JP7264119B2 - 極端紫外光光源装置 - Google Patents
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Description
EUV光源装置において、EUV光(EUV放射)を発生させる方法はいくつか知られている。それらの方法のうちの一つに、極端紫外光放射種(以下、EUV放射種ともいう)を加熱して励起することにより高温プラズマを発生させ、その高温プラズマからEUV光を取り出す方法がある。
DPP方式のEUV光源装置は、EUV放射種(気相のプラズマ原料)を含む放電ガスが供給された電極間の間隙に高電圧を印加して、放電により高密度高温プラズマを生成し、そこから放射される極端紫外光を利用するものである。DPP方式としては、例えば、特許文献1に記載されているように、放電を発生させる電極表面に液体状の高温プラズマ原料(例えば、Sn(スズ))を供給し、当該原料に対してレーザビーム等のエネルギービームを照射して当該原料を気化し、その後、放電によって高温プラズマを生成する方法が提案されている。このような方式は、LDP(Laser Assisted Discharge Plasma)方式と呼ばれることもある。
EUV光は減衰しやすいので、プラズマから利用装置までは、減圧雰囲気つまり真空環境におかれている。
デブリトラップで進行を阻害されたデブリは、デブリ収容容器に蓄積される。デブリの蓄積は、デブリが固相であると蓄積物が特定の地点上で成長してしまうので、デブリが液相である方が効率が良い。そこで、デブリを加熱するため、デブリ収容容器の周囲には、ヒーター配線を設けることが望ましい。
しかし、ヒーター配線をデブリ収容容器とともに真空下にある筐体内に配備する場合には、ヒーター配線の点検および修理が困難である。また、筐体内にあるデブリ収容容器を交換したり、デブリ収容容器からデブリ、例えばスズを取り出したりするのに時間がかかる。一般的に、半導体製造装置はユーザーが製品の生産活動に利用できる時間(アップタイムともいう)をできるだけ長くすることが求められる。したがって、デブリ収容容器の交換などの保守にかかる時間をできるだけ短く、かつ保守の周期をできるだけ長くしなければならない。
実施形態に係るEUV光源装置1は、LDP方式のEUV光源装置である。より具体的には、EUV光源装置は、放電を発生させる一対の電極の表面に供給された液相のプラズマ原料にレーザビーム等のエネルギービームを照射してプラズマ原料を気化し、その後、電極間の放電によって高温プラズマを発生させる。プラズマからはEUV光が放出される。
図1におけるチャンバ11の内部の描写は、チャンバ11の内部の平面図である。
放電電極21a,21bは、互いに離間した位置に配置されており、放電電極21a,21bの周縁部が近接している。カソード21aの周縁部とアノード21bの周縁部が最も接近した位置で、カソード21aとアノード21bの間の間隙では、放電が発生し、これに伴い高温プラズマが発生する。以下、カソード21aの周縁部とアノード21bの周縁部が最も接近した位置にあるカソード21aとアノード21bの間の間隙を「放電領域D」と呼ぶ。
このように放電電極21a,21bは、別個のモータ22a,22bによってそれぞれ駆動される。これらのモータ22a,22bの回転は、制御部15によって制御される。
カソード21aの下部は、コンテナ26a内のプラズマ原料25aに浸されており、アノード21bの下部は、コンテナ26b内のプラズマ原料25bに浸されている。したがって、放電電極21a,21bには、プラズマ原料が付着する。放電電極21a,21bの回転に伴って、液相のプラズマ原料25a,25bは、高温プラズマを発生させるべき放電領域Dに輸送される。
レーザ28によるレーザビームの照射タイミングは、制御部15によって制御される。
レーザ28から放出された赤外レーザビームLは、可動ミラー31に導かれる。レーザ28と可動ミラー31の間には、典型的には、集光手段が配置される。集光手段は、例えば集光レンズ29を有する。
カソード21aの外周面に赤外レーザビームLを照射するのを容易にするため、放電電極21a,21bの軸線は平行ではない。回転軸23a,23bの間隔は、モータ側が狭く、電極側が広くなっている。
アノード21bは、カソード21aと可動ミラー31の間に配置されている。換言すれば、可動ミラー31で反射された赤外レーザビームLは、アノード21bの外周面付近を通過した後に、カソード21aの外周面に到達する。赤外レーザビームLの進行を邪魔しないように、アノード21bはカソード21aより、図1の左側に退避している。
放電領域D付近のカソード21aの外周面にコートされた液相のプラズマ原料25aは、赤外レーザビームLの照射により気化して、気相のプラズマ原料が放電領域Dに発生する。
パルス電力供給部35は、チャンバ11の外部に配置されている。パルス電力供給部35から延びる給電線は、チャンバ11の壁に埋設されてチャンバ11内の減圧雰囲気を維持するシール部材36を通過して、チャンバ11の内部に延びている。
カソード21aとアノード21bの間で放電が発生すると、放電領域Dにおける気相のプラズマ材料が、大電流により加熱励起されて、高温プラズマが発生する。また、高熱により、放電領域D付近のアノード21bの外周面にコートされた液相のプラズマ原料25bもプラズマ化される。
図2に拡大して示すように、接続チャンバ42の壁には、貫通孔である窓44が形成されており、接続チャンバ42の内部空間は、窓44を介して利用装置40と連通する。接続チャンバ42の内部も、EUV光Eの減衰を抑制するため真空にされる。放電領域Dのプラズマから放出されたEUV光Eは、窓43,44を通じて、利用装置40に導入される。
