、CWレーザ光121(1),121(2)をそれぞれ反射させて、ターゲット200に照射する。
A seventh embodiment will be described with reference to FIG. In this embodiment, a plurality of heating mirrors 310 (1) and 310 (2) are used to reflect the CW laser beams 121 (1) and 121 (2), respectively, and irradiate the
図9は、本実施例によるEUV光源装置1の要部を模式的に示す説明図である。図9(a),図9(b)に示すように、本実施例では、図5,図6で述べたような加熱用ミラー310(1),310(2)を2個向かい合わせにして使用する。各加熱用ミラー310(1),310(2)は、ターゲット200を外側から取り囲むようにして、ターゲット200の移動方向と平行になるように、それぞれ配置されている。
FIG. 9 is an explanatory view schematically showing a main part of the EUV
互いに対面する各加熱用ミラー310(1),310(2)の間には、2つの隙間が形成されている。これらの隙間を介して、CWレーザ光121(1),121(2)がそれぞれ入射し、加熱用ミラー310(1),310(2)で反射されて、ターゲット200を別々の方向から照射する。
Two gaps are formed between the heating mirrors 310 (1) and 310 (2) facing each other. CW laser beams 121 (1) and 121 (2) enter through these gaps, are reflected by the heating mirrors 310 (1) and 310 (2), and irradiate the
図9(b)に示すように、第1のCWレーザ光121(1)は、第1の加熱用ミラー310(1)の鏡面で反射されて、ターゲット200の一方の側を照射する。第2のCWレーザ光121(2)は、第2の加熱用ミラー310(2)の鏡面で反射されて、ターゲット200の他方の側を照射する。各CWレーザ光121(1),121(2)を、ターゲット200の移動に応じて掃引し、ターゲット200を追跡する構成にしてもよい。また、それぞれ異なるCWレーザ光源からCWレーザ光121(1),121(2)をそれぞれ出力させてもよいし、同一のCWレーザ光源から出力されるCWレーザ光を光学系によって分岐させ、CWレーザ光121(1),121(2)を得る構成でもよい。
As shown in FIG. 9B, the first CW laser beam 121 (1) is reflected by the mirror surface of the first heating mirror 310 (1) and irradiates one side of the
このように構成される本実施例も第1実施例、第4実施例と同様の効果を奏する。さらに、本実施例では、複数の加熱用ミラー310(1),310(2)及び複数のCWレーザ光121(1),121(2)を用いるため、より一層均一にターゲット200を加熱して蒸発させることができる。
Configuring this embodiment like this also achieves the same effects as the first and fourth embodiments. Further, in this embodiment, since the plurality of heating mirrors 310 (1) and 310 (2) and the plurality of CW laser beams 121 (1) and 121 (2) are used, the
図10,図11に基づいて第8実施例を説明する。本実施例では、ターゲット200の移動方向の前後いずれかから、ターゲット200にCWレーザ光121(1),121(2)を照射する。図10,図11は、本実施例によるEUV光源装置1の要部を模式的に示す説明図である。図10は、ターゲット200の移動方向の後側からターゲット200を照射する例を示す。図11は、ターゲット200の移動方向の前側からターゲット200を照射する例を示す。
The eighth embodiment will be described with reference to FIGS. In this embodiment, the
図10の構成例から先に説明する。第1照射点IP1の上側には、加熱用ミラー320が設けられている。つまり、ターゲット200の移動方向を基準として、その後側に加熱用ミラー320が配置される。加熱用ミラー320は、下向きに湾曲するようにして配置されており、その中央部には、ターゲット200が通過するための穴321が設けられている。
The configuration example of FIG. 10 will be described first. A
加熱用ミラー320に対面するようにして、加熱用ミラー320の左右両側に、回動ミラー330(1),330(2)がそれぞれ設けられている。各回動ミラー330(1),330(2)は、ターゲット200の移動に応じてそれぞれ回動する。
Rotating mirrors 330 (1) and 330 (2) are respectively provided on the left and right sides of the
第1のCWレーザ光源120(1)からのCWレーザ光121(1)は、回動ミラー330(1)により反射されて加熱用ミラー320に入射する。そして、CWレーザ光121(1)は、加熱用ミラー320で反射され、ターゲット200の背面からターゲット200を照射する。
The CW laser beam 121 (1) from the first CW laser light source 120 (1) is reflected by the rotating mirror 330 (1) and enters the
同様に、第2のCWレーザ光源120(2)から出射されるCWレーザ光121(2)は、回動ミラー330(2)及び加熱用ミラー320を介して、ターゲット200の背面を照射する。さらに、各CWレーザ光121(1),121(2)は、各回動ミラー330(1),330(2)の揺動により、ターゲット200を追跡して照射し続ける。
