JP6977047B2 - 極端紫外光生成装置及び極端紫外光生成装置の制御方法 - Google Patents
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Description
1.極端紫外光生成システムの全体説明
1.1 構成
1.2 動作
2.比較例に係るEUV光生成装置
2.1 チャンバ
2.2 EUV集光ミラー
2.3 磁石
2.4 排気装置
2.5 第1のガス供給部
2.6 オブスキュレーション領域
2.7 第1のガスの流れ
2.8 課題
3.第2のガス供給部を備えたEUV光生成装置
3.1 構成
3.2 動作及び作用
4.第2のガス供給部のバリエーション
4.1 第1の変形例
4.2 第2の変形例
4.3 第3の変形例
4.4 第4の変形例
4.5 第5の変形例
4.6 第6の変形例
4.7 第7の変形例
4.8 第8の変形例
5.その他
1.1 構成
図1に、例示的なLPP式のEUV光生成システムの構成を概略的に示す。EUV光生成装置1は、少なくとも1つのレーザ装置3と共に用いられる。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、ターゲット供給部26を含む。チャンバ2は、密閉可能に構成されている。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いる。ターゲット供給部26から出力されるターゲット物質の材料は、スズを含む。ターゲット物質の材料は、スズと、テルビウム、ガドリニウム、リチウム、又はキセノンとの組合せを含むこともできる。
図1を参照に、レーザ装置3から出力されたパルスレーザ光31は、レーザ光進行方向制御部34を経て、パルスレーザ光32としてウインドウ21を透過してチャンバ2内に入射する。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に照射される。
図2Aは、比較例に係るEUV光生成装置の構成を概略的に示す。図2Bは、図2AのIIB−IIB線における断面図である。図2Cは、図2AのIIC−IIC線における断面図である。図2Dは、図2AのIID−IID線における断面図である。
図2A及び図2Bに示されるように、チャンバ2aは、略円錐状の形状を有している。チャンバ2aの大径側の端部は基準部材2bにシールされて固定されている。チャンバ2aの小径側の端部にはアパーチャ291aが形成されている。
チャンバ2aの内部において、EUV集光ミラー23がEUV集光ミラーホルダ23aによって基準部材2bに支持されている。EUV集光ミラー23は回転楕円面形状の反射面を有し、この反射面には多層反射膜231が形成されている。この多層反射膜231によって第1の焦点と第2の焦点とが規定される。上述のように、第1の焦点はプラズマ生成領域25に位置し、第2の焦点は中間集光点292に位置する。プラズマ生成領域25と中間集光点292とを通る直線を、第1の直線L1とする。第1の直線L1に垂直でプラズマ生成領域25を通る面を、第1の面P1とする。多層反射膜231と中間集光点292が、第1の面P1を挟んで位置している。多層反射膜231から中間集光点292へと向かうEUV光の出力方向の中心軸が、第1の直線L1及び+Z方向とほぼ一致する。ターゲット供給部26から出力されるターゲット27の出力方向は+Y方向とほぼ一致する。
図2A及び図2Cに示されるように、チャンバ2aの外側に、磁石7a及び7bが配置されている。磁石7a及び7bの各々は、超伝導コイルを有する電磁石で構成される。磁石7a及び7bは、プラズマ生成領域25を挟んで位置している。また、磁石7a及び7bは、それぞれの超伝導コイルの中心軸が互いにほぼ同軸で、これらの中心軸がプラズマ生成領域25を通るように配置されている。これらの超伝導コイルに互いに同じ方向の電流を流すことにより、超伝導コイルの中心軸及びその周りに磁場70が発生する。磁場70の中心軸は、超伝導コイルの中心軸及び+X方向とほぼ一致する。
プラズマ生成領域25における磁束密度は、0.4T以上、3.0T以下が好ましい。より好ましくは、0.5T以上、1.5T以下でもよい。
