JP6101451B2 - ターゲット供給装置及び極端紫外光生成装置 - Google Patents

ターゲット供給装置及び極端紫外光生成装置 Download PDF

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Description

本開示は、ターゲット供給装置及び極端紫外光生成装置に関する。
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、70nm〜45nmの微細加工、さらには32nm以下の微細加工が要求されるようになる。このため、例えば32nm以下の微細加工の要求に応えるべく、波長13nm程度の極端紫外(EUV)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)式の装置と、放電によって生成されるプラズマが用いられるDPP(Discharge Produced Plasma)式の装置と、軌道放射光が用いられるSR(Synchrotron Radiation)式の装置との3種類の装置が提案されている。
米国特許第7449703号明細書 米国特許第7122816号明細書 米国特許出願公開第2010/0143202号明細書
概要
本開示の1つの観点に係るターゲット供給装置は、液体のターゲット物質を内部に収容するための容器と、容器内に設置された第1電極と、容器に設けられたノズル部と、ノズル部に対向して配置され、第1通路が設けられた第2電極と、ノズル部から放出された液体のターゲット物質が通過する軌道を第1通路と共に画定する第2通路が設けられた第3電極と、共通電位を基準とする第1の電源であって、第1電極に共通電位より高い第1の電位を印加するように構成された第1の電源と、共通電位を基準とする第2の電源であって、第3電極に共通電位より低い第2の電位を印加するように構成された第2の電源と、共通電位を基準とする第3の電源であって、第2電極に第1の電位以下であり且つ共通電位以上である第3の電位を印加するように構成された第3の電源と、第2電極と第3電極との間に配置され、第1通路及び第2通路と共に軌道を画定する第3通路が設けられ、共通電位に電気的に接続された中間電極と、を備えてもよい。
本開示の他の1つの観点に係るターゲット供給装置は、液体のターゲット物質を内部に収容するための容器と、容器内に設置された第1電極と、容器に設けられたノズル部と、ノズル部に対向して配置され、第1通路が設けられた第2電極と、ノズル部から放出された液体のターゲット物質が通過する軌道を第1通路と共に画定する第2通路が設けられた第3電極と、共通電位を基準とする第1の電源であって、第1電極に共通電位より高い第1の電位を印加するように構成された第1の電源と、共通電位を基準とする第2の電源であって、第3電極に共通電位より低い第2の電位を印加するように構成された第2の電源と、第2電極と第3電極との間に配置され、第1通路及び第2通路と共に軌道を画定する第3通路が設けられた中間電極と、中間電極に第1の電位より低く且つ第2の電位より高い第4の電位を印加するように構成された第4の電源と、共通電位を基準とする第3の電源であって、第2電極に第1の電位以下であり且つ第4の電位以上である第3の電位を印加するように構成された第3の電源と、を備えてもよい。
本開示の他の1つの観点に係るターゲット供給装置は、液体のターゲット物質を内部に収容するための容器と、容器内に設置された第1電極と、容器に設けられたノズル部と、ノズル部に対向して配置され、第1通路が設けられた第2電極と、ノズル部から放出された液体のターゲット物質が通過する軌道を第1通路と共に画定する第2通路が設けられた第3電極と、共通電位を基準とする第1の電源であって、第1電極に共通電位より低い第1の電位を印加するように構成された第1の電源と、共通電位を基準とする第2の電源であって、第3電極に共通電位より高い第2の電位を印加するように構成された第2の電源と、共通電位を基準とする第3の電源であって、第2電極に第1の電位以であり且つ共通電位以である第3の電位を印加するように構成された第3の電源と、第2電極と第3電極との間に配置され、第1通路及び第2通路と共に軌道を画定する第3通路が設けられ、共通電位に電気的に接続された中間電極と、を備えてもよい。
本開示の他の1つの観点に係るターゲット供給装置は、液体のターゲット物質を内部に収容するための容器と、容器内に設置された第1電極と、容器に設けられたノズル部と、ノズル部に対向して配置され、第1通路が設けられた第2電極と、ノズル部から放出された液体のターゲット物質が通過する軌道を第1通路と共に画定する第2通路が設けられた第3電極と、共通電位を基準とする第1の電源であって、第1電極に共通電位より低い第1の電位を印加するように構成された第1の電源と、共通電位を基準とする第2の電源であって、第3電極に共通電位より高い第2の電位を印加するように構成された第2の電源と、第2電極と第3電極との間に配置され、第1通路及び第2通路と共に軌道を画定する第3通路が設けられた中間電極と、中間電極に第1の電位より高く且つ第2の電位より低い第4の電位を印加するように構成された第4の電源と、共通電位を基準とする第3の電源であって、第2電極に第1の電位以上であり且つ第4の電位以下である第3の電位を印加するように構成された第3の電源と、を備えてもよい。
本開示の他の1つの観点に係る極端紫外光生成装置は、液体のターゲット物質にパルスレーザ光を照射して液体のターゲット物質をプラズマ化することにより極端紫外光を生成するように構成された極端紫外光生成装置であって、少なくとも1つの貫通孔が設けられたチャンバと、少なくとも1つの貫通孔を通してチャンバ内の所定領域にパルスレーザ光を導入するように構成された光学系と、液体のターゲット物質を内部に収容するための容器と、容器内に設置された第1電極と、容器に設けられたノズル部と、ノズル部に対向して配置され、第1通路が設けられた第2電極と、ノズル部から上記所定領域に向けて放出された液体のターゲット物質が通過する軌道を第1通路と共に画定する第2通路が設けられた第3電極と、軌道の所定領域より下流側に配置された第4電極と、共通電位を基準とする第1の電源であって、第1電極に共通電位より高い第1の電位を印加するように構成された第1の電源と、共通電位を基準とする第2の電源であって、第3電極及び第4電極に共通電位より低い第2の電位を印加するように構成された第2の電源と、共通電位を基準とする第3の電源であって、第2電極に第1の電位以下であり且つ第2の電位以上である第3の電位を印加するように構成された第3の電源と、を備えてもよい。
