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JP6426602B2 - 極端紫外光生成装置及び極端紫外光の生成方法 - Google Patents
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JP6426602B2 - 極端紫外光生成装置及び極端紫外光の生成方法 - Google Patents

極端紫外光生成装置及び極端紫外光の生成方法 Download PDF

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Description

本開示は、極端紫外(EUV)光を生成するための装置に関する。
近年、半導体プロセスの微細化に伴って、半導体プロセスの光リソグラフィにおける転写パターンの微細化が急速に進展している。次世代においては、70nm〜45nmの微細加工、さらには32nm以下の微細加工が要求されるようになる。このため、例えば32nm以下の微細加工の要求に応えるべく、波長13nm程度の極端紫外(EUV)光を生成する極端紫外(EUV)光生成装置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。
EUV光生成装置としては、ターゲット物質にレーザ光を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:レーザ励起プラズマ)方式の装置と、放電によって生成されるプラズマを用いたDPP(Discharge Produced Plasma)方式の装置と、軌道放射光を用いたSR(Synchrotron Radiation)方式の装置との3種類の装置が提案されている。
特開2010−166041号公報 米国特許出願公開第2012/292527号 米国特許出願公開第2010/258747号
概要
本開示の1つの観点に係る極端紫外光生成装置は、チャンバ内でレーザ光が照射されると極端紫外光を生成するターゲットをドロップレットとして前記チャンバ内に出力するターゲット供給部と、前記チャンバ内に出力された前記ドロップレットの状態に関するパラメータを計測するドロップレット計測器と、前記ターゲットが収容された前記ターゲット供給部内の圧力を調節する圧力調節器と、前記ドロップレット計測器で計測された前記パラメータに基づいて前記圧力調節器を制御するターゲット生成制御部と、を備えてもよい。
本開示の1つの観点に係る極端紫外光生成装置は、レーザ光を導入してターゲットに照射することで極端紫外光を生成する極端紫外光生成装置であって、前記レーザ光が導入されるチャンバと、圧力を加えることで、前記チャンバ内に前記ターゲットをドロップレットとして出力するターゲット供給部と、前記ドロップレットの状態に関するパラメータを計測するドロップレット計測器と、前記ターゲット供給部に接続され、前記圧力を調節する圧力調節器と、前記ドロップレット計測器と前記圧力調節器とに接続され、前記パラメータに基づいて前記圧力を制御するターゲット生成制御部と、を備えてもよい。
本開示の1つの観点に係る極端紫外光生成装置は、チャンバ内でレーザ光が照射されると極端紫外光を生成するターゲットをドロップレットとして前記チャンバ内に出力するターゲット供給部と、前記チャンバ内に出力された前記ドロップレットの状態に関するパラメータを計測するドロップレット計測器と、を備え、計測された前記パラメータに基づいて、前記ドロップレットに対する前記レーザ光の照射を制御してもよい。
本開示のいくつかの実施形態を、単なる例として、添付の図面を参照して以下に説明する。
図1は、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。 図2は、ターゲット生成装置を含むEUV光生成装置の構成を示す。 図3は、圧力調節器を含むターゲット生成装置の構成を示す。 図4は、ターゲット生成制御部が行うターゲット供給に係る処理を示すフローチャートである。 図5は、第1実施形態のEUV光生成装置が備えるターゲット生成システムの構成を示す。 図6は、図5に示されたターゲット生成制御部が行うターゲット生成制御処理を示すフローチャートである。 図7は、図5に示されたドロップレット計測制御部が行うドロップレット計測処理を示すフローチャートである。 図8Aは、図7に示されたドロップレットのパラメータを計算する処理として、ドロップレットの直径を計算する処理を示すフローチャートである。 図8Bは、図5に示された撮像部で撮像されたドロップレットの画像を模式的に示す。 図9Aは、図7に示されたドロップレットのパラメータを計算する処理として、ドロップレットの間隔を計算する処理を示すフローチャートである。 図9Bは、図5に示された撮像部で撮像されたドロップレットの画像を模式的に示す。 図10は、第2実施形態のEUV光生成装置が備えるターゲット生成システムのドロップレット計測制御部が行うドロップレット計測処理を示すフローチャートである。 図11Aは、図10に示されたドロップレットのパラメータを計算する処理として、ドロップレットの位置を計算する処理を示すフローチャートである。 図11Bは、第2実施形態のEUV光生成装置が備えるターゲット生成システムの撮像部で撮像されたドロップレットの画像を模式的に示す。 図12は、第3実施形態のEUV光生成装置が備えるターゲット生成システムのドロップレット計測制御部が行うドロップレット計測処理を示すフローチャートである。 図13Aは、図12に示されたドロップレットのパラメータを計算する処理として、ドロップレットの進行速度を計算する処理を示すフローチャートである。 図13Bは、第3実施形態のEUV光生成装置が備えるターゲット生成システムの撮像部で撮像されたドロップレットの画像を模式的に示す。 図14Aは、図12に示されたドロップレットのパラメータを計算する処理として、ドロップレットの流量を計算する処理を示すフローチャートである。 図14Bは、第3実施形態のEUV光生成装置が備えるターゲット生成システムの撮像部で撮像されたドロップレットの画像を模式的に示す。 図15は、ドロップレット形成機構の変形例に係るEUV光生成装置が備えるターゲット生成システムの構成を示す。 図16は、図15に示されたターゲット生成制御部が行うターゲット生成制御部処理を示すフローチャートである。 図17は、第4実施形態のEUV光生成装置が備えるターゲット生成システムの構成を示す。 図18は、図17に示されたドロップレット計測制御部が行うドロップレット計測処理を示すフローチャートである。 図19は、図18に示されたドロップレットの進行速度を計算する処理の詳細を示すフローチャートである。 図20は、各制御部のハードウェア環境を示すブロック図である。
実施形態
〜内容〜
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.ターゲット生成装置を含むEUV光生成装置
4.1 構成
4.2 動作
4.3 課題
5.第1実施形態のEUV光生成装置が備えるターゲット生成システム
5.1 構成
5.2 動作
5.3 作用
6.第2実施形態のEUV光生成装置が備えるターゲット生成システム
6.1 構成
6.2 動作
6.3 作用
7.第3実施形態のEUV光生成装置が備えるターゲット生成システム
7.1 構成
7.2 動作
7.3 作用
8.ドロップレット形成機構の変形例に係るEUV光生成装置が備えるターゲット生成システム
9.第4実施形態のEUV光生成装置が備えるターゲット生成システム
9.1 構成
9.2 動作
9.3 作用
10.その他
10.1 各制御部のハードウェア環境
10.2 その他の変形例
以下、本開示の実施形態について、図面を参照しながら詳しく説明する。以下に説明される実施形態は、本開示のいくつかの例を示すものであって、本開示の内容を限定するものではない。また、各実施形態で説明される構成及び動作の全てが本開示の構成及び動作として必須であるとは限らない。なお、同一の構成要素には同一の参照符号を付して、重複する説明を省略する。
[1.概要]
本開示は、以下の実施形態を少なくとも開示し得る。
本開示におけるEUV光生成装置1は、チャンバ2内でレーザ光が照射されるとEUV光を生成するターゲット27をドロップレット271としてチャンバ2内に出力するターゲット供給部26と、チャンバ2内に出力されたドロップレット271の状態に関するパラメータを計測するドロップレット計測器41と、ターゲット27が収容されたターゲット供給部26内の圧力を調節する圧力調節器721と、ドロップレット計測器41で計測されたパラメータに基づいて圧力調節器721を制御するターゲット生成制御部74と、を備えてもよい。
よって、本開示におけるEUV光生成装置1は、チャンバ2内に実際に出力されたドロップレット271の状態を安定化させ得る。
[2.用語の説明]
「ターゲット」は、チャンバに導入されたレーザ光の被照射物である。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。
「ドロップレットの状態に関するパラメータ」は、ターゲット供給部からチャンバ内へ出力されたドロップレットの力学的状態を示す物理量である。特に、チャンバ内を進行するドロップレットの大きさ、位置、速度、流量、隣接する2つのドロップレットの間隔等である。
[3.EUV光生成システムの全体説明]
[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。
チャンバ2の壁には、少なくとも1つの貫通孔が設けられていてもよい。その貫通孔には、ウインドウ21が設けられてもよく、ウインドウ21をレーザ装置3から出力されるパルスレーザ光32が透過してもよい。チャンバ2の内部には、例えば、回転楕円面形状の反射面を有するEUV集光ミラー23が配置されてもよい。EUV集光ミラー23は、第1及び第2の焦点を有し得る。EUV集光ミラー23の表面には、例えば、モリブデンと、シリコンとが交互に積層された多層反射膜が形成されていてもよい。EUV集光ミラー23は、例えば、その第1の焦点がプラズマ生成領域25に位置し、その第2の焦点が中間集光点(IF)292に位置するように配置されるのが好ましい。EUV集光ミラー23の中央部には貫通孔24が設けられていてもよく、貫通孔24をパルスレーザ光33が通過してもよい。
EUV光生成装置1は、EUV光生成制御部5、ターゲットセンサ4等を含んでもよい。ターゲットセンサ4は、撮像機能を有してもよく、ターゲット27の存在、軌跡、位置、速度等を検出するよう構成されてもよい。
また、EUV光生成装置1は、チャンバ2の内部と露光装置6の内部とを連通させる接続部29を含んでもよい。接続部29内部には、アパーチャ293が形成された壁291が設けられてもよい。壁291は、そのアパーチャ293がEUV集光ミラー23の第2の焦点位置に位置するように配置されてもよい。
さらに、EUV光生成装置1は、レーザ光進行方向制御部34、レーザ光集光ミラー22、ターゲット27を回収するためのターゲット回収部28等を含んでもよい。レーザ光進行方向制御部34は、レーザ光の進行方向を規定するための光学素子と、この光学素子の位置、姿勢等を調整するためのアクチュエータとを備えてもよい。
[3.2 動作]
図1を参照すると、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。
ターゲット供給部26は、ターゲット27をチャンバ2内部のプラズマ生成領域25に向けて出力するよう構成されてもよい。ターゲット27には、パルスレーザ光33に含まれる少なくとも1つのパルスが照射されてもよい。パルスレーザ光が照射されたターゲット27はプラズマ化し、そのプラズマからEUV光251が、他の波長の光の放射に伴って放射され得る。EUV光251は、EUV集光ミラー23によって選択的に反射されてもよい。EUV集光ミラー23によって反射されたEUV光252は、中間集光点292で集光され、露光装置6に出力されてもよい。なお、1つのターゲット27に、パルスレーザ光33に含まれる複数のパルスが照射されてもよい。
EUV光生成制御部5は、EUV光生成システム11全体の制御を統括するよう構成されてもよい。EUV光生成制御部5は、ターゲットセンサ4によって撮像されたターゲット27のイメージデータ等を処理するよう構成されてもよい。また、EUV光生成制御部5は、例えば、ターゲット27が出力されるタイミング制御及びターゲット27の出力方向等の制御の内の少なくとも1つを行ってもよい。更に、EUV光生成制御部5は、例えば、レーザ装置3の発振タイミングの制御、パルスレーザ光32の進行方向の制御、パルスレーザ光33の集光位置の制御の内の少なくとも1つを行ってもよい。上述の様々な制御は単なる例示に過ぎず、必要に応じて他の制御が追加されてもよい。
[4.ターゲット生成装置を含むEUV光生成装置]
[4.1 構成]
図2を用いて、ターゲット生成装置7を含むEUV光生成装置1の構成について説明する。図3を用いて、圧力調節器721を含むターゲット生成装置7の構成について説明する。
図2では、EUV光252がEUV光生成装置1のチャンバ2から露光装置6へ導出される方向を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。
EUV光生成装置1のチャンバ2は、例えば、中空の球形状又は筒形状に形成されてもよい。筒形状のチャンバ2の中心軸方向は、EUV光252を露光装置6へ導出する方向であってもよい。筒形状のチャンバ2の側面部には、チャンバ2外からチャンバ2内へターゲット27を供給するためのターゲット供給孔2aが設けられてもよい。チャンバ2が中空の球形状であれば、ターゲット供給孔2aは、チャンバ2の壁面部であってウインドウ21及び接続部29の設置されていない位置に設けられてもよい。
チャンバ2の内部には、レーザ光集光光学系22aと、EUV集光光学系23aと、ターゲット回収部28と、プレート225及びプレート235とを備えてもよい。
プレート235は、チャンバ2の内側面に固定されてもよい。プレート235の中央には、その厚さ方向にパルスレーザ光33が通過可能な孔235aが設けられてもよい。孔235aの開口方向は、図1における貫通孔24及びプラズマ生成領域25を通る軸と同一方向であってもよい。
プレート235の一方の面には、EUV集光光学系23aが設けられてもよい。
プレート235の他方の面には、図示しない3軸ステージを介してプレート225が設けられてもよい。
プレート235の一方の面に設けられたEUV集光光学系23aは、EUV集光ミラー23とホルダ231とを含んでもよい。
ホルダ231は、EUV集光ミラー23を保持してもよい。EUV集光ミラー23を保持するホルダ231は、プレート235に固定されてもよい。
プレート235の他方の面に設けられたプレート225は、3軸ステージによって位置及び姿勢を変更可能であってもよい。
プレート225には、レーザ光集光光学系22aが設けられてもよい。
レーザ光集光光学系22aは、レーザ光集光ミラー22と、ホルダ223及びホルダ224とを含んでもよい。
レーザ光集光ミラー22は、軸外放物面ミラー221及び平面ミラー222を含んでもよい。
ホルダ223は、軸外放物面ミラー221を保持してもよい。軸外放物面ミラー221を保持するホルダ223は、プレート225に固定されてもよい。
ホルダ224は、平面ミラー222を保持してもよい。平面ミラー222を保持するホルダ224は、プレート225に固定されてもよい。
軸外放物面ミラー221は、チャンバ2の底面部に設けられたウインドウ21及び平面ミラー222とそれぞれ対向して配置されてもよい。
平面ミラー222は、孔235a及び軸外放物面ミラー221とそれぞれ対向して配置されてもよい。
軸外放物面ミラー221及び平面ミラー222の位置及び姿勢は、プレート225の位置及び姿勢が変更されることに伴って調整され得る。当該調整は、軸外放物面ミラー221及び平面ミラー222に入射したパルスレーザ光32の反射光であるパルスレーザ光33が、プラズマ生成領域25で集光するように実行され得る。
ターゲット回収部28は、チャンバ2内に出力されたドロップレット271が進行する方向の延長線上に配置されてもよい。
また、チャンバ2の外部には、レーザ光進行方向制御部34と、EUV光生成制御部5と、ターゲット生成装置7とを備えてもよい。
レーザ光進行方向制御部34は、チャンバ2の底面部に設けられたウインドウ21とレーザ装置3との間に設けられていてもよい。
