JP6839753B2 - ドロップレット吐出装置及び計算方法 - Google Patents

ドロップレット吐出装置及び計算方法 Download PDF

Info

Publication number
JP6839753B2
JP6839753B2 JP2019504248A JP2019504248A JP6839753B2 JP 6839753 B2 JP6839753 B2 JP 6839753B2 JP 2019504248 A JP2019504248 A JP 2019504248A JP 2019504248 A JP2019504248 A JP 2019504248A JP 6839753 B2 JP6839753 B2 JP 6839753B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
droplet
time
volume
calculation unit
discharge device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2019504248A
Other languages
English (en)
Other versions
JPWO2018163380A1 (ja
Inventor
克彦 若菜
克彦 若菜
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Gigaphoton Inc
Original Assignee
Gigaphoton Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Gigaphoton Inc filed Critical Gigaphoton Inc
Publication of JPWO2018163380A1 publication Critical patent/JPWO2018163380A1/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6839753B2 publication Critical patent/JP6839753B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/015Ink jet characterised by the jet generation process
    • B41J2/04Ink jet characterised by the jet generation process generating single droplets or particles on demand
    • B41J2/045Ink jet characterised by the jet generation process generating single droplets or particles on demand by pressure, e.g. electromechanical transducers
    • B41J2/04501Control methods or devices therefor, e.g. driver circuits, control circuits
    • B41J2/04581Control methods or devices therefor, e.g. driver circuits, control circuits controlling heads based on piezoelectric elements
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/015Ink jet characterised by the jet generation process
    • B41J2/04Ink jet characterised by the jet generation process generating single droplets or particles on demand
    • B41J2/045Ink jet characterised by the jet generation process generating single droplets or particles on demand by pressure, e.g. electromechanical transducers
    • B41J2/04501Control methods or devices therefor, e.g. driver circuits, control circuits
    • B41J2/04528Control methods or devices therefor, e.g. driver circuits, control circuits aiming at warming up the head
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/015Ink jet characterised by the jet generation process
    • B41J2/04Ink jet characterised by the jet generation process generating single droplets or particles on demand
    • B41J2/045Ink jet characterised by the jet generation process generating single droplets or particles on demand by pressure, e.g. electromechanical transducers
    • B41J2/04501Control methods or devices therefor, e.g. driver circuits, control circuits
    • B41J2/0456Control methods or devices therefor, e.g. driver circuits, control circuits detecting drop size, volume or weight
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/015Ink jet characterised by the jet generation process
    • B41J2/04Ink jet characterised by the jet generation process generating single droplets or particles on demand
    • B41J2/045Ink jet characterised by the jet generation process generating single droplets or particles on demand by pressure, e.g. electromechanical transducers
    • B41J2/04501Control methods or devices therefor, e.g. driver circuits, control circuits
    • B41J2/04561Control methods or devices therefor, e.g. driver circuits, control circuits detecting presence or properties of a drop in flight
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/015Ink jet characterised by the jet generation process
    • B41J2/04Ink jet characterised by the jet generation process generating single droplets or particles on demand
    • B41J2/045Ink jet characterised by the jet generation process generating single droplets or particles on demand by pressure, e.g. electromechanical transducers
    • B41J2/04501Control methods or devices therefor, e.g. driver circuits, control circuits
    • B41J2/04563Control methods or devices therefor, e.g. driver circuits, control circuits detecting head temperature; Ink temperature
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/07Ink jet characterised by jet control
    • B41J2/125Sensors, e.g. deflection sensors
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/17Ink jet characterised by ink handling
    • B41J2/175Ink supply systems ; Circuit parts therefor
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/20Exposure; Apparatus therefor
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05GX-RAY TECHNIQUE
    • H05G2/00Apparatus or processes specially adapted for producing X-rays, not involving X-ray tubes, e.g. involving generation of a plasma
    • H05G2/001Production of X-ray radiation generated from plasma
    • H05G2/003Production of X-ray radiation generated from plasma the plasma being generated from a material in a liquid or gas state
    • H05G2/006Production of X-ray radiation generated from plasma the plasma being generated from a material in a liquid or gas state details of the ejection system, e.g. constructional details of the nozzle
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05GX-RAY TECHNIQUE
    • H05G2/00Apparatus or processes specially adapted for producing X-rays, not involving X-ray tubes, e.g. involving generation of a plasma
    • H05G2/001Production of X-ray radiation generated from plasma
    • H05G2/008Production of X-ray radiation generated from plasma involving an energy-carrying beam in the process of plasma generation

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • X-Ray Techniques (AREA)
  • Ink Jet (AREA)
  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)

