JP2012256608A - Target substance supply device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ターゲット物質にレーザビームを照射することにより極端紫外(EUV:extreme ultra violet)光を発生するLPP(laser produced plasma:レーザ生成プラズマ)方式の極端紫外光源装置のプラズマ発生室にターゲット物質を供給するターゲット物質供給装置に関する。 The present invention relates to a target material in a plasma generation chamber of an LPP (laser produced plasma) type extreme ultraviolet light source device that generates extreme ultra violet (EUV) light by irradiating the target material with a laser beam. The present invention relates to a target material supply device that supplies
近年、半導体プロセスの微細化に伴って光リソグラフィも微細化が急速に進展しており、次世代においては、100〜70nmの微細加工、更には50nm以下の微細加工が要求されるようになる。そのため、例えば、50nm以下の微細加工の要求に応えるべく、波長13nm程度のEUV光源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。 In recent years, along with the miniaturization of semiconductor processes, the miniaturization of optical lithography is rapidly progressing, and in the next generation, fine processing of 100 to 70 nm and further fine processing of 50 nm or less are required. Therefore, for example, in order to meet the demand for fine processing of 50 nm or less, it is expected to develop an exposure apparatus that combines an EUV light source having a wavelength of about 13 nm and a reduced projection reflective optics.
EUV光源としては、レーザビームをターゲットに照射することによって生成されるプラズマを用いたLPP(laser produced plasma:レーザ生成プラズマ)光源(以下において、「LPP式EUV光源装置」ともいう)と、放電によって生成されるプラズマを用いたDPP(discharge produced plasma)光源と、軌道放射光を用いたSR(synchrotron radiation)光源との3種類がある。これらの内でも、LPP光源は、プラズマ密度をかなり大きくできるので黒体輻射に近い極めて高い輝度が得られ、ターゲット物質を選択することにより必要な波長帯のみの発光が可能であり、ほぼ等方的な角度分布を持つ点光源であるので光源の周囲に電極等の構造物がなく、2πsteradという極めて大きな捕集立体角の確保が可能であること等の利点から、数十ワット以上のパワーが要求されるEUVリソグラフィ用の光源として有力であると考えられている。 As an EUV light source, an LPP (laser produced plasma) light source (hereinafter also referred to as an “LPP type EUV light source device”) using plasma generated by irradiating a target with a laser beam, and by discharge There are three types: a DPP (discharge produced plasma) light source using generated plasma and an SR (synchrotron radiation) light source using orbital radiation. Among these, since the LPP light source can considerably increase the plasma density, extremely high luminance close to that of black body radiation can be obtained, and light emission only in a necessary wavelength band is possible by selecting a target material. Because it is a point light source with a typical angular distribution, there is no structure such as an electrode around the light source, and it is possible to secure a very large collection solid angle of 2πsterad. It is considered to be a powerful light source for required EUV lithography.
図6は、LPP方式のEUV光の生成原理を説明するための図である。図6に示すEUV光源装置は、レーザ発振器901と、集光レンズ等の集光光学系902と、ターゲット供給装置903と、ターゲットノズル904と、EUV集光ミラー905とを備えている。レーザ発振器901は、ターゲット物質を励起させるためのレーザビームをパルス発振するレーザ光源である。集光レンズ902は、レーザ発振器901から射出したレーザビームを所定の位置に集光する。また、ターゲット供給装置903は、ターゲット物質をターゲットノズル904に供給し、ターゲットノズル904は、供給されたターゲット物質を所定の位置に噴射する。 FIG. 6 is a view for explaining the principle of generation of LPP EUV light. The EUV light source device shown in FIG. 6 includes a laser oscillator 901, a condensing optical system 902 such as a condensing lens, a target supply device 903, a target nozzle 904, and an EUV condensing mirror 905. The laser oscillator 901 is a laser light source that pulsates a laser beam for exciting a target material. The condensing lens 902 condenses the laser beam emitted from the laser oscillator 901 at a predetermined position. The target supply device 903 supplies the target material to the target nozzle 904, and the target nozzle 904 jets the supplied target material to a predetermined position.
ターゲットノズル904から噴射されたターゲット物質にレーザビームを照射することにより、ターゲット物質が励起してプラズマが発生し、そこから様々な波長成分が放射される。
EUV集光ミラー905は、プラズマから放射された光を反射集光する凹面状の反射面を有している。この反射面には、所定の波長成分(例えば、13.5nm付近)を選択的に反射するために、例えば、モリブデン及びシリコンを交互に積層した膜(Mo/Si多層膜)が形成されている。それにより、プラズマから放射された所定の波長成分が、出力EUV光として露光装置等に出力される。
By irradiating the target material ejected from the target nozzle 904 with a laser beam, the target material is excited to generate plasma, and various wavelength components are emitted therefrom.
The EUV collector mirror 905 has a concave reflecting surface that reflects and collects light emitted from the plasma. In order to selectively reflect a predetermined wavelength component (for example, around 13.5 nm), for example, a film (Mo / Si multilayer film) in which molybdenum and silicon are alternately stacked is formed on the reflecting surface. . As a result, a predetermined wavelength component emitted from the plasma is output as output EUV light to an exposure apparatus or the like.
なお、ターゲット物質として、キセノン(Xe)等の常温において気体の物質を用いる場合には、ターゲットノズル904の上流側に、ターゲット物質を加圧冷却することにより液化させる機構を設けることもある(例えば、下記の特許文献1参照)。
特許文献1には、液体プラズマターゲット物質を供給するためのターゲット供給システムであって、ガス状態のターゲット物質を供給する供給源と液化するためにガスの温度を低くする熱交換器とを含むターゲット供給システムと、ターゲット供給システムから液体を受け取る入力端と出力端とそれらの間の狭いスロート部とを含み、液体ドロップレットを出力端を通して放出するノズルと、液体ドロップレットを加熱しEUV放射を生成するレーザビームを液体ドロップレットに照射するレーザビーム源とを具備するLPP方式のEUV光源が掲載されている。
In the case where a gaseous substance such as xenon (Xe) is used as the target material at room temperature, a mechanism for liquefying the target material by pressurizing and cooling the target material may be provided on the upstream side of the target nozzle 904 (for example, , See Patent Document 1 below).
Patent Document 1 discloses a target supply system for supplying a liquid plasma target material, which includes a supply source for supplying a target material in a gas state and a heat exchanger for lowering the gas temperature for liquefaction. A supply system, an input end that receives liquid from the target supply system, an output end, and a narrow throat between them, a nozzle that discharges liquid droplets through the output end, and heats the liquid droplets to generate EUV radiation An LPP type EUV light source including a laser beam source for irradiating a liquid droplet with a laser beam is published.
また、ターゲットノズル904にピエゾ素子を設け、ターゲットノズル904を振動させながら液体のターゲット物質を噴射させることにより、ターゲット物質の液滴(ドロップレット)を形成することができる。 Further, by providing a piezo element in the target nozzle 904 and ejecting a liquid target material while vibrating the target nozzle 904, a droplet of the target material can be formed.
一方、下記の非特許文献1には、液体アルゴンや液体酸素のドロップレットをノズルから低圧ガス中に噴射すると、ドロップレット化する以前に、ジェットの状態で固化することが掲載されている。これは、周囲の圧力が急激に低下することにより、ジェット表面が急激に気化し、その気化潜熱によってジェットが凍結してしまうものと考えられる。このようにドロップレットが固化してしまうことは、安定したEUV光を得るには好ましいことではない。そこで、従来より、LPP式EUV光源装置において、ドロップレットの固化を防止することが行われている。 On the other hand, the following Non-Patent Document 1 describes that when droplets of liquid argon or liquid oxygen are injected into a low-pressure gas from a nozzle, they are solidified in a jet state before being converted into droplets. This is presumably because the jet surface rapidly vaporizes due to a sudden drop in ambient pressure, and the jet freezes due to the latent heat of vaporization. Such solidification of the droplets is not preferable for obtaining stable EUV light. Therefore, conventionally, in the LPP type EUV light source device, solidification of droplets has been performed.
