JP6107694B2 - ホイルトラップ用櫛状中間リング - Google Patents

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Description

本発明は、極端紫外光光源装置等の光源装置に用いられる、光源である高温プラズマから放出されるデブリから集光鏡等を保護するホイルトラップ用櫛状中間リングに関する。
半導体集積回路の微細化、高集積化につれて、その製造用の投影露光装置においては解像力の向上が要請されている。その要請に応えるため、露光用光源の短波長化が進められ、エキシマレーザ装置に続く次世代の半導体露光用光源として、波長13〜14nm、特に波長13.5nmの極端紫外光(以下、EUV(Extreme UltraViolet)光ともいう)を放出する極端紫外光光源装置(以下、EUV光源装置ともいう)が開発されている。また、EUV光を用いた投影露光装置に使用されるマスクの検査用光源としてもEUV光源装置は使用される。(検査用光源についても記載するか?)
EUV光源装置において、EUV光を発生させる方法はいくつか知られているが、そのうちの一つにEUV放射種の加熱励起により高温プラズマを発生させ、このプラズマから放射されるEUV光を取り出す方法がある。
EUV光源装置において、EUV光を発生させる方法はいくつか知られているが、そのうちの一つに極端紫外光放射種(以下、EUV放射種)を加熱して励起することにより高温プラズマを発生させ、この高温プラズマからEUV光を取り出す方法がある。
このような方法を採用するEUV光源装置は、高温プラズマの生成方式により、LPP(LaserProduced Plasma:レーザ生成プラズマ)方式EUV光源装置とDPP(DischargeProduced Plasma:放電生成プラズマ)方式EUV光源装置とに大きく分けられる。
〔DPP方式のEUV光源装置〕
DPP方式は、例えば内部に電極が配置された放電容器内をガス状の高温プラズマ原料雰囲気とし、当該雰囲気中の電極間において放電を発生させて初期プラズマを生成する。ここで、放電により電極間を流れる電流の自己磁場の作用により、上記した初期プラズマは収縮される。これにより初期プラズマの密度は高くなり、プラズマ温度が急激に上昇する。このような作用を、以下ピンチ効果と称する。ピンチ効果による加熱によって、高温となったプラズマのイオン密度は1017〜1020cm−3、電子温度は20〜30eV程度に到達し、この高温プラズマからEUV光が放射される。
図7は、特許文献1記載されたDPP方式のEUV光源装置を簡易的に説明するための図である。
EUV光源装置は、放電容器であるチャンバ1を有する。チャンバ1内には、一対の円板状の放電電極2a,2bなどが収容される放電部1aと、ホイルトラップ5や集光光学手段であるEUV集光鏡9などが収容されるEUV集光部1bとを備えている。
1cは、放電部1a、EUV集光部1bを排気して、チャンバ1内を真空状態にするためのガス排気ユニットである。
2a,2bは円盤状の電極である。電極2a,2bは所定間隔だけ互いに離間しており、それぞれ回転モータ16a,16bが回転することにより、16c,16dを回転軸として回転する。
14は、波長13.5nmのEUV光を放射する高温プラズマ原料である。高温プラズマ原料14は、加熱された溶融金属(meltedmetal)例えば液体状のスズ(Sn)であり、コンテナ15a、15bに収容される。
上記電極2a,2bは、その一部が高温プラズマ原料14を収容するコンテナ15a、15bの中に浸されるように配置される。電極2a,2bの表面上に乗った液体状の高温プラズマ原料14は、電極2a,2bが回転することにより、放電空間に輸送される。上記放電空間に輸送された高温プラズマ原料14に対してレーザ源17aよりレーザ光17が照射される。レーザ光17が照射された高温プラズマ原料14は気化する。
電極2a,2bに、電力供給手段3からパルス電圧が印加された後、高温プラズマ原料14がレ−ザ光17の照射により気化されることにより、両電極2a,2b間にパルス放電が開始し、高温プラズマ原料14によるプラズマPが形成される。放電時に流れる大電流によりプラズマが加熱励起され高温化すると、この高温プラズマPからEUV光が放射される。
高温プラズマPから放射したEUV光は、EUV集光鏡9により集光鏡9の集光点(中間集光点ともいう)fに集められ、EUV光取出部8から出射し、EUV光源装置に接続された点線で示した露光機40に入射する。
