JP5339742B2 - 極端紫外光が出射する装置と極端紫外光が導入される装置との接続装置 - Google Patents

極端紫外光が出射する装置と極端紫外光が導入される装置との接続装置 Download PDF

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Description

本発明は、極端紫外光源装置等の極端紫外光を出射する装置と、露光機等の極端紫外光が導入される装置との間に設置される接続装置に関する。
図7に、従来の極端紫外光源装置(以下EUV光源装置)と露光機を収納したチャンバとの接続装置の構成例を示す。同図は光軸に沿った方向の断面図である。
EUV光源装置は、放電容器であるチャンバ10を有する。EUV光源装置のチャンバ10は、第1、第2チャンバ10a,10bから構成され、第1のチャンバ10a内には、EUV放射種を加熱して励起する加熱励起手段である放電部1が設けられ、第2のチャンバ10b内には、放電部1によりEUV放射種が加熱励起されて生成した高温プラズマから放出されるEUV光を集光するEUV集光鏡2が設けられる。
EUV集光鏡2は、EUV光を集光し、第2のチャンバ10bに設けられたEUV光取出部4より図示を省略した露光機の照射光学系へ導く。
第1のチャンバ10aは光源部ガス排気ユニット9cに接続され、第2のチャンバ10bにはクリーニングガスなどを供給する第1、第2のガス供給ユニット16a,16bと、第1、第2の排気ユニット9a,9bに接続されていて、チャンバ10a,10b内部はこの排気ユニット9a,9b,9cにより減圧雰囲気とされる。
放電部1は、金属製の円盤状部材である第1の放電電極11と、同じく金属製の円盤状部材である第2の放電電極12とが絶縁材13を挟むように配置された構造である。
第1の放電電極11の中心と第2の放電電極12の中心とは略同軸上に配置され、第1の放電電極11と第2の放電電極12は、絶縁材13の厚みの分だけ離間した位置に固定される。ここで、第2の放電電極12の直径は、第1の放電電極11の直径よりも大きい。また、絶縁材13の厚み、すなわち、第1の放電電極11と第2の放電電極12の離間距離は1mm〜10mm程度である。
第2の放電電極12には、モータ6の回転シャフト6aが取り付けられている。回転シャフト6aは、第1の放電電極11の中心と第2の放電電極12の中心が回転軸の略同軸上に位置するように取り付けられる。回転シャフト6aは、例えば、メカニカルシールを介してチャンバ10内に導入される。メカニカルシールは、チャンバ10内の減圧雰囲気を維持しつつ、回転シャフト6aの回転を許容する。
第2の放電電極12の下側には、例えばカーボンブラシ等で構成される第1の摺動子12aおよび第2の摺動子12bが設けられている。
第2の摺動子12bは第2の放電電極12と電気的に接続される。一方、第1の摺動子12aは第2の放電電極12を貫通する貫通孔12cを介して第1の放電電極11と電気的に接続される。
なお、第1の摺動子12aと第2の放電電極12との間では絶縁破壊が発生しないように構成されている。第1の摺動子12aと第2の摺動子12bは摺動しながらも電気的接続を維持する電気接点であり、パルスパワー電源15と接続される。
パルスパワー電源15は、第1の摺動子12a、第2の摺動子12bを介して、回転する第1の放電電極11と第2の放電電極12との間にパルス電力を供給する。
金属製の円盤状部材である第1の放電電極11、第2の放電電極12の周辺部は、エッジ形状に構成される。後で示すようにパルスパワー電源15より第1の放電電極11、第2の放電電極12に電力が印加されると、両電極のエッジ形状部分間で放電が発生する。 放電が生じると、電極付近は高温となるので、第1の主放電電極11、第2の主放電電極12は、例えばタングステン、モリブデン、タンタル等の高融点金属からなる。また、絶縁材は、例えば、窒化ケイ素、窒化アルミニウム、ダイヤモンド等からなる。
