JP7780948B2 - 極端紫外光生成装置及び電子デバイスの製造方法 - Google Patents

極端紫外光生成装置及び電子デバイスの製造方法

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Description

本開示は、極端紫外光生成装置及び電子デバイスの製造方法に関する。
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、１０ｎｍ以下の微細加工が要求されるようになる。このため、波長約１３ｎｍの極端紫外（ＥＵＶ：Ｅｘｔｒｅｍｅ ＵｌｔｒａＶｉｏｌｅｔ）光を生成するための装置と縮小投影反射光学系とを組み合わせた半導体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が用いられるＬａｓｅｒ Ｐｒｏｄｕｃｅｄ Ｐｌａｓｍａ（ＬＰＰ）式の装置の開発が進んでいる。
米国特許第９１３０３４５号明細書 米国特許出願公開第２０１３／０１０５７１２号明細書 米国特許第９３５７６２５号明細書
概要
本開示の一態様による極端紫外光生成装置は、チャンバ装置中にドロップレットターゲットを吐出するターゲット供給部と、直線偏光を有するプリパルスレーザ光をドロップレットターゲットに照射して拡散ターゲットを生成するプリパルスレーザ光照射システムと、メインパルスレーザ光を拡散ターゲットに照射して極端紫外光を生成するメインパルスレーザ光照射システムと、を備え、拡散ターゲットに照射される際のメインパルスレーザ光の光軸に垂直な断面は、ドロップレットターゲットに照射される際のプリパルスレーザ光の偏光方向以外の方向よりも当該偏光方向に長い形状であってもよい。
また、本開示の一態様による電子デバイスの製造方法は、チャンバ装置中にドロップレットターゲットを吐出するターゲット供給部と、直線偏光を有するプリパルスレーザ光をドロップレットターゲットに照射して拡散ターゲットを生成するプリパルスレーザ光照射システムと、メインパルスレーザ光を拡散ターゲットに照射して極端紫外光を生成するメインパルスレーザ光照射システムと、を備え、拡散ターゲットに照射される際のメインパルスレーザ光の光軸に垂直な断面は、ドロップレットターゲットに照射される際のプリパルスレーザ光の偏光方向以外の方向よりも当該偏光方向に長い形状である極端紫外光生成装置によって生成される極端紫外光を露光装置に出力し、電子デバイスを製造するために、露光装置内で感光基板上に極端紫外光を露光することを含んでもよい。
また、本開示の他の一態様による電子デバイスの製造方法は、チャンバ装置中にドロップレットターゲットを吐出するターゲット供給部と、直線偏光を有するプリパルスレーザ光をドロップレットターゲットに照射して拡散ターゲットを生成するプリパルスレーザ光照射システムと、メインパルスレーザ光を拡散ターゲットに照射して極端紫外光を生成するメインパルスレーザ光照射システムと、を備え、拡散ターゲットに照射される際のメインパルスレーザ光の光軸に垂直な断面は、ドロップレットターゲットに照射される際のプリパルスレーザ光の偏光方向以外の方向よりも当該偏光方向に長い形状である極端紫外光生成装置によって生成される極端紫外光をマスクに照射してマスクの欠陥を検査し、検査の結果を用いてマスクを選定し、選定したマスクに形成されたパターンを感光基板上に露光転写することを含んでもよい。
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、電子デバイスの製造装置の全体の概略構成例を示す模式図である。 図２は、図１に示す電子デバイスの製造装置とは別の電子デバイスの製造装置の全体の概略構成例を示す模式図である。 図３は、比較例の極端紫外光生成装置の全体の概略構成例を示す模式図である。 図４は、拡散ターゲットと拡散ターゲットに照射される際のメインパルスレーザ光の断面との関係の一例を示す図である。 図５は、拡散ターゲットとメインパルスレーザ光の断面との関係の別の一例を示す図である。 図６は、実施形態１の極端紫外光生成装置の全体の概略構成例を示す模式図である。 図７は、整形部の概略構成例を示す一部断面図である 図８は、実施形態１における拡散ターゲットとメインパルスレーザ光の断面との関係の一例を示す図である。 図９は、実施形態２の極端紫外光生成装置の全体の概略構成例を示す模式図である。 図１０は、拡散ターゲットを生成する際のプリパルスレーザ光の光軸に対するＥＵＶ光集光ミラーの配置位置をＹ方向から視る図である。 図１１は、プリパルスレーザ光によって生成された拡散ターゲットをＹ方向から視る図である。 図１２は、図１１に示す拡散ターゲットをＺ方向から視る図である。 図１３は、実施形態３の極端紫外光生成装置の全体の概略構成例を示す模式図である。 図１４は、Ｙ方向の偏光を有するメインパルスレーザ光を照射された拡散ターゲットをＹ方向から視る図である。 図１５は、図１４に示す拡散ターゲットをＺ方向から視る図である。
実施形態
１．概要
２．電子デバイスの製造装置の説明
３．比較例の極端紫外光生成装置の説明
３．１ 構成
３．２ 動作
３．３ 課題
４．実施形態１の極端紫外光生成装置の説明
４．１ 構成
４．２ 動作
４．３ 作用・効果
５．実施形態２の極端紫外光生成装置の説明
５．１ 構成
５．２ 作用・効果
６．実施形態３の極端紫外光生成装置の説明
６．１ 構成
６．２ 作用・効果
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
本開示の実施形態は、極端紫外（ＥＵＶ）と呼ばれる波長の光を生成する極端紫外光生成装置、及び電子デバイスの製造装置に関するものである。なお、以下では、極端紫外光をＥＵＶ光という場合がある。
２．電子デバイスの製造装置の説明
図１は、電子デバイス製造装置の全体の概略構成例を示す模式図である。図１に示す電子デバイス製造装置は、ＥＵＶ光生成装置１００、及び露光装置２００を含む。露光装置２００は、反射光学系である複数のミラー２１１，２１２を含むマスク照射部２１０と、マスク照射部２１０の反射光学系とは別の反射光学系である複数のミラー２２１，２２２を含むワークピース照射部２２０とを含む。マスク照射部２１０は、ＥＵＶ光生成装置１００から入射したＥＵＶ光１０１によって、ミラー２１１，２１２を介してマスクテーブルＭＴのマスクパターンを照明する。ワークピース照射部２２０は、マスクテーブルＭＴによって反射されたＥＵＶ光１０１を、ミラー２２１，２２２を介してワークピーステーブルＷＴ上に配置された不図示のワークピース上に結像させる。ワークピースはフォトレジストが塗布された半導体ウエハ等の感光基板である。露光装置２００は、マスクテーブルＭＴとワークピーステーブルＷＴとを同期して平行移動させることにより、マスクパターンを反映したＥＵＶ光１０１をワークピースに露光する。以上のような露光工程によって半導体ウエハにデバイスパターンを転写することで半導体デバイスを製造することができる。
図２は、図１に示す電子デバイス製造装置とは別の電子デバイス製造装置の全体の概略構成例を示す模式図である。図２に示す電子デバイス製造装置は、ＥＵＶ光生成装置１００、及び検査装置３００を含む。検査装置３００は、反射光学系である複数のミラー３１１，３１３，３１５を含む照明光学系３１０と、照明光学系３１０の反射光学系とは別の反射光学系である複数のミラー３２１，３２３、及び検出器３２５を含む検出光学系３２０とを含む。照明光学系３１０は、ＥＵＶ光生成装置１００から入射したＥＵＶ光１０１をミラー３１１，３１３，３１５で反射して、マスクステージ３３１に配置されているマスク３３３を照射する。マスク３３３は、パターンが形成される前のマスクブランクスを含む。検出光学系３２０は、マスク３３３からのパターンを反映したＥＵＶ光１０１をミラー３２１，３２３で反射して検出器３２５の受光面に結像させる。ＥＵＶ光１０１を受光した検出器３２５は、マスク３３３の画像を取得する。検出器３２５は、例えばＴＤＩ（Time Delay Integration）カメラである。以上のような工程によって取得したマスク３３３の画像により、マスク３３３の欠陥を検査し、検査の結果を用いて、電子デバイスの製造に適するマスクを選定する。そして、選定したマスクに形成されたパターンを、露光装置２００を用いて感光基板上に露光転写することで電子デバイスを製造することができる。
