JPWO2016063409A1 - 極端紫外光生成システム及び極端紫外光を生成する方法 - Google Patents
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Abstract
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.EUV光生成システムの詳細
4.1 構成
4.2 動作
5.比較例
5.1 構成
5.2 ターゲット状態
5.3 ターゲット中心位置の変化
5.4 動作
5.5 比較例における課題
6.実施形態1
7.実施形態2
7.1 概要
7.2 動作
7.3 効果
8.実施形態3
8.1 比較例における課題2
8.2 概要
8.3 動作
8.4 効果
9.実施形態4
9.1 概要
9.2 動作
9.3 効果
10.実施形態5
10.1 概要
10.2 動作
10.3 効果
10.4 他の動作
10.5 効果
LPP方式のEUV光生成システムは、ターゲットに第1プリパルスレーザ光を照射して生成したミストターゲットに、第2プリパルスレーザ光及びメインパルスレーザ光を続けて照射することによってプラズマを生成してもよい。これにより、EUV光生成効率を向上させ得る。
「ターゲット」は、チャンバに導入されたパルスレーザ光の被照射物である。パルス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たターゲットの一形態である。「ミストターゲット」は、パルスレーザ光の照射により拡散したターゲットである。「ミスト径」は、ミストターゲットにおける特定方向の長さである。「バースト」は、所定時間、所定の繰り返し周波数でパルスレーザ光が出力され、所定時間外ではパルスレーザ光が出力されない場合に、当該所定時間内で繰り返されるパルスレーザ光のひとまとまりである。
3.1 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。
図1を参照すると、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は、EUV光生成システム11の構成例の一部断面図を示す。図2では、EUV光生成装置1のチャンバ2から露光装置6に向かってEUV光252を導出する方向をZ軸とする。X軸及びY軸は、Z軸に直交し、且つ、互いに直交する軸とする。以降の図面でも図2の座標軸と同様とする。
図3は、EUV光生成制御部5による、ターゲット供給部26及びレーザシステム3の制御を説明するブロック図を示す。EUV光生成制御部5は、ターゲット供給制御部51とレーザ制御部55とを含んでもよい。ターゲット供給制御部51は、ターゲット供給部26の動作を制御してもよい。レーザ制御部55は、レーザシステム3及びターゲット供給部26の動作を制御してもよい。
5.1 構成
図4は、比較例における第1及び第2プリパルスレーザ装置301及び302を含むEUV光生成システム11の一部構成を示す。レーザシステム3は、第1プリパルスレーザ装置301、第2プリパルスレーザ装置302、及びメインパルスレーザ装置303を含んでもよい。レーザシステム3は、さらに、高反射ミラー307と、第1及び第2ビームコンバイナ308及び309、並びに第1、第2、及び第3ビーム調節器304、305、及び306を含んでもよい。
図5Aは、第1プリパルスレーザ光PP1が照射されるときのターゲットの様子を概略的に示す。破線270は、ターゲット27の軌道及びその延長線を示す。プリパルスレーザ光PP1は、ターゲット27の径と略同じか、ターゲット27の径より少し大きい集光径を有してもよい。例えば、プリパルスレーザ光PP1の集光径は、20μm〜100μmであってもよい。
図6A〜図6Eは、パルスレーザ光の照射に伴ってターゲット中心位置が変化する様子を示す。図6Aは、第1プリパルスレーザ光PP1をドロップレット27(1次ターゲット)に照射する直前の様子を示す。第1プリパルスレーザ光PP1の集光位置321は、ドロップレット中心位置Cd(Xd、Yd、Zd)に略一致してもよい。
