JP6649957B2 - 極端紫外光生成装置 - Google Patents
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Description
1.EUV光生成システムの全体説明
1.1 構成
1.2 動作
2.用語の説明
3.課題
3.1 比較例の構成
3.2 比較例の動作
3.3 課題
4.第1実施形態
4.1 構成
4.1.1 ノイズ判定機能
4.1.2 ノイズ分離機能
4.1.3 ノイズマスク機能
4.1.4 遅延時間補正機能
4.2 動作
4.3 作用効果
5.第2実施形態
5.1 構成及び動作
5.2 作用効果
6.第3実施形態
6.1 構成
6.2 動作
6.3 作用効果
7.第4実施形態
7.1 構成及び動作
7.2 作用効果
8.第5実施形態
8.1 構成及び動作
8.2 作用効果
9.第6実施形態
9.1 構成及び動作
9.2 作用効果
10.その他
10.1 各制御部のハードウェア環境
10.2 その他の変形例等
[1.1 構成]
図1に、例示的なLPP方式の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、ターゲット供給器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。ターゲット供給器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。ターゲット供給器26から供給されるターゲット27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、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」は、チャンバ内に導入されたレーザ光の被照射物である。レーザ光が照射されたターゲットは、プラズマ化してEUV光を放射する。
「ドロップレット」は、チャンバ内へ供給されるターゲットの一形態である。
「プラズマ生成領域」は、チャンバ内の所定領域である。プラズマ生成領域は、チャンバ内に出力されたドロップレットに対してレーザ光が照射され、ターゲットがプラズマ化される領域である。
「ドロップレット軌道」は、チャンバ内に出力されたドロップレットが進行する経路である。ドロップレット軌道は、プラズマ生成領域において、チャンバ内に導入されたレーザ光の光路と交差してもよい。
「光路軸」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中心を通る軸である。
「光路」は、レーザ光が通る経路である。光路には、光路軸が含まれてもよい。
「Z軸方向」は、EUV光生成装置がEUV光を出力する方向である。すなわち、Z軸方向は、EUV光生成装置のチャンバから露光装置へEUV光が出力される方向である。
「Y軸方向」は、ターゲット供給器がチャンバ内にターゲットを出力する方向である。
「X軸方向」は、Y軸方向及びZ軸方向に直交する方向である。
図2〜図5を用いて、比較例のEUV光生成装置1について説明する。
比較例のEUV光生成装置1は、ドロップレット検出器41を含むEUV光生成装置1であってもよい。
図2は、比較例のEUV光生成装置1の構成を説明するための図を示す。図3は、比較例に係るターゲット供給器26及びドロップレット検出器41の構成を説明するための図を示す。
比較例のEUV光生成装置1は、パルスレーザ光31を出力するレーザ装置3と共に用いられる装置であってもよい。
比較例のEUV光生成装置1は、チャンバ2と、ターゲット供給器26と、ターゲット回収器28と、ドロップレット検出器41と、EUV光生成制御部5と、制御部8とを備えてもよい。
チャンバ2は、例えば、中空の筒形状に形成されてもよい。
筒形状のチャンバ2の中心軸方向は、EUV光252を露光装置6へ出力する方向に略平行であってもよい。
チャンバ2の内部空間を形成する壁2aは、導電性を有する材料を用いて形成されてもよい。
チャンバ2は、チャンバ2外からチャンバ2内へドロップレット271を供給するためのターゲット供給路2bを含んでもよい。
ターゲット供給路2bは、筒形状のチャンバ2の側面部に設けられてもよい。
ターゲット供給路2bは、筒形状に形成されてもよい。
筒形状のターゲット供給路2bの中心軸方向は、EUV光252を露光装置6へ出力する方向に略直交してもよい。
プレート235は、チャンバ2の内側面に固定されてもよい。
プレート235の中央には、その厚さ方向にパルスレーザ光33が通過可能な孔235aが設けられてよい。孔235aの開口方向は、図1における貫通孔24とプラズマ生成領域25とを通る軸と略同一方向であってもよい。
プレート235より接続部29側に区画分けされたチャンバ2の内部空間には、EUV集光光学系23aが設けられてもよい。
プレート235よりウインドウ21側に区画分けされたチャンバ2の内部空間には、レーザ光集光光学系22aが設けられてもよい。
EUV集光ミラー23は、ホルダ231に保持されてもよい。ホルダ231は、プレート235に固定されてもよい。
レーザ光集光ミラー22は、チャンバ2の底面部に設けられたウインドウ21を透過したパルスレーザ光32が入射するように配置されてもよい。
レーザ光集光ミラー22は、軸外放物面ミラー221と、平面ミラー222とを含んでもよい。
平面ミラー222は、孔235a及び軸外放物面ミラー221とそれぞれ対向して配置されてもよい。平面ミラー222は、ホルダ224に保持されてもよい。
ホルダ223及びホルダ224は、不図示の3軸ステージに固定されてもよい。3軸ステージは、X軸方向、Y軸方向及びZ軸方向の3軸方向にホルダ223及びホルダ224を動かすアクチェータを含んでもよい。3軸ステージのアクチュエータの動作は、EUV光生成制御部5によって制御されてもよい。
軸外放物面ミラー221及び平面ミラー222の位置及び姿勢は、EUV光生成制御部5が3軸ステージのアクチュエータを制御することに伴って、調整され得る。当該調整は、レーザ光集光ミラー22から出射光であるパルスレーザ光33が、プラズマ生成領域25で集光するように実行され得る。
ターゲット回収器28は、ドロップレット軌道Fの延長線上に配置されてもよい。
レーザ光進行方向制御部34は、高反射ミラー341と、高反射ミラー342とを含んでもよい。
高反射ミラー341及び高反射ミラー342は、不図示のアクチュエータによって位置及び姿勢が調整されてもよい。当該アクチュエータの動作は、EUV光生成制御部5によって制御されてもよい。
高反射ミラー341及び高反射ミラー342の位置及び姿勢は、EUV光生成制御部5が当該アクチュエータを制御することに伴って、調整され得る。当該調整は、レーザ光進行方向制御部34からの出射光であるパルスレーザ光32が、チャンバ2の底面部に設けられたウインドウ21を透過するように実行されてもよい。
例えば、EUV光生成制御部5は、EUV光252の露光装置6への出力に関する制御指令を示すEUV光出力指令信号を、露光装置制御部61から受信してもよい。EUV光出力指令信号は、EUV光252の目標出力タイミング、目標繰り返し周波数、目標パルスエネルギ等の各種目標値を含んでもよい。
EUV光生成制御部5は、露光装置制御部61からの各種信号に基づいて、EUV光生成システム11の各構成要素の動作を統括的に制御してもよい。
EUV光生成制御部5は、レーザ光進行方向制御部34及びレーザ光集光光学系22aを動かすそれぞれのアクチェータとの間で各々制御信号の送受信を行ってもよい。それにより、EUV光生成制御部5は、パルスレーザ光31〜33の進行方向及び集光位置を調整してもよい。
EUV光生成制御部5は、制御部8との間で制御信号の送受信を行ってもよい。それにより、EUV光生成制御部5は、ターゲット供給器26及びドロップレット検出器41に含まれる各構成要素の動作を間接的に制御してもよい。
ターゲット供給器26が供給するターゲット27の材料は、金属材料であってもよい。ターゲット27を構成する金属材料は、スズ、テルビウム、ガドリニウム、リチウム又は、それらの内のいずれか2つ以上の組合せを含む材料であってもよい。好適には、ターゲット27を構成する金属材料は、スズであってもよい。
ターゲット供給器26は、チャンバ2のターゲット供給路2bの端部に設けられてもよい。
ターゲット供給器26は、図3に示されるように、タンク261と、ノズル262とを含んでもよい。更に、ターゲット供給器26は、ヒータ263aと、ヒータ電源263bと、温度センサ263cと、温度制御部263dと、圧力調節器264aと、ガスボンベ264bと、ピエゾ素子265aと、ピエゾ電源265bとを含んでもよい。
タンク261は、中空の筒形状に形成されてもよい。
タンク261は、ターゲット27と反応し難い材料で形成されてもよい。ターゲット27と反応し難い材料は、例えば、SiC、SiO2、Al2O3、モリブデン、タングステン及びタンタルのうちの少なくとも1つであってもよい。