図7は、ジェットの固化を防止し、ドロップレットを生成することが可能な従来のLPP式EUV光源装置を示す模式図である。図7に示すLPP式EUV光源装置は、液滴生成室910と、ピエゾドライバ916と、EUV光を生成するためのプラズマ発生が行われるプラズマ発生室930と、プラズマ発生室930においてターゲット物質の液滴を照射するレーザ光L2を発生するレーザ光源931と、レーザ光源931から出射したレーザ光L2をレーザ光照射点933に導くレンズ932と、制御部935とを含んでいる。液滴生成室910とプラズマ発生室930とは、液滴生成室910に設けられた開口部910aを通じて接続されている。 FIG. 7 is a schematic diagram showing a conventional LPP type EUV light source device capable of preventing solidification of a jet and generating droplets. The LPP type EUV light source device shown in FIG. 7 includes a droplet generation chamber 910, a piezo driver 916, a plasma generation chamber 930 in which plasma is generated to generate EUV light, and a liquid of a target material in the plasma generation chamber 930. A laser light source 931 that generates laser light L2 for irradiating a droplet, a lens 932 that guides the laser light L2 emitted from the laser light source 931 to a laser light irradiation point 933, and a control unit 935 are included. The droplet generation chamber 910 and the plasma generation chamber 930 are connected through an opening 910 a provided in the droplet generation chamber 910.
液滴生成室910には、ピエゾ素子913が設けられたノズル912と、バッファガスを導入するためのバッファガス導入路914と、排気ポンプ915とが設けられている。また、ピエゾ素子913には、ピエゾ素子913に供給される駆動信号を発生するピエゾドライバ916が接続されている。 The droplet generation chamber 910 is provided with a nozzle 912 provided with a piezo element 913, a buffer gas introduction path 914 for introducing a buffer gas, and an exhaust pump 915. In addition, a piezo driver 916 that generates a drive signal supplied to the piezo element 913 is connected to the piezo element 913.
ノズル912の上流側には、外部からターゲット物質導入路917を介してターゲット物質(例えば、Xe等)が供給される液化室918が配置されている。液化室918には、液化室918を冷却するためのロッド919の一方の端部である冷却端919aが接続されている。ロッド919の他方の端部は、冷却装置920(例えば、パルスチューブ冷凍機、液体窒素等)に接続されている。また、ロッド919には、ロッド919の温度を微調整するためのヒータ921が設けられている。さらに、液化室918には、温度センサ922(例えば、熱電対等)が設けられており、冷却装置920、ヒータ921、及び、温度センサ922は、温度制御部923に接続されている。温度制御部923は、温度センサ922を利用して液化室918の温度をモニタリングしながら冷却装置920を駆動させて液化室918を冷却することにより、液化室918内のターゲット物質をEUV光の生成に適した温度に冷却液化する。さらに、温度制御部923は、ヒータ921を適宜駆動させて、ロッド919の温度を微調整することにより、液化室918内のターゲット物質の温度を微調整することができる。 On the upstream side of the nozzle 912, a liquefaction chamber 918 to which a target material (for example, Xe) is supplied from the outside via a target material introduction path 917 is disposed. A cooling end 919 a that is one end of a rod 919 for cooling the liquefying chamber 918 is connected to the liquefying chamber 918. The other end of the rod 919 is connected to a cooling device 920 (for example, a pulse tube refrigerator, liquid nitrogen, etc.). The rod 919 is provided with a heater 921 for finely adjusting the temperature of the rod 919. Further, the liquefaction chamber 918 is provided with a temperature sensor 922 (for example, a thermocouple), and the cooling device 920, the heater 921, and the temperature sensor 922 are connected to the temperature control unit 923. The temperature control unit 923 uses the temperature sensor 922 to monitor the temperature of the liquefaction chamber 918 and drives the cooling device 920 to cool the liquefaction chamber 918, thereby generating EUV light from the target material in the liquefaction chamber 918. Cool down to a temperature suitable for Further, the temperature control unit 923 can finely adjust the temperature of the target material in the liquefaction chamber 918 by appropriately driving the heater 921 and finely adjusting the temperature of the rod 919.
外部から供給されるターゲット物質は、図中の点線で示すように、ターゲット物質導入路917を介して液化室918に導入され、液化室918内において冷却液化される。液化されたターゲット物質は、ノズル912から液滴生成室910内に噴射される。 The target material supplied from the outside is introduced into the liquefaction chamber 918 via the target material introduction path 917 and is cooled and liquefied in the liquefaction chamber 918 as indicated by the dotted line in the figure. The liquefied target material is ejected from the nozzle 912 into the droplet generation chamber 910.
ピエゾ素子913は、ピエゾドライバ916から供給される駆動信号に基づいて伸縮することにより、ノズル912に所定の周波数fの振動を与える。このように、ノズル912を介して、ノズル912から噴射されるターゲット物質の流れ(ターゲット噴流)を擾乱させることにより、繰り返して滴下するターゲット物質の液滴911を生成することができる。即ち、ターゲット噴流の速度をv、ターゲット噴流に生じた振動の波長をλ(λ=v/f)、ターゲット噴流の直径をdとした場合に、所定の条件(例えば、λ/d=4.51)を満たすときに、均一な大きさの理想的な液滴が形成される。このターゲット噴流に生じさせる擾乱の周波数fは、レイリー周波数と呼ばれている。実際には、λ/d=3〜8程度であれば、ほぼ均一な大きさの液滴が形成される。EUV光源装置において一般的に用いられるノズルから噴射されるターゲット噴流の速度vは20m/s〜30m/s程度であるので、直径が10μm〜100μm程度の液滴を形成する場合に、ノズルに与えるべき周波数は、数10kHz〜数100kHz程度となる。以下において、このようにして1秒間あたりに生成される液滴の数のことを、液滴生成周波数、又は、単に生成周波数という。 The piezo element 913 expands and contracts based on the drive signal supplied from the piezo driver 916, thereby giving the nozzle 912 vibration of a predetermined frequency f. Thus, by disturbing the flow (target jet) of the target material ejected from the nozzle 912 via the nozzle 912, the droplet 911 of the target material that is repeatedly dropped can be generated. That is, when the velocity of the target jet is v, the wavelength of vibration generated in the target jet is λ (λ = v / f), and the diameter of the target jet is d, for example, λ / d = 4. When satisfying 51), ideal droplets of uniform size are formed. The disturbance frequency f generated in the target jet is called the Rayleigh frequency. Actually, when λ / d = about 3 to 8, droplets of almost uniform size are formed. Since the velocity v of a target jet ejected from a nozzle generally used in an EUV light source apparatus is about 20 m / s to 30 m / s, it is given to the nozzle when forming a droplet having a diameter of about 10 μm to 100 μm. The power frequency is about several tens of kHz to several hundreds of kHz. Hereinafter, the number of droplets generated per second in this way is referred to as a droplet generation frequency or simply a generation frequency.
バッファガス導入路914は、ヘリウムガス(He)、窒素ガス(N2)等の不活性なガスをバッファガスとして導入するために設けられている。ここで、キセノン(Xe)のように、常温常圧において気体状態である物質を液体ターゲットとして用いる場合には、先に説明したように高真空チャンバ内において、ノズルから噴出したターゲット物質が凍結して、ドロップレット化を阻害するため、それを回避しなくてはならない。そのため、液滴生成室910にバッファガスを導入し、ノズル912近傍の圧力がターゲット物質の飽和蒸気圧以上となるようにしている。このバッファガスは、開口部910aを通じてプラズマ発生室930にも導入されてしまうので、上記のように、EUV光の吸収が比較的少ない気体を用いることが望ましい。 The buffer gas introduction path 914 is provided for introducing an inert gas such as helium gas (He) or nitrogen gas (N 2) as a buffer gas. Here, when a substance that is in a gaseous state at normal temperature and pressure, such as xenon (Xe), is used as a liquid target, the target substance ejected from the nozzle is frozen in the high vacuum chamber as described above. In order to inhibit droplet formation, it must be avoided. Therefore, a buffer gas is introduced into the droplet generation chamber 910 so that the pressure near the nozzle 912 is equal to or higher than the saturated vapor pressure of the target material. Since this buffer gas is also introduced into the plasma generation chamber 930 through the opening 910a, it is desirable to use a gas that absorbs relatively little EUV light as described above.