放電部1には、高温プラズマ用原料である固体スズ(Sn)や固体リチウム(Li)が供給される。原料供給は、第2の放電電極12の周辺部に形成された溝部12dに原料供給ユニット14より供給する。モータ6は一方向にのみ回転し、モータ6が動作する事により回転シャフト6aが回転し、回転シャフト6aに取り付けられた第2の放電電極12及び第1の放電電極11が一方向に回転する。第2の放電電極12の溝部12dに供給されたSnまたはLiは、第2の放電電極12の回転により放電部1におけるEUV光出射側に移動する。
一方、チャンバ10には、上記EUV光出射側に移動したSnまたはLiに対してレーザ光を照射するレーザ照射機5が設けられる。レーザ照射機5はYAGレーザ、あるいは、炭酸ガスレーザなどから構成される。
レーザ照射機5からのレーザ光は、チャンバ10に設けられた不図示のレーザ光透過窓部、レーザ光集光手段を介して、上記EUV出射側に移動した第2の放電電極12の溝部のSnまたはLi上に照射される。上記したように、第2の放電電極12の直径は、第1の放電電極11の直径よりも大きい。よって、レーザ光は、第1の放電電極11の側面を通過して第2の放電電極12の溝部12dに照射される。
放電部1からのEUV光の放射は以下のようにして行われる。
レーザ照射機5より、レーザ光が溝部12dのSnまたはLiに照射される。レーザ光が照射されたSnまたはLiは、第1の放電電極11、第2の放電電極12間で気化し、一部は電離する。このような状態下で、第1、第2の放電電極11,12間にパルスパワー電源15より電圧が約+20kV〜−20kVであるようなパルス電力を印加すると、第1の放電電極11、第2の放電電極12の周辺部に設けられたエッジ形状部分間で放電が発生する。
このとき第1の放電電極11、第2の放電電極12間で気化したSnまたはLiの一部電離した部分にパルス状の大電流が流れる。その後、ピンチ効果によるジュール加熱によって、両電極間の周辺部には、気化したSnまたはLiによる高温プラズマPが形成され、この高温プラズマPから波長13.5nmのEUV光が放射される。上記したように第1、第2の放電電極11,12間にはパルス電力が印加されるので放電はパルス放電となり、放射されるEUV光はパルス状に放射されるパルス光となる。
放電部1により放出されるEUV光は、斜入射型EUV集光鏡2により集光され、第2のチャンバ10bに設けられたEUV光取出部4より、第3チャンバ10c内に設けられた図示を省略した露光機の照射光学系へ導かれる。
EUV集光鏡2は、例えば、径の異なる回転楕円体、または、回転放物体形状のミラーを複数枚具える。これらのミラーは、同一軸上に、焦点位置が略一致するように回転中心軸を重ねて配置され、例えば、ニッケル(Ni)等からなる平滑面を有する基体材料の反射面側に、ルテニウム(Ru)、モリブデン(Mo)、およびロジウム(Rh)などの金属膜を緻密にコーティングすることで、0°〜25°の斜入射角度のEUV光を良好に反射できるように構成されている。
上記した放電部1とEUV光集光鏡2との間には、EUV集光鏡2のダメージを防ぐために、ホイルトラップ3が設置される。ホイルトラップ3は、高温プラズマと接する第1、第2の放電電極11,12がスパッタされて生成する金属粉等のデブリや、放射種であるSnまたはLiに起因するデブリ等を捕捉してEUV光のみを通過させる。ホイルトラップ3は、高温プラズマから放射されるEUV光を遮らないように、高温プラズマ発生領域の径方向に設置される複数のプレート(ホイル)と、そのプレートを支持するリング状の支持体とから構成されている。
このようなホイルトラップ3を、放電部1とEUV集光鏡2の間に設けると、高温プラズマPとホイルトラップ3の間の圧力が増加し、デブリの衝突が増加する。デブリは衝突を繰り返すことにより、運動エネルギーを減少する。よって、EUV集光鏡2にデブリが衝突する際のエネルギーが減少して、EUV集光鏡2のダメージを減少させることが可能となる。
上記のように、EUV光源装置において生成した高温プラズマPから放射されたEUV光は、EUV集光鏡2により集光され、第2のチャンバ10bのEUV光取出部4より外部に取り出される。