タンク261は、チャンバ2のターゲット供給路2bの端部外側に配置されてもよい。
タンク261は、その中心軸がドロップレット軌道Fと略一致するように配置されてもよい。
ノズル262は、板状に形成されてもよい。
ノズル262は、ターゲット27と反応し難い材料で形成されてもよい。
ノズル262は、タンク261に接続されてもよい。ノズル262は、タンク261のプラズマ生成領域25側の端部であるネック部261aの先端に接続されてもよい。
ノズル262の中央には、ノズル孔262aが形成されてもよい。
ノズル孔262aは、ノズル262を貫通するように形成されてもよい。ノズル孔262aは、その中心軸がドロップレット軌道Fと略一致するように形成されてもよい。ノズル孔262aは、溶融したターゲット27をチャンバ2内へジェット状に噴出するような形状に形成されてもよい。
ヒータ263aは、タンク261に接続されてもよい。ヒータ263aは、タンク261の外表面を覆うように配置されてもよい。
ヒータ263aは、ヒータ電源263bに接続されてもよい。
ヒータ電源263bは、温度制御部263dに接続されてもよい。ヒータ電源263bの動作は、温度制御部263dによって制御されてもよい。
温度センサ263cは、タンク261の外表面であって、ネック部261a付近に接続されてもよい。
温度センサ263cは、温度制御部263dに接続されてもよい。温度センサ263cは、検出されたタンク261の温度に応じた温度検出信号を温度制御部263dに送信してもよい。
温度制御部263dは、制御部8に接続されてもよい。温度制御部263dは、制御部8からの指令に基づいて、タンク261の温度を制御してもよい。
圧力調節器264aは、タンク261内に連結されてもよい。
圧力調節器264aは、ガスボンベ264bに連結されてもよい。ガスボンベ264bには、ヘリウム又はアルゴン等の不活性ガスが充填されてもよい。圧力調節器264aは、ガスボンベ264bに充填された不活性ガスを、タンク261内に給気してもよい。
圧力調節器264aは、不図示の排気口を備えてもよい。圧力調節器264aは、排気口からタンク261内のガスを排気してもよい。
圧力調節器264aは、タンク261内にガスを給気し又はタンク261内のガスを排気することによって、タンク261内のターゲット27に加わる圧力を調節してもよい。圧力調節器264aの動作は、制御部8によって制御されてもよい。
ピエゾ素子265aは、ネック部261aの外表面であって、ノズル262付近に接続されてもよい。
ピエゾ素子265aは、ピエゾ電源265bに接続されてもよい。
ピエゾ電源265bは、制御部8に接続されてもよい。ピエゾ電源265bの動作は、制御部8によって制御されてもよい。
具体的には、ドロップレット検出器41は、チャンバ2内の所定位置にある検出領域Rをドロップレット271が通過したタイミングを検出するセンサであってもよい。検出領域Rがある所定位置は、ターゲット供給器26のノズル262とプラズマ生成領域25との間にあるドロップレット軌道F上の位置であってもよい。
ドロップレット検出器41は、図3に示されるように、光源部410と、受光部420とを含んでもよい。
光源部410と受光部420とは、ドロップレット軌道F上の検出領域Rを挟んで互いに対向するように配置されてもよい。
光源部410と受光部420との対向方向は、ドロップレット軌道Fと略直交してもよい。
光源部410は、光源411と、照明光学系412と、ウインドウ413とを含んでもよい。
光源411は、例えば、単波長の連続レーザ光を出力するCW(Continuous Wave)レーザ等の光源であってもよい。また、光源411は、複数の波長を有する連続光を出力するランプ等の光源であってもよい。
光源411の動作は、制御部8によって制御されてもよい。
照明光学系412は、光源411から出力された照明光の光路上に配置されてもよい。
照明光学系412は、光源411から出力された照明光を透過させ、ウインドウ413に導いてもよい。照明光学系412は、光源411から出力された照明光を、ウインドウ413を介して検出領域Rに集光してもよい。
ウインドウ413は、照明光学系412を透過した照明光の光路上に配置されてもよい。
ウインドウ413は、照明光学系412を透過した照明光を検出領域Rに向けて透過させてもよい。
受光部420は、光センサ421と、受光光学系422と、ウインドウ423とを含んでもよい。
ウインドウ423は、光源部410のウインドウ413と検出領域Rを挟んで対向して配置されてもよい。
ウインドウ423は、検出領域Rに出力された照明光の光路上に配置されてもよい。
ウインドウ423は、検出領域Rに出力された照明光を受光光学系422に向けて透過させてもよい。
受光光学系422は、検出領域Rに出力されウインドウ423を透過した照明光の光路上に配置されてもよい。
受光光学系422は、ウインドウ423を透過した照明光を透過させ、光センサ421に導いてもよい。
光センサ421は、フォトダイオード、フォトダイオードアレイ、アバランシェダイオード、光電子増倍管及びマルチピクセルフォトンカウンタのうちの少なくとも1つの受光素子であってもよい。光センサ421は、これらの受光素子と、イメージインテンシファイア等の高速シャッタとを組み合わせて構成されてもよい。
光センサ421は、受光光学系422を透過した照明光の光路上に配置されてもよい。
光センサ421は、受光光学系422を透過した照明光を受光し、その光強度を検出してもよい。
光センサ421は、制御部8に接続されてもよい。光センサ421は、受光した照明光の光強度に応じた検出信号を制御部8に送信してもよい。
例えば、制御部8は、ドロップレット271のチャンバ2内への出力に関する制御指令を示すターゲット出力信号を、EUV光生成制御部5から受信してもよい。ターゲット出力信号は、EUV光出力指令信号に含まれる各種目標値に応じてドロップレット271が出力されるよう、ターゲット供給器26の動作を制御する信号であってもよい。
制御部8は、EUV光生成制御部5からの各種信号に基づいて、ターゲット供給器26に含まれる各構成要素の動作を制御してもよい。
また、制御部8は、EUV光生成制御部5からの各種信号に基づいて、レーザ装置3がパルスレーザ光31を出力するタイミングを制御してもよい。
図4を用いて、比較例のEUV光生成装置1の動作の概要について説明する。
図4は、制御部8によって制御されるレーザ装置3の出力タイミングを説明するための図である。
制御部8は、ターゲット出力信号を受信すると、EUV光生成制御部5からターゲット出力停止信号を受信するまで、以下のような処理を行ってもよい。
ターゲット出力停止信号は、チャンバ2内へのターゲット27の供給をターゲット供給器26に停止させる制御指令を示す信号であってもよい。
温度センサ263cは、検出されたタンク261の温度に応じた温度検出信号を温度制御部263dに送信してもよい。
温度制御部263dは、温度検出信号に示される検出値が目標温度に近付くよう、ヒータ263aに電力を供給するヒータ電源263bの動作を制御してもよい。
目標温度は、ターゲット27の融点以上の所定範囲内にある温度であってもよい。ターゲット27がスズの場合、目標温度は、250℃〜290℃の範囲内にある温度であってもよい。
なお、制御部8は、タンク261内の温度がターゲット27の融点以上の所定範囲内で維持されるよう、温度制御部263dを介してヒータ電源263bの動作を継続的に制御してもよい。
目標圧力は、タンク261内のターゲット27がノズル孔262aから所定速度でジェット状に噴出するような圧力であってもよい。所定速度は、例えば50m/s〜100m/sであってもよい。
所定波形は、ドロップレット271が所定周波数で生成されるような波形であってもよい。所定周波数は、例えば50kHz〜100kHzであってもよい。
チャンバ2内へ出力されたドロップレット271は、ドロップレット軌道F上を進行し、検出領域Rを通過し得る。
そのため、ドロップレット271が検出領域Rを通過する場合、光源411から出力された照明光の検出領域Rでの像の一部は、検出領域Rを通過するドロップレット271の影の像となって光センサ421に受光され得る。
よって、ドロップレット271が検出領域Rを通過する場合、光センサ421が受光する照明光の光強度は、ドロップレット271が検出領域Rを通過していない場合に比べて顕著に低下し得る。
光センサ421は、受光した照明光の光強度を電圧値に変換して当該光強度の変化に応じた検出信号を生成し、制御部8に送信し得る。
光センサ421によって生成される当該受光強度の変化に応じた検出信号を、通過タイミング信号ともいう。
すなわち、通過タイミング信号は、ドロップレット271が検出領域Rに進入してから検出領域Rを退去するまでの期間内に極値を含むような信号波形を有し得る。
通過タイミング信号のうち、ドロップレット271が検出領域Rを通過することに伴って電圧が変化する部分を、ドロップレット通過部分ともいう。ドロップレット通過部分は、検出期間以内において示される通過タイミング信号であり得る。