レーザ光進行方向制御部34は、高反射ミラー341及び高反射ミラー342と、ホルダ343及びホルダ344とを含んでもよい。
ホルダ343は、高反射ミラー341を保持してもよい。ホルダ344は、高反射ミラー342を保持してもよい。
ホルダ343及びホルダ344は、図示しないアクチュエータによって位置及び姿勢を変更可能であってもよい。
高反射ミラー341は、パルスレーザ光31が出射されるレーザ装置3の出射口及び高反射ミラー342とそれぞれ対向して配置されてもよい。
高反射ミラー342は、チャンバ2のウインドウ21及び高反射ミラー341とそれぞれ対向して配置されてもよい。
高反射ミラー341及び高反射ミラー342の位置及び姿勢は、ホルダ343及びホルダ344の位置及び姿勢が変更されることに伴って調整され得る。当該調整は、高反射ミラー341及び高反射ミラー342に入射したパルスレーザ光31の反射光であるパルスレーザ光32が、チャンバ2の底面部に設けられたウインドウ21を透過するように実行され得る。
EUV光生成制御部5は、レーザ装置3との間で制御信号の送受を行い、レーザ装置3の動作を制御してもよい。
EUV光生成制御部5は、レーザ光進行方向制御部34及びレーザ光集光光学系22aのそれぞれのアクチュエータとの間で各々制御信号の送受を行ってもよい。それにより、EUV光生成制御部5は、パルスレーザ光31〜33の進行方向及び集光位置を調整してもよい。
EUV光生成制御部5は、ターゲット生成装置7の後述するターゲット生成制御部74との間で制御信号の送受を行い、ターゲット生成装置7の動作を制御してもよい。
なお、EUV光生成制御部5のハードウェア構成については、図20を用いて後述する。
ターゲット生成装置7は、チャンバ2の側面側に設けられていてもよい。
ターゲット生成装置7は、ターゲット供給部26と、温度調節機構71と、圧力調節機構72と、ドロップレット形成機構73と、ターゲット生成制御部74とを備えてもよい。
ターゲット供給部26は、タンク261と、ノズル262と、フィルタ263とを含んでもよい。
タンク261は、中空の筒形状に形成されてもよい。中空のタンク261の内部には、ターゲット27が収容されてもよい。
ターゲット27を収容するタンク261の少なくとも内部は、ターゲット27と反応し難い材料で構成されてもよい。ターゲット27と反応し難い材料は、例えば、SiC、SiO、Al、モリブデン、タングステン、タンタルのいずれかであってもよい。
ノズル262は、筒形状のタンク261の底面部に設けられていてもよい。ノズル262は、チャンバ2のターゲット供給孔2aを通してチャンバ2の内部に配置されてもよい。ターゲット供給孔2aは、ターゲット供給部26が設置されることで塞がれ得る。それにより、チャンバ2の内部は大気と隔絶され得る。
ノズル262の内部は、ターゲット27と反応し難い材料で構成されてもよい。
パイプ状のノズル262の一端は、中空のタンク261に固定されてもよい。パイプ状のノズル262の他端には、図3に示すように、ノズル孔262aが設けられていてもよい。ノズル262の一端側にあるタンク261がチャンバ2の外部に位置し、ノズル262の他端側にあるノズル孔262aがチャンバ2の内部に位置してもよい。ノズル262の中心軸方向の延長線上には、チャンバ2の内部にあるプラズマ生成領域25が位置してもよい。タンク261、ノズル262、及びチャンバ2は、その内部が互いに連通してもよい。
ノズル孔262aは、溶融したターゲット27をチャンバ2内へジェット状に噴出するような形状で形成されてもよい。
フィルタ263は、図3に示すように、ノズル262のタンク261側にある端部に着脱自在に設けられてもよい。タンク261とノズル262とは、その内部がフィルタ263を介して互いに連通し得る。
フィルタ263は、ターゲット27と反応し難い材料で多孔質構造に形成されてもよい。多孔質構造のフィルタ263は、その厚さ方向に貫通する多数の貫通孔を含んでもよい。フィルタ263の貫通孔は、溶融したターゲット27が通過可能で、且つ、ターゲット27に混入した不純物が通過不能な大きさに形成されてもよい。
ターゲット27に混入した不純物は、例えば、タンク261やノズル262に残留した大気中の酸素によって酸化されたターゲット27の酸化物や塵等であり得る。ターゲット27の不純物は、ノズル262のノズル孔262aを詰まらせ得る。
フィルタ263は、タンク261内の溶融したターゲット27をノズル262へ通過させると共に、ターゲット27に混入した不純物を捕獲し得る。
温度調節機構71は、タンク261の温度を調節してもよい。
温度調節機構71は、図3に示すように、ヒータ711と、ヒータ電源712と、温度センサ713と、温度制御部714とを含んでもよい。
ヒータ711は、筒形状のタンク261の外側側面部に固定されてもよい。タンク261に固定されたヒータ711は、タンク261を加熱してもよい。タンク261を加熱するヒータ711は、ヒータ電源712と接続されてもよい。
ヒータ電源712は、ヒータ711に電力を供給してもよい。ヒータ711に電力を供給するヒータ電源712は、温度制御部714と接続されてもよい。ヒータ電源712は、ヒータ711への電力供給を温度制御部714によって制御されてもよい。
温度センサ713は、筒形状のタンク261の外側側面部であって、ノズル262付近に固定されてもよい。タンク261に固定された温度センサ713は、温度制御部714と接続されてもよい。温度センサ713は、タンク261の温度を検出し、検出信号を温度制御部714に出力してもよい。
温度制御部714は、温度センサ713から出力された検出信号に基づいて、ヒータ電源712からヒータ711へ供給する電力を調節してもよい。温度制御部714は、ヒータ711への供給電力を調節することによって、タンク261の加熱状態を制御し得る。
温度制御部714は、ターゲット生成制御部74に接続されてもよい。
なお、温度制御部714のハードウェア構成については、図20を用いて後述する。
上記構成によって温度調節機構71は、ターゲット生成制御部74の制御信号に基づいてタンク261の温度を調節し得る。
圧力調節機構72は、タンク261内へ導入するガス圧を加減することで、タンク261内の圧力を調節してもよい。
圧力調節機構72は、図3に示すように、圧力調節器721と、配管722〜724と、ガスボンベ725と、排気口726とを含んでもよい。
配管722は、筒形状のタンク261の底面部であってノズル262の反対側と、圧力調節器721とを連結してもよい。
配管723は、圧力調節器721と、ガスボンベ725とを連結してもよい。
配管722及び723は、圧力調節器721の内部までそれぞれ延びて、合流点Cで配管724とそれぞれ接続されてもよい。
配管724は、圧力調節器721内の合流点Cから圧力調節器721の外部に延びていてもよい。圧力調節器721の外部に延びた配管724の先端には、排気口726が設けられてもよい。
配管722〜724は、タンク261を含むターゲット供給部26と、ガスボンベ725と、排気口726と、後述の圧力センサ727と、をそれぞれ連通させ得る。
配管722〜724は、図示しない断熱材等で覆われてもよい。配管722〜724には、図示しないヒータが設置されてもよい。配管722〜724内の温度は、ターゲット供給部26のタンク261内の温度と同じ温度に保たれてもよい。
ガスボンベ725は、ヘリウム、アルゴン等の不活性ガスが充填されていてもよい。
ガスボンベ725は、圧力調節器721を介して、タンク261内に不活性ガスを給気してもよい。
排気口726は、圧力調節器721を介して、配管722〜724内及びタンク261内のガスを排気してもよい。
排気口726には、図示しない排気ポンプが連結されてもよい。このとき、排気ポンプは、圧力調節器721に含まれる後述の圧力制御部728と接続されてもよい。排気ポンプは、圧力制御部728からの作動信号又は作動停止信号に基づいて、その排気動作が制御されてもよい。
圧力調節器721は、タンク261内に給気する不活性ガスのガス圧を加減することで、タンク261内の圧力を調節してもよい。
圧力調節器721は、その内部に延びた配管722〜724の一部の他に、圧力センサ727と、圧力制御部728と、バルブV1及びV2とを含んでもよい。
圧力センサ727は、配管722を介して連結するタンク261内の圧力を検出してもよい。
圧力センサ727は、圧力調節器721内の合流点Cとタンク261との間の配管722に設けられてもよい。
圧力センサ727は、圧力制御部728に接続されてもよい。圧力センサ727は、検出した圧力の検出信号を圧力制御部728に出力してもよい。
バルブV1は、圧力調節器721内の合流点Cとガスボンベ725との間の配管723に設けられてもよい。
バルブV2は、圧力調節器721内の合流点Cと排気口726との間の配管724に設けられてもよい。
バルブV1及びV2は、ソレノイドバルブであってもよい。バルブV1及びV2は、それぞれ圧力制御部728と接続されてもよい。
圧力制御部728は、バルブV1及びV2にバルブ開信号又はバルブ閉信号をそれぞれ出力して、バルブV1及びV2の開閉動作をそれぞれ制御してもよい。
圧力制御部728は、ターゲット生成制御部74と接続されてもよい。圧力制御部728は、ターゲット生成制御部74から出力された制御信号を入力してもよい。
ターゲット生成制御部74から出力される制御信号は、タンク261内の圧力が所望の圧力値となるよう圧力調節器721の動作を制御するための制御信号であってもよい。当該制御信号には、タンク261内の圧力を所望の圧力値とするよう圧力調節器721に設定する圧力設定値が含まれてもよい。圧力制御部728は、当該制御信号が入力されると、ターゲット生成制御部74から出力された圧力設定値が設定され得る。
圧力制御部728は、圧力センサ727で検出される圧力検出値が、ターゲット生成制御部74によって設定された圧力設定値となるように、バルブV1及びV2の開閉動作を制御してもよい。圧力制御部728は、バルブV1及びV2の開閉動作を制御することによって、タンク261内にガスを給気又は排気し得る。圧力制御部728は、タンク261内にガスを給気又は排気することによって、タンク261内の圧力を加圧又は減圧し得る。
なお、圧力制御部728のハードウェア構成については、図20を用いて後述する。
上記構成によって圧力調節機構72は、タンク261内の圧力値がターゲット生成制御部74によって設定された圧力設定値となるように、圧力調節器721にてタンク261内の圧力を調節し得る。
ドロップレット形成機構73は、ノズル262からジェット状に噴出したターゲット27の流れを周期的に分断し、ドロップレット271を形成してもよい。
ドロップレット形成機構73は、例えば、コンティニュアスジェット方式によりドロップレット271を形成してもよい。コンティニュアスジェット方式では、ノズル262を振動させてジェット状に噴出したターゲット27の流れに定在波を与え、当該ターゲット27を周期的に分離してもよい。分離されたターゲット27は、自己の表面張力によって自由界面を形成してドロップレット271を形成し得る。
ドロップレット形成機構73は、図3に示すように、ピエゾ素子731と、ピエゾ電源732とを含んでもよい。
ピエゾ素子731は、パイプ状のノズル262の外側側面部に固定されてもよい。ノズル262に固定されたピエゾ素子731は、ノズル262に振動を与えてもよい。ノズル262に振動を与えるピエゾ素子731は、ピエゾ電源732と接続されてもよい。
ピエゾ電源732は、ピエゾ素子731に電力を供給してもよい。ピエゾ素子731に電力を供給するピエゾ電源732は、ターゲット生成制御部74と接続されてもよい。
上記構成によってドロップレット形成機構73は、ターゲット生成制御部74の制御信号に基づいてドロップレット271を形成し得る。
ターゲット生成制御部74は、EUV光生成制御部5との間で制御信号の送受を行い、ターゲット生成装置7全体の動作を統括的に制御してもよい。
ターゲット生成制御部74は、温度制御部714に制御信号を出力して、温度制御部714を含む温度調節機構71の動作を制御してもよい。
ターゲット生成制御部74は、圧力制御部728に制御信号を出力して、圧力制御部728を含む圧力調節機構72の動作を制御してもよい。
ターゲット生成制御部74は、ピエゾ電源732に制御信号を出力して、ピエゾ電源732を含むドロップレット形成機構73の動作を制御してもよい。
なお、ターゲット生成制御部74のハードウェア構成については、図20を用いて後述する。
[4.2 動作]
図4を用いて、ターゲット生成装置7の動作について説明する。具体的には、図2〜図4を用いて、ターゲット生成制御部74のターゲット供給に係る処理について説明する。
ターゲット生成制御部74は、EUV光生成制御部5から出力されたターゲット生成装置7の起動信号が入力されると、以下の処理を行ってもよい。
ステップS1において、ターゲット生成制御部74は、ターゲット生成装置7の初期設定を行ってもよい。
ターゲット生成制御部74は、ターゲット生成装置7の各構成部を起動し、各構成部の動作チェックを行ってもよい。そして、ターゲット生成制御部74は、各構成部を初期化して初期設定値を設定してもよい。
特に、ターゲット生成制御部74は、タンク261内の圧力が、例えば1hPa程度の真空状態に近い値となるように、圧力調節器721の初期圧力設定値を設定してもよい。
タンク261内に存在するターゲット27と反応しやすいガスは、ターゲット27が溶融する前に排気され得る。その後、ガスボンベ725から不活性ガスがタンク261内に給気され得る。
更に、ターゲット生成制御部74は、ターゲット27の温度がターゲット27の融点以上の値となるように、温度制御部714を介してヒータ711の初期温度設定値を設定してもよい。ターゲット27がスズであれば、ヒータ711の初期温度設定値は、例えば232℃以上300℃未満の温度であってもよい。或いは、ヒータ711の初期温度設定値は、300℃以上の温度であってもよい。
タンク261に収容されたターゲット27は、その融点以上に加熱され得る。加熱されたターゲット27は、溶融し得る。
ステップS2において、ターゲット生成制御部74は、EUV光生成制御部5よりターゲット生成信号が入力されたか否かを判定してもよい。
ターゲット生成信号は、チャンバ2内のプラズマ生成領域25へのターゲット供給をターゲット生成装置7に実行させるための制御信号であってもよい。
ターゲット生成制御部74は、ターゲット生成信号が入力されるまで待機してもよい。ターゲット生成制御部74は、ターゲット27の温度がターゲット27の融点以上の所定範囲内で維持されるように、ヒータ711による加熱を継続して制御してもよい。
ターゲット生成制御部74は、ターゲット生成信号が入力されたならば、ステップS3に移行してもよい。
ステップS3において、ターゲット生成制御部74は、温度制御部714を介してタンク261の温度を確認してもよい。ターゲット生成制御部74は、温度制御部714を介して温度設定値を適宜修正し、ヒータ711による加熱を制御してもよい。
ステップS4において、ターゲット生成制御部74は、ターゲット生成制御処理を行ってもよい。
ターゲット生成制御処理は、チャンバ2内に出力されたドロップレット271の状態に関するパラメータが所定の目標値となるように、ターゲット生成装置7の動作を制御する処理であってもよい。具体的には、ターゲット生成制御処理には、ドロップレット271の形成処理、パラメータの計算処理、及び圧力調節器721の制御処理が含まれてもよい。
ターゲット生成制御処理によって、一定周期で均一なドロップレット271が形成され得る。形成されたドロップレット271は、チャンバ2内へ出力され、プラズマ生成領域25にある速度をもって到達し得る。
なお、ターゲット生成制御処理は、図6を用いて後述する。
EUV光生成制御部5は、ドロップレット271がプラズマ生成領域25に到達するのに同期してパルスレーザ光33がプラズマ生成領域25を照射するように、レーザ装置3におけるパルスレーザ光31の出力タイミングを制御してもよい。
プラズマ生成領域25に照射されたパルスレーザ光33は、プラズマ生成領域25に到達したドロップレット271を照射し得る。パルスレーザ光33が照射されたドロップレット271は、プラズマ化されEUV光251を生成し得る。
ステップS5において、ターゲット生成制御部74は、EUV光生成制御部5よりターゲット生成停止信号が入力されたか否かを判定してもよい。