３．比較例の極端紫外光生成装置の説明
３．１ 構成
比較例のＥＵＶ光生成装置１００について説明する。なお、本開示の比較例とは、出願人のみによって知られていると出願人が認識している形態であって、出願人が自認している公知例ではない。また、以下では、図１に示すように外部装置としての露光装置２００に向けてＥＵＶ光１０１を出射するＥＵＶ光生成装置１００を用いて説明する。なお、図２に示すように外部装置としての検査装置３００にＥＵＶ光１０１を出射するＥＵＶ光生成装置１００についても、同様の作用・効果を得ることができる。
図３は、本例のＥＵＶ光生成装置１００の全体の概略構成例を示す模式図である。図３に示すように、ＥＵＶ光生成装置１００は、チャンバ装置１０、メインパルスレーザ装置１３０を含むメインパルスレーザ光照射システムＭＰＳ、プリパルスレーザ装置１４０を含むプリパルスレーザ光照射システムＰＰＳ、及び制御システム１２０を主な構成として含む。
チャンバ装置１０は、密閉可能な容器である。チャンバ装置１０は、低圧雰囲気の内部空間を囲う内壁１０ｂを含む。また、チャンバ装置１０はサブチャンバ１５を含む。サブチャンバ１５には、サブチャンバ１５の壁を貫通するようにターゲット供給部４０が取り付けられている。ターゲット供給部４０は、タンク４１、ノズル４２、及び圧力調節器４３を含み、ドロップレットターゲットＤＬをチャンバ装置１０の内部空間に供給する。ドロップレットターゲットＤＬは、ドロップレットやターゲットと省略して呼ばれる場合がある。
タンク４１は、その内部にドロップレットターゲットＤＬとなるターゲット物質を貯蔵する。ターゲット物質は、スズを含む。タンク４１の内部は、タンク４１内の圧力を調節する圧力調節器４３と連通している。タンク４１には、ヒータ４４及び温度センサ４５が取り付けられている。ヒータ４４は、ヒータ電源４６から供給される電流により、タンク４１を加熱する。この加熱により、タンク４１内のターゲット物質は溶融する。温度センサ４５は、タンク４１を介してタンク４１内のターゲット物質の温度を測定する。圧力調節器４３、温度センサ４５、及びヒータ電源４６は、制御システム１２０に含まれるプロセッサ１２１に電気的に接続されている。
ノズル４２は、タンク４１に取り付けられ、ターゲット物質を吐出する。ノズル４２には、ピエゾ素子４７が取り付けられている。ピエゾ素子４７は、ピエゾ電源４８に電気的に接続されており、ピエゾ電源４８から印加される電圧で駆動される。ピエゾ電源４８は、プロセッサ１２１に電気的に接続されている。ピエゾ素子４７の動作により、ノズル４２から吐出するターゲット物質はドロップレットターゲットＤＬにされる。
チャンバ装置１０は、ターゲット回収部１４を含む。ターゲット回収部１４は、チャンバ装置１０の内壁１０ｂに取り付けられる箱体であり、チャンバ装置１０の内壁１０ｂに設けられる開口１０ａを介してチャンバ装置１０の内部空間に連通している。開口１０ａはノズル４２の直下に設けられ、ターゲット回収部１４は、開口１０ａを通過してターゲット回収部１４に到達する不要なドロップレットターゲットＤＬを回収するドレインタンクである。
チャンバ装置１０の内壁１０ｂには、少なくとも１つの貫通孔が設けられている。この貫通孔は、ウィンドウ１２によって塞がれ、ウィンドウ１２をメインパルスレーザ装置１３０及びプリパルスレーザ装置１４０から出射されるパルスレーザ光が透過する。
また、チャンバ装置１０の内部空間には、レーザ集光光学系１３が配置されている。レーザ集光光学系１３は、レーザ光集光ミラー１３Ａ及び高反射ミラー１３Ｂを含む。レーザ光集光ミラー１３Ａは、ウィンドウ１２を透過するレーザ光を反射して集光する。高反射ミラー１３Ｂは、レーザ光集光ミラー１３Ａが集光する光を反射する。レーザ光集光ミラー１３Ａ及び高反射ミラー１３Ｂの位置は、レーザ光マニュピレータ１３Ｃにより、チャンバ装置１０の内部空間でのレーザ光の集光位置がプロセッサ１２１から指定された位置になるように調節される。当該集光位置はノズル４２の直下に位置するように調節されており、レーザ光が当該集光位置においてターゲット物質を照射すると、照射によってプラズマが生成されると共に、プラズマからＥＵＶ光１０１が放射される。プラズマが生成される領域をプラズマ生成領域ＡＲと呼ぶことがある。
チャンバ装置１０の内部空間には、例えば、回転楕円面形状の反射面７５ａを含むＥＵＶ光集光ミラー７５が配置される。反射面７５ａは、プラズマ生成領域ＡＲにおいてプラズマから放射されるＥＵＶ光１０１を反射する。反射面７５ａは、第１焦点及び第２焦点を有する。反射面７５ａは、例えば、第１焦点がプラズマ生成領域ＡＲに位置し、第２焦点が中間集光点ＩＦに位置するように配置されてもよい。図３では、第１焦点及び第２焦点を通る直線が焦点直線Ｌ０として示されている。以下では、焦点直線Ｌ０が延びる方向をＺ方向、ドロップレットターゲットＤＬの吐出方向でありＺ方向に直交する方向をＹ方向、Ｚ方向及びＹ方向に直交する方向をＸ方向として説明することがある。
また、ＥＵＶ光生成装置１００は、チャンバ装置１０の内部空間及び露光装置２００の内部空間を連通させる接続部１９を含む。接続部１９の内部には、アパーチャが形成された壁が配置されている。この壁は、アパーチャが第２焦点に位置するように配置されることが好ましい。接続部１９はＥＵＶ光生成装置１００におけるＥＵＶ光１０１の出射口であり、ＥＵＶ光１０１は接続部１９から出射されて露光装置２００に入射する。
また、ＥＵＶ光生成装置１００は、圧力センサ２６及びターゲットセンサ２７を含む。圧力センサ２６及びターゲットセンサ２７は、チャンバ装置１０に取り付けられ、プロセッサ１２１に電気的に接続されている。圧力センサ２６は、チャンバ装置１０の内部空間の圧力を計測し、この圧力を示す信号をプロセッサ１２１に出力する。ターゲットセンサ２７は、例えば撮像機能を含み、プロセッサ１２１からの指示によってノズル４２のノズル孔から吐出するドロップレットターゲットＤＬの存在、軌跡、位置、流速等を検出する。ターゲットセンサ２７は、チャンバ装置１０の内部に配置されてもよいし、チャンバ装置１０の外部に配置されてチャンバ装置１０の壁に設けられる不図示のウィンドウを介してドロップレットターゲットＤＬを検出してもよい。ターゲットセンサ２７は、不図示の受光光学系と、例えばＣＣＤ（Charge-Coupled Device）又はフォトダイオード等の不図示の撮像部とを含む。受光光学系は、ドロップレットターゲットＤＬの検出精度を向上させるために、ドロップレットターゲットＤＬの軌跡及びその周囲における像を撮像部の受光面に結像する。ターゲットセンサ２７の視野内のコントラストを向上させるために配置される不図示の光源部による光の集光領域をドロップレットターゲットＤＬが通過するときに、撮像部はドロップレットターゲットＤＬの軌跡及びその周囲を通る光の変化を検出する。撮像部は、検出した光の変化を、ドロップレットターゲットＤＬのイメージデータに係る信号としての電気信号に変換する。撮像部は、この電気信号をプロセッサ１２１に出力する。
メインパルスレーザ装置１３０は、例えば、ＹＡＧレーザ装置やＣＯ２レーザ装置から成り、バースト動作するマスターオシレータを含み、メインパルスレーザ光ＭＰＬを出射する。なお、バースト動作とは、バーストオン時に連続したメインパルスレーザ光ＭＰＬを所定の繰り返し周波数で出射し、バーストオフ時にメインパルスレーザ光ＭＰＬの出射を抑制する動作である。
プリパルスレーザ装置１４０は、所定方向に偏光する直線偏光を有するプリパルスレーザ光ＰＰＬを出射する。図３の例では、プリパルスレーザ光ＰＰＬの波長は、メインパルスレーザ光ＭＰＬの波長と異なる。従って、例えば、メインパルスレーザ装置１３０がＹＡＧレーザ装置であれば、プリパルスレーザ装置１４０は例えばＣＯ２レーザ装置である。なお、プリパルスレーザ光ＰＰＬ及びメインパルスレーザ光ＭＰＬは、同一波長であってもよい。この場合メインパルスレーザ装置１３０及びプリパルスレーザ装置１４０は、例えば、共にＹＡＧレーザ装置であるか、共にＣＯ２レーザ装置である。プリパルスレーザ装置１４０は、メインパルスレーザ装置１３０からメインパルスレーザ光ＭＰＬが出射するタイミングと異なるタイミングでプリパルスレーザ光ＰＰＬを出射できるように構成される。この制御は、後述の制御システム１２０により制御される。