本開示の他の1つの観点に係る極端紫外光生成装置は、液体のターゲット物質にパルスレーザ光を照射して液体のターゲット物質をプラズマ化することにより極端紫外光を生成するように構成された極端紫外光生成装置であって、少なくとも1つの貫通孔が設けられたチャンバと、少なくとも1つの貫通孔を通してチャンバ内の所定領域にパルスレーザ光を導入するように構成された光学系と、液体のターゲット物質を内部に収容するための容器と、容器内に設置された第1電極と、容器に設けられたノズル部と、ノズル部に対向して配置され、第1通路が設けられた第2電極と、ノズル部から上記所定領域に向けて放出された液体のターゲット物質が通過する軌道を第1通路と共に画定する第2通路が設けられた第3電極と、軌道の所定領域より下流側に配置された第4電極と、共通電位を基準とする第1の電源であって、第1電極に共通電位より低い第1の電位を印加するように構成された第1の電源と、共通電位を基準とする第2の電源であって、第3電極及び第4電極に共通電位より高い第2の電位を印加するように構成された第2の電源と、共通電位を基準とする第3の電源であって、第2電極に第1の電位以上であり且つ第2の電位以下である第3の電位を印加するように構成された第3の電源と、を備えてもよい。
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式のEUV光生成システムの構成を概略的に示す。 図2は、第1の実施形態に係るターゲット供給装置を含むEUV光生成装置の構成を示す一部断面図である。 図3Aは、図2に示されるターゲット供給装置のノズル部及びその周辺部を示す一部断面図である。 図3Bは、図2に示されるターゲット供給装置において電極に印加される電位を示す波形図である。 図4は、第2の実施形態に係るEUV光生成装置の一部を示す断面図である。 図5は、第3の実施形態に係るEUV光生成装置の一部を示す断面図である。
実施形態
<内容>
1.概要
2.用語の説明
3.EUV光生成システムの全体説明
3.1 構成
3.2 動作
4.第1〜第3電極を有するターゲット供給装置
4.1 構成
4.2 動作
4.3 変形例
5.ターゲット回収部を第4電極とするEUV光生成装置
6.ターゲット回収部とは別の第4電極を有するEUV光生成装置
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.概要
LPP式のEUV光生成装置においては、ターゲット供給装置がターゲットを出力し、プラズマ生成領域に到達させてもよい。ターゲットがプラズマ生成領域に到達した時点で、ターゲットにパルスレーザ光を照射することで、ターゲットがプラズマ化し、このプラズマからEUV光が放射され得る。
ターゲット供給装置は、ターゲットの材料となるターゲット物質を溶融させて保持するリザーバと、溶融したターゲット物質に電気的に接続された第1電極と、第1電極に第1の電位を印加する第1の電源と、を含んでもよい。さらに、ターゲット供給装置は、ノズル部の貫通孔に対向して配置された第2電極と、第2電極を通過したターゲットの軌道の近傍に配置された第3電極と、を含んでもよい。また、ターゲット供給装置は、第3電極に第1の電位より低い第2の電位を印加する第2の電源と、第2電極に第1の電位以下であり且つ第2の電位以上である第3の電位を印加する第3の電源と、を含んでもよい。
第1電極と第2電極との電位差によってノズル部の貫通孔から出力されるターゲットは、帯電したドロップレットの状態であってもよい。そして、第2電極と第3電極との電位差によって、ターゲットの軌道に電位勾配が形成されることにより、ターゲットが加速されてもよい。
EUV光生成装置においては、EUV光生成の繰り返し周波数を向上することが求められ得る。EUV光生成の繰り返し周波数を高くするには、ターゲット生成の繰り返し周波数を高くする必要があり得る。ターゲット生成の繰り返し周波数を高くする場合に、もし、ターゲット供給装置からプラズマ生成領域までのターゲットの進行速度を速くしないとすれば、前後のターゲット同士の間隔が狭くなり得る。ターゲット同士の間隔が狭いと、先行するターゲットがプラズマ化されたときに、そのプラズマによって後続のターゲットの進行が影響を受ける可能性がある。従って、ターゲットの進行速度を速くする必要があり得る。
上述の第1〜第3電極を用いたターゲット供給装置において、ターゲットの進行速度を速くするには、第1電極と第3電極との電位差を高くする必要があり得る。電極間の電位差を高くする場合には、各種電源と電極とを繋ぐケーブルや導入端子などの絶縁耐圧を高くする必要があり得るため、装置を大型化する必要があり得る。
本開示の1つの観点によれば、第1電極には共通電位より高い第1の電位が印加され、第3電極には共通電位より低い第2の電位が印加され、第2電極には第1の電位以下であり且つ第2の電位以上である第3の電位が印加されてもよい。これにより、共通電位と第1の電位との電位差や、共通電位と第2の電位との電位差よりも、第1の電位と第2の電位との電位差が大きくなり得る。従って、共通電位と第1の電位との電位差や、共通電位と第2の電位との電位差を抑制することによって絶縁破壊を抑制しつつ、第1の電位と第2の電位との電位差を大きくすることによってターゲットの進行速度を向上し得る。これにより、EUV光生成の繰り返し周波数を向上し得る。
2.用語の説明
本願において使用される幾つかの用語を以下に説明する。
ターゲットの「軌道」は、ターゲット供給装置から出力されるターゲットの理想的な経路、あるいは、ターゲット供給装置の設計に従ったターゲットの経路であってもよい。
ターゲットの「軌跡」は、ターゲット供給装置から出力されたターゲットの実際の経路であってもよい。
「高電圧電源55」は、「第1の電源」に相当し得る。
「高電圧電源58」は、「第2の電源」に相当し得る。
「高電圧パルス生成器56」は、「第3の電源」に相当し得る。
「高電圧電源57」は、「第4の電源」に相当し得る。
「ターゲット回収部28a」又は「下流電極69」は、「第4電極」に相当し得る。
3.EUV光生成システムの全体説明
3.1 構成