排気ポンプ915は、液滴生成室910内を所望の真空度に維持すると共に、生成された液滴911の表面から蒸発した蒸発ガスを外部に排出する。 The exhaust pump 915 maintains the inside of the droplet generation chamber 910 at a desired degree of vacuum and discharges the evaporated gas evaporated from the surface of the generated droplet 911 to the outside.
プラズマ発生室930には、排気ポンプ934が設けられている。排気ポンプ934は、開口部910aを通過してプラズマ発生室930に導入された液滴911の表面から蒸発した蒸発ガスや、液滴生成室910から漏れ出したバッファガス等の不要な物質を外部に排出することにより、プラズマ発生室930内を所望の真空度(例えば、1Pa以下)に維持する。 An exhaust pump 934 is provided in the plasma generation chamber 930. The exhaust pump 934 externally removes unnecessary substances such as evaporative gas evaporated from the surface of the droplet 911 introduced into the plasma generation chamber 930 through the opening 910 a and buffer gas leaked from the droplet generation chamber 910. The inside of the plasma generation chamber 930 is maintained at a desired degree of vacuum (for example, 1 Pa or less).
レーザ光源931から出射したレーザ光L2は、レンズ932によって集光され、プラズマ発生室930内のレーザ光照射点933を所定の繰り返し動作周波数(例えば、10kHz)で照射する。このようなプラズマ発生室930において、液滴911が、レーザ光照射点933を通過する際にレーザ光L2を照射されると、ターゲット物質がプラズマ化してEUV光が放射される。このようにして生成されたEUV光は、例えば、Mo−Si膜が形成された反射光学系により、露光装置等に導かれる。 The laser light L2 emitted from the laser light source 931 is collected by the lens 932, and irradiates the laser light irradiation point 933 in the plasma generation chamber 930 at a predetermined repetition operating frequency (for example, 10 kHz). In the plasma generation chamber 930, when the droplet 911 is irradiated with the laser beam L2 when passing through the laser beam irradiation point 933, the target material is turned into plasma and EUV light is emitted. The EUV light generated in this way is guided to an exposure apparatus or the like by, for example, a reflective optical system on which a Mo—Si film is formed.
制御部935は、ノズル912の径やターゲット物質の噴射速度等に応じてピエゾドライバ916の液滴生成周波数を制御する。 The control unit 935 controls the droplet generation frequency of the piezo driver 916 according to the diameter of the nozzle 912, the jetting speed of the target material, and the like.
近年、安定したEUV光を得るためには、液滴911の温度を比較的狭い温度幅内に制御する必要があることが判明してきた。これは、ターゲット物質をノズルから噴出する際のターゲット温度が高いと、噴出後のジェットの位置安定性、ひいては液滴の安定性が不安定になるからである。理想的には、ターゲット物質が流路内で凍結しない、凝固点直上の温度が望ましい。しかしながら、従来は、図7に示すように、液化室918においてターゲット物質の温度を制御していた。そのため、液化室918の下流に位置するノズル912の温度がバッファガスの影響を受けて上昇し、ノズル912から噴射される液滴911の温度がEUV光の生成に適した温度より高くなってしまい、液滴911の位置や軌道が安定せず、安定したEUV光を得ることができないということが生じていた。 In recent years, it has been found that in order to obtain stable EUV light, it is necessary to control the temperature of the droplet 911 within a relatively narrow temperature range. This is because if the target temperature at the time of ejecting the target material from the nozzle is high, the positional stability of the jet after ejection, and consequently the stability of the droplets, becomes unstable. Ideally, a temperature just above the freezing point where the target material does not freeze in the flow path is desirable. Conventionally, however, the temperature of the target material is controlled in the liquefaction chamber 918 as shown in FIG. Therefore, the temperature of the nozzle 912 located downstream of the liquefaction chamber 918 rises due to the influence of the buffer gas, and the temperature of the droplet 911 ejected from the nozzle 912 becomes higher than the temperature suitable for generating EUV light. The position and trajectory of the droplet 911 are not stable, and stable EUV light cannot be obtained.
このようなことを防止するために、液化室918内のターゲット物質の温度を凍結しない下限温度に制御することが考えられる。しかしながら、そのようにしても、液化室918から出たターゲット物質はノズル912を通過するので、液滴911の温度を安定させることができず、安定したEUV光を得ることができない。また、液滴911の温度を所望の温度にするためには、液化室918内のターゲット物質の温度を凍結しない下限ぎりぎりの温度に制御する必要があり、ややもすればターゲット物質が液化室918内において凍結してしまい、液滴911がノズル912から噴出されないことも起こり得る。 In order to prevent this, it is conceivable to control the temperature of the target material in the liquefaction chamber 918 to a lower limit temperature that does not freeze. However, even in such a case, since the target material exiting from the liquefaction chamber 918 passes through the nozzle 912, the temperature of the droplet 911 cannot be stabilized, and stable EUV light cannot be obtained. In addition, in order to set the temperature of the droplet 911 to a desired temperature, it is necessary to control the temperature of the target material in the liquefaction chamber 918 to a temperature just below the lower limit at which the target material does not freeze. As a result, the droplet 911 may not be ejected from the nozzle 912.
そこで、上記の点に鑑み、本発明は、LPP型EUV光源装置のプラズマ発生室にターゲット物質を供給するターゲット物質供給装置において、プラズマ発生室に供給されるターゲット物質の温度を安定させることを目的とする。 Accordingly, in view of the above points, an object of the present invention is to stabilize the temperature of the target material supplied to the plasma generation chamber in the target material supply device that supplies the target material to the plasma generation chamber of the LPP type EUV light source device. And
上記課題を解決するため、本発明の1つの観点に係るターゲット物質供給装置は、レーザ生成プラズマ方式の極端紫外光源装置のプラズマ発生室にターゲット物質を供給するターゲット物質供給装置であって、外部から供給されるターゲット物質を冷却して液化するための液化室と、液化室において液化されたターゲット物質を噴出するためのノズルと、液化室内においてターゲット物質の温度を制御するとともに、ノズル内においてターゲット物質の温度を制御するための温度制御手段とを具備する。 In order to solve the above-described problem, a target material supply device according to one aspect of the present invention is a target material supply device that supplies a target material to a plasma generation chamber of an extreme ultraviolet light source device of a laser-generated plasma method. A liquefaction chamber for cooling and liquefying the supplied target material, a nozzle for ejecting the liquefied target material in the liquefaction chamber, controlling the temperature of the target material in the liquefaction chamber, and the target material in the nozzle Temperature control means for controlling the temperature of the.
本発明によれば、プラズマ発生室に供給されるターゲット物質の温度を安定させることができる。これにより、安定したEUV光を得ることが可能になる。 According to the present invention, the temperature of the target material supplied to the plasma generation chamber can be stabilized. This makes it possible to obtain stable EUV light.
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら詳しく説明する。なお、同一の構成要素には同一の参照番号を付して、説明を省略する。
図1は、本発明の第1の実施形態に係るターゲット物質供給装置を用いたLPP方式EUV光源装置の構成を示す模式図である。このEUV光源装置は、液滴生成室100と、ピエゾドライバ106と、EUV光を生成するためのプラズマ発生が行われるプラズマ発生室130と、プラズマ発生室130においてターゲット物質の液滴を照射するレーザ光L1を発生するレーザ光源131と、レーザ光源131から出射したレーザ光L1をレーザ光照射点133に導くレンズ132と、制御部135とを含んでいる。液滴生成室100とプラズマ発生室130とは、液滴生成室100に設けられた開口部100aを通じて接続されている。
Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The same constituent elements are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of an LPP EUV light source apparatus using a target material supply apparatus according to the first embodiment of the present invention. This EUV light source apparatus includes a droplet generation chamber 100, a piezo driver 106, a plasma generation chamber 130 in which plasma generation for generating EUV light is performed, and a laser that irradiates a target material droplet in the plasma generation chamber 130. A laser light source 131 that generates light L 1, a lens 132 that guides the laser light L 1 emitted from the laser light source 131 to a laser light irradiation point 133, and a control unit 135 are included. The droplet generation chamber 100 and the plasma generation chamber 130 are connected through an opening 100 a provided in the droplet generation chamber 100.