このEUV光取出部4は、露光機の露光機筐体に設けられたEUV光入射部7と連結される。すなわち、EUV集光鏡2より集光されるEUV光は、EUV光取出部4、EUV入射部7を介して露光機へ入射する。
露光機は、入射したEUV光を利用するための照明光学系を備える。照明光学系は、EUV光入射部から入射したEUV光を整形して、回路パターンが形成されたマスクを照明する。
露光機内の光学系は、EUV光を透過する硝材がないため、マスクを含め反射光学系が採用されており、照明光学系も1枚以上の反射ミラー等の反射型光学素子から構成される。反射型マスクで反射された光は、投影光学系によりワーク、例えばレジストが塗布されたウエハ上に縮小投影され、ワークには縮小投影されたマスクの回路パターンが形成される。上記投影光学系も照明光学系同様、反射光学系が採用されており、1枚以上の反射ミラー等の反射型光学素子から構成される。
また、EUV光は空気により吸収されるので、露光機の照明光学系、マスク、投影光学系、ワーク、ワークステージ等のコンポーネントは、全て真空中に設置される。これらのコンポーネントは、露光機筐体内に設置され、筐体内部はガス排気ユニットにより排気され、低い圧力に維持される。 .
露光機筐体に設けられたEUV光入射部7とEUV光源装置に設けられたEUV光取出部4とは、接続装置20を介して連結されている。EUV光源装置のチャンバ(第2のチャンバ10b)内部と露光機筐体(第3のチャンバ10c)内部は、それぞれに設けられたガス排気ユニットによって、差動排気が可能な構造となっている。
ところで、EUV光源装置においては、EUV光を放射する高温プラズマを生成するためのガス、電極材料や高温プラズマに起因するデブリを低減させるためのガス、集光鏡やチャンバの内壁をクリーニングするガスなど、種々のガスを使用する。例えば特許文献1には、ハロゲンガスでデブリのクリーニングを行うことが記載されている。
一方、EUV光源装置に接続される露光機の装置内は、EUV光の減衰を防ぐために高真空度に保たねばならない。このため、EUV光源装置から露光機へのガスの移動を防止する対策をたてる必要があり、例えば特許文献2には、EUV光源装置と露光機とを結合するリソグラフィー装置において、ガスロックを用いてバリアを形成する技術が記載されている。
特表2006−529057号公報 特開2004−172626号公報
前述したように、極端紫外光が出射する装置であるEUV光源装置においては、EUV光を放射する高温プラズマを生成するためのガス、電極材料や高温プラズマに起因するデブリを低減させるためのガス、集光鏡やチャンバの内壁をクリーニングするガスなど、種々のガスを使用する。そのため、EUV光源装置の圧力は1Pa程度である。
一方、EUV光源装置に接続される、極端紫外光が導入される装置である露光機の装置内は、EUV光の減衰を防ぐために高真空度、例えば10-5Pa程度の圧力を保たねばならない。そのため露光機内は脱ガス処理を行い、不必要なガスを排除する必要がある。
このようにEUV光源装置と露光機では内部の環境が異なるため、両者の境界面では、EUV光源装置から露光機へのガスの移動を防止する対策をたてる必要があり、特にクリーニングに使用されるハロゲンガスは、光学部品の特性の低下や光学部品の移動機構に影響を及ぼす可能性があり、露光機側に流れ込むことを極力防ぎたい。
ガスの移動を防ぐ一般的な遮蔽方法として、物理的な遮蔽(例えばゲートバルブ、薄膜フィルタ)が考えられる。しかし、ゲートバルブは、接続部に蓋をするイメージであり、露光動作中(EUV光発生中)に使用することはできない。
薄膜フィルタは、EUV光を透過する材料を選択することで、露光動作中にも使用できる。しかし、EUV光源装置と露光機の装置間の圧力差は、105 Pa程度(上記のように露光機:10-5Pa、光源装置:1Paであるため)生じる場合もある。薄膜フィルタをこの差圧に耐える膜厚にすると、EUV光の透過率が低下する。