図1に、例示的なLPP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と共に用いられてもよい。本願においては、EUV光生成装置1及びレーザ装置3を含むシステムを、EUV光生成システム11と称する。図1に示し、かつ、以下に詳細に説明するように、EUV光生成装置1は、チャンバ2、ターゲット供給装置26を含んでもよい。チャンバ2は、密閉可能であってもよい。ターゲット供給装置26は、例えば、チャンバ2の壁を貫通するように取り付けられてもよい。ターゲット供給装置26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、それらの内のいずれか2つ以上の組合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つの貫通孔が設けられていてもよい。その貫通孔には、ウインドウ21が設けられてもよく、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32が透過してもよい。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が配置されてもよい。EUV集光ミラー23は、第1及び第2の焦点を有し得る。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ていてもよい。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)292に位置するように配置されるのが好ましい。EUV集光ミラー23の中央部には貫通孔24が設けられていてもよく、貫通孔24をパルスレーザ光33が通過してもよい。
EUV光生成装置1は、EUV光生成制御部5、ターゲットセンサ4等を含んでもよい。ターゲットセンサ4は、撮像機能を有してもよく、ターゲット27(ターゲット物質のドロップレット)の存在、軌跡、位置、速度等を検出するよう構成されてもよい。
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を含んでもよい。接続部29内部には、アパーチャが形成された壁291が設けられてもよい。壁291は、そのアパーチャが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てもよい。
さらに、EUV光生成装置1は、レーザ光進行方向制御部34、レーザ光集光ミラー22、ターゲット27を回収するためのターゲット回収部28等を含んでもよい。レーザ光進行方向制御部34は、レーザ光の進行方向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てもよい。
3.2 動作
図1を参照に、レーザ装置3から出力されたパルスレーザ光31は、レーザ光進行方向制御部34を経て、パルスレーザ光32としてウインドウ21を透過してチャンバ2内に入射してもよい。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。
ターゲット供給装置26は、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構成されてもよい。ターゲット27には、パルスレーザ光33に含まれる少なくとも1つのパルスが照射されてもよい。パルスレーザ光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が放射され得る。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てもよい。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に出力されてもよい。なお、1つのターゲット27に、パルスレーザ光33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構成されてもよい。EUV光生成制御部5は、ターゲットセンサ4によって撮像されたターゲット27のイメージデータ等を処理するよう構成されてもよい。また、EUV光生成制御部5は、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よう構成されてもよい。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32の進行方向、パルスレーザ光33の集光位置等を制御するよう構成されてもよい。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てもよい。
4.第1〜第3電極を有するターゲット供給装置
4.1 構成
図2は、第1の実施形態に係るターゲット供給装置を含むEUV光生成装置の構成を示す一部断面図である。図3Aは、図2に示されるターゲット供給装置のノズル部及びその周辺部を示す一部断面図である。図3Bは、図2に示されるターゲット供給装置において電極に印加される電位を示す波形図である。
図2に示されるように、チャンバ2の内部には、レーザ光集光光学系22aと、EUV集光ミラー23と、ターゲット回収部28と、EUV集光ミラーホルダ41と、プレート42及び43と、ビームダンプ44と、ビームダンプ支持部材45とが設けられてもよい。
チャンバ2は、導電性を有する材料(例えば、金属材料)からなる部材(導電性部材)を含んでもよい。また、チャンバ2は、導電性部材と、電気絶縁性を有する部材とを含んでもよい。チャンバ2には、プレート42が固定され、プレート42には、プレート43が固定されてもよい。EUV集光ミラー23は、EUV集光ミラーホルダ41を介してプレート42に固定されてもよい。
レーザ光集光光学系22aは、軸外放物面ミラー221及び平面ミラー222と、ホルダ223及び224とを含んでもよい。軸外放物面ミラー221及び平面ミラー222は、それぞれ、ホルダ223及び224によって保持されてもよい。ホルダ223及び224は、プレート43に固定されてもよい。軸外放物面ミラー221及び平面ミラー222は、それぞれのミラーで反射されたパルスレーザ光がプラズマ生成領域25で集光するような位置及び姿勢となるように保持されていてもよい。
ビームダンプ44は、平面ミラー222により反射されたパルスレーザ光の光路の延長線上に位置するように、ビームダンプ支持部材45を介してチャンバ2に固定されてもよい。ターゲット回収部28は、ターゲット27の軌道の延長線上に配置されてもよい。