Description

本開示は、ドロップレット吐出装置及び計算方法に関する。
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、20nm以下の微細加工が要求されるようになる。このため、波長13nm程度の極端紫外(EUV:extreme ultraviolet)光を生成するための装置と縮小投影反射光学系(reduced projection reflective optics)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。
特開2014−175474号公報
概要
本開示の一態様によるドロップレット吐出装置は、タンクに接続されるノズルの開口を介して、タンク内に貯留されるターゲット物質のドロップレットを、間隔をあけて吐出するドロップレット吐出部と、ドロップレット吐出部から吐出されるドロップレットの速度を計測する速度センサと、ノズルの開口の断面積と、ドロップレットの速度とに基づいて、単位時間あたりに消費されるターゲット物質の体積を計算する計算部とを備えるようにしてもよい。
本開示の一態様による計算方法は、タンクに接続されるノズルの開口を介して、タンク内に貯留されるターゲット物質のドロップレットが間隔をあけて吐出され、当該吐出されるドロップレットの速度を計測する速度計測ステップと、ノズルの開口の断面積と、ドロップレットの速度とに基づいて、単位時間あたりに消費されるターゲット物質の体積を計算する計算ステップとを備えるようにしてもよい。
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、極端紫外光生成システム全体の概略構成を示す模式図である。 図2は、ターゲット射出器からドロップレットが吐出される様子を示す図である。 図3は、画像信号におけるドロップレット像の直径を示す模式図である。 図4は、実施形態の極端紫外光生成システム全体の概略構成を示す模式図である。 図5は、ドロップレットの速度を計測する速度センサの速度計測ルーチンを示すフローチャートである。 図6は、画像信号におけるドロップレット像の直径を示す模式図である。 図7は、ドロップレット吐出残時間を計算する計算部のドロップレット吐出残時間計算ルーチンを示すフローチャートである。 図8は、ターゲット残量を計算する計算部のターゲット残量計算ルーチンを示すフローチャートである。 図9は、ドロップレット回収量を計算する計算部のドロップレット回収量計算ルーチンを示すフローチャートである。
実施形態
1.概要
2.極端紫外光生成システムの説明
2.1 全体構成
2.2 動作
3.比較例のドロップレット吐出装置の説明
3.1 構成
3.2 動作
3.3 課題
4.実施形態のドロップレット吐出装置の説明
4.1 構成
4.2 動作
4.3 作用・効果
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
本開示の実施形態は、極端紫外(EUV:Extreme UltraViolet)光を生成する極端紫外光生成システムに関するものである。なお、以下本明細書では、極端紫外光をEUV光という場合があり、EUV光を生成するためのコントローラをEUV光生成コントローラという場合がある。
2.極端紫外光生成システムの説明
2.1 全体構成
図1は、極端紫外光生成システム全体の概略構成を示す模式図である。図1に示すように、極端紫外光生成システム1は、チャンバ10を含む。チャンバ10は、密閉可能かつ減圧可能な容器である。チャンバ10の壁には、少なくとも1つの貫通孔が設けられている。図1に示す例では5つの貫通孔が設けられ、これら貫通孔は、ウインドウW1〜W5によってそれぞれ塞がれる。
また、極端紫外光生成システム1は、ドロップレット吐出装置20を含む。ドロップレット吐出装置20は、コンティニュアスジェット方式によりドロップレットDLをチャンバ10の内部に間隔をあけて吐出するよう構成される。
例えば、ドロップレット吐出装置20は、ドロップレット吐出部21、ターゲット生成コントローラ27及び計算部28により構成し得る。ドロップレット吐出部21は、ターゲット射出器22、ピエゾ素子23、ヒータ24、温度コントローラ25及び圧力調整器26により構成し得る。
ターゲット射出器22は、チャンバ10に対して移動可能に支持されるタンク22Aと、そのタンクに接続されるノズル22Bとを有する。タンク22Aには、ターゲット物質TGが貯留される。ターゲット物質TGの材料は、スズ、テルビウム、ガドリニウム、リチウム、キセノンのいずれか、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。ノズル22Bの少なくとも先端部分は、チャンバ10内に配置される。
ピエゾ素子23は、ターゲット射出器22のノズル22Bの外表面に設けられる。ピエゾ素子23は、ピエゾ電源23Aから供給される電力により駆動し、所定の振動周期で振動する。ヒータ24は、ターゲット射出器22のタンク22Aの外表面に設けられる。ヒータ24は、ヒータ電源24Aから供給される電力により駆動し、温度コントローラ25により指定される温度で加熱する。
温度コントローラ25は、ターゲット射出器22のタンク22Aの外表面に設けられる温度センサ25Aにより検出される温度が所定温度となるように、ヒータ24を制御する。所定温度は、ターゲット射出器22のタンク22Aに貯留されるターゲット物質TGの融点温度以上とされる。
圧力調整器26は、ガスボンベ26Aから供給されるガスを、ターゲット生成コントローラ27で指定される圧力値に減圧し、その減圧したガスでターゲット射出器22のタンク内に貯留される溶融状態のターゲット物質TGを加圧する。
ターゲット生成コントローラ27は、ピエゾ電源23A、温度コントローラ25、圧力調整器26及び計算部28と接続される。ターゲット生成コントローラ27は、ターゲット射出器22のノズル22Bの開口を介してターゲット物質TGのドロップレットDLを間隔をあけて吐出するよう、ピエゾ電源23A、温度コントローラ25及び圧力調整器26を制御する。
ターゲット生成コントローラ27には、ドロップレット関連信号S28とバースト信号S1とが入力される。ドロップレット関連信号S28は、ドロップレットDLの速度や体積等といったドロップレットDLに関連する情報を示す信号である。バースト信号S1は、EUV光を生成するバーストオン期間と、EUV光の生成を休止するバーストオフ期間とを指定する信号であり、バーストオン期間とバーストオフ期間とが交互に繰り返される。
ターゲット生成コントローラ27は、バースト信号S1及びドロップレット関連信号S28に基づいて、ドロップレットDLの吐出方向を調整するようターゲット射出器22を制御する。また、ターゲット生成コントローラ27は、バースト信号S1及びドロップレット関連信号S28に基づいて、ドロップレットDLの速度を調整するよう圧力調整器26を制御する。なお、ターゲット生成コントローラ27における上記の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。
計算部28には、通過タイミング信号S30が入力される。通過タイミング信号S30は、ノズル22Bの開口を介して間隔をあけて吐出されるドロップレットDLが第1地点P1を通過するタイミングを示す信号である。第1地点P1は、チャンバ10の内部に吐出されるドロップレットDLの軌道OTのうち、ドロップレットDLをプラズマ化させるプラズマ生成領域ARよりもノズル22B側とされる。
計算部28は、通過タイミング信号S30に基づいて、ノズル22Bの開口を介して間隔をあけて吐出されるドロップレットDLが第2地点P2を通過するタイミングを示す撮像タイミング信号S29を生成し、生成した撮像タイミング信号S29を出力する。第2地点P2は、ドロップレットDLの軌道OTのうち、第1地点P1とプラズマ生成領域ARとの間とされる。
計算部28には、撮像タイミング信号S29の撮像タイミングで、2つ以上のドロップレットDLのドロップレット像を示す画像信号S40が入力される。計算部28は、通過タイミング信号S30及び画像信号S40等に基づいて、上記のドロップレット関連信号S28を生成する。
また、極端紫外光生成システム1は、タイミングセンサ部30及びドロップレット画像出力部40を含む。
タイミングセンサ部30は、上記の通過タイミング信号S30を出力するよう構成される。例えば、タイミングセンサ部30は、ドロップレットDLの軌道OTを挟んで対向される一対のウインドウW1,W2の一方側に配置される光源部31と、当該ウインドウW1,W2の他方側に配置される受光部35とにより構成し得る。
光源部31は、容器32と、その容器32内に配置されるCWレーザ33及び照明光学系34を含む。照明光学系34は、CWレーザ33から出射されるレーザ光を、ドロップレットDLの軌道OT上の第1地点P1にウインドウW1を通じて照射する。
受光部35は、容器36と、その容器36内に配置される受光光学系37及び光センサ38と、光センサ38に接続されるカウンタ回路39とを含む。受光光学系37は、第1地点P1を経由してウインドウW2から入射する光を光センサ38に導光する。光センサ38は、ドロップレットDLが第1地点P1を通過する際に生じる光の変化を検出する。カウンタ回路39は、光センサ38から出力される信号に基づいて、上記の通過タイミング信号S30を生成し、計算部28に出力する。また、カウンタ回路39は、光センサ38から出力される信号に基づいて、第1地点P1を通過するドロップレット数をカウントする。
ドロップレット画像出力部40は、上記の画像信号S40を出力するよう構成される。例えば、ドロップレット画像出力部40は、ドロップレットDLの軌道OT上のプラズマ生成領域ARを挟んで対向される一対のウインドウW3,W4の一方側に配置される光源部41と、当該ウインドウW3,W4の他方側に配置される受光部45とにより構成し得る。
光源部41は、例えば、容器42と、その容器42内に配置されるフラッシュランプ43及び照明光学系44を含む。フラッシュランプ43は、計算部28から出力される撮像タイミング信号S29に基づいて点灯する。照明光学系44は、フラッシュランプ43の点灯により得られる光を、コリメート光として第2地点P2にウインドウW3を通じて照射する。