チャンバ2aには排気装置が取り付けられている。排気装置は、排気ポンプ30aと、排気管30bとを含む。排気管30bは、一端が排気ポンプ30aに接続され、別の一端が開口部30cにおいてチャンバ2aの内部に接続されている。開口部30cは、プラズマ生成領域25と磁石7aとの間、及び、プラズマ生成領域25と磁石7bとの間にそれぞれ配置されている。あるいは、開口部30cは、それぞれ磁石7aの近傍及び磁石7bの近傍、又は、磁場70が通る位置に配置されている。排気装置は、さらに、図示しない微粒子トラップや除害装置を含む。
チャンバ2aには第1のガス供給部が取り付けられている。第1のガス供給部は、エッチングガス供給源10aと、ガス供給管10bとを含む。エッチングガス供給源10aは、図示しないガスボンベと、圧力制御装置又は流量制御装置と、を含む。ガス供給管10bは基準部材2bを貫通している。ガス供給管10bは、一端がチャンバ2aの外側でエッチングガス供給源10aに接続され、別の一端がチャンバ2aの内部に位置している。ガス供給管10bは、EUV集光ミラー23の反射面の外周部の近傍に、複数の第1の開口部10cを有する。複数の第1の開口部10cは、反射面の外周部に沿って配置されている。
図2Dに、EUV集光ミラー23から中間集光点292に向かう反射光252の光路の断面が示されている。第1の直線L1に沿ってEUV集光ミラー23を見たときに、EUV集光ミラー23はほぼ円形の外形を有している。従って、EUV光を含む反射光252の光路の断面も、ほぼ円形の外形を有している。
図2A〜図2Cに矢印F1で示されるように、第1のガスは、EUV集光ミラー23の反射面の外周部からEUV集光ミラー23の中心付近に集まる。EUV集光ミラー23の中心付近において、−Z方向にはガスの逃げ場がないので、図2A及び図2Bに示されるように、第1のガスは+Z方向に向きを変える。EUV集光ミラー23の中心付近から+Z方向への第1のガスの流れは、反射面の外周部から集まったガスで構成されるので、強い流れとなる可能性がある。この強い流れは、プラズマ生成領域25の周辺に多く分布するターゲット物質を巻き込んで、矢印F2で示されるように第1の直線L1に沿って+Z方向に進む。
アパーチャ291aの手前で折り返した第1のガスのうちの一部は、矢印F3で示されるように、開口部30cの付近に到達し、排気装置によって排気される。しかしながら、アパーチャ291aの手前で折り返した第1のガスのうちの別の一部は、矢印F4で示されるように、多層反射膜231の周辺に到達する可能性がある。多層反射膜231の周辺に到達した第1のガスには、ターゲット物質が多く含まれ、このターゲット物質が多層反射膜231を汚染する可能性がある。
3.1 構成
図3Aは、本開示の第1の実施形態に係るEUV光生成装置の構成を概略的に示す。図3Bは、図3AのIIIB−IIIB線における断面図である。図3Aは、上述の比較例における図2Aに相当する部分を示し、図3Bは、図2Bに相当する部分を示す。図3A及び図3Bに示されるように、第1の実施形態に係るEUV光生成装置は、第2のガス供給部を備えている点で、比較例に係るEUV光生成装置と異なる。他の点については比較例と同様である。
チャンバ2aの内部への第2のガスの供給量は、20slm以上、200slm以下が好ましい。例えば、60slmでもよい。
チャンバ2aの内部への第1のガスの供給量は、10slm以上、120slm以下が好ましい。例えば、40slmでもよい。
なお、「Xslm」は、1気圧に換算した場合に毎分Xリットルであることを意味する。
排気装置は、チャンバ2aの内部の圧力が50Pa以上、150Pa以下となるように制御される。好ましくは、チャンバ2aの内部の圧力は60Pa以上、90Pa以下でもよい。例えば、チャンバ2aの内部の圧力は75Paでもよい。
チャンバ2aの内部に供給された第2のガスは、矢印F6で示されるように、第1のガスを排気装置の開口部30cに向けて押し出すように、−Z方向に流れる。
4.1 第1の変形例
図4Aは、第1の変形例に係るEUV光生成装置の構成を概略的に示す。図4Aは、上述の第1の実施形態における図3A又は図3Bに相当する部分を示す。図4Bは、図4AのIVB−IVB線における断面図である。図4A及び図4Bにおいては、エッチングガス供給源10a、ガス供給管10b、排気ポンプ30a、排気管30b、磁石7a及び7b、ターゲット供給部26、ターゲット回収部28、ガスの流れを示す矢印F2、F3、F4、F6、F7、F8等の図示は省略されている。これらは図3A及び図3Bを参照しながら説明したものと同様である。
他の点については、図3A及び図3Bを参照しながら説明したものと同様である。