上記したEUV集光鏡9は斜入射型の集光鏡であり、一般に、複数枚の薄い凹面ミラーを入れ子状に高精度に配置した構造からなる。各凹面ミラーの反射面の形状は、例えば、回転楕円面形状、回転放物面形状、ウォルター型形状であり、各凹面ミラーは回転体形状である。ここで、ウォルター型形状とは、光入射面が、光入射側から順に回転双曲面と回転楕円面、もしくは、回転双曲面と回転放物面からなる凹面形状である。
EUV集光鏡9は、反射面形状が回転楕円面形状、ウォルター型形状等いずれかの形状であって、径が互いに異なる回転体形状の凹面ミラーを複数枚具える。EUV集光鏡を構成するこれらの凹面ミラーは、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る。このように凹面ミラーを入れ子状に高精度に配置することにより、EUV集光鏡9は、0°〜25°の斜入射角度のEUV光を良好に反射し、かつ、一点に集光できるように構成される。
図7に示すDPP方式のEUV光源装置は、放電が発生する電極表面に供給された固体もしくは液体のスズやリチウムにレーザ等のエネルギービームを照射して気化させ、その後、放電によって高温プラズマを生成するものである。よって、上記したこの方式を、以下LDP(Laser Assisted Gas Discharge Produced Plasma)方式と称することにする。
〔LPP方式のEUV光源装置〕
LPP方式ではプラズマ生成用ドライバレーザをターゲットに照射することでプラズマを生成する。ターゲット材料は、EUV光発生用高温プラズマ原料として、LDP方式同様にLi(リチウム)とSn(スズ)が注目されている。
図8は、LPP方式のEUV光源装置を簡易的に説明するための図である。
LPP方式のEUV光源装置は、光源チャンバ1を有する。光源チャンバ1には、EUV放射種である原料(高温プラズマ原料)を供給するための原料供給ユニット10および原料供給ノズル20が設けられている。原料供給ノズル20からは、原料14として、例えば液滴状のスズ(Sn)が放出される。
光源チャンバ1の内部は、真空ポンプ等で構成されたガス排気ユニット1cにより真空状態に維持されている。
レーザビーム照射手段である励起用レーザ光発生装置21からのレーザ光(レーザビーム)22は、レーザ光集光手段24により集光されながらレーザ光入射窓部23を介してチャンバ1内部へ導入され、EUV集光鏡9の略中央部に設けられたレーザ光通過穴25を通って、原料供給ノズル20から放出される原料(例えば液滴状のスズ)に照射される。ここで用いられる励起用レーザ光発生装置21は、例えば、繰り返し周波数が数kHzであるパルスレーザ装置であり、炭酸ガス(CO)レーザ、YAGレーザなどが使用される。
原料供給ノズル20から供給された原料は、レーザ光22の照射により加熱・励起されて高温プラズマとなり、この高温プラズマからEUV光が放射される。放射されたEUV光は、EUV集光鏡9によりEUV光取出部8に向けて反射されてEUV集光鏡9の集光点(中間集光点)に集光され、EUV光取出部8から出射し、EUV光源装置に接続された点線で示した露光機40に入射する。
ここで、EUV集光鏡9は、例えばモリブデンとシリコンの多層膜でコーティングされた球面形状の反射鏡であり、励起用レーザ光発生装置21およびレーザ光入射窓部23の配置によっては、レーザ光通過穴25を必要としない場合もある。
また、高温プラズマ生成用のレーザ光22は、迷光としてEUV光取出部8に到達することもある。よって、EUV光取出部の前方(高温プラズマ側)にEUV光を透過して、レーザ光22を透過させない不図示のスペクトル純度フィルタを配置することもある。
〔ホイルトラップ〕
上述したEUV光源装置において、高温プラズマPからは種々のデブリが発生する。それは、例えば、高温プラズマPと接する金属(例えば、一対の円板状の放電電極2a,2b)が上記プラズマによってスパッタされて生成する金属粉等のデブリや、高温プラズマ原料14であるSnに起因するデブリである。
これらのデブリは、プラズマの収縮・膨張過程を経て、大きな運動エネルギーを得る。すなわち、高温プラズマPから発生するデブリは高速で移動するイオンや中性原子であり、このようなデブリはEUV集光鏡9にぶつかって反射面を削ったり、反射面上に堆積したりして、EUV光の反射率を低下させる。