受光部45は、例えば、容器46と、その容器46内に配置される転写光学系47及びイメージセンサ48と、イメージセンサ48に接続される画像取得部49とを含む。転写光学系47は、第2地点P2を経由してウインドウW4から入射する光を、イメージセンサ48の受光面に転写する。イメージセンサ48は、計算部28から出力される撮像タイミング信号S29に基づいてシャッタを開閉する。画像取得部49は、イメージセンサ48のシャッタの開放時に受光面に転写される光を画像信号S40として取得し、取得した画像信号S40を計算部28に出力する。
また、極端紫外光生成システム1は、EUV光生成コントローラ50及びレーザ装置60を含む。
EUV光生成コントローラ50には、上記のドロップレット関連信号S28が計算部28から入力され、上記のバースト信号S1が図示されない露光装置から入力される。EUV光生成コントローラ50は、バースト信号S1及びドロップレット関連信号S28に基づいて発光トリガ信号S50を生成し、生成した発光トリガ信号S50をレーザ装置60に出力することでバースト動作するようレーザ装置60を制御する。バースト動作とは、バーストオン期間に連続したパルス状のレーザ光Lを所定の周期で出射し、バーストオフ休止期間にレーザ光Lの出射が抑制される動作を意味する。
レーザ装置60は、パルス状のレーザ光Lを出射するよう構成される。例えば、レーザ装置60は、Nd:YAGレーザ、或いは、Nd:YVO4レーザ等の固体レーザにより構成し得る。また例えば、レーザ装置60は、COレーザ、或いは、エキシマレーザ等のガスレーザにより構成し得る。なお、レーザ光Lのパルス幅は、100fS以上1nS未満のピコ秒パルス幅とされてもよく、1nS以上のナノ秒パルス幅とされてもよい。
2.2 動作
ターゲット生成コントローラ27は、ターゲット射出器22のタンク22Aに貯留されるターゲット物質を加熱するため、ヒータ電源24Aからヒータ24に電力を供給してヒータ24を駆動する。また、ターゲット生成コントローラ27は、ターゲット射出器22のタンク22Aに貯留されるターゲット物質TGが融点以上の所定温度となるように、ヒータ電源24Aからヒータ24に供給する電力量を温度コントローラ25に調整させる。なお、所定温度は、ターゲット物質が錫である場合、例えば250℃〜290℃の温度範囲内の温度とされる。
ターゲット生成コントローラ27は、ターゲット射出器22のタンク22Aに貯留される溶融状態のターゲット物質TGが所定の速度でノズル22Bの開口から射出するように、ターゲット射出器22のタンク内圧力を圧力調整器26に調整させる。この調整によって、図2に示すように、ターゲット射出器22のノズル22Bの開口から溶融状態のターゲット物質TGが所定の速度で連続的に射出され、ドロップレットDLの前駆体である円柱状前駆物質PDLが生成される。円柱状前駆物質PDLは、ノズル22Bの開口に取り付いた状態でその開口から軌道OTに沿って延在する。
ターゲット生成コントローラ27は、ピエゾ電源23Aからピエゾ素子23に電力を供給してピエゾ素子23を駆動する。これによりピエゾ素子23は所定の振動周期で振動し、その振動はターゲット射出器22のノズル22Bを経由して円柱状前駆物質PDLに伝搬する。円柱状前駆物質PDLは、振動周期に応じて分断して小滴SDとなり、これら小滴SDが軌道OT上を移動している途中で統合することで、チャンバ10内にドロップレットDLとして吐出される。
このように、ノズル22Bの開口から所定の速度で連続的に射出される円柱状前駆物質PDLに対して振動を与えるコンティニュアスジェット方式によって、ターゲット物質TGのドロップレットDLが間隔をあけてチャンバ10内に吐出される。
チャンバ10の内部に吐出されたドロップレットDLは、第1地点P1及び第2地点P2を経由してプラズマ生成領域ARに向かう。ここで、第1地点P1をドロップレットDLが通過するタイミングを示す通過タイミング信号S30がタイミングセンサ部30で生成され計算部28に出力される。また、第2地点P2をドロップレットDLが通過するタイミングで撮像された画像信号S40がドロップレット画像出力部40で生成され計算部28に出力される。
計算部28は、上記のように通過タイミング信号S30及び画像信号S40等に基づいて、ドロップレット関連信号S28を生成する。そして計算部28は、生成したドロップレット関連信号S28をターゲット生成コントローラ27及びEUV光生成コントローラ50に出力する。
ターゲット生成コントローラ27は、上記のようにドロップレット関連信号S28とEUV光生成コントローラ50から出力されるバースト信号S1とに基づいて、ドロップレットDLの吐出方向や吐出速度等を調整する。
EUV光生成コントローラ50は、上記のようにドロップレット関連信号S28とバースト信号S1とに基づいて発光トリガ信号S50を生成し、生成した発光トリガ信号S50をレーザ装置60に出力する。レーザ装置60は、発光トリガ信号S50に基づいて、バーストオン期間に所定の周期でパルス状のレーザ光Lを出射する。
レーザ光Lは、集光光学系COでプラズマ生成領域ARに集光される。プラズマ生成領域ARに集光されたレーザ光Lは、少なくとも1つドロップレットDLに照射される。レーザ光Lが照射されたドロップレットDLはプラズマ化し、そのプラズマからEUV光を含む光が放射される。EUV光は、図示されないEUV光集光ミラーの反射面で選択的に反射され、図示されない露光装置に出力される。なお、1つのドロップレットDLに、複数のパルス状のレーザ光が照射されてもよい。
3.比較例のドロップレット吐出装置の説明
次に、比較例のドロップレット吐出装置を説明する。なお、上記において説明した構成と同様の構成については同一の符号を付し、特に説明する場合を除き、重複する説明は省略する。
3.1 構成
計算部28には、上記のようにドロップレット画像出力部40から画像信号S40が入力される。計算部28は、カウンタ回路39からドロップレット数を定期的に取得し、取得したドロップレット数と画像信号S40とに基づいて、ターゲット物質TGの消費体積を計算する。
3.2 動作
計算部28は、画像信号S40に基づいて、図3に示すように、ドロップレット像の直径Dを計測し、計測した直径からドロップレットDLの体積を計算する。なお、直径Dは、1つのドロップレット像の直径であってもよく、複数のドロップレット像における直径の平均であってもよい。
計算部28は、カウンタ回路39からドロップレット数を取得すると、その取得したドロップレット数に対しドロップレットDLの体積を乗算することでターゲット物質TGの消費体積を計算する。
3.3 課題
ところが、ドロップレット吐出部21から吐出されたドロップレットDLの速度が速いため、ドロップレット像の輪郭が不明瞭になり易い。このため、ドロップレット像の直径Dは実際のドロップレットDLの直径よりも大きく計測される傾向がある。従って、ドロップレット像の直径Dに基づいて計算されるターゲット物質の消費体積は、実際の消費体積と異なって不正確であることが懸念される。
ターゲット物質の消費体積は、ターゲット射出器22を交換する時期、あるいは、ターゲット射出器22のタンク22Aにターゲット物質TGを補充する時期を知るために、重要なパラメータの1つである。従って、ターゲット物質の消費体積を正確に計算することが要求される。
そこで、以下の実施形態では、より正確にターゲット物質TGの消費体積を計算し得るドロップレット吐出装置及び計算方法が例示される。
4.実施形態のドロップレット吐出装置の説明
次に、実施形態のドロップレット吐出装置を説明する。なお、上記において説明した構成と同様の構成については同一の符号を付し、特に説明する場合を除き、重複する説明は省略する。
4.1 構成
図4は、実施形態の極端紫外光生成システム全体の概略構成を示す模式図である。図4に示すように、本実施形態の極端紫外光生成システム1では、上記のドロップレット吐出装置20とは異なる構成のドロップレット吐出装置200が備えられる。本実施形態の極端紫外光生成システム1では、このドロップレット吐出装置200以外の構成は上記の構成と同様である。
ドロップレット吐出装置200は、上記のドロップレット吐出部21及びターゲット生成コントローラ27を構成要素として含む。また、ドロップレット吐出装置200は、ドロップレット回収部70を構成要素として更に含む。
ドロップレット回収部70は、ドロップレット吐出部21から吐出されるドロップレットDLのうちプラズマ生成領域ARでプラズマ化されなかったドロップレットDLを回収するものである。ドロップレット回収部70は、ドロップレットDLの軌道OT上に配置される。例えば、ドロップレット回収部70は、チャンバ10のうちターゲット射出器22が取り付けられる壁とは反対側のチャンバ10の壁に設けられる開口を介して、チャンバ10に連通する状態でチャンバ10に固定される。
また、ドロップレット吐出装置200は、EUVエネルギーセンサ80を構成要素として更に含む。
EUVエネルギーセンサ80は、プラズマ生成領域ARにおいてドロップレットDLのプラズマ化により放射されるEUV光のエネルギーを示すEUVエネルギー信号S80を出力するよう構成される。例えば、EUVエネルギーセンサ80は、EUV光のエネルギー分布を画像信号として出力するイメージセンサにより構成し得る。
また、ドロップレット吐出装置200は、インターフェイス90を構成要素として更に含む。
インターフェイス90は、ドロップレット吐出装置200と他の装置とを接続する接続部である。他の装置は1つであっても2以上であってもよい。例えば、マウスやキーボード等の操作入力装置、半導体メモリ等の情報記憶媒体、ネットワークを経由して情報を授受する通信装置、液晶ディスプレイ等の表示装置などが挙げられる。
また、ドロップレット吐出装置200は、速度センサ100を構成要素として更に含む。
速度センサ100は、ドロップレット吐出部21から吐出されるドロップレットDLの速度を計測するよう構成される。例えば、速度センサ100には、タイミングセンサ部30から通過タイミング信号S30が入力され、ドロップレット画像出力部40から画像信号S40が入力される。速度センサ100は、通過タイミング信号S30及び画像信号S40に基づいて、ドロップレットDLの速度を計測する。
また、ドロップレット吐出装置200は、上記の計算部28に代えて、計算部280を構成要素として含む。
計算部280には、タイミングセンサ部30から通過タイミング信号S30が入力され、ドロップレット画像出力部40から画像信号S40が入力される。