通過タイミング信号のうち、ドロップレット271が検出領域Rを通過していない場合に示されるベース電圧の部分を、ベース部分ともいう。ベース部分は、検出期間外において示される通過タイミング信号であり得る。
制御部8は、通過タイミング信号が所定の閾値を超えて当該閾値より低くなった場合、ドロップレット271が検出領域Rを通過したと判定してもよい。すなわち、制御部8は、通過タイミング信号のドロップレット通過部分が所定の閾値を超えて当該閾値より低くなるタイミングを、ドロップレット271が検出領域Rを通過したタイミングと判定してもよい。
或いは、制御部8は、通過タイミング信号が所定の閾値を超えて当該閾値より低くなったタイミングと、通過タイミング信号が極値を示した後に当該閾値を超えて当該閾値より高くなったタイミングとの中間値を計算してもよい。そして、制御部8は、当該中間値のタイミングを、ドロップレット271が検出領域Rを通過したタイミングと判定してもよい。
何れにしても、ドロップレット271が検出領域Rを通過したタイミングは、少なくとも検出期間以内に含まれ、通過タイミング信号の少なくともドロップレット通過部分の何れかのタイミングとして制御部8に判定され得る。
所定の閾値は、通過タイミング信号のドロップレット通過部分が取り得る電圧値の範囲に基づいて予め定められてもよい。
ドロップレット検出信号は、検出領域Rを通過したドロップレット271が検出されたことを示す信号であってもよい。
トリガ信号は、レーザ装置3がパルスレーザ光31を出力する契機を与える信号であってもよい。
遅延時間Dは、パルスレーザ光33がプラズマ生成領域25に到達するタイミングを、ドロップレット271がプラズマ生成領域25に到達するタイミングに略一致させるための時間であってもよい。遅延時間Dは、制御部8に予め保持されてもよい。
チャンバ2内に導入されたパルスレーザ光32は、レーザ光集光光学系22aにて集光され、パルスレーザ光33としてプラズマ生成領域25に導かれ得る。当該パルスレーザ光33は、ドロップレット271がプラズマ生成領域25に到達するタイミングでプラズマ生成領域25に導かれ得る。
プラズマ生成領域25に導かれたパルスレーザ光33は、プラズマ生成領域25に到達したドロップレット271を照射し得る。パルスレーザ光33が照射されたドロップレット271はプラズマ化し、EUV光251を含むプラズマ光を放射し得る。
そして、制御部8は、ドロップレット検出器41からの通過タイミング信号の変化に同期してレーザ装置3にトリガ信号を送信し得る。すなわち、制御部8は、通過タイミング信号に基づいてトリガ信号をレーザ装置3に送信することで、レーザ装置3がパルスレーザ光31を出力するタイミングを制御し得る。
図5は、比較例のEUV光生成装置1の課題を説明するための図を示す。
プラズマ生成領域25に到達したドロップレット271にパルスレーザ光33が照射されてプラズマが生成されると、当該プラズマからEUV光251を含む電磁波が放射され得る。
このとき、プラズマから放射された電磁波が、ドロップレット検出器41に入射し、光センサ421によってノイズとして出力されることがあり得る。このノイズは、プラズマから放射された電磁波に起因するノイズであり得る。このノイズは、図5に示されるように、光センサ421から送信される通過タイミング信号に重畳することがあり得る。
すると、制御部8は、ドロップレット271が検出領域Rを通過していないにもかかわらず、図5に示されるように、通過タイミング信号に重畳したノイズが所定の閾値を超えたタイミングでドロップレット検出信号を生成し得る。すなわち、ドロップレット検出信号が生成されるタイミングには、プラズマから放射された電磁波に起因するノイズによって誤差が生じることがあり得る。
このため、ドロップレット検出信号に基づいて生成されるトリガ信号が、制御部8からレーザ装置3に誤ったタイミングで送信されることがあり得る。
それにより、ドロップレット271がプラズマ生成領域25に到達するタイミングと、パルスレーザ光33がプラズマ生成領域25に到達するタイミングとがずれることがあり得る。その結果、EUV光生成装置1から出力されるEUV光252のパルスエネルギは、パルス毎で大きくばらつくことがあり得る。
したがって、プラズマから放射された電磁波に起因するノイズが通過タイミング信号に重畳しても適切なタイミングでドロップレット検出信号を生成することによって、EUV光252のエネルギ安定性を向上させ得る技術が望まれている。
プラズマから放射された電磁波に起因するノイズが通過タイミング信号に対して重畳するタイミングを、ノイズの重畳タイミングともいう。
図6〜図14を用いて、第1実施形態のEUV光生成装置1について説明する。
第1実施形態のEUV光生成装置1は、比較例のEUV光生成装置1に対して、制御部8にノイズ補償部81が追加された構成を備えてもよい。
第1実施形態のEUV光生成装置1の構成において、比較例のEUV光生成装置1と同様の構成については説明を省略する。
図6は、第1実施形態のEUV光生成装置1の構成を説明するための図を示す。
第1実施形態に係る制御部8は、ノイズ補償部81を含んでもよい。
ノイズ補償部81は、ドロップレット検出器41に含まれる光センサ421からの通過タイミング信号を受信してもよい。
ノイズ補償部81は、プラズマから放射された電磁波に起因して通過タイミング信号に重畳するノイズを補償してもよい。
具体的には、ノイズ補償部81は、ノイズの重畳タイミングが検出期間以内に含まれるか否かを判定するノイズ判定機能を含んでもよい。
ノイズ補償部81は、ノイズの重畳タイミングを検出期間外に分離するノイズ分離機能を含んでもよい。
ノイズ補償部81は、検出期間外に分離されたタイミングで通過タイミング信号に重畳するノイズをマスクするノイズマスク機能を含んでもよい。
ノイズ補償部81は、トリガ信号が制御部8から送信されるタイミングを規定する遅延時間Dを補正する遅延時間補正機能を含んでもよい。
図7は、第1実施形態に係るノイズ補償部81に含まれるノイズ判定機能を説明するための図を示す。
ノイズ補償部81は、通過タイミング信号及びノイズのそれぞれの信号波形に基づいて、ノイズの重畳タイミングが検出期間以内に含まれるか否かを判定してもよい。
具体的には、ノイズ補償部81は、通過タイミング信号のドロップレット通過部分に対してノイズが重畳しているか否かを判定することによって、ノイズの重畳タイミングが検出期間以内に含まれるか否かを判定してもよい。
ノイズ補償部81は、ノイズ判定機能を実現するために、例えば次のように構成されてもよい。
そして、ノイズ補償部81は、このデジタル回路の周波数解析の結果に基づいて、通過タイミング信号のドロップレット通過部分に対して、ノイズが重畳しているか否かを判定してもよい。
例えば、ノイズ補償部81は、通過タイミング信号の周波数成分のうち1MHz以下の周波数成分が支配的である場合には、ノイズが通過タイミング信号に重畳していないと判定してもよい。通過タイミング信号における1MHz以下の周波数成分は、通過タイミング信号のベース部分及びドロップレット通過部分に応じた周波数成分を示し得る。
一方、ノイズ補償部81は、通過タイミング信号の周波数成分のうち10〜20MHz以下の周波数成分が存在する場合には、ノイズが通過タイミング信号に重畳していると判定してもよい。そして、ノイズ補償部81は、10〜20MHz以下の周波数成分が、通過タイミング信号のドロップレット通過部分に対して重畳している場合、ノイズの重畳タイミングが検出期間以内に含まれると判定してもよい。
ノイズ判定閾値は、通過タイミング信号のドロップレット通過部分の極性とは逆の極性を有する所定値として定められてもよい。
ノイズ補償部81は、通過タイミング信号がノイズ判定閾値を超えて当該ノイズ判定閾値より高くなる場合、ノイズが通過タイミング信号に重畳していると判定してもよい。そして、ノイズ補償部81は、当該ノイズが通過タイミング信号のドロップレット通過部分に対して重畳している場合、ノイズの重畳タイミングが検出期間以内に含まれると判定してもよい。
一方、ノイズ補償部81は、通過タイミング信号がノイズ判定閾値を超えない場合、プラズマから放射された電磁波に起因するノイズが通過タイミング信号に重畳していないと判定してもよい。
図8は、第1実施形態に係るノイズ補償部81に含まれるノイズ分離機能を説明するための図を示す。図9は、ノイズ分離機能の一態様としてドロップレット271の速度を補正する機能を説明するための図を示す。
ノイズの重畳タイミングが検出期間以内に含まれる場合、制御部8は、誤ったタイミングでドロップレット検出信号を生成することがあり得る。