図5Aは、第2の変形例に係るEUV光生成装置の構成を概略的に示す。図5Aは、上述の第1の実施形態における図3A又は図3Bに相当する部分を示す。図5Bは、図5AのVB−VB線における断面図である。図5A及び図5Bにおいては、エッチングガス供給源10a、ガス供給管10b、排気ポンプ30a、排気管30b、磁石7a及び7b、ターゲット供給部26、ターゲット回収部28、ガスの流れを示す矢印F2、F3、F4、F6、F7、F8等の図示は省略されている。これらは図3A及び図3Bを参照しながら説明したものと同様である。
他の点については、図3A及び図3Bを参照しながら説明したものと同様である。
図6Aは、第3の変形例に係るEUV光生成装置の構成を概略的に示す。図6Aは、上述の第1の実施形態における図3A又は図3Bに相当する部分を示す。図6Bは、図6AのVIB−VIB線における断面図である。図6A及び図6Bにおいては、エッチングガス供給源10a、ガス供給管10b、排気ポンプ30a、排気管30b、磁石7a及び7b、ターゲット供給部26、ターゲット回収部28、ガスの流れを示す矢印F2、F3、F4、F6、F7、F8等の図示は省略されている。これらは図3A及び図3Bを参照しながら説明したものと同様である。
他の点については、図3A及び図3Bを参照しながら説明したものと同様である。
図7Aは、第4の変形例に係るEUV光生成装置の構成を概略的に示す。図7Aは、上述の第1の実施形態における図3A又は図3Bに相当する部分を示す。図7Bは、図7AのVIIB−VIIB線における断面図である。図7A及び図7Bにおいては、エッチングガス供給源10a、ガス供給管10b、排気ポンプ30a、排気管30b、磁石7a及び7b、ターゲット供給部26、ターゲット回収部28、ガスの流れを示す矢印F2、F3、F4、F6、F7、F8等の図示は省略されている。これらは図3A及び図3Bを参照しながら説明したものと同様である。
他の点については、図3A及び図3Bを参照しながら説明したものと同様である。
開口部20gの形状は、スリット状である場合の他、メッシュ状であってもよい。
図8Aは、第5の変形例に係るEUV光生成装置の構成を概略的に示す。図8Aは、上述の第1の実施形態における図3A又は図3Bに相当する部分を示す。図8Bは、図8AのVIIIB−VIIIB線における断面図である。図8A及び図8Bにおいては、エッチングガス供給源10a、ガス供給管10b、排気ポンプ30a、排気管30b、磁石7a及び7b、ターゲット供給部26、ターゲット回収部28、ガスの流れを示す矢印F2、F3、F4、F6、F7、F8等の図示は省略されている。これらは図3A及び図3Bを参照しながら説明したものと同様である。
他の点については、図3A及び図3Bを参照しながら説明したものと同様である。
図9Aは、第6の変形例に係るEUV光生成装置の構成を概略的に示す。図9Aは、上述の第1の実施形態における図3A又は図3Bに相当する部分を示す。図9Bは、図9AのIXB−IXB線における断面図である。図9A及び図9Bにおいては、エッチングガス供給源10a、ガス供給管10b、排気ポンプ30a、排気管30b、磁石7a及び7b、ターゲット供給部26、ターゲット回収部28、ガスの流れを示す矢印F2、F3、F4、F6、F7、F8等の図示は省略されている。これらは図3A及び図3Bを参照しながら説明したものと同様である。
他の点については、図3A及び図3Bを参照しながら説明したものと同様である。
他の点については、第6の変形例と同様である。
図11Aは、第8の変形例に係るEUV光生成装置の構成を概略的に示す。図11Aは、上述の第1の実施形態における図3A又は図3Bに相当する部分を示す。図11Bは、図11AのXIB−XIB線における断面図である。図11A及び図11Bにおいては、エッチングガス供給源10a、ガス供給管10b、排気ポンプ30a、排気管30b、磁石7a及び7b、ターゲット供給部26、ターゲット回収部28、ガスの流れを示す矢印F2、F3、F4、F6、F7、F8等の図示は省略されている。これらは図3A及び図3Bを参照しながら説明したものと同様である。
他の点については、第6の変形例と同様である。
上記の説明は、制限ではなく単なる例示を意図したものである。従って、添付の特許請求の範囲を逸脱することなく本開示の実施形態に変更を加えることができることは、当業者には明らかであろう。
Claims (16)
