JP7311296B2 - Euvチャンバ装置、極端紫外光生成システム、及び電子デバイスの製造方法 - 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チャンバ装置
2.1 構成
2.2 動作
2.3 課題
3.EUV集光ミラーの外周部から第2及び第3の方向にガスを流すEUVチャンバ装置
3.1 構成
3.2 動作及び作用
4.第3のノズルを第2のノズルに一体化したEUVチャンバ装置
5.冷却機構を含むEUVチャンバ装置
5.1 構成
5.2 動作及び作用
6.ノズルの詳細
6.1 ノズルの向き
6.2 ノズル穴の構成
6.2.1 第1の例
6.2.2 第2の例
6.2.3 第3の例
6.2.4 第4の例
6.2.5 第5の例
6.2.6 第6の例
6.2.7 第7の例
7.排気口の変形例
7.1 第1の変形例
7.2 第2の変形例
7.3 第3の変形例
8.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11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。
2.1 構成
図2は、比較例に係るEUVチャンバ装置の構成を概略的に示す。本開示においてEUVチャンバ装置とは、チャンバ2a、チャンバ2aの内部の構成要素、及びチャンバ2aの周辺の構成要素を含む装置である。図2において、EUVチャンバ装置は、サブチャンバ20と、EUV集光ミラー23と、排気ポンプ30と、ガス供給源40と、を含む。EUVチャンバ装置は、これら以外の構成要素を含むこともある。
レーザ光路壁44の内側を通過したパルスレーザ光33は、プラズマ生成領域25に供給されたターゲット27(図1参照)に照射される。パルスレーザ光33がターゲット27に照射されることにより、ターゲット物質がプラズマ化し、プラズマから放射光251が放射される。プラズマ生成領域25ではターゲット物質のイオン及び中性粒子を含むデブリも生成される。ターゲット物質のデブリは、チャンバ2aの内部で拡散する。
レーザ光路壁44から流れ出たガスと、第1のノズル41から流れ出たガスは、そのすべてが直ちに排気されるわけではない。レーザ光路壁44から流れ出たガスと、第1のノズル41から流れ出たガスの一部は、プラズマ生成領域25の付近を通過した後、排気されずにチャンバ2aの内部で流れの方向を変え、EUV集光ミラー23の近くに戻ってくることがある。EUV集光ミラー23の近くに戻ってくるガスの流れを矢印F6で示す。ガスとともに、ターゲット物質のデブリもEUV集光ミラー23の近くまで流れてくることがある。ターゲット物質のデブリがEUV集光ミラー23の近くまで流れてきて、EUV集光ミラー23の反射面に堆積すると、EUV集光ミラー23の反射率が低下する。
3.1 構成
図3は、本開示の第1の実施形態に係るEUVチャンバ装置の構成を概略的に示す。第1の実施形態において、EUVチャンバ装置は、第2及び第3のノズル42及び43と、第1~第4の流量コントローラ41b~44bと、を含む。
チャンバ2aの内部におけるEUV光の生成と並行して、第1~第4の流量コントローラ41b~44bは、ガス供給源40からチャンバ2a及びサブチャンバ20に供給されるガスの流量を制御する。
V1=80slm
V2=40slm
V3=100slm
slm(standard liters per minute)は、0℃、1atmに換算した1分間あたりの流量である。なお、サブチャンバ20に供給されるガスの量、すなわちレーザ光路壁44から流れ出るガスの量V4は、例えば、50slm以上、100slm以下に設定される。
他の点については、第1の実施形態は比較例と同様である。
図4は、本開示の第2の実施形態に係るEUVチャンバ装置の構成を概略的に示す。第2の実施形態において、EUVチャンバ装置は、第2及び第3のノズル42及び43(図3参照)の代わりに、第2のノズル42mを含む。第3の流量コントローラ43bはなくてもよい。