液滴生成室100には、ピエゾ素子103が設けられたノズル102と、バッファガスを導入するためのバッファガス導入路104と、排気ポンプ105とが設けられている。また、ピエゾ素子103には、ピエゾ素子103に供給される駆動信号を発生するピエゾドライバ106が接続されている。 The droplet generation chamber 100 is provided with a nozzle 102 provided with a piezo element 103, a buffer gas introduction path 104 for introducing a buffer gas, and an exhaust pump 105. In addition, a piezo driver 106 that generates a drive signal supplied to the piezo element 103 is connected to the piezo element 103.
ノズル102の上流側には、外部からターゲット物質導入路107を介してターゲット物質(例えば、Xe等)が供給される液化室108が配置されている。液化室108には、液化室108を冷却するためのロッド109の一方の端部である冷却端109aが接続されている。ロッド109の他方の端部は、冷却装置110(例えば、パルスチューブ冷凍機、液体窒素等)に接続されている。また、ロッド109には、ロッド109の温度を微調整するためのヒータ111が設けられている。さらに、液化室108には、温度センサ112(例えば、熱電対等)が設けられており、冷却装置110、ヒータ111、及び、温度センサ112は、温度制御部113に接続されている。 A liquefaction chamber 108 to which a target material (for example, Xe) is supplied from the outside via a target material introduction path 107 is disposed on the upstream side of the nozzle 102. A cooling end 109 a that is one end of a rod 109 for cooling the liquefaction chamber 108 is connected to the liquefaction chamber 108. The other end of the rod 109 is connected to a cooling device 110 (for example, a pulse tube refrigerator, liquid nitrogen, etc.). The rod 109 is provided with a heater 111 for finely adjusting the temperature of the rod 109. Further, the liquefaction chamber 108 is provided with a temperature sensor 112 (for example, a thermocouple), and the cooling device 110, the heater 111, and the temperature sensor 112 are connected to the temperature control unit 113.
温度制御部113は、温度センサ112を利用して液化室108の温度をモニタリングしながら冷却装置110を駆動させて液化室108を冷却することにより、液化室108内のターゲット物質をEUV光の生成に適した温度に冷却液化する。さらに、温度制御部113は、ヒータ111を適宜駆動させて、ロッド109の温度を微調整することにより、液化室108内のターゲット物質の温度を微調整することができる。 The temperature controller 113 drives the cooling device 110 while monitoring the temperature of the liquefaction chamber 108 using the temperature sensor 112 to cool the liquefaction chamber 108, thereby generating EUV light from the target material in the liquefaction chamber 108. Cool down to a temperature suitable for Furthermore, the temperature control unit 113 can finely adjust the temperature of the target material in the liquefaction chamber 108 by appropriately driving the heater 111 and finely adjusting the temperature of the rod 109.
ノズル102には、ノズル102を冷却するためのロッド114の一方の端部である冷却端114aが接続されている。ロッド114の他方の端部は、冷却装置115(例えば、パルスチューブ冷凍機、液体窒素等)に接続されている。また、ロッド114には、ロッド114の温度を微調整するためのヒータ116が設けられている。さらに、ノズル102には、温度センサ117(例えば、熱電対等)が設けられており、冷却装置115、ヒータ116、及び、温度センサ117は、温度制御部118に接続されている。 The nozzle 102 is connected to a cooling end 114 a that is one end of a rod 114 for cooling the nozzle 102. The other end of the rod 114 is connected to a cooling device 115 (for example, a pulse tube refrigerator, liquid nitrogen, etc.). The rod 114 is provided with a heater 116 for finely adjusting the temperature of the rod 114. Further, the nozzle 102 is provided with a temperature sensor 117 (for example, a thermocouple), and the cooling device 115, the heater 116, and the temperature sensor 117 are connected to the temperature control unit 118.
温度制御部118は、温度センサ117を利用してノズル102の温度をモニタリングしながら冷却装置115を駆動させてノズル102を冷却することにより、ノズル102内のターゲット物質をEUV光の生成に適した温度に冷却する。さらに、温度制御部118は、ヒータ116を適宜駆動させて、ロッド114の温度を微調整することにより、ノズル102内のターゲット物質の温度を微調整することができる。 The temperature control unit 118 uses the temperature sensor 117 to monitor the temperature of the nozzle 102 and drives the cooling device 115 to cool the nozzle 102, thereby making the target material in the nozzle 102 suitable for generating EUV light. Cool to temperature. Furthermore, the temperature control unit 118 can finely adjust the temperature of the target material in the nozzle 102 by appropriately driving the heater 116 and finely adjusting the temperature of the rod 114.
外部から供給されるターゲット物質は、図中の点線で示すように、ターゲット物質導入路107を介して液化室108に導入され、液化室108内において冷却液化される。液化されたターゲット物質は、ノズル102から液滴生成室100内に噴射される。 The target material supplied from the outside is introduced into the liquefaction chamber 108 through the target material introduction path 107 as shown by the dotted line in the figure, and is cooled and liquefied in the liquefaction chamber 108. The liquefied target material is injected into the droplet generation chamber 100 from the nozzle 102.
ピエゾ素子103は、ピエゾドライバ106から供給される駆動信号に基づいて伸縮することにより、ノズル102に所定の周波数fの振動を与える。このように、ノズル102を介して、ノズル102から噴射されるターゲット物質の流れ(ターゲット噴流)を擾乱させることにより、繰り返して滴下するターゲット物質の液滴101を生成することができる。即ち、ターゲット噴流の速度をv、ターゲット噴流に生じた振動の波長をλ(λ=v/f)、ターゲット噴流の直径をdとした場合に、所定の条件(例えば、λ/d=4.51)を満たすときに、均一な大きさの理想的な液滴が形成される。このターゲット噴流に生じさせる擾乱の周波数fは、レイリー周波数と呼ばれている。実際には、λ/d=3〜8程度であれば、ほぼ均一な大きさの液滴が形成される。EUV光源装置において一般的に用いられるノズルから噴射されるターゲット噴流の速度vは20m/s〜30m/s程度であるので、直径が10μm〜100μm程度の液滴を形成する場合に、ノズルに与えるべき周波数は、数10kHz〜数100kHz程度となる。以下において、このようにして1秒間あたりに生成される液滴の数のことを、液滴生成周波数、又は、単に生成周波数という。 The piezo element 103 gives a vibration of a predetermined frequency f to the nozzle 102 by expanding and contracting based on a drive signal supplied from the piezo driver 106. Thus, by disturbing the flow of the target material ejected from the nozzle 102 (target jet flow) via the nozzle 102, the droplet 101 of the target material that is repeatedly dropped can be generated. That is, when the velocity of the target jet is v, the wavelength of vibration generated in the target jet is λ (λ = v / f), and the diameter of the target jet is d, for example, λ / d = 4. When satisfying 51), ideal droplets of uniform size are formed. The disturbance frequency f generated in the target jet is called the Rayleigh frequency. Actually, when λ / d = about 3 to 8, droplets of almost uniform size are formed. Since the velocity v of a target jet ejected from a nozzle generally used in an EUV light source apparatus is about 20 m / s to 30 m / s, it is given to the nozzle when forming a droplet having a diameter of about 10 μm to 100 μm. The power frequency is about several tens of kHz to several hundreds of kHz. Hereinafter, the number of droplets generated per second in this way is referred to as a droplet generation frequency or simply a generation frequency.
バッファガス導入路104は、ヘリウムガス(He)、窒素ガス(N2)等の不活性なガスをバッファガスとして導入するために設けられている。ここで、キセノン(Xe)のように、常温常圧において気体状態である物質を液体ターゲットとして用いる場合には、先に説明したようにターゲット物質が固化するおそれがあるので、それを回避しなくてはならない。そのため、液滴生成室100にバッファガスを導入し、液滴近傍の圧力がターゲット物質の飽和蒸気圧以上となるようにしている。このバッファガスは、開口部100aを通じてプラズマ発生室120にも導入されてしまうので、上記のように、EUV光の吸収が比較的少ない気体を用いることが望ましい。 The buffer gas introduction path 104 is provided for introducing an inert gas such as helium gas (He) or nitrogen gas (N2) as a buffer gas. Here, when a substance that is in a gaseous state at normal temperature and pressure, such as xenon (Xe), is used as a liquid target, the target substance may be solidified as described above. must not. Therefore, a buffer gas is introduced into the droplet generation chamber 100 so that the pressure near the droplet is equal to or higher than the saturated vapor pressure of the target material. Since this buffer gas is also introduced into the plasma generation chamber 120 through the opening 100a, it is desirable to use a gas that absorbs relatively little EUV light as described above.