計算部280は、上記の計算部28と同様に、通過タイミング信号S30に基づいて撮像タイミング信号S29を生成し、生成した撮像タイミング信号S29をドロップレット画像出力部40に出力する。計算部280は、上記の計算部28と同様に、通過タイミング信号S30及び画像信号S40等に基づいてドロップレット関連信号S28を生成し、生成したドロップレット関連信号S28をターゲット生成コントローラ27に出力する。
また、計算部280には、EUVエネルギーセンサ80からEUVエネルギー信号S80が入力される。計算部280は、EUVエネルギー信号S80、及び、速度センサ100により計測されるドロップレットDLの速度等に基づいて、ドロップレット吐出残時間と、ターゲット残量と、ドロップレット回収量とのそれぞれを計算する。
ドロップレット吐出残時間は、ドロップレット吐出部21からドロップレットDLを継続的に吐出可能な残り時間である。ターゲット残量は、ターゲット射出器22のタンク22A内に残っているターゲット物質TGの体積である。ドロップレット回収量は、ドロップレット回収部70に貯留しているドロップレットDLの体積である。なお、計算部280は、ドロップレット吐出残時間と、ターゲット残量と、ドロップレット回収量とのいずれか1つ、もしくは、ドロップレット吐出残時間と、ターゲット残量と、ドロップレット回収量とのなかの2つだけを計算してもよい。
4.2 動作
まず、ドロップレットDLの速度を計測する速度センサ100の動作について説明する。図5は、ドロップレットの速度を計測する速度センサの速度計測ルーチンを示すフローチャートである。
図5に示すように、速度センサ100は、ドロップレット画像出力部40から画像信号S40が入力されると、速度計測ルーチンを開始し、ステップSP1に進む。
ステップSP1において、速度センサ100は、画像信号S40に基づいて、図6に示すように、互いに隣り合うドロップレット像の間隔Iを計測し、ステップSP2に進む。間隔Iは、互いに隣り合うドロップレット像の中心間の間隔であってもよく、当該中心間以外の間隔であってもよい。但し、間隔Iは、隣り合うドロップレット像の中心間の間隔とされた場合、ドロップレット像の輪郭が不明瞭であっても、速度センサ100は、実際のドロップレットDLの間隔に概ね近似する値をドロップレット像から取得し得る。また、間隔Iは、互いに隣り合うドロップレット像における1箇所の間隔であってもよく、互いに隣り合うドロップレット像における複数箇所の間隔の平均であってもよい。但し、間隔Iは、隣り合うドロップレット像における複数箇所の間隔の平均とされた場合、ドロップレット吐出部21から吐出されるドロップレットDLの実際の間隔に微差が生じても、速度センサ100は、その実際の間隔に近似する値をドロップレット像から取得し得る。なお、間隔Iは、典型的には、0.5〜1mm程度である。
ステップSP2において、速度センサ100は、ドロップレット生成周波数を計測する。ドロップレット生成周波数は、単位時間あたりに吐出されるドロップレットDLの数であり、典型的には100kHz程度である。
例えば、速度センサ100は、タイミングセンサ部30から出力される通過タイミング信号S30に基づいてドロップレット生成周波数を計測し得る。このように計測した場合、実際に吐出されるドロップレットDLの単位時間あたりの数が計測される。このため、ドロップレット生成周波数を予め固定値としてメモリ等に記憶しておく場合に比べて、速度センサ100は、ドロップレット生成周波数を正確に計測し得る。なお、速度センサ100は、ドロップレットDLの数をカウンタ回路39から取得してもよい。
また例えば、速度センサ100は、ピエゾ素子23の振動周期に基づいて、ドロップレット生成周波数を計測し得る。このように計測した場合、実際に突出されるドロップレットDLの単位時間あたりの数を計測することが不要となる。このため、速度センサ100は、計測に要する処理負荷を低減し得る。なお、上記のピエゾ素子23の周期は、例えば、インターフェイス90により入力され、速度センサ100のメモリ等に記憶される。
速度センサ100は、ドロップレットDLの生成周波数を計測すると、ステップSP3に進む。ステップSP3において、速度センサ100は、ステップSP1で計測した間隔Iと、ステップSP2で計測したドロップレットDLの生成周波数とを乗算することで、ドロップレットDLの速度を計算する。
速度センサ100は、ドロップレットDLの速度を計算すると、ステップSP4に進む。ステップSP4において、速度センサ100は、現在の速度計算回数と、予め設定された設定数とを比較する。
ここで、現在の速度計算回数が設定数未満である場合、速度センサ100は、速度計算回数をインクリメントした後、ステップSP1に戻って再びドロップレットDLの速度を求める。
これに対し、現在の速度計算回数が設定数になった場合、速度センサ100は、ステップSP5に進んで、設定数分のドロップレットDLの速度から平均を計算し、計算したドロップレットDLの速度を内部メモリ等に記憶して更新した後、ステップSP6に進む。ステップSP6において、速度センサ100は、速度計算回数をゼロに戻した後、ステップSP1に戻って再びドロップレットDLの速度を求める。
このように速度センサ100は、ドロップレット画像出力部40における撮像間隔でドロップレットDLの速度の平均を計算し、その計算したドロップレットDLの速度の平均を内部メモリ等に記憶して更新し得る。撮像間隔は、典型的には100msec程度とされる。ドロップレットDLの速度の平均を更新する更新間隔は、典型的には1〜数秒程度とされる。
なお、速度センサ100は、1つのドロップレットDLの速度だけを計算するようにしてもよい。ただし、上記のように、実際に吐出されるドロップレットDLの単位時間あたりの数をドロップレット生成周波数として計測する場合、ドロップレットDLの速度の平均を計算することが好ましい。また、平均以外の統計学的手法を用いてドロップレットDLの速度が計算されてもよい。
次に、ドロップレット吐出残時間を計算する計算部280の動作について説明する。図7は、ドロップレット吐出残時間を計算する計算部のドロップレット吐出残時間計算ルーチンを示すフローチャートである。
図7に示すように、計算部280は、例えば起動すると、ドロップレット吐出残時間計算ルーチンを開始し、ステップSP11に進む。
ステップSP11において、計算部280は、初期ターゲット体積と、ターゲット射出器22のノズル22Bの開口径とをインターフェイス90を介して取得する。例えば、計算部280は、操作入力装置から入力される初期ターゲット体積及びノズル22Bの開口径をインターフェイス90を介して取得し得る。また例えば、計算部280は、情報記憶媒体からインターフェイス90を介して初期ターゲット体積及びノズル22Bの開口径を読み出すことで取得し得る。また例えば、計算部280は、情報記憶媒体からインターフェイス90を介してターゲット射出器22に固有の識別子を読み出す。その後、計算部280は、データベースサーバにインターフェイス90を介してアクセスし、ターゲット射出器22に固有の識別子に対応する初期ターゲット体積及びノズル22Bの開口径を取得し得る。
なお、初期ターゲット体積は、タンク22A内に基準時点で貯留されているターゲット物質TGの体積である。基準時点は、本実施形態では、ターゲット射出器22を新たに交換した時点とされる。この時点でタンク22A内に貯留されているターゲット物質TGの体積は、典型的には、50ml〜4000ml程度である。なお、基準時点は、タンク22A内にターゲット物質TGを補充した時点とされてもよく、インターフェイス90を介して操作入力装置から指定された時点とされてもよい。
計算部280は、初期ターゲット体積と、ターゲット射出器22のノズル22Bの開口径とを取得すると、ステップSP12に進む。ステップSP12において、計算部280は、ドロップレットDLの吐出開始時点として設定される時点を検出するまで待機する。
なお、吐出開始時点として、定期的にカウンタ回路39から取得するドロップレット数に差が生じ始めた時点が設定されていてもよい。また例えば、吐出開始時点として、通過タイミング信号S30に基づいてドロップレットDLの通過を検出し始めた時点が設定されていてもよい。また例えば、吐出開始時点として、画像信号S40においてドロップレット像を検出し始めた時点が設定されていてもよい。また例えば、吐出開始時点として、タンク22Aに加えられる内圧力が所定の圧力値以上になったことを検出した時点が設定されていてもよい。内圧力は、例えば、ドロップレット吐出部21に設けられる図示されない圧力センサの出力に基づいて検出し得る。
計算部280は、ドロップレットDLの吐出開始時点として設定される時点を検出すると、ステップSP13に進む。ステップSP13において、計算部280は、タイマを駆動して、ステップSP12で検出した時点からの時間を計測し始めた後、ステップSP14に進む。ステップSP14において、計算部280は、ドロップレットDLの吐出終了時点として設定される時点を検出するまで待機する。
なお、吐出終了時点として、定期的にカウンタ回路39から取得するドロップレット数に差が生じなくなった時点が設定されていてもよい。また例えば、吐出終了時点として、通過タイミング信号S30に基づいてドロップレットDLの通過が非検出になった時点が設定されていてもよい。また例えば、吐出終了時点として、画像信号S40におけるドロップレット像が非検出になった時点が設定されていてもよい。また例えば、吐出終了時点として、タンク22Aに加えられる内圧力が所定の圧力値未満になったことを検出した時点が設定されていてもよい。内圧力は、上記のように、例えば、ドロップレット吐出部21に設けられる図示されない圧力センサの出力に基づいて検出し得る。なお、ドロップレットDLの通過が非検出になった時点、及び、ドロップレット像が非検出になった時点は、概ね一定の間隔ごとに吐出されるドロップレットDLのうち最後に吐出されるドロップレットDLから、当該間隔を経た以降の時点である。
計算部280は、ドロップレットDLの吐出終了時点として設定される時点を検出すると、ステップSP15に進む。ステップSP15において、計算部280は、タイマを停止して、ステップSP12で検出した時点からステップSP14で検出した時点までの吐出時間を取得し、ステップSP16に進む。