ターゲット生成停止信号は、プラズマ生成領域25へのターゲット供給をターゲット生成装置7に停止させるための制御信号であってもよい。
ターゲット生成制御部74は、ターゲット生成停止信号が入力されなければ、ステップS3に移行してもよい。一方、ターゲット生成制御部74は、ターゲット生成停止信号が入力されたならば、本処理を終了してもよい。
[4.3 課題]
EUV光生成装置1は、複数のドロップレット271をチャンバ2内に出力し得る。この複数のドロップレット271は、それぞれが一定の状態を保ってチャンバ2内を進行し、プラズマ生成領域25へ到達することが望ましい。
ターゲット生成装置7からチャンバ2内にドロップレット271が出力される周期は、例えば10μs程度と、非常に短くてもよい。ドロップレット271の大きさは、例えば直径20μm程度と、非常に小さくてもよい。
よって、チャンバ2内に実際に出力された複数のドロップレット271が、それぞれ一定の状態を保ってチャンバ2内を進行しているかを正確に計測し得る技術が望まれている。
ターゲット生成装置7では、圧力調節器721にてタンク261内の圧力を調節することによって、チャンバ2内に出力されるドロップレット271の状態を制御し得る。
しかしながら、タンク261内の圧力を所定圧力に制御しても、EUV光生成装置1の稼働中、チャンバ2内に出力されたドロップレット271の状態が実際には変動し得る。
例えば、EUV光生成装置1の稼働中、ターゲット27に混入した不純物は、フィルタ263に徐々に蓄積し得る。不純物の蓄積量が増加すると、フィルタ263を通過するターゲット27の圧力損失が増加し得る。ターゲット27の圧力損失が増加すると、例えば、チャンバ2内に出力されたドロップレット271の速度や流量が減少するように変動し得る。
また、例えば、EUV光生成装置1の稼働中、タンク261内のガス温度が変動し得る。圧力調節器721にてタンク261内に不活性ガスを給気する際、タンク261内に給気される不活性ガスの温度は、タンク261の温度と温度差を生じ得る。この温度差は、時間が経過すると緩和されるが、その過程で、タンク261内のターゲット27に実際に加わる圧力が変動し得る。ターゲット27に加わる圧力が変動すると、例えば、チャンバ2内に出力されたドロップレット271の速度や流量が変動し得る。
このように、タンク261内の圧力を所定圧力となるように制御しても、EUV光生成装置1の稼働中、チャンバ2内に出力されたドロップレット271の状態が実際には変動し得る。
よって、チャンバ2内に実際に出力された複数のドロップレット271が、それぞれ一定の状態を保ってチャンバ2内を進行しているかを正確に計測し、その計測結果をドロップレット271の出力制御にフィードバックし得る技術が望まれている。特に、当該計測結果を、タンク261内のターゲット27に加わる圧力を調節する圧力調節器721の制御にフィードバックし得る技術が望まれている。
[5.第1実施形態のEUV光生成装置が備えるターゲット生成システム]
[5.1 構成]
ターゲット生成システムは、ターゲット生成装置と、ターゲット生成装置が出力したドロップレットのパラメータを計測するドロップレット計測器とを備え、計測したパラメータに基づいてターゲットの出力状態を制御するシステムであってもよい。
図5を用いて、第1実施形態のEUV光生成装置1が備えるターゲット生成システムの構成について説明する。
第1実施形態のEUV光生成装置1が備えるターゲット生成システムは、ドロップレット計測器41と、ターゲット生成装置7とを備えてもよい。
ドロップレット計測器41は、チャンバ2内に出力されたドロップレット271の状態に関するパラメータを計測してもよい。
ドロップレット計測器41は、チャンバ2に設けられてもよい。ドロップレット計測器41は、ターゲット供給部26とプラズマ生成領域25との間であって、プラズマ生成領域25付近に配置されてもよい。
ドロップレット計測器41は、光源部411と、撮像部412と、画像取得制御部413と、ドロップレット計測制御部414とを備えてもよい。
光源部411と撮像部412とは、チャンバ2内に出力されたターゲット27の進行経路であるターゲット進行経路272を挟んで互いに対向配置されてもよい。
光源部411と撮像部412との対向方向は、ターゲット進行経路272と直交してもよい。
光源部411は、ターゲット進行経路272を進行するドロップレット271にパルス光を照射してもよい。
光源部411は、光源411aと、照明光学系411bと、ウインドウ411cとを含んでもよい。
光源411aは、例えば、キセノンフラッシュランプやレーザ光源等のパルス点灯する光源であってもよい。
光源部411に含まれる光源411aの点灯を開始させてから終了させるまでの時間を、「点灯時間Δτ」ともいう。光源411aの点灯時間Δτは、ターゲット生成装置7からチャンバ2内にドロップレット271が出力される周期よりも十分に短くてもよい。例えば、ターゲット供給部26からチャンバ2内にドロップレット271が出力される周期は10μs程度、光源411aの点灯時間Δτは10ns〜100nsであってもよい。
なお、ターゲット供給部26からチャンバ2内にドロップレット271が出力される周期を、ドロップレット271の「生成周期」ともいう。
光源411aは、ドロップレット計測制御部414と接続されてもよい。光源411aは、ドロップレット計測制御部414から出力された点灯信号に基づいてパルス点灯して、パルス光を発光してもよい。
照明光学系411bは、コリメータ等の光学系であってよく、レンズ等の光学素子によって構成されていてもよい。照明光学系411bは、光源411aから発光されたパルス光を、ウインドウ411cを介してターゲット進行経路272上に導いてもよい。
上記構成によって光源部411は、ドロップレット計測制御部414から出力された点灯信号に基づいて、パルス光をターゲット進行経路272に向かって照射し得る。光源部411から照射されたパルス光は、光源部411と撮像部412との間のターゲット進行経路272を進行するドロップレット271を照射し得る。
撮像部412は、光源部411によってパルス光が照射されたドロップレット271の影の像を撮像してもよい。
撮像部412は、イメージセンサ412aと、転写光学系412bと、ウインドウ412cとを含んでもよい。
転写光学系412bは、一対のレンズ等の光学素子であってもよい。このレンズは、シリンドリカルレンズであってもよい。転写光学系412bは、ウインドウ412cを介して導かれたドロップレット271の影を、イメージセンサ412aの受光面に結像してもよい。
イメージセンサ412aは、CCD(Charge-Coupled Device)やCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)等の2次元イメージセンサであってもよい。イメージセンサ412aは、図示しないシャッタを備えていてもよい。そして、イメージセンサ412aは、転写光学系412bによって結像されたドロップレット271の影の像を、撮像してもよい。イメージセンサ412aの時間的な撮像間隔は、光源411aの点灯時間Δτよりも十分に長くてもよい。イメージセンサ412aの時間的な撮像間隔は、例えば0.1s〜1sであってもよい。
なお、撮像部412に含まれるイメージセンサ412aの時間的な撮像間隔を、ドロップレット計測器41の「計測間隔K」ともいう。
イメージセンサ412aは、ドロップレット計測制御部414と接続されてもよい。イメージセンサ412aは、ドロップレット計測制御部414からのシャッタ信号に基づいてシャッタを開閉して、ドロップレット271の影の像を撮像してもよい。イメージセンサ412aは、図示しないシャッタが開いている間のみ撮像するようにしてもよい。シャッタは、電気的シャッタであっても機械的シャッタであってもよい。
なお、撮像部412に含まれるイメージセンサ412aの1回の撮像においてシャッタが開いてから閉じるまでに要する時間を、1回の「撮像時間Δt」ともいう。
イメージセンサ412aは、画像取得制御部413と接続されてもよい。イメージセンサ412aは、撮像したドロップレット271の影の像に係る画像信号を、1回の撮像毎に画像取得制御部413に出力してもよい。
画像取得制御部413は、イメージセンサ412aから出力された画像信号からドロップレット271の影の像に係るビットマップデータ等の画像データを生成してもよい。画像取得制御部413は、生成した画像データを当該画像データの識別情報に対応付けて記憶してもよい。画像データの識別情報は、画像データの生成時刻に関する情報等であってもよい。
画像取得制御部413は、ドロップレット計測制御部414と接続されてもよい。画像取得制御部413は、ドロップレット計測制御部414からの制御信号に基づいて、生成した画像データ及びその識別情報をドロップレット計測制御部414に出力してもよい。
なお、画像取得制御部413のハードウェア構成については、図20を用いて後述する。
ドロップレット計測制御部414は、光源部411及び撮像部412に点灯信号及びシャッタ信号を出力して、光源部411及び撮像部412の動作を制御してもよい。
ドロップレット計測制御部414は、図示しないタイマTを内部に含んでもよい。タイマTは、点灯信号及びシャッタ信号の出力タイミングを計るためのタイマであってもよい。ドロップレット計測制御部414は、点灯時間Δτ、撮像時間Δt、計測間隔Kが経過したことを計時し得る。
ドロップレット計測制御部414は、画像取得制御部413から出力された画像データ及びその識別情報を記憶してもよい。
ドロップレット計測制御部414は、パラメータ計算部414aを含んでもよい。パラメータ計算部414aは、ドロップレット271の状態に関するパラメータを画像データに基づいて計算するプログラムであってもよい。
ドロップレット計測制御部414は、パラメータ計算部414aを用いて、画像取得制御部413から出力された画像データに基づいて上記パラメータを計算してもよい。
パラメータ計算部414aを用いて計算されるパラメータは、チャンバ2内へ出力されたドロップレット271の力学的状態を示す物理量であってもよい。例えば、パラメータは、チャンバ2内を進行するドロップレット271の直径D、体積V、位置Y、進行速度v、生成周波数f、流量Q、間隔d等であってもよい。
ドロップレット271の「位置Y」は、ターゲット供給部26からチャンバ2内に出力されたドロップレット271の進行方向におけるドロップレット271の位置であってもよい。ドロップレット271の進行方向は、例えば図5に示した座標系のY方向であってもよい。
ドロップレット計測器41がチャンバ2に固定されている場合、ドロップレット計測器41に含まれる撮像部412は、ターゲット進行経路272上の特定範囲を定点観測し得る。撮像部412の撮像範囲は、ターゲット進行経路272上でターゲット供給部26から一定距離の位置に存在し得る。ドロップレット271の位置Yは、ドロップレット271の進行方向における撮像範囲内での相対位置であってもよい。ドロップレット271の位置Yは、撮像された画像データにおいて、ドロップレット271の進行方向と平行な方向におけるドロップレット271の位置であってもよい。
ドロップレット271の「生成周波数f」は、ターゲット供給部26からチャンバ2内に単位時間当たりに出力されるドロップレット271の個数であってもよい。
ドロップレット271の「流量Q」は、ターゲット供給部26からチャンバ2内に単位時間当たりに出力されたドロップレット271の体積Vであってもよい。
ドロップレット271の「間隔d」は、ターゲット供給部26からチャンバ2内に順次出力された隣り合う2つのドロップレット271間の間隔であって、ドロップレット271の進行方向における間隔であってもよい。
ドロップレット計測制御部414は、ターゲット生成制御部74と接続されてもよい。ドロップレット計測制御部414は、計算したドロップレット271のパラメータをターゲット生成制御部74に出力してもよい。ドロップレット計測制御部414は、ターゲット生成制御部74からの指示に依らずに、当該パラメータをターゲット生成制御部74へ出力してもよい。
ドロップレット計測制御部414は、光源部411及び撮像部412の制御、画像データの取得、並びに、パラメータの計算に係る処理についても、ターゲット生成制御部74からの指示に依らずに行ってもよい。
なお、ドロップレット計測制御部414のハードウェア構成については、図20を用いて後述する。
上記構成によってドロップレット計測器41は、ターゲット供給部26からチャンバ2内に出力されたドロップレット271の像を撮像して、その画像データを取得し得る。そして、ドロップレット計測器41は、取得した画像データから当該ドロップレット271のパラメータを計算し、ターゲット生成制御部74に出力し得る。
このようにして、ドロップレット計測器41は、チャンバ2内に出力されたドロップレット271の状態に関するパラメータを計測し、パラメータの計測結果をターゲット生成制御部74に出力し得る。
図5のターゲット生成装置7が備えるターゲット生成制御部74は、ドロップレット計測器41から出力されたパラメータの計測結果に基づいて、ターゲット生成装置7全体の動作を統括的に制御してもよい。
特に、ターゲット生成制御部74は、当該パラメータの計測結果に基づいて圧力調節器721を制御してもよい。
例えば、ターゲット生成制御部74は、ドロップレット計測器41で計測されたパラメータの計測値と当該パラメータの目標値との差分に応じて圧力調節器721に設定する圧力設定値を決定してもよい。ターゲット生成制御部74は、決定した圧力設定値を含む制御信号を圧力調節器721へ出力して、タンク261内の圧力が所望の圧力値となるよう圧力調節器721の動作を制御してもよい。
パラメータの目標値は、各種パラメータごとに予め定めておいた設計値であって、ターゲット生成制御部74に予め入力しておいた値でもよい。ターゲット生成制御部74への目標値の入力は、操作者の操作によって行われてもよいし、EUV光生成制御部5やネットワークを介して行われてもよい。
その他のターゲット生成制御部74の構成やターゲット生成装置7の構成は、図3と同様であってもよい。
[5.2 動作]
図5〜図9を用いて、第1実施形態のEUV光生成装置1が備えるターゲット生成システムの動作について説明する。
ターゲット生成制御部74は、EUV光生成制御部5から出力されたターゲット生成信号が入力されると、図4に示したターゲット供給処理を行う。そして、ターゲット生成制御部74は、図4のステップS4においてターゲット生成制御処理を行う。
図6を用いて、ターゲット生成制御部74のターゲット生成制御処理について説明する。
ステップS401において、ターゲット生成制御部74は、圧力調節器721に設定する圧力設定値PtをP0に設定してもよい。P0は、パラメータの目標値Utに対応する圧力値であってもよい。P0は、例えば10MPa〜20MPaであってもよい。
パラメータの目標値Utは、例えば、チャンバ2内を進行するドロップレット271の目標直径Dt、目標体積Vt、目標位置Yt、目標進行速度vt、目標生成周波数ft、目標流量Qt、目標間隔dt等であってもよい。
ステップS402において、ターゲット生成制御部74は、ステップS401で設定した圧力設定値Ptを圧力調節器721に出力してもよい。
圧力調節器721は、圧力設定値Ptに相当する不活性ガスをガスボンベ725からタンク261内へ給気し得る。
タンク261内の溶融したターゲット27が加圧されて、溶融したターゲット27がノズル孔262aから噴出し得る。
ステップS403において、ターゲット生成制御部74は、ピエゾ電源732を介してピエゾ素子731に電力を供給してもよい。
ピエゾ素子731は、ノズル262に振動を与え得る。ノズル孔262aから溶融ターゲット27が噴出されていれば、ノズル262の振動によって溶融ターゲット27が分離されて、ドロップレット271が形成され得る。
なお、ターゲット生成制御部74は、ピエゾ電源732を介してピエゾ素子731へ所定波形の電力を供給してもよい。
この所定波形は、ドロップレット271が所定の生成周波数fで生成されるような波形であってもよい。所定の生成周波数fは、例えば50kHz〜100kHzであってもよい。
ステップS404において、ターゲット生成制御部74は、ドロップレット計測器41からパラメータUの計測結果が入力されたか否かを判定してもよい。