排気ポンプ105は、液滴生成室100内を所望の真空度に維持すると共に、生成された液滴101の表面から蒸発した蒸発ガスを外部に排出する。 The exhaust pump 105 maintains the inside of the droplet generation chamber 100 at a desired degree of vacuum and discharges the evaporated gas evaporated from the surface of the generated droplet 101 to the outside.
プラズマ発生室130には、排気ポンプ134が設けられている。排気ポンプ134は、開口部100aを通過してプラズマ発生室130に導入された液滴101の表面から蒸発した蒸発ガスや、液滴生成室100から漏れ出したバッファガス等の不要な物質を外部に排出することにより、プラズマ発生室130内を所望の真空度(例えば、1Pa以下)に維持する。 An exhaust pump 134 is provided in the plasma generation chamber 130. The exhaust pump 134 removes unnecessary substances such as evaporative gas evaporated from the surface of the droplet 101 introduced into the plasma generation chamber 130 through the opening 100a and buffer gas leaked from the droplet generation chamber 100 from the outside. As a result, the plasma generation chamber 130 is maintained at a desired degree of vacuum (for example, 1 Pa or less).
レーザ光源131から出射したレーザ光L1は、レンズ132によって集光され、プラズマ発生室130内のレーザ光照射点133を所定の繰り返し動作周波数(例えば、10kHz)で照射する。このようなプラズマ発生室130において、液滴101が、レーザ光照射点133を通過する際にレーザ光L1を照射されると、ターゲット物質がプラズマ化してEUV光が放射される。このようにして生成されたEUV光は、例えば、Mo−Si膜が形成された反射光学系により、露光装置等に導かれる。
制御部135は、ノズル102の径やターゲット物質の噴射速度等に応じてピエゾドライバ106の液滴生成周波数を制御する。
The laser light L1 emitted from the laser light source 131 is collected by the lens 132 and irradiates the laser light irradiation point 133 in the plasma generation chamber 130 at a predetermined repetition operating frequency (for example, 10 kHz). In such a plasma generation chamber 130, when the droplet 101 is irradiated with the laser beam L1 when passing through the laser beam irradiation point 133, the target material is turned into plasma and EUV light is emitted. The EUV light generated in this way is guided to an exposure apparatus or the like by, for example, a reflective optical system on which a Mo—Si film is formed.
The control unit 135 controls the droplet generation frequency of the piezo driver 106 according to the diameter of the nozzle 102, the injection speed of the target material, and the like.
このように、本実施形態によれば、ロッド114、冷却装置115、温度センサ117、及び、温度制御部118を用いることにより、ノズル102を冷却することで、ノズル102内のターゲット物質の温度を制御することができる。これにより、ノズル102から噴出する液滴101の温度を安定させることができ、安定したEUV光を得ることが可能である。また、ヒータ116を更に用いることにより、ノズル102の温度を微調整することが可能であり、ノズル102内のターゲット物質の温度を微調整することが可能である。 As described above, according to the present embodiment, by using the rod 114, the cooling device 115, the temperature sensor 117, and the temperature control unit 118, the temperature of the target material in the nozzle 102 is decreased by cooling the nozzle 102. Can be controlled. Thereby, the temperature of the droplet 101 ejected from the nozzle 102 can be stabilized, and stable EUV light can be obtained. Further, by further using the heater 116, the temperature of the nozzle 102 can be finely adjusted, and the temperature of the target material in the nozzle 102 can be finely adjusted.
なお、本実施形態においては、1組のロッド114、冷却装置115、ヒータ116、温度センサ117、及び、温度制御部118を用いることにより、ノズル102内のターゲット物質の温度を制御することとしているが、2組以上のロッド、冷却装置、ヒータ、温度センサ、及び、温度制御部を用いることにより、ノズル102内のターゲット物質の温度を制御するようにしても良い。そのようにすれば、ノズル102内のターゲット物質の温度をより高精度に制御することが可能である。 In this embodiment, the temperature of the target material in the nozzle 102 is controlled by using a set of rods 114, a cooling device 115, a heater 116, a temperature sensor 117, and a temperature control unit 118. However, the temperature of the target material in the nozzle 102 may be controlled by using two or more sets of rods, a cooling device, a heater, a temperature sensor, and a temperature control unit. By doing so, it is possible to control the temperature of the target material in the nozzle 102 with higher accuracy.
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。
図2は、本発明の第2の実施形態に係るターゲット物質供給装置を用いたLPP方式EUV光源装置の構成を示す模式図である。
Next, a second embodiment of the present invention will be described.
FIG. 2 is a schematic diagram showing a configuration of an LPP EUV light source apparatus using a target material supply apparatus according to the second embodiment of the present invention.
本実施形態においては、先に説明した第1の実施形態におけるロッド109及び114に代えて、2つの冷却端を有するロッド119を含んでいる。ロッド119の第1の冷却端119aは、液化室108に接続され、ロッド119の第2の冷却端119bは、ノズル102に接続されている。また、ロッド119の第3の端部は、冷却装置110に接続されている。そして、ロッド119の冷却端119aの近傍には、ヒータ111が設けられ、ロッド119の冷却端119bの近傍には、ヒータ116が設けられている。 In the present embodiment, a rod 119 having two cooling ends is included instead of the rods 109 and 114 in the first embodiment described above. A first cooling end 119 a of the rod 119 is connected to the liquefaction chamber 108, and a second cooling end 119 b of the rod 119 is connected to the nozzle 102. The third end of the rod 119 is connected to the cooling device 110. A heater 111 is provided in the vicinity of the cooling end 119a of the rod 119, and a heater 116 is provided in the vicinity of the cooling end 119b of the rod 119.
冷却装置110、ヒータ111、116、及び、温度センサ112、117は、温度制御部120に接続されている。
温度制御部120は、温度センサ112、117を利用して液化室108及びノズル102の温度をモニタリングしながら冷却装置110を駆動させて液化室108及びノズル102を冷却することにより、液化室108及びノズル102内のターゲット物質を冷却する。また、温度制御部120は、ヒータ111を適宜駆動させることにより、ロッド109の冷却端119aの温度を微調整することで、液化室108内のターゲット物質の温度を微調整することができる。さらに、温度制御部120は、ヒータ116を適宜駆動させることにより、ロッド109の冷却端119bの温度を冷却端119aの温度とは別に微調整することで、ノズル102内のターゲット物質の温度を微調整することができる。
The cooling device 110, the heaters 111 and 116, and the temperature sensors 112 and 117 are connected to the temperature control unit 120.
The temperature controller 120 drives the cooling device 110 while monitoring the temperatures of the liquefaction chamber 108 and the nozzle 102 using the temperature sensors 112 and 117, thereby cooling the liquefaction chamber 108 and the nozzle 102. The target material in the nozzle 102 is cooled. Further, the temperature control unit 120 can finely adjust the temperature of the target material in the liquefaction chamber 108 by finely adjusting the temperature of the cooling end 119a of the rod 109 by appropriately driving the heater 111. Further, the temperature control unit 120 drives the heater 116 appropriately to finely adjust the temperature of the cooling end 119b of the rod 109 separately from the temperature of the cooling end 119a, thereby finely adjusting the temperature of the target material in the nozzle 102. Can be adjusted.
このように、本実施形態によれば、ロッド119、冷却装置110、温度センサ112、117、及び、温度制御部120を用いることにより、液化室108内のターゲット物質を冷却液化することができるとともに、ノズル102内のターゲット物質の温度を制御することができる。これにより、ノズル102から噴出する液滴101の温度を安定させることができ、安定したEUV光を得ることが可能である。 Thus, according to this embodiment, the target material in the liquefaction chamber 108 can be cooled and liquefied by using the rod 119, the cooling device 110, the temperature sensors 112 and 117, and the temperature control unit 120. The temperature of the target material in the nozzle 102 can be controlled. Thereby, the temperature of the droplet 101 ejected from the nozzle 102 can be stabilized, and stable EUV light can be obtained.