比較例におけるEUV光生成システム11は、ターゲットの状態を示す画像を画像計測器460によって撮像し、その画像データに基づいてターゲット位置とレーザ照射位置を制御してもよい。レーザ制御部55は、パルスレーザ光をそれぞれ適正な位置のターゲットに照射し得る。さらに、レーザ制御部55は、EUV光を放射するプラズマの位置を、露光装置6が指定した位置に制御し得る。
適正な位置に存在するターゲットに各パルスレーザ光を照射したとしても、EUV光エネルギが変動し得る。発明者は、2次ターゲット271におけるミスト拡散速度が、第1プリパルスレーザ光PP1のフルーエンスに依存して変動することを見出した。
図10は、実施形態1に係るEUV光生成システム11の一部構成例を示す。図4に示す比較例と異なり、EUV光生成システム11は、第1プリパルスレーザ光PP1のエネルギを検出するエネルギセンサ311を含んでもよい。エネルギセンサ311は、高反射ミラー307をわずかに透過した第1プリパルスレーザ光PP1のエネルギを検出してもよい。エネルギセンサ311は、レーザ制御部55に接続され、第1プリパルスレーザ光PP1のエネルギ計測値をレーザ制御部55に出力してもよい。
7.1 概要
本実施形態のEUV光生成システム11は、2次ターゲット271のミスト径を計測し、計測ミスト径に基づき、第1プリパルスレーザ光PP1のエネルギを制御してもよい。これにより、第2プリパルスレーザ光PP2が照射される2次ターゲット271のミスト径を略一定に維持し、EUV光エネルギを略一定に維持し得る。
以下において、本実施形態の動作について具体的に説明する。本実施形態のEUV光生成システム11の構成は、図1〜図4に示す構成であってよい。図11は、本実施形態のレーザ制御部55の動作のフローチャートを示す。レーザ制御部55は、基準ミスト径DR2、許容範囲Dt、及び第1プリパルスエネルギEP1を読み込んでもよい(S101)。DR2、Dt、EP1は、オペレータによって入力されてもよく、EUV光生成制御部5内において予め保持されていてもよい。
EP1=EP1+f(DR2−D2)
関数fは、図9に示すような実験データに基づいて、予め定められていてもよい。
本実実施形態は、2次ターゲット271の計測ミスト径に応じて第1プリパルスレーザ光PP1のパルスエネルギをフィードバック制御することで、第2プリパルスレーザ光PP2が照射される2次ターゲット271のミスト径の変動を抑制し、EUV光エネルギの変動を抑制し得る。
8.1 比較例における課題2
発明者は、2次ターゲット271におけるミスト拡散速度は、1バースト内において、バースト先頭からのパルス数に依存して変動することを見出した。レーザシステム3は、1バースト期間において、所定繰り返し周波数における所定パルス数の、第1プリパルスレーザ光PP1、第2プリパルスレーザ光PP2及びメインパルスレーザ光MPを照射してもよい。
本実施形態のEUV光生成システム11は、1または複数のバースト内において、第1プリパルスレーザ光PP1のパルス数に対する2次ターゲット271のミスト径の変化を計測してもよい。当該バーストは、学習バーストと呼ばれてもよい。EUV光生成システム11は、計測結果をEUV光生成制御部5のメモリに記憶してもよい。EUV光生成システム11は、次回以降のバーストにおいて、第1プリパルスレーザ光PP1のパルスそれぞれを、計測結果に基づき決定されたパルスエネルギにおいて照射してもよい。次回以降のバーストは、露光バーストと呼ばれてもよい。EUV光生成システム11は、学習バーストにおけるN番目のパルスの計測結果に基づいて、露光バーストにおけるN番目のパルスのエネルギを決定してもよい。
以下において、本実施形態の動作について具体的に説明する。本実施形態のEUV光生成システム11の構成は、図1〜図4に示す構成であってよい。図15は、本実施形態のレーザ制御部55の動作のフローチャートを示す。
EpN=Ep0+f(D2N−DR2)
関数fは、実施形態2と同様に予め定められていてもよい。
本実施形態は、バーストにおける2次ターゲット271のミスト径変動に応じて第1プリパルスレーザ光PP1のパルスエネルギを制御することで、第2プリパルスレーザ光PP2が照射される2次ターゲット271のミスト径の変動を抑制し、EUV光エネルギの変動を抑制し得る。
9.1 概要