そのため、EUV光源装置において、放電部1aとEUV光集光部1bに収容されたEUV集光鏡9との間には、EUV集光鏡9のダメージを防ぐために、ホイルトラップ5が設置される。ホイルトラップ5は、上記したようなデブリを捕捉してEUV光のみを通過させる働きをする。
ホイルトラップは、その一例が特許文献2、特許文献3、特許文献4に示され、特許文献3では「フォイル・トラップ」として記載されている。
図9に、特許文献2に示されるようなホイルトラップの概略構成を示す。
ホイルトラップ5は、ホイルトラップ5の中心軸(図9ではEUV光の光軸に一致)を中心として、半径方向に放射状に配置された、複数の薄膜(ホイル)または薄い平板(プレート)(以下薄膜と平板を合せて「ホイル5a」と呼ぶ)と、この複数のホイル5aを支持する、同心円状に配置された中心支柱5bとリング状支持体である外側リング5cのとから構成されている。
ホイル5aは、その平面がEUV光の光軸に平行になるように配置され支持されている。そのため、ホイルトラップ5を極端紫外光源(高温プラズマP)側から見ると、中心支柱5bと外側リング5cの支持体の部分を除けば、ホイル5aの厚みしか見えない。したがって、高温プラズマPからのEUV光のほとんどは、ホイルトラップ5を通過することができる。
一方、ホイルトラップ5の複数のホイル5aは、配置された空間を細かく分割することにより、その部分のコンダクタンスを下げて圧力を上げる働きをする。そのため、高温プラズマPからのデブリは、ホイルトラップ5により圧力が上がった領域で衝突確率が上がるために速度が低下する。速度が低下したデブリは、ホイル5aやホイル5aの支持体により捕捉されるものもある。
なお、DPP方式やLDP方式のEUV光源装置においては、光軸上の光(高温プラズマPから0°の角度(放射角が0°)で出射する光)や、EUV集光鏡9の最も内側に位置する凹面ミラーが反射可能な入射角(以下、最小入射角ともいう)より小さい入射角でEUV集光鏡9に入射する光は、露光には使用されず、むしろ存在しないほうが好ましい。そのため、中心支柱5bは存在しても問題はなく、むしろ中心支柱5bにより積極的に遮光することもある。なお中心支柱5bは、EUV集光鏡9の構成から定まる最小入射角以下の光を遮光する形状となるので、一般的にはコーン形状となる。よって、以下、中心支柱5bのことをコーン(cone)とも呼ぶ。
なお、ホイルトラップ5は、高温プラズマの近くに配置されるので、受ける熱負荷も大きい。よって、ホイルトラップ5を構成するホイル5aやコーン5bは、例えば、モリブデン(Mo)などの高耐熱材料から形成される。
上記したホイルトラップ5は、主としてDPP方式やLDP方式のEUV光源装置に採用されることが多い。LPP方式のEUV光源装置の場合、磁界によりデブリ進行方向を制御してEUV集光鏡9への衝突を抑制したり、EUV集光鏡9に付着したデブリを、水素ガス等のクリーニングガスにより除去したりしている。しかしながら、図8に示すように、上記したようなホイルトラップ5を高温プラズマPとEUV集光鏡9との間に配置することもある。すなわち、ホイルトラップ5はDPP方式やLDP方式のEUV光源装置のみならず、LPP方式のEUV光源装置にも採用されうる。
特表2007−505460号公報 特表2002−504746号公報 特表2004−214656号公報 国際特許公開WO2009/144609号
近年、半導体露光用光源、および、EUV光を用いた投影露光装置に使用されるマスクの検査用光源として使用されるEUV光源装置には、EUV光出力の高出力化が要請されている。特に、露光スループットの向上の観点から、露光用光源として採用されるEUV光源には、EUV光の高出力化の要請が大きい。
EUV光出力の高出力化を実現するために、高温プラズマから放出されるEUV光をEUV集光鏡で捕集する際の立体角(後述する図10における集光角)を大きくすることが望まれる。それに伴い、高温プラズマと集光鏡との間に配置されるホイルトラップも大型化する。そのため、光軸から放射方向(半径方向)に伸びる各ホイルの長さが長くなる。
図10に高温プラズマPとホイルトラップ5とEUV集光鏡9の位置関係を示す。図10(a)は、図10(b)に示すA−A断面図、図10(b)は図10(a)におけるB方向矢視図である。図10(a)のようにホイルトラップ5が高温プラズマPとEUV集光鏡9との間に配置されると、上記したように半径方向のホイル5aの長さが長いので、図10(b)に示すように各ホイル5aにおいて自重による撓みが発生する。