パラメータUは、例えば、チャンバ2内を進行するドロップレット271の直径D、体積V、位置Y、進行速度v、生成周波数f、流量Q、間隔d等であってもよい。
ターゲット生成制御部74は、ドロップレット計測器41からパラメータUの計測結果が入力されなければ、待機してもよい。一方、ターゲット生成制御部74は、ドロップレット計測器41からパラメータUの計測結果が入力されたならば、ステップS405に移行してもよい。
ステップS405において、ターゲット生成制御部74は、ドロップレット計測器41から入力されたパラメータUの計測結果を読み込むと共に、読み込んだパラメータUの計測結果を計測値Uとして記憶してもよい。
ステップS406において、ターゲット生成制御部74は、ステップS405で記憶した計測値Uと目標値Utとの差分ΔUを算出してもよい。
ターゲット生成制御部74は、差分ΔUを次式から算出してもよい。
ΔU=Ut−U
ステップS407において、ターゲット生成制御部74は、ステップS406で算出した差分ΔUを圧力修正量ΔPに換算してもよい。
圧力修正量ΔPは、各種パラメータの計測値Uと目標値Utとの差分ΔUをタンク261内の圧力変動にて補正するための圧力設定値Ptの修正量であってもよい。
ターゲット生成制御部74は、圧力修正量ΔPを次式から算出してもよい。
ΔP=α・ΔU
αは、パラメータの差分ΔUを圧力修正量ΔPに換算するための係数であってもよい。係数αは、パラメータの差分ΔUと圧力修正量ΔPとが比例関係にある場合の比例定数であってもよい。係数αは、各種パラメータごとに予め定めておいた設計値であって、ターゲット生成制御部74に予め入力しておいた値でもよい。ターゲット生成制御部74への係数αの入力は、操作者の操作によって行われてもよいし、EUV光生成制御部5やネットワークを介して行われてもよい。
ステップS408において、ターゲット生成制御部74は、ステップS407で算出した圧力修正量ΔPと現在の圧力設定値Ptとに基づいて、新たな圧力設定値Ptを算出してもよい。
ターゲット生成制御部74は、新たな圧力設定値Ptを次式から算出してもよい。
Pt=Pt+ΔP
ステップS409において、ターゲット生成制御部74は、ステップS408で算出した新たな圧力設定値Ptを圧力調節器721に出力してもよい。
圧力調節器721は、新たな圧力設定値Ptとなるように、タンク261内にガスを給気又は排気し得る。
タンク261内の溶融したターゲット27が加圧又は減圧されて、チャンバ2内に出力されたドロップレット271のパラメータUは、その目標値Utに近づき得る。
ステップS410において、ターゲット生成制御部74は、ターゲット生成制御処理を停止するか否かを判定してもよい。
ターゲット生成制御部74は、例えば、パラメータの差分ΔUが、所定時間、所定の許容範囲内に収まり安定しているかどうかを監視してもよく、ΔUが所定の許容範囲にある場合、ターゲット生成制御処理を一旦停止してもよい。また、ターゲット生成制御部74は、例えば、不測の事態によるエラーが発生した場合、ターゲット生成制御処理を一旦停止してもよい。
ターゲット生成制御部74は、ターゲット生成制御処理を停止しないのであれば、ステップS404に移行してもよい。一方、ターゲット生成制御部74は、ターゲット生成制御処理を停止するのであれば、そのまま本処理を終了してもよい。
図7を用いて、ドロップレット計測制御部414のドロップレット計測処理について説明する。
ドロップレット計測処理は、チャンバ2内に出力されたドロップレット271の状態に関する各種パラメータを計測するために、ドロップレット計測器41の動作を制御する処理であってもよい。
ドロップレット計測制御部414は、ターゲット生成制御部74からの指示に依らずに、ドロップレット計測処理として以下の処理を行ってもよい。ターゲット生成制御部74が行う図6のターゲット生成制御処理と、ドロップレット計測制御部414が行う図7のドロップレット計測処理とは、並列的に処理され得る。
ステップS601において、ドロップレット計測制御部414は、ドロップレット271の計測個数N=0として計測個数Nをリセットしてもよい。
ステップS602において、ドロップレット計測制御部414は、タイマTをリセットすると共に、タイマTの計時をスタートしてもよい。
ステップS603において、ドロップレット計測制御部414は、撮像部412のイメージセンサ412aのシャッタを開くためのシャッタ信号をイメージセンサ412aに出力してもよい。
ドロップレット計測制御部414は、当該シャッタを開くためのシャッタ信号を出力した際のタイマTの値を記憶してもよい。
ステップS604において、ドロップレット計測制御部414は、光源部411の光源411aを点灯するために、所定の点灯時間Δτだけ点灯信号を当該光源411aに出力してもよい。光源411aは、点灯時間Δτが経過するまでの間、ターゲット進行経路272にパルス光を発光し得る。
ステップS605において、ドロップレット計測制御部414は、所定の撮像時間Δtが経過すると、イメージセンサ412aのシャッタを閉じるためのシャッタ信号をイメージセンサ412aに出力してもよい。
撮像時間Δtは、ステップS603でイメージセンサ412aのシャッタを開いてから、このステップS605でシャッタを閉じるまでの時間であってもよい。イメージセンサ412aは、撮像時間Δtの間に結像されたドロップレット271の影の像を撮像し得る。
ドロップレット計測制御部414は、当該シャッタを閉じるためのシャッタ信号を出力した際のタイマTの値を記憶してもよい。
ステップS606において、ドロップレット計測制御部414は、ステップS605で撮像したドロップレット271の影の像に係る画像データを画像取得制御部413から取得してもよい。
ステップS607において、ドロップレット計測制御部414は、ステップS606で取得した画像データにドロップレット271が含まれているか否かを判定してもよい。
ドロップレット計測制御部414は、取得した画像データにドロップレット271が含まれていれば、ステップS608に移行してもよい。一方、ドロップレット計測制御部414は、取得した画像データにドロップレット271が含まれていなければ、ステップS611に移行してもよい。
ステップS608において、ドロップレット計測制御部414は、ドロップレット271の計測個数Nを更新してもよい。
ドロップレット計測制御部414は、ドロップレット271の計測個数Nを次式のようにインクリメントすることによって更新してもよい。
N=N+1
ステップS609において、ドロップレット計測制御部414は、ステップS606で取得した画像データに含まれるドロップレット271のパラメータUを計算してもよい。
なお、ドロップレット271のパラメータUを計算する処理については、図8A及び図9Aを用いて後述する。
ステップS610において、ドロップレット計測制御部414は、ステップS609で計算したパラメータUをU(N)=Uとして記憶してもよい。
U(N)は、ステップS609で計算したパラメータUを、ステップS608で更新した計測個数Nに対応付けて記憶された値に相当し得る。
ドロップレット計測制御部414は、現在及び過去に計算した複数のパラメータUの値を、それぞれの計算時における計測個数Nの値に対応付けて記憶し得る。
ステップS611において、ドロップレット計測制御部414は、パラメータUをU=0に設定してもよい。
ドロップレット計測制御部414は、ステップS606で取得した画像データにドロップレット271が含まれていなければ、ドロップレット271のパラメータUをU=0とみなし得る。
ステップS612において、ドロップレット計測制御部414は、ステップS608で更新した計測個数Nが、Nmax以上であるか否かを判定してもよい。
Nmaxは、パラメータUの平均値を計算するために必要な計測個数Nを示す閾値であってもよい。Nmaxは、パラメータUのばらつきを考慮して統計的手法によって予め定められた値であってもよい。Nmaxは、例えば100個〜1000個であってもよい。
ドロップレット計測制御部414は、計測個数NがNmax以上であれば、ステップS613に移行してもよい。一方、ドロップレット計測制御部414は、計測個数NがNmax以上でなければ、ステップS602に移行してもよい。
ステップS613において、ドロップレット計測制御部414は、パラメータUの平均値を計算してもよい。
ドロップレット計測制御部414は、パラメータUの平均値を次式から計算してもよい。
U={U(1)+U(2)+・・・+U(Nmax)}/Nmax
ステップS614において、ドロップレット計測制御部414は、ステップS613で計算したパラメータUの平均値をターゲット生成制御部74に出力してもよい。
ドロップレット計測制御部414は、現在及び過去に計算した複数のパラメータUの平均値を出力することで、計算精度の高いパラメータUをターゲット生成制御部74に出力し得る。
ステップS615において、ドロップレット計測制御部414は、ドロップレット計測処理を停止するか否かを判定してもよい。
ドロップレット計測制御部414は、例えば、予め定められた回数だけパラメータUをターゲット生成制御部74に出力した場合、ドロップレット計測処理を一旦停止してもよい。また、ドロップレット計測制御部414は、例えば、不測の事態によるエラーが発生した場合、ドロップレット計測処理を一旦停止してもよい。
ドロップレット計測制御部414は、ドロップレット計測処理を停止しないのであれば、ステップS601に移行してもよい。一方、ドロップレット計測制御部414は、ドロップレット計測処理を停止するのであれば、そのまま本処理を終了してもよい。
図8及び図9を用いて、ドロップレット計測制御部414がドロップレット271のパラメータUを計算する処理について説明する。
図8Aは、図7のステップS609でパラメータUを計算する処理の一例として、ドロップレット271の直径Dを計算する処理の例を示す。
図8Bは、撮像部412を構成するイメージセンサ412aで撮像されたドロップレット271の画像を模式的に示す。図8Bのドロップレット271a〜271cは、チャンバ2内に順次出力された複数のドロップレット271を示し得る。
ステップS6091において、ドロップレット計測制御部414は、図7のステップS606で取得した画像データに含まれるドロップレット271の影の像から当該ドロップレット271の直径Dを計算してもよい。
ステップS6092において、ドロップレット計測制御部414は、ステップS6091で計算した直径DをパラメータU=Dとして記憶してもよい。
撮像部412を構成するイメージセンサ412aで撮像されたドロップレット271の画像データは、1回の撮像において図8Bに例示するような画像を示してもよい。
ドロップレット計測制御部414は、画像データに含まれるドロップレット271の像において、ドロップレット271の進行方向に垂直な方向におけるドロップレット271の像の幅をドロップレット271の直径Dとしてもよい。
略球形の1つのドロップレット271に対応する影が1つの像として略球形に撮像されていれば、ドロップレット計測制御部414は、次のような方法で直径Dを計算してもよい。すなわち、ドロップレット計測制御部414は、ドロップレット271の像の進行方向における幅と当該進行方向に垂直な方向における幅との平均値をドロップレット271の直径Dとしてもよい。
図8Aの処理で計算された直径Dは、図7の処理により、平均値が計算された後、ドロップレット計測制御部414を含むドロップレット計測器41から、ターゲット生成制御部74を含むターゲット生成装置7に出力されてもよい。
ターゲット生成装置7では、図6の処理により、出力された直径Dを読み込み、目標直径Dtとの差分に応じて圧力調節器721に設定する圧力設定値が決定され得る。目標直径Dtは、例えば10μm〜30μmであってもよい。
そして、ターゲット生成装置7では、決定された圧力設定値となるようにタンク261内の圧力が調節され、ターゲット27に加わる圧力が調節され得る。
図9Aは、図7のステップS609でパラメータUを計算する処理の一例として、ドロップレット271の間隔dを計算する処理の例を示す。
図9Bは、撮像部412を構成するイメージセンサ412aで撮像されたドロップレット271の画像を模式的に示す。図9Bのドロップレット271d〜271fは、チャンバ2内に順次出力された複数のドロップレット271を示し得る。
なお、図9Aの処理は、図8Aの処理と共に行われてもよい。
ステップS6093において、ドロップレット計測制御部414は、図7のステップS606で取得した画像データに含まれるドロップレット271の影の像から、隣り合う2つのドロップレット271の間隔dを計算してもよい。
ステップS6094において、ドロップレット計測制御部414は、ステップS6093で計算した間隔dをパラメータU=dとして記憶してもよい。
図9Bに示すように、イメージセンサ412aの撮像時間Δtの設定によっては、1回の撮像で取得された画像データには、複数のドロップレット271が含まれ得る。
パラメータUとして間隔dを計算する場合、1回の撮像で取得される画像データに複数のドロップレット271が含まれるように、イメージセンサ412aの撮像時間Δtを次のように設定してもよい。
イメージセンサ412aの撮像範囲Ay×Bzにおいて、ドロップレット271の進行方向における撮像範囲の長さをAとする。ドロップレット271の進行速度をvとする。
このとき、撮像時間Δtを次式の関係を満たすように設定してもよい。
(d−A)/v<Δt<d/v
上記右辺のd/vは、チャンバ2内に順次出力された隣り合う2つのドロップレット271の像が、分別不可能なまでに重ならない時間を意味し得る。
上記左辺の(d−A)/vは、チャンバ2内に順次出力された隣り合う2つのドロップレット271の像が撮像範囲の中に含まれ得る時間を意味し得る。
これにより、撮像部412を構成するイメージセンサ412aは、チャンバ2内に順次出力された隣り合う2つのドロップレット271の像が重ならず毎回撮像範囲に含まれるように撮像し得る。このため、ドロップレット計測制御部414は、毎回間隔dを計算し得る。
なお、d≦Aの場合、撮像時間Δtは、0<Δt<d/vと設定されてもよい。
また、ドロップレット271の進行速度vは、予め定められた速度に設定されてもよい。
更に、ドロップレット271の進行速度vは、次のような方法で計算されてもよい。特に、図9Bに示すように、1回の撮像で取得される画像データにおいて1つのドロップレット271に対応する影が1つの像として撮像されていれば、進行速度vは、次のような方法で計算されてもよい。
ドロップレット計測制御部414は、異なるタイミングで同一のドロップレット271を撮像して取得された2つの画像データを比較してもよい。ドロップレット計測制御部414は、当該2つの画像データ間における特定のドロップレット271の像の変位を、計測間隔Kの間にドロップレット271が進行した距離として計算してもよい。または、ドロップレット計測制御部414は、1回の撮像において同一のドロップレット271に計測間隔Kをおいて2回パルス光を照射し、1つの画像データで多重露光画像を得てもよい。ドロップレット計測制御部414は、特定のドロップレット271の像の変位を、計測間隔Kの間にドロップレット271が進行した距離として計算してもよい。
そして、ドロップレット計測制御部414は、計算したドロップレット271の進行距離を計測間隔Kで除算することによって、ドロップレット271の進行速度vを計算し得る。
図9Aの処理で計算された間隔dは、図7の処理により、平均値が計算された後、ドロップレット計測制御部414を含むドロップレット計測器41から、ターゲット生成制御部74を含むターゲット生成装置7に出力されてもよい。
ターゲット生成装置7では、図6の処理により、出力された間隔dを読み込み、目標間隔dtとの差分に応じて圧力調節器721に設定する圧力設定値が決定され得る。目標間隔dtは、例えば500μm〜1000μmであってもよい。
そして、ターゲット生成装置7では、決定された圧力設定値となるようにタンク261内の圧力が圧力調節器721にて調節され、ターゲット27に加わる圧力が調節され得る。
[5.3 作用]
第1実施形態のEUV光生成装置1は、例えば、チャンバ2内に実際に出力されたドロップレット271の直径D及び間隔dが、一定の状態に保たれているかを正確に計測し得る。そして、EUV光生成装置1は、計測された直径D及び間隔dを、タンク261内のターゲット27に加わる圧力の調節にフィードバックし得る。