すなわち、ノイズ補償部81は、ノイズの重畳タイミングが検出期間以内に含まれていなければ、ノイズは通過タイミング信号のベース部分に重畳し得る。この場合、ノイズ補償部81は、通過タイミング信号のベース部分に重畳するノイズを比較的に容易にマスクし得る。しかし、ノイズの重畳タイミングが検出期間以内に含まれると、通過タイミング信号のドロップレット通過部分は比較的短時間であるため、このノイズをマスクすることが困難となり得る。すると、制御部8は、通過タイミング信号のドロップレット通過部分に重畳したノイズに基づいて、ドロップレット271が検出領域Rを通過したタイミングを判定する場合があり得る。この場合、制御部8は、誤ったタイミングでドロップレット検出信号を生成することがあり得る。
よって、ノイズの重畳タイミングは、検出期間外に分離される必要があり得る。
具体的には、ノイズ補償部81は、ノイズを通過タイミング信号のドロップレット通過部分から分離することによって、ノイズの重畳タイミングを検出期間外に分離してもよい。
この場合、通過タイミング信号のドロップレット通過部分が少なくとも(Ts+Tn)時間だけシフトすれば、ノイズは通過タイミング信号のドロップレット通過部分から分離され得る。すなわち、通過タイミング信号のドロップレット通過部分が少なくとも(Ts+Tn)時間だけシフトすれば、ノイズの重畳タイミングは検出期間外に分離され得る。
また、通過タイミング信号のドロップレット通過部分がTr以上シフトすると、ノイズの重畳タイミングが検出期間以内に含まれる虞れがあり得る。
言い換えると、ノイズの重畳タイミングが検出期間外に分離されるために、通過タイミング信号のドロップレット通過部分がシフトすべき時間dは、次式(1)のように記述されてもよい。
(Ts+Tn)≦d<Tr …式(1)
ここで、図9に示されるように、ドロップレット271の速度をV(m/s)とする。検出領域Rからプラズマ生成領域25までの代表的な距離をL(μm)とする。
ドロップレット271が検出領域Rを通過してからプラズマ生成領域25に到達するまでの時間は、L/V(μs)となり得る。
この場合、上述のシフト時間dは、次式(2)のように記述されてもよい。
d={L/(V−v)}−{L/V} …式(2)
右辺のv(m/s)は、上述のシフト時間dを確保するために必要なドロップレット271の速度Vにおける補正量であり得る。右辺の(V−v)は、速度補正量vによって補正されたドロップレット271の速度であり得る。
式(2)をvで展開すると、ドロップレット271の速度補正量vは、次式(3)のように記述され得る。
v=dV2/(dV+L) …式(3)
ドロップレット271の速度Vは、50m/sであるとする。
ドロップレット271の直径は、20μmであるとする。
ドロップレット軌道Fに沿った方向における検出領域Rの幅は、20μmであるとする。
EUV光252の繰り返し周波数は、100kHzであるとする。すなわち、EUV光252の繰り返し周期は、10μsであり得る。ドロップレット271が生成される周期は、10μsであり得る。あるドロップレット271についての通過タイミング信号のドロップレット通過部分と、後続するドロップレット271についての通過タイミング信号のドロップレット通過部分との時間間隔Trは、10μsであり得る。
検出領域Rからプラズマ生成領域25までの距離Lは、2000μmであるとする。
ノイズの時間幅Tnは、0.1μsであるとする。Tnは、実験によって0.1μs以下であることが予め分かっている。
上述のシフト時間dの下限値は、0.9μsであると計算され得る。
上述のシフト時間dは、式(1)から、0.9μs≦d<10μsと計算され得る。
ここで、シフト時間dは、3μsに設定されたとする。
すると、上述のドロップレット271の速度補正量vは、式(3)から、1.1m/sであると計算され得る。
よって、速度補正量vによって補正されたドロップレット271の速度Vは、50m/sから1.1m/sを減算することで、48.9m/sであると計算され得る。
このように、ノイズ補償部81は、ドロップレット271の速度V及び直径、検出領域Rの幅、検出領域Rからプラズマ生成領域25までの距離L並びにノイズの時間幅Tnが分かっていれば、シフト時間dを適切に設定でき、速度補正量vを計算し得る。
ノイズ補償部81は、ドロップレット271の速度を補正するために、タンク261内のターゲット27に加わる圧力を補正してもよい。すなわち、ノイズ補償部81は、ドロップレット271の速度を補正する機能を実現するために、タンク261内のターゲット27に加わる圧力を補正する機能を含んでもよい。
速度補正量vは、図11に示されるように、圧力補正量pが増加するに従って、増加し得る。速度補正量vと圧力補正量pとの関係は、次式(4)のような近似式で記述されてもよい。
p=f(v) …式(4)
ノイズ補償部81は、式(4)のような近似式を予め保持してもよい。そして、ノイズ補償部81は、上述の式(3)を用いて計算された速度補正量vを、式(4)に代入することによって、圧力補正量pを計算してもよい。
なお、速度補正量vと圧力補正量pとの関係を記述した式(4)は、ノズル孔262aの直径及びターゲット27の物性を考慮して導出されてもよいし、実験等によって予め定められていてもよい。
ノイズ補償部81は、式(4)のような近似式の代りに、図12に示されるような、速度補正量vと圧力補正量pとを対応付けたテーブルを予め保持してもよい。そして、ノイズ補償部81は、図12に示されたテーブルを参照し、上述の式(3)を用いて計算された速度補正量vに対応付けられた圧力補正量pを特定してもよい。
なお、速度補正量vと圧力補正量pとを対応付けたテーブルは、ノズル孔262aの直径及びターゲット27の物性を考慮して定められていてもよいし、実験等によって予め定められていてもよい。
それにより、ノイズ補償部81は、ノイズと通過タイミング信号のドロップレット通過部分とノイズとを分離し、ノイズの重畳タイミングを検出期間外に分離し得る。
図13は、第1実施形態に係るノイズ補償部81に含まれるノイズマスク機能及び遅延時間補正機能を説明するための図を示す。
ノイズ補償部81は、検出期間外に分離されたタイミングで通過タイミング信号に重畳するノイズをマスクしてもよい。
具体的には、ノイズ補償部81は、通過タイミング信号のドロップレット通過部分からノイズを分離し、検出期間外に分離されたタイミングで通過タイミング信号に重畳するノイズをマスクしてもよい。
マスク期間は、その期間以内に通過タイミング信号に重畳するノイズがマスクされる期間であってもよい。マスク期間は、ドロップレット検出信号及びトリガ信号が生成されない期間であってもよい。
ノイズ補償部81は、通過タイミング信号のドロップレット通過部分が含まれない部分に相当する期間をマスク期間に設定してもよい。ノイズ補償部81は、検出期間外の期間をマスク期間に設定してもよい。
ノイズ補償部81は、ドロップレット271が検出領域Rを通過したタイミングに基づいてマスク期間を設定してもよい。ノイズ補償部81は、ドロップレット271が検出領域Rを通過したタイミングから、後続するドロップレット271の検出が期待されるタイミングより前までの期間を、マスク期間に設定してもよい。
例えば、ドロップレット271が生成される周波数が20kHzである場合、ノイズ補償部81は、ドロップレット検出信号が生成されたタイミングから5μs以上50μs未満の間をマスク期間に設定してもよい。例えば、ドロップレット271が生成される周波数が50kHzである場合、ノイズ補償部81は、ドロップレット検出信号が生成されたタイミングから2μs以上20μs未満の間をマスク期間に設定してもよい。例えば、ドロップレット271が生成される周波数が100kHzである場合、ノイズ補償部81は、ドロップレット検出信号が生成されたタイミングから1μs以上10μs未満の間をマスク期間に設定してもよい。
上述のように、遅延時間Dは、パルスレーザ光33がプラズマ生成領域25に到達するタイミングを、ドロップレット271がプラズマ生成領域25に到達するタイミングに略一致させるための時間であってもよい。
ドロップレット271の速度が変化すると、ドロップレット271がプラズマ生成領域25に到達するタイミングは変化し得る。ドロップレット271の速度が速度補正量vだけ補正されると、ドロップレット271がプラズマ生成領域25に到達するタイミングは、速度補正量vに対応する上述のシフト時間dだけシフトし得る。
よって、ノイズ補償部81は、図13に示されるように、ドロップレット271の速度が速度補正量vだけ補正されると、トリガ信号が制御部8から送信されるタイミングを規定する遅延時間Dを上述のシフト時間dだけ補正してもよい。図13では、補正後の遅延時間DはD’として示されている。
それにより、ノイズ補償部81は、速度が補正されたドロップレット271がプラズマ生成領域25に到達するタイミングにパルスレーザ光33がプラズマ生成領域25に到達するよう、トリガ信号が制御部8から送信されるタイミングを補正し得る。
ノイズ補償部81は、ドロップレット271の速度及び直径並びに検出領域Rの幅が大きく変化しない場合、遅延時間補正量dを一定値として予め保持してもよい。一定値として保持された遅延時間補正量dは、例えば3μsであってもよい。
