JP5856898B2 - 極端紫外光生成装置および極端紫外光生成方法 - Google Patents
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Description
1.概要
2.用語の説明
3.EUV光生成システムの全体説明(実施の形態1)
3.1 構成
3.2 動作
4.ガイドレーザ光とプラズマ放出光との検出システムを含むEUV光生成システム(実施の形態2)
4.1 構成
4.2 動作
4.3 作用
4.4 レーザ光検出システム
4.4.1 第1例
4.4.2 第2例
4.4.3 第3例
5.ガイドレーザの変形例
5.1 構成
5.2 動作
5.3 作用
以下で例示する実施の形態によれば、レーザを用いるEUV光生成システムにおいて、ガイドレーザ光とプラズマから放射された放射光とが検出され、この検出結果に基づきターゲット物質に照射されるレーザ光を集光する位置とターゲット物質を供給する位置とを制御し得る。
つぎに、本開示において使用される用語を、以下のように定義する。
「光路」とは、レーザ光が通過する経路である。「ビーム断面」とは、レーザ光の進行方向に対して垂直な面で一定以上の光強度となる領域であってよい。「光軸」とは、レーザ光の進行方向に沿ってレーザ光のビーム断面の略中心を通る軸であってもよい。
「プラズマ生成領域」とは、ターゲット物質のプラズマが生成される空間として予め設定された3次元空間であってよい。
「オブスキュレーション領域」とは、EUV光の影となる3次元領域である。このオブスキュレーション領域を通過するEUV光は、通常、露光装置においては使用されない。
3.1 構成
図1に本開示の実施の形態1による例示的なLPP方式のEUV光生成装置1(極端紫外光生成装置)の概略構成を示す。EUV光生成装置1は、少なくとも1つのレーザ装置3と共に用いられてもよい(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)。図1に示し、かつ以下に詳細に説明されるように、EUV光生成装置1は、チャンバ2を含んでもよい。チャンバ2は、密閉可能であってもよい。EUV光生成装置1は、ターゲット供給装置(例えばドロップレット生成器26)を更に含んでもよい。ターゲット供給装置は、例えばチャンバ2に取り付けられていてもよい。ターゲット供給装置から供給さ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つ以上の組合せ等を含んでもよいが、これらに限定されない。
図1を参照すると、レーザ装置3から出力されたパルスレーザ光31は、ビームデリバリーシステム340を経て、パルスレーザ光32としてウィンドウ21を透過して、チャンバ2に入射してもよい。パルスレーザ光32は、少なくとも1つのレーザ光経路に沿ってチャンバ2内に進み、レーザ光集光ミラー22で反射、集光されて、パルスレーザ光33として少なくとも1つのターゲット27に照射されてもよい。
つぎに、実施の形態2によるEUV光生成システムを、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の説明において、実施の形態1と同様の構成については、同一の符号を付し、その重複する説明を省略する。
図2は、実施の形態2によるEUV光生成システム11Aの概略構成を模式的に示す。図2に示されるように、EUV光生成システム11Aは、EUV光生成装置1Aと、レーザ装置3とを備えてもよい。
つづいて、図2に示されるEUV光生成システム11Aの動作を説明する。EUV光生成システム11Aは、EUV光生成制御システム5Aの制御によって動作してもよい。EUV光生成制御システム5Aは、露光装置コントローラ61からEUV光252の生成位置に関する要求または命令を受信してもよい。EUV光生成制御システム5Aは、この要求または命令が示す位置(EUV光生成要求位置)でEUV光252が生成されるように各部を制御してもよい。なお、前述のように、放射光251の発生位置はEUV光252の発生位置と同じであってよい。
以上の構成および動作によれば、ガイドレーザ光43と放射光251とが光センサ125によって検出され得る。そのため、パルスレーザ光33の集光位置と、パルスレーザ光33が照射されたときのターゲット27の位置とを、検知することができる。