そこで従来は、例えば図7に示すように、EUV光源装置と露光機の境界面であるEUV光取出部4と露光機のEUV光入射部7の間の差動排気部に接続装置20を設け、該接続装置20に第3のガス供給ユニット20aからガスを供給し、EUV光源装置と露光機の境界面のガスの移動を緩やかにしていた。
すなわち、図8に示すように、ガス供給ユニット20aから接続装置20にストップガス(以下、EUV光源装置と露光機の間のガスの移動を阻止するガスをストップガスという)を供給し、このストップガスがEUV光源装置側と露光機側の両方に流れるようにし、EUV光源装置から露光機へのクリーニングガスなどのガスの流入を防いでいた。
前述した特許文献2には、ガスロック(206)を用いて第1室(202 EUV光源装置)と第2室(204 露光機)とを結合するリソグラフィー装置が記載されている。この場合、ガスロックのガスが第1室(202)と第2室(204)とを隔てるバリアを形成する。
図9に、差動排気とストップガスを使った場合の接続装置20のガス圧力を示す。なお、図9は横軸は、ストップガス導入口22から中心軸方向(図8のX軸方向)の距離であり、同図の右側はEUV光源装置側である。また、横軸の0の位置は、ストップガス導入口の中心の位置である(図9に横軸の目盛りで0の位置示している)。縦軸は圧力(Pa)である。
なお、グラフAは、差動排気部に供給したストップガスの圧力分布であり、グラフBは、EUV光源装置に供給されているガス(例えばクリーニングガス)の圧力分布を示している。なお、実験条件は後述する図4〜図6と同じでる。
同図から明らかなように、EUV光源装置側のガスは、差動排気とストップガスの働きにより、露光機側へ流入しないことがわかる。
ところが、このように差動排気部にストップガスを供給すると、この部分においてEUV光の通過する方向に対してストップガスによる圧力の高い層が形成され、EUV光が透過しにくくなる(透過率が低下する)という問題が生じた。例えば、図9に示すように、ストップガスの圧力が100Paである部分のEUV光の通過する方向に対する厚さは約9mmである。この層を薄くするためには、ストップガスの供給量を少なくすることが考えられるが、そうすると、露光機側にEUV光源装置からのガスが流入しやすくなる。
以上のように、ガスの移動を防ぐためにゲートバルブや薄膜フィルタを用いることが考えられるが、ゲートバルブはEUV光発生中に使用することはできず、また、薄膜フィルタを用いるとEUV光の透過率が低下するという問題があった。
また、差動排気部にストップガスを供給すると、ストップガスによりEUV光の透過率が低下するといった問題が生じていた。
本発明は、上記事情に鑑みなされたものであって、ゲートバルブや薄膜フィルタを使うことなく、極端紫外光が出射する装置内部のガスが、極端紫外光が導入される装置に流れ込まないようにすることができ、また、ストップガスにより形成される、差動排気部における圧力の高い部分のEUV光の通過方向に対する厚さをできるだけ薄くし、ストップガスによるEUV光の透過率の低下を防ぐことができる極端紫外光が出射する装置と極端紫外光が導入される装置との接続装置を提供することを課題とする。
本発明においては、上記課題を次のように解決する。
極端紫外光が出射する開口部を備えた第1の減圧容器と、該第1の減圧容器から出射する極端紫外光が導入される開口部を有する第2の減圧容器の開口部を対向させ、連通孔を有する接続装置の連通孔の両側の開口端に接続し、上記第1の減圧容器と第2の減圧容器の間に差動排気部を形成する。
上記連通孔に、極端紫外光を吸収しないストップガスを、極端紫外光の通過方向に対して交差するように流す。すなわち、連通孔にストップガスの導入口と排気口とを、両者が対向するように設け、導入口から排気口に向かう流れ、即ちガスカーテンを形成する。
このストップガスによるガスカーテンは、第1の減圧容器と第2の減圧容器とを隔てるバリアとして働き、第1の減圧容器のガスが、第2の減圧容器に浸入することがない。