他の点については、第2の実施形態は第1の実施形態と同様である。
5.1 構成
図5は、本開示の第3の実施形態に係るEUVチャンバ装置の構成を概略的に示す。図5において、サブチャンバ20、ガス供給源40、及び第1~第4の流量コントローラ41b~44bの図示は省略されている。第3の実施形態において、EUVチャンバ装置は、ヒートシールド9と、冷媒ポンプ90と、熱交換器91とを含む。
排気ポンプ30に接続された配管37aは、チャンバ2aの壁とヒートシールド9との両方を貫通している。
第1~第3のノズル41~43からヒートシールド9の内側に供給されたガスは、ヒートシールド9の開口37を介して排気ポンプ30によって排気される。
他の点については、第3の実施形態は第1又は第2の実施形態と同様である。
6.1 ノズルの向き
図6Aは、本開示におけるノズルの構成を詳細に説明するための図である。図6Aに示されるEUVチャンバ装置は、図3を参照しながら説明した第1の実施形態に係るEUVチャンバ装置とほぼ同一の構成を有している。図6Aにおいて、サブチャンバ20、ガス供給源40、及び第1~第4の流量コントローラ41b~44bの図示は省略されている。また、図6Aにおいて、ガスの流れを示す矢印が一部省略されている。図6Aを用いて、第1~第3のノズル41~43の向きについて詳細に説明する。
6.2.1 第1の例
図6Bは、ノズル穴の構成に関する第1の例を示す。図6Bは、図6AのVIB-VIB線における断面図に相当する。図6Bにおいて、EUV集光ミラー23及びレーザ光路壁44の図示は省略されている。図6Bには、EUV集光ミラー23の外周部に配置されたターゲット供給部26、ターゲット回収部28、ターゲット位置センサ4a、ターゲット位置センサ用光源4b、及びEUVセンサ4c及び4dが示されている。
図7は、ノズル穴の構成に関する第2の例を示す。第2の例において、第3のノズル43は、円環状のノズル部材43cで構成されている。ノズル部材43cに、複数のガス流路43dが形成され、複数のガス流路43dの出口が複数のノズル穴を構成している。
他の点については図6Bを参照しながら説明した第1の例と同様でよい。
図8は、ノズル穴の構成に関する第3の例を示す。第3の例において、第3のノズル43は、円環状のノズル部材43eで構成されている。ノズル部材43eに、スリット状のガス流路431f~436fが形成され、スリット状のガス流路431f~436fの出口が複数のノズル穴を構成している。
他の点については図6Bを参照しながら説明した第1の例と同様でよい。
図9は、ノズル穴の構成に関する第4の例を示す。第4の例において、第3のノズル43は、複数のノズル部材431c~436cで構成されている。複数のノズル部材431c~436cの各々に、複数のガス流路43dが形成され、複数のガス流路43dの出口が複数のノズル穴を構成している。
他の点については図7を参照しながら説明した第2の例と同様でよい。
図10は、ノズル穴の構成に関する第5の例を示す。第5の例において、第3のノズル43は、複数のノズル部材431e~436eで構成されている。複数のノズル部材431e~436eに、スリット状のガス流路431f~436fが形成され、スリット状のガス流路431f~436fの出口が複数のノズル穴を構成している。
他の点については図8を参照しながら説明した第3の例と同様でよい。
図11は、ノズル穴の構成に関する第6の例を示す。第6の例において、EUVチャンバ装置は、チャンバ2aの外側に配置された磁石7a及び7bを含む。
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はチャンバ2aの内部のプラズマ生成領域25にも及ぶ。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。