メインパルスレーザ光ＭＰＬ及びプリパルスレーザ光ＰＰＬの進行方向は、複数のミラーを有するレーザ光デリバリ光学系によって調節される。メインパルスレーザ光ＭＰＬの進行方向を調節するレーザ光デリバリ光学系は、ミラー３１，３２を含む。プリパルスレーザ光ＰＰＬの進行方向を調節するレーザ光デリバリ光学系は、ミラー３３及び光路合成部材３４を含む。光路合成部材３４は、プリパルスレーザ光ＰＰＬの光路とメインパルスレーザ光ＭＰＬの光路とが交差する位置に配置される。このように配置される光路合成部材３４は、本例では、プリパルスレーザ光ＰＰＬを反射しメインパルスレーザ光ＭＰＬを透過させることで、メインパルスレーザ光ＭＰＬの光路とプリパルスレーザ光ＰＰＬの光路とを概ね重ね合わせるダイクロイックミラーである。これらミラー３１，３２，３３及び光路合成部材３４の少なくとも１つの向きは、不図示のアクチュエータで調節され、この調節によりメインパルスレーザ光ＭＰＬやプリパルスレーザ光ＰＰＬがウィンドウ１２から適切にチャンバ装置１０の内部空間に伝搬し得る。なお、プリパルスレーザ光ＰＰＬ及びメインパルスレーザ光ＭＰＬが同一波長でそれぞれの偏光方向が９０°異なる場合、光路合成部材３４はポラライザーであってもよい。
メインパルスレーザ光照射システムＭＰＳは、メインパルスレーザ光ＭＰＬをターゲット物質に照射するシステムである。従って、本例では、メインパルスレーザ光照射システムＭＰＳは、メインパルスレーザ装置１３０の他に、ミラー３１，３２、光路合成部材３４、及びレーザ集光光学系１３を含む。また、プリパルスレーザ光照射システムＰＰＳは、プリパルスレーザ光ＰＰＬをターゲット物質に照射するシステムである。従って、本例では、プリパルスレーザ光照射システムＰＰＳは、プリパルスレーザ装置１４０の他に、ミラー３３、光路合成部材３４、及びレーザ集光光学系１３を含む。
本開示の制御システム１２０のプロセッサ１２１は、制御プログラムが記憶された記憶装置と、当該制御プログラムを実行するＣＰＵ（Central Processing Unit）とを含む処理装置である。プロセッサ１２１は、本開示に含まれる各種処理を実行するために特別に構成又はプログラムされ、ＥＵＶ光生成装置１００全体を制御する。プロセッサ１２１には、圧力センサ２６で計測されたチャンバ装置１０の内部空間の圧力に係る信号や、ターゲットセンサ２７によって撮像されたドロップレットターゲットＤＬのイメージデータに係る信号や、露光装置２００からバースト動作を指示するバースト信号等が入力される。プロセッサ１２１は、上記各種信号を処理し、例えば、ドロップレットターゲットＤＬが吐出されるタイミング、ドロップレットターゲットＤＬの吐出方向等を制御してもよい。また、プロセッサ１２１は、メインパルスレーザ装置１３０及びプリパルスレーザ装置１４０の出射タイミング、メインパルスレーザ光ＭＰＬ及びプリパルスレーザ光ＰＰＬの進行方向や集光位置等を制御してもよい。上述の様々な制御は単なる例示に過ぎず、必要に応じて後述のように他の制御が追加されてもよい。
本例のプロセッサ１２１は、メインパルスレーザ装置１３０と、プリパルスレーザ装置１４０とに、制御システム１２０の遅延回路１２２を介して電気的に接続されている。遅延回路１２２は、プロセッサ１２１から出力されるメインパルスレーザ装置１３０及びプリパルスレーザ装置１４０のトリガ信号を僅かに変化させる。具体的には、メインパルスレーザ装置１３０の照射タイミングがプリパルスレーザ装置１４０の照射タイミングより遅くなるように、メインパルスレーザ装置１３０及びプリパルスレーザ装置１４０に入力されるトリガ信号にずれを生じさせる。
チャンバ装置１０には、エッチングガスをチャンバ装置１０の内部空間に供給する中心側ガス供給部８１が配置されている。上記のように、ターゲット物質はスズを含むため、エッチングガスは、例えば水素ガス濃度が１００％と見做せる水素含有ガスである。或いは、エッチングガスは、例えば水素ガス濃度が３％程度のバランスガスでもよい。バランスガスには、窒素（Ｎ２）ガスやアルゴン（Ａｒ）ガスが含まれている。ところで、ドロップレットターゲットＤＬを構成するターゲット物質がプラズマ生成領域ＡＲでメインパルスレーザ光ＭＰＬを照射されてプラズマ化すると、スズの微粒子及びスズの荷電粒子が生じる。これら微粒子及び荷電粒子を構成するスズは、チャンバ装置１０の内部空間に供給されたエッチングガスに含まれる水素と反応する。スズが水素と反応すると、常温で気体のスタンナン（ＳｎＨ４）になる。
中心側ガス供給部８１は、円錐台の側面状の形状をしており、ＥＵＶ光集光ミラー７５の中央部に形成された貫通孔７５ｃを挿通している。なお、中心側ガス供給部８１は、コーンと呼ばれる場合がある。また、中心側ガス供給部８１は、ノズルである中心側ガス供給口８１ａを含む。中心側ガス供給口８１ａは、反射面７５ａの第１焦点及び第２焦点を通る焦点直線Ｌ０上に設けられる。焦点直線Ｌ０は、反射面７５ａの中心軸方向に沿っている。中心側ガス供給口８１ａは、反射面７５ａの中心側からプラズマ生成領域ＡＲに向かってエッチングガスを供給する。なお、エッチングガスは、焦点直線Ｌ０に沿って反射面７５ａの中心側から反射面７５ａから離れる方向に沿って、中心側ガス供給口８１ａから供給されることが好ましい。中心側ガス供給口８１ａは、中心側ガス供給部８１の不図示の配管を介してタンクである不図示のガス供給装置に接続されており、ガス供給装置からエッチングガスが供給される。ガス供給装置は、プロセッサ１２１によって駆動を制御される。不図示の配管には、バルブである不図示の供給ガス流量調節部が配置されてもよい。
中心側ガス供給口８１ａは、エッチングガスをチャンバ装置１０の内部空間に供給するガス供給口であると共に、プリパルスレーザ光ＰＰＬやメインパルスレーザ光ＭＰＬがチャンバ装置１０の内部空間に出射する出射口でもある。プリパルスレーザ光ＰＰＬ及びメインパルスレーザ光ＭＰＬは、ウィンドウ１２と中心側ガス供給口８１ａとを通過してチャンバ装置１０の内部空間に向かって進行する。
チャンバ装置１０の内壁１０ｂには、排気口１０Ｅが設けられている。焦点直線Ｌ０上には露光装置２００が配置されるため、排気口１０Ｅは、焦点直線Ｌ０の側方における内壁１０ｂに設けられている。排気口１０Ｅの中心軸に沿う方向は、例えば、焦点直線Ｌ０に直交している。また、排気口１０Ｅは、焦点直線Ｌ０に垂直な方向から見る場合において、プラズマ生成領域ＡＲを基準として反射面７５ａとは反対側に設けられている。排気口１０Ｅは、チャンバ装置１０の内部空間のガスを排気する。排気口１０Ｅは排気管１０Ｐに接続されており、排気管１０Ｐは排気ポンプ６０に接続されている。
上記のようにターゲット物質がプラズマ生成領域ＡＲにおいてプラズマ化する際、排ガスとしての残留ガスがチャンバ装置１０の内部空間に生成される。残留ガスは、ターゲット物質のプラズマ化により生じたスズの微粒子及び荷電粒子と、それらがエッチングガスと反応したスタンナンと、未反応のエッチングガスとを含む。なお、荷電粒子の一部はチャンバ装置１０の内部空間で中性化するが、この中性化した荷電粒子も残留ガスに含まれる。残留ガスは、排気口１０Ｅと排気管１０Ｐとを介して排気ポンプ６０に吸引される。
３．２ 動作
次に、比較例のＥＵＶ光生成装置１００の動作について説明する。
ＥＵＶ光生成装置１００では、例えば、新規導入時やメンテナンス時等において、チャンバ装置１０の内部空間の大気が排気される。その際、大気成分の排気のために、チャンバ装置１０の内部空間のパージと排気とを繰り返してもよい。パージガスには、例えば、窒素やアルゴンなどの不活性ガスが用いられることが好ましい。その後、チャンバ装置１０の内部空間の圧力が所定の圧力以下になると、プロセッサ１２１は、ガス供給装置から中心側ガス供給部８１を介してチャンバ装置１０の内部空間へのエッチングガスの導入を開始させる。このときプロセッサ１２１は、チャンバ装置１０の内部空間の圧力が所定の圧力に維持されるように、不図示の供給ガス流量調節部や排気ポンプ６０を制御してもよい。その後、プロセッサ１２１は、エッチングガスの導入開始から所定時間が経過するまで待機する。