また、連通孔の、ガスの導入口と排気口に対して第2の減圧容器側に、第2の排気ユニットが接続されたガスを排気するための第2の排気口を設ける。すなわち、第2の減圧容器側(圧力を低く設定する容器側、たとえば露光機側)側に、さらに第2の排気ユニットが接続された第2の排気口を設け、上記排気口に入らずに第2の減圧容器に向かうガスをこの第2の排気口から排気する。
さらに、上記連通孔の、ガスの導入口と排気口に対して第1の減圧容器側に、第3の排気ユニットが接続されたガスを排気するための第3の排気口を設ける。すなわち、ガスの導入口と排気口に対して第1の減圧容器側に第3の排気ユニットが接続された第3の排気口を設け、上記排気口に入らずに第1の減圧容器に向かうガスをこの第3の排気口から排気する。
本発明においては、以下の効果を得ることができる。
(1)極端紫外光が出射する第1の減圧容器と、該極端紫外光が導入される第2の減圧容器とを接続する連通孔に、ストップガスの導入口と排気口とを両者が対向するように設け、極端紫外光を吸収しないストップガスを、極端紫外光の通過方向に対して交差するように流し、ガスカーテンを形成するようにしたので、第1の減圧容器のガスが、第2の減圧容器に浸入することを防ぐことができる。
また、ストップガスは対向する排気口から排気されるので、ストップガスにより形成される圧力の高い層の厚さが薄くなる。また、ストップガスが、第1の減圧容器や第2の減圧容器に浸入することがなく、両容器の圧力に与える影響を少なくすることができる。さらに、ストップガスは、濃度分布が均一になり、EUV光の透過率分布も均一になる。
(2)ガスの導入口と排気口に対して第2の減圧容器側に、ガスを排気するための第2の排気口を設けることにより 上記排気口に入らずに第2の減圧容器に向かうガスを排気することができ、また、さらにガスの導入口と排気口に対して第1の減圧容器側に、ガスを排気するための第3の排気口を設けることにより、上記排気口に入らずに第1の減圧容器に向かうガスを排気することができる。
(3)これらのことにより、ストップガスにより上記連通孔部分に形成される圧力の高い層の、EUV通過方向に対する厚さが薄くなり、ストップガスによるEUVの透過率の低下を防ぐことができる。また、ストップガスの、第1の減圧容器および第2の減圧容器の圧力への影響を、極力小さくすることができる。
図1は本発明の実施例の、極端紫外光が出射する装置であるEUV光源装置と、接続装置を介して連結された、極端紫外光が導入される装置である露光機(露光機を収納したチャンバのみ示されている)の構成を示す図であり、EUV光源装置を構成する第1、第2のチャンバ10a,10bが前記第1の減圧容器に相当し、露光機が収納された第3のチャンバ10cが第2の減圧容器に相当する。なお、同図はEUV光の光軸を通る平面で切った断面図を示す。
EUV光源装置の構成は前記図7に示したものと同じであり、以下簡単に説明する。
前述したように、EUV光源装置のチャンバ10は、第1、第2チャンバ10a,10bから構成され、第1のチャンバ10a内には、EUV放射種を加熱して励起する加熱励起手段である放電部1が設けられ、第2のチャンバ10b内には、放電部1によりEUV放射種が加熱励起されて生成した高温プラズマから放出されるEUV光を集光するEUV集光鏡2が設けられる。
第1のチャンバ10aは光源部ガス排気ユニット9cに接続され、第2のチャンバ10bにはクリーニングガスなどを供給する第1、第2のガス供給ユニット16a,16bと、第1、第2の排気ユニット9a,9bに接続されていて、チャンバ10a,10b内部はこの排気ユニット9a,9b,9cにより減圧雰囲気とされる。
放電部1は、前記したように金属製の円盤状部材である第1の放電電極11と、同じく金属製の円盤状部材である第2の放電電極12とが絶縁材13を挟むように配置され、第2の放電電極12には、モータ6の回転シャフト6aが取り付けられている。