つぎに、ガイドレーザ光43の集光像とプラズマから放射された放射光251の像とを検出するためのレーザ光検出システム100の具体例を以下に説明する。
まず、第1例によるレーザ光検出システム100Aを、図面を用いて詳細に説明する。
図6は、第1例によるレーザ光検出システム100Aの概略構成を模式的に示す。図6に示されるように、レーザ光検出システム100Aは、ミラーユニット101Aと、ウィンドウ113と、ダンパ112と、ダイクロイックミラー121と、ダンパ122と、ウィンドウ123と、結像レンズ系124と、光センサ125とを含んでもよい。また、レーザ光検出システム100Aは、バッフル114と、バッフル127とをさらに含んでもよい。
つぎに、図6に示されるレーザ光検出システム100Aの概略動作を説明する。ガイドレーザ光43の光軸は、パルスレーザ光33の光軸と実質的に一致してもよい。このガイドレーザ光43は、プラズマ生成領域25付近で一旦集光し、その後、広がりながら、ミラーブロック110内の空間115を通過してもよい。空間115を通過したガイドレーザ光43は、ミラーブロック120の反射面120aにほぼ45度の入射角度で入射してもよい。ミラーブロック120で反射したガイドレーザ光43は、対物レンズ128を透過することで、平行光となってもよい。平行光となったガイドレーザ光43は、ダイクロイックミラー121およびウィンドウ123を透過して、副チャンバ102内の光検出ユニットに入射してもよい。
第1例によれば、ガイドレーザ光43とプラズマから放射された放射光251とを一つの光センサ125によって検出し得る。これにより、パルスレーザ光33の集光位置とターゲット27の供給位置とを高精度に検出することができる。
Sn(固体)+2H2(気体)→SnH4(ガス)
まず、第2例によるレーザ光検出システム100Bを、図面を用いて詳細に説明する。
図7は、第2例によるレーザ光検出システム100Bの概略構成を模式的に示す。図7に示されるように、レーザ光検出システム100Bは、図6に示されるレーザ光検出システム100Aにおけるミラーユニット101Aの代わりに、ミラーユニット101Bを備えてもよい。また、レーザ光検出システム100Bは、ダイクロイックミラー121とダンパ122とが省略されていてもよい。
つぎに、図7に示されるレーザ光検出システム100Bの概略動作を説明する。ガイドレーザ光43の光軸は、パルスレーザ光33の光軸と実質的に一致してもよい。このガイドレーザ光43は、プラズマ生成領域25付近で一旦集光し、その後、広がりながら、ミラーブロック110内の空間115を通過してもよい。空間115を通過したガイドレーザ光43は、ダイクロイックミラー132にほぼ45度の入射角度で入射してもよい。ダイクロイックミラー132で反射されたガイドレーザ光44は、対物レンズ128を透過することで、略平行光となってもよい。略平行光となったガイドレーザ光44は、ウィンドウ123を透過して、副チャンバ102内の光検出ユニットに入射してもよい。
第2例によれば、ミラーユニット101Bにダイクロイックミラー132とダンパブロック133とが配置され得る。そのため、パルスレーザ光33とガイドレーザ光43と放射光251とが対物レンズ128を透過する前に分離され得る。その結果、対物レンズ128は高出力のパルスレーザ光33に対する耐久性を備える必要がなく、その材料に比較的高価であるダイヤモンドを用いる必要がない場合もあると考え得る。
つぎに、第3例によるレーザ光検出システム100Cを、図面を用いて詳細に説明する。
図8は、第3例によるレーザ検出システム100Cの概略構成を模式的に示す。図8に示されるように、レーザ光検出システム100Cは、図6に示されるレーザ光検出システム100Aにおけるミラーユニット101Aの代わりに、ミラーユニット101Cを備えてもよい。ただし、ミラーユニット101Cでは、対物レンズ128およびこれを保持するレンズブロック118が省略されていてもよい。また、レーザ光検出システム100Cは、ミラーユニット101Cで反射された反射光44に含まれる光35用のダンパ122と、反射光34用のダンパ112とが、共通のダンパユニット212に置き換えられてもよい。