ホイル5aの撓みが発生すると、場合によっては撓んだホイル5aが隣り合う他のホイル5aに接触し、ホイル5aの変形が発生する。上記したように、ホイル5aは、その平面がEUV光の光軸に平行になるように配置され支持されている。しかしながら、ホイル5aの変形が発生すると当該ホイル5aの平面はEUV光の光軸に対して平行とならない。そのため変形したホイル5aを高温プラズマ側から見ると、ホイル5aの厚みに加えてホイル5aの平面の一部が見えることになる。言い換えると、ホイルトラップ5を通過する高温プラズマPからのEUV光の一部は、このホイル5aの平面により遮光される。よって、EUV光のホイルトラップ5に対する透過率が低下するという問題が発生する。
ホイルトラップ5のEUV光透過率が低下すると、EUV集光鏡9によって集光されるEUV光の集光点(以下、中間集光点ともいう)におけるEUV光のパワーが低下することになり、EUV光源装置からのEUV光取り出し効率が悪化する。
本発明は、上記のような事情を鑑みなされたものであり、その目的は、ホイルトラップが大型化しても当該ホイルトラップのホイルの撓みに起因する上記ホイルトラップのEUV透過率の低下を抑制することである。
上述したように、ホイルトラップが大型化すると、ホイルに自重による撓みが発生し、撓んだホイルが隣り合う他のホイルに接触したり、EUV光のホイルトラップに対する透過率が低下するという問題が発生する。
上記問題を解決するため、本発明においては、ホイルトラップに、該ホイルトラップの主軸と同軸の中心軸を有し、ホイルが係合する切り込み部を有する円錐台形状の櫛状中間リングを取り付け、この中間リングによりホイルが撓まないように支持する。
上記円錐台形状の側面は、近傍を通過するプラズマからのEUV光線に対して平行となるように構成し、EUV光を遮らないようにするのが望ましい。また、上記櫛状中間リングを、ホイルトラップの中心支柱と上記外側リングとを連結するスポークにより支持すれば、櫛状中間リングの中心軸がホイルトラップの主軸からずれることがない。
さらに、櫛状中間リングの径の大きさを、EUV集光鏡の凹面ミラーのいずれか一つのミラーの光入射側の端部にほぼ一致するように構成することで、当該櫛状中間リングにより生ずるEUV光の影の影響を小さくすることができる。
以上に基づき、本発明においては、次のようにして上記課題を解決する。
(1)EUV光を放出するプラズマの近傍に配置され、主軸から放射状に伸びる複数のホイルを備え、上記EUV光は通過するが上記プラズマからのデブリは捕捉し、且つ、上記複数のホイルの一端が主軸上に配置された中心支柱により支持され、上記複数のホイルの他端が上記主軸と同軸の中心軸を有する外リングにより支持されたホイルトラップに用いられる櫛状中間リングであって、上記櫛状中間リングは、帯状の板状部材を円錐台形状に成形したリングであって、該円錐台の底面側から上面側方向、または上面側から底面側方向に、複数の切り込み設けられ、該切り込みを上記ホイルの光入射側の端部および/または光出射側の端部に係合させて、該切り込みに上記ホイルを挿入し、上記主軸と同軸の中心軸を有するように上記ホイルトラップのEUV光入射側もしくはEUV光出射側の少なくとも一方に取り付ける。
(2)上記(1)において、上記櫛状中間リングの円錐台状の側面を、近傍を通過するプラズマからのEUV光線に対して平行とする。
) EUV光を放出するプラズマと、径が互いに異なる回転体形状の複数枚の凹面ミラーを入れ子状に配置してなる斜入射型の集光鏡との間に配置され、主軸から放射状に伸びる複数のホイルを備え、上記EUV光は通過するが上記プラズマからのデブリは捕捉し、且つ、上記複数のホイルの一端が主軸上に配置された中心支柱により支持され、上記複数のホイルの他端が上記主軸と同軸の中心軸を有する外側リングにより支持されたホイルトラップに用いられる櫛状中間リングであって、上記櫛状中間リングは、帯状の板状部材を円錐台形状に成形したリングであって、該円錐台の底面側から上面側方向、または上面側から底面側方向に、複数の切り込みが設けられ、該切り込みを上記ホイルの光入射側の端部および/または光出射側の端部に係合させて、該切り込みに上記ホイルを挿入し、