第2の放電電極12の下側には、例えばカーボンブラシ等で構成される第1の摺動子12aおよび第2の摺動子12bが設けられ、第2の摺動子12bは第2の放電電極12と電気的に接続され、第1の摺動子12aは第2の放電電極12を貫通する貫通孔12cを介して第1の放電電極11と電気的に接続される。
第1の摺動子12aと第2の摺動子12bはパルスパワー電源15と接続され、パルスパワー電源15より第1の放電電極11、第2の放電電極12に電力が印加されると、両電極のエッジ形状部分間で放電が発生する。
放電部1には、高温プラズマ用原料である固体スズ(Sn)や固体リチウム(Li)が供給され、SnまたはLiに対してレーザ照射機5からレーザ光が照射される。
レーザ光が照射されたSnまたはLiは、第1の放電電極11、第2の放電電極12間で気化し、一部は電離する。このような状態下で、第1、第2の放電電極11,12間にパルスパワー電源15よりパルス電力を印加すると、第1の放電電極11、第2の放電電極12の周辺部に設けられたエッジ形状部分間で放電が発生する。
このとき第1の放電電極11、第2の放電電極12間で気化したSnまたはLiの一部電離した部分にパルス状の大電流が流れる。その後、ピンチ効果によるジュール加熱によって、両電極間の周辺部には、気化したSnまたはLiによる高温プラズマPが形成され、この高温プラズマから波長13.5nmのEUV光が放射される。
放電部1により放出されるEUV光は、ホイルトラップ3を通って斜入射型EUV集光鏡2に入射して集光され、第2のチャンバ10bに設けられたEUV光取出部4より、接続装置20を経由して第3チャンバ10c内へ導かれる。
露光機筐体(チャンバ10c)に設けられたEUV光入射部7と、EUV光源装置に設けられたEUV光取出部4とは、接続装置20を介して連結されている。EUV光源装置の第2のチャンバ10b内部と露光機筐体(第3のチャンバ10c)内部は、それぞれに設けられたガス排気ユニットによって、差動排気が可能な構造となっている。
EUV光取出部4とEUV光入射部7の間の差動排気部に設けられた接続装置20は連通孔21を有し、上記EUV光取出部4とEUV光入射部7は対向して、上記接続装置20の連通孔21の両側の開口端に連結されている。
上記連通孔21には、ガス導入口22と、このガスを排気する排気口23が対向して設けられ、ガス導入口22には第3のガス供給ユニット20aから極端紫外光を吸収しないストップガスが供給され、このストップガスは、EUV光の通過方向に対して交差するように流れ、ガス排気口23から排気ユニット20bにより強制的に排気される。
すなわち、ガス導入口22と排気口23によりガスカーテンを形成し、EUV光源装置から露光機へのクリーニングガスなどのガスの流入を防ぐ。
図2は、接続装置20に設けられる上記ガス供給ユニット20aと排気ユニット20bの構成例である。
ガス導入口22にはノズル22aが設けられ、ノズル22aからストップガスを吹き出す。ストップガスとしては、EUV光の吸収が少ない水素または、反応性のない希ガス(He,Ne,Ar,Krなど)を使用する。
ガス排気口23にはディフューザ23aが設けられ、ディフューザ23aは、ガス供給ユニット20a側のノズル22aに対向して設けられる。ノズル22aから吹き出されたストップガスは、ガス排気ユニット20bのディフューザ23aに吸い込まれて排気される。
以上の説明では、接続装置20に第3のガス供給ユニット20aと第3の排気ユニット20bガスを設ける場合について説明したが、本発明では、図1の点線に示すように、露光機側に第4のガス排気ユニット20cを設けて、第3の排気ユニット20bで排気されずに露光機側に向かうガスを排気し、さらに、EUV光源装置側に第5のガス排気ユニット20dを設け、第3の排気ユニット20bで排気されずEUV光源装置側に向かうガスを排気する。
第4、第5の排気ユニット20c,20dの排気口は、例えば、接続装置20の連通孔21の内周に沿って円環状に設けられ、ガスをEUV光の通過方向に対して略直交する方向に排気する。
図3はEUV光源装置と露光機の境界面の接続装置20の拡大図であり、差動排気部を構成する接続装置20に第3のガス供給ユニット20aと第3の排気ユニットを設けた場合、さらに第4、第5の排気ユニットを設けた場合のガスの流れを示す図である。
