JP6220879B2 - 極端紫外光生成装置及び極端紫外光生成システム - 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
3.1 構成
3.2 動作
4.散乱光検出器を含むEUV光生成装置
4.1 構成
4.2 動作
4.3 パルスレーザ光の光路の制御
5.プリパルスレーザ装置を含むEUV光生成システム
5.1 構成
5.2 パルスレーザ光の光路の制御
6.変形例
6.1 散乱光検出器の例
6.2 3つの散乱光検出器の配置例
6.3 4つの散乱光検出器の配置例
7.制御部の構成
LPP式のEUV光生成装置においては、ターゲット供給部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、レーザシステムがターゲットにパルスレーザ光を照射することにより、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。
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、ターゲット供給部から出力されるターゲットの理想的な経路、あるいは、ターゲット供給部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、ターゲット供給部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。
「プラズマ生成領域25」は、EUV光を生成するためのプラズマの生成が開始される所定領域を意味し得る。
パルスレーザ光の「光路軸」は、パルスレーザ光の光路の中心軸を意味し得る。
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つのレーザシステム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及びレーザシステム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、ターゲット供給部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。ターゲット供給部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。ターゲット供給部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。
図1を参照に、レーザシステム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。
4.1 構成
図2及び図3は、第1の実施形態に係るEUV光生成システム11の構成を示す一部断面図を示す。以下の説明において、Y方向はターゲット27の移動方向とほぼ一致していてもよい。Z方向は、パルスレーザ光33の進行方向とほぼ一致していてもよい。X方向は、Y方向及びZ方向の両方に垂直な方向であって、図2における紙面に垂直な方向であってもよい。
EUV光生成制御部5に含まれるターゲット制御部52は、ターゲット供給部26がターゲット27を出力するように、ターゲット供給部26に制御信号を出力してもよい。
ターゲット供給部26は、開口62を介して、複数の液滴状のターゲット27を順次出力してもよい。複数の液滴状のターゲット27は、その出力順に従って、プラズマ生成領域25に到達してもよい。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、プラズマ生成領域25を通過したターゲット27を回収してもよい。
レーザ制御部50は、ターゲットセンサ4から出力されるターゲット検出信号を受信してもよい。
レーザ制御部50は、ターゲット検出信号に基づいて、第1のトリガ信号を遅延回路53に出力してもよい。
遅延回路53は、第1のトリガ信号を受信し、第1のトリガ信号の受信タイミングに対して所定の遅延時間だけ遅延した第2のトリガ信号を、レーザシステム3に出力してもよい。レーザシステム3は、第2のトリガ信号に従って、パルスレーザ光を出力してもよい。
このようにして、ターゲット27がプラズマ生成領域25又はその近傍に到達するタイミングで、パルスレーザ光33が当該ターゲット27に集光され得る。
また、液滴状のターゲット27に照射されたパルスレーザ光33の散乱光が、当該ターゲット27から複数の散乱光検出器70c〜70fに到達し得る。