これにより、第1実施形態のEUV光生成装置1は、その稼働中にリアルタイムで、チャンバ2内に実際に出力されたドロップレット271の直径D及び間隔dを、それぞれの目標値に安定化させ得る。
上記直径Dの安定化によって、EUV光生成装置1は、チャンバ2内のプラズマ生成領域25に対し、ドロップレット271を均一な大きさで供給し得る。このため、EUV光生成装置1は、EUV光252を安定して生成し得る。
上記間隔dの安定化によって、EUV光生成装置1は、チャンバ2内のプラズマ生成領域25に対し、ドロップレット271を一定の生成周波数fで供給し得る。このため、ドロップレット271の供給タイミングとパルスレーザ光33の照射タイミングとを容易に同期させ得る。ゆえに、EUV光生成装置1は、EUV光252を安定して生成し得る。
[6.第2実施形態のEUV光生成装置が備えるターゲット生成システム]
[6.1 構成]
第2実施形態のEUV光生成装置1が備えるターゲット生成システムの構成は、第1実施形態の構成と同様であるため、説明を省略する。
第1実施形態では、パラメータUを計算する処理として、例えばドロップレット271の直径D及び間隔dを計算する処理を行ってもよい。
第2実施形態では、パラメータUを計算する処理として、例えばドロップレット271の位置Yを計算する処理を行ってもよい。
[6.2 動作]
図10及び図11を用いて、第2実施形態のEUV光生成装置1が備えるターゲット生成システムの動作について説明する。
第2実施形態のEUV光生成装置1が備えるターゲット生成システムの動作は、図10及び図11のようにドロップレット計測処理及びパラメータUの計算処理が、図7〜図9に示す第1実施形態の動作と異なる。
その他の動作は、第1実施形態の動作と同様であるため、説明を省略する。
図10を用いて、ドロップレット計測制御部414のドロップレット計測処理について説明する。
ドロップレット計測制御部414は、ターゲット生成制御部74からの指示に依らずに、ドロップレット計測処理として以下の処理を行ってもよい。ターゲット生成制御部74が行う図6のターゲット生成制御処理と、ドロップレット計測制御部414が行う図10のドロップレット計測処理とは、並列的に処理され得る。
ステップS701〜ステップS708において、ドロップレット計測制御部414は、図7のステップS601〜ステップS608と同様の処理を行ってもよい。
ステップS709において、ドロップレット計測制御部414は、ステップS706で取得した画像データに含まれるドロップレット271のパラメータUを計算してもよい。
第2実施形態では、パラメータUを計算する処理の一例として、ドロップレット271の位置Yを計算する処理の例を示す。
なお、ドロップレット271のパラメータUを計算する処理については、図11Aを用いて後述する。
ステップS710において、ドロップレット計測制御部414は、ステップS709で計算したパラメータUをU(N)=Uとして記憶してもよい。
このステップS710の処理は、図7のステップS610と同様の処理であってもよい。
ステップS711において、ドロップレット計測制御部414は、パラメータUをU=0に設定してもよい。
ドロップレット計測制御部414は、ステップS706で取得した画像データにドロップレット271が含まれていなければ、ドロップレット271のパラメータUをU=0とみなし得る。
ステップS712において、ドロップレット計測制御部414は、ステップS708で更新した計測個数Nが、Nmax以上であるか否かを判定してもよい。
このステップS712の処理は、図7のステップS612と同様の処理であってもよい。
ドロップレット計測制御部414は、計測個数NがNmax以上であれば、ステップS714に移行してもよい。一方、ドロップレット計測制御部414は、計測個数NがNmax以上でなければ、ステップS713に移行してもよい。
ステップS713において、ドロップレット計測制御部414は、ステップS702でスタートしたタイマTの値が1/F以上であるか否かを判定してもよい。
Fは、ドロップレット271の生成周波数fの約数であってもよい。1/Fは、ドロップレット271の生成周期の倍数に相当し得る。
ドロップレット計測制御部414は、タイマTの値が1/F以上でなければ、待機してもよい。一方、ドロップレット計測制御部414は、タイマTの値が1/F以上であれば、ステップS702に移行してもよい。
ドロップレット計測制御部414は、ステップS702でスタートしたタイマTの値がドロップレット271の生成周期の倍数に相当する1/Fに達するまで待機し得る。加えて、ドロップレット計測制御部414は、タイマTの値がドロップレット271の生成周期の倍数に相当する1/Fに達すると、次回の撮像としてステップS703〜ステップS705を実行し得る。このため、ドロップレット271の生成周期と計測間隔Kとが同期し得る。
例えば、ドロップレット271の生成周波数f=100kHz、F=20Hzとすると、ドロップレット計測制御部414は、計測間隔K=20Hzごとにドロップレット271の生成周期と同期して撮像を行い得る。
ステップS714において、ドロップレット計測制御部414は、パラメータUの平均値を計算してもよい。
このステップS714の処理は、図7のステップS613と同様の処理であってもよい。
ステップS715において、ドロップレット計測制御部414は、ステップS714で計算したパラメータUの平均値をターゲット生成制御部74に出力してもよい。
このステップS715の処理は、図7のステップS614と同様の処理であってもよい。
ステップS716において、ドロップレット計測制御部414は、ドロップレット計測処理を停止するか否かを判定してもよい。
このステップS716の処理は、図7のステップS615と同様の処理であってもよい。
図11を用いて、第2実施形態のドロップレット計測制御部414がドロップレット271のパラメータUを計算する処理について説明する。
図11Aは、図10のステップS709でパラメータUを計算する処理の一例として、ドロップレット271の位置Yを計算する処理の例を示す。
図11Bは、撮像部412を構成するイメージセンサ412aで撮像されたドロップレット271の画像を模式的に示す。図11Bのドロップレット271g〜271iは、チャンバ2内に順次出力された複数のドロップレット271を示し得る。
ステップS7091において、ドロップレット計測制御部414は、図10のステップS706で取得した画像データに含まれるドロップレット271の影の像から当該ドロップレット271の位置Yを計算してもよい。
ステップS7092において、ドロップレット計測制御部414は、ステップS7091で計算した位置YをパラメータU=Yとして記憶してもよい。
ドロップレット271の位置Yは、ドロップレット271の進行方向における撮像範囲Ay×Bz内での相対位置であってもよい。
ドロップレット計測制御部414は、ドロップレット271の進行方向と撮像範囲Ay×Bzの境界線との交点を通り、ドロップレット271の進行方向に直交する直線を基準線としてもよい。そして、ドロップレット計測制御部414は、当該基準線からドロップレット271までの距離を計算することによって、位置Yを計算してもよい。当該基準線は、例えば図11Bにおいては、Ay0に相当し得る。
第2実施形態の撮像時間Δtも、第1実施形態と同様に、次式を満たし得る。
(d−A)/v<Δt<d/v
よって、第2実施形態においても、撮像部412を構成するイメージセンサ412aは、順次出力された隣り合う2つのドロップレット271の影の像を、互いの像が重ならないようにして毎回撮像し得る。このため、ドロップレット計測制御部414は、毎回位置Yを計算し得る。
図11Aの処理で計算された位置Yは、図10の処理により、平均値が計算された後、ドロップレット計測制御部414を含むドロップレット計測器41から、ターゲット生成制御部74を含むターゲット生成装置7に出力されてもよい。
ターゲット生成装置7では、図6の処理により、出力された位置Yを読み込み、目標位置Ytとの差分に応じて圧力調節器721に設定する圧力設定値が決定され得る。
そして、ターゲット生成装置7では、決定された圧力設定値となるようにタンク261内の圧力が圧力調節器721にて調節され、ターゲット27に加わる圧力が調節され得る。
[6.3 作用]
第2実施形態のEUV光生成装置1は、チャンバ2内に実際に出力されたドロップレット271の軌道が、一定の状態に保たれているかを正確に計測し得る。そして、EUV光生成装置1は、計測された位置Yを、タンク261内のターゲット27に加わる圧力の調節にフィードバックし得る。
これにより、第2実施形態のEUV光生成装置1は、その稼働中にリアルタイムで、チャンバ2内に実際に出力されたドロップレット271の位置Yを、その目標値に安定化させ得る。
上記位置Yの安定化によって、EUV光生成装置1は、チャンバ2内のプラズマ生成領域25の中でも所定の位置にドロップレット271を供給し得る。このため、EUV光生成装置1は、ドロップレット271の供給タイミングと計測タイミングとを容易に同期させ得る。ゆえに、EUV光生成装置1は、チャンバ2内でのドロップレット271の状態を安定して把握し得る。
[7.第3実施形態のEUV光生成装置が備えるターゲット生成システム]
[7.1 構成]
第3実施形態のEUV光生成装置1が備えるターゲット生成システムの構成は、第1実施形態の構成と同様であるため、説明を省略する。
第1実施形態では、パラメータUを計算する処理として、例えばドロップレット271の直径D及び間隔dを計算する処理を行ってもよい。
第2実施形態では、パラメータUを計算する処理として、例えばドロップレット271の位置Yを計算する処理を行ってもよい。
第3実施形態では、パラメータUを計算する処理として、例えばドロップレット271の進行速度v及び流量Qを計算する処理を行ってもよい。
第1及び第2実施形態では、ドロップレット計測器41の光源411aの点灯時間Δτが、ドロップレット271の生成周期よりも十分に短くてもよい。例えば、ドロップレット271の生成周期は10μs程度、点灯時間Δτは10ns〜100nsであってもよい。
第3実施形態では、ドロップレット計測器41の光源411aの点灯時間Δτは、ドロップレット271の生成周期と同程度か短くてもよい。例えば、ドロップレット271の生成周期は10μs程度、点灯時間Δτは1μs〜5μsであってもよい。
但し、これらの値は例示に過ぎず、実施する装置に合わせて適宜選択されるとよい。
[7.2 動作]
図12〜図14を用いて、第3実施形態のEUV光生成装置1が備えるターゲット生成システムの動作について説明する。
第3実施形態のEUV光生成装置1が備えるターゲット生成システムの動作は、図12〜図14のようにドロップレット計測処理及びパラメータUの計算処理が、図7〜図9に示す第1実施形態の動作と異なる。
その他の動作は、第1実施形態の動作と同様であるため、説明を省略する。
図12を用いて、ドロップレット計測制御部414のドロップレット計測処理について説明する。
ドロップレット計測制御部414は、ターゲット生成制御部74からの指示に依らずに、ドロップレット計測処理として以下の処理を行ってもよい。ターゲット生成制御部74が行う図6のターゲット生成制御処理と、ドロップレット計測制御部414が行う図12のドロップレット計測処理とは、並列的に処理され得る。
ステップS801〜ステップS808において、ドロップレット計測制御部414は、図7のステップS601〜ステップS608と同様の処理を行ってもよい。
ステップS809において、ドロップレット計測制御部414は、ステップS806で取得した画像データに含まれるドロップレット271のパラメータUを計算してもよい。
第3実施形態では、パラメータUを計算する処理の一例として、ドロップレット271の進行速度v及び流量Qを計算する処理の例を示す。
なお、ドロップレット271のパラメータUを計算する処理については、図13A及び図14Aを用いて後述する。
ステップS810において、ドロップレット計測制御部414は、ステップS809で計算したパラメータUをU(N)=Uとして記憶してもよい。
このステップS810の処理は、図7のステップS610と同様の処理であってもよい。
ステップS811において、ドロップレット計測制御部414は、パラメータUをU=0に設定し、ドロップレット271の生成周波数fをf=0に設定してもよい。
ドロップレット計測制御部414は、ステップS806で取得した画像データにドロップレット271が含まれていなければ、ドロップレット271のパラメータUをU=0及びドロップレット271の生成周波数fをf=0とみなし得る。
ステップS812〜ステップS815において、ドロップレット計測制御部414は、図7のステップS612〜ステップS615と同様の処理を行ってもよい。
図13を用いて、第3実施形態のドロップレット計測制御部414がドロップレット271のパラメータUを計算する処理について説明する。
図13Aは、図12のステップS809でパラメータUを計算する処理の一例として、ドロップレット271の進行速度vを計算する処理の例を示す。
図13Bは、撮像部412を構成するイメージセンサ412aで撮像されたドロップレット271の画像を模式的に示す。図13Bのドロップレット271j〜271lは、チャンバ2内に順次出力された複数のドロップレット271を示し得る。
第3実施形態の点灯時間Δτは、ドロップレット271の生成周期と同程度か短くてもよい。このため、第3実施形態では、図13Bに示すように、1回の撮像で取得された画像データには、1つのドロップレット271の影の像が、進行方向に伸びた像として撮像される場合があり得る。1つのドロップレット271の影の像が進行方向に伸びた像を、1つのドロップレット271の「影像軌跡」ともいう。
このとき、ドロップレット計測制御部414は、以下の処理を行って、ドロップレット271の進行速度vを計算してもよい。
ステップS8091において、ドロップレット計測制御部414は、図12のステップS806で取得した画像データに含まれる複数のドロップレット271の影の像から、1つのドロップレット271の影像軌跡を特定してもよい。1つのドロップレット271の影像軌跡は、例えば図13Bにおいては、ドロップレット271kの影像軌跡に相当し得る。
ステップS8092において、ドロップレット計測制御部414は、ステップS8091で特定した影像軌跡からドロップレット271の直径Dを計算してもよい。
ドロップレット計測制御部414は、ドロップレット271の進行方向に垂直な方向における影像軌跡の幅をドロップレット271の直径Dとしてもよい。
ステップS8093において、ドロップレット計測制御部414は、ステップS8091で特定した影像軌跡の長さLを計算してもよい。
「影像軌跡の長さL」は、ドロップレット271の進行方向における影像軌跡の長さであってもよい。
ステップS8094において、ドロップレット計測制御部414は、順次出力された隣り合う2つのドロップレット271の影像軌跡の間隔dを計算してもよい。
「順次出力された隣り合う2つのドロップレット271の影像軌跡」は、例えば図13Bにおいては、ステップS8091で特定した影像軌跡271kと、これの直近の影像軌跡271lとであってもよい。
「影像軌跡の間隔d」は、2つのドロップレット271の影像軌跡の間隔であって、ドロップレット271の進行方向における間隔であってもよい。例えば図13Bにおいては、影像軌跡271kと影像軌跡271lとの、ドロップレット271の進行方向における間隔dであってもよい。
ステップS8095において、ドロップレット計測制御部414は、ステップS8092で計算した直径Dと、ステップS8093で計算した長さLとに基づいて、ドロップレット271の進行速度vを計算してもよい。
ドロップレット計測制御部414は、ドロップレット271の進行速度vを次式から計算してもよい。
v=(L−D)/Δτ
上記右辺の(L−D)は、点灯時間Δτの間に1つのドロップレット271が進行した距離を意味し得る。
ステップS8096において、ドロップレット計測制御部414は、ステップS8095で計算したドロップレット271の進行速度vをパラメータU=vとして記憶してもよい。
なお、第3実施形態の撮像時間Δtも、第1実施形態と同様に、次式を満たし得る。
(d−A)/v<Δt<d/v