つぎに、図8に示されるレーザ光検出システム100Cの概略動作を説明する。ガイドレーザ光43の光軸は、パルスレーザ光33の光軸と実質的に一致してもよい。このガイドレーザ光43は、プラズマ生成領域25付近で一旦集光し、その後、広がりながら、ミラーブロック110内の空間115を通過してもよい。空間115を通過したガイドレーザ光43は、ミラーブロック220の反射面120aにほぼ45度の入射角度で入射してもよい。ミラーブロック220の反射面120aで反射されたガイドレーザ光44は、ミラーブロック220における開口220aから出射し、ダイクロイックミラー121およびウィンドウ123を透過して、副チャンバ202内の光検出ユニットに入射してもよい。
第3例によれば、光35および反射光34を吸収するためのダンパを1つのダンパユニット212とすることが可能となる。また、ダンパユニット212に光35および反射光34をウィンドウを介さずに入射させることが可能となるため、不要な光より生じた熱を簡素な構成で処理することが可能となる。
つぎに、ガイドレーザの変形例を、図面を参照して詳細に説明する。
図9は、EUV光生成システム11Aの変形例による光学システムの概略構成を模式的に示す。図9では、主要な光学システムのみを抜粋して示す。省略された構成は、図2、図6、図7または図8に示される構成と同様であってもよい。
図9において、ガイドレーザ装置40から出力されたガイドレーザ光41は、ピンホールプレート411に入射してもよい。ピンホールプレート411のピンホールを通過したガイドレーザ光41は、広がりつつ、対物レンズ412に入射してもよい。対物レンズ412は、ガイドレーザ光41を平行光に変換してもよい。平行光に変換されたガイドレーザ光42Aのビーム径は、パルスレーザ光32のビーム径と実質的に一致していてもよい。
変形例によれば、ガイドレーザ光42Aのビーム径とパルスレーザ光32のビーム径とが実質的に一致させ得る。また、ピンホールプレート411の穴の像をプラズマ生成領域25に結像させ得る。そのため、ガイドレーザ光44Aによるピンホールプレート411の穴の像2021の検出結果に基づき、パルスレーザ光33の中心位置とビーム径とを検知し得る。その結果、パルスレーザ光33と放射光251との位置関係を高精度に検知することができる。
11、11A EUV光生成システム
22a ミラーホルダ
23 EUV光集光ミラー
24 貫通孔
25 プラズマ生成領域
251 放射光
252 EUV光
26 ドロップレット生成器
260 ターゲット供給装置
261 2軸移動機構
27 ドロップレット(ターゲット)
28 ターゲット回収器
29 接続部
291 壁
292 中間焦点(IF)
3 レーザ装置
31 パルスレーザ光
32 パルスレーザ光
33 パルスレーザ光
34 反射光
340 ビームデリバリーシステム
341 高反射ミラー
350 ビーム調節器
351 ダイクロイックミラー
360 遅延生成器
4 ターゲットセンサ
40 ガイドレーザ装置
41、42、42A、43、43A ガイドレーザ光
44 反射光
401 ビームエキスパンダ
411 ピンホールプレート
412 対物レンズ
5、5A EUV光生成制御システム
51 EUV光生成位置コントローラ
52 基準クロック生成器
53 ターゲットコントローラ
54 ターゲット供給ドライバ
55 レーザ光集光位置制御ドライバ
56 ガスコントローラ
6 露光装置
61 露光装置コントローラ
70 レーザ光集光光学系
71 移動プレート
71a プレート移動機構
72 高反射ミラー
81 間仕切り
82 連通穴
90 エッチングガス供給装置
91、92 導入管
93 圧力計
94 排気装置
100、100A、100B、100C レーザ光検出システム
101、101A、101B、101C ミラーユニット
102、202 副チャンバ
110、120、220 ミラーブロック
110a 軸外放物面ミラー
112、122 ダンパ
113、123 ウィンドウ
113a、123a、223a ウィンドウホルダ
114、127、129、227 バッフル
115 空間
116、117、216、217 連通穴
118 レンズブロック
121 ダイクロイックミラー
122a 貫通孔
124 結像レンズ系
124a 凸レンズ
124b 凹レンズ
125 光センサ
132 ダイクロイックミラー
133 ダンパブロック
133a 円錐面
138 ダイクロイックミラーブロック
281、282、283、284、285、286 流路
212 ダンパユニット
212a 溝
220a 開口
227a 穴
221 ミラーホルダ
272、273 配管
Claims (12)
- 第1レーザ光を出力する第1レーザ装置とともに用いられる極端紫外光生成装置であって、