Similarly, the CW laser light 121 (2) emitted from the second CW laser light source 120 (2) irradiates the back surface of the
図11の構成例を説明する。図11では、ターゲット200の移動方向を基準として、その前側に加熱用ミラー320Aが配置される。即ち、加熱用ミラー320Aは、第1照射点IP1と第2照射点IP2との間に設けられる。加熱用ミラー320Aは、上向きに湾曲するようにして設けられている。
A configuration example of FIG. 11 will be described. In FIG. 11, the
加熱用ミラー320Aに対面するようにして、加熱用ミラー320Aの左右両側には、回動ミラー330A(1),330A(2)がそれぞれ設けられている。各回動ミラー330A(1),330A(2)は、ターゲット200の移動に応じて回動する。
Rotating
以下、図10で述べたと同様に、第1のCWレーザ光源120(1)から出射されるCWレーザ光121(1)は、回動ミラー330A(1)及び加熱用ミラー320を介して、ターゲット200の前面を照射する。第2のCWレーザ光源120(2)から出射されるCWレーザ光121(2)は、回動ミラー330A(2)及び加熱用ミラー320を介して、ターゲット200の前面を照射する。さらに、各CWレーザ光121(1),121(2)は、各回動ミラー330A(1),330A(2)の揺動により、ターゲット200を追跡して照射し続ける。
Hereinafter, as described in FIG. 10, the CW laser light 121 (1) emitted from the first CW laser light source 120 (1) passes through the
このように構成される本実施例も第1実施例、第4実施例と同様の効果を奏する。なお、加熱用ミラー320に入射させるCWレーザ光の数は2に限定されない。例えば、3本または4本、あるいは5本以上のCWレーザ光を加熱用ミラー320に入射させて、ターゲット200をより多くの方向から加熱する構成としてもよい。
Configuring this embodiment like this also achieves the same effects as the first and fourth embodiments. Note that the number of CW laser beams incident on the
図12〜図14に基づいて第9実施例を説明する。本実施例では、EUV集光ミラー160を加熱用ミラーの代わりに使用する。図12は、本実施例によるEUV光源装置1の全体構成を示す説明図である。
A ninth embodiment will be described with reference to FIGS. In this embodiment, the
CWレーザ光源120から出射されるCWレーザ光121は、EUV集光ミラー160の外側の鏡面に入射して反射され、ターゲット200を照射する。つまり、本実施例では、EUV集光ミラー160を、CWレーザ光121を反射させるための反射ミラーとして利用する。
The
EUV集光ミラー160は、上述の通り、モリブデンとシリコンとを交互に積層させた多層膜として形成される。このEUV集光ミラー160は、中心波長13.5nmのEUV光を、例えば70%程度の反射率で反射することができる。これに限らず、EUV集光ミラー160は、例えば、1.06μm程度の波長のCWレーザ光121も所定の反射率で反射する。そこで、本実施例では、EUV集光ミラー160を加熱用ミラーとしても利用する。
The
図13は、本実施例の一つの変形例を示す説明図である。図13に示す例では、第1のCWレーザ光121(1)を、上側(ターゲットの移動方向の後側)からEUV集光ミラー160に入射させる。これにより、第1のCWレーザ光121(1)は、EUV集光ミラー160で反射して、ターゲット200の一方の側を照射する。
FIG. 13 is an explanatory diagram showing a modification of the present embodiment. In the example illustrated in FIG. 13, the first CW laser beam 121 (1) is incident on the
また、第2のCWレーザ光121(2)は、やや下側(ターゲットの移動方向の前側)から、ターゲット200の他方の側を照射する。従って、ターゲット200の一方の側と他方の側とは、それぞれ異なるCWレーザ光により照射されて加熱される。さらに、本実施例では、各CWレーザ光121(1),121(2)を、ターゲット200の移動に応じて掃引し、ターゲット200を追跡しながら照射するようにしている。
Further, the second CW laser beam 121 (2) irradiates the other side of the
図14は、本実施例の別の一つの変形例を示す説明図である。図14に示す例では、図13に示す例と逆に、第1のCWレーザ光源120(1)がターゲット200の一方の側を直接照射し、第2のCWレーザ光源120(2)がEUV集光ミラー160を利用してターゲット200の他方の側を照射する。
FIG. 14 is an explanatory diagram showing another modification of the present embodiment. In the example shown in FIG. 14, the first CW laser light source 120 (1) directly irradiates one side of the
このように構成される本実施例も第1実施例、第4実施例と同様の効果を奏する。さらに、本実施例では、EUV集光ミラー160を加熱用ミラーとしても利用するため、部品点数を削減して製造コストを低減することができる。
Configuring this embodiment like this also achieves the same effects as the first and fourth embodiments. Furthermore, in this embodiment, since the