上記主軸と同軸の中心軸を有するように上記ホイルトラップのEUV光入射側もしくはEUV光出射側の少なくとも一方に取り付けられ、上記櫛状中間リングは、その中心軸と上記斜入射型の集光鏡の光軸とが略一致するように配置され、上記櫛状中間リングの径の大きさは、当該櫛状中間リングにより生じる上記EUV光の影が上記回転体形状の凹面ミラーのいずれか一つのミラーの光入射側の端部にほぼ一致するように構成されている。
本発明においては、以下の効果を得ることができる。
(1)ホイルトラップに、該ホイルトラップの主軸と同軸の中心軸を有し、各ホイルが係
合する切り込み部を有する円錐台形状の櫛状中間リングを取り付けて、各ホイルをその中
間付近で支持するようにしたので、ホイルトラップが大型化しホイルの長さが長くなって
も、ホイルが撓まないように支持することができる。
また、各ホイルと櫛状中間リングを同定せずに、各ホイルを櫛状中間リングの切り込み
部に挿入して支持するようにしたので、高温ブラズマPからの放射により、ホイルトラップの各ホイルや櫛状中間リングが熱膨張しても、切り込み部により安定して各ホイルを支持することができ、ホイルや櫛状中間リングが変形するのを防ぐことができる。
(2)櫛状中間リングの円錐台状の側面を、近傍を通過するプラズマからのEUV光線に対して平行としたので、中間リングによるEUV光の遮光量を小さくすることができる。
(3)ホイルトラップの中心支柱と上記外側リングとを連結する複数のスポークにより櫛状中間リングを支持することにより、櫛状中間リング中心軸が、ホイルトラップの主軸からずれるのを防ぎ、櫛状中間リングを所定の位置に位置決めすることができる。
(4)櫛状中間リングの径の大きさを、当該櫛状中間リングにより生ずるEUV光の影が集光鏡のいずれか一つのミラーの光入射側の端部(ミラーの光入射側の円環状のエッジ部分)にほぼ一致するように構成することにより、櫛状中間リングによって生じるEUV光の影の影響を最小限にすることができる。
本発明の実施例のホイルトラップの構造を示す図である。 本実施例におけるホイルと櫛状中間リングの斜視図、およびホイルへの櫛状中間リングの取り付けを説明する部分拡大図である。 高温プラズマ、本発明のホイルトラップ、EUV集光鏡の配置関係を説明する図である。 本実施例のホイルトラップにおいてスポークを追記した図である。 櫛状中間リングをホイルの光入射側、光出射側に設けた場合の構成を示す図である 図5の構成において、スポークを追記して示した図である。 従来のDPP方式のEUV光源装置を簡易的に説明するための図である。 LPP方式のEUV光源装置を簡易的に説明するための図である。 ホイルトラップの概略構成を示す図である。 高温プラズマと、ホイルトラッブと、EUV集光鏡の位置関係を示す図である。
図1に、本発明の櫛状中間リングを設けたホイルトラップの構造を示す。図1(a)は本実施例のホイルトラップをEUV光入射側から見た図、図1(b)は図1(a)のA−A断面図である。
同図に示すホイルトラップ5は、ホイルトラップ5のEUV光入射側もしくはEUV光出射側の少なくとも一方に各ホイル5aを挟んで保持する櫛状のリングを設けたものであり、図1では、ホイルトラップ5のEUV光出射側に櫛状中間リング6を設けた場合を示している。
従来のホイルトラップ5と同様、本発明の櫛状中間リングを設けたホイルトラップ5は、当該ホイルトラップ5の中心軸(図1ではEUV光の光軸に一致)を中心として、半径方向に放射状に配置された、複数のホイル5aと、この複数のホイル5aを支持する、同心円状に配置された中心支柱5bとリング状支持体である外側リング5cとから構成される。
ホイル5aは、その平面がEUV光の光軸に平行になるように配置され支持されている。そのため、ホイルトラップ5を高温プラズマP側から見ると、中心支柱5bと外側リング5cの支持体の部分を除けば、ホイル5aの厚みしか見えない。したがって、高温プラズマPからのEUV光のほとんどは、ホイルトラップ5を通過する。
一方、ホイルトラップ5の複数のホイル5aは、配置された空間を細かく分割することにより、その部分のコンダクタンスを下げて圧力を上げる働きをする。そのため、高温プラズマPからのデブリは、ホイルトラップ5により圧力が上がった領域で衝突確率が上がるために速度が低下する。速度が低下したデブリは、ホイル5aやホイル5aの支持体により捕捉されるものもある。
更に本発明の櫛状中間リングを設けたホイルトラップ5は、中心支柱5bと外側リング5cに同心円状であって、かつ、中心支柱5bと外側リング5cとの中間に櫛状中間リング6が設けられる。