ハブ51は、モータ(回転駆動装置)54の回転軸55に連結されており、ハブ51の中心軸線は回転軸55の中心軸線に合致する。回転軸55は回転式ホイルトラップ50の回転軸とみなすことができる。モータ54に駆動されて、回転式ホイルトラップ50は回転し、回転するホイル53は到来するデブリ46に衝突し、デブリ46が利用装置40に侵入するのを阻止する。
回転式ホイルトラップ50が接続チャンバ42内に配置されているのに対して、モータ54は接続チャンバ42の外に配置されている。接続チャンバ42の壁には、回転軸55が通過する貫通孔56が形成されている。回転軸55と接続チャンバ42の壁の間の隙間は、例えば、メカニカルシール57のようなシール部材で封止されている。
また、回転式ホイルトラップ50やモータ54の過熱を防止するため、接続チャンバ42内には、遮熱板60が配置されている。遮熱板60の材料は、例えばタングステンおよび/またはモリブデンのような高融点金属である。遮熱板60は、プラズマと回転式ホイルトラップ50の間に介在する。遮熱板60には貫通孔60aが形成されている。貫通孔60aは、窓44とプラズマの中間に位置する。
プラズマからは様々な方向にEUV光Eが放出される。EUV光Eの一部は、チャンバ11の窓43、遮熱板60の貫通孔60a、回転式ホイルトラップ50の複数のホイル53の隙間、窓44を通過して、利用装置40に導入される。回転式ホイルトラップ50の複数のホイル53は、窓44に向かって進むEUV光Eを遮らないように、窓44に向かって進むEUV光Eの光軸に平行に配置される。
デブリ収容容器64は、接続チャンバ42の外部に配置されている。接続チャンバ42の底壁には、デブリ収容容器64の内部空間と接続チャンバ42の内部空間を連通させる貫通孔66が形成されている。デブリ収容容器64は、上部にフランジ64Aを有している。フランジ64Aで囲まれたデブリ収容容器64の開口部が貫通孔66に重ねられ、フランジ64Aが接続チャンバ42の底壁に、例えばネジで固定されている。フランジ64Aと接続チャンバ42の底壁の間の間隙は、ここに設けられたガスケット68により封止されている。
デブリ収容容器64に蓄積されたスズを回収する場合には、接続チャンバ42内部を大気圧に戻し、ヒーター配線69による加熱を停止する。その後、デブリ収容容器64が常温に戻ってから、デブリ収容容器64を接続チャンバ42から取り外し、新しい(スズの溜まっていない)デブリ収容容器64を接続チャンバ42に取り付ける。
接続チャンバ42から取り外されたデブリ収容容器64の内部のスズは固相になっているが、再加熱することによってデブリ収容容器64から取り出すことができるので、デブリ収容容器64は再利用できる。
接続チャンバ42の壁には、EUV光Eが通過する貫通孔である極端紫外光案内孔71が形成されており、極端紫外光案内孔71と監視装置70の間には、EUV光Eが漏れずに通過する管72が設けられている。
このようにして、EUV光Eを監視装置70によって監視することができる。監視装置70は接続チャンバ42の外部に配置されるので、接続チャンバ42の内部に配置される場合に比べて、監視装置70および監視装置70の配線70a,70bの点検および修理が容易である。また、監視装置70の配線70a,70bが接続チャンバ42の外部に配置されるので、接続チャンバ42の内部に配置される場合に比べて、接続チャンバ42の封止箇所が少ない。さらに、監視装置70が接続チャンバ42の外部に配置されるので、監視装置70の過熱を抑制することができる。
11 チャンバ(第1の真空筐体)
12 光源部
21a,21b 放電電極
40 利用装置
42 接続チャンバ(第2の真空筐体)
43,44 窓
46 デブリ
50 回転式ホイルトラップ(デブリトラップ)
52 外側リング
54 モータ(回転駆動装置)
54a,54b 配線
55 回転軸
56 貫通孔
57 メカニカルシール
59 水冷配管
60 遮熱板
64 デブリ収容容器
66 貫通孔
69 ヒーター配線
70 監視装置
70a,70b 配線
71 極端紫外光案内孔
72 管
Claims (2)
- 極端紫外光を放出するプラズマを発生させる光源部と、
前記光源部が配置された第1の真空筐体と、
前記極端紫外光が利用される利用装置と前記第1の真空筐体の間に配置され、前記利用装置と前記第1の真空筐体に連通する第2の真空筐体と、
前記第2の真空筐体の内部に配置され、前記プラズマから前記利用装置に向けて放散されたデブリの進行方向をそらすデブリトラップと、
前記第2の真空筐体の外部に配置され、前記デブリトラップで進行方向がそらされたデブリが落下するデブリ収容容器と、
前記第2の真空筐体の内部に配置されて前記第2の真空筐体の内部に侵入したデブリの一部を受ける受け板とを備え、
前記第2の真空筐体の底壁には、前記デブリ収容容器の内部空間と前記第2の真空筐体の内部空間を連通させる貫通孔が形成されており、前記第2の真空筐体の内部から前記貫通孔を通じてデブリが前記デブリ収容容器に落下するようになっているとともに、前記受け板に受けられたデブリが前記受け板に導かれて前記デブリ収容容器に落下するようになっていることを特徴とする
極端紫外光光源装置。 - 前記第2の真空筐体の前記底壁は、前記受け板に覆われていない部分を有し、当該部分の上面は、貫通孔に近いほど低くなるように、傾斜している
ことを特徴とする請求項1に記載の極端紫外光光源装置。
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