チャンバ2の外部には、レーザ光進行方向制御部34aと、EUV光生成制御部5とが設けられてもよい。レーザ光進行方向制御部34aは、高反射ミラー341及び342と、ホルダ343及び344とを含んでもよい。高反射ミラー341及び342は、それぞれ、ホルダ343及び344によって保持されてもよい。
チャンバ2には、ターゲット供給装置26が取り付けられてもよい。ターゲット供給装置26は、リザーバ61と、ターゲット制御部52と、圧力調節器53と、不活性ガスボンベ54と、高電圧電源55(第1の電源)と、高電圧パルス生成器56(第3の電源)と、高電圧電源58(第2の電源)と、を含んでもよい。ターゲット供給装置26は、さらに、ノズル板62と、電気絶縁部材64と、第1電極65と、第2電極(引出電極)66と、中間電極67と、第3電極(加速電極)68と、を含んでもよい。
リザーバ61は、ターゲット物質を溶融した状態で内部に貯蔵してもよい。ターゲット物質を溶融させるために、図示しないヒーター及びヒーター電源が用いられてもよい。チャンバ2の壁には、貫通孔が形成されてもよく、この貫通孔を覆うように、リザーバ61のフランジ部61aが固定されてもよい。リザーバ61は、ターゲット物質と反応しにくい材料で構成されてもよい。さらに、リザーバ61は、電気絶縁性を有する材料で構成されてもよい。例えば、ターゲット物質としてスズを用いる場合に、リザーバ61は、ターゲット物質と反応しにくく、電気絶縁性を有する石英(SiO)、アルミナセラミックス(Al)等の材料で構成されてもよい。或いは、リザーバは、導電性を有する材料で構成されてもよい。例えば、ターゲット物質としてスズを用いる場合に、ターゲット物質と反応しにくく、導電性を有する材料としては、モリブデン(Mo)、タングステン(W)等が挙げられる。導電性を有する材料で構成されたリザーバは、電気絶縁性を有する部材(図示せず)を介してチャンバ2の導電性部材に取り付けられてもよい。
ノズル板62は、リザーバ61の出力側の端部付近に固定されていてもよい。ノズル板62は、導電性を有する材料で構成されてもよいし、電気絶縁性を有する材料で構成されてもよい。ノズル板62には、貫通孔が形成されていてもよい。また、ノズル板62は、出力側に突き出た先端部62b(図3A)を有してもよい。上記貫通孔はこの先端部62bに開口していてもよい。液体のターゲット物質は、先端部62bに開口した貫通孔を通過し、ターゲット27として放出され得る。
電気絶縁部材64は、円筒形状を有し、その内側にリザーバ61の出力側の端部を収容するようにして、リザーバ61に固定されてもよい。電気絶縁部材64には、その内側にノズル板62、第2電極66、中間電極67、及び第3電極68が保持されていてもよい。電気絶縁部材64によって、ノズル板62、第2電極66、中間電極67、及び第3電極68の相互間が電気的に絶縁されてもよい。電気絶縁部材64の内側には、複数の溝が形成されていてもよい。これらの複数の溝は、電気絶縁部材64の内側に保持された電極間の放電を抑制し得る。
第2電極66は、ノズル板62の出力側の面に対向して配置されてもよい。第2電極66には、貫通孔66a(第1通路)が形成されていてもよい。第2電極66は、貫通孔66aを介してターゲット27を通過させてもよい。貫通孔66aは、ターゲット27の軌道を画定してもよい。但し、第2電極66は、貫通孔66aが形成されているものには限定されない。例えば、第2電極66は、ターゲット27の軌道の近傍においてターゲット27の軌道を囲むように配置された複数の部材(図示せず)を含んでもよい。そのような複数の部材に囲まれた領域が、ターゲット27を通過させるための通路(第1通路)となってもよい。
中間電極67は、第2電極66の貫通孔66aを通過したターゲット27の軌道の近傍に配置されてもよい。中間電極67には、貫通孔67a(第3通路)が形成されていてもよい。中間電極67は、貫通孔67aを介してターゲット27を通過させてもよい。貫通孔67aは、ターゲット27の軌道を画定してもよい。但し、中間電極67は、貫通孔67aが形成されているものには限定されない。例えば、中間電極67は、ターゲット27の軌道の近傍においてターゲット27の軌道を囲むように配置された複数の部材(図示せず)を含んでもよい。そのような複数の部材に囲まれた領域が、ターゲット27を通過させるための通路(第3通路)となってもよい。
第3電極68は、中間電極67の貫通孔67aを通過したターゲット27の軌道の近傍に配置されてもよい。第3電極68には、貫通孔68a(第2通路)が形成されていてもよい。第3電極68は、貫通孔68aを介してターゲット27を通過させてもよい。貫通孔68aは、ターゲット27の軌道を画定してもよい。但し、第3電極68は、貫通孔68aが形成されているものには限定されない。例えば、第3電極68は、ターゲット27の軌道の近傍においてターゲット27の軌道を囲むように配置された複数の部材(図示せず)を含んでもよい。そのような複数の部材に囲まれた領域が、ターゲット27を通過させるための通路(第2通路)となってもよい。
ターゲット制御部52は、EUV光生成制御部5からのEUV制御信号に従って、圧力調節器53、高電圧電源55、高電圧電源58に、それぞれターゲット制御信号を出力するよう構成されてもよい。また、ターゲット制御部52は、EUV光生成制御部5からのEUV制御信号に従って、高電圧パルス生成器56にトリガ信号を出力するよう構成されてもよい。
不活性ガスボンベ54は、配管によって圧力調節器53に接続されていてもよい。圧力調節器53は、別の配管によってリザーバ61の内部と連通してもよい。これらの配管を介して、不活性ガスボンベ54からリザーバ61の内部に不活性ガスが供給されてもよい。
高電圧電源55の出力端子は、高電圧ケーブルに電気的に接続されていてもよい。この高電圧ケーブルは、リザーバ61に設けられたフィードスルー55a(導入端子)を介してリザーバ61内の第1電極65に電気的に接続されていてもよい。第1電極65は、リザーバ61に貯蔵されたターゲット物質に接触することにより、リザーバ61内のターゲット物質に電気的に接続されていてもよい。或いは、リザーバ61又はノズル板62が導電性を有する場合には、高電圧電源55の出力端子は、高電圧ケーブルを介して、導電性を有するリザーバ61又はノズル板62に電気的に接続されてもよい。そのような導電性を有するリザーバ61又はノズル板62が、リザーバ61内のターゲット物質に電気的に接続された電極として機能してもよい。