図15,図16に基づいて第10実施例を説明する。本実施例では、CWレーザ光121(LB)の形状を線状に形成し、ターゲット200の移動方向に沿って配置する。
A tenth embodiment will be described with reference to FIGS. In the present embodiment, the CW laser beam 121 (LB) is formed in a linear shape and arranged along the moving direction of the
CWレーザ光源120のレーザ出射側には、ラインビーム整形用の光学系340が設けられている。この光学系340は、例えば、シリンドリカルレンズやスリット等の部品から構成されており、線状のレーザ光(ラインビーム)を出力する。以下、線状のCWレーザ光121(LB)をラインビーム121(121LB)とも呼ぶ。
On the laser emission side of the CW
ラインビーム121(LB)は、ターゲット200の移動方向に沿うようにして配置されている。ターゲット200は、ラインビーム121(LB)の上端から下端に向けて移動する。ラインビーム121(LB)を上下に通過する間、ターゲット200は照射され続ける。
The line beam 121 (LB) is arranged along the moving direction of the
図16は、一つの変形例を示す説明図である。図16に示すように、ラインビーム121(LB)に加えて、加熱用ミラー310を用いる構成としてもよい。図16に示す例では、ターゲット200の移動方向の外周側に、ターゲット200を取り囲むようにして加熱用ミラー310を配置する。そして、ラインビーム121(LB)を加熱用ミラー310に入射して反射させ、ターゲット200の一方の側を照射する。
FIG. 16 is an explanatory diagram showing one modification. As shown in FIG. 16, a
このように構成される本実施例も第1実施例と同様の効果を奏する。さらに、本実施例では、CWレーザ光121(LB)を線状に形成し、ターゲット200の移動方向に合わせて配置する。従って、本実施例では、CWレーザ光121(LB)をターゲット200に照射する時間を長くすることができる。これにより、本実施例では、比較的小さなピーク出力のCWレーザ光121(LB)を用いて、ターゲット200を比較的長時間照射することができる。この結果、ターゲット200の内部まで加熱して蒸発させることができ、適切な密度を有するガス状ターゲット210を得ることができる。
Configuring this embodiment like this also achieves the same effects as the first embodiment. Further, in this embodiment, the CW laser beam 121 (LB) is formed in a linear shape and arranged in accordance with the moving direction of the
さらに、本実施例では、CWレーザ光をターゲット200の移動に応じて掃引させるための機構部を必要としないため、可動部分を少なくすることができる。従って、本実施例では、EUV光源装置1の寿命を長くすることができる。
Furthermore, in this embodiment, since no mechanism part for sweeping the CW laser light in accordance with the movement of the
なお、図9に示す構成と図15に示す構成とを結合させることもできる。即ち、図9において、各CWレーザ光121(1),121(2)をそれぞれラインビームとして構成し、加熱用ミラー320(1),320(2)で反射させ、ターゲット200を照射するようにしてもよい。
Note that the configuration shown in FIG. 9 and the configuration shown in FIG. 15 can be combined. That is, in FIG. 9, the CW laser beams 121 (1) and 121 (2) are configured as line beams, reflected by the heating mirrors 320 (1) and 320 (2), and irradiated on the
図17に基づいて第11実施例を説明する。本実施例では、円筒状の加熱用ミラー350とラインビーム121(LB)とを用いる。
An eleventh embodiment will be described with reference to FIG. In this embodiment, a
図17は、本実施例によるEUV光源装置1の要部を模式的に示す説明図である。図17(a)は斜視図であり、図17(b)は断面図である。加熱用ミラー350は、円筒状に生成されており、その内周面が鏡面となっている。加熱用ミラー350には、軸方向に延びるスリット351が設けられている。加熱用ミラー350は、ターゲット200の移動方向を取り囲むようにして配置される。
FIG. 17 is an explanatory diagram schematically showing a main part of the EUV
ラインビーム121(LB)は、スリット351を介して、加熱用ミラー350の内部に進入し、鏡面で反射を繰り返しつつターゲット200を照射する。このように構成される本実施例も第10実施例と同様の効果を奏する。さらに、本実施例では、円筒状の加熱用ミラー350とラインビーム121(LB)とを用いるため、加熱用ミラー350の内部において、ターゲット200を全周から加熱することができる。これにより、より適切な密度及び形状のガス状ターゲットを得ることができる。
The line beam 121 (LB) enters the inside of the
図18に基づいて第12実施例を説明する。本実施例では、複数のCWレーザ光121(LB),121(2)を用い、それぞれ異なるタイミングでターゲット200を照射させる。