チャンバ2aには、排気通路30a及び30bが接続されている。チャンバ2aと排気通路30a及び30bとの接続位置は、磁場70の中心軸と一致する。
他の点については図7を参照しながら説明した第2の例と同様でよい。
図12は、ノズル穴の構成に関する第7の例を示す。第7の例において、EUVチャンバ装置は、流量コントローラ431~438を含む。
他の点については図7を参照しながら説明した第2の例と同様でよい。
7.1 第1の変形例
図13は、排気口の第1の変形例を示す。図13において、チャンバ2aの内部の構成要素の図示は省略されている。図3~図6Aにおいては排気口36又は37が1箇所形成されている場合について説明したが、本開示はこれに限定されない。複数の排気口381及び382が形成され、それぞれに排気管381a及び382aが接続されていてもよい。複数の排気口381及び382を形成することにより、排気するガスの流れが乱れるのを抑制し得る。
他の点については、上述の各実施形態と同様でよい。
図14は、排気口の第2の変形例を示す。第2の変形例においては、さらに多くの排気口381~384が形成され、それぞれに排気管381a~384aが接続されている。排気口381~384は、Z軸方向に異なる位置に形成されてもよい。
他の点については、第1の変形例と同様でよい。
図15Aは、排気口の第3の変形例を示す。図15Bは、図15AのXVB-XVB線における断面図である。第3の変形例においては、複数の排気口391~398が+Z方向に平行な軸周りに並べて配置されてもよい。排気管391a~398aは、放射状に配置されてもよい。
他の点については、第1又は第2の変形例と同様でよい。
図16は、EUV光生成装置1に接続された露光装置6の構成を概略的に示す。
図16において、露光装置6は、マスク照射部60とワークピース照射部61とを含む。マスク照射部60は、EUV光生成装置1から入射したEUV光によって、反射光学系を介してマスクテーブルMTのマスクパターンを照明する。ワークピース照射部61は、マスクテーブルMTによって反射されたEUV光を、反射光学系を介してワークピーステーブルWT上に配置された図示しないワークピース上に結像させる。ワークピースはフォトレジストが塗布された半導体ウエハ等の感光基板である。露光装置6は、マスクテーブルMTとワークピーステーブルWTとを同期して平行移動させることにより、マスクパターンを反映したEUV光をワークピースに露光する。以上のような露光工程によって半導体ウエハにデバイスパターンを転写することで電子デバイスを製造することができる。
Claims (18)
- チャンバと、
前記チャンバの内部に配置されたEUV集光ミラーと、
前記EUV集光ミラーの外周部に配置され、前記EUV集光ミラーの反射面に沿った第1の方向にガスを流す第1のノズルと、
前記EUV集光ミラーの外周部に配置され、前記EUV集光ミラーから遠ざかる第2の方向にガスを流す第2のノズルと、
前記チャンバに配置された排気口と、
を備え、
前記EUV集光ミラーの反射面は回転楕円面の形状を有し、
前記排気口は、前記回転楕円面の第1の焦点と第2の焦点とを通る直線に垂直な平面であって前記第2のノズルの位置を含む前記平面を基準として、前記EUV集光ミラーと反対側に位置する
EUVチャンバ装置。 - 請求項1に記載のEUVチャンバ装置であって、
前記第2の方向は、前記第1の焦点から前記第1の焦点よりも前記EUV集光ミラーと反対側に位置する第2の焦点へ向かう方向の方向成分を有する
EUVチャンバ装置。 - 請求項1に記載のEUVチャンバ装置であって、
前記第2のノズルは、複数のノズル穴を有する
EUVチャンバ装置。 - チャンバと、
前記チャンバの内部に配置されたEUV集光ミラーと、
前記EUV集光ミラーの外周部に配置され、前記EUV集光ミラーの反射面に沿った第1の方向にガスを流す第1のノズルと、
前記EUV集光ミラーの外周部に配置され、前記EUV集光ミラーから遠ざかる第2の方向にガスを流す第2のノズルと、
前記チャンバに配置された排気口と、