櫛状中間リング6は、図1に示すように、一定の幅を有する帯状の板状体を円錐台形状のリング形状としたものであり、リングの一方の端部(EUV光入射側のエッジあるいはEUV光出射側のエッジ)を始点として、その側面に切り込み部6aが設けられたものである。後で示すように、櫛状中間リング6は、この切り込み部6aにホイルトラップ5の各ホイル5aの一部を挿入させた状態でホイルトラップ5のEUV光入射側もしくはEUV光出射側の少なくとも一方に設けられる。
すなわち、図1(b)に示すように櫛状中間リング6を構成する円錐台形状の側面をs1、円錐台形状の上面をs2、円錐台形状の底面をs3とすると、櫛状中間リング6を光出射側に取り付ける場合は、その円錐台形状の側面s1に、上面s2側から底面s3側方向に切り込6aを設けたものである。なお、後述するように櫛状中間リング6を光入射側に取り付ける場合は、その円錐台形状の側面s1に、底面s3側から上面s2側方向に、上記ホイル5aが挿入される複数の切り込み部6aを設ける。
櫛状中間リング6は、ホイルトラップ5の各ホイル5aと同様、高温プラズマPから放出されるEUV光をできるだけ遮光しないように、その側面s1は、その近傍を通過するEUV光の光線と平行になるように構成されることが望ましい。すなわち、櫛状中間リング6は、図1(b)に示すように、EUV光発光点に相当する高温プラズマPから放射され、その近傍を通過する各光線に対して側面が平行となるように、円錐台状の側面s1を有する。よって、櫛状中間リング6は、光入射側と光出射側に円周状の2つの端部(円錐台形状の側面s1と上面s2、および側面s1と底面s3とが接する辺)を有し、一方の円周状の端部の直径は他方の円周状の端部の直径より大きい。
上記したように、櫛状中間リング6は、各ホイル5aの一部が挿入される切り込み部6aを有する。この切り込み部6aは、上記した円周状の端部のいずれか一方を始点として、櫛状中間リング6に設けられる。上記切り込み部6aは、具体的には図1(a)に示すように、ホイルトラップ5に設けられるホイル5aの数と同数であって、かつ、ホイル5aの位置に対応した位置に設けられる。図1に示す例では、櫛状中間リング6はホイルトラップ5の光出射側に設けられているので、上記切り込み部6aは櫛状中間リング6の直径が小さい方の円周状の端部側に設けられる。
図2は、本実施例におけるホイルと櫛状中間リングを示す斜視図、およびホイルへの櫛状中間リングの取り付けを説明するための部分拡大図である。
図2(a)は、ホイルトラップ5の各ホイル5aが切り込み部6aに挿入された状態で、櫛状中間リング6がホイルトラップ5に取り付けられた様子を示す斜視図である。なお、理解を容易にするために、ホイルトラップ5を構成する中心支柱5b、外側リング5cは省略されている。また、実際は、各ホイル5aの一方の端部は中心支柱5bによって支持されるが、図2(a)においては、各ホイル5aは光軸から放射方向(半径方向)に伸びるように描写されている。
図1、図2(a)から明らかなように、櫛状中間リング6は、ホイルトラップ5の中心軸を中心として同心円状に配置された中心支柱5bと外側リング5cとによって支持される複数のホイル5aであって、かつ、半径方向に放射状に配置された複数のホイル5aの一部が上記櫛状中間リング6の切り込み部6aに挿入された状態で、ホイルトラップ5のEUV光入射側もしくはEUV光出射側の少なくとも一方に設けられる。また、この櫛状中間リング6は、中心支柱5bと外側リング5cに同心円状であって、かつ、中心支柱5bと外側リング5cとの中間に位置する。
更に、櫛状中間リング6の切り込み部6aは、櫛状中間リング6の一方の円周状の端部を始点として、ホイル5aの数と同数であって、かつ、ホイル5aの位置に対応した位置に設けられているので、各ホイル5aは、ホイルトラップ5の中心軸を中心として、半径方向に放射状に配置された位置に、櫛状中間リング6により規制されて位置決めされる。よって、ホイルトラップ5が大型化しても、ホイル5aの自重によるホイル5aの撓みが櫛状中間リング6により規制されるので、ホイル5aの変形が生じにくくなる。よって、ホイルトラップ5の大型化に伴うホイルトラップ5のEUV光透過率の低下を抑制することが可能となる。
また、上記櫛状中間リング6は、その平面部(側面s1)がEUV光の光線と平行になるように構成されている。具体的には、EUV光発光点に相当する高温プラズマPからの光線に対して側面が平行となるように、円錐台状の側面を有する。