或いは、ノイズ補償部81は、一定値として保持された遅延時間補正量dを、ドロップレット271の速度及び直径の変化等に応じて、適宜修正してもよい。
第1実施形態のEUV光生成装置1の動作について説明する。具体的には、制御部8に含まれるノイズ補償部81の処理について説明する。
第1実施形態のEUV光生成装置1の動作において、比較例のEUV光生成装置1と同様の動作については説明を省略する。
ステップS1において、ノイズ補償部81は、予め保持された遅延時間補正量dを読み込んでもよい。
ノイズ補償部81は、通過タイミング信号を受信していなければ、受信するまで待機してもよい。一方、ノイズ補償部81は、通過タイミング信号を受信していれば、ステップS3に移行してもよい。
ノイズ補償部81は、ノイズの重畳タイミングが検出期間以内に含まれていなければ、ノイズはノイズマスク機能によってマスクされ得るため、本処理を終了してもよい。
一方、ノイズ補償部81は、ノイズの重畳タイミングが検出期間以内に含まれていれば、ステップS4に移行してもよい。
ノイズ補償部81は、速度補正量vを、上述のように次式を用いて計算してもよい。
v=dV2/(dV+L) …式(3)
ノイズ補償部81は、圧力補正量pを、上述のように次式を用いて計算してもよい。
p=f(v) …式(4)
制御部8は、圧力補正量pに応じて変更された目標圧力を圧力調節器264aに設定してもよい。
圧力調節器264aは、タンク261内のターゲット27に加わる圧力を圧力補正量pだけ調節し、ターゲット27に加わる圧力を変更された目標圧力に近付け得る。
ドロップレット271の速度は、圧力補正量pに対応する速度補正量vだけ補正され得る。
ノイズ補償部81は、遅延時間Dを、次式を用いて補正してもよい。
D=D−d …式(5)
トリガ信号が制御部8から送信されるタイミングは、遅延時間補正量dだけ補正され得る。
ノイズ補償部81は、ノイズの重畳タイミングが検出期間以内に含まれていなければ、本処理を終了してもよい。
一方、ノイズ補償部81は、ノイズの重畳タイミングが検出期間以内に含まれていれば、ステップS9に移行してもよい。
ノイズ補償部81は、遅延時間補正量dを、次式を用いて修正してもよい。
d=d+Δd …式(6)
右辺のΔdは、遅延時間補正量dの修正量であり得る。修正量Δd(μs)は、次式を用いて計算されてもよい。
Δd={Tr−(Ts+Tn)}/10 …式(7)
右辺の{Tr−(Ts+Tn)}は、式(1)に示された上述のシフト時間dの許容範囲の大きさを示し得る。{Tr−(Ts+Tn)}を10で除算した値を修正量Δdとすることで、遅延時間補正量dはより正確に修正され得る。
ノイズ補償部81は、遅延時間補正量dを修正後、ステップS4に移行してもよい。
第1実施形態に係るノイズ補償部81は、タンク261内のターゲット27に加わる圧力を補正することによってドロップレット271の速度を補正し得る。それにより、第1実施形態に係るノイズ補償部81は、ノイズの重畳タイミングを検出期間外に分離し得る。
そして、第1実施形態に係るノイズ補償部81は、検出期間外に分離されたタイミングで通過タイミング信号に重畳するノイズをマスクし得る。
また、第1実施形態に係るノイズ補償部81は、速度が補正されたドロップレット271がプラズマ生成領域25に到達するタイミングにパルスレーザ光33がプラズマ生成領域25に到達するよう、トリガ信号が制御部8から送信されるタイミングを補正し得る。
よって、第1実施形態に係るノイズ補償部81は、プラズマから放射された電磁波に起因するノイズが通過タイミング信号に重畳しても、通過タイミング信号に重畳したノイズを補償し得る。
その結果、第1実施形態のEUV光生成装置1は、EUV光252のパルスエネルギがパルス毎でばらつくことを抑制し、EUV光252のエネルギ安定性を向上させ得る。
図15を用いて、第2実施形態のEUV光生成装置1について説明する。
第2実施形態のEUV光生成装置1は、第1実施形態のEUV光生成装置1に対して、ノイズ補償部81に含まれるノイズ分離機能が主に異なってもよい。
第2実施形態のEUV光生成装置1の構成において、第1実施形態のEUV光生成装置1と同様の構成については説明を省略する。
図15は、第2実施形態に係るノイズ補償部81に含まれるノイズ分離機能を説明するための図を示す。
第2実施形態にノイズ補償部81は、ノイズ分離機能の一態様として、チャンバ2内に順次出力された隣接する複数のドロップレット271の時間間隔を補正する機能を含んでもよい。
複数のドロップレット271の時間間隔が変化すると、ドロップレット271が検出領域Rに到達するタイミングも変化し得るため、通過タイミング信号のドロップレット通過部分の時間的な位置が変化し得る。
すなわち、複数のドロップレット271の時間間隔が変化すると、検出期間の開始タイミングが変化し得る。
そのため、ノイズ補償部81は、複数のドロップレット271の時間間隔を補正することによって、プラズマから放射された電磁波に起因するノイズが通過タイミング信号に重畳するタイミングを検出期間外に分離し得る。
ノイズ補償部81は、複数のドロップレット271の時間間隔を補正するために、ノズル262から噴出するターゲット27に加わる振動の周波数を補正してもよい。
図15では、ピエゾ電源265bからピエゾ素子265aに供給される補正前の電力の周波数をf(kHz)とし、ピエゾ電源265bからピエゾ素子265aに供給される補正後の電力の周波数をf’(kHz)として示されている。
ピエゾ電源265bからピエゾ素子265aに供給される電力の周波数の補正量は、上述のシフト時間dに応じた補正量であればよい。例えば、当該周波数の補正量(f’−f)は、上述のシフト時間dの逆数であってもよい。
このとき、ピエゾ素子265aに供給される補正後の電力の周波数によっては、分離された複数の微細な液滴が、検出領域Rに進入する前の段階で適切に合体せず、十分な質量を有する1つのドロップレット271が形成されない場合があり得る。この場合、パルスレーザ光33が不十分な質量のドロップレット271を照射してしまい、EUV光252のパルスエネルギは低下し得る。
或いは、ノイズ補償部81は、ピエゾ素子265aに供給される電力の周波数であって、分離された複数の微細な液滴が検出領域Rに進入する前の段階で適切に合体し得る周波数を、利用可能周波数として予め保持してもよい。利用可能周波数は、実験等によって予め定められていればよい。そして、ノイズ補償部81は、ピエゾ素子265aに供給される電力の周波数を補正する場合、補正後の当該周波数が利用可能周波数となるよう補正すればよい。
第2実施形態のEUV光生成装置1の他の構成については、第1実施形態のEUV光生成装置1と同様であってもよい。
第2実施形態に係るノイズ補償部81は、ノズル262から噴出するターゲット27に加わる振動の周波数を補正することによって、複数のドロップレット271の時間間隔を補正し得る。それにより、第2実施形態に係るノイズ補償部81は、第1実施形態と同様に、ノイズの重畳タイミングを検出期間外に分離し得る。
そして、第2実施形態に係るノイズ補償部81は、第1実施形態と同様に、検出期間外に分離されたタイミングで通過タイミング信号に重畳するノイズをマスクし得る。
また、第2実施形態に係るノイズ補償部81は、ドロップレット271の速度が変化する場合、第1実施形態と同様に、トリガ信号が制御部8から送信されるタイミングを補正し得る。
よって、第2実施形態に係るノイズ補償部81は、プラズマから放射された電磁波に起因するノイズが通過タイミング信号に重畳しても、第1実施形態と同様に、通過タイミング信号に重畳したノイズを補償し得る。
図16〜図19を用いて、第3実施形態のEUV光生成装置1について説明する。
第3実施形態のEUV光生成装置1は、第1実施形態のEUV光生成装置1に対して、移動機構45が追加された構成を備えてもよい。
第3実施形態のEUV光生成装置1は、第1実施形態のEUV光生成装置1に対して、ノイズ補償部81に含まれるノイズ判定機能、ノイズ分離機能及びノイズマスク機能が異なってもよい。
第3実施形態のEUV光生成装置1の構成において、第1実施形態のEUV光生成装置1と同様の構成については説明を省略する。
図16は、第3実施形態のEUV光生成装置1の構成を説明するための図を示す。
第3実施形態に係る移動機構45は、検出領域Rの位置をドロップレット軌道Fに沿って移動させる機構であってもよい。
移動機構45は、ドロップレット検出器41の位置をドロップレット軌道Fに沿って移動させるステージであってもよい。
移動機構45は、光源部410の位置をドロップレット軌道Fに沿って移動させるステージと、受光部420の位置をドロップレット軌道Fに沿って移動させるステージとから構成されてもよい。
移動機構45は、光源部410及び受光部420のそれぞれの位置をドロップレット軌道Fと略平行に移動させてもよい。移動機構45は、光源部410及び受光部420のそれぞれの位置を、互いに略同一の距離だけ同一方向に移動させてもよい。