第2レーザ光を出力する第2レーザ装置と、
前記第1レーザ光の光軸と前記第2レーザ光の光軸とを実質的に一致させるビーム調節器と、
前記第1レーザ光および前記第2レーザ光を導入するウィンドウを含むチャンバと、
前記チャンバ内の所定位置付近にターゲット物質を供給するターゲット供給装置と、
前記所定位置付近に前記第1レーザ光を集光し前記ターゲット物質に前記第1レーザ光を照射するレーザ光集光光学系と、
前記第2レーザ光と、前記第1レーザ光の照射によって前記ターゲット物質から生成されたプラズマから放射された放射光とを検出する光検出ユニットと、
前記レーザ光集光光学系が前記第1レーザ光を集光する位置を補正する集光位置補正機構と、
前記ターゲット供給装置が前記ターゲット物質を供給する位置を補正するターゲット供給位置補正機構と、
前記第2レーザ光と前記放射光との検出結果に基づいて、集光位置補正機構およびターゲット供給位置補正機構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。 - 前記コントローラは、前記光検出ユニットで検出された検出結果における前記第2レーザ光の中心位置と、前記放射光の中心位置とを算出し、該中心位置が一致するように、前記レーザ光集光光学系が前記第1レーザ光を集光する位置と、前記ターゲット供給装置が前記ターゲット物質を供給する位置とを制御する、請求項1記載の極端紫外光生成装置。
- 前記コントローラは、前記光検出ユニットで検出された検出結果における前記第2レーザ光の重心位置と、前記放射光の重心位置とを算出し、該重心位置が一致するように、前記レーザ光集光光学系が前記第1レーザ光を集光する位置と、前記ターゲット供給装置が前記ターゲット物質を供給する位置とを制御する、請求項1記載の極端紫外光生成装置。
- 前記光検出ユニットは、前記所定位置よりも前記第2レーザ光の進行方向下流側の前記第2レーザ光の光路上に配置される、請求項1記載の極端紫外光生成装置。
- 前記第2レーザ装置は、前記第2レーザ光を継続的に出力可能である、請求項1記載の極端紫外光生成装置。
- 前記第2レーザ光は、可視光である、請求項1記載の極端紫外光生成装置。
- 前記ビーム調節器は、前記第1レーザ光が入射する面に、該第1レーザ光を高反射し、前記第2レーザ光を高透過する膜がコーティングされ、前記第1レーザ光が入射する面の反対側の面である前記第2レーザ光が入射する面に、前記第2レーザ光を高透過する膜がコーティングされた、ダイクロイックミラーである、請求項1記載の極端紫外光生成装置。
- 前記所定位置よりも前記第2レーザ光の進行方向下流側の前記第2レーザ光の光路上に配置され、前記第2レーザ光および前記放射光を前記光検出ユニット側へ透過し、前記第1レーザ光を反射する、ダイクロイックミラーをさらに備える、請求項1記載の極端紫外光生成装置。
- 前記ダイクロイックミラーを保持するホルダと、
前記ホルダを冷却する第1冷却機構と、
をさらに備える、請求項8記載の極端紫外光生成装置。 - 前記ダイクロイックミラーにおける前記第2レーザ光および前記放射光が入射する面の周囲を囲むバッフルをさらに備える、請求項8記載の極端紫外光生成装置。
- 前記ダイクロイックミラーで反射された前記第1レーザ光の光路上に配置されたダンパと、
前記ダンパを冷却する第2冷却機構と、
をさらに備える、請求項9記載の極端紫外光生成装置。 - 第1レーザ装置から出力された第1レーザ光の光軸と第2レーザ装置から出力された第2レーザ光の光軸とを実質的に一致させるビーム調節器と、前記第1レーザ光および前記第2レーザ光を導入するウィンドウを含むチャンバと、前記チャンバ内の所定位置付近にターゲット物質を供給するターゲット供給装置と、前記所定位置付近に前記第1レーザ光を集光し前記ターゲット物質に前記第1レーザ光を照射するレーザ光集光光学系と、を備えた極端紫外光生成装置の極端紫外光生成方法であって、
前記第2レーザ光を検出し、
前記第1レーザ光の照射によって前記ターゲット物質から生成されたプラズマから放射された放射光を検出し、
前記第2レーザ光と前記放射光との検出結果に基づいて、前記レーザ光集光光学系が前記第1レーザ光を集光する位置と、前記ターゲット供給装置が前記ターゲット物質を供給する位置とを制御する
ことを含む極端紫外光生成方法。
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