本実施形態のEUV光生成システム11は、バーストにおける照射済みパルス数に応じて、第1プリパルスレーザ光PP1のパルスエネルギの制御を、第1のパルスエネルギ制御から第2のパルスエネルギ制御に切り替えてもよい。第1のパルスエネルギ制御と第2のパルスエネルギ制御は、異なる方法の制御であってもよい。
以下において、本実施形態の動作について具体的に説明する。本実施形態のEUV光生成システム11の構成は、図1〜図4に示す構成であってよい。図19は、本実施形態のレーザ制御部55の動作のフローチャートを示す。レーザ制御部55は、先頭パルスからCp番目パルスまで、実施形態3と同様のパルスエネルギ制御を行い、(Cp+1)番目パルス以降において実施形態2と同様のパルスエネルギ制御を行ってもよい。
本実施形態は、第1プリパルスレーザ光PP1のバースト内において、照射済みパルス数に応じてパルスエネルギ制御を切り替えることで、バースト内での2次ターゲット271のミスト径変動に応じた適切な第1プリパルスレーザ光PP1のパルスエネルギ制御を実現し、EUV光エネルギ変動をより適切に抑制し得る。
10.1 概要
図23は、2次ターゲット271のミスト径の時間変化の計測結果を示す。ミスト径は、第1プリパルスレーザ光PP1の照射後、時間とともに略線形に拡大し得る。ミスト径の時間変化の傾きは、第1プリパルスレーザ光PP1のパルスエネルギに依存し得る。ミスト径の時間変化の切片は、第1プリパルスレーザ光PP1のパルスエネルギに拠らず略一定であり得る。ミスト径の切片が存在する理由は、次のように推定できる。第1プリパルスレーザ光照射で発生するプラズマのアブレーション反作用によって、ドロップレットは粉砕されミストとなって爆発的に拡散し得る。ミストが爆発的に拡散している時間は、非常に短時間なので図23の様な時間スケールでは切片と見做し得る。また、プラズマ発生以降は、ミストを構成する粒子は慣性力によって拡散するので、その拡散速度は巨視的にはほぼ一定と見做し得る。
以下において、本実施形態の動作について具体的に説明する。本実施形態のEUV光生成システム11の構成は、図1〜図4に示す構成であってよい。図24は、本実施形態のレーザ制御部55の動作のフローチャートを示す。本フローにおいて、レーザ制御部55は、2次ターゲット271のミスト径を2回計測し、当該計測結果に基づいて第2プリパルスレーザ光PP2及びメインパルスレーザ光MPの照射タイミングを決定してもよい。
Tdlp2=(Tc2−Tc1)*(Dc2−D2c1)
/(D2c2−D2c1)+Tc1+Tdlp1
Tdlm=Tdlp2+Tm
上記構成は、異なるタイミングにおいて2次ターゲット271のミスト径を計測し、計測したミスト径に基づいて第2プリパルスレーザ光の照射タイミングを決定することで、
2次ターゲット271が所望サイズとなる時刻をより正確に推定し得る。これにより、EUV光エネルギの変動をより適切に抑制し得る。
レーザ制御部55は、図25のフローチャートが示す方法と異なる方法によって、第2プリパルスレーザ光PP2の照射タイミングを決定してもよい。図27は、第2プリパルスレーザ光PP2の照射タイミングを決定する他の方法のフローチャートを示す。
Tdlp2=Tc1*(Dc2−C)/(D2c1−C)+Tdlp1
Tdlm=Tdlp2+Tm
図27を参照して説明した方法は、1回の2次ターゲット271の撮像により第2プリパルスレーザ光PP2の照射タイミングを決定するので、画像データによるミスト径の計測に時間を要するシステムにおいても適切に第2プリパルスレーザ光PP2の照射タイミングを決定し得る。これにより、EUV光エネルギの変動を抑制し得る。
Claims (11)
- ターゲットにパルスレーザ光を複数回照射することによってプラズマ化し、極端紫外光を生成する極端紫外光生成システムであって、
第1ターゲットを供給した後、第2ターゲットを供給するターゲット供給部と、
前記ターゲット供給部から供給されたターゲットにパルスレーザ光を照射するレーザシステムと、
制御部と、を含み、
前記レーザシステムは、
前記第1ターゲットに第1パルスレーザ光を照射して前記第1ターゲットを拡散させてミストターゲットを生成し、
前記ミストターゲットに第2パルスレーザ光を照射し、