ガス導入口22とガス排気口23(第3のガス供給ユニット20aと第3の排気ユニット20b)を設けたものを第1の構成例として同図(a)に示し、ガス導入口22とガス排気口23,24(第3のガス供給ユニット20aと第3、第4の排気ユニット20b,20c)を設けたものを第2の構成例として同図(b)に示し、ガス導入口22とガス排気口23,24,25(第3のガス供給ユニット20aと第3〜第5の排気ユニット20b,20c,20d)を設けたものを本発明の実施例として同図(c)に示す。
図3(a)に第1の構成例を示す。同図に示すように、ストップガスの導入口22に対向するように、ストップガスの排気口23を設け、導入口22から導入されたストップガスは排気口23から強制的に排気されるガスカーテンを形成する。
図4に上記第1の構成例の接続装置のガス圧力分布を示す。
図4は前記図2に示したガス供給ユニット20aと排気ユニット20bにおいて、ガス接続装置の連通孔21の中心軸(図2のX軸方向)上の圧力分布を示したものであり、導入口22とガス排気口23の開口は5×5mmの矩形状である。
図4は横軸は、ストップガス導入口22の中心から図2のX軸方向の距離であり、同図の右側はEUV光源装置側である。また、横軸の0の位置は、ストップガス導入口22の中心の位置である(図4に横軸の目盛りで0の位置示している)。縦軸は圧力(Pa)である。
また、グラフAはストップガスの圧力分布であり、グラフBはEUV光源装置に供給されているガス(例えばクリーニングガス)の圧力分布を示している。
ストップガスの圧力が100Paである部分のEUV光の通過する方向に対する厚さは約7mmであり(従来では9mm)、従来に比べて約2mm薄くなった。光の吸収は、ガス密度に起因する吸収断面積と光路長で決定され、光路長に対して指数関数で増加するため、圧力の高い層の厚さが少しでも薄くなれば、EUV光の透過率を改善することができる。
また、接続装置20におけるストップガス導入による圧力の上昇も、従来に比べて低くなる。したがって、ストップガスによる露光機の圧力上昇を少なくすることができ、露光機やEUV光源装置の排気ユニットの負担を軽減し、排気ユニットが大型化するのを防ぐことができる。
図3(b)に第2の構成例を示す。本実施例は、第1の構成例において、ストップガスの導入口22と排気口23の露光機側に排気口24を追加し、第4の排気ユニット20cにより排気するようにしたものである。
この排気口24により、ストップガスの露光機への流入をさらに防ぎ、露光機の圧力の上昇を防ぐとともに、ストップガスによる圧力の高い部分の厚さを薄くする。
図5に上記第2の構成例の接続装置のガス圧力分布を示す。前記図4と同様、前記図2のX軸上の圧力分布を示したものであり、横軸は、ストップガス導入口22の中心から図2のX軸方向の距離、縦軸は圧力(Pa)であり、グラフAはストップガスの圧力分布であり、グラフBはEUV光源装置に供給されているガス(例えばクリーニングガス)の圧力分布を示している。
同図に示すように、ストップガスの露光機側の圧力が、EUV光源装置側に比べて下がり、また、ストップガスの圧力が100Paである部分のEUV光の通過する方向に対する厚さは約5mmになる。EUV光の透過率はさらに改善される。
前記したように、ストップガスとしては水素や希ガスを使用するが、これらのガスには微量ではあるが水や炭素が含まれており、これらの水や炭素が露光機のミラーに付着すると反射率低下を引き起こす。したがって、ストップガスも露光機内にはなるべく侵入させないことが好ましい。
構成例において追加する排気ユニット20cは、差動排気部の小空間を排気するだけなので小型のものでよく、大きなコストアップにはならない。
図3(c)に本発明の実施例を示す。本実施例は、第2の構成例において、ストップガスの導入口22と排気口23のEUV光源装置側に排気口25を追加し、第5の排気ユニット20dにより排気するようにしたものである。この排気口25により、ストップガスがEUV光源装置側に流れ込むのをさらに防ぎ、EUV光源装置の圧力の上昇を防ぐ。