を備え、
前記第2のノズルは、複数のノズル穴を有し、
前記複数のノズル穴は、前記EUV集光ミラーの外周部に並べて配置された
EUVチャンバ装置。 - チャンバと、
前記チャンバの内部に配置されたEUV集光ミラーと、
前記EUV集光ミラーの外周部に配置され、前記EUV集光ミラーの反射面に沿った第1の方向にガスを流す第1のノズルと、
前記EUV集光ミラーの外周部に配置され、前記EUV集光ミラーから遠ざかる第2の方向にガスを流す第2のノズルと、
前記チャンバに配置された排気口と、
を備え、
前記第2のノズルは、複数のノズル穴を有し、
前記複数のノズル穴は、第1のガス供給管から供給されたガスを流す2以上の第1のノズル穴と、第2のガス供給管から供給されたガスを流す2以上の第2のノズル穴と、を含む
EUVチャンバ装置。 - チャンバと、
前記チャンバの内部に配置されたEUV集光ミラーと、
前記EUV集光ミラーの外周部に配置され、前記EUV集光ミラーの反射面に沿った第1の方向にガスを流す第1のノズルと、
前記EUV集光ミラーの外周部に配置され、前記EUV集光ミラーから遠ざかる第2の方向にガスを流す第2のノズルと、
前記チャンバに配置された排気口と、
を備え、
前記EUV集光ミラーの反射面は回転楕円面の形状を有し、
前記第2のノズルは、前記第2の方向と、前記回転楕円面の第1の焦点と第2の焦点とを通る直線に垂直な平面に沿って前記直線に近づく第3の方向と、の両方にガスを流す
EUVチャンバ装置。 - チャンバと、
前記チャンバの内部に配置されたEUV集光ミラーと、
前記EUV集光ミラーの外周部に配置され、前記EUV集光ミラーの反射面に沿った第1の方向にガスを流す第1のノズルと、
前記EUV集光ミラーの外周部に配置され、前記EUV集光ミラーから遠ざかる第2の方向にガスを流す第2のノズルと、
前記チャンバに配置された排気口と、
前記第1のノズルと前記第2のノズルとの間に配置された第3のノズルと、
を備え、
前記EUV集光ミラーの反射面は回転楕円面の形状を有し、
前記第1、第2、及び第3のノズルは、前記回転楕円面の第1の焦点と第2の焦点とを通る直線の方向において30mm以下の空間に配置されている
EUVチャンバ装置。 - 請求項1に記載のEUVチャンバ装置であって、
前記第1のノズルと前記第2のノズルとの間に配置された第3のノズルをさらに備え、
前記第3のノズルは、前記EUV集光ミラーの外周部に配置され、前記直線に垂直な平面に沿って前記直線に近づく第3の方向にガスを流す
EUVチャンバ装置。 - 請求項1に記載のEUVチャンバ装置であって、
前記第1のノズルと前記第2のノズルとの間に配置された第3のノズルをさらに備え、
前記第3のノズルは、複数のノズル穴を有する
EUVチャンバ装置。 - チャンバと、
前記チャンバの内部に配置されたEUV集光ミラーと、
前記EUV集光ミラーの外周部に配置され、前記EUV集光ミラーの反射面に沿った第1の方向にガスを流す第1のノズルと、
前記EUV集光ミラーの外周部に配置され、前記EUV集光ミラーから遠ざかる第2の方向にガスを流す第2のノズルと、
前記チャンバに配置された排気口と、
前記第1のノズルと前記第2のノズルとの間に配置された第3のノズルと、
を備え、
前記第3のノズルは、複数のノズル穴を有し、
前記複数のノズル穴は、前記EUV集光ミラーの外周部に並べて配置された
EUVチャンバ装置。 - チャンバと、
前記チャンバの内部に配置されたEUV集光ミラーと、
前記EUV集光ミラーの外周部に配置され、前記EUV集光ミラーの反射面に沿った第1の方向にガスを流す第1のノズルと、
前記EUV集光ミラーの外周部に配置され、前記EUV集光ミラーから遠ざかる第2の方向にガスを流す第2のノズルと、
前記チャンバに配置された排気口と、
前記第1のノズルと前記第2のノズルとの間に配置された第3のノズルと、
を備え、
前記第3のノズルは、複数のノズル穴を有し、
