JPWO2016071972A1 - フィルタ構造体、ターゲット生成装置およびフィルタ構造体の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
1.概要
2.極端紫外光生成装置の全体説明
2.1 構成
2.2 動作
3.用語の説明
3.1 上記2.の用語説明
3.2 開示毎の独自用語説明
4.ターゲット生成装置
4.1 構成
4.2 動作
5.フィルタ部
5.1 構成
5.2 動作
5.3 課題
6.実施形態1
6.1 構成
6.2 作用
7.実施形態1の変形例
7.1 構成
7.1.1 第1変形例
7.1.2 第2変形例
7.1.3 その他の変形例
7.2 作用
8.実施形態2
8.1 構成
8.2 作用
9.実施形態2の変形例
9.1 構成
9.1.1 第1変形例
9.1.2 第2変形例
9.2 作用
10.実施形態3
10.1 構成
10.2 作用
11.実施形態4
11.1 構成
11.2 作用
12.実施形態5
12.1 構成
12.2 作用
13.実施形態6
13.1 構成
13.2 作用
14.構成材料
14.1 ソケット・キャップ材料
14.2 フィルタ材料
15.溶射によるフィルタ構造体の製造工程
本開示の実施形態は、EUV光の生成に用いられるターゲット材料の供給に関係するものであって、具体的には、ターゲット材料をEUV光生成用のチャンバ内に供給するターゲット生成装置に関するものであってよい。ターゲット材料の供給では、EUV光を放射するプラズマを生成する領域に正確且つ安定してターゲット材料を供給する必要がある。しかしながら、ターゲット材料に内在するパーティクル等が原因で、プラズマ生成領域へのターゲット材料の供給が不安定になることがある。そこで本開示の以下の実施形態では、ターゲット材料を安定して供給することが可能なターゲット生成装置を例示する。ただし、本開示はこれらの事項に限定されず、EUV光の生成に用いられるターゲット材料に関係するあらゆる事項に関連するものであってよい。
2.1 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、ターゲット供給部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もよい。ターゲット供給部26から供給されるターゲット物質の材料は、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内に進み、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。
3.1 上記2.の用語説明
本開示において使用される用語について、以下のように定義する。
「ドロップレット」とは、融解したターゲット材料の液滴であってもよい。その形状は、略球形であってもよい。
「プラズマ生成領域」とは、プラズマが生成される空間として予め設定された3次元空間であってもよい。
以下の説明において、ターゲット生成装置における各部の断面または断面図とは、補足の説明がない限り、そのノズル孔から出力されるドロップレットの軌道を含む面の断面または断面図であってよい。
「緻密体」とは、セラミックスを構成する粒子の方位を揃えることで緻密化された結晶体あるいは単結晶であってもよい。
「積層方向」とは、積層体において層が積み重なっている方向であってよい。
流路の「上流」および「下流」とは、その流路に対して流体を流した場合にその流れにおける「上流」および「下流」に相当してよい。
つづいて、図1に示すターゲット供給部26を含むターゲット生成装置の一例を、図面を参照して詳細に説明する。
図2は、図1に示すターゲット供給部26を含むターゲット生成装置の概略構成例を示す模式図である。図2に示すように、ターゲット生成装置は、ターゲット供給部26の他に、圧力調節器520と、温度可変装置540と、制御部51と、ピエゾ電源552とを含んでいてもよい。
図2に示すターゲット生成装置の制御部51は、EUV光生成制御装置または外部装置の制御部からドロップレット出力準備信号が入ると以下の処理を実行してもよい。
つぎに、図2に示すフィルタ部300について、図面を参照して詳細に説明する。
図3は、フィルタ部の概略構成例を示す断面図である。
フィルタ部300の動作では、タンク部260から流路FL1に流れ込んだ液状のターゲット材料271がフィルタ積層体100を通過する際に、ターゲット材料271に含有していたパーティクルが濾過されてもよい。これにより、ノズル部266へ流入するターゲット材料271から、ノズル孔267の詰まりやドロップレット27の軌道を不安定にする原因となるパーティクルが除去され得る。
フィルタとしてポーラス材を用いる場合、組み立て時や加熱・冷却時の熱膨張・収縮で生じる摩擦によって、フィルタの一部が欠損してパーティクルが発生する場合がある。例えばフィルタ103から発生したパーティクルは、フィルタ積層体100で除去できないことがあり得る。このようなパーティクルは、ノズル孔267まで到達して、ノズル孔267の詰まりやドロップレット27の軌道を不安定にする原因となり得る。そこで、以下の実施形態では、フィルタ積層体100に起因したパーティクルの発生を抑制することが可能なフィルタ構造体、ターゲット生成装置およびフィルタ構造体の製造方法を例示する。