ステップSP16において、計算部280は、第1段階として、ステップSP11で取得したノズル22Bの開口の開口径に基づいてノズル22Bの断面積を計算する。例えば、ステップSP11で取得したノズル22Bの開口径が半径であり、その半径をr[μm]とした場合、計算部280は、π×(r÷1000000÷2)によってノズル22Bの断面積[m]を計算し得る。
計算部280は、第2段階として、速度センサ100の内部メモリに記憶されるドロップレットDLの速度の平均と、ノズル22Bの断面積とを乗算することで、単位時間あたりに消費されるターゲット物質TGの体積を計算する。
図2を用いて上記したように、ピエゾ素子23の振動により所定の速度で円柱状前駆物質PDLが生成され、さらにその円柱状前駆物質PDLがドロップレットDLとして吐出される。このため、ドロップレットDLの速度は、単位時間あたりに射出される円柱状前駆物質PDLの高さに相当する。従って、ドロップレットDLの速度にノズル22Bの断面積を乗算することで、ドロップレットDLの前駆体である円柱状前駆物質PDLの体積が求まる。この円柱状前駆物質PDLの体積は、タンク22Aに貯留されるターゲット物質TGから単位時間あたりに射出されたものであることから、単位時間あたりに消費されるターゲット物質TGの体積である。
計算部280は、第3段階として、単位時間あたりに消費されるターゲット物質TGの体積と、ステップSP11で取得した初期ターゲット体積と、ステップSP15で取得した吐出時間とに基づいて、ドロップレット吐出残時間を計算する。
例えば、初期ターゲット体積をIV[m]とし、単位時間あたりに消費されるターゲット物質TGの体積をCV[m/S]とし、吐出時間をH[s]とする。この場合、計算部280は、(IV÷CV÷3600)−(H÷3600)によってドロップレット吐出残時間を計算し得る。
計算部280は、ドロップレット吐出残時間を計算すると、ステップSP17に進む。なお、計算部280は、計算したドロップレット吐出残時間をインターフェイス90を介して表示装置に表示させた後に、ステップSP17に進むようにしてもよい。ステップSP17において、計算部280は、ドロップレット吐出残時間と、そのドロップレット吐出残時間に対して設定される残時間閾値とを比較する。
ここで、ドロップレット吐出残時間が残時間閾値以上である場合、タンク22A内に貯留されるターゲット物質TGが十分に残っている状態であり、ドロップレット吐出残時間が十分にあることを意味する。この場合、計算部280は、ステップSP11に戻って上記の処理を繰り返す。
これに対し、ドロップレット吐出残時間が残時間閾値を下回った場合、タンク22A内に貯留されるターゲット物質TGの残りが少なく、ドロップレット吐出部21からドロップレットDLを吐出できなくなる時間が迫っていることを意味する。この場合、計算部280は、ステップSP18に進んで、インターフェイス90を介して例えば表示装置から警告を発した後、ステップSP11に戻って上記の処理を繰り返す。
次に、ターゲット残量を計算する計算部280の動作について説明する。図8は、ターゲット残量を計算する計算部のターゲット残量計算ルーチンを示すフローチャートである。
図8に示すように、計算部280は、例えば起動すると、ターゲット残量計算ルーチンを開始し、ステップSP11に進んで、初期ターゲット体積とノズル22Bの開口径とをインターフェイス90を介して取得した後、ステップSP12に進む。
ステップSP12において、計算部280は、ドロップレットDLの吐出開始時点として設定される時点を検出するまで待機し、その時点を検出すると、ステップSP13に進む。
ステップSP13において、計算部280は、タイマを駆動して、ステップSP12で検出した時点からの時間を計測し始めた後、ステップSP14に進んで、ドロップレットDLの吐出終了時点として設定される時点を検出するまで待機する。
計算部280は、ドロップレットDLの吐出終了時点として設定される時点を検出すると、ステップSP15に進んで、タイマを停止して、ステップSP12で検出した時点からステップSP14で検出した時点までの吐出時間を取得し、ステップSP26に進む。
ステップSP26において、計算部280は、第1段階として、ステップSP11で取得したノズル22Bの開口の開口径に基づいてノズル22Bの断面積を計算する。
計算部280は、第2段階として、速度センサ100の内部メモリに記憶されるドロップレットDLの速度の平均と、ノズル22Bの断面積と、ステップSP15で取得した吐出時間とに基づいて、吐出時間に消費されるターゲット物質TGの体積を計算する。
上記のように速度センサ100は、内部メモリに記憶するドロップレットDLの速度の平均を典型的には1〜数秒程度で更新している。このため、ドロップレットDLの速度が変更されたとしても、計算部280は、その変更された速度の平均に基づいてターゲット物質TGの体積を計算し得る。なお、速度センサ100はドロップレットDLの速度の平均を1回だけ計算し、計算部280はその平均の速度を固定値としてターゲット物質TGの体積を計算してもよい。
計算部280は、第3段階として、吐出時間に消費されるターゲット物質TGの体積と、ステップSP11で取得した初期ターゲット体積とに基づいて、ターゲット残量を計算する。
例えば、初期ターゲット体積をIV[m]とし、吐出時間に消費されるターゲット物質TGの体積をV[m]とした場合、計算部280は、(IV−V)÷(IV÷100)によってターゲット残量を計算し得る。
計算部280は、ターゲット残量を計算すると、ステップSP27に進む。なお、計算部280は、計算したターゲット残量をインターフェイス90を介して表示装置に表示させた後に、ステップSP27に進むようにしてもよい。ステップSP27において、計算部280は、ターゲット残量と、そのターゲット残量に対して設定される残量閾値とを比較する。
ここで、ターゲット残量が残量閾値以上である場合、タンク22A内に貯留されるターゲット物質TGが十分に残っている状態であることを意味する。この場合、計算部280は、ステップSP11に戻って上記の処理を繰り返す。
これに対し、ターゲット残量が残量閾値を下回った場合、タンク22A内に貯留されるターゲット物質TGの残りが少ないことを意味する。この場合、計算部280は、ステップSP18に進んで、インターフェイス90を介して例えば表示装置から警告を発した後、ステップSP11に戻って上記の処理を繰り返す。
次に、ドロップレット回収量を計算する計算部280の動作について説明する。図9は、ドロップレット回収量を計算する計算部のドロップレット回収量計算ルーチンを示すフローチャートである。
図9に示すように、計算部280は、例えば起動すると、ドロップレット回収量計算ルーチンを開始し、ステップSP11に進んで、初期ターゲット体積とノズル22Bの開口径とをインターフェイス90を介して取得した後、ステップSP12に進む。
ステップSP12において、計算部280は、ドロップレットDLの吐出開始時点として設定される時点を検出するまで待機し、その時点を検出すると、ステップSP33に進む。
ステップSP33において、計算部280は、タイマを駆動して、ステップSP12で検出した時点からの時間を計測し始める。また、計算部280は、EUVエネルギーセンサ80から出力されるEUVエネルギー信号S80に基づいて、単位時間当たりのプラズマドロップレット数を計測し始める。単位時間当たりのプラズマドロップレット数は、単位時間当たりにプラズマ生成領域ARでプラズマ化されたドロップレットDLの数である。
その後、計算部280は、ステップSP14に進んで、ドロップレットDLの吐出終了時点として設定される時点を検出するまで待機する。計算部280は、ドロップレットDLの吐出終了時点として設定される時点を検出すると、ステップSP35に進む。
ステップSP35において、計算部280は、タイマを停止して、ステップSP12で検出した時点からステップSP14で検出した時点までの吐出時間を取得する。また、計算部280は、単位時間当たりのプラズマドロップレット数を取得し、その単位時間当たりのプラズマドロップレット数の計測を終了する。その後、計算部280は、ステップSP36に進む。
ステップSP36において、計算部280は、第1段階として、ステップSP11で取得したノズル22Bの開口の開口径に基づいてノズル22Bの断面積を計算する。
計算部280は、第2段階として、速度センサ100の内部メモリに記憶されるドロップレットDLの速度の平均と、ノズル22Bの断面積と、ステップSP15で取得した吐出時間とに基づいて、吐出時間に消費されるターゲット物質TGの体積を計算する。
上記のように速度センサ100は、内部メモリに記憶するドロップレットDLの速度の平均を典型的には1〜数秒程度で更新している。このため、ドロップレットDLの速度が変更されたとしても、計算部280は、その変更された速度の平均に基づいてターゲット物質TGの体積を計算し得る。なお、速度センサ100はドロップレットDLの速度の平均を1回だけ計算し、計算部280はその平均の速度を固定値としてターゲット物質TGの体積を計算してもよい。
計算部280は、第3段階として、ステップSP35で取得した単位時間当たりのプラズマドロップレット数に基づいて、吐出時間にプラズマ化されたドロップレットDLの体積を計算する。例えば、吐出時間に消費されるターゲット物質TGの体積をTV[m]とし、単位時間当たりのプラズマドロップレット数をTPN[1/SEC]とし、上記のドロップレット生成周波数をDF[kHz]とする。この場合、計算部280は、TV×(TPN÷DF)により計算し得る。
計算部280は、第4段階として、吐出時間に消費されるターゲット物質TGの体積から、吐出時間にプラズマ化されたドロップレットDLの体積を減算することで、ドロップレット回収量を計算する。
計算部280は、ドロップレット回収量を計算すると、ステップSP37に進む。なお、計算部280は、計算したドロップレット回収量をインターフェイス90を介して表示装置に表示させた後に、ステップSP37に進むようにしてもよい。ステップSP37において、計算部280は、ドロップレット回収量と、そのドロップレット回収量に対して設定される第1の回収量閾値とを比較する。
ここで、ドロップレット回収量が第1の回収量閾値未満である場合、ドロップレット回収部70に回収される回収量が少なく、当該ドロップレット回収部70で十分に更なる回収が可能であることを意味する。この場合、計算部280は、ステップSP11に戻って上記の処理を繰り返す。