また、プロセッサ１２１は、排気ポンプ６０により、チャンバ装置１０の内部空間の気体を排気口１０Ｅから排気させ、圧力センサ２６で計測されたチャンバ装置１０の内部空間の圧力を示す信号に基づいて、チャンバ装置１０の内部空間の圧力を略一定に保つ。
また、プロセッサ１２１は、タンク４１内のターゲット物質を融点以上の所定温度に加熱及び維持するために、ヒータ電源４６からヒータ４４に電流を供給させ、ヒータ４４を昇温させる。このとき、プロセッサ１２１は、温度センサ４５からの出力に基づいて、ヒータ電源４６からヒータ４４へ供給される電流の値を調節し、ターゲット物質の温度を所定温度に制御する。なお、所定温度は、ターゲット物質がスズである場合、スズの融点２３１．９３℃以上の温度であり、例えば２４０℃以上２９０℃以下である。こうしてドロップレットターゲットＤＬを吐出する準備が完了する。
準備が完了すると、プロセッサ１２１は、ノズル４２のノズル孔から溶融したターゲット物質が所定の流速で吐出するように、圧力調節器４３によって、不図示のガス供給源から不活性ガスをタンク４１内に供給し、タンク４１内の圧力を調節する。この圧力下で、ターゲット物質は、ノズル４２のノズル孔からチャンバ装置１０中に吐出する。ノズル孔から吐出するターゲット物質は、ジェットの形態をとってもよい。このとき、プロセッサ１２１は、ドロップレットターゲットＤＬを生成するために、ピエゾ電源４８からピエゾ素子４７に所定波形の電圧を印加する。ピエゾ電源４８は、電圧値の波形が例えば正弦波状、矩形波状、或いはのこぎり波状となるように、電圧を印加する。ピエゾ素子４７の振動は、ノズル４２を経由してノズル４２のノズル孔から吐出するターゲット物質へと伝搬し得る。ターゲット物質は、この振動により所定周期で分断され、液滴のドロップレットターゲットＤＬとなる。ドロップレットターゲットＤＬの直径は、概ね２０μｍ以下である。
ドロップレットターゲットＤＬが吐出されると、ターゲットセンサ２７は、チャンバ装置１０の内部空間の所定位置を通過するドロップレットターゲットＤＬの通過タイミングを検出する。プロセッサ１２１は、ドロップレットターゲットＤＬにプリパルスレーザ光ＰＰＬが照射されるように、ターゲットセンサ２７からの信号に基づいて、プリパルスレーザ装置１４０からプリパルスレーザ光ＰＰＬが出射するタイミングを制御して、トリガ信号を出力する。プロセッサ１２１から出力されたトリガ信号は、遅延回路１２２を介してプリパルスレーザ装置１４０及びメインパルスレーザ装置１３０に入力する。ただし、遅延回路１２２は、トリガ信号をメインパルスレーザ装置１３０よりも先にプリパルスレーザ装置１４０に入力する。プリパルスレーザ装置１４０は、トリガ信号が入力されると、プリパルスレーザ光ＰＰＬを出射する。プリパルスレーザ光ＰＰＬが出射するタイミングにおいて、メインパルスレーザ光ＭＰＬは出射しない。
プリパルスレーザ光ＰＰＬは、時間的なパルス幅が例えば１０ｐｓ以上１００ｐｓ以下のピコ秒パルスレーザ光、又は、パルス幅が例えば１０ｎｓ以上３００ｎｓ以下のナノ秒パルスレーザ光である。なお、上記パルス幅は、レーザ光の強度が最大値となる前後において、当該強度が当該最大値の半値となる時間同士の間隔を指す。ピコ秒パルスレーザ光とナノ秒パルスレーザ光とで、１パルス当たりのエネルギーは概ね等しい。従って、ピコ秒パルスレーザ光の方がナノ秒パルスレーザ光よりも高いエネルギー密度を有する。なお、プリパルスレーザ光ＰＰＬのフルーエンスは、例えば０．１Ｊ／ｃｍ２以上１００Ｊ／ｃｍ２以下である。好ましくは、当該フルーエンスは、ピコ秒パルスレーザ光の場合１Ｊ／ｃｍ２以上２０Ｊ／ｃｍ２以下であり、ナノ秒パルスレーザ光の場合１Ｊ／ｃｍ２以上３Ｊ／ｃｍ２以下である。プリパルスレーザ装置１４０から出射し直線偏光を有するプリパルスレーザ光ＰＰＬは、ミラー３３、光路合成部材３４で反射され、レーザ集光光学系１３を介して、ドロップレットターゲットＤＬに照射される。このとき、プロセッサ１２１は、プリパルスレーザ光ＰＰＬがプラズマ生成領域ＡＲの近傍に集光するように、レーザ集光光学系１３のレーザ光マニュピレータ１３Ｃを制御する。プリパルスレーザ光ＰＰＬが照射されたドロップレットターゲットＤＬは、レーザ光のエネルギーによりレーザアブレーションされることで拡散し、拡散ターゲットとなる。従って、プリパルスレーザ光照射システムＰＰＳは、ドロップレットターゲットＤＬにプリパルスレーザ光ＰＰＬを照射して拡散ターゲットを生成するシステムである。
拡散ターゲットは、ドロップレットターゲットＤＬが拡散したターゲットであるため、ドロップレットターゲットＤＬよりも、径が大きく、ターゲット物質の密度が低い。
プリパルスレーザ装置１４０にトリガ信号が入力するタイミングから遅れて、メインパルスレーザ装置１３０にトリガ信号が入力すると、メインパルスレーザ装置１３０はメインパルスレーザ光ＭＰＬを出射する。プリパルスレーザ光ＰＰＬが出射するタイミングとメインパルスレーザ光ＭＰＬが出射するタイミングとの時間差は、例えば、ピコ秒パルスレーザ光の場合５０ｎｓ以上５００ｎｓ以下、ナノ秒パルスレーザ光の場合５０ｎｓ以上１５０ｎｓ以下である。プロセッサ１２１及び遅延回路１２２は、拡散ターゲットにメインパルスレーザ光ＭＰＬが照射されるように、メインパルスレーザ装置１３０からメインパルスレーザ光ＭＰＬが出射するタイミングを制御して、発光トリガ信号を出力する。
メインパルスレーザ光ＭＰＬは、パルス幅が例えば１ｎｓ以上５０ｎｓ以下のレーザ光であり、より好ましくは、１５ｎｓ以上２０ｎｓ以下のレーザ光である。メインパルスレーザ装置１３０から出射するメインパルスレーザ光ＭＰＬは、ミラー３１，３２で反射され、光路合成部材３４を透過し、レーザ集光光学系１３を介して、プラズマ生成領域ＡＲにおいて拡散ターゲットに照射される。このとき、プロセッサ１２１は、メインパルスレーザ光ＭＰＬがプラズマ生成領域ＡＲに集光するように、レーザ集光光学系１３のレーザ光マニュピレータ１３Ｃを制御する。メインパルスレーザ光ＭＰＬが照射された拡散ターゲットは、レーザ光のエネルギーによりプラズマとなり、このプラズマからＥＵＶ光を含む光が放射される。従って、メインパルスレーザ光照射システムＭＰＳは、拡散ターゲットにメインパルスレーザ光ＭＰＬを照射してＥＵＶ光を生成するシステムである。
このようにターゲット物質の密度が下げられた拡散ターゲットにメインパルスレーザ光ＭＰＬが照射されることで、ドロップレットターゲットＤＬに直接メインパルスレーザ光ＭＰＬが照射される場合と比べて、多くのターゲット物質がプラズマ化し、効率良くＥＵＶ光を放射させ得る。
プラズマ生成領域ＡＲで発生したＥＵＶ光を含む光のうち、ＥＵＶ光１０１は、ＥＵＶ光集光ミラー７５によって中間集光点ＩＦで集光された後、接続部１９から露光装置２００に入射する。
なお、ターゲット物質がプラズマ化する際、上記のようにスズの微粒子が生じる。この微粒子は、チャンバ装置１０の内部空間に拡散する。チャンバ装置１０の内部空間に拡散する微粒子は、中心側ガス供給部８１から供給される水素を含むエッチングガスと反応してスタンナンになる。エッチングガスとの反応により得られたスタンナンの多くは、未反応のエッチングガスの流れに乗って、排気口１０Ｅに流入する。また、未反応の荷電粒子、微粒子、及びエッチングガスの少なくとも一部は、排気口１０Ｅに流入する。
排気口１０Ｅに流入した未反応のエッチングガス、微粒子、荷電粒子、及びスタンナン等は、残留ガスとして排気管１０Ｐから排気ポンプ６０内に流入し無害化等の所定の排気処理が施される。
３．３ 課題