なお、本実施形態においては、2つの冷却端を有するロッド119を用いることとしているが、3つ以上の冷却端を有するロッドを用いるようにしても良い。そのようなロッドを用いる場合に、1つの冷却端を液化室108に接続し、他の冷却端をノズル102に接続するようにしても良い。そのようにすれば、ノズル102内のターゲット物質の温度をより高精度に制御することが可能である。 In this embodiment, the rod 119 having two cooling ends is used, but a rod having three or more cooling ends may be used. When such a rod is used, one cooling end may be connected to the liquefaction chamber 108 and the other cooling end may be connected to the nozzle 102. By doing so, it is possible to control the temperature of the target material in the nozzle 102 with higher accuracy.
次に、本発明の第3の実施形態について説明する。
図3は、本発明の第3の実施形態に係るターゲット物質供給装置を用いたLPP方式EUV光源装置の構成を示す模式図である。
Next, a third embodiment of the present invention will be described.
FIG. 3 is a schematic diagram showing the configuration of an LPP EUV light source apparatus using a target material supply apparatus according to the third embodiment of the present invention.
本実施形態においては、先に説明した第1の実施形態におけるロッド114に代えて、ロッド121を含んでいる。ロッド121の冷却端121aは、液滴生成室100に接続され、ロッド121の他の端部は、冷却装置115に接続されている。ロッド121の冷却端121aの近傍には、ヒータ116が設けられている。 In the present embodiment, a rod 121 is included instead of the rod 114 in the first embodiment described above. The cooling end 121 a of the rod 121 is connected to the droplet generation chamber 100, and the other end of the rod 121 is connected to the cooling device 115. A heater 116 is provided in the vicinity of the cooling end 121 a of the rod 121.
また、先に説明した第1の実施形態においては、温度センサ117がノズル102に設けられていたが、本実施形態においては、温度センサ117は、液滴生成室100に設けられている。 Further, in the first embodiment described above, the temperature sensor 117 is provided in the nozzle 102, but in this embodiment, the temperature sensor 117 is provided in the droplet generation chamber 100.
温度制御部118は、温度センサ117を利用して液滴生成室100の温度をモニタリングしながら冷却装置115を駆動させて、液滴生成室100内のバッファガスを冷却する。このようにバッファガスが冷却されることにより、ノズル102が冷却され、ノズル102内のターゲット物質が冷却される。さらに、温度制御部118は、ヒータ116を適宜駆動させることにより、液滴生成室100内のバッファガスの温度を微調整することができる。このようにバッファガスの温度が微調整されることにより、ノズル102の温度が微調整される。このようにノズル102の温度が微調整されることにより、ノズル102内のターゲット物質の温度が微調整される。 The temperature controller 118 drives the cooling device 115 while monitoring the temperature of the droplet generation chamber 100 using the temperature sensor 117, and cools the buffer gas in the droplet generation chamber 100. By cooling the buffer gas in this way, the nozzle 102 is cooled, and the target material in the nozzle 102 is cooled. Furthermore, the temperature control unit 118 can finely adjust the temperature of the buffer gas in the droplet generation chamber 100 by appropriately driving the heater 116. Thus, the temperature of the nozzle 102 is finely adjusted by finely adjusting the temperature of the buffer gas. By finely adjusting the temperature of the nozzle 102 in this way, the temperature of the target material in the nozzle 102 is finely adjusted.
このように、本実施形態によれば、冷却装置115、温度センサ117、温度制御部118、及び、ロッド121を用いることにより、液滴生成室100内のバッファガスの温度を制御することができる。このようにバッファガスの温度を制御することで、ノズル102を介してノズル102内のターゲット物質の温度を安定させることができ、安定したEUV光を得ることが可能である。 As described above, according to the present embodiment, the temperature of the buffer gas in the droplet generation chamber 100 can be controlled by using the cooling device 115, the temperature sensor 117, the temperature control unit 118, and the rod 121. . By controlling the temperature of the buffer gas in this way, the temperature of the target material in the nozzle 102 can be stabilized via the nozzle 102, and stable EUV light can be obtained.
なお、先に説明した第1の実施形態においては、ロッド114の冷却端114a及び温度センサ117がノズル102に接続されており(図1参照)、ロッド114を通すための開口及び温度センサ117に接続する配線を通すための開口を液滴生成室100に設ける必要があった。
一方、本実施形態においては、ロッド121の冷却端121a及び温度センサ117が液滴生成室100に接続されている。そのため、ロッド121を通すための開口及び温度センサ117に接続する配線を通すための開口を液滴生成室100に設ける必要がなく、液滴生成室100を簡易な構造とすることができる。
In the first embodiment described above, the cooling end 114a of the rod 114 and the temperature sensor 117 are connected to the nozzle 102 (see FIG. 1), and the opening for passing the rod 114 and the temperature sensor 117 are connected. It was necessary to provide the droplet generation chamber 100 with an opening for passing the wiring to be connected.
On the other hand, in the present embodiment, the cooling end 121 a of the rod 121 and the temperature sensor 117 are connected to the droplet generation chamber 100. Therefore, it is not necessary to provide an opening for passing the rod 121 and an opening for passing the wiring connected to the temperature sensor 117 in the droplet generation chamber 100, and the droplet generation chamber 100 can be simplified.
また、本実施形態においては、2つのロッド109、121を用いることとしているが、先に説明した第2の実施形態におけるロッド119のように2つの冷却端を有するロッドを用いるようにしても良い。そのようなロッドを用いる場合に、1つの冷却端を液化室108に接続し、他の冷却端を液滴生成室100に接続するようにすれば良い。 In this embodiment, the two rods 109 and 121 are used. However, a rod having two cooling ends may be used like the rod 119 in the second embodiment described above. . When such a rod is used, one cooling end may be connected to the liquefaction chamber 108 and the other cooling end may be connected to the droplet generation chamber 100.
次に、本発明の第4の実施形態について説明する。
図4は、本発明の第4の実施形態に係るターゲット物質供給装置を用いたLPP方式EUV光源装置の構成を示す模式図である。
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described.
FIG. 4 is a schematic diagram showing a configuration of an LPP EUV light source apparatus using a target material supply apparatus according to the fourth embodiment of the present invention.
先に説明した第3の実施形態においては、温度センサ117が液滴生成室100に設けられている(図3参照)。一方、本実施形態においては、温度センサ117は、ノズル102に設けられている。そのため、温度制御部118は、温度センサ117を利用してノズル102の温度をモニタリングしながら冷却装置115を駆動させて液滴生成室100内のバッファガスを冷却することができる。また、温度制御部118は、ヒータ116を適宜駆動させることにより、ロッド121の温度を微調整し、液滴生成室100内のバッファガスの温度を微調整することができる。これにより、ノズル102を介してノズル102内のターゲット物質の温度を微調整することができる。ノズル102の温度を直接モニタリングすることにより、第3の実施形態に比べてより正確な温度調整が可能である。 In the third embodiment described above, the temperature sensor 117 is provided in the droplet generation chamber 100 (see FIG. 3). On the other hand, in the present embodiment, the temperature sensor 117 is provided in the nozzle 102. Therefore, the temperature control unit 118 can cool the buffer gas in the droplet generation chamber 100 by driving the cooling device 115 while monitoring the temperature of the nozzle 102 using the temperature sensor 117. The temperature control unit 118 can finely adjust the temperature of the rod 121 and finely adjust the temperature of the buffer gas in the droplet generation chamber 100 by appropriately driving the heater 116. Thereby, the temperature of the target material in the nozzle 102 can be finely adjusted via the nozzle 102. By directly monitoring the temperature of the nozzle 102, it is possible to adjust the temperature more accurately than in the third embodiment.
このように、本実施形態によれば、液滴生成室100内のバッファガスの温度を制御することで、ノズル102内のターゲット物質の温度を高精度に安定させることができ、安定したEUV光を得ることが可能である。 As described above, according to this embodiment, the temperature of the target material in the nozzle 102 can be stabilized with high accuracy by controlling the temperature of the buffer gas in the droplet generation chamber 100, and stable EUV light can be obtained. It is possible to obtain
次に、本発明の第5の実施形態について説明する。
図5は、本発明の第5の実施形態に係るターゲット物質供給装置を用いたLPP方式EUV光源装置の構成を示す模式図である。
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described.