ドロップレット軌道F上での検出領域Rの位置は、移動機構45がドロップレット検出器41の位置を移動させることに応じて移動し得る。
移動機構45の動作は、制御部8によって制御されてもよい。
第3実施形態に係るノイズ補償部81は、ノイズの重畳タイミングが、検出期間以内ではなくノイズ禁止期間Tf以内に含まれるか否かを判定してもよい。
具体的には、第3実施形態に係るノイズ補償部81は、通過タイミング信号のノイズ禁止期間Tfに対応する部分に対してノイズが重畳しているか否かを判定してもよい。それにより、第3実施形態に係るノイズ補償部81は、ノイズの重畳タイミングがノイズ禁止期間Tf以内に含まれるか否かを判定してもよい。
マージンは、ノイズ補償部81の処理能力及びドロップレット検出器41の時間分解能に基づいて予め定められてもよい。マージンは、複数のドロップレット271の時間間隔のばらつきに基づいて予め定められてもよい。
第1期間Taは、ノイズ禁止期間Tfの開始タイミングから通過タイミング信号の極値を示すタイミングまでの期間であってもよい。第2期間Tbは、通過タイミング信号の極値を示すタイミングからノイズ禁止期間Tfの終了タイミングまでの期間であってもよい。
ノイズ禁止期間Tfの第1期間Taと第2期間Tbとは、略同じ長さであってもよい。すなわち、ノイズ禁止期間Tfは、通過タイミング信号の極値が示すタイミングを基準としてその前後に略同じ時間だけ定められてもよい。
例えば、ノイズ禁止期間Tfは、通過タイミング信号の極値が示すタイミングからその前後に1μsずつ定められてもよい。
ノイズ補償部81は、ノイズ禁止期間Tfを予め保持してもよい。
ノイズ補償部81は、通過タイミング信号のノイズ禁止期間Tfに対応する部分に対してノイズが重畳していない場合、ノイズの重畳タイミングがノイズ禁止期間Tf外に含まれると判定してもよい。
第3実施形態に係るノイズ補償部81は、ノイズの重畳タイミングをノイズ禁止期間Tf外に分離してもよい。
具体的には、第3実施形態に係るノイズ補償部81は、通過タイミング信号のノイズ禁止期間Tfに対応する部分からノイズを分離することによって、ノイズの重畳タイミングをノイズ禁止期間Tf外に分離してもよい。
ノイズ禁止期間Tfは検出期間を含み得る。ノイズの重畳タイミングがノイズ禁止期間Tf外に分離されることは、ノイズの重畳タイミングが検出期間外に分離されることを意味し得る。
ノイズの重畳タイミングがノイズ禁止期間Tf外に分離されるためには、上述のシフト時間dは、少なくともノイズ禁止期間Tf以上であればよい。
ノイズ補償部81は、検出領域Rからプラズマ生成領域25までの距離を補正するために、検出領域Rの位置を補正してもよい。ノイズ補償部81は、検出領域Rの位置を補正するために、移動機構45を用いてドロップレット検出器41の位置を移動させてもよい。
この場合、距離補正量Lsは、上述のシフト時間dに応じた量であってもよい。距離補正量Lsは、上述のシフト時間dとドロップレット271の速度Vとを用いて、次の式(8)のように記述され得る。
Ls=dV …式(8)
当該距離Lが距離補正量Lsだけ補正されると、トリガ信号をレーザ装置3に送信する適切なタイミングは、距離補正量Lsに対応する上述のシフト時間dだけシフトし得る。
よって、ノイズ補償部81は、当該距離Lが距離補正量Lsだけ補正されると、遅延時間補正機能を用いて、トリガ信号が制御部8から送信されるタイミングを規定する遅延時間Dを、上述のシフト時間dだけ補正してもよい。
それにより、ノイズ補償部81は、トリガ信号が制御部8から送信されるタイミングを補正してもよい。
具体的には、ノイズ補償部81は、通過タイミング信号のノイズ禁止期間Tfに対応する部分からノイズを分離し、ノイズ禁止期間Tf外に分離されたタイミングで通過タイミング信号に重畳するノイズをマスクしてもよい。
ノイズ補償部81は、ノイズ禁止期間Tf外の期間をマスク期間に設定してもよい。
第3実施形態のEUV光生成装置1の他の構成については、第1実施形態のEUV光生成装置1と同様であってもよい。
第3実施形態のEUV光生成装置1の動作について説明する。具体的には、制御部8に含まれるノイズ補償部81の処理について説明する。
第3実施形態のEUV光生成装置1の動作において、第1実施形態のEUV光生成装置1と同様の動作については説明を省略する。
ステップS11及びステップS12において、ノイズ補償部81は、図14のステップS1及びステップS2と同様の処理を行ってもよい。
ノイズ補償部81は、ノイズの重畳タイミングがノイズ禁止期間Tf以内に含まれていなければ、ノイズはノイズマスク機能によってマスクされ得るため、本処理を終了してもよい。
一方、ノイズ補償部81は、ノイズの重畳タイミングがノイズ禁止期間Tf以内に含まれていれば、ステップS14に移行してもよい。
ノイズ補償部81は、距離補正量Lsを、上述のように次式を用いて計算してもよい。
Ls=dV …式(8)
移動機構45は、ドロップレット検出器41の位置を距離補正量Lsだけ移動させ得る。
検出領域Rからプラズマ生成領域25までの距離Lは、距離補正量Lsだけ補正され得る。
ノイズ補償部81は、ノイズの重畳タイミングがノイズ禁止期間Tf以内に含まれていなければ、本処理を終了してもよい。
一方、ノイズ補償部81は、ノイズの重畳タイミングがノイズ禁止期間Tf以内に含まれていれば、ステップS18に移行してもよい。
ノイズ補償部81は、ステップS18の後、ステップS14に移行してもよい。
第3実施形態に係るノイズ補償部81は、移動機構45を用いて検出領域Rの位置を補正することによって、検出領域Rからプラズマ生成領域25までの距離を補正し得る。それにより、第3実施形態に係るノイズ補償部81は、ノイズの重畳タイミングをノイズ禁止期間Tf外に分離し得る。このとき、ノイズ禁止期間Tfは検出期間を含み得ることから、第3実施形態に係るノイズ補償部81は、ノイズの重畳タイミングを第1実施形態よりも確実に検出期間外に分離し得る。
そして、第3実施形態に係るノイズ補償部81は、ノイズ禁止期間Tf外に分離されたタイミングで通過タイミング信号に重畳するノイズをマスクし得る。
また、第3実施形態に係るノイズ補償部81は、トリガ信号が制御部8から送信されるタイミングを補正し得る。具体的には、第3実施形態に係るノイズ補償部81は、距離Lが補正された検出領域Rを通過するドロップレット271がプラズマ生成領域25に到達するタイミングにパルスレーザ光33がプラズマ生成領域25に到達するよう、補正し得る。
よって、第3実施形態に係るノイズ補償部81は、プラズマから放射された電磁波に起因するノイズが通過タイミング信号に重畳しても、第1実施形態よりも確実に、通過タイミング信号に重畳したノイズを補償し得る。
図20〜図22を用いて、第4実施形態のEUV光生成装置1について説明する。
第4実施形態のEUV光生成装置1は、第3実施形態のEUV光生成装置1に対して、ノイズ補償部81に含まれるノイズ判定機能が異なってもよい。
第4実施形態のEUV光生成装置1の構成において、第3実施形態のEUV光生成装置1と同様の構成については説明を省略する。
図20は、第4実施形態に係るノイズ禁止期間Tfを説明するための図を示す。
第4実施形態に係るノイズ補償部81は、ノイズ禁止期間Tfを次のように設定してもよい。
第4実施形態に係るノイズ禁止期間Tfは、第1期間Taが第2期間Tbより長くてもよい。第4実施形態に係るノイズ禁止期間Tfは、第1期間Taがノイズの時間幅Tnだけ第2期間Tbより長くてもよい。
第4実施形態に係る第1期間Ta及び第2期間Tbは、次の式(9)及び式(10)のようにそれぞれ記述されてもよい。
Ta>Tn+Ts/2 …式(9)
Tb>Ts/2 …式(10)
図21及び図22は、プラズマ生成領域25に到達したドロップレット271にパルスレーザ光33が照射されるタイミングにおいて、検出領域Rの位置が複数のドロップレット271の間にある場合を示している。
プラズマ生成領域25に到達したドロップレット271にパルスレーザ光33が照射されるタイミングを、パルスレーザ光33の照射タイミングともいう。
パルスレーザ光33の照射タイミングは、ノイズの重畳タイミングと略同一とみなされてもよい。
パルスレーザ光33の照射タイミングにおいて検出領域Rの位置が複数のドロップレット271の間にある場合、ノイズの重畳タイミングは、少なくとも検出期間外に分離され得る。
第4実施形態に係るノイズ補償部81は、ドロップレット検出器41及びドロップレット271の各種パラメータに基づいて、ノイズの重畳タイミングがノイズ禁止期間Tf以内に含まれるか否かを判定してもよい。
ドロップレット検出器41及びドロップレット271の各種パラメータは、検出領域Rからプラズマ生成領域25までの距離L、複数のドロップレット271の空間的な間隔s及びこれらの速度Vであってもよい。
また、検出領域Rからプラズマ生成領域25までの間にあるドロップレット271の個数をNとする。ドロップレット271の個数Nは、次式(11)のように記述されてもよい。