これに対し、ドロップレット回収量が第1の回収量閾値以上である場合、計算部280は、ステップSP38に進んで、ドロップレット回収量と、第1の回収量閾値よりも大きい第2の回収量閾値と比較する。
ここで、ドロップレット回収量が第1の回収量閾値以上第2の回収量閾値未満である場合、ドロップレット回収部70に回収される回収量が多くなってきているが、当該ドロップレット回収部70による回収がある程度可能であることを意味する。この場合、計算部280は、ステップSP18に進んで、インターフェイス90を介して例えば表示装置から警告を発した後、ステップSP11に戻る。
これに対し、ドロップレット回収量が第2の回収量閾値以上である場合、ドロップレット回収部70に回収される回収量がドロップレット回収部70の上限に近くなっている。そして、このままドロップレット回収部70で回収し続けるとドロップレット回収部70で回収しきれなくなったドロップレットDLが光学素子に付着し、当該光学素子の反射率や透過率が変化するということが懸念される。この場合、計算部280は、ステップSP39に進んで、ターゲット生成コントローラ27に停止指令を与えることで、ターゲット生成コントローラ27を介してドロップレット吐出部21の吐出を停止させ、ドロップレット回収量計算ルーチンを終了する。
なお、計算部280は、上記のようにEUVエネルギーセンサ80から出力されるEUVエネルギー信号S80に基づいて、単位時間当たりのプラズマドロップレット数を計測し、当該計測の結果から吐出時間にプラズマ化されたドロップレットDLの体積を計算した。実際にプラズマ化されるドロップレットDLの単位時間あたりの数が計測されるため、計算部280は、吐出時間にプラズマ化されたドロップレットDLの体積を正確に計測し得る。但し、計算部280は、バースト信号S1に基づいて、吐出時間にプラズマ化されたドロップレットDLの体積を計算するようにしてもよい。
例えば、吐出時間に消費されるターゲット物質TGの体積をTV[m]とし、上記のドロップレット生成周波数をDF[kHz]とする。また、バースト信号S1におけるバーストオン期間とバーストオフ期間との合計期間に対するバーストオン期間の割合をDuty[%]とし、レーザ装置60がレーザ光Lを出射する周期をLP[kHz]とする。この場合、計算部280は、TV−(TV×{LP×Duty÷100})÷DFにより計算し得る。なお、レーザ装置60がレーザ光Lを出射する周期は、レーザ装置60から取得するようにしてもよく、インターフェイス90を介して情報記憶媒体から読み出すようにしてもよい。また、バースト信号S1は、EUV光生成コントローラ50から取得するようにしてもよく、インターフェイス90を介して情報記憶媒体から読み出すようにしてもよい。
このように計算部280は、バースト信号S1に基づいて、吐出時間にプラズマ化されたドロップレットDLの体積を計算し得る。このようにした場合、上記ステップSP33及びステップSP35で単位時間当たりのプラズマドロップレット数を計測することが不要となる。このため、計算部280は、計測に要する処理負荷を低減し得る。
4.3 作用・効果
以上のとおり、本実施形態のドロップレット吐出装置20は、ドロップレット吐出部21と、速度センサ100と、計算部280とを備えている。ドロップレット吐出部21は、タンク22Aに接続されるノズル22Bの開口を介して、タンク22A内に貯留されるターゲット物質TGのドロップレットDLを、間隔をあけて吐出する。速度センサ100は、ドロップレット吐出部21から吐出されるドロップレットDLの速度を計測する。計算部280は、ノズル22Bの開口の断面積と、ドロップレットDLの速度とに基づいて、単位時間あたりに消費されるターゲット物質TGの体積を計算する。
ノズル22Bの開口の断面積は、予め内部メモリ等に登録しておくことが可能である。また、ドロップレットDLの速度は、ドロップレット吐出部21によってドロップレットDLを吐出する間隔や周期に基づいて、画像を用いることなく得ることが可能である。従って、計算部280は、ドロップレット像の輪郭が不明瞭になるか否かにかかわらず、ノズル22Bの開口の断面積と、ドロップレットDLの速度とに基づいて、単位時間あたりに消費されるターゲット物質TGの体積を計算し得る。こうして、より正確にターゲット物質TGの消費体積を計算し得るドロップレット吐出装置20が実現される。
本実施形態のドロップレット吐出部21は、コンティニュアスジェット方式によりドロップレットDLを吐出する。このため、概ね均一な体積のドロップレットDLを同程度の速度で吐出し得る。
また、本実施形態の速度センサ100は、ドロップレットDLの画像信号S40から計測したドロップレット像の間隔Iと、単位時間あたりに吐出されるドロップレットDLの数とに基づいて、ドロップレットDLの速度を計算する。ドロップレット像の間隔Iは、ドロップレット像の輪郭が不明瞭になるか否かにかかわらず、実際のドロップレットDLの間隔に概ね近似する。ドロップレット像の間隔Iが、当該ドロップレット像の中心間の間隔とされた場合には、実際のドロップレットDLの間隔により近似する。従って、速度センサ100は、ドロップレット像を用いたとしても、実際の速度に近似した正確なドロップレットDLの速度を計測し得る。
また、本実施形態の計算部280は、ドロップレットDLの速度と、吐出開始時点として設定される時点からの時間と、ノズル22Bの開口の断面積とに基づいて、当該時間に消費されるターゲット物質TGの体積を計算する。このドロップレットDLは、コンティニュアスジェット方式により吐出される。コンティニュアスジェット方式では、図2を用いて上記したように、ピエゾ素子23の振動により所定の速度で円柱状前駆物質PDLが生成され、さらにその円柱状前駆物質PDLがドロップレットDLとして吐出される。このため、ドロップレットDLの速度は、単位時間あたりに射出される円柱状前駆物質PDLの高さに相当する。従って、ドロップレットDLの速度にノズル22Bの断面積を乗算することで、ドロップレットDLの前駆体である円柱状前駆物質PDLの体積が求まる。これにより計算部280は、実際に吐出されるドロップレットDLに基づいて、吐出開始時点として設定される時点からの時間に消費されるターゲット物質TGの体積を計算により取得し得る。このため、ドロップレットDLの速度を固定値として消費されるターゲット物質TGの体積を計算する場合に比べて、当該ターゲット物質TGの体積を正確に計算し得る。
また、本実施形態の計算部280は、初期ターゲット体積と、単位時間あたりに消費されるターゲット物質TGの体積と、ドロップレットDLの吐出開始時点として設定される時点からの時間とに基づいて、ドロップレット吐出残時間を計算する。
を計算する。
上記のように、計算部280はターゲット物質TGの体積を正確に計算し得るため、当該正確なターゲット物質TGからドロップレット吐出残時間を計算し得る。従って、計算部280は、ドロップレット吐出残時間が残量閾値を下回った場合に警告を発することで、ターゲット射出器22を交換する時期、又は、ターゲット射出器22のタンク22Aにターゲット物質TGを補充する時期をユーザに正確に通知し得る。
また、本実施形態の計算部280は、初期ターゲット体積と、ドロップレットDLの吐出開始時点として設定される時点からの時間に消費されるターゲット物質TGの体積とに基づいて、ターゲット残量を計算する。
上記のように、計算部280はターゲット物質TGの体積を正確に計算し得るため、当該正確なターゲット残量を計算し得る。従って、計算部280は、ターゲット残量が残時間閾値を下回った場合に警告を発することで、ターゲット射出器22を交換する時期、又は、ターゲット射出器22のタンク22Aにターゲット物質TGを補充する時期をユーザに正確に通知し得る。
また、本実施形態のドロップレット吐出装置20では、ドロップレット吐出部21から吐出されるドロップレットDLの軌道OT上に配置されるドロップレット回収部70が備えられる。計算部280は、ドロップレットDLの吐出開始時点として設定される時点からの時間に消費されるターゲット物質TGの体積と、当該時間にプラズマ化されたドロップレットDLの体積とに基づいて、ドロップレット回収量を計算する。
上記のように、計算部280はターゲット物質TGの体積を正確に計算し得るため、当該正確なドロップレット回収量を計算し得る。従って、計算部280は、ドロップレット回収量が第1の回収量閾値以上かつ第1の回収量閾値よりも大きい第2の回収量閾値未満である場合に警告を発することで、ドロップレット回収部70を交換する時期をユーザに正確に通知し得る。また、計算部280は、ドロップレット回収量が第2の回収量閾値以上である場合にドロップレット吐出部21の吐出を停止させることで、ドロップレット回収部70で回収しきれなくなったドロップレットDLが光学素子に付着することを未然に防止し得る。
なお、ノズル22Bの開口の開口径は、ターゲット射出器22の種類に応じて異なる場合がある。本実施形態の計算部280には、ノズル22Bの開口の開口径が入力され、計算部280は、この開口径に基づいてノズル22Bの断面積を計算している。従って、計算部280は、ターゲット射出器22の種類に応じた開口径に基づいてノズル22Bの断面積を正確に計算し得る。
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や変形例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不定冠詞「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・・・極端紫外光生成システム、10・・・チャンバ、20,200・・・ドロップレット吐出装置、21・・・ドロップレット吐出部、22・・・ターゲット射出器、23・・・ピエゾ素子、24・・・ヒータ、25・・・温度コントローラ、26・・・圧力調整器、27・・・ターゲット生成コントローラ、28,280・・・計算部、30・・・タイミングセンサ部、40・・・ドロップレット画像出力部、50・・・EUV光生成コントローラ、60・・・レーザ装置、70・・・ドロップレット回収部、80・・・EUVエネルギーセンサ、90・・・インターフェイス、100・・・速度センサ