前記複数のノズル穴は、第1のガス供給管から供給されたガスを流す2以上の第1のノズル穴と、第2のガス供給管から供給されたガスを流す2以上の第2のノズル穴と、を含む
EUVチャンバ装置。 - 請求項1に記載のEUVチャンバ装置であって、
前記第1のノズルと前記第2のノズルとの間に配置された第3のノズルをさらに備え、
前記第1のノズルから流れるガスの量を制御する第1の流量コントローラと、
前記第2のノズルから流れるガスの量を制御する第2の流量コントローラと、
をさらに備え、
前記第1のノズルから流れるガスの量は、前記第2のノズルから流れるガスの量より多い
EUVチャンバ装置。 - 請求項12に記載のEUVチャンバ装置であって、
前記第3のノズルから流れるガスの量を制御する第3の流量コントローラ
をさらに備え、
前記第3のノズルから流れるガスの量は、前記第1のノズルから流れるガスの量より多い
EUVチャンバ装置。 - 請求項1に記載のEUVチャンバ装置であって、
前記第1の方向は、前記第1の焦点と前記第1の焦点よりも前記EUV集光ミラーと反対側に位置する第2の焦点とを通る直線の一部を含む第1の領域であって前記第1の焦点よりも前記EUV集光ミラー側に位置する前記第1の領域に向かう方向である
EUVチャンバ装置。 - 請求項14に記載のEUVチャンバ装置であって、
前記第2の方向は、前記直線の一部を含む第2の領域であって前記第1の焦点よりも前記EUV集光ミラーと反対側に位置する前記第2の領域に向かう方向である
EUVチャンバ装置。 - 請求項15に記載のEUVチャンバ装置であって、
前記EUV集光ミラーの外周部に配置され、第3の方向にガスを流す第3のノズルをさらに備え、
前記第3の方向は、前記直線の一部を含む第3の領域であって前記第1の領域と前記第2の領域との間の前記第3の領域に向かう方向である
EUVチャンバ装置。 - チャンバと、
前記チャンバの内部の所定領域に向けてターゲットを出力するターゲット供給部と、
前記ターゲットにパルスレーザ光を照射して前記ターゲットをプラズマ化するレーザ装置と、
前記チャンバの内部に配置されたEUV集光ミラーと、
前記EUV集光ミラーの外周部に配置され、前記EUV集光ミラーの反射面に沿った第1の方向にガスを流す第1のノズルと、
前記EUV集光ミラーの外周部に配置され、前記EUV集光ミラーから遠ざかる第2の方向にガスを流す第2のノズルと、
前記チャンバに配置された排気口と、
を備え、
前記EUV集光ミラーの反射面は回転楕円面の形状を有し、
前記排気口は、前記回転楕円面の第1の焦点と第2の焦点とを通る直線に垂直な平面であって前記第2のノズルの位置を含む前記平面を基準として、前記EUV集光ミラーと反対側に位置する極端紫外光生成システム。 - 電子デバイスの製造方法であって、
チャンバと、
前記チャンバの内部の所定領域に向けてターゲットを出力するターゲット供給部と、
前記ターゲットにパルスレーザ光を照射して前記ターゲットをプラズマ化するレーザ装置と、
前記チャンバの内部に配置されたEUV集光ミラーと、
前記EUV集光ミラーの外周部に配置され、前記EUV集光ミラーの反射面に沿った第1の方向にガスを流す第1のノズルと、
前記EUV集光ミラーの外周部に配置され、前記EUV集光ミラーから遠ざかる第2の方向にガスを流す第2のノズルと、
前記チャンバに配置された排気口と、
を備え、
前記EUV集光ミラーの反射面は回転楕円面の形状を有し、
前記排気口は、前記回転楕円面の第1の焦点と第2の焦点とを通る直線に垂直な平面であって前記第2のノズルの位置を含む前記平面を基準として、前記EUV集光ミラーと反対側に位置する極端紫外光生成システムにおいて、前記ターゲットにパルスレーザ光を照射して極端紫外光を生成し、
前記極端紫外光を露光装置に出力し、
電子デバイスを製造するために、前記露光装置内で感光基板上に前記極端紫外光を露光する
ことを含む電子デバイスの製造方法。
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