比較例のＥＵＶ光生成装置１００では、プリパルスレーザ装置１４０は直線偏光を有するプリパルスレーザ光ＰＰＬを出射する。直線偏光を有するプリパルスレーザ光ＰＰＬがドロップレットターゲットＤＬに照射される際、拡散ターゲットは当該プリパルスレーザ光ＰＰＬの偏光方向以外の方向よりも当該偏光方向に長い形状に広がる傾向にある。ところで、メインパルスレーザ光ＭＰＬの光軸に垂直な断面は、一般的に円形状である。図４は、拡散ターゲットＤＴと拡散ターゲットＤＴに照射される際のメインパルスレーザ光ＭＰＬの断面との関係の一例を示す図である。図５は、拡散ターゲットＤＴと拡散ターゲットＤＴに照射される際のメインパルスレーザ光ＭＰＬの断面との関係の別の一例を示す図である。図４及び図５では、見易さのため拡散ターゲットＤＴを破線で示している。図４に示すようにメインパルスレーザ光ＭＰＬの断面の直径が拡散ターゲットＤＴの断面の長手方向における長さよりも短い場合、メインパルスレーザ光ＭＰＬが拡散ターゲットＤＴの一部に照射されない。従って、一部のターゲット物質がプラズマ化され難くなり、プラズマ化されない未反応のターゲット物質は、排気管１０Ｐから排出されたり、デブリとなってチャンバ装置１０の内壁１０ｂやＥＵＶ光集光ミラー７５の反射面７５ａに付着したりする。これとは逆に、図５に示すようにメインパルスレーザ光ＭＰＬの断面の直径が拡散ターゲットＤＴの断面の長手方向における長さよりも長い場合、メインパルスレーザ光ＭＰＬの断面が拡散ターゲットＤＴよりも大きくなる。従って、メインパルスレーザ光ＭＰＬの一部が拡散ターゲットＤＴに照射されず、メインパルスレーザ光ＭＰＬにロスが生じる。このため、効率良くＥＵＶ光を生成させたいとの要請がある。
そこで、以下の実施形態では、効率良くＥＵＶ光を生成し得るＥＵＶ光生成装置が例示される。
４．実施形態１の極端紫外光生成装置の説明
次に、実施形態１のＥＵＶ光生成装置１００の構成を説明する。なお、上記において説明した構成と同様の構成については同一の符号を付し、特に説明する場合を除き、重複する説明は省略する。
４．１ 構成
図６は、本実施形態のＥＵＶ光生成装置１００の全体の概略構成例を示す模式図である。本実施形態のＥＵＶ光生成装置１００では、メインパルスレーザ光照射システムＭＰＳが整形部１５０を含む点において、比較例のメインパルスレーザ光照射システムＭＰＳと異なる。
整形部１５０は、メインパルスレーザ光ＭＰＬの進行方向に対して光路合成部材３４よりも上流側に配置される。図６では、整形部１５０がミラー３１及びミラー３２の間に配置されている例を示している。
図７は、整形部１５０の概略構成例を示す一部断面図である。具体的には、図７は、メインパルスレーザ光ＭＰＬの光軸を含む面における整形部１５０の一部断面図である。整形部１５０は、台座１５１と、回転ステージ１５３と、アクチュエータ１５５ａ，１５５ｂと、筐体１５７と、シリンドリカル凹レンズ１５９ａと、シリンドリカル凸レンズ１５９ｂと、ホルダ１６１ａ，１６１ｂと、ベース部材１６３と、ステージ１６５とを含む。図７では、回転ステージ１５３及び筐体１５７を断面にて示している。
筐体１５７の側壁には、メインパルスレーザ光ＭＰＬの入射口としての開口１５７ａと、メインパルスレーザ光ＭＰＬの出射口としての開口１５７ｂとが設けられている。また、筐体１５７の底壁にはベース部材１６３が配置され、ベース部材１６３にはシリンドリカル凹レンズ１５９ａを保持するホルダ１６１ａ及びステージ１６５が配置される。ステージ１６５には、シリンドリカル凸レンズ１５９ｂを保持するホルダ１６１ｂが配置される。
シリンドリカル凹レンズ１５９ａの凹面は開口１５７ａに向かい合い、シリンドリカル凸レンズ１５９ｂはシリンドリカル凹レンズ１５９ａ及び開口１５７ｂの間に位置する。また、シリンドリカル凸レンズ１５９ｂの凸面は開口１５７ｂに向かい合い、シリンドリカル凸レンズ１５９ｂの凸面とは反対側の平面は、シリンドリカル凹レンズ１５９ａの凹面とは反対側の平面に向かい合う。メインパルスレーザ光ＭＰＬがシリンドリカル凹レンズ１５９ａを透過すると、メインパルスレーザ光ＭＰＬの光軸に垂直な断面は所定方向に拡がる。このメインパルスレーザ光ＭＰＬがシリンドリカル凸レンズ１５９ｂを透過すると、所定方向に拡がったメインパルスレーザ光ＭＰＬはコリメートされる。
アクチュエータ１５５ｂは筐体１５７の外壁に取り付けられ、アクチュエータ１５５ｂの軸はメインパルスレーザ光ＭＰＬの光軸に沿って延在しており、アクチュエータ１５５ｂの軸の先端はステージ１６５の側面に接続されている。また、アクチュエータ１５５ｂは、プロセッサ１２１に電気的に接続され、プロセッサ１２１からの制御信号により軸をメインパルスレーザ光ＭＰＬの光軸に沿って移動させてステージ１６５を押し引きする。これにより、シリンドリカル凸レンズ１５９ｂが移動し、シリンドリカル凹レンズ１５９ａ及びシリンドリカル凸レンズ１５９ｂの距離が調整される。
整形部１５０は、上記距離の調整によって、拡散ターゲットＤＴに照射される際のメインパルスレーザ光ＭＰＬの光軸に垂直な断面をプリパルスレーザ光ＰＰＬの偏光方向以外の方向よりも当該偏光方向に長い形状に整形し、偏光方向における断面の長さを調整する。このようなメインパルスレーザ光ＭＰＬの断面は、偏光方向に長い楕円形状である。当該断面は、メインパルスレーザ光ＭＰＬの断面における強度分布のうちの当該メインパルスレーザ光ＭＰＬの強度が当該強度の最大値の半値以上の領域における断面である。
回転ステージ１５３及びアクチュエータ１５５ａは、台座１５１に配置される。回転ステージ１５３は筒状であり、回転ステージ１５３の内側において筐体１５７が支持される。アクチュエータ１５５ａは、回転ステージ１５３に接続されると共にプロセッサ１２１に電気的に接続されており、筐体１５７を通過するメインパルスレーザ光ＭＰＬの光軸の軸周りに回転ステージ１５３をプロセッサ１２１からの制御信号によって回転させる。これにより、筐体１５７の内部のシリンドリカル凹レンズ１５９ａ及びシリンドリカル凸レンズ１５９ｂが回転し、拡散ターゲットＤＴに照射される際のメインパルスレーザ光ＭＰＬの光軸に垂直な断面も光軸の軸周り方向に回転する。
なお、ステージ１６５には、ホルダ１６１ｂではなくホルダ１６１ａが配置されてもよい。或いは、ホルダ１６１ａ，１６１ｂは個別に別々のステージ１６５に配置され、それぞれのステージ１６５にアクチュエータ１５５ｂが個別に接続されてもよい。そして、アクチュエータ１５５ｂは、シリンドリカル凹レンズ１５９ａ及びシリンドリカル凸レンズ１５９ｂの少なくとも一方をメインパルスレーザ光ＭＰＬの光軸に沿って移動させ、シリンドリカル凹レンズ１５９ａ及びシリンドリカル凸レンズ１５９ｂの距離を調整してもよい。
４．２ 動作
次に、本実施形態におけるＥＵＶ光生成装置１００の動作について説明する。
比較例と同様にドロップレットターゲットＤＬがターゲット供給部４０から吐出されると、プリパルスレーザ装置１４０は、直線偏光を有するプリパルスレーザ光ＰＰＬを出射する。そしてプリパルスレーザ光ＰＰＬがドロップレットターゲットＤＬに照射されると、拡散ターゲットＤＴが生成される。拡散ターゲットＤＴは、ドロップレットターゲットＤＬに照射される際の直線偏光を有するプリパルスレーザ光ＰＰＬによって、プリパルスレーザ光ＰＰＬの偏光方向以外の方向よりも当該偏光方向に長い形状に広がる傾向にある。以下に説明する図８の配置では、例えばＸＺ平面を、直線偏光を有するプリパルスレーザ光ＰＰＬの入射面として説明する。また、ドロップレットターゲットＤＬに照射される際のプリパルスレーザ光ＰＰＬがＳ偏光を有する場合、当該プリパルスレーザ光ＰＰＬの偏光方向はＹ方向である。また、ドロップレットターゲットＤＬに照射される際のプリパルスレーザ光ＰＰＬがＰ偏光を有する場合、当該プリパルスレーザ光ＰＰＬの偏光方向はＸ方向である。
図８は、本実施形態における拡散ターゲットＤＴと拡散ターゲットＤＴに照射される際のメインパルスレーザ光ＭＰＬの断面との関係の一例を示す図である。Ｓ偏光を有するプリパルスレーザ光ＰＰＬがドロップレットターゲットＤＬに照射されると、図８において破線で示すように拡散ターゲットＤＴはＹ方向に長い楕円形状に広がる傾向にある。図８に実線で示すメインパルスレーザ光ＭＰＬの断面については後述する。なお、Ｐ偏光を有するプリパルスレーザ光ＰＰＬがドロップレットターゲットＤＬに照射されると、拡散ターゲットＤＴはＸ方向に長い楕円形状に広がる傾向にある。
次に、本実施形態のプロセッサ１２１は、ターゲットセンサ２７によって撮像された拡散ターゲットＤＴの形状に係る信号から長手方向における拡散ターゲットＤＴの長さ及び長手方向に直交する方向における拡散ターゲットＤＴの長さを計測する。そして、プロセッサ１２１は、計測結果からアクチュエータ１５５ｂを制御して、シリンドリカル凹レンズ１５９ａ及びシリンドリカル凸レンズ１５９ｂの距離を調整する。また、プロセッサ１２１は、計測結果からアクチュエータ１５５ａを制御して、筐体１５７をメインパルスレーザ光ＭＰＬの光軸の軸周りに回転させる。