Claims (19)

  1. タンクに接続されるノズルの開口を介して、前記タンク内に貯留されるターゲット物質のドロップレットを、間隔をあけて吐出するドロップレット吐出部と、
    前記ドロップレット吐出部から吐出される前記ドロップレットの速度を計測する速度センサと、
    前記ノズルの開口の断面積と前記ドロップレットの速度とに基づいて単位時間あたりに消費される前記ターゲット物質の体積、及び前記ノズルの開口の断面積と前記ドロップレットの速度と前記ドロップレットの吐出開始時点として設定される時点からの時間とに基づいて前記時間に消費される前記ターゲット物質の体積を計算する計算部と
    を備えるドロップレット吐出装置。
  2. 請求項1に記載のドロップレット吐出装置であって、
    前記ドロップレット吐出部は、コンティニュアスジェット方式により前記ドロップレットを吐出する。
  3. 請求項2に記載のドロップレット吐出装置であって、
    前記速度センサは、前記間隔をあけて吐出される2つ以上の前記ドロップレットの画像信号から計測したドロップレット像の間隔と、前記単位時間あたりに吐出される前記ドロップレットの数とに基づいて、前記ドロップレットの速度を計算する。
  4. 請求項3に記載のドロップレット吐出装置であって、
    前記ドロップレット像の間隔は、隣り合う前記ドロップレット像の間隔の平均とされる。
  5. 請求項3に記載のドロップレット吐出装置であって、
    前記速度センサは、前記間隔をあけて吐出される前記ドロップレットが通過するタイミングを示す通過タイミング信号に基づいて、前記単位時間あたりに吐出される前記ドロップレットの数を計測する。
  6. 請求項3に記載のドロップレット吐出装置であって、
    前記速度センサは、前記ノズルの開口から所定の速度で連続的に射出される前記ターゲット物質に与えられる振動周期に基づいて、前記単位時間あたりに吐出される前記ドロップレットの数を計測する。
  7. 請求項に記載のドロップレット吐出装置であって、
    前記吐出開始時点として、前記間隔をあけて吐出される前記ドロップレットが通過するタイミングを示す通過タイミング信号に基づいて前記ドロップレットをカウントするカウンタ回路から定期的に取得するドロップレット数に差が生じ始めた時点と、前記通過タイミング信号に基づいて前記ドロップレットの通過を検出した時点と、前記ドロップレットの画像信号においてドロップレット像を検出した時点と、前記タンクに加えられる内圧力が所定の圧力値以上になったことを検出した時点とのうちいずれか一つが設定される。
  8. 請求項に記載のドロップレット吐出装置であって、
    前記時間は、前記ドロップレットの吐出開始時点として設定される時点から、前記ドロップレットの吐出終了時点として設定される時点までの吐出時間である。
  9. 請求項に記載のドロップレット吐出装置であって、
    前記吐出終了時点として、前記間隔をあけて吐出される前記ドロップレットが通過するタイミングを示す通過タイミング信号に基づいて前記ドロップレットをカウントするカウンタ回路から定期的に取得するドロップレット数に差が生じなくなった時点と、前記通過タイミング信号に基づいて前記ドロップレットの通過が非検出になった時点と、前記ドロップレットの画像信号においてドロップレット像が非検出になった時点と、前記タンクに加えられる内圧力が所定の圧力値未満になったことを検出した時点とのうちいずれか一つが設定される。
  10. 請求項に記載のドロップレット吐出装置であって、
    前記計算部は、前記タンク内に基準時点で貯留されている前記ターゲット物質の体積と、前記単位時間あたりに消費される前記ターゲット物質の体積と、前記時間とに基づいて、前記基準時点の後に前記ドロップレット吐出部から前記ドロップレットを継続的に吐出可能な残り時間を計算する。
  11. 請求項に記載のドロップレット吐出装置であって、
    前記計算部は、前記タンク内に基準時点で貯留されている前記ターゲット物質の体積と、前記時間に消費される前記ターゲット物質の体積とに基づいて、前記基準時点の後に前記タンク内に残っている前記ターゲット物質の体積を計算する。
  12. 請求項に記載のドロップレット吐出装置であって、
    前記ドロップレット吐出部から吐出される前記ドロップレットの軌道上に配置されるドロップレット回収部を更に備え、
    前記計算部は、前記時間に消費される前記ターゲット物質の体積と、前記時間にプラズマ化された前記ドロップレットの体積とに基づいて、前記ドロップレット回収部に貯留している前記ドロップレットの体積を計算する。
  13. 請求項12に記載のドロップレット吐出装置であって、
    前記ドロップレットのプラズマ化により放射されるEUV光のエネルギーを示すEUVエネルギー信号に基づいて、単位時間当たりにプラズマ化された前記ドロップレットの数を計測し、当該計測の結果から前記時間に消費される前記ターゲット物質の体積を計算する。
  14. 請求項12に記載のドロップレット吐出装置であって、
    EUV光を生成するバーストオン期間と前記EUV光の生成を休止するバーストオフ期間とを指定するバースト信号に基づいて、前記時間にプラズマ化された前記ドロップレットの体積を計測する。
  15. 請求項14に記載のドロップレット吐出装置であって、
    前記バーストオン期間と前記バーストオフ期間との合計期間に対する前記バーストオン期間の割合と、前記バーストオン期間にレーザ装置がレーザ光を出射する周期とに基づいて、前記時間にプラズマ化された前記ドロップレットの体積を計測する。
  16. 請求項12に記載のドロップレット吐出装置であって、
    前記ドロップレット回収部に貯留している前記ドロップレットの体積が第1の回収量閾値以上、かつ、前記第1の回収量閾値よりも大きい第2の回収量閾値未満である場合、前記計算部は、警告を発する。
  17. 請求項16に記載のドロップレット吐出装置であって、
    前記ドロップレット回収部に貯留している前記ドロップレットの体積が前記第2の回収量閾値以上である場合、前記計算部は、前記ドロップレット吐出部の吐出を停止させる。
  18. 請求項1に記載のドロップレット吐出装置であって、
    前記計算部には、前記ノズルの開口の開口径が入力され、
    前記計算部は、前記開口径に基づいて前記ノズルの断面積を計算する。
  19. タンクに接続されるノズルの開口を介して、前記タンク内に貯留されるターゲット物質のドロップレットが間隔をあけて吐出され、当該吐出される前記ドロップレットの速度を計測する速度計測ステップと、
    前記ノズルの開口の断面積と前記ドロップレットの速度とに基づいて単位時間あたりに消費される前記ターゲット物質の体積、及び前記ノズルの開口の断面積と前記ドロップレットの速度と前記ドロップレットの吐出開始時点として設定される時点からの時間とに基づいて前記時間に消費される前記ターゲット物質の体積を計算する計算ステップと
    を備える計算方法。
JP2019504248A 2017-03-09 2017-03-09 ドロップレット吐出装置及び計算方法 Active JP6839753B2 (ja)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2017/009593 WO2018163380A1 (ja) 2017-03-09 2017-03-09 ドロップレット吐出装置及び計算方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPWO2018163380A1 JPWO2018163380A1 (ja) 2020-01-16
JP6839753B2 true JP6839753B2 (ja) 2021-03-10