すなわち、上記櫛状中間リング6は、高温プラズマPから放出されるEUV光をできるだけ遮光しないように構成されている。
なお、図1(b)に示す櫛状中間リング6の断面を拡大した図である図2(b)に示すように、櫛状中間リング6のEUV光入射側の厚みが光射出側の厚みよりも小さくなるように上記櫛状中間リング6を構成してもよい。このように櫛状中間リング6を構成することにより、上記櫛状中間リング6によるEUV光の遮光量を更に減少させることができる。櫛状中間リング6の光入射側の形状としては、例えば、図2(b)に示すようにナイフエッジ形状としてもよい。
図2(c)は、図2(b)に示す櫛状中間リング6の切り込み部6aの拡大図において、D方向から見た矢視図である。図2(c)に示すように、各ホイル5aは、櫛状中間リング6の切り込み部6aに挿入されているものの固定されていない。各切り込み部6aの幅は、各ホイル5aの厚みよりも僅かに大きく構成されていて、各切り込み部6aの凹部とホイル5aの端部との間には隙間が設けられる。
よって、高温プラズマPからの放射により各ホイル5aが熱膨張してホイル5aが動いても、上記切り込み部6aはホイル5aの動きを妨げることなく安定して上記各ホイル5aを支持できる。
すなわち、図2(b)の矢印方向、図2(c)の矢印方向にホイル5aが熱膨張して動いても、切り込み部6aはホイル5aの熱膨張方向の動きを規制しない。よって、上記櫛状中間リング6や、熱膨張に伴うホイル5aの変形を抑制することができる。
図3は、高温プラズマP、本発明のホイルトラップ5、EUV集光鏡9の配置関係を説明する図であり、図3(a)はホイルトラップとEUV集光鏡の配置関係を示す斜視図、図3(b)は、光軸を含む平面で切った断面図である。
図3に示すEUV集光鏡9は、上記した斜入射集光鏡であり、例えばウォルター型形状である複数枚の薄い凹面ミラー9aが入れ子状に配置されている。各凹面ミラーの光入射側の端部T(エッジ)の形状は円環形状であり、円環の太さは凹面ミラーの厚みに相当する。すなわち、各凹面ミラーは、光入射側にEUV光を遮光する円環状領域を有する。この円環状領域に照射されるEUV光は、EUV光源鏡9には入射せず、EUV光源装置からは取り出すことができない。
一方、本発明の櫛状中間リング6は、その平面部(側面)がEUV光の光線と平行になるように構成された円錐台状であるので、EUV光の遮光部分は少ない。しかしながら、櫛状中間リング6により遮光されるEUV光は、櫛状中間リング6の厚みの分だけ存在し、その影は円環状となる。
よって、図3(b)に示すように、櫛状中間リング6を、その中心軸と上記斜入射型の集光鏡9の光軸とが略一致するように配置し、当該櫛状中間リング6によって生じるEUV光の影を、上記集光鏡9のいずれかの回転体形状の凹面ミラーの光入射側の端部Tにおける円環状領域に対応させることが望ましい。
すなわち、櫛状中間リング6の中心軸と集光鏡の光軸とが略一致している場合において、櫛状中間リング6の径の大きさは、当該櫛状中間リング6によって生じるEUV光の影を斜入射集光鏡であるEUV集光鏡9を構成する回転体形状の凹面ミラーのいずれか一つの光入射側円環状領域にほぼ一致するように構成する。
これにより、櫛状中間リング6を設けたことにより生ずる影の影響を最小限にすることができる。
ホイルトラップ5を構成する中間支柱5bと外側リング5cは、例えば、スポーク5dにより連結される。図4は、本発明のホイルトラップ5において、上記したスポーク5dを追記した図であり、図4(a)は本実施例のホイルトラップをEUV光入射側から見た図、図4(b)は図4(a)のA−A断面図である。
同図に示すように、スポーク5dは、中間支柱と外側リング5cにより保持される各ホイル5a間に複数個設けられる。なお図4は、理解を容易にするために、スポーク5dの幅を太く強調して示しているものであり、各ホイル5aの幅と各スポーク5dとの幅との大小関係を必ずしも正確に反映したものではない。本発明の櫛状中間リング6は、スポーク5dの端部(図4の場合は、EUV光出射側端部)に固定されて、櫛状中間リング6によって生じるEUV光の影が、斜入射集光鏡であるEUV集光鏡9を構成する凹面ミラーのいずれか一つの光入射側円環状領域に対応するように位置決めされる。
なお、図1乃至図4において、櫛状中間リング6はホイルトラップ5の光出射側に設けられているが、これに限るものではない。例えば、櫛状中間リング6をホイルトラップ5の光入射側に設けてもよいし、図5、図6に示すように櫛状中間リング6をホイルトラップ5の光入射側および光出射側の双方に設けてもよい。