よって、第3実施形態においても、撮像部412を構成するイメージセンサ412aは、順次出力された隣り合う2つのドロップレット271の影像軌跡を、互いの影像軌跡が重ならないようにして毎回撮像し得る。このため、ドロップレット計測制御部414は、毎回進行速度v及び流量Qを計算し得る。
図13Aの処理で計算された進行速度vは、図12の処理により、平均値が計算された後、ドロップレット計測制御部414を含むドロップレット計測器41から、ターゲット生成制御部74を含むターゲット生成装置7に出力されてもよい。
ターゲット生成装置7では、図6の処理により、出力された進行速度vを読み込み、目標進行速度vtとの差分に応じて圧力調節器721に設定する圧力設定値が決定され得る。目標進行速度vtは、例えば50m/s〜100m/sであってもよい。
そして、ターゲット生成装置7では、決定された圧力設定値となるようにタンク261内の圧力が調節され、ターゲット27に加わる圧力が調節され得る。
図14Aは、図12のステップS809でパラメータUを計算する処理の一例として、ドロップレット271の流量Qを計算する処理の例を示す。
図14Bは、撮像部412を構成するイメージセンサ412aで撮像されたドロップレット271の画像を模式的に示す。図14Bのドロップレット271m〜271oは、チャンバ2内に順次出力された複数のドロップレット271を示し得る。
なお、図14Aの処理は、図13Bの処理と共に行われてもよい。
ステップS8101〜ステップS8105において、ドロップレット計測制御部414は、図13AのステップS8091〜8095と同様の処理を行ってもよい。
ステップS8106において、ドロップレット計測制御部414は、ステップS8104で計算した間隔dと、ステップS8105で計算した進行速度vとに基づいて、ドロップレット271の生成周波数fを計算してもよい。
ドロップレット計測制御部414は、ドロップレット271の生成周波数fを次式から計算してもよい。
f=v/d
ステップS8107において、ドロップレット計測制御部414は、ステップS8102で計算したドロップレット271の直径Dに基づいて、ドロップレット271の体積Vを計算してもよい。
ドロップレット計測制御部414は、ドロップレット271の体積Vを次式から計算してもよい。
V=(4/3)π(D/2)
ステップS8108において、ドロップレット計測制御部414は、ステップS8106で計算した生成周波数fと、ステップS8107で計算した体積Vとに基づいて、ドロップレット271の流量Qを計算してもよい。
ドロップレット計測制御部414は、ドロップレット271の流量Qを次式から計算してもよい。
Q=f・V
ステップS8109において、ドロップレット計測制御部414は、ステップS8108で計算したドロップレット271の流量QをパラメータU=Qとして記憶してもよい。
図14Aの処理で計算された流量Qは、図12の処理により、平均値が計算された後、ドロップレット計測制御部414を含むドロップレット計測器41から、ターゲット生成制御部74を含むターゲット生成装置7に出力されてもよい。
ターゲット生成装置7では、図6の処理により、出力された流量Qを読み込み、目標流量Qtとの差分に応じて圧力調節器721に設定する圧力設定値が決定され得る。
そして、ターゲット生成装置7では、決定された圧力設定値となるようにタンク261内の圧力が調節され、ターゲット27に加わる圧力が調節され得る。
[7.3 作用]
第3実施形態のEUV光生成装置1は、チャンバ2内に実際に出力されたドロップレット271の進行速度v及び流量Qが、一定の状態に保たれているかを正確に計測し得る。そして、EUV光生成装置1は、計測された進行速度v及び流量Qを、タンク261内のターゲット27に加わる圧力の調節にフィードバックし得る。
これにより、第3実施形態のEUV光生成装置1は、その稼働中にリアルタイムで、チャンバ2内に実際に出力されたドロップレット271の進行速度v及び流量Qを、それぞれの目標値に安定化させ得る。
上記進行速度vの安定化によって、EUV光生成装置1は、チャンバ2内のプラズマ生成領域25に対し、ドロップレット271を一定速度で供給し得る。このため、ドロップレット271の供給タイミングとパルスレーザ光33の照射タイミングとを容易に同期させ得る。ゆえに、EUV光生成装置1は、EUV光252を安定して生成し得る。
上記流量Qの安定化によって、EUV光生成装置1は、チャンバ2内のプラズマ生成領域25に対し、ドロップレット271を一定流量で供給し得る。このため、EUV光生成装置1は、EUV光252を安定して生成し得る。
[8.ドロップレット形成機構の変形例に係るEUV光生成装置が備えるターゲット生成システム]
図15及び図16を用いて、ドロップレット形成機構73の変形例に係るEUV光生成装置1が備えるターゲット生成システムについて説明する。
ドロップレット形成機構73の変形例に係るEUV光生成装置1が備えるターゲット生成システムの構成は、図15のようにドロップレット形成機構73の構成が、図5に示した第1実施形態の構成と異なる。
その他の構成は、第1実施形態の構成と同様であるため、説明を省略する。
ドロップレット形成機構73の変形例に係るEUV光生成装置1が備えるターゲット生成システムの動作は、図16のようにターゲット生成制御処理が、図6に示した第1実施形態のターゲット生成処理と異なる。
その他の動作は、第1実施形態の動作と同様であるため、説明を省略する。
図5に示すような第1実施形態のドロップレット形成機構73は、コンティニュアスジェット方式によりドロップレット271を形成し得る。
図15に示す変形例のドロップレット形成機構73は、静電引き出し方式によりドロップレット271を形成してもよい。
図15に示す変形例のドロップレット形成機構73は、ターゲット帯電電極733と、DC電圧電源734と、引出電極735と、パルス電圧電源736とを含んでもよい。
ターゲット帯電電極733は、タンク261内のターゲット27に接していてもよく、ノズル262付近に固定されてもよい。ターゲット帯電電極733は、DC電圧電源734と接続されてもよい。DC電圧電源734は、ターゲット帯電電極733に電圧を印加してもよい。
これに伴って、ターゲット帯電電極733と接するターゲット27にも電圧が印加され得る。
引出電極735は、円環形状に形成されてもよい。引出電極735は、ノズル孔262aと間隔をあけてターゲット進行経路272上に設けられてもよい。円環形状の引出電極735の中心軸とノズル孔262aの中心軸とは同一直線上にあってもよい。
引出電極735は、パルス電圧電源736と接続されてもよい。パルス電圧電源736は、パルス電圧を引出電極735に印加してもよい。
パルス電圧が印加された引出電極735は、ターゲット27との間に静電気力を発生させ得る。ターゲット27と引出電極735との間に静電気力が発生することによって、ターゲット27は、ノズル孔262aから突出し、やがて分離され得る。分離されたターゲット27は、自己の表面張力によって自由界面を形成してドロップレット271を形成し得る。このとき、ドロップレット271は帯電していてもよい。
パルス電圧電源736は、ターゲット生成制御部74と接続されてもよい。ターゲット生成制御部74は、チャンバ2内にドロップレット271を出力すべきタイミングに合わせて、パルス電圧電源736に出力要求信号を出力してもよい。
パルス電圧電源736は、ターゲット生成制御部74からの出力要求信号に基づいて、引出電極735に対してパルス電圧を印加してもよい。
静電引き出し方式では、引出電極735に任意のタイミングでパルス電圧を印加することで、引出電極735とターゲット27との間に静電気力を生じさせ、任意のタイミングでドロップレット271を出力し得る。
また、静電引き出し方式では、タンク261内のターゲット27に加わる外力として、圧力調節機構72による圧力の他に、引出電極735とターゲット27との間の静電気力があり得る。一方、コンティニュアスジェット方式では、タンク261内のターゲット27に加わる外力として、当該静電気力が得られない。このため、静電引き出し方式では、圧力調節機構72によってターゲット27に加えるべき圧力を、コンティニュアスジェット方式よりも抑制し得る。
ターゲット生成制御部74は、EUV光生成制御部5から出力されたターゲット生成信号が入力されると、図4に示したターゲット供給処理を行う。そして、ターゲット生成制御部74は、図4のステップS4においてターゲット生成制御処理を行う。
図16を用いて、ドロップレット形成機構73の変形例に係るターゲット生成制御部74が行うターゲット生成制御処理について説明する。
ステップS421において、ターゲット生成制御部74は、圧力調節器721に設定する圧力設定値PtをP0に設定してもよい。P0は、パラメータの目標値Utに対応する圧力値であってもよい。P0は、例えば1MPa〜5MPaであってもよい。
ステップS422において、ターゲット生成制御部74は、ステップS421で設定した圧力設定値Ptを圧力調節器721に出力してもよい。
圧力調節器721は、圧力設定値Ptに相当する不活性ガスをガスボンベ725からタンク261内へ給気し得る。
タンク261内の溶融したターゲット27が加圧されて、溶融したターゲット27がノズル孔262aから突出し得る。
ステップS423において、ターゲット生成制御部74は、パルス電圧電源736に所定周波数で出力要求信号を出力してもよい。
この所定周波数は、ドロップレット271が所定の生成周波数fで生成されるような周波数であってもよい。所定の生成周波数fは、例えば50kHz〜100kHzであってもよい。
パルス電圧電源736は、所定周波数で出力要求信号が入力されると、引出電極735に所定周波数でパルス電圧を印加し得る。所定周波数で引出電極735にパルス電圧が印加されると、引出電極735とターゲット27との間に所定周波数で静電気力が生じ得る。ノズル孔262aからターゲット27が突出されていれば、所定周波数で生じた静電気力によって当該ターゲット27が分離され、ドロップレット271が形成され得る。
ステップS424〜ステップS430において、ターゲット生成制御部74は、図6のステップS404〜ステップS410と同様の処理を行ってもよい。
ドロップレット形成機構73の変形例に係るドロップレット計測制御部414が行うドロップレット計測処理及びパラメータの計算に係る処理は、図7〜図9に示した第1実施形態の処理と同様であってもよい。
ドロップレット形成機構73の変形例に係るEUV光生成装置1は、静電引き出し方式によりドロップレット271を形成し得るため、タンク261内のターゲット27に加えるべき圧力を抑制し得る。このため、ドロップレット形成機構73の変形例に係るEUV光生成装置1は、パラメータの計測結果に基づいてターゲット27に加えるべき圧力を調節する際、圧力修正量が小さくても所望の圧力値に容易に到達し得る。
これにより、ドロップレット形成機構73の変形例に係るEUV光生成装置1は、チャンバ2内に実際に出力されたドロップレット271のパラメータを、その目標値に迅速に安定化させ得る。
[9.第4実施形態のEUV光生成装置が備えるターゲット生成システム]
[9.1 構成]
図17を用いて、第4実施形態のEUV光生成装置1が備えるターゲット生成システムの構成について説明する。
上述したように、第1〜第3実施形態のEUV光生成装置1は、チャンバ2内に実際に出力された複数のドロップレット271の状態に関するパラメータを計測し得る。
そして、第1〜第3実施形態のEUV光生成装置1は、その計測結果に基づいて圧力調節器721を制御することで、チャンバ2内に実際に出力されたドロップレット271の状態を一定の状態に保ち得る。それにより、第1〜第3実施形態のEUV光生成装置1は、EUV光252を安定して生成し得る。
一方、圧力調節器721を制御するとき、ターゲット生成制御部74が圧力調節器721に圧力設定値Ptを設定してからタンク261内の実際の圧力が当該圧力設定値Ptに到達するまでにはタイムラグが生じ得る。当該タイムラグの間、ドロップレット271の進行速度vは一定値ではなく変動することが有り得る。このため、当該タイムラグの間、プラズマ生成領域25へのドロップレット271の供給タイミングとパルスレーザ光33の照射タイミングとが同期しないことが有り得る。
第4実施形態のEUV光生成装置1は、プラズマ生成領域25へのドロップレット271の供給タイミングとパルスレーザ光33の照射タイミングとを同期させるEUV光生成装置1であってもよい。
第4実施形態のEUV光生成装置1が備えるターゲット生成システムは、ドロップレット計測器41と、ドロップレットタイミング計測器42と、遅延回路82と、ターゲット生成装置7とを備えてもよい。
ターゲット生成装置7の構成は、第1〜第3実施形態の構成と同様であるため、説明を省略する。
ドロップレットタイミング計測器42は、チャンバ2内に出力されたドロップレット271が所定位置Pを通過したタイミングを計測してもよい。当該所定位置Pは、ターゲット進行経路272に沿ってプラズマ生成領域25からターゲット供給部26側に距離Hだけ離れた位置であってもよい。
ドロップレットタイミング計測器42は、光源部421と、受光部422とを備えてもよい。
光源部421と受光部422とは、ターゲット進行経路272を挟んで互いに対向して配置されてもよい。
光源部421と受光部422との対向方向は、ターゲット進行経路272と直交してもよい。
光源部421は、ターゲット進行経路272を進行するドロップレット271に連続光を照射してもよい。ドロップレット271に照射される連続光は、連続レーザ光であってもよい。
光源部421は、光源421aと、照明光学系421bと、ウインドウ421cとを含んでもよい。
光源421aは、例えば、CW(Continuous Wave)レーザ発振器等の連続レーザ光を出射する光源であってもよい。
照明光学系421bは、レンズ等を含む光学系であってもよい。当該レンズは、例えばシリンドリカルレンズであってもよい。照明光学系421bは、光源421aから出射された連続レーザ光を、ウインドウ421cを介してターゲット進行経路272上の所定位置Pに集光してもよい。所定位置Pにおける連続レーザ光の集光ビームサイズは、ドロップレット271の直径(例えば20μm)よりも十分に大きくてもよい。
受光部422は、光源部421から出射された連続レーザ光を受光し、連続レーザ光の光強度を検出してもよい。
受光部422は、光センサ422aと、受光光学系422bと、ウインドウ422cとを含んでもよい。
受光光学系422bは、コリメータ等の光学系であってもよく、レンズ等の光学素子によって構成されていてもよい。受光光学系422bは、光源部421から出射された連続レーザ光を、ウインドウ422cを介して光センサ422aに導いてもよい。
光センサ422aは、フォトダイオードを含む受光素子であってもよい。光センサ422aは、受光光学系422bによって導かれた連続レーザ光の光強度を検出してもよい。
光センサ422aは、ドロップレット計測器41のドロップレット計測制御部414及び遅延回路82と接続されてもよい。光センサ422aは、検出した光強度の検出信号をドロップレット計測制御部414及び遅延回路82に出力してもよい。
上記構成によって、光源部421は、連続レーザ光をターゲット進行経路272上の所定位置Pに向かって出射し得る。ターゲット進行経路272を進行するドロップレット271が所定位置Pを通過すると、光源部421から出射された連続レーザ光が当該ドロップレット271を照射し得る。
受光部422は、光源部421から出射された連続レーザ光の光強度を検出し得る。ドロップレット271がターゲット進行経路272上の所定位置Pを通過すると、当該ドロップレット271により遮蔽された連続レーザ光の受光部422における光強度は低下し得る。受光部422は、ドロップレット271の通過による光強度の低下に応じた検出信号をドロップレット計測制御部414及び遅延回路82に出力し得る。
なお、ドロップレット271による光強度の低下に応じた検出信号を、「ドロップレット通過信号」ともいう。
このようにして、ドロップレットタイミング計測器42は、チャンバ2内に出力されたドロップレット271が所定位置Pを通過したタイミングを計測し得る。そして、ドロップレットタイミング計測器42は、当該タイミングでドロップレット通過信号をドロップレット計測制御部414及び遅延回路82に出力し得る。
なお、チャンバ2内に出力されたドロップレット271が所定位置Pを通過したタイミングを「通過タイミング」ともいう。