次に、比較例と同様にメインパルスレーザ装置１３０はメインパルスレーザ光ＭＰＬを出射し、メインパルスレーザ光ＭＰＬは整形部１５０のシリンドリカル凹レンズ１５９ａ及びシリンドリカル凸レンズ１５９ｂを透過する。そして、メインパルスレーザ光ＭＰＬは、ミラー３２で反射され、光路合成部材３４及びウィンドウ１２を透過し、ミラー１３Ａ，１３Ｂで反射され、拡散ターゲットＤＴに照射される。拡散ターゲットＤＴに照射される際のメインパルスレーザ光ＭＰＬの光軸に垂直な断面は、整形部１５０によってプリパルスレーザ光ＰＰＬの偏光方向以外の方向よりも当該偏光方向に長い楕円形状に整形される。上記の距離の調整によって、長手方向におけるメインパルスレーザ光ＭＰＬの断面の長さは、長手方向における拡散ターゲットＤＴの長さに近づく。図８では、実線で示すメインパルスレーザ光ＭＰＬの当該長さをＬ１で示し、見易さのためメインパルスレーザ光ＭＰＬを僅かに拡散ターゲットＤＴよりも大きくしている。長さＬ１は、上記の距離が短くなると短くされ、上記の距離が長くなると長くされる。プロセッサ１２１は、長さＬ１が２０μｍ以上１００μｍ以上なるように、距離を調整する。また、筐体１５７の回転により、シリンドリカル凹レンズ１５９ａ及びシリンドリカル凸レンズ１５９ｂが回転し、拡散ターゲットＤＴに照射される際のメインパルスレーザ光ＭＰＬの断面の長軸のＸ方向に対する傾きが調整される。ドロップレットターゲットＤＬに照射される際のＳ偏光を有するプリパルスレーザ光ＰＰＬに対して、プロセッサ１２１は、回転によって図８に示すようにメインパルスレーザ光ＭＰＬの楕円形状の断面をＹ方向に縦長にする。また、ドロップレットターゲットＤＬに照射される際のＰ偏光を有するプリパルスレーザ光ＰＰＬに対して、プロセッサ１２１は、回転によってメインパルスレーザ光ＭＰＬの楕円形状の断面をＸ方向に縦長にする。距離及び長軸の傾きの調整によって、拡散ターゲットＤＴに対するメインパルスレーザ光ＭＰＬの照射のずれが抑制される。
長さＬ１及び長軸の傾きが調整されたメインパルスレーザ光ＭＰＬは拡散ターゲットＤＴに照射され、拡散ターゲットＤＴからＥＵＶ光１０１が放射される。
４．３ 作用・効果
以上説明したように、本実施形態の拡散ターゲットＤＴに照射される際のメインパルスレーザ光ＭＰＬの光軸に垂直な断面は、ドロップレットターゲットＤＬに照射される際のプリパルスレーザ光ＰＰＬの偏光方向以外の方向よりも当該偏光方向に長い形状である。
プリパルスレーザ光照射システムＰＰＳは、プリパルスレーザ光ＰＰＬをターゲット供給部４０からチャンバ装置１０中に吐出されるドロップレットターゲットＤＬに照射して拡散ターゲットＤＴを生成する。生成された拡散ターゲットＤＴは、ドロップレットターゲットＤＬに照射される際のプリパルスレーザ光ＰＰＬの偏光方向以外の方向よりも偏光方向に長い形状に広がる傾向にある。上記の構成では、拡散ターゲットＤＴに照射される際のメインパルスレーザ光ＭＰＬは、メインパルスレーザ光ＭＰＬの光軸に垂直な断面がプリパルスレーザ光ＰＰＬの偏光方向以外の方向よりも当該偏光方向に長い形状である。このため、メインパルスレーザ光ＭＰＬの断面が円形状で、当該円の直径がプリパルスレーザ光ＰＰＬの偏光方向における拡散ターゲットＤＴの長さよりも短い場合に比べ、メインパルスレーザ光ＭＰＬが拡散ターゲットＤＴの一部に照射されないことが抑制され得る。従って、ドロップレットターゲットＤＬは、プラズマ化され易くなり得る。また、これとは逆に、円の直径がプリパルスレーザ光ＰＰＬの偏光方向における拡散ターゲットＤＴの長さよりも長い場合に比べて、メインパルスレーザ光ＭＰＬのロスが抑制され得る。従って、本実施形態のＥＵＶ光生成装置１００によれば、効率良くＥＵＶ光１０１を生成させ得る。
また、本実施形態の整形部１５０は、シリンドリカル凹レンズ１５９ａと、シリンドリカル凸レンズ１５９ｂと、シリンドリカル凹レンズ１５９ａ及びシリンドリカル凸レンズ１５９ｂの距離を調整するアクチュエータ１５５ｂとを含む。上記の構成では、アクチュエータ１５５ｂによるシリンドリカル凹レンズ１５９ａ及びシリンドリカル凸レンズ１５９ｂの距離の調整によって、拡散ターゲットＤＴに照射される際のメインパルスレーザ光ＭＰＬの断面の長手方向における長さが調整され得る。従って、適切な断面を有するメインパルスレーザ光ＭＰＬが拡散ターゲットＤＴに照射され得る。
また、プロセッサ１２１は、アクチュエータ１５５ｂによってシリンドリカル凹レンズ１５９ａ及びシリンドリカル凸レンズ１５９ｂの距離の調整を制御する。従って、ＥＵＶ光生成装置１００の管理者がシリンドリカル凹レンズ１５９ａ及びシリンドリカル凸レンズ１５９ｂの距離を手動で調整する場合に比べて、当該調整に対する管理者の負担が軽減し得る。
また、整形部１５０は、メインパルスレーザ光ＭＰＬの進行方向に対して光路合成部材３４よりも上流側に配置される。上記の構成によれば、メインパルスレーザ光ＭＰＬのみが整形部１５０に進行する。従って、整形部１５０は、拡散ターゲットＤＴに照射される際のメインパルスレーザ光ＭＰＬの断面のみを、ドロップレットターゲットＤＬに照射される際のプリパルスレーザ光ＰＰＬの偏光方向以外の方向よりも当該偏光方向に長い形状に整形し得る。
なお、本実施形態のＥＵＶ光生成装置１００では、メインパルスレーザ光ＭＰＬとプリパルスレーザ光ＰＰＬとは、異なる波長であるが偏光方向が一致していても異なっていてもよい。この場合、光路合成部材３４は、ダイクロイックミラーである。また、メインパルスレーザ光ＭＰＬとプリパルスレーザ光ＰＰＬとは、同一波長で互いに偏光方向が９０°異なるレーザ光であってもよい。この場合、光路合成部材３４はポラライザーである。また、この場合、メインパルスレーザ装置１３０及びプリパルスレーザ装置１４０は、例えば、共にＹＡＧレーザ装置であるか、共にＣＯ２レーザ装置であってもよい。ポラライザーの偏光方向をメインパルスレーザ光ＭＰＬの偏光方向に一致させることで、メインパルスレーザ光ＭＰＬはポラライザーを透過する。また、ポラライザーの偏光方向をプリパルスレーザ光ＰＰＬの偏光方向と変えることで、ポラライザーはプリパルスレーザ光ＰＰＬを反射する。
５．実施形態２の極端紫外光生成装置の説明
次に、実施形態２のＥＵＶ光生成装置１００の構成を説明する。なお、上記において説明した構成と同様の構成については同一の符号を付し、特に説明する場合を除き、重複する説明は省略する。
５．１ 構成
図９は、本実施形態のＥＵＶ光生成装置１００の全体の概略構成例を示す模式図である。本実施形態のＥＵＶ光生成装置１００は、露光装置２００ではなく検査装置３００に向けてＥＵＶ光１０１を出射するＥＵＶ光生成装置１００である。この場合、本実施形態のＥＵＶ光生成装置１００では、露光装置２００に向けてＥＵＶ光１０１を出射するＥＵＶ光生成装置１００に比べて、ＥＵＶ光１０１に対するＥＵＶ光集光ミラー７５の捕集立体角を制限してもよい。捕集立体角の制限によって、ＥＵＶ光集光ミラー７５は、露光装置２００に向けてＥＵＶ光１０１を出射するＥＵＶ光生成装置１００に用いられる場合に比べて小さくできる。従って、本実施形態のＥＵＶ光生成装置１００では、ＥＵＶ光集光ミラー７５は、ドロップレットターゲットＤＬに照射される際のプリパルスレーザ光ＰＰＬの光軸の軸周り方向における光軸の周囲の全周に亘ってではなく当該光軸の周囲の一部に配置される点で、実施形態１のＥＵＶ光集光ミラー７５とは異なる。つまり、ＥＵＶ光集光ミラー７５は、ドロップレットターゲットＤＬに照射される際のプリパルスレーザ光ＰＰＬの光軸から側方に偏在した位置に配置される。また、ＥＵＶ光集光ミラー７５は、当該光軸の側方における所定範囲内にＥＵＶ光集光ミラー７５が配置される点で、実施形態１のＥＵＶ光集光ミラー７５とは異なる。図１０は、拡散ターゲットＤＴを生成する際のプリパルスレーザ光ＰＰＬの光軸に対するＥＵＶ光集光ミラー７５の配置位置をＹ方向から視る図である。ＥＵＶ光集光ミラー７５における所定範囲は、ドロップレットターゲットＤＬに照射される際のプリパルスレーザ光ＰＰＬの光軸に対して例えば３３°以上１０５°以内の範囲である。