実施形態1では、フィルタ積層体をフィルタホルダ314に装着するための中間部材が設けられてもよい。以下では、この中間部材をソケットと呼ぶ。
図4は、実施形態1にかかるフィルタ部の概略構成例を示す断面図である。以下の説明では、図3に示すフィルタ部300の構成と異なる構成について説明する。
上記の構成において、フィルタホルダ314には、フィルタ積層体111とソケット115とが接合された状態のフィルタ構造体110が装着されてもよい。このように、フィルタ積層体111がソケット115に予め接合されている場合、フィルタホルダ314に対してはソケット115が組み付けられ得る。ソケット115は、上述したように、たとえば緻密なセラミックスや単結晶で形成され得る。そのため、組み付け時や加熱・冷却時に、フィルタ積層体111を構成するポーラス材が摩擦によって欠損することを低減できる。その結果、組み付け時や加熱・冷却時に生じるパーティクルの発生を抑制することができ、それにより、ノズル孔267の詰まりやドロップレット軌道の不安定化を抑制することが可能となる。
図5および図6は、図4に示すフィルタ積層体111の変形例を示す。なお、以下の説明において、図4に示すフィルタ積層体111の構成と異なる構成について説明する。
7.1.1 第1変形例
図5は、第1変形例にかかるフィルタ積層体の概略構成例を示す断面図である。図5に示すように、フィルタ積層体110Aは、ドーム形状を有する多層構造のフィルタであってもよい。図5において、ターゲット材料271の流れに対して最上流に位置する層112aの材料(材質)、孔径、気孔率および厚さは、層112と同様であってもよい。同様に、層113aおよび114aの材料(材質)、孔径、気孔率および厚さは、それぞれ層113および114と同様であってもよい。
図6は、第2変形例にかかるフィルタ積層体の概略構成例を示す断面図である。図6に示すように、フィルタ積層体110Bは、図5に示すフィルタ積層体110Aのドーム形状に対して、筒状の部分が延長された構成であってもよい。この筒状の部分は、ソケット115の内側面から離間していてもよい。層112b〜114bの材料(材質)、孔径、気孔率および厚さは、それぞれ層112〜114と同様であってもよい。
フィルタ積層体111は、上述した変形例の他にも、たとえば多角錐形状など、種々の形状に変形されてもよい。
フィルタ積層体111をドーム形状や多角錐形状の部材とすることで、濾過面積が拡大し得る。それにより、ターゲット材料271が含有するパーティクルの捕集量(または捕集率)が向上され得る。また、濾過面積の拡大により、フィルタ積層体の交換サイクルも長くなり得る。
実施形態2では、中空円筒状のフィルタ積層体が用いられてもよい。
図7は、実施形態2にかかるフィルタ部の概略構成例を示す断面図である。図8は、図7に示すフィルタ構造体の概略構成例を示す斜視図である。図9は、図8に示すフィルタ構造体におけるフィルタ積層体を内部空間の延在方向に対して垂直な面で輪切りにした際の断面構造を示す図である。以下の説明では、図4に示すフィルタ部310の構成と異なる構成について説明する。
実施形態1と同様、フィルタ積層体111とソケット115とが接合された状態のフィルタ構造体110をフィルタホルダ314に装着することが可能となるため、組み付け時や加熱・冷却時に生じるパーティクルの発生を抑制することができる。それにより、ノズル孔267の詰まりやドロップレット軌道の不安定化を抑制することが可能となる。
実施形態2にかかるフィルタ積層体121の形状は、中空円筒形状に限られない。以下に、その変形例を示す。
9.1.1 第1変形例
図10は、第1変形例にかかるフィルタ積層体を内部空間の延在方向に対して垂直な面で輪切りにした際の断面形状を示す図である。図10に示すように、フィルタ積層体121Aは、中央にターゲット材料271の流路を含む正六角形の断面形状を有してもよい。ただし、正六角形に限られるものではなく、種々の多角形状であってもよい。また、最外周の層123aの外輪郭形状と、内周の層124aおよび125aとの外輪郭形状とは、相似の関係である必要はない。すなわち、断面形状は、層123〜125ごとに異なる形状であってもよい。なお、層123a〜125aの材料(材質)、孔径、気孔率および厚さは、それぞれ層112〜114と同様であってもよい。
図11は、第2変形例にかかるフィルタ積層体を内部空間の延在方向に対して垂直な面で輪切りにした際の断面形状を示す図である。図11に示すように、フィルタ積層体121Bは、最外周の層123bの外輪郭形状が凹凸を繰り返す鋸歯(セラー)形状を有してもよい。中央には、ターゲット材料271の流路が設けられていてもよい。なお、最外周の層123aの外輪郭形状と、内周の層124aおよび125aとの外輪郭形状とは、相似の関係である必要はない。また、層123b〜125bの材料(材質)、孔径、気孔率および厚さは、それぞれ層112〜114と同様であってもよい。