遅延回路82は、ドロップレット通過信号が出力されてから「遅延時間Td」だけ遅延したタイミングで「トリガ信号」をレーザ装置3に出力してもよい。
遅延回路82から出力されるトリガ信号は、レーザ装置3がレーザ発振を行ってパルスレーザ光31を出力する契機を与える信号であってもよい。
遅延時間Tdは、パルスレーザ光33がプラズマ生成領域25に集光されるタイミングを、ドロップレット271がプラズマ生成領域25に到達するタイミングに同期させるための遅延時間であってもよい。すなわち、遅延時間Tdは、パルスレーザ光33の照射タイミングを、プラズマ生成領域25へのドロップレット271の供給タイミングに同期させるための遅延時間であってもよい。それにより、ターゲット進行経路272上の所定位置Pを通過したドロップレット271がプラズマ生成領域25に到達すると、当該ドロップレット271にパルスレーザ光33が照射され得る。
遅延時間Tdは、ドロップレット計測制御部414によって計算され、遅延回路82に設定されてもよい。
ドロップレット計測器41に含まれるドロップレット計測制御部414は、画像取得制御部413から出力された画像データに基づいて、ドロップレット271のパラメータUを計算してもよい。特に、ドロップレット計測制御部414は、画像取得制御部413から出力された画像データに基づいて、ドロップレット271の進行速度vを計算してもよい。
ドロップレット計測制御部414は、入力されたドロップレット通過信号に基づいて、ドロップレット271の生成周波数fを計算してもよい。
ドロップレット計測制御部414は、ドロップレット271の進行速度v及び生成周波数fに基づいて、遅延時間Tdを計算してもよい。
ドロップレット計測制御部414は、計算した遅延時間Tdを遅延回路82に設定してもよい。
なお、ドロップレット計測器41における他の構成については、第1〜第3実施形態の構成と同様であるため、説明を省略する。
[9.2 動作]
図18及び図19を用いて、第4実施形態のEUV光生成装置1が備えるターゲット生成システムの動作について説明する。
第4実施形態のEUV光生成装置1が備えるターゲット生成システムの動作は、図18及び図19のようにドロップレット計測処理及びパラメータUの計算処理が、図7〜図14Bに示す第1〜第3実施形態の動作と異なる。
その他の動作は、第1〜第3実施形態の動作と同様であるため、説明を省略する。
図18を用いて、ドロップレット計測制御部414のドロップレット計測処理について説明する。
ドロップレット計測制御部414は、ターゲット生成制御部74からの指示に依らずに、ドロップレット計測処理として以下の処理を行ってもよい。ターゲット生成制御部74が行う図6のターゲット生成制御処理と、ドロップレット計測制御部414が行う図18のドロップレット計測処理とは、並列的に処理され得る。
また、ドロップレット計測制御部414は、図18のドロップレット計測処理と、図7、図10、図12のドロップレット計測処理とを並列的に行ってもよい。
ステップS901において、ドロップレット計測制御部414は、ドロップレット271がチャンバ2内の所定位置Pを通過した個数である通過個数Iを、I=0としてリセットしてもよい。
ドロップレット計測制御部414には、ドロップレット271がチャンバ2内の所定位置Pを通過するごとに、ドロップレットタイミング計測器42からドロップレット通過信号が入力され得る。
ドロップレット計測制御部414は、ドロップレット通過信号が入力された回数及びタイミングに応じて、所定位置Pを通過したドロップレット271の個数及び通過タイミングを認識し得る。
ドロップレット計測制御部414は、所定位置Pを通過したドロップレット271の個数を計数する前に、通過個数Iの値をリセットしてもよい。
ステップS902〜ステップS907において、ドロップレット計測制御部414は、図7のステップS602〜ステップS607と同様の処理を行ってもよい。
ドロップレット計測制御部414は、取得した画像データにドロップレット271が含まれていれば、ステップS908に移行してもよい。一方、ドロップレット計測制御部414は、取得した画像データにドロップレット271が含まれていなければ、ステップS911に移行してもよい。
ステップS908において、ドロップレット計測制御部414は、ドロップレット271がチャンバ2内の所定位置Pを通過した個数である通過個数Iを更新してもよい。
ドロップレット計測制御部414は、ドロップレット通過信号が入力されるごとに通過個数Iを次式のようにインクリメントすることによって更新してもよい。
I=I+1
ステップS909において、ドロップレット計測制御部414は、ステップS906で取得された画像データに含まれるドロップレット271のパラメータUとして、ドロップレット271の進行速度vを計算してもよい。
なお、ドロップレット271の進行速度vを計算する処理については、図19を用いて後述する。
ステップS910において、ドロップレット計測制御部414は、ステップS909で計算されたドロップレット271のパラメータUの1つである進行速度vをv(I)=vとして記憶してもよい。
v(I)は、ステップS909で計算された進行速度vを、ステップS908で更新された通過個数Iに対応付けて記憶された値に相当し得る。
ドロップレット計測制御部414は、現在及び過去に計算した複数の進行速度vの値を、それぞれの計算時における通過個数Iの値に対応付けて記憶し得る。
ステップS911において、ドロップレット計測制御部414は、進行速度vをv=0に設定してもよい。
ドロップレット計測制御部414は、ステップS906で取得された画像データにドロップレット271が含まれていなければ、ドロップレット271の進行速度vをv=0とみなし得る。
ステップS912において、ドロップレット計測制御部414は、ステップS908で更新された通過個数Iが、Imax以上であるか否かを判定してもよい。
Imaxは、所定位置Pを通過したドロップレット271の進行速度vの平均値を計算するために必要な通過個数Iを示す閾値であってもよい。Imaxは、進行速度vのばらつきを考慮して統計的手法によって予め定められた値であってもよい。
ドロップレット計測制御部414は、通過個数IがImax以上であれば、ステップS913に移行してもよい。一方、ドロップレット計測制御部414は、通過個数IがImax以上でなければ、ステップS902に移行してもよい。
ステップS913において、ドロップレット計測制御部414は、進行速度vの平均値を計算してもよい。
ドロップレット計測制御部414は、進行速度vの平均値を次式から計算してもよい。
v={v(1)+v(2)+・・・+v(Imax)}/Imax
ステップS914において、ドロップレット計測制御部414は、ステップS913で計算された進行速度vの平均値を用いて、遅延回路82に設定する遅延時間Tdを計算してもよい。
ドロップレット計測制御部414は、次のようにして遅延時間Tdを計算してもよい。
まず、ドロップレット計測制御部414は、チャンバ2内に出力されたドロップレット271が所定位置Pを通過してからプラズマ生成領域25に到達するまでの時間t1を、次式から計算してもよい。
t1=H/v (A)
上記右辺のvは、ステップS913で計算された進行速度vの平均値であり得る。上記右辺のHは、所定位置Pからプラズマ生成領域25までの距離であり得る。
ドロップレット計測制御部414は、遅延時間Tdを計算する際に、現在及び過去に計算した複数の進行速度vの平均値を用いることで、遅延時間Tdの計算精度を高め得る。
続いて、ドロップレット計測制御部414は、上記の式で計算されたt1を用いて、遅延回路82に設定する遅延時間Tdを次式から計算してもよい。
Td=t1−ta (B)
上記右辺のtaは、遅延回路82がトリガ信号をレーザ装置3に出力してからパルスレーザ光33がプラズマ生成領域25に集光されるまでに必要な時間であり得る。すなわち、パルスレーザ光33は、ドロップレット通過信号が出力されてから「遅延時間Td+時間ta」だけ経過したタイミングでプラズマ生成領域25に集光され得る。
上記の(A)式を(B)式に代入すると、ドロップレット計測制御部414は、遅延時間Tdを次式から計算し得る。
Td=(H/v)−ta
ステップS915において、ドロップレット計測制御部414は、ステップS914で計算された遅延時間Tdを遅延回路82に設定してもよい。
ドロップレット計測制御部414は、遅延時間Tdを遅延回路82に設定することで、パルスレーザ光33の照射タイミングをドロップレットの通過タイミングに基づいて制御し得る。
ステップS916において、ドロップレット計測制御部414は、ドロップレット計測処理を停止するか否かを判定してもよい。
ドロップレット計測制御部414は、次のような場合に図18に示されたドロップレット計測処理を一旦停止してもよい。
ドロップレット計測処理が停止される場合とは、例えば、ターゲット生成制御部74が圧力調節器721に圧力設定値Ptを設定してからタンク261内の実際の圧力が当該圧力設定値Ptに到達するまでに要する時間が経過した場合が考えられる。また、例えば、不測の事態によるエラーが発生した場合が考えられる。
ドロップレット計測制御部414は、ドロップレット計測処理を停止しないのであれば、ステップS901に移行してもよい。一方、ドロップレット計測制御部414は、ドロップレット計測処理を停止するのであれば、そのまま本処理を終了してもよい。
なお、図18に示されたステップS912の処理で用いるImaxは、図7のステップS612の処理で用いるNmaxの値(100個〜1000個)に対して小さな値であってもよい。Imaxは、例えばImax=1であってもよい。
Imaxが小さな値であれば、ドロップレット計測制御部414は、遅延時間Tdを頻繁に計算して遅延回路82に設定することとなり得る。そして、遅延回路82からレーザ装置3に出力されるトリガ信号の出力タイミングは、頻繁に調整され得る。そして、プラズマ生成領域25へのパルスレーザ光33の照射タイミングは、頻繁に調整され得る。
このため、Imaxが小さな値であれば、ドロップレット計測制御部414は、ドロップレット271の進行速度vが変動した際、当該変動に即座に応答してパルスレーザ光33の照射タイミングを調整し得る。すなわち、Imaxが小さな値であれば、ドロップレット計測制御部414は、プラズマ生成領域25へのドロップレット271の供給タイミングの変動に対して、パルスレーザ光33の照射タイミングを迅速に同期させ得る。
上述のように、ドロップレット計測制御部414は、図18のドロップレット計測処理と、図7、図10、図12のドロップレット計測処理とを並列的に行ってもよい。この場合、Imaxは、Imax<Nmaxであることが好ましい。
図19を用いて、第4実施形態のドロップレット計測制御部414がドロップレット271のパラメータUの1つである進行速度vを計算する処理について説明する。
図19は、図18のステップS909でドロップレット271の進行速度vを計算する処理の例を示す。
ステップS9091において、ドロップレット計測制御部414は、ドロップレット271の生成周波数fを計算してもよい。
上述のように、ドロップレット計測制御部414には、ドロップレット271がチャンバ2内の所定位置Pを通過するごとに、ドロップレットタイミング計測器42からドロップレット通過信号が入力され得る。
ドロップレット計測制御部414は、単位時間当たりでのドロップレット通過信号の入力回数を、ドロップレット271の生成周波数fとしてもよい。この場合、Imax≧2とするとよく、I=1のときは、図18のステップS909における処理をv(1)=0としてスキップしてもよい。さらに、ステップS913における処理として、次式を用いてもよい。
v={v(2)+・・・+v(Imax)}/(Imax−1)
また、図6のステップS403の処理で説明したように、ターゲット生成制御部74は、所定の生成周波数fでドロップレット271が生成されるようピエゾ電源732を介してピエゾ素子731へ所定波形の電力を供給してもよい。
そこで、ドロップレット計測制御部414は、ピエゾ素子731への電力供給を制御する際に用いる当該所定の生成周波数fの情報を、ターゲット生成制御部74から受け取って、ステップS9091で計算するドロップレット271の生成周波数fとしてもよい。
或いは、ドロップレット計測制御部414は、所定の生成周波数fに関する情報を、予め記憶しておき、ステップS9091で計算するドロップレット271の生成周波数fとしてもよい。
ステップS9092において、ドロップレット計測制御部414は、図18のステップS906で取得された画像データに含まれるドロップレット271の影の像から、隣り合う2つのドロップレット271の間隔dを計算してもよい。
ステップS9093において、ドロップレット計測制御部414は、ドロップレット271の進行速度vを計算してもよい。
ドロップレット計測制御部414は、ステップS9091で計算した生成周波数fと、ステップS9092で計算した間隔dとを用いて、ドロップレット271の進行速度vを次式から計算してもよい。
v=d・f
ドロップレット計測制御部414は、計算された進行速度vを記憶したら、本処理を終了してもよい。
ドロップレット計測制御部414は、ドロップレット271の進行速度vを計算するために、図19の処理を行うのではなく図13Aの処理を行ってもよい。
図19の処理で計算された進行速度vは、図18の処理により、平均値が計算された後、ドロップレット計測制御部414を含むドロップレット計測器41から、ターゲット生成制御部74を含むターゲット生成装置7に出力されてもよい。
ターゲット生成装置7では、図6の処理により、出力された進行速度vを読み込み、目標進行速度vtとの差分に応じて圧力調節器721に設定する圧力設定値が決定され得る。目標進行速度vtは、例えば50m/s〜100m/sであってもよい。
そして、ターゲット生成装置7では、決定された圧力設定値となるようにタンク261内の圧力が調節され、ターゲット27に加わる圧力が調節され得る。
すなわち、第4実施形態のEUV光生成装置1は、ドロップレット計測器41で計測されたパラメータUの1つであるドロップレット271の進行速度vに基づいて、パルスレーザ光33の照射タイミングと圧力調節器721との両方を制御し得る。
[9.3 作用]
第4実施形態のEUV光生成装置1は、チャンバ2内に実際に出力されたドロップレット271の進行速度vが、一定の状態に保たれているかを正確に計測し得る。そして、EUV光生成装置1は、計測された進行速度vが変動しても、当該変動に即座に応答してパルスレーザ光33の照射タイミングを調整し得る。
すなわち、第4実施形態のEUV光生成装置1は、プラズマ生成領域25へのドロップレット271の供給タイミングの変動に対して、パルスレーザ光33の照射タイミングを迅速に同期させ得る。
それにより、第4実施形態のEUV光生成装置1は、進行速度vの変動に伴ってプラズマ生成領域25へのドロップレット271の供給タイミングが変動しても、当該ドロップレット271にパルスレーザ光33を照射し得る。
よって、第4実施形態のEUV光生成装置1は、その稼働中にリアルタイムで、パルスレーザ光33の照射タイミングを調整し、EUV光252を安定して生成し得る。
特に、EUV光生成装置1は、タンク261内の圧力が圧力設定値Ptに到達するまでの間であってもパルスレーザ光33の照射タイミングを調整することによって、EUV光252を安定して生成し得る。
[10.その他]
[10.1 各制御部のハードウェア環境]
当業者は、汎用コンピュータまたはプログラマブルコントローラにプログラムモジュールまたはソフトウェアアプリケーションを組み合わせて、ここに述べられる主題が実行されることを理解するだろう。一般的に、プログラムモジュールは、本開示に記載されるプロセスを実行できるルーチン、プログラム、コンポーネント、データストラクチャー等を含む。
図20は、開示される主題の様々な側面が実行され得る例示的なハードウェア環境を示すブロック図である。図20の例示的なハードウェア環境100は、処理ユニット1000と、ストレージユニット1005と、ユーザインターフェイス1010と、パラレルI/Oコントローラ1020と、シリアルI/Oコントローラ1030と、A/D、D/Aコンバータ1040とを含んでもよいが、ハードウェア環境100の構成は、これに限定されない。