N=int(L/s) …式(11)
右辺のint()は、INT関数を表し、()内の計算結果について小数点以下を切り捨て、整数を解として得る関数であり得る。
Δs1及びΔs2は、次の式(12)及び式(13)のようにそれぞれ記述されてもよい。
Δs1=(N+1)s−L …式(12)
Δs2=L−Ns …式(13)
Δs1/V≦Ta …式(14)
Δs2/V≦Tb …式(15)
式(14)は、パルスレーザ光33の照射タイミングにおいて、Δs1がVTa以下であれば、ノイズの重畳タイミングが、ノイズ禁止期間Tfの第1期間Ta以内に含まれることを意味し得る。
式(15)は、パルスレーザ光33の照射タイミングにおいて、Δs2がVTb以下であれば、ノイズの重畳タイミングが、ノイズ禁止期間Tfの第2期間Tb以内に含まれることを意味し得る。
そして、パルスレーザ光33の照射タイミングにおいて、検出領域Rに対して直下に位置するドロップレット271からVTbを超えて離間した位置に検出領域Rがあれば、ノイズの重畳タイミングは、第2期間Tb外に分離され得る。
よって、パルスレーザ光33の照射タイミングにおいて、検出領域Rの直上及び直下の各ドロップレット271からそれぞれVTa及びVTbを超えて離間する位置に検出領域Rがあれば、ノイズの重畳タイミングはノイズ禁止期間Tf外に分離され得る。
このとき、ノイズ補償部81は、検出領域Rからプラズマ生成領域25までの距離Lが、例えば2mm以上6mm以下となるよう、ドロップレット検出器41の位置を移動させてもよい。ノイズ補償部81は、検出領域Rからプラズマ生成領域25までの距離Lが、例えば2mm、4mm及び6mmの少なくとも1つになるよう、ドロップレット検出器41の位置を移動させてもよい。
第4実施形態のEUV光生成装置1の他の構成については、第3実施形態のEUV光生成装置1と同様であってもよい。
第4実施形態に係るノイズ補償部81は、ドロップレット検出器41及びドロップレット271の各種パラメータに基づいて、ノイズの重畳タイミングがノイズ禁止期間Tf以内に含まれるか否かを判定し得る。それにより、第4実施形態に係るノイズ補償部81は、信号波形の解析機器を備えなくても比較的簡易な構成で、ノイズの重畳タイミングがノイズ禁止期間Tf以内に含まれるか否かを判定し得る。
そして、第4実施形態に係るノイズ補償部81は、第3実施形態と同様に、移動機構45を用いて検出領域Rの位置を補正することによって、検出領域Rからプラズマ生成領域25までの距離を補正し得る。それにより、第4実施形態に係るノイズ補償部81は、ノイズの重畳タイミングをノイズ禁止期間Tf外に分離し得る。
そして、第4実施形態に係るノイズ補償部81は、第3実施形態と同様に、ノイズ禁止期間Tf外に分離されたタイミングで通過タイミング信号に重畳するノイズをマスクし得る。
また、第4実施形態に係るノイズ補償部81は、第3実施形態と同様に、トリガ信号が制御部8から送信されるタイミングを補正し得る。
よって、第4実施形態に係るノイズ補償部81は、プラズマから放射された電磁波に起因するノイズが通過タイミング信号に重畳しても、第3実施形態と同様に、通過タイミング信号に重畳したノイズを補償し得る。
図23を用いて、第5実施形態のEUV光生成装置1について説明する。
第5実施形態のEUV光生成装置1は、第3実施形態のEUV光生成装置1に対して、ドロップレット検出器41及び移動機構45の構成が異なってもよい。
第5実施形態のEUV光生成装置1の構成において、第3実施形態のEUV光生成装置1と同様の構成については説明を省略する。
図23は、第5実施形態に係るドロップレット検出器41及び移動機構45を説明するための図を示す。
第5実施形態に係るドロップレット検出器41には、光源部410から検出領域Rに出力される照明光の光路上に、複数の伝送光学素子が設けられてもよい。
複数の伝送光学素子は、例えば、ミラー414、ミラー415、ミラー424及びミラー425であってもよい。
ミラー414とミラー415とは、光源部410に含まれてもよい。
ミラー424とミラー425とは、受光部420に含まれてもよい。
ミラー414は、照明光学系412及びミラー415とそれぞれ対向するように配置されてもよい。
ミラー414は、照明光学系412を透過した照明光を反射し、ミラー415に導いてもよい。
ミラー415は、ミラー414及びウインドウ413とそれぞれ対向するように配置されてもよい。
ミラー415は、ミラー414によって反射された照明光を反射し、ウインドウ413を介して検出領域Rに導いてもよい。
ミラー415は、移動機構45に載置されてもよい。
ミラー425は、ウインドウ423及びミラー424とそれぞれ対向するように配置されてもよい。
ミラー425は、ウインドウ423を透過した照明光を反射し、ミラー424に導いてもよい。
ミラー425は、移動機構45に載置されてもよい。
ミラー425は、ドロップレット軌道F上の検出領域Rを挟んでミラー415と対向するように配置されてもよい。
ミラー424は、ミラー425及び受光光学系422とそれぞれ対向するように配置されてもよい。
ミラー424は、ミラー425によって反射された照明光を反射し、受光光学系422に導いてもよい。
移動機構45は、ミラー415及びミラー425のそれぞれの位置をドロップレット軌道Fと略平行に移動させてもよい。移動機構45は、ミラー415及びミラー425のそれぞれの位置を、互いに略同一の距離だけ同一方向に移動させてもよい。
ドロップレット軌道F上での検出領域Rの位置は、移動機構45がミラー415及びミラー425のそれぞれの位置を移動させることに応じて移動し得る。
移動機構45の動作は、制御部8によって制御されてもよい。
第5実施形態のEUV光生成装置1の他の構成については、第3実施形態のEUV光生成装置1と同様であってもよい。
第5実施形態に係る移動機構45は、検出領域Rからプラズマ生成領域25までの距離Lが補正される場合、光源411、照明光学系412、受光光学系422及び光センサ421を固定した状態で、検出領域Rの位置を移動させ得る。
このため、第5実施形態に係る移動機構45は、ドロップレット検出器41全体を移動させることに伴って、光源411及び照明光学系412の移動距離と光センサ421及び受光光学系422の移動距離との間で誤差が生じることを抑制し得る。
それにより、第5実施形態に係る移動機構45は、これらの移動距離に関する誤差が生じることに伴って、実際に移動された検出領域Rの位置が、ノイズ補償部81によって計算された距離補正量Lsを反映した検出領域Rの位置からずれることを抑制し得る。
よって、第5実施形態に係るノイズ補償部81は、プラズマから放射された電磁波に起因するノイズが通過タイミング信号に重畳しても、第3実施形態よりも確実に、通過タイミング信号に重畳したノイズを補償し得る。
図24を用いて、第6実施形態のEUV光生成装置1について説明する。
第6実施形態のEUV光生成装置1は、第3実施形態のEUV光生成装置1に対して、ドロップレット検出器41及び移動機構45の構成が異なってもよい。
第6実施形態のEUV光生成装置1の構成において、第3実施形態のEUV光生成装置1と同様の構成については説明を省略する。
図24は、第6実施形態に係るドロップレット検出器41及び移動機構45を説明するための図を示す。
第6実施形態に係るドロップレット検出器41は、光源部410及び受光部420が、ドロップレット軌道F上の検出領域Rを挟んで互いに対向するように配置されていなくてもよい。
第6実施形態に係るドロップレット検出器41は、光源部410及び受光部420が、1つの筐体431内に配置されてもよい。
ドロップレット271からの反射光は、検出領域Rに出力された照明光が検出領域Rを通過するドロップレット271を照射した際に、検出領域Rを通過するドロップレット271によって反射された照明光であってもよい。
筐体431は、移動機構45に載置されてもよい。
部分反射ミラー432は、照明光学系412及びウインドウ433とそれぞれ対向するように配置されてもよい。部分反射ミラー432は、照明光学系412を透過した照明光が略45°の入射角で入射するように配置されてもよい。
部分反射ミラー432は、照明光学系412を透過し略45°の入射角で入射した照明光の一部を反射し、ウインドウ433を介して検出領域Rに導いてもよい。部分反射ミラー432は、略45°の入射角で入射した照明光の波長に対して略50%の反射率を有するように構成されてもよい。
部分反射ミラー432は、ウインドウ433を透過したドロップレット271からの反射光が、略45°の入射角で入射するように配置されてもよい。
部分反射ミラー432は、ウインドウ433を透過したドロップレット271からの反射光の一部を透過させ、受光光学系422にも導いてもよい。
ウインドウ433は、部分反射ミラー432によって反射された照明光の光路上に配置されてもよい。
ウインドウ433は、部分反射ミラー432によって反射された照明光を検出領域Rに向けて透過させてもよい。