図6は、第1の実施形態におけるEUV光生成制御部5の動作を示すフローチャートである。EUV光生成制御部5は、以下の処理によって、ターゲットの中心とパルスレーザ光の光路軸とのずれが許容範囲か否かを検出してもよい。また、EUV光生成制御部5は、以下の処理によって、ターゲットの中心とパルスレーザ光の光路軸とのずれが許容範囲内となるように、パルスレーザ光の光路を変更してもよい。なお、レーザ制御部50、光路制御部51、及びターゲット制御部52の動作を、図6〜図8においてはまとめてEUV光生成制御部5の動作として説明する。
次に、EUV光生成制御部5は、パルスレーザ光の散乱光の偏りが小さくなるように、パルスレーザ光の光路軸を制御してもよい(ステップS180)。パルスレーザ光の光路軸の制御は、光路変更器84を駆動することによって、行われてもよい。
ステップS190において、EUV光生成制御部5は、パルスレーザ光の光路軸の制御が完了したことを示す信号を露光装置6に出力してもよい。この信号は、露光装置6が半導体ウエハの露光に使用可能なEUV光を、EUV光生成システム11が生成可能であることを露光装置6に通知し得る。例えば、露光装置6は、この信号を受信してからステップS170におけるパルスレーザ光の光路軸を制御中であることを示す信号を受信するまでの間、露光動作を行うようにしてもよい。
以上の処理が、露光装置6からEUV光の出力停止信号を受信するまで繰り返されてもよい。
以上の処理により、目標位置においてプラズマが生成されるように、ターゲット27の位置及びパルスレーザ光の光路軸が制御され得る。
ΔSx=(E1+E2−E3−E4)/(E1+E2+E3+E4)
ΔSy=(E2+E3−E1−E4)/(E1+E2+E3+E4)
以上の処理により、パルスレーザ光の散乱光が検出され、パルスレーザ光の散乱光の偏りが算出され得る。上述のステップS160において、散乱光の偏りが許容範囲内か否かを判定するときは、ステップS152で算出されたΔSx及びΔSyの絶対値を所定の閾値と比較してもよい。上述のステップS180において、パルスレーザ光の光路軸を制御するときは、ステップS152で算出されたΔSx及びΔSyの符号と逆の方向にパルスレーザ光の光路軸が移動するように、光路変更器84が駆動されてもよい。
5.1 構成
図9は、第2の実施形態に係るEUV光生成システム11の構成を示す一部断面図である。第2の実施形態においては、レーザシステム3が、プリパルスレーザ装置3aとメインパルスレーザ装置3bとを含んでいてもよい。
図12は、第2の実施形態におけるEUV光生成制御部5の動作を示すフローチャートである。第2の実施形態におけるEUV光生成制御部5の動作は、露光装置6から受信した目標位置のデータに基づいて、ターゲット27の位置及びパルスレーザ光の光路軸を制御する処理(ステップS130a)が、第1の実施形態と異なっていてもよい。また、第2の実施形態におけるEUV光生成制御部5の動作は、第1のパルスレーザ光の散乱光を検出する処理と(ステップS150p)、第2のパルスレーザ光の散乱光を検出する処理と(ステップS150m)を行う点で、第1の実施形態と異なっていてもよい。他の点については、第1の実施形態における動作と同様でよい。なお、レーザ制御部50、光路制御部51、及びターゲット制御部52の動作を、図12及び図13においてはまとめてEUV光生成制御部5の動作として説明する。
次に、EUV光生成制御部5は、第2のパルスレーザ光が第2の位置で集光されるように、高反射ミラー342のホルダ344に備えられたアクチュエータ349によって、第2のパルスレーザ光の光路軸を制御してもよい(ステップS136a)。
その後、本フローチャートによるS130aの処理を終了してもよい。
ステップS180pにおいて、EUV光生成制御部5は、第1のパルスレーザ光の散乱光の偏りが小さくなるように、第1のパルスレーザ光の光路軸を制御してもよい。第1のパルスレーザ光の光路軸の制御は、光路変更器84を駆動することによって、行われてもよい。
ステップS180mにおいて、EUV光生成制御部5は、第2のパルスレーザ光の散乱光の偏りが小さくなるように、第2のパルスレーザ光の光路軸を制御してもよい。第2のパルスレーザ光の光路軸の制御は、アクチュエータ349を駆動することによって、行われてもよい。
6.1 散乱光検出器の例