- チャンバと、
前記チャンバの内部に位置し、第1の焦点と第2の焦点とを定める反射面を有し、前記第1の焦点と前記第2の焦点とを通る第1の直線に垂直で前記第1の焦点を通る第1の面を挟んで、前記反射面と前記第2の焦点とが位置するように構成されたEUV集光ミラーと、
前記第1の焦点及び前記第1の焦点の周辺に磁場を発生させる少なくとも1つの磁石と、
前記チャンバの内部に第1のガスを供給するように構成され、前記反射面の外周部の近傍に開口し、前記反射面に前記第1のガスを流す第1のガス供給部と、
前記チャンバの内部に第2のガスを供給するように構成され、前記第1の面と前記第2の焦点との間であってオブスキュレーション領域内の位置に開口した第2のガス供給部と、
前記チャンバの内部のガスを排気するように構成され、前記第1の焦点と前記少なくとも1つの磁石との間の位置に開口した排気装置と、
を備える極端紫外光生成装置。 - 請求項1に記載の極端紫外光生成装置であって、
前記少なくとも1つの磁石は、前記第1の焦点を挟んで配置された第1の磁石及び第2の磁石を含み、
前記排気装置は、前記第1の磁石の近傍及び前記第2の磁石の近傍にそれぞれ開口している、
極端紫外光生成装置。 - 請求項1に記載の極端紫外光生成装置であって、
前記第1のガス供給部は、前記第1の直線へ近づく方向に前記第1のガスを流すように構成された、
極端紫外光生成装置。 - 請求項1に記載の極端紫外光生成装置であって、
前記第1のガス供給部は、前記EUV集光ミラーの前記外周部に沿って配置された複数の第1の開口部を有する、
極端紫外光生成装置。 - 請求項1に記載の極端紫外光生成装置であって、
前記第2のガス供給部は、前記第1の面から離れる方向に前記第2のガスを流す、
極端紫外光生成装置。 - 請求項1に記載の極端紫外光生成装置であって、
前記第2のガス供給部が供給する前記第2のガスの流量は、前記第1のガス供給部が供給する前記第1のガスの流量の0.6倍以上、4倍以下である、
極端紫外光生成装置。 - 請求項1に記載の極端紫外光生成装置であって、
前記第2のガス供給部が供給する前記第2のガスの流量は、前記第1のガス供給部が供給する前記第1のガスの流量より大きい、
極端紫外光生成装置。 - 請求項1に記載の極端紫外光生成装置であって、
前記第1のガス供給部が供給する前記第1のガスの流量は、1気圧に換算した場合に毎分120リットル以下である、
極端紫外光生成装置。 - 請求項1に記載の極端紫外光生成装置であって、
前記第2のガス供給部が供給する前記第2のガスの流量は、1気圧に換算した場合に毎分200リットル以下である、
極端紫外光生成装置。 - 請求項1に記載の極端紫外光生成装置であって、
前記第1のガスは、エッチングガスを含む、
極端紫外光生成装置。 - 請求項1に記載の極端紫外光生成装置であって、
前記第2のガスは、エッチングガスを含む、
極端紫外光生成装置。 - 請求項1に記載の極端紫外光生成装置であって、
前記第1のガスは、水素ガスを含む、
極端紫外光生成装置。 - 請求項1に記載の極端紫外光生成装置であって、
前記第2のガスは、水素ガスを含む、
極端紫外光生成装置。 - 請求項1に記載の極端紫外光生成装置であって、
前記第2のガスの温度は、16℃以下である、
極端紫外光生成装置。 - 請求項1に記載の極端紫外光生成装置であって、
前記排気装置は、前記チャンバの内部の圧力が50Pa以上、150Pa以下となるように前記チャンバの内部のガスを排気する、
極端紫外光生成装置。 - チャンバと、
前記チャンバの内部に位置し、第1の焦点と第2の焦点とを定める反射面を有し、前記第1の焦点と前記第2の焦点とを通る第1の直線に垂直で前記第1の焦点を通る第1の面を挟んで、前記反射面と前記第2の焦点とが位置するように構成されたEUV集光ミラーと、
を備える極端紫外光生成装置の制御方法であって、
前記第1の焦点及び前記第1の焦点の周辺に磁場を発生させることと、
前記チャンバの内部に、前記反射面の外周部の近傍から前記反射面に第1のガスを供給することと、
前記チャンバの内部に、前記第1の面と前記第2の焦点との間であってオブスキュレーション領域内の位置から第2のガスを供給することと、
前記チャンバの内部のガスを前記磁場が通る位置から排気することと、
を含む、極端紫外光生成装置の制御方法。
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