ウインドウ433は、ドロップレット271からの反射光を受光光学系422に向けて透過させてもよい。
移動機構45は、筐体431の位置をドロップレット軌道Fと略平行に移動させてもよい。
ドロップレット軌道F上での検出領域Rの位置は、移動機構45が筐体431の位置を移動させることに応じて移動し得る。
移動機構45の動作は、制御部8によって制御されてもよい。
第6実施形態のEUV光生成装置1の他の構成については、第3実施形態のEUV光生成装置1と同様であってもよい。
第6実施形態に係る移動機構45は、筐体431の位置を移動させる1つのステージから構成され得る。
すなわち、第6実施形態に係る移動機構45は、検出領域Rからプラズマ生成領域25までの距離Lが補正される場合、光源411、照明光学系412、光センサ421及び受光光学系422の相対位置を筐体431に対して固定した状態で、検出領域Rを移動させ得る。
このため、第6実施形態に係る移動機構45は、ドロップレット検出器41全体を移動させることに伴って、光源411及び照明光学系412の移動距離と光センサ421及び受光光学系422の移動距離との間で誤差が生じることを抑制し得る。
それにより、第6実施形態に係る移動機構45は、これらの移動距離に関する誤差が生じることに伴って、実際に移動された検出領域Rの位置が、ノイズ補償部81によって計算された距離補正量Lsを反映した検出領域Rの位置からずれることを抑制し得る。
よって、第6実施形態に係るノイズ補償部81は、プラズマから放射された電磁波に起因するノイズが通過タイミング信号に重畳しても、第3実施形態よりも確実に、通過タイミング信号に重畳したノイズを補償し得る。
[10.1 各制御部のハードウェア環境]
当業者は、汎用コンピュータまたはプログラマブルコントローラにプログラムモジュールまたはソフトウェアアプリケーションを組み合わせて、ここに述べられる主題が実行されることを理解するだろう。一般的に、プログラムモジュールは、本開示に記載されるプロセスを実行できるルーチン、プログラム、コンポーネント、データストラクチャー等を含む。
上記で説明した実施形態は、変形例を含めて各実施形態同士で互いの技術を適用し得ることは、当業者には明らかであろう。
11 …EUV光生成システム
2 …チャンバ
2a …壁
2b …ターゲット供給路
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
221 …軸外放物面ミラー
222 …平面ミラー
223 …ホルダ
224 …ホルダ
23 …EUV集光ミラー
23a …EUV集光光学系
231 …ホルダ
235 …プレート
235a …孔
24 …貫通孔
25 …プラズマ生成領域
251 …EUV光
252 …EUV光
26 …ターゲット供給器
261 …タンク
261a …ネック部
262 …ノズル
262a …ノズル孔
263a …ヒータ
263b …ヒータ電源
263c …温度センサ
263d …温度制御部
264a …圧力調節器
264b …ガスボンベ
265a …ピエゾ素子
265b …ピエゾ電源
27 …ターゲット
271 …ドロップレット
28 …ターゲット回収器
29 …接続部
291 …壁
292 …中間集光点
293 …アパーチャ
3 …レーザ装置
31〜33 …パルスレーザ光
34 …レーザ光進行方向制御部
341 …高反射ミラー
342 …高反射ミラー
343 …ホルダ
344 …ホルダ
345 …高反射ミラー
346 …ホルダ
4 …ターゲットセンサ
41 …ドロップレット検出器
410 …光源部
411 …光源
412 …照明光学系
413 …ウインドウ
414 …ミラー
415 …ミラー
420 …受光部
421 …光センサ
422 …受光光学系
423 …ウインドウ
424 …ミラー
425 …ミラー
431 …筐体
432 …部分反射ミラー
433 …ウインドウ
45 …移動機構
5 …EUV光生成制御部
6 …露光装置
61 …露光装置制御部
8 …制御部
81 …ノイズ補償部
100 …ハードウェア環境
1000 …処理ユニット
1001 …CPU
1002 …メモリ
1003 …タイマ
1004 …GPU
1005 …ストレージユニット
1010 …ユーザインターフェイス
1020 …パラレルI/Oコントローラ
1030 …シリアルI/Oコントローラ
1040 …A/D、D/Aコンバータ
F …ドロップレット軌道
R …検出領域
Claims (11)
- レーザ光を出力するレーザ装置と共に用いられる極端紫外光生成装置であって、
内部の生成領域でターゲットに前記レーザ光が照射されることで発生するプラズマから極端紫外光が生成されるチャンバと、
前記チャンバ内の前記生成領域に向かって前記ターゲットをドロップレットとして出力するターゲット供給器と、
前記ターゲット供給器と前記生成領域との間にある検出領域において前記ドロップレットを検出するドロップレット検出器と、
前記レーザ光を出力する契機を前記レーザ装置に与えるトリガ信号を前記レーザ装置に送信する制御部と、
を備え、
前記ドロップレット検出器は、前記ドロップレットが前記検出領域を通過したタイミングを示す通過タイミング信号を前記制御部に送信し、
前記制御部は、
前記プラズマから放射された電磁波に起因して前記通過タイミング信号に重畳するノイズを補償するノイズ補償部を含み、
前記ノイズ補償部によって前記ノイズが補償された前記通過タイミング信号に基づいて、前記トリガ信号を前記レーザ装置に送信し、
前記ドロップレットが前記検出領域を通過したタイミングは、前記ドロップレットが前記検出領域に進入してから前記検出領域を退去するまでの期間である検出期間以内に含まれ、
前記ノイズ補償部は、
前記ノイズが前記通過タイミング信号に重畳するタイミングを前記検出期間外に分離すると共に、
前記検出期間から分離されたタイミングで前記通過タイミング信号に重畳する前記ノイズをマスクする
ことによって、前記ノイズを補償する
極端紫外光生成装置。 - 前記ノイズ補償部は、前記ドロップレットの速度を補正することによって、前記ノイズが前記通過タイミング信号に重畳する前記タイミングを前記検出期間外に分離する
請求項1に記載の極端紫外光生成装置。 - 前記ターゲット供給器は、溶融状態の前記ターゲットに圧力を加えることによって、前記ターゲットを前記ドロップレットとして前記チャンバ内に出力し、
前記ノイズ補償部は、前記ターゲット供給器にて前記ターゲットに加わる前記圧力を補正することによって、前記ドロップレットの前記速度を補正する
請求項2に記載の極端紫外光生成装置。 - 前記ノイズ補償部は、前記速度が補正された前記ドロップレットが前記生成領域に到達するタイミングと前記レーザ光が前記生成領域に到達するタイミングとが略一致するよう、前記トリガ信号が前記制御部から送信されるタイミングを補正する
請求項3に記載の極端紫外光生成装置。 - 前記ノイズ補償部は、複数の前記ドロップレットを出力する時間間隔を補正することによって、前記ノイズが前記通過タイミング信号に重畳する前記タイミングを前記検出期間外に分離する
請求項1に記載の極端紫外光生成装置。 - 前記ターゲット供給器は、溶融状態で前記チャンバ内に噴出する前記ターゲットに振動を加えることによって、前記ターゲットから前記複数のドロップレットを生成して前記チャンバ内に出力し、
前記ノイズ補償部は、前記ターゲット供給器にて前記ターゲットに加わる前記振動の周波数を補正することによって、前記複数のドロップレットの前記時間間隔を補正する
請求項5に記載の極端紫外光生成装置。 - 前記ノイズ補償部は、前記検出領域から前記生成領域までの距離を補正することによって、前記ノイズが前記通過タイミング信号に重畳する前記タイミングを前記検出期間外に分離する
請求項1に記載の極端紫外光生成装置。 - 前記検出領域及び前記生成領域を通る前記ドロップレットの軌道に沿って前記検出領域の位置を移動させる移動機構を更に備え、
前記ノイズ補償部は、前記移動機構を用いて前記検出領域の前記位置を補正することによって、前記検出領域から前記生成領域までの距離を補正する
請求項7に記載の極端紫外光生成装置。 - 前記ノイズ補償部は、前記距離が補正された前記検出領域を通過する前記ドロップレットが前記生成領域に到達するタイミングに前記レーザ光が前記生成領域に到達するよう、前記トリガ信号が前記制御部から送信されるタイミングを補正する
請求項8に記載の極端紫外光生成装置。 - 前記ノイズ補償部は、
前記ノイズが前記通過タイミング信号に重畳するタイミングを、前記検出期間を含むノイズ禁止期間外に分離すると共に、
前記ノイズ禁止期間から分離されたタイミングで前記通過タイミング信号に重畳する前記ノイズをマスクする
請求項1に記載の極端紫外光生成装置。 - 前記ノイズ禁止期間は、前記ノイズの時間幅と前記検出期間との合計時間よりも長い
請求項10に記載の極端紫外光生成装置。
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