高電圧電源55は、例えば、共通電位より高い第1の電位を第1電極65に印加してもよい。ここで、共通電位は、高電圧電源55と、高電圧パルス生成器56と、高電圧電源58とが基準とする電位でもよい。その電位は、例えば、接地電位であり得る。なお、高電圧電源55と、高電圧パルス生成器56と、高電圧電源58とを含むターゲット供給装置26が、接地電位から絶縁された状態で使用される場合には、共通電位は、接地電位と異なる電位であり得る。
高電圧電源58の出力端子は、高電圧ケーブルに電気的に接続されていてもよい。この高電圧ケーブルは、チャンバ2の壁に設けられたフィードスルー58a(導入端子)と電気絶縁部材64の側面に設けられた貫通孔68bとを介して、第3電極68に電気的に接続されてもよい。高電圧電源58は、第2の電位を第3電極68に印加してもよい。ここで、第1の電位が共通電位より高い電位である場合には、第2の電位は、共通電位より低い電位でもよい。逆に、第1の電位が共通電位より低い電位である場合には、第2の電位は、共通電位より高い電位でもよい。
高電圧パルス生成器56の出力端子は、高電圧ケーブルに電気的に接続されていてもよい。この高電圧ケーブルは、チャンバ2の壁に設けられたフィードスルー56a(導入端子)と電気絶縁部材64の側面に設けられた貫通孔66bとを介して、第2電極66に電気的に接続されてもよい。高電圧パルス生成器56は、第1の電位と共通電位との間の電位である第3の電位を第2電極66に印加してもよい。例えば、第1の電位が共通電位より高い電位である場合には、第3の電位は、第1の電位以下であり且つ共通電位以上の電位であってもよい。逆に、第1の電位が共通電位より低い電位である場合には、第3の電位は、第1の電位以上であり且つ共通電位以下の電位であってもよい。第3の電位は、第1の電位と共通電位との間の電位である電位V及びV(後述)の間で、パルス状に変化する電位でもよい。
中間電極67は、電気絶縁部材64の側面に設けられた貫通孔67bとチャンバ2の壁に設けられたフィードスルー57a(導入端子)とを介して、共通電位(例えば、接地電位)に電気的に接続されてもよい。
4.2 動作
圧力調節器53は、ターゲット制御部52から出力されるターゲット制御信号に応じて、不活性ガスボンベ54からリザーバ61内部に供給される不活性ガスの圧力を調整してもよい。リザーバ61内部へ導入された不活性ガスは、リザーバ61内の溶融したターゲット物質を加圧してもよい。不活性ガスがターゲット物質を加圧することにより、ノズル板62の貫通孔が開口する先端部62bからターゲット物質を僅かに突出させてもよい。
高電圧電源55は、ターゲット制御部52から出力されるターゲット制御信号に応じて、リザーバ61内の第1電極65を介してターゲット物質に第1の電位V(図3B)を印加し、この電位を維持してもよい。
中間電極67の電位は、共通電位Vc(例えば、接地電位)に維持されてもよい。
高電圧電源58は、ターゲット制御部52から出力されるターゲット制御信号に応じて、第3電極68に第2の電位Vを印加し、この電位を維持してもよい。共通電位Vcが接地電位(0V)である場合、第2の電位Vは、第1の電位Vと逆極性の電位でもよい。第2の電位Vは、第1の電位Vと絶対値が略同じ電位(V=−V)でもよい。
高電圧パルス生成器56は、ターゲット制御部52から出力されるトリガ信号に従って、パルス状に変化する第3の電位を第2電極66に印加してもよい。第3の電位は、高電圧パルス生成器56がトリガ信号を受信していない状態における電位Vと、高電圧パルス生成器56がトリガ信号を受信した場合に、所定の時間維持される電位Vとの間で変化する電位であってもよい。電位V、V、V、Vc及びVは、V≧V>V≧Vc>Vの関係であってもよい。或いはこれと逆に、第1の電位が共通電位より低い電位である場合には、V≦V<V≦Vc<Vの関係であってもよい。
第1電極65と第2電極66との電位差によって、リザーバ61内のターゲット物質と第2電極66との間に電界が発生し、このターゲット物質と第2電極66との間にクーロン力が発生し得る。
特に、上記したように不活性ガスによって加圧されて先端部62bから突出したターゲット物質の周囲には電界が集中するので、先端部62bから突出したターゲット物質と第2電極66との間には、より強力なクーロン力が発生し得る。このクーロン力により、ターゲット27が、帯電したドロップレットの状態で先端部62bから放出され得る。第1の電位Vが共通電位Vcより高い場合、すなわちV≧V>V≧Vcである場合には、ターゲット27は正に帯電した状態となり得る。逆に、第1の電位Vが共通電位Vcより低い場合には、ターゲット27は負に帯電した状態となり得る。
帯電して先端部62bから放出されたターゲット27は、第2電極66の貫通孔66aを通過し、第2電極66と中間電極67との電位差によるクーロン力によってさらに加速され、中間電極67の貫通孔67aを通過し得る。先端部62bから放出されたターゲット27の、貫通孔67aからみたポテンシャルエネルギーEは、ターゲット27の電荷をeとし、共通電位Vcを0Vとすると、以下の式で表され得る。
=eV
なお、Vは、第1電極65と中間電極67との電位差である。
また、ターゲット27の質量をmとし、中間電極67の貫通孔67aを通過するときのターゲット27の速度をvとすると、貫通孔67aを通過するときのターゲット27の運動エネルギーEは、以下の式で表され得る。
=mv /2
エネルギー保存の法則から、E=Eであり得る。従って、中間電極67の貫通孔67aを通過するときのターゲット27の速度vは、以下の式で表され得る。
=(2eV/m)1/2
中間電極67の貫通孔67aを通過したターゲット27は、中間電極67と第3電極68との電位差によるクーロン力によってさらに加速され、第3電極68の貫通孔68aを通過し得る。貫通孔67aを通過したターゲット27の、貫通孔68aからみたポテンシャルエネルギーEは、第3電極68の電位Vが−Vに略等しいとすると、以下の式で表され得る。
=eV
なお、Vは、中間電極67と第3電極68との電位差である。
また、第3電極68の貫通孔68aを通過するときのターゲット27の速度をvとすると、貫通孔68aを通過するときのターゲット27の運動エネルギーEは、以下の式で表され得る。
=mv /2
エネルギー保存の法則から、E+E=Eであり得る。従って、第3電極68の貫通孔68aを通過するときのターゲット27の速度vは、以下の式で表され得る。
=(2・2eV/m)1/2
=21/2・v