A twelfth embodiment will be described with reference to FIG. In this embodiment, a plurality of CW laser beams 121 (LB) and 121 (2) are used, and the
図18は、本実施例によるEUV光源装置1の要部を模式的に示す説明図である。本実施例では、複数のCWレーザ光源120(1),120(2)を用いる。第1のCWレーザ光源120(1)からのCWレーザ光は、ラインビーム整形用の光学系340によってラインビーム121(LB)に整形される。ラインビーム121(LB)は、ターゲット200の移動方向に沿って配置される。
FIG. 18 is an explanatory view schematically showing a main part of the EUV
第2のCWレーザ光源120(2)からのCWレーザ光121(2)は、ラインビーム121(LB)の照射された後のターゲット200を、照射する。つまり、本実施例では、上側でラインビーム121(LB)をターゲット200に照射する。続いて、本実施例では、下側で、断面円状のCWレーザ光121(2)をターゲット200に照射する。
The CW laser beam 121 (2) from the second CW laser light source 120 (2) irradiates the
本実施例では、ラインビーム121(LB)をターゲット200に照射することにより、ターゲット200の温度を蒸発温度に近い温度まで高めておく。この加熱されたターゲットに符号201を与える。そして、ターゲット201が第1照射点LP1に到達したときに、第2のCWレーザ光121(2)をターゲット201に照射して、ガス状ターゲット210を生成する。
In this embodiment, the
このように構成される本実施例も第1実施例、第10実施例と同様の効果を奏する。さらに、本実施例では、複数段階にわけてCWレーザ光121(LB),121(2)をターゲット200にそれぞれ入射させるため、ガス状ターゲット210を得るまでの時間を制御することができる。これにより、蒸発ガスが周囲に拡散する前に、メインパルスレーザ111を照射してプラズマ化し、EUV光を放射させることができる。
Configuring this embodiment like this also achieves the same effects as the first and tenth embodiments. Furthermore, in this embodiment, since the CW laser beams 121 (LB) and 121 (2) are respectively incident on the
なお、本実施例では、2段階でターゲット200を加熱する場合を例示したが、これに限らず、3段階以上で加熱する構成としてもよい。また、各段階のCWレーザ光を互いにオーバーラップさせて、ターゲット200を照射する構成としてもよい。また、各段階のCWレーザ光のピーク出力は同一に設定される必要はなく、それぞれ異なるピーク出力に設定することができる。
In the present embodiment, the case where the
図19に基づいて第13実施例を説明する。本実施例は、図15等に示すラインビーム121(LB)の出力に、空間的な強度変調を与える。図19は、ラインビーム121(LB)の長さ位置に応じて出力が変化する様子を示す。ターゲット200が進入する上側(入口側)では、ラインビーム121(LB)の出力は比較的小さく設定される。ターゲット200がラインビーム121(LB)の範囲から外に出る下側(出口側)では、ラインビーム121(LB)の出力は比較的高く設定される。
A thirteenth embodiment will be described with reference to FIG. In this embodiment, spatial intensity modulation is applied to the output of the line beam 121 (LB) shown in FIG. FIG. 19 shows how the output changes according to the length position of the line beam 121 (LB). On the upper side (entrance side) where the
このように構成される本実施例も第10実施例と同様の効果を奏する。さらに、本実施例では、ラインビーム121(LB)の出力を、ターゲット200の入口側から出口側に向けて次第に増加するように設定する。これにより、ターゲット200を徐々に加熱して、ラインビーム121(LB)の出口側では、最終的にターゲット200を短時間で蒸発させることができる。
Configuring this embodiment like this also achieves the same effects as the tenth embodiment. Further, in this embodiment, the output of the line beam 121 (LB) is set so as to gradually increase from the entrance side to the exit side of the
図20に基づいて第14実施例を説明する。本実施例は、図4に示す第3実施例において、CWレーザ光121の出力を時間的に変化させる。CWレーザ光121(F)がターゲット200に最初に照射される時刻t0では、CWレーザ光121(F)のピーク出力はP2に設定されている。
A fourteenth embodiment will be described with reference to FIG. In the present embodiment, the output of the
そして、CWレーザ光121(L)がターゲット200(201)に最後に照射される時刻t1では、CWレーザ光121(L)のピーク出力は、P2からP1に増加する(P1>P2)。 Then, at time t1 when the target 200 (201) is finally irradiated with the CW laser beam 121 (L), the peak output of the CW laser beam 121 (L) increases from P2 to P1 (P1> P2).