処理ユニット1000は、中央処理ユニット(CPU)1001と、メモリ1002と、タイマ1003と、画像処理ユニット(GPU)1004とを含んでもよい。メモリ1002は、ランダムアクセスメモリ(RAM)とリードオンリーメモリ(ROM)とを含んでもよい。CPU1001は、市販のプロセッサのいずれでもよい。デュアルマイクロプロセッサや他のマルチプロセッサアーキテクチャが、CPU1001として使用されてもよい。
図20におけるこれらの構成物は、本開示において記載されるプロセスを実行するために、相互に接続されていてもよい。
動作において、処理ユニット1000は、ストレージユニット1005に保存されたプログラムを読み込んで、実行してもよい、また、処理ユニット1000は、ストレージユニット1005からプログラムと一緒にデータを読み込んでもよい、また、処理ユニット1000は、ストレージユニット1005にデータを書き込んでもよい。CPU1001は、ストレージユニット1005から読み込んだプログラムを実行してもよい。メモリ1002は、CPU1001によって実行されるプログラムおよびCPU1001の動作に使用されるデータを、一時的に保管する作業領域であってもよい。タイマ1003は、時間間隔を計測して、プログラムの実行に従ってCPU1001に計測結果を出力してもよい。GPU1004は、ストレージユニット1005から読み込まれるプログラムに従って、画像データを処理し、処理結果をCPU1001に出力してもよい。
パラレルI/Oコントローラ1020は、EUV光生成制御部5、レーザ光進行方向制御部34、ターゲット生成制御部74、温度制御部714、圧力制御部728、イメージセンサ412a、画像取得制御部413、遅延回路82、及びドロップレット計測制御部414等の、処理ユニット1000と通信可能なパラレルI/Oデバイスに接続されてもよく、処理ユニット1000とそれらパラレルI/Oデバイスとの間の通信を制御してもよい。シリアルI/Oコントローラ1030は、ヒータ電源712、ピエゾ電源732、光源411a、光源421a、DC電圧電源734、及びパルス電圧電源736等の、処理ユニット1000と通信可能なシリアルI/Oデバイスに接続されてもよく、処理ユニット1000とそれらシリアルI/Oデバイスとの間の通信を制御してもよい。A/D、D/Aコンバータ1040は、アナログポートを介して、温度センサ713や圧力センサ727、ターゲットセンサ4、光センサ422a、真空計各種センサ等のアナログデバイスに接続されてもよく、処理ユニット1000とそれらアナログデバイスとの間の通信を制御したり、通信内容のA/D、D/A変換を行ってもよい。
ユーザインターフェイス1010は、操作者が処理ユニット1000にプログラムの停止や、割込みルーチンの実行を指示できるように、処理ユニット1000によって実行されるプログラムの進捗を操作者に表示してもよい。
例示的なハードウェア環境100は、本開示におけるEUV光生成制御部5、レーザ光進行方向制御部34、ターゲット生成制御部74、温度制御部714、圧力制御部728、画像取得制御部413、及びドロップレット計測制御部414の構成に適用されてもよい。当業者は、それらのコントローラが分散コンピューティング環境、すなわち、通信ネットワークを介して繋がっている処理ユニットによってタスクが実行される環境において実現されてもよいことを理解するだろう。本開示において、EUV光生成制御部5、レーザ光進行方向制御部34、ターゲット生成制御部74、温度制御部714、圧力制御部728、画像取得制御部413、及びドロップレット計測制御部414は、イーサネットやインターネットといった通信ネットワークを介して互いに接続されてもよい。分散コンピューティング環境において、プログラムモジュールは、ローカルおよびリモート両方のメモリストレージデバイスに保存されてもよい。
[10.2 その他の変形例]
ドロップレット計測器41は、イメージセンサ412aの撮像時間Δtが光源411aの点灯時間Δτと同程度でよい場合、光源411aから連続光を出力させてもよい。光源411aは、連続レーザ光を出力するレーザ光源であってもよい。
ドロップレット計測器41は、光源部411と撮像部412とをターゲット進行経路272を挟んで対向させなくてもよい。例えば、光源部411のウインドウ411cと撮像部412のウインドウ412cとが、平行でない同じ方向を向くように配置してもよい。撮像部412は、ドロップレット271の影ではなくドロップレット271からの反射光を撮像し得る。光源部411のウインドウ411cと撮像部412のウインドウ412cとの配置は、ドロップレット271からの反射光を撮像し得る配置であればよい。
ドロップレットタイミング計測器42は、光源部421と受光部422とをターゲット進行経路272を挟んで対向させなくてもよい。例えば、光源部421のウインドウ421cと受光部422のウインドウ422cとが、非平行で同一点を向くように配置してもよい。その場合、受光部422は、ドロップレット271からの反射光を検出し得る。このように、光源部421のウインドウ421cと受光部422のウインドウ422cとの配置は、ドロップレット271からの反射光を検出し得る配置であってもよい。
イメージセンサ412aのシャッタ開閉を制御するシャッタ信号は、ドロップレット計測制御部414が出力するのではなく、画像取得制御部413が出力してもよい。
図7、図10、図12、図18に示したドロップレット計測処理は、図6、図16に示したターゲット生成制御処理の一環として実行されてもよい。ターゲット生成制御部74は、ドロップレット計測制御部414に制御信号を出力して、ドロップレット計測処理の実行開始を指示してもよい。ドロップレット計測制御部414は、ターゲット生成制御部74からの指示に依ってドロップレット計測処理を実行してもよい。ターゲット生成制御部74がドロップレット計測処理の実行開始を指示する処理は、例えば、図6のステップS404の直前に行われてもよい。
図17〜図19に示された第4実施形態のEUV光生成装置1では、ドロップレット計測制御部414によって計算されたドロップレット271の進行速度vに基づいて、ドロップレット計測制御部414が遅延時間Tdを計算し、遅延回路82に設定していた。すなわち、図17〜図19に示された第4実施形態のEUV光生成装置1では、ドロップレット271の進行速度vに基づいて、ドロップレット計測制御部414がパルスレーザ光33の照射タイミングを制御していた。
しかしながら、第4実施形態のEUV光生成装置1では、ドロップレット計測制御部414は、計算されたドロップレット271の進行速度vに関する情報をターゲット生成制御部74に出力してもよい。その場合、ターゲット生成制御部74は、遅延回路82に接続されてもよい。ターゲット生成制御部74は、ドロップレット計測制御部414から出力された当該進行速度vに関する情報が入力されると、図18のステップS914と同様の処理を行い、遅延時間Tdを計算してもよい。そして、ターゲット生成制御部74は、図18のステップS915と同様の処理を行い、計算された遅延時間Tdを遅延回路82に設定してもよい。
すなわち、第4実施形態のEUV光生成装置1では、ドロップレット計測制御部414で計算された進行速度vに基づいて、ターゲット生成制御部74がパルスレーザ光33の照射タイミングを制御してもよい。
それにより、第4実施形態に係るターゲット生成制御部74は、ドロップレット計測器41によって計測されたドロップレット271の進行速度vに基づいて、パルスレーザ光33の照射タイミングと圧力調節器721との両方を制御し得る。
EUV光生成制御部5、ターゲット生成制御部74、温度制御部714、圧力制御部728、画像取得制御部413、遅延回路82、及びドロップレット計測制御部414は、その一部又は全部を組み合わせて一体の制御部として構成されてもよい。
上記で説明した実施形態は、変形例を含めて各実施形態同士で互いの技術を適用し得ることは、当業者には明らかであろう。
例えば、第1実施形態のドロップレット計測制御部414は、パラメータとしてドロップレット271の直径D及び間隔dを計算したが、他のパラメータであってもよい。計算するパラメータの種類は、実施する装置に合わせて適宜選択されるとよい。第2〜第4実施形態のドロップレット計測制御部414も同様であってもよい。
そして、第1〜第4実施形態のターゲット生成制御部74は、計算したパラメータに基づいて圧力調節器721を制御してもよい。
なお、第1〜第4実施形態のドロップレット計測制御部414は、各種パラメータを複数種類同時に計算してもよい。そして、第1〜第4実施形態のターゲット生成制御部74は、計算した複数種類のパラメータに基づいて圧力調節器721を制御してもよい。
第1〜第4実施形態のドロップレット形成機構73は、コンティニュアスジェット方式を用いたが、ドロップレット形成機構73の変形例で用いた静電引き出し方式を用いてもよい。
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。
本明細書及び添付の特許請求の範囲全体で使用される用語は、「限定的でない」用語と解釈されるべきである。例えば、「含む」又は「含まれる」という用語は、「含まれるものとして記載されたものに限定されない」と解釈されるべきである。「有する」という用語は、「有するものとして記載されたものに限定されない」と解釈されるべきである。また、本明細書、及び添付の特許請求の範囲に記載される修飾語「1つの」は、「少なくとも1つ」又は「1又はそれ以上」を意味すると解釈されるべきである。
1 …EUV光生成装置
2 …チャンバ
26 …ターゲット供給部
27 …ターゲット
271 …ドロップレット
41 …ドロップレット計測器
412 …撮像部
414 …ドロップレット計測制御部
414a …パラメータ計算部
42 …ドロップレットタイミング計測器
5 …EUV光生成制御部
7 …ターゲット生成装置
721 …圧力調節器
74 …ターゲット生成制御部

Claims (17)

  1. チャンバ内でレーザ光が照射されると極端紫外光を生成するターゲットを複数のドロップレットとして前記チャンバ内のプラズマ生成領域所定の生成周波数で順次供給するターゲット供給部と、
    前記ターゲットが収容された前記ターゲット供給部内の圧力が設定圧力値となるよう調節する圧力調節器と、
    前記チャンバ内に供給された隣り合う2つのドロップレットを撮像して画像データを出力する撮像部と、
    前記撮像部から出力された画像データから隣り合う2つのドロップレットの間隔を計算し、前記ドロップレットの間隔と、前記所定の生成周波数とからドロップレットの進行速度を計算し、前記ドロップレットの進行速度と目標進行速度との差分に応じて前記設定圧力値を更新する制御部と、
    を備える極端紫外光生成装置。
  2. 前記圧力調節器は、
    ガス供給源と前記ターゲット供給部との間に配置された第1のバルブと、
    前記ターゲット供給部と排気口との間に配置された第2のバルブと、
    前記ターゲット供給部内の圧力を検出する圧力センサと、
    設定圧力値が入力されると、前記圧力センサの検出値が前記設定圧力値となるよう前記第1のバルブと前記第2のバルブとを制御する圧力制御部と、
    を備える請求項1記載の極端紫外光生成装置。
  3. 前記ガス供給源は、不活性ガスを前記ターゲット供給部に供給する
    請求項2記載の極端紫外光生成装置。
  4. 前記不活性ガスは、ヘリウム又はアルゴンを含む
    請求項3記載の極端紫外光生成装置。
  5. 前記制御部は、
    複数の前記画像データについて各々対応するドロップレットの進行速度を計算し、
    複数のドロップレットの進行速度の平均値を計算し、
    前記ドロップレットの進行速度の平均値に基づいて前記圧力調節器を制御する
    請求項1記載の極端紫外光生成装置。
  6. 前記制御部は、前記ドロップレットの進行速度の平均値と前記目標進行速度との差分に応じて前記設定圧力値を更新する
    請求項5記載の極端紫外光生成装置。
  7. 前記ターゲット供給部と前記プラズマ生成領域との間のターゲット進行経路を挟んで、前記撮像部に対向して配置される光源部を更に備え、
    前記光源部は、前記ターゲット進行経路を進行するドロップレットにパルス光を照射し、
    前記撮像部は、前記パルス光が照射されたドロップレットの影の像を撮像する
    請求項1記載の極端紫外光生成装置。
  8. チャンバ内でレーザ光が照射されると極端紫外光を生成するターゲットを複数のドロップレットとして前記チャンバ内のプラズマ生成領域順次供給するターゲット供給部と、
    前記ターゲットが収容された前記ターゲット供給部内の圧力が設定圧力値となるように調節する圧力調節器と、
    前記ターゲット供給部と前記プラズマ生成領域との間の所定位置をドロップレットが通過すると、通過信号を出力するよう構成されたタイミング計測器と、
    前記チャンバ内に供給された隣り合う2つのドロップレットを撮像して画像データを出力する撮像部と、
    単位時間当たりの前記通過信号の入力回数を計数して生成周波数とし、前記画像データから隣り合う2つのドロップレットの間隔を計算し、前記ドロップレットの間隔と、前記生成周波数とからドロップレットの進行速度を計算し、前記ドロップレットの進行速度と目標進行速度との差分に応じて前記設定圧力値を更新する制御部と、
    を備える極端紫外光生成装置。
  9. 前記圧力調節器は、
    ガス供給源と前記ターゲット供給部との間に配置された第1のバルブと、
    前記ターゲット供給部と排気口との間に配置された第2のバルブと、
    前記ターゲット供給部内の圧力を検出する圧力センサと、
    設定圧力値が入力されると、前記圧力センサの検出値が前記設定圧力値となるよう前記第1のバルブと前記第2のバルブとを制御する圧力制御部と、
    請求項8記載の極端紫外光生成装置。
  10. 前記ガス供給源は、不活性ガスを前記ターゲット供給部に供給する
    請求項9記載の極端紫外光生成装置。
  11. 前記不活性ガスは、ヘリウム又はアルゴンを含む
    請求項10記載の極端紫外光生成装置。
  12. 前記制御部は、
    複数の前記画像データについて各々対応するドロップレットの進行速度を計算し、
    複数のドロップレットの進行速度の平均値を計算し、
    前記ドロップレットの進行速度の平均値に基づいて前記圧力調節器を制御する
    請求項8記載の極端紫外光生成装置。
  13. 前記制御部は、前記ドロップレットの進行速度の平均値と前記目標進行速度との差分に応じて前記設定圧力値を更新する
    請求項12記載の極端紫外光生成装置。
  14. 前記所定位置と前記プラズマ生成領域との間のターゲット進行経路を挟んで、前記撮像部に対向して配置される光源部を更に備え、
    前記光源部は、前記ターゲット進行経路を進行するドロップレットにパルス光を照射し、
    前記撮像部は、前記パルス光が照射されたドロップレットの影の像を撮像する
    請求項8記載の極端紫外光生成装置。
  15. ターゲットが収容されたターゲット供給部内の圧力が設定圧力値となるように調節し、
    ターゲットを複数のドロップレットとしてチャンバ内のプラズマ生成領域に生成周波数で順次供給し、
    前記チャンバ内に供給された隣り合う2つのドロップレットを撮像して画像データを取得し、
    前記画像データから隣り合う2つのドロップレットの間隔を計算し、
    前記ドロップレットの間隔と、前記生成周波数とからドロップレットの進行速度を計算し、
    前記ドロップレットの進行速度と目標進行速度との差分に応じて、設定圧力を更新する
    極端紫外光の生成方法。
  16. 前記ドロップレットの間隔を計算するステップでは、複数の前記画像データについて各々対応するドロップレットの進行速度を計算し、
    前記ドロップレットの進行速度を計算するステップでは、前記隣り合う2つのドロップレットの間隔に基づいて、複数のドロップレットの進行速度の平均値を計算し、
    前記設定圧力を更新するステップでは、前記ドロップレットの進行速度の平均値と前記目標進行速度との差分に応じて前記設定圧力値を更新する
    請求項15記載の極端紫外光の生成方法。
  17. 設定圧力を入力し、
    所定周波数を入力し、
    目標進行速度を入力するステップを更に含む
    請求項15又は16記載の極端紫外光の生成方法。
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