なお、X1/2は、Xの正の平方根である。
以上のように、第1電極65に第1の電位Vが印加され、第3電極68に第2の電位V(但し、V=−V)が印加された場合には、第1電極65と第3電極68との間に2Vの電位差が与えられ得る。この場合、各種電源と電極とを繋ぐケーブルや導入端子などの絶縁耐圧は、共通電位Vc(但し、Vc=0)と第1の電位V又は第2の電位Vとの電位差であるVでもよい。これによれば、第1電極65と第3電極68との間にVの電位差しか与えられない場合に比べて、ターゲットには約21/2倍(約1.4倍)の速度が与えられ得る。
ターゲット制御部52は、EUV光生成制御部5から与えられるタイミングでターゲット27が出力されるように、圧力調節器53及び高電圧パルス生成器56を制御してもよい。チャンバ2内に出力されたターゲット27は、チャンバ2内のプラズマ生成領域25に供給されてもよい。
レーザ装置3から出力されるパルスレーザ光は、高反射ミラー341及び342によって反射されて、ウインドウ21を介してレーザ光集光光学系22aに入射してもよい。レーザ光集光光学系22aに入射したパルスレーザ光は、軸外放物面ミラー221及び平面ミラー222によって反射されてもよい。EUV光生成制御部5は、ターゲット供給装置26から出力されたターゲット27がプラズマ生成領域25に到達するタイミングに合わせて、ターゲット27にパルスレーザ光が照射されるように、制御を行ってもよい。
一時的にターゲットの出力を停止する場合には、第2電極66の電位はVに維持されてもよい。さらに、より長い時間にわたってターゲットの出力を停止する場合に、第1電極65、第2電極66及び第3電極68の電位は共通電位Vc(例えば、接地電位)に制御されてもよい。
4.3 変形例
図2及び図3を参照しながら説明した第1の実施形態においては、中間電極67が設けられている。第2電極66の電位がパルス状に変動しても、中間電極67が設けられていることによって、中間電極67と第3電極68との間での電位勾配の変動が抑制され得る。例えば、ターゲットが出力されて中間電極67の貫通孔67aを通過したときに、次のターゲットを出力するためのパルスが第2電極66に印加されても、中間電極67の貫通孔67aを通過したターゲットへの当該パルスによる影響が抑制され得る。
但し、本開示は、中間電極67が設けられている場合には限定されない。中間電極67が設けられていない場合でも、共通電位Vcより高い電位が第1電極65に印加され、共通電位Vcより低い電位が第3電極68に印加される場合に、絶縁破壊を抑制しつつターゲットの進行速度を向上し得る。同様に、中間電極67が設けられていない場合でも、共通電位Vcより低い電位が第1電極65に印加され、共通電位Vcより高い電位が第3電極68に印加される場合に、絶縁破壊を抑制しつつターゲットの進行速度を向上し得る。
中間電極67が設けられていない場合に、第2電極66に印加される第3の電位は、電位V及びVの間で変化する電位であってもよい。ここで、電位V、V、V、Vc及びVは、V≧V>V≧Vであり、且つ、V>Vc>Vの関係であってもよい。或いはこれと逆に、第1の電位が共通電位より低い電位である場合には、V≦V<V≦Vであり、且つ、V<Vc<Vの関係であってもよい。
また、第1の実施形態においては、中間電極67が共通電位Vcに電気的に接続されている場合について説明したが、本開示はこれに限定されない。中間電極67には、第1の電位Vと第2の電位Vとの間の第4の電位Vが印加されてもよい。この場合、電位V、V、V、V、Vc及びVは、V≧V>V≧V>Vであり、且つ、V>Vc>Vの関係であってもよい。或いはこれと逆に、第1の電位が共通電位より低い電位である場合には、V≦V<V≦V<Vであり、且つ、V<Vc<Vの関係であってもよい。このような第4の電位Vを中間電極67に印加するように構成された第4の電源(後述)がさらに設けられていてもよい。
5.ターゲット回収部を第4電極とするEUV光生成装置
図4は、第2の実施形態に係るEUV光生成装置の一部を示す断面図である。第2の実施形態においては、ターゲット回収部28aが導電性を有する材料で構成され、このターゲット回収部28a(第4電極)に高電圧電源58の出力端子が電気的に接続されていてもよい。
上述の第1の実施形態において、チャンバ2を共通電位Vcに接続した場合には、ノズル板62の先端部62bから第3電極68までの電位勾配と、第3電極68からプラズマ生成領域25までの電位勾配とは逆向きの電位勾配となり得る。従って、第1電極65から第3電極68までの間でターゲット27が加速されても、第3電極68からプラズマ生成領域25までの間でターゲット27はある程度減速され得る。
そこで、第2の実施形態においては、高電圧電源58により、第3電極68に印加される電位と同じ第2の電位Vがターゲット回収部28aに印加されてもよい。これにより、第3電極68からプラズマ生成領域25までの電位勾配が低減され、ターゲット27の減速が抑制され得る。
ターゲット回収部28aは、底が塞がれた筒状の容器であってもよい。ターゲット回収部28aとチャンバ2の導電性部材との間には、電気絶縁部材70が配置されていてもよい。チャンバ2の導電性部材は、共通電位Vc(例えば、接地電位)に接続されていてもよい。電気絶縁部材70の外周には、複数の溝が形成されていてもよい。これらの複数の溝は、ターゲット回収部28aとチャンバ2の導電性部材との間での絶縁破壊を抑制し得る。
その他の点に関しては、第1の実施形態と同様でよい。
第2の実施形態によれば、第3電極68の貫通孔68aを通過したターゲット27は、第3電極68とチャンバ2の導電性部材との電位差による減速を抑制されつつ、プラズマ生成領域25に到達し得る。プラズマ生成領域25に到達したターゲット27にパルスレーザ光が照射された場合に、EUV光が生成され得る。プラズマ生成領域25に到達したときにパルスレーザ光が照射されなかったターゲット27は、プラズマ生成領域25を通過し、ターゲット回収部28aによって回収され得る。
なお、ターゲット回収部28aには、第2の電位Vと異なる第5の電位が印加されてもよい。ここで、第1の電位Vがチャンバ2の導電性部材に印加された電位(例えば共通電位Vc)より高い電位である場合に、第5の電位は、チャンバ2の導電性部材に印加された電位より低い電位でもよい。或いは、第1の電位Vがチャンバ2の導電性部材に印加された電位(例えば共通電位Vc)より低い電位である場合に、第5の電位は、チャンバ2の導電性部材に印加された電位より高い電位でもよい。このような第5の電位をターゲット回収部28aに印加するように構成された第5の電源(図示せず)がさらに設けられていてもよい。