本実施形態のＥＵＶ光生成装置１００では、メインパルスレーザ装置１３０はＸ方向の偏光を有するメインパルスレーザ光ＭＰＬを出射し、プリパルスレーザ装置１４０はＸ方向の偏光を有するプリパルスレーザ光ＰＰＬを出射する。また、本実施形態のＥＵＶ光生成装置１００では、メインパルスレーザ光ＭＰＬとプリパルスレーザ光ＰＰＬとは、同一波長である。このため光路合成部材３４は、ポラライザーである。
ところで、本実施形態とは異なり、Ｘ方向の偏光を有するプリパルスレーザ光ＰＰＬによって拡散ターゲットＤＴが生成される場合について説明する。この場合、図１０に示すように、当該拡散ターゲットＤＴはドロップレットターゲットＤＬに照射される際のプリパルスレーザ光ＰＰＬの偏光方向であるＸ方向に広がる傾向にあり、当該拡散ターゲットＤＴから発生するデブリ１７１はＸ方向に飛散する傾向にある。ＥＵＶ光集光ミラー７５が所定範囲に配置される場合、ＥＵＶ光集光ミラー７５はデブリ１７１の飛散先に位置することになるため、デブリ１７１がＥＵＶ光集光ミラー７５に飛散して付着することがある。
そこで、本実施形態のＥＵＶ光生成装置１００では、プリパルスレーザ光照射システムＰＰＳが図９に示すようにλ／２波長板１４１を含む点において、実施形態１のプリパルスレーザ光照射システムＰＰＳと異なる。λ／２波長板１４１は、プリパルスレーザ光ＰＰＬの進行方向に対して光路合成部材３４よりも上流側に配置される。図９では、λ／２波長板１４１がミラー３３と光路合成部材３４との間に配置されている例が示されている。
図１１は、プリパルスレーザ光ＰＰＬによって生成された拡散ターゲットＤＴをＹ方向から視る図である。λ／２波長板１４１は、ドロップレットターゲットＤＬに照射される際のプリパルスレーザ光ＰＰＬの偏光方向を、ドロップレットターゲットＤＬに照射される際のプリパルスレーザ光ＰＰＬの光軸からＥＵＶ光集光ミラー７５に向かう方向とは異なる方向に変える。λ／２波長板１４１は、Ｘ方向の偏光を有するプリパルスレーザ光ＰＰＬの偏光方向を回転させて、当該プリパルスレーザ光ＰＰＬをＹ方向の偏光を有するプリパルスレーザ光ＰＰＬに変える。つまり、λ／２波長板１４１は、プラズマ生成領域ＡＲからＥＵＶ光集光ミラー７５に進行するＥＵＶ光１０１の中心軸Ｃ１及びＥＵＶ光集光ミラー７５によって反射されるＥＵＶ光１０１の中心軸Ｃ２を含むＸＺ平面に垂直なＹ方向に、ドロップレットターゲットＤＬに照射される際のプリパルスレーザ光ＰＰＬの偏光方向を変える。
５．２ 作用・効果
図１２は、図１１に示す拡散ターゲットＤＴをＺ方向から視る図である。図１１及び図１２に示すように、本実施形態のＥＵＶ光集光ミラー７５は、プラズマ生成領域ＡＲを通過する直線であってドロップレットターゲットＤＬに照射される際のプリパルスレーザ光ＰＰＬの偏光方向に延びる当該直線を横切らないように、ドロップレットターゲットＤＬに照射される際のプリパルスレーザ光ＰＰＬの光軸から側方に偏在した位置に配置される。Ｙ方向の偏光を有するプリパルスレーザ光ＰＰＬによって発生する拡散ターゲットＤＴは、ドロップレットターゲットＤＬに照射される際のプリパルスレーザ光ＰＰＬの偏光方向であるＹ方向に広がる傾向にある。また、当該拡散ターゲットＤＴから発生するデブリ１７１は、Ｙ方向に飛散する傾向にある。このため、ＥＵＶ光集光ミラー７５へのデブリ１７１の飛散が抑制され得る。また、ＥＵＶ光集光ミラー７５へのデブリ１７１の付着が抑制されることで、ＥＵＶ光生成装置１００の不具合が抑制され得る。
６．実施形態３の極端紫外光生成装置の説明
次に、実施形態３のＥＵＶ光生成装置１００の構成を説明する。なお、上記において説明した構成と同様の構成については同一の符号を付し、特に説明する場合を除き、重複する説明は省略する。
６．１ 構成
図１３は、本実施形態のＥＵＶ光生成装置１００の全体の概略構成例を示す模式図である。本実施形態のＥＵＶ光生成装置１００では、メインパルスレーザ光照射システムＭＰＳ及びプリパルスレーザ光照射システムＰＰＳのそれぞれの構成が実施形態２のそれぞれの構成とは異なる。
本実施形態のメインパルスレーザ光照射システムＭＰＳは、メインパルスレーザ装置１３０、ミラー３１，３２、整形部１５０、λ／２波長板１３１、レーザ光集光ミラー１３Ｄ、及び高反射ミラー１３Ｅを含む。
λ／２波長板１３１は、メインパルスレーザ光ＭＰＬの進行方向に対して整形部１５０よりも下流側に配置される。図１３では、λ／２波長板１３１は、ミラー３２の上流側に配置される例が示されている。図１４は、Ｙ方向の偏光を有するメインパルスレーザ光ＭＰＬを照射される拡散ターゲットＤＴをＹ方向から視る図である。λ／２波長板１３１は、拡散ターゲットＤＴに照射される際のメインパルスレーザ光ＭＰＬの偏光方向を、拡散ターゲットＤＴに照射される際のメインパルスレーザ光ＭＰＬの光軸からＥＵＶ光集光ミラー７５に向かう方向とは異なる方向に変える。λ／２波長板１３１は、Ｘ方向の偏光を有するメインパルスレーザ光ＭＰＬの偏光方向を回転させて、当該メインパルスレーザ光ＭＰＬをＹ方向の偏光を有するメインパルスレーザ光ＭＰＬに変える。つまり、λ／２波長板１３１は、中心軸Ｃ１及び中心軸Ｃ２を含むＸＺ平面に垂直なＹ方向に、拡散ターゲットＤＴに照射される際のメインパルスレーザ光ＭＰＬの偏光方向を変える。当該メインパルスレーザ光ＭＰＬは、図１３に示すようにミラー３２によって反射されてチャンバ装置１０の内壁１０ｂに設けられているウィンドウ１２ａを透過してレーザ光集光ミラー１３Ｄに進行する。
レーザ光集光ミラー１３Ｄ及び高反射ミラー１３Ｅは、レーザ集光光学系１３に含まれ、チャンバ装置１０の内部空間に配置される。レーザ光集光ミラー１３Ｄは、ウィンドウ１２ａを透過するメインパルスレーザ光ＭＰＬを反射して集光する。高反射ミラー１３Ｅは、レーザ光集光ミラー１３Ｄが集光する光をプラズマ生成領域ＡＲに反射する。レーザ光集光ミラー１３Ｄ及び高反射ミラー１３Ｅの位置は、レーザ光マニュピレータ１３Ｃにより、チャンバ装置１０の内部空間でのメインパルスレーザ光ＭＰＬの集光位置がプロセッサ１２１から指定された位置になるように調節される。当該集光位置はノズル４２の直下に位置するように調節されている。
本実施形態のプリパルスレーザ光照射システムＰＰＳは、プリパルスレーザ装置１４０１４０、ミラー３３、λ／２波長板１４１、ミラー３５、レーザ光集光ミラー１３Ａ、及び高反射ミラー１３Ｂを含む。
ミラー３５は、λ／２波長板１４１とレーザ光集光ミラー１３Ａとの間に配置され、ミラー３５からのプリパルスレーザ装置１４０をレーザ光集光ミラー１３Ａに向けて反射する。
本実施形態では、メインパルスレーザ光ＭＰＬとプリパルスレーザ光ＰＰＬとは同一の偏光つまりＸ方向の偏光を有するため、ポラライザーは用いられない。また、本実施形態のメインパルスレーザ光ＭＰＬとプリパルスレーザ光ＰＰＬとは同一波長であるため、ダイクロイックミラーが用いられない。ポラライザー及びダイクロイックミラーが用いられないため、本実施形態のメインパルスレーザ光ＭＰＬの光路及びプリパルスレーザ光ＰＰＬの光路は、分けられておりプラズマ生成領域ＡＲよりも上流において重ならない。なお、メインパルスレーザ光ＭＰＬとプリパルスレーザ光ＰＰＬとが異なる波長であれば、ダイクロイックミラーが用いられ、メインパルスレーザ光ＭＰＬの光路及びプリパルスレーザ光ＰＰＬの光路は、ダイクロイックミラーによってλ／２波長板１３１，１４１の下流側において重なってもよい。
６．２ 作用・効果
図１５は、図１４に示す拡散ターゲットＤＴをＺ方向から視る図である。図１４及び図１５に示すように、本実施形態のＥＵＶ光集光ミラー７５は、プラズマ生成領域ＡＲを通過する直線であって拡散ターゲットＤＴに照射される際のメインパルスレーザ光ＭＰＬの偏光方向に延びる当該直線を横切らないように、拡散ターゲットＤＴに照射される際のメインパルスレーザ光ＭＰＬの光軸から側方に偏在した位置に配置される。拡散ターゲットＤＴは、Ｙ方向の偏光を有するメインパルスレーザ光ＭＰＬを照射されると、拡散ターゲットＤＴに照射される際のメインパルスレーザ光ＭＰＬの偏光方向であるＹ方向に拡散する傾向にある。また、当該拡散ターゲットＤＴから発生するデブリ１７１は、Ｙ方向に飛散する傾向にある。このため、ＥＵＶ光集光ミラー７５へのデブリ１７１の飛散が抑制され得る。また、ＥＵＶ光集光ミラー７５へのデブリ１７１の付着が抑制されることで、ＥＵＶ光生成装置１００の不具合が抑制され得る。