FIG. 5 is a schematic diagram showing a configuration of an LPP EUV light source device using a target material supply device according to a fifth embodiment of the present invention.
本実施形態においては、先に説明した第3及び第4の実施形態における冷却装置115、ヒータ116、温度センサ117、温度制御部118、及び、ロッド121に代えて、ロッド122、冷却装置123、ヒータ124、温度センサ125、及び、温度制御部126を含んでいる。 In the present embodiment, instead of the cooling device 115, the heater 116, the temperature sensor 117, the temperature control unit 118, and the rod 121 in the third and fourth embodiments described above, a rod 122, a cooling device 123, A heater 124, a temperature sensor 125, and a temperature control unit 126 are included.
ロッド122の冷却端122aは、バッファガス導入路104に接続され、ロッド122の他の端部は、冷却装置123に接続されている。また、ロッド122の冷却端122aの近傍には、ヒータ124が設けられている。さらに、バッファガス導入路104には、温度センサ125が設けられており、冷却装置123、ヒータ124、及び、温度センサ125は、温度制御部126に接続されている。 The cooling end 122 a of the rod 122 is connected to the buffer gas introduction path 104, and the other end of the rod 122 is connected to the cooling device 123. A heater 124 is provided in the vicinity of the cooling end 122 a of the rod 122. Further, a temperature sensor 125 is provided in the buffer gas introduction path 104, and the cooling device 123, the heater 124, and the temperature sensor 125 are connected to the temperature control unit 126.
温度制御部126は、温度センサ125を利用してバッファガス導入路104の温度をモニタリングしながら冷却装置123を駆動させて、バッファガス導入路104内のバッファガスを冷却することができる。また、温度制御部126は、ヒータ124を適宜駆動させることにより、ロッド122の温度を微調整することで、バッファガス導入路104内のバッファガスの温度を微調整することができる。 The temperature controller 126 can cool the buffer gas in the buffer gas introduction path 104 by driving the cooling device 123 while monitoring the temperature of the buffer gas introduction path 104 using the temperature sensor 125. Further, the temperature control unit 126 can finely adjust the temperature of the buffer gas in the buffer gas introduction path 104 by finely adjusting the temperature of the rod 122 by appropriately driving the heater 124.
このように、本実施形態によれば、ロッド122、冷却装置123、ヒータ124、温度センサ125、及び、温度制御部126を用いることにより、バッファガス導入路104内のバッファガスの温度を制御することで、ノズル102内のターゲット物質の温度を安定させるように制御することができ、安定したEUV光を得ることが可能である。 Thus, according to this embodiment, the temperature of the buffer gas in the buffer gas introduction path 104 is controlled by using the rod 122, the cooling device 123, the heater 124, the temperature sensor 125, and the temperature control unit 126. Thus, the temperature of the target material in the nozzle 102 can be controlled to be stable, and stable EUV light can be obtained.
先に説明した第3及び第4の実施形態においては、ロッド121の冷却端121aが液滴生成室100に接続されている(図3及び図4参照)。一方、本実施形態においては、ロッド122の冷却端122aは、バッファガス導入路104に接続されている。このように、本実施形態においては、バッファガスをバッファガス導入路104において冷却することができるので、ノズルの冷却効率を先に説明した第3及び第4の実施形態よりも向上させることができる。 In the third and fourth embodiments described above, the cooling end 121a of the rod 121 is connected to the droplet generation chamber 100 (see FIGS. 3 and 4). On the other hand, in the present embodiment, the cooling end 122 a of the rod 122 is connected to the buffer gas introduction path 104. Thus, in this embodiment, since the buffer gas can be cooled in the buffer gas introduction path 104, the cooling efficiency of the nozzle can be improved as compared with the third and fourth embodiments described above. .
なお、ここでは、温度センサ125をバッファガス導入路104に設けることとしているが、温度センサ125をノズル102に設けるようにしても良い。
また、本実施形態において、第3及び第4の実施形態における冷却装置115、ヒータ116、温度センサ117、温度制御部118、及び、ロッド121(図3及び図4参照)を更に含むこととしても良い。
Although the temperature sensor 125 is provided in the buffer gas introduction path 104 here, the temperature sensor 125 may be provided in the nozzle 102.
In this embodiment, the cooling device 115, the heater 116, the temperature sensor 117, the temperature control unit 118, and the rod 121 (see FIGS. 3 and 4) in the third and fourth embodiments may be further included. good.
本発明は、露光装置等に用いられるLPP型EUV光源装置のプラズマ発生室にターゲット物質を供給するターゲット物質供給装置において利用可能である。 The present invention can be used in a target material supply device that supplies a target material to a plasma generation chamber of an LPP type EUV light source device used in an exposure apparatus or the like.
100、910…液滴生成室、101、911…液滴、102、912…ノズル、103、913…ピエゾ素子、104、914…バッファガス導入路、105、134、915、934…排気ポンプ、106、916…ピエゾドライバ、107、917…ターゲット物質導入路、108、918…液化室、109、114、119、121、122、919…ロッド、110、115、920…冷却装置、111、116、124、921…ヒータ、112、117、125、922…温度センサ、113、118、120、126、923…温度制御部、130、930…プラズマ発生室、131、931…レーザ光源、132、932…レンズ、133、933…レーザ光照射点、135、935…制御部、901…レーザ発振器、902…集光レンズ、903…ターゲット供給装置、904…ターゲットノズル、905…EUV集光ミラー 100, 910 ... Droplet generation chamber, 101, 911 ... Droplet, 102, 912 ... Nozzle, 103, 913 ... Piezo element, 104, 914 ... Buffer gas introduction path, 105, 134, 915, 934 ... Exhaust pump, 106 , 916 ... Piezo driver, 107, 917 ... Target material introduction path, 108, 918 ... Liquefaction chamber, 109, 114, 119, 121, 122, 919 ... Rod, 110, 115, 920 ... Cooling device, 111, 116, 124 , 921 ... Heater, 112, 117, 125, 922 ... Temperature sensor, 113, 118, 120, 126, 923 ... Temperature controller, 130, 930 ... Plasma generation chamber, 131, 931 ... Laser light source, 132, 932 ... Lens 133, 933... Laser beam irradiation point, 135, 935... Controller, 901. 2 ... condenser lens, 903 ... target supply unit, 904 ... target nozzle, 905 ... EUV collector mirror
上記課題を解決するため、本発明の1つの観点に係るターゲット物質供給装置は、レーザ生成プラズマ方式の極端紫外光源装置のプラズマ発生室にターゲット物質を供給するターゲット物質供給装置であって、外部から供給されるターゲット物質を液化するための液化室と、液化室内のターゲット物質の温度を制御する第1の温度制御装置と、液化室において液化されたターゲット物質を噴出するための開口を有するノズルと、ノズル内のターゲット物質の温度を制御する第2の温度制御装置とを具備する。
In order to solve the above-described problem, a target material supply device according to one aspect of the present invention is a target material supply device that supplies a target material to a plasma generation chamber of an extreme ultraviolet light source device of a laser-generated plasma method. A liquefaction chamber for liquefying the supplied target material; a first temperature control device for controlling the temperature of the target material in the liquefaction chamber; and a nozzle having an opening for ejecting the liquefied target material in the liquefaction chamber; And a second temperature control device for controlling the temperature of the target material in the nozzle .