6.ターゲット回収部とは別の第4電極を有するEUV光生成装置
図5は、第3の実施形態に係るEUV光生成装置の一部を示す断面図である。第3の実施形態においては、ターゲット回収部28aとは別に、ターゲット27の軌道のプラズマ生成領域25より下流の近傍に、下流電極69が配置されてもよい。下流電極69(第4電極)には、高電圧電源58の出力端子が電気的に接続されてもよい。これにより、第3電極68に印加される電位と同じ第2の電位Vが下流電極69にも印加され得る。従って、第3電極68からプラズマ生成領域25までの電位勾配が低減され、ターゲット27の減速が抑制され得る。下流電極69は、電気絶縁部材(図示せず)を介してチャンバ2の導電性部材に固定されていてもよい。
なお、下流電極69には、第2の電位Vと異なる第5の電位が印加されてもよい。第5の電位の高さは、上述の第2の実施形態における説明の通りでもよい。このような第5の電位を下流電極69に印加するように構成された第5の電源(図示せず)がさらに設けられてもよい。
第3の実施形態において、ターゲット回収部28aには、第2の電位V又は第5の電位が印加されてもよい。また、ターゲット回収部28aは、共通電位Vcに接続されてもよい。
また、第3の実施形態においては、中間電極67に、第1の電位Vと第2の電位Vとの間の第4の電位Vが印加されてもよい。第4の電位Vの高さは、上述の第1の実施形態における説明の通りでもよい。このような第4の電位Vを中間電極67に印加するように構成された第4の電源(高電圧電源57)がさらに設けられていてもよい。
本開示は、中間電極67に第4の電位Vが印加されている場合に限定されない。第1の実施形態において説明したように、中間電極67は、共通電位Vcに接続されてもよい。
その他の点に関しては、第2の実施形態と同様でよい。
また、本開示は、ターゲット回収部28a又は下流電極69(いずれも第4電極に相当)が設けられた場合に限定されない。第4電極が設けられず、チャンバ2の導電性部材が共通電位に接続されている場合でも、絶縁破壊を抑制しつつプラズマ生成領域25におけるターゲットの進行速度を向上し得る。なぜなら、プラズマ生成領域25を通過する時点でのターゲット27の速度は、共通電位に接続された中間電極67の近傍を通過する時点でのターゲット27の速度より、速い速度であり得るからである。
上記の説明は、制限ではなく単なる例示を意図したものである。従って、添付の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ろう。
本明細書及び添付の特許請求の範囲全体で使用される用語は、「限定的でない」用語と解釈されるべきである。例えば、「含む」又は「含まれる」という用語は、「含まれるものとして記載されたものに限定されない」と解釈されるべきである。「有する」という用語は、「有するものとして記載されたものに限定されない」と解釈されるべきである。また、本明細書及び添付の特許請求の範囲に記載される修飾句「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。
1…EUV光生成装置、2…チャンバ、3…レーザ装置、4…ターゲットセンサ、5…EUV光生成制御部、6…露光装置、11…EUV光生成システム、21…ウインドウ、22…レーザ光集光ミラー、22a…レーザ光集光光学系、23…EUV集光ミラー、24…貫通孔、25…プラズマ生成領域、26…ターゲット供給装置、27…ターゲット、28…ターゲット回収部、28a…ターゲット回収部(第4電極)、29…接続部、31、32、33…パルスレーザ光、34、34a…レーザ光進行方向制御部、41…EUV集光ミラーホルダ、42、43…プレート、44…ビームダンプ、45…ビームダンプ支持部材、52…ターゲット制御部、53…圧力調節器、54…不活性ガスボンベ、55…高電圧電源(第1の電源)、55a…フィードスルー、56…高電圧パルス生成器(第3の電源)、56a…フィードスルー、57…高電圧電源(第4の電源)、57a…フィードスルー、58…高電圧電源(第2の電源)、58a…フィードスルー、61…リザーバ、61a…フランジ部、62…ノズル板、62b…先端部、64…電気絶縁部材、65…第1電極、66…第2電極、66a、66b…貫通孔、67…中間電極、67a、67b…貫通孔、68…第3電極、68a、68b…貫通孔、69…下流電極(第4電極)、70…電気絶縁部材、221…軸外放物面ミラー、222…平面ミラー、223、224…ホルダ、251…放射光、252…EUV光、291…壁、292…中間集光点、341、342…高反射ミラー、343、344…ホルダ

Claims (7)

  1. 液体のターゲット物質を内部に収容するための容器と、
    前記容器内に設置された第1電極と、
    前記容器に設けられたノズル部と、
    前記ノズル部に対向して配置され、第1通路が設けられた第2電極と、
    前記ノズル部から放出された液体のターゲット物質が通過する軌道を前記第1通路と共に画定する第2通路が設けられた第3電極と、
    共通電位を基準とする第1の電源であって、前記第1電極に前記共通電位より高い第1の電位を印加するように構成された前記第1の電源と、
    前記共通電位を基準とする第2の電源であって、前記第3電極に前記共通電位より低い第2の電位を印加するように構成された前記第2の電源と、
    前記共通電位を基準とする第3の電源であって、前記第2電極に前記第1の電位以下であり且つ前記共通電位以上である第3の電位を印加するように構成された前記第3の電源と、
    前記第2電極と前記第3電極との間に配置され、前記第1通路及び前記第2通路と共に前記軌道を画定する第3通路が設けられ、前記共通電位に電気的に接続された中間電極と、
    を備えるターゲット供給装置。
  2. 液体のターゲット物質を内部に収容するための容器と、
    前記容器内に設置された第1電極と、
    前記容器に設けられたノズル部と、
    前記ノズル部に対向して配置され、第1通路が設けられた第2電極と、
    前記ノズル部から放出された液体のターゲット物質が通過する軌道を前記第1通路と共に画定する第2通路が設けられた第3電極と、