以上のように、フィルタ積層体を輪切りにした際の断面形状における外輪郭の周長が長くなるように断面形状を変更することで、パーティクルの捕集量(捕集率)をさらに向上することが可能な場合がある。なお、フィルタ積層体の断面形状は、その製造方法によって適宜変更されてもよい。たとえば図10を用いて例示したような多角形状のフィルタ積層体121Aは、板状の部材を複数組み合わせることでも製造することができる。また、フィルタ積層体の一方の端の開口を封止するキャップの形状は、フィルタ積層体の断面形状に合わせて適宜変更されてもよい。
実施形態2の構成において、中空円筒状のフィルタ積層体は、タンク部260側ではなく、ノズル部266側に突出していてもよい。
図12は、実施形態3にかかるフィルタ部の概略構成例を示す断面図である。図13は、図12に示すフィルタ部におけるフィルタ積層体を内部空間の延在方向に対して垂直な面で輪切りにした際の断面構造を示す図である。以下の説明では、図7に示すフィルタ部320の構成と異なる構成について説明する。
実施形態3にかかる構成によっても、実施形態2と同様の作用により、同様の効果を得ることが可能である。
上述の実施形態において、フィルタホルダとソケットとは、一体化されてもよい。以下の説明では、図7に示すフィルタ部320をベースとし、この構成と異なる構成について説明する。ただし、実施形態4で例示するフィルタホルダとソケットとの一体化は、他の実施形態に対しても適用可能であってよい。
図14は、実施形態4にかかるフィルタ部の概略構成例を示す断面図である。図14に示すように、実施形態4にかかるフィルタ部340では、図7に示したフィルタホルダ314とソケット126とが、一体化されたソケット144に置き換えられている。
実施形態4によれば、上述した実施形態による効果に加え、フィルタホルダおよびソケットからなる部品を1つのソケットに置き換えることが可能となる。それにより、フィルタ構造体の構成を簡素化することが可能となる。その結果、フィルタ構造体の製造コストを削減することも可能となる。
上述の実施形態において、ソケットは、溶射によって形成されてもよい。以下の説明では、図4に示すフィルタ部310においてフィルタホルダ314とソケット115とが一体化された構成をベースとし、この構成においてソケットを溶射によって形成する場合を例示する。ただし、実施形態5で例示するソケットの溶射による形成は、他の実施形態に対しても適用可能であってよい。
図15は、実施形態5にかかるフィルタ部の概略構成例を示す断面図である。図15に示すように、実施形態5にかかるフィルタ部350では、図4に示すフィルタ部310と同様の構成において、フィルタ構造体110およびフィルタホルダ314がフィルタ構造体150に置き換えられた構成を有してもよい。
ソケット156を溶射によって形成することでソケット156とフィルタ積層体151とを一体化させる場合、ソケット156の材料(材質)を選択する際に、フィルタ積層体151の材料(材質)を考慮しなくてもよい。そのため、ソケット156の材料(材質)として、フランジ301の材料(材質)と同じものを選択することができる。ソケット156の材料(材質)とフランジ301の材料(材質)とを同じにすることで、組み付け時や加熱・冷却時の熱膨張差によって生じる応力を低減することができる。その結果、組み付け時や加熱・冷却時に生じるパーティクルの発生を抑制することができ、それにより、ノズル孔267の詰まりやドロップレット軌道の不安定化を抑制することが可能となる。
上述の実施形態において、フィルタ積層体は、剛性を高めるための支持プレートを含んでもよい。以下の説明では、図15に示すフィルタ部350をベースとし、この構成と異なる構成について説明する。ただし、実施形態6で例示する支持プレートは、他の実施形態に対しても適用可能であってよい。
図16は、実施形態6にかかるフィルタ部の概略構成例を示す断面図である。図16に示すように、実施形態6にかかるフィルタ部360では、図15に示すフィルタ部350において、ソケット156が支持プレート165をさらに保持していてもよい。
フィルタ積層体151を支持プレート165で支持することで、フィルタ構造体160の剛性を高めることが可能となる。それにより、たとえばタンク部260内のターゲット材料271に比較的高い圧力をかけた場合でも、フィルタ積層体151の破損を抑制することが可能となる。
上述した実施形態では、フィルタ積層体、ソケットおよびキャップの材料として、アルミナ(またはアルミナセラミックス)あるいはサファイア単結晶を例示した。ここでは、その他の材料を例示する。
ソケットおよびキャップの材料は、以下の条件1および2を満たす材料であることが望ましい。
(1)溶融したターゲット材料271(たとえば錫)との反応性が低い材料であること