図14は、散乱光検出器の変形例を示す断面図である。上述の第1の実施形態又は第2の実施形態において、散乱光検出器は、図14に示されるように構成されてもよい。図14に示される散乱光検出器70は、光センサ71と、バンドパスフィルタ72と、容器73と、集光レンズ74と、コリメートレンズ21gとを含んでいてもよい。
図15は、散乱光検出器の配置に関する変形例を示す断面図である。図15は、XY面に平行な面における断面を示す。図15において、EUV集光ミラー23、ターゲット供給部26、及びターゲット回収部28などの図示は省略されている。上述の第1の実施形態又は第2の実施形態において、散乱光検出器は、図15に示されるように配置されていてもよい。
ΔSx=[E1−cos60°(E2+E3)]/[E1+cos60°(E2+E3)]
ΔSy= (E2−E3)/(E2+E3)
図16A及び図16Bは、散乱光検出器の配置に関する別の変形例を示す一部断面図である。図16Aは、XY面に平行な面における断面を示す。図16Bは、YZ面に平行な面における断面を示す。図16A及び図16Bにおいて、EUV集光ミラー23及びターゲット回収部28などの図示は省略されている。上述の第1の実施形態又は第2の実施形態において、散乱光検出器は、図16A及び図16Bに示されるように配置されていてもよい。
ΔSx=(E1−E3)/(E1+E3)
ΔSy=(E2−E4)/(E2+E4)
図17は、制御部の概略構成を示すブロック図である。
上述した実施の形態におけるEUV光生成制御部5に含まれる各種の制御部は、コンピュータやプログラマブルコントローラ等汎用の制御機器によって構成されてもよい。例えば、以下のように構成されてもよい。
制御部は、処理部1000と、処理部1000に接続される、ストレージメモリ1005と、ユーザインターフェイス1010と、パラレルI/Oコントローラ1020と、シリアルI/Oコントローラ1030と、A/D、D/Aコンバータ1040とによって構成されてもよい。また、処理部1000は、CPU1001と、CPU1001に接続された、メモリ1002と、タイマー1003と、GPU1004とから構成されてもよい。
処理部1000は、ストレージメモリ1005に記憶されたプログラムを読み出してもよい。また、処理部1000は、読み出したプログラムを実行したり、プログラムの実行に従ってストレージメモリ1005からデータを読み出したり、ストレージメモリ1005にデータを記憶させたりしてもよい。
シリアルI/Oコントローラ1030に接続される、シリアルI/Oポートを介して通信可能な機器1031〜103xは、ターゲットセンサ4、ターゲット供給部26等であってもよい。
A/D、D/Aコンバータ1040に接続される、アナログポートを介して通信可能な機器1041〜104xは、散乱光検出器70c〜70f等の各種センサであってもよい。
以上のように構成されることで、制御部は各実施形態に示された動作を実現可能であってよい。
Claims (2)
- 第1のパルスレーザ光を出力する第1のレーザ装置と、
第2のパルスレーザ光を出力する第2のレーザ装置と、
チャンバと、
前記チャンバ内に、ターゲットを出力するように構成されたターゲット供給部と、
前記ターゲットに前記第1のパルスレーザ光を集光し、前記ターゲットに前記第1のパルスレーザ光が照射されて形成される二次ターゲットに前記第2のパルスレーザ光を集光するように構成された集光光学系と、
前記第1のパルスレーザ光が前記ターゲットに照射され、前記第2のパルスレーザ光が前記二次ターゲットに照射されるように、前記第1のレーザ装置及び前記第2のレーザ装置を制御するレーザ制御部と、
前記第1のパルスレーザ光の前記ターゲットによる散乱光を検出するように各々構成された複数の第1の散乱光検出器と、
前記第2のパルスレーザ光の前記二次ターゲットによる散乱光を検出するように各々構成された複数の第2の散乱光検出器と、
を備える極端紫外光生成システム。 - 前記第1のパルスレーザ光の光路を変更するように構成された第1の光路変更器と、
前記第2のパルスレーザ光の光路を変更するように構成された第2の光路変更器と、
前記複数の第1の散乱光検出器の検出結果に基づいて、前記第1の光路変更器を制御するように構成され、且つ、前記複数の第2の散乱光検出器の検出結果に基づいて、前記第2の光路変更器を制御するように構成された光路制御部と、
をさらに備える請求項1記載の極端紫外光生成システム。
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