Claims (7)
外部から供給されるターゲット物質を冷却して液化するための液化室と、
前記液化室において液化されたターゲット物質を噴出するためのノズルと、
前記液化室内においてターゲット物質の温度を制御するとともに、前記ノズル内においてターゲット物質の温度を制御するための温度制御手段と、
を具備するターゲット物質供給装置。 A target material supply device for supplying a target material to a plasma generation chamber of a laser-generated plasma type extreme ultraviolet light source device,
A liquefaction chamber for cooling and liquefying the target material supplied from outside;
A nozzle for ejecting the target material liquefied in the liquefaction chamber;
A temperature control means for controlling the temperature of the target material in the liquefaction chamber, and for controlling the temperature of the target material in the nozzle;
A target material supply apparatus comprising:
前記第1の温度制御装置が、
その一端が前記液化室に接続された第1の熱伝導部材と、
前記第1の熱伝導部材の他端に接続され、前記第1の熱伝導部材を冷却するための第1の冷却装置と、
前記液化室に設けられた第1の温度センサと、
前記第1の温度センサを用いて前記液化室の温度をモニタリングしながら前記第1の冷却装置を駆動させることにより、前記液化室内のターゲット物質の温度を制御するための第1の制御部と、
を有し、
前記第2の温度制御装置が、
その一端が前記ノズルに接続された第2の熱伝導部材と、
前記第2の熱伝導部材の他端に接続され、前記第2の熱伝導部材を冷却するための第2の冷却装置と、
前記ノズルに設けられた第2の温度センサと、
前記第2の温度センサを用いて前記ノズルの温度をモニタリングしながら前記第2の冷却装置を駆動させることにより、前記ノズル内のターゲット物質の温度を制御するための第2の制御部と、
を有する、請求項1記載のターゲット物質供給装置。 The temperature control means includes first and second temperature control devices;
The first temperature control device comprises:
A first heat conducting member having one end connected to the liquefaction chamber;
A first cooling device connected to the other end of the first heat conducting member for cooling the first heat conducting member;
A first temperature sensor provided in the liquefaction chamber;
A first control unit for controlling the temperature of the target material in the liquefaction chamber by driving the first cooling device while monitoring the temperature of the liquefaction chamber using the first temperature sensor;
Have
The second temperature control device comprises:
A second heat conducting member having one end connected to the nozzle;
A second cooling device connected to the other end of the second heat conducting member for cooling the second heat conducting member;
A second temperature sensor provided in the nozzle;
A second control unit for controlling the temperature of the target material in the nozzle by driving the second cooling device while monitoring the temperature of the nozzle using the second temperature sensor;
The target material supply apparatus according to claim 1, comprising:
その第1の端部が前記液化室に接続され、その第2の端部が前記ノズルに接続された熱伝導部材と、
前記熱伝導部材の第3の端部に接続され、前記熱伝導部材を冷却するための冷却装置と、
前記液化室に設けられた第1の温度センサと、
前記ノズルに設けられた第2の温度センサと、
前記第1及び第2の温度センサを用いて前記液化室及び前記ノズルの温度をモニタリングしながら前記冷却装置を駆動させることにより、前記液化室及び前記ノズル内のターゲット物質の温度を制御するための制御部と、
を有する、請求項1記載のターゲット物質供給装置。 The temperature control means is
A heat conducting member having a first end connected to the liquefaction chamber and a second end connected to the nozzle;
A cooling device connected to the third end of the heat conducting member for cooling the heat conducting member;
A first temperature sensor provided in the liquefaction chamber;
A second temperature sensor provided in the nozzle;
For controlling the temperature of the target material in the liquefaction chamber and the nozzle by driving the cooling device while monitoring the temperature of the liquefaction chamber and the nozzle using the first and second temperature sensors. A control unit;
The target material supply apparatus according to claim 1, comprising:
前記制御部が、前記第1の温度微調整装置を駆動させることにより、前記液化室内のターゲット物質の温度を微調整するとともに、前記第2の温度微調整装置を駆動させることにより、前記ノズル内のターゲット物質の温度を微調整する、請求項3記載のターゲット物質供給装置。 The temperature control means further comprises first and second temperature fine adjustment devices for finely adjusting the temperatures of the first and second ends of the heat conducting member, respectively;
The controller finely adjusts the temperature of the target material in the liquefaction chamber by driving the first temperature fine adjustment device, and drives the second temperature fine adjustment device to drive the inside of the nozzle. The target material supply device according to claim 3, wherein the target material temperature is finely adjusted.
前記温度制御手段が、第1及び第2の温度制御装置を含み、
前記第1の温度制御装置が、
その一端が前記液化室に接続された第1の熱伝導部材と、
前記第1の熱伝導部材の他端に接続され、前記第1の熱伝導部材を冷却するための第1の冷却装置と、
前記液化室に設けられた第1の温度センサと、
前記第1の温度センサを用いて前記液化室の温度をモニタリングしながら前記第1の冷却装置を駆動させることにより、前記液化室内のターゲット物質の温度を制御するための第1の制御部と、
を有し、
前記第2の温度制御装置が、
その一端が前記バッファガス室に接続された第2の熱伝導部材と、
前記第2の熱伝導部材の他端に接続され、前記第2の熱伝導部材を冷却するための第2の冷却装置と、
前記ノズル又は前記バッファガス室に設けられた第2の温度センサと、
前記第2の温度センサを用いて前記ノズル又は前記バッファガス室の温度をモニタリングしながら前記第2の冷却装置を駆動させることにより、前記ノズル内のターゲット物質の温度を制御するための第2の制御部と、
を有する、請求項1記載のターゲット物質供給装置。 A buffer gas for preventing the target material ejected from the nozzle from being solidified is filled, and has an opening through which the target material ejected from the nozzle can pass, and is connected to the plasma generation chamber through the opening. Further comprising a buffer gas chamber,
The temperature control means includes first and second temperature control devices;
The first temperature control device comprises:
A first heat conducting member having one end connected to the liquefaction chamber;
A first cooling device connected to the other end of the first heat conducting member for cooling the first heat conducting member;
A first temperature sensor provided in the liquefaction chamber;
A first control unit for controlling the temperature of the target material in the liquefaction chamber by driving the first cooling device while monitoring the temperature of the liquefaction chamber using the first temperature sensor;
Have
The second temperature control device comprises:
A second heat conducting member having one end connected to the buffer gas chamber;
A second cooling device connected to the other end of the second heat conducting member for cooling the second heat conducting member;
A second temperature sensor provided in the nozzle or the buffer gas chamber;
A second temperature controller for controlling the temperature of the target material in the nozzle by driving the second cooling device while monitoring the temperature of the nozzle or the buffer gas chamber using the second temperature sensor. A control unit;
The target material supply apparatus according to claim 1, comprising:
前記温度制御手段が、第1及び第2の温度制御装置を含み、
前記第1の温度制御装置が、
その一端が前記液化室に接続された第1の熱伝導部材と、
前記第1の熱伝導部材の他端に接続され、前記第1の熱伝導部材を冷却するための第1の冷却装置と、
前記液化室に設けられた第1の温度センサと、
前記第1の温度センサを用いて前記液化室の温度をモニタリングしながら前記第1の冷却装置を駆動させることにより、前記液化室内のターゲット物質の温度を制御するための第1の制御部と、
を有し、
前記第2の温度制御装置が、
その一端が前記バッファガス室にバッファガスを導入するためのバッファガス導入路に接続された第2の熱伝導部材と、
前記第2の熱伝導部材の他端に接続され、前記第2の熱伝導部材を冷却するための第2の冷却装置と、
前記ノズル又は前記バッファガス導入路に設けられた第2の温度センサと、
前記第2の温度センサを用いて前記ノズル又は前記バッファガス導入路の温度をモニタリングしながら前記第2の冷却装置を駆動させることにより、前記ノズル内のターゲット物質の温度を制御するための第2の制御部と、
を有する、請求項1記載のターゲット物質供給装置。 The target material ejected from the nozzle is filled with a buffer gas for preventing freezing, and has an opening through which the target material ejected from the nozzle can pass, and is connected to the plasma generation chamber through the opening. Further comprising a buffer gas chamber,
The temperature control means includes first and second temperature control devices;
The first temperature control device comprises:
A first heat conducting member having one end connected to the liquefaction chamber;
A first cooling device connected to the other end of the first heat conducting member for cooling the first heat conducting member;
A first temperature sensor provided in the liquefaction chamber;
A first control unit for controlling the temperature of the target material in the liquefaction chamber by driving the first cooling device while monitoring the temperature of the liquefaction chamber using the first temperature sensor;
Have
The second temperature control device comprises:
A second heat conducting member having one end connected to a buffer gas introduction path for introducing buffer gas into the buffer gas chamber;
A second cooling device connected to the other end of the second heat conducting member for cooling the second heat conducting member;
A second temperature sensor provided in the nozzle or the buffer gas introduction path;
A second for controlling the temperature of the target material in the nozzle by driving the second cooling device while monitoring the temperature of the nozzle or the buffer gas introduction path using the second temperature sensor. A control unit of
The target material supply apparatus according to claim 1, comprising:
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