このように構成される本実施例も第3実施例と同様の効果を奏する。さらに、本実施例では、ターゲット200にメインパルスレーザ光111を照射させる直前に、ターゲット200を蒸発させて、ガス状ターゲット210に変化させることができる。
Configuring this embodiment like this also achieves the same effects as the third embodiment. Further, in this embodiment, the
図21に基づいて第15実施例を説明する。本実施例では、ドロップレット供給部130に、添加剤を供給する。これにより、ドロップレット供給部130は、添加剤の混ざったターゲット200を真空チャンバ100内に供給する。添加剤としては、例えば、カーボン等の、レーザ光の吸収を助長するような物質が選択される。
A fifteenth embodiment will be described with reference to FIG. In this embodiment, an additive is supplied to the
1:EUV光源装置、100:真空チャンバ、101,102:入射窓、103:ゲートバルブ、110 メインパルスレーザ光源、111:メインパルスレーザ光、112:集光レンズ、120:CW(QCW)レーザ光源(加熱蒸発用レーザ光源)、121:CWレーザ光、121(LB):ラインビームに整形されたCWレーザ光、130:ドロップレット供給部、140:排気ポンプ、150:制御部、160EUV集光ミラー、161:穴部、200,201:ターゲット、210:ガス状ターゲット、301:反射ミラー、302:回動ミラー、310,320,320A,350:加熱用ミラー、330,330A:回動ミラー、340:ラインビーム整形用光学系、351:スリット 1: EUV light source device, 100: vacuum chamber, 101, 102: entrance window, 103: gate valve, 110 main pulse laser light source, 111: main pulse laser light, 112: condenser lens, 120: CW (QCW) laser light source (Laser light source for heating evaporation), 121: CW laser light, 121 (LB): CW laser light shaped into a line beam, 130: droplet supply unit, 140: exhaust pump, 150: control unit, 160 EUV collector mirror , 161: hole, 200, 201: target, 210: gaseous target, 301: reflection mirror, 302: rotating mirror, 310, 320, 320A, 350: heating mirror, 330, 330A: rotating mirror, 340 : Optical system for line beam shaping, 351: Slit
Claims (12)
チャンバと、
前記チャンバ内に前記ターゲット物質を供給するターゲット物質供給手段と、
前記チャンバ内に供給される前記ターゲット物質に第1レーザ光を照射して蒸発させるための第1レーザ光源と、
前記第1レーザ光により加熱された前記ターゲット物質に第2レーザ光を照射して前記ターゲット物質をプラズマ化させることにより極端紫外光を放射させるための第2レーザ光源と、
前記プラズマ化した前記ターゲット物質から放射される極端紫外光を集光するための集光ミラーと、
を備え、
前記集光ミラーは、前記第1レーザ光を反射させて前記ターゲット物質に照射させるための反射ミラーとしても使用される、極端紫外光源装置。 An extreme ultraviolet light source device that generates extreme ultraviolet light by irradiating a target material with laser light to generate plasma,
A chamber;
Target material supply means for supplying the target material into the chamber;
A first laser source for evaporating by irradiating a first laser beam to the target material supplied into the chamber,
A second laser light source for emitting extreme ultraviolet light by irradiating the target material heated by the first laser light with a second laser light to turn the target material into plasma;
A condensing mirror for condensing extreme ultraviolet light radiated from the plasma target material;
With
The condensing mirror is an extreme ultraviolet light source device that is also used as a reflection mirror for reflecting the first laser light to irradiate the target material .
チャンバ内に前記ターゲット物質を供給し、
前記チャンバ内に供給される前記ターゲット物質に第1レーザ光を照射して蒸発させ、
前記第1レーザ光により加熱された前記ターゲット物質に第2レーザ光を照射して前記ターゲット物質をプラズマ化し、
前記プラズマ化した前記ターゲット物質から放射される極端紫外光を集光ミラーを用いて集光する
ことを含み、
前記集光ミラーは、前記第1レーザ光を反射させて前記ターゲット物質に照射させるための反射ミラーとしても使用される、極端紫外光の生成方法。 A method of generating extreme ultraviolet light by irradiating a target material with a laser beam to generate plasma,
Supplying the target material into the chamber;
The first laser beam evaporated by irradiating the target material to be supplied into the chamber,
Irradiating the target material heated by the first laser light with a second laser light to turn the target material into plasma ,
The extreme ultraviolet light radiated from the plasma target material is condensed using a condenser mirror.
Including
The method for generating extreme ultraviolet light , wherein the condensing mirror is also used as a reflection mirror for reflecting the first laser light to irradiate the target material .
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