図6に上記実施例の接続装置のガス圧力分布を示す。前記図4と同様、前記図2のX軸上の圧力分布を示したものであり、横軸は、ストップガス導入口22の中心から図2のX軸方向の距離、縦軸は圧力(Pa)であり、グラフAはストップガスの圧力分布であり、グラフBはEUV光源装置に供給されているガス(例えばクリーニングガス)の圧力分布を示している。差動排気部のガス圧力を示す。
同図においてストップガスの圧力の両側の裾野が下がり、ストップガスの露光機側への流入だけでなく、EUV光源装置側への流入も抑えることができ、ストップガスの圧力が100Paである部分のEUV光の通過する方向に対する厚さも、第2の構成例に比べてさらに薄くなる。
実験によれば、上記圧力が100Paである部分のEUV光の通過する方向に対する厚さを約6mm以下、ストップガスの圧力を300Pa以下とすれば、EUV光の透過率を所望の値(例えば0.975)以上とすることができた。
なお、上記第1〜第構成例及び実施例では、図2に示すガス導入口22に、矩形状の開口を有するノズルを用いているが、ノズルとしてスーパーソニックノズルを用いれば、ストップガスの圧力分布の形状をさらに改善し、ストップガスの圧力の両側の裾野の幅をさらに狭くすることができる。
本発明の実施例のEUV光源装置と、露光機を収納したチャンバとの接続装置の構成を示す図である。 ガス供給ユニット20aと排気ユニット20bの構成例を示す図である。 第1〜第2の構成例及び実施例を示す図(接続装置の拡大図)である。 第1の構成例の接続装置のガス圧力分布を示す図である。 第2の構成例の接続装置のガス圧力分布を示す図である。 本発明の実施例の接続装置のガス圧力分布を示す図である。 従来のEUV光源装置と、露光機を収納したチャンバとの接続装置の構成を示す図である。 図7に示す接続装置の拡大図である。 差動排気とストップガスを使った場合の接続装置のガス圧力を示す図である。
符号の説明
1 放電部
2 EUV集光鏡
3 ホイルトラップ
4 EUV光取出部
5 レーザ照射器
6 モータ
7 EUV光入射部
9a 第1のガス排気ユニット
9b 第2のガス排気ユニット
9c 光源部ガス排気ユニット
10 チャンバ
10a 第1のチャンバ
10b 第2のチャンバ
10c 第3のチャンバ
11 第1の主放電電極
12 第2の主放電電極
13 絶縁材
14 原料供給ユニット
15 パルスパワー電源
16a 第1のガス供給ユニット
16b 第2のガス供給ユニット
20 接続装置
20a 第3のガス供給ユニット
20b 第3のガス排気ユニット
20c 第4のガス排気ユニット
20d 第5のガス排気ユニット
21 連通孔
22 ガス導入口
23,24,25 ガス排気口

Claims (1)

  1. 極端紫外光を放射する部品を有し、該極端紫外光が出射する開口部を備えた第1の減圧容器と、該第1の減圧容器から出射する極端紫外光が導入される開口部を有する第2の減圧容器とを接続する接続装置であって、
    接続装置は連通孔を有し、上記第1の減圧容器の開口部と第2の減圧容器の開口部は対向して、上記接続装置の連通孔の両側の開口端に接続され、
    上記連通孔には、極端紫外光を吸収しないガスを、極端紫外光の通過方向に対して交差するように流すガス導入口と、
    該ガス導入口に対向し、このガスを排気する、第1の排気ユニットが接続された第1の排気口とが設けられるとともに、
    上記連通孔の、上記ガスの導入口と排気口に対して第2の減圧容器側には、第2の排気ユニットが接続された第2の排気口が、第1の減圧容器側には、第3の排気ユニットが接続された第3の排気口が設けられている
    ことを特徴とする極端紫外光が出射する装置と極端紫外光が導入される装置との接続装置。
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