Family

ID=63447463

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019504248A Active JP6839753B2 (ja) 2017-03-09 2017-03-09 ドロップレット吐出装置及び計算方法

Country Status (3)

Country Link
US (1) US11007778B2 (ja)
JP (1) JP6839753B2 (ja)
WO (1) WO2018163380A1 (ja)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6637158B2 (ja) * 2016-03-22 2020-01-29 ギガフォトン株式会社 ドロップレットタイミングセンサ
JP2021026052A (ja) 2019-07-31 2021-02-22 ギガフォトン株式会社 極端紫外光生成装置、及び電子デバイスの製造方法

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5541239A (en) * 1978-09-18 1980-03-24 Ricoh Co Ltd Ink head for multiinkjet
US4688048A (en) 1985-09-05 1987-08-18 Nec Corporation Drop-on-demand ink-jet printing apparatus
JPS62174163A (ja) * 1985-09-05 1987-07-30 Nec Corp ドロツプオンデマンドインクジエツトヘツド
DE10326279A1 (de) * 2003-06-11 2005-01-05 MAX-PLANCK-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften e.V. Plasma-basierte Erzeugung von Röntgenstrahlung mit einem schichtförmigen Targetmaterial
JP4885587B2 (ja) 2006-03-28 2012-02-29 株式会社小松製作所 ターゲット供給装置
WO2014120985A1 (en) * 2013-01-30 2014-08-07 Kla-Tencor Corporation Euv light source using cryogenic droplet targets in mask inspection
JP6168797B2 (ja) * 2013-03-08 2017-07-26 ギガフォトン株式会社 極端紫外光生成装置
WO2014189055A1 (ja) * 2013-05-21 2014-11-27 ギガフォトン株式会社 極端紫外光生成装置
JP6513025B2 (ja) * 2013-09-17 2019-05-15 ギガフォトン株式会社 極端紫外光生成装置
WO2016170658A1 (ja) * 2015-04-23 2016-10-27 ギガフォトン株式会社 ドロップレット検出器及び極端紫外光生成装置
US10331035B2 (en) * 2017-11-08 2019-06-25 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Light source for lithography exposure process
US11029324B2 (en) * 2018-09-28 2021-06-08 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Particle image velocimetry of extreme ultraviolet lithography systems

Also Published As

Publication number Publication date
JPWO2018163380A1 (ja) 2020-01-16
WO2018163380A1 (ja) 2018-09-13
US20190358952A1 (en) 2019-11-28
US11007778B2 (en) 2021-05-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9949354B2 (en) Extreme UV light generation apparatus and method
US9538629B2 (en) Chamber for extreme ultraviolet light generation apparatus, and extreme ultraviolet light generation apparatus
JP2010103499A (ja) 極端紫外光源装置および極端紫外光生成方法
US9241395B2 (en) System and method for controlling droplet timing in an LPP EUV light source
WO2015047725A1 (en) System and method for controlling droplets of target material in an euv light source
TWI612850B (zh) 極紫外線光源及用於增強來自該極紫外線光源的功率之方法
US20130134326A1 (en) Extreme ultraviolet light generation apparatus, target collection device, and target collection method
JP6383736B2 (ja) 極端紫外光生成装置
JP6763015B2 (ja) 極端紫外光生成装置
CN108348763B (zh) 用于在lpp euv光源中控制源激光器激发的系统和方法
JP6839753B2 (ja) ドロップレット吐出装置及び計算方法
WO2016170658A1 (ja) ドロップレット検出器及び極端紫外光生成装置
JP6855570B2 (ja) ターゲット供給装置、極端紫外光生成装置、及びターゲット供給方法
JP6661669B2 (ja) 極端紫外光生成装置
JP6637158B2 (ja) ドロップレットタイミングセンサ
US10111312B2 (en) Extreme ultraviolet light generation device
WO2018123035A1 (ja) ターゲット撮影装置及び極端紫外光生成装置
US10955760B2 (en) Extreme ultraviolet light generation device and target supply device
JPWO2018134971A1 (ja) レーザ装置及び極端紫外光生成システム
JPWO2018087895A1 (ja) レーザ装置および極端紫外光生成装置
TW201544912A (zh) 燃料流產生器
CN113661789A (zh) 控制极紫外光源中的转换效率
TW202032278A (zh) 監控光發射
US11067907B2 (en) Target supply device, extreme ultraviolet light generating apparatus, and electronic device manufacturing method
JP2023071522A (ja) Euv光生成装置、電子デバイス製造方法、及び検査方法

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20200210

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20200714

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20200714

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20201104

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20210119

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20210215

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6839753

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250