(2)フランジ301との熱膨張係数の差が小さいこと
フィルタ積層体の材料は、ソケットに用いた材料とは構造が異なる同じ材料であってもよいが、異なる材料であってもよい。フィルタ積層体の材料は、上述したソケットおよびキャップの材料に対する条件1および2に加え、以下の条件3および4を満たす材料であることが望ましい。
(3)ポーラス構造を形成可能な材料であること
(4)ソケットやキャップに用いた材料と接合可能な材料であること
つぎに、実施形態5または6で例示した溶射によるフィルタ構造体の製造工程について、図面を用いて詳細に説明する。ただし、以下の説明では、実施形態6で例示したフィルタ構造体160の製造工程を例示する。
Claims (19)
- ポーラス材からなるフィルタ(111,121,121A,121B,131,151)と、
前記フィルタと一体化されたソケット(115,126,144,156)と、
を備えるフィルタ構造体(110,110A,110B,120,130,150,160)。 - 前記フィルタと前記ソケットとは、熱接合により一体化されている、請求項1に記載のフィルタ構造体。
- 前記フィルタと前記ソケットとは、ガラス接着により一体化されている、請求項1に記載のフィルタ構造体。
- 前記ソケットは、前記フィルタに溶射されることで一体化されている、請求項1に記載のフィルタ構造体。
- 前記フィルタと前記ソケットとは、略等しい熱膨張係数を持つ材料で構成されている、請求項1に記載のフィルタ構造体。
- 前記フィルタと前記ソケットとは、同じ材料から構成されている、請求項1に記載のフィルタ構造体。
- 前記フィルタは、アルミナで構成され、
前記ソケットは、アルミナの緻密体あるいはサファイアの単結晶で構成されている、
請求項1に記載のフィルタ構造体。 - 前記ソケットは、モリブデンおよびタングステンのうち少なくともいずれかを含む材料で形成され、
前記フィルタは、酸化アルミニウム・二酸化ケイ素系ガラスを骨格とするガラス多孔体で構成されている、
請求項1に記載のフィルタ構造体。 - 前記フィルタは、孔径が異なる複数の層(112,112a,112b,113,113a,113b,114,114a,114b,123,123a,123b,124,124a,124b,125,125a,125b,133,134,135)を含む積層体である、請求項1に記載のフィルタ構造体。
- 前記複数の層のうち、積層方向における一方の側に位置する層の孔径が最も大きく、前記積層方向における他方の側に位置する層の孔径が最も小さい、請求項9に記載のフィルタ構造体。
- 前記フィルタは、孔径が異なる複数のフィルタ(152,153,154)が重ねられた積層体である、請求項1に記載のフィルタ構造体。
- 前記フィルタは、円盤形状を有する、請求項1に記載のフィルタ構造体。
- 前記フィルタは、ドーム形状を有する、請求項1に記載のフィルタ構造体。
- 前記フィルタは、長手方向の両端で開口する中空形状を有し、
前記長手方向の一方の端の開口を封止するキャップ(122)をさらに備え、
前記ソケットは、前記長手方向の他方の端に設けられている、
請求項1に記載のフィルタ構造体。 - 前記フィルタの前記長手方向と垂直方向の断面形状は、円形状である、請求項14に記載のフィルタ構造体。
- 前記フィルタの前記長手方向と垂直方向の断面形状は、多角形状または鋸歯形状である、請求項14に記載のフィルタ構造体。
- ポーラス材からなるフィルタ(111,121,121A,121B,131,151)と、前記フィルタと一体化されたソケット(115,126,144,156)とを含むフィルタ構造体と、
前記フィルタ構造体を収容し、内部に前記フィルタ構造体を通過する流路が存在するフランジ(301)と、
内部に前記フランジ内の前記流路と連通し且つ所定のターゲット材料が貯留される空間が存在するタンク部(260)と、
前記フランジに設けられ、前記フランジ内の前記流路を介して前記タンク部内の前記空間と連通するノズル部(266)と、
を備える、ターゲット生成装置。 - 前記フィルタは、孔径が異なる複数の層を含む積層体であり、
前記フランジは、前記フィルタの積層方向が前記フランジ内の前記流路の延在方向と実質的に一致するように、前記フィルタを保持し、
前記複数の層のうち、前記流路に沿って最も前記タンク部側に位置する層の孔径が最も大きく、前記流路に沿って最も前記ノズル部側に位置する層の孔径が最も小さい、
請求項17に記載のターゲット生成装置。 - ポーラス材からなるフィルタを備えたフィルタ構造体の製造方法であって、
一部にマスキング材が形成された前記フィルタを重ねて配置する工程と、
前記マスキング材が形成された前記フィルタの周囲に前記フィルタと熱膨張係数が略等しい材料(1008)を溶射する工程と、
前記材料を加工して前記マスキング材の一部を露出させる工程と、
前記マスキング材を除去する工程と、
を含む、製造方法。
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