図5は櫛状中間リングをホイルの光入射側、光出射側に設けた場合の構成を示す図であり、図5(a)はホイルトラップをEUV光入射側から見た図、図5(b)は図5(a)のA−A断面図である。同図に示すように、櫛状中間リング6をホイルトラップ5の光入射側および光出射側の双方に設けることができる。
また、図6は図5の構成において、スポークを追記して示した図であり、図6(a)はホイルトラップをEUV光入射側から見た図、図6(b)は図6(a)のA−A断面図である。同図に示すように櫛状中間リング6をホイルトラップ5の光入射側および光出射側の双方に設け、ホイルトラップ5の光入射側、光出射側にスポーク5dを設けてもよい。
当然ながら、各ホイル5aを支持する櫛状中間リング6が多い程、ホイルトラップ5が大型化しても各ホイル5aをより正確に位置決めすることができる。よって、櫛状中間リング6は、ホイルトラップ5の光入射側および光出射側の双方に設けることが望ましい。
1 チャンバ
1a 放電部
1b EUV集光部
1c ガス排気ユニット
2a,2b 放電電極
3 電力供給手段
5 ホイルトラップ
5a ホイル
5b 中心支柱
5c 外側リング
5d スポーク
6 櫛状中間リング
6a 切り込み部
8 EUV光取出部
9 EUV集光鏡
10 原料供給ユニット
14 高温プラズマ原料
15 コンテナ
16a,16b 回転モータ
16c,16d 回転軸
17 レーザ光
17a レーザ源
20 原料供給ノズル
21 励起用レーザ光発生装置
22 レーザ光(レーザビーム.)
23 レーザ光入射窓部
24 レーザ光集光手段
40 露光機
P 高温プラズマ

Claims (3)

  1. EUV光を放出するプラズマの近傍に配置され、主軸から放射状に伸びる複数のホイルを備え、上記EUV光は通過するが上記プラズマからのデブリは捕捉し、且つ、上記複数のホイルの一端が主軸上に配置された中心支柱により支持され、上記複数のホイルの他端が上記主軸と同軸の中心軸を有する外側リングにより支持されたホイルトラップに用いられる櫛状中間リングであって、
    上記櫛状中間リングは、帯状の板状部材を円錐台形状に成形したリングであって、該円錐台の底面側から上面側方向、または上面側から底面側方向に、複数の切り込み設けられ、該切り込みを上記ホイルの光入射側の端部および/または光出射側の端部に係合させて、該切り込みに上記ホイルを挿入し、
    上記主軸と同軸の中心軸を有するように上記ホイルトラップのEUV光入射側もしくはEUV光出射側の少なくとも一方に取り付けられる
    ことを特徴とする櫛状中間リング
  2. 上記櫛状中間リングの円錐台状の側面は、近傍を通過するプラズマからのEUV光線に対して平行である
    ことを特徴とする請求項1記載の櫛状中間リング
  3. EUV光を放出するプラズマと、径が互いに異なる回転体形状の複数枚の凹面ミラーを入れ子状に配置してなる斜入射型の集光鏡との間に配置され、主軸から放射状に伸びる複数のホイルを備え、上記EUV光は通過するが上記プラズマからのデブリは捕捉し、且つ、上記複数のホイルの一端が主軸上に配置された中心支柱により支持され、上記複数のホイルの他端が上記主軸と同軸の中心軸を有する外側リングにより支持されたホイルトラップに用いられる櫛状中間リングであって、
    上記櫛状中間リングは、帯状の板状部材を円錐台形状に成形したリングであって、該円錐台の底面側から上面側方向、または上面側から底面側方向に、複数の切り込みが設けられ、該切り込みを上記ホイルの光入射側の端部および/または光出射側の端部に係合させて、該切り込みに上記ホイルを挿入し、
    上記主軸と同軸の中心軸を有するように上記ホイルトラップのEUV光入射側もしくはEUV光出射側の少なくとも一方に取り付けられ、
    上記櫛状中間リングは、その中心軸と上記斜入射型の集光鏡の光軸とが略一致するように配置され、
    上記櫛状中間リングの径の大きさは、当該櫛状中間リングにより生じる上記EUV光の影が上記回転体形状の凹面ミラーのいずれか一つのミラーの光入射側の端部にほぼ一致するように構成されている
    ことを特徴とする櫛状中間リング。
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