    共通電位を基準とする第1の電源であって、前記第1電極に前記共通電位より高い第1の電位を印加するように構成された前記第1の電源と、
    前記共通電位を基準とする第2の電源であって、前記第3電極に前記共通電位より低い第2の電位を印加するように構成された前記第2の電源と、
    前記第2電極と前記第3電極との間に配置され、前記第1通路及び前記第2通路と共に前記軌道を画定する第3通路が設けられた中間電極と、
    前記中間電極に前記第1の電位より低く且つ前記第2の電位より高い第4の電位を印加するように構成された第4の電源と、
    前記共通電位を基準とする第3の電源であって、前記第2電極に前記第1の電位以下であり且つ前記第4の電位以上である第3の電位を印加するように構成された前記第3の電源と
    を備えるターゲット供給装置。
  3. 液体のターゲット物質を内部に収容するための容器と、
    前記容器内に設置された第1電極と、
    前記容器に設けられたノズル部と、
    前記ノズル部に対向して配置され、第1通路が設けられた第2電極と、
    前記ノズル部から放出された液体のターゲット物質が通過する軌道を前記第1通路と共に画定する第2通路が設けられた第3電極と、
    共通電位を基準とする第1の電源であって、前記第1電極に前記共通電位より低い第1の電位を印加するように構成された前記第1の電源と、
    前記共通電位を基準とする第2の電源であって、前記第3電極に前記共通電位より高い第2の電位を印加するように構成された前記第2の電源と、
    前記共通電位を基準とする第3の電源であって、前記第2電極に前記第1の電位以上であり且つ前記共通電位以下である第3の電位を印加するように構成された前記第3の電源と、
    前記第2電極と前記第3電極との間に配置され、前記第1通路及び前記第2通路と共に前記軌道を画定する第3通路が設けられ、前記共通電位に電気的に接続された中間電極と、
    を備えるターゲット供給装置。
  4. 液体のターゲット物質を内部に収容するための容器と、
    前記容器内に設置された第1電極と、
    前記容器に設けられたノズル部と、
    前記ノズル部に対向して配置され、第1通路が設けられた第2電極と、
    前記ノズル部から放出された液体のターゲット物質が通過する軌道を前記第1通路と共に画定する第2通路が設けられた第3電極と、
    共通電位を基準とする第1の電源であって、前記第1電極に前記共通電位より低い第1の電位を印加するように構成された前記第1の電源と、
    前記共通電位を基準とする第2の電源であって、前記第3電極に前記共通電位より高い第2の電位を印加するように構成された前記第2の電源と、
    前記第2電極と前記第3電極との間に配置され、前記第1通路及び前記第2通路と共に前記軌道を画定する第3通路が設けられた中間電極と、
    前記中間電極に前記第1の電位より高く且つ前記第2の電位より低い第4の電位を印加するように構成された第4の電源と、
    前記共通電位を基準とする第3の電源であって、前記第2電極に前記第1の電位以上であり且つ前記第4の電位以下である第3の電位を印加するように構成された前記第3の電源と、
    を備えるターゲット供給装置。
  5. 液体のターゲット物質にパルスレーザ光を照射して液体のターゲット物質をプラズマ化することにより極端紫外光を生成するように構成された極端紫外光生成装置であって、
    少なくとも1つの貫通孔が設けられたチャンバと、
    前記少なくとも1つの貫通孔を通して前記チャンバ内の所定領域に前記パルスレーザ光を導入するように構成された光学系と、
    液体のターゲット物質を内部に収容するための容器と、
    前記容器内に設置された第1電極と、
    前記容器に設けられたノズル部と、
    前記ノズル部に対向して配置され、第1通路が設けられた第2電極と、
    前記ノズル部から前記所定領域に向けて放出された液体のターゲット物質が通過する軌道を前記第1通路と共に画定する第2通路が設けられた第3電極と、
    前記軌道の前記所定領域より下流側に配置された第4電極と、
    共通電位を基準とする第1の電源であって、前記第1電極に前記共通電位より高い第1の電位を印加するように構成された前記第1の電源と、
    前記共通電位を基準とする第2の電源であって、前記第3電極及び前記第4電極に前記共通電位より低い第2の電位を印加するように構成された前記第2の電源と、
    前記共通電位を基準とする第3の電源であって、前記第2電極に前記第1の電位以下であり且つ前記第2の電位以上である第3の電位を印加するように構成された前記第3の電源と、
    を備える極端紫外光生成装置。
  6. 前記チャンバは導電性部材を含み、
    前記チャンバの前記導電性部材は、前記共通電位に電気的に接続された、請求項5記載の極端紫外光生成装置。
  7. 液体のターゲット物質にパルスレーザ光を照射して液体のターゲット物質をプラズマ化することにより極端紫外光を生成するように構成された極端紫外光生成装置であって、
    少なくとも1つの貫通孔が設けられたチャンバと、
    前記少なくとも1つの貫通孔を通して前記チャンバ内の所定領域に前記パルスレーザ光を導入するように構成された光学系と、
    液体のターゲット物質を内部に収容するための容器と、
    前記容器内に設置された第1電極と、
    前記容器に設けられたノズル部と、
    前記ノズル部に対向して配置され、第1通路が設けられた第2電極と、
    前記ノズル部から前記所定領域に向けて放出された液体のターゲット物質が通過する軌道を前記第1通路と共に画定する第2通路が設けられた第3電極と、
    前記軌道の前記所定領域より下流側に配置された第4電極と、
    共通電位を基準とする第1の電源であって、前記第1電極に前記共通電位より低い第1の電位を印加するように構成された前記第1の電源と、
    前記共通電位を基準とする第2の電源であって、前記第3電極及び前記第4電極に前記共通電位より高い第2の電位を印加するように構成された前記第2の電源と、
    前記共通電位を基準とする第3の電源であって、前記第2電極に前記第1の電位以上であり且つ前記第2の電位以下である第3の電位を印加するように構成された前記第3の電源と、
    を備える極端紫外光生成装置。
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