前記制御部は、
前記ミストターゲットのミスト径を計測し、
前記ミスト径に基づいて、前記第2ターゲットに照射する第1パルスレーザ光のエネルギを制御する、極端紫外光生成システム。 - 請求項1に記載の極端紫外光生成システムであって、
前記制御部は、前記ミスト径と予め定められた基準ミスト径と差に基づいて、前記第2ターゲットに照射する前記第1パルスレーザ光のエネルギを決定する、極端紫外光生成システム。 - 請求項2に記載の極端紫外光生成システムであって、
前記制御部は、前記ミスト径と前記基準ミスト径と差が閾値内にある場合、前記第1ターゲットと前記第2ターゲットに照射する前記第1パルスレーザ光のエネルギを同一と決定する、極端紫外光生成システム。 - 請求項1に記載の極端紫外光生成システムであって、
前記制御部は、
1又は複数の学習バーストにおいて、異なる順番のパルスそれぞれについてミスト径を計測し、
前記計測されたそれぞれのミスト径に基づいて、前記異なる順番のパルスそれぞれに対応した第1パルスレーザ光のエネルギを決定し、
前記1又は複数の学習バーストより後のバーストにおいて、異なる順番のパルスそれぞれに対応して前記決定したエネルギの第1パルスレーザ光を照射する、極端紫外光生成システム。 - 請求項1に記載の極端紫外光生成システムであって、
前記第1ターゲットとは異なるバーストにおいて、前記第2ターゲットを供給し、
前記第2ターゲットが供給されるバースト内での先頭パルスからの順番は、前記第1ターゲットが供給されるバースト内での先頭パルスからの順番と同一である、極端紫外光生成システム。 - 請求項4に記載の極端紫外光生成システムであって、
前記制御部は、
バースト内の先頭パルスから規定数のパルスの第1パルスレーザ光のエネルギを、前記1又は複数の学習バーストにおいて計測されたミスト径に基づき制御し、
前記バースト内の前記規定数のパルスより後のパルスそれぞれの第1パルスレーザ光のエネルギを、前記バースト内ですでに計測されたミスト径に基づき制御する、極端紫外光生成システム。 - ターゲットにパルスレーザ光を複数回照射することによってプラズマ化し、極端紫外光を生成する極端紫外光生成システムであって、
ターゲットを供給するターゲット供給部と、
前記ターゲット供給部から供給されたターゲットにパルスレーザ光を照射するレーザシステムと、
制御部と、を含み、
前記レーザシステムは、
ターゲットに第1パルスレーザ光を照射してミストターゲットを生成し、
前記ミストターゲットに第2パルスレーザ光を照射し、
前記制御部は、
前記ミストターゲットの第1ミスト径を計測し、
前記第1ミスト径に基づいて、前記第2パルスレーザ光の照射タイミングを制御する、極端紫外光生成システム。 - 請求項7に記載の極端紫外光生成システムであって、
前記制御部は、
前記第1ミスト径の計測タイミングと異なるタイミングにおいて前記ミストターゲットの第2ミスト径を計測し、
前記第1ミスト径及び前記第2ミスト径に基づいて、前記第2パルスレーザ光の照射タイミングを制御する、極端紫外光生成システム。 - 請求項7に記載の極端紫外光生成システムであって、
前記制御部は、前記第1ミスト径及び予め定められた基準ミスト径に基づいて、前記第2パルスレーザ光の照射タイミングを制御する、極端紫外光生成システム。 - 請求項1に記載の極端紫外光生成システムであって、
前記第1パルスレーザ光のエネルギを計測するエネルギセンサをさらに含み、
前記制御部は、前記エネルギセンサによる計測結果に基づき、前記第1パルスレーザ光のエネルギを制御する、極端紫外光生成システム。 - ターゲットにパルスレーザ光を照射することによってプラズマ化し、極端紫外光を生成する方法であって、
第1ターゲットに第1パルスレーザ光を照射し、
前記第1パルスレーザ光によって前記第1ターゲットから生成されたミストターゲットのミスト径を計測し、
前記ミストターゲットに第2パルスレーザ光を照射し、
前記ミスト径に基づいて、前記第1ターゲットより後に供給される第2ターゲットに照射する第1パルスレーザ光のエネルギを制御する、ことを含む方法。
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