上記の説明は、制限ではなく単なる例示を意図している。従って、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る。また、本開示の実施形態を組み合わせて使用することも当業者には明らかである。
本明細書及び特許請求の範囲全体で使用される用語は、明記が無い限り「限定的でない」用語と解釈されるべきである。たとえば、「含む」、「有する」、「備える」、「具備する」などの用語は、「記載されたもの以外の構成要素の存在を除外しない」と解釈されるべきである。また、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。また、「Ａ、Ｂ及びＣの少なくとも１つ」という用語は、「Ａ」「Ｂ」「Ｃ」「Ａ＋Ｂ」「Ａ＋Ｃ」「Ｂ＋Ｃ」又は「Ａ＋Ｂ＋Ｃ」と解釈されるべきであり、さらに、それらと「Ａ」「Ｂ」「Ｃ」以外のものとの組み合わせも含むと解釈されるべきである。

Claims (15)

  1. チャンバ装置中にドロップレットターゲットを吐出するターゲット供給部と、
    直線偏光を有するプリパルスレーザ光を前記ドロップレットターゲットに照射して拡散ターゲットを生成するプリパルスレーザ光照射システムと、
    メインパルスレーザ光を前記拡散ターゲットに照射して極端紫外光を生成するメインパルスレーザ光照射システムと、
    前記極端紫外光を反射する極端紫外光集光ミラーと、
    を備え、
    前記拡散ターゲットに照射される際の前記メインパルスレーザ光の光軸に垂直な断面は、前記ドロップレットターゲットに照射される際の前記プリパルスレーザ光の偏光方向以外の方向よりも当該偏光方向に長い形状であり、
    前記拡散ターゲットに照射される際の前記メインパルスレーザ光は、直線偏光を有し、
    前記拡散ターゲットに照射される際の前記メインパルスレーザ光の偏光方向は、前記極端紫外光集光ミラーに進行する前記極端紫外光の中心軸及び前記極端紫外光集光ミラーによって反射される前記極端紫外光の中心軸を含む面に垂直である
    極端紫外光生成装置。
  2. 請求項１に記載の極端紫外光生成装置であって、
    前記拡散ターゲットに照射される際の前記メインパルスレーザ光の前記断面は、楕円形状である。
  3. 請求項１に記載の極端紫外光生成装置であって、
    前記メインパルスレーザ光照射システムは、前記拡散ターゲットに照射される際の前記メインパルスレーザ光の前記断面を前記ドロップレットターゲットに照射される際の前記プリパルスレーザ光の前記偏光方向以外の方向よりも当該偏光方向に長い形状に整形する整形部を含む。
  4. 請求項３に記載の極端紫外光生成装置であって、
    前記プリパルスレーザ光の光路と前記メインパルスレーザ光の光路とが交差する位置に配置され、前記プリパルスレーザ光の光路及び前記メインパルスレーザ光の光路を重ね合わせる光路合成部材をさらに含み、
    前記整形部は、前記メインパルスレーザ光の進行方向に対して前記光路合成部材よりも上流側に配置される。
  5. 請求項３に記載の極端紫外光生成装置であって、
    前記整形部は、
    シリンドリカル凹レンズと、
    前記シリンドリカル凹レンズに向かい合うシリンドリカル凸レンズと、
    前記シリンドリカル凹レンズ及び前記シリンドリカル凸レンズの少なくとも一方を移動させ、前記シリンドリカル凹レンズ及び前記シリンドリカル凸レンズの距離を調整するアクチュエータと、
    を含む。
  6. 請求項１に記載の極端紫外光生成装置であって、
    前記極端紫外光集光ミラーは、前記チャンバ装置中において前記極端紫外光が生成されるプラズマ生成領域を通過する直線であって前記拡散ターゲットに照射される際の前記メインパルスレーザ光の前記偏光方向に延びる前記直線を横切らないように、前記拡散ターゲットに照射される際の前記メインパルスレーザ光の光軸から側方に偏在した位置に配置される。
  7. 請求項１に記載の極端紫外光生成装置であって、
    前記メインパルスレーザ光照射システムは、前記拡散ターゲットに照射される際の前記メインパルスレーザ光の前記偏光方向を、前記極端紫外光集光ミラーに進行する前記極端紫外光の中心軸及び前記極端紫外光集光ミラーによって反射される前記極端紫外光の中心軸を含む面に垂直な方向に変えるλ／２波長板を含む。
  8. 請求項７に記載の極端紫外光生成装置であって、
    前記メインパルスレーザ光照射システムは、前記拡散ターゲットに照射される際の前記メインパルスレーザ光の前記断面を前記ドロップレットターゲットに照射される際の前記プリパルスレーザ光の前記偏光方向以外の方向よりも当該偏光方向に長い形状に整形する整形部を含み、
    前記λ／２波長板は、前記メインパルスレーザ光の進行方向に対して前記整形部よりも下流側に配置される。
  9. 請求項１に記載の極端紫外光生成装置であって、
    前記ドロップレットターゲットに照射される際の前記プリパルスレーザ光の前記偏光方向は、前記極端紫外光集光ミラーに進行する前記極端紫外光の中心軸及び前記極端紫外光集光ミラーによって反射される前記極端紫外光の中心軸を含む面に垂直である。
  10. 請求項９に記載の極端紫外光生成装置であって、
    前記極端紫外光集光ミラーは、前記チャンバ装置中において前記極端紫外光が生成されるプラズマ生成領域を通過する直線であって前記拡散ターゲットに照射される際の前記プリパルスレーザ光の前記偏光方向に延びる前記直線を横切らないように、前記ドロップレットターゲットに照射される際の前記プリパルスレーザ光の光軸から側方に偏在した位置に配置される。
  11. 請求項９に記載の極端紫外光生成装置であって、
    前記プリパルスレーザ光照射システムは、前記ドロップレットターゲットに照射される際の前記プリパルスレーザ光の前記偏光方向を、前記極端紫外光集光ミラーに進行する前記極端紫外光の中心軸及び前記極端紫外光集光ミラーによって反射される前記極端紫外光の中心軸を含む面に垂直な方向に変えるλ／２波長板を含む。
  12. 請求項１１に記載の極端紫外光生成装置であって、
    前記プリパルスレーザ光の光路と前記メインパルスレーザ光の光路とが交差する位置に配置され、前記プリパルスレーザ光の光路及び前記メインパルスレーザ光の光路を重ね合わせる光路合成部材をさらに含み、
    前記λ／２波長板は、前記プリパルスレーザ光の進行方向に対して前記光路合成部材よりも上流側に配置される。
  13. 請求項１に記載の極端紫外光生成装置であって、
    前記メインパルスレーザ光の波長と前記プリパルスレーザ光の波長とは、互いに異なる。
  14. 請求項１に記載の極端紫外光生成装置であって、
    前記メインパルスレーザ光の波長と前記プリパルスレーザ光の波長とは、互いに同一である。
  15. チャンバ装置中にドロップレットターゲットを吐出するターゲット供給部と、
    直線偏光を有するプリパルスレーザ光を前記ドロップレットターゲットに照射して拡散ターゲットを生成するプリパルスレーザ光照射システムと、
    メインパルスレーザ光を前記拡散ターゲットに照射して極端紫外光を生成するメインパルスレーザ光照射システムと、
    前記極端紫外光を反射する極端紫外光集光ミラーと、
    を備え、
    前記拡散ターゲットに照射される際の前記メインパルスレーザ光の光軸に垂直な断面は、前記ドロップレットターゲットに照射される際の前記プリパルスレーザ光の偏光方向以外の方向よりも当該偏光方向に長い形状であり、
    前記拡散ターゲットに照射される際の前記メインパルスレーザ光は、直線偏光を有し、
    前記拡散ターゲットに照射される際の前記メインパルスレーザ光の偏光方向は、前記極端紫外光集光ミラーに進行する前記極端紫外光の中心軸及び前記極端紫外光集光ミラーによって反射される前記極端紫外光の中心軸を含む面に垂直である
    極端紫外光生成装置によって生成される前記極端紫外光をマスクに照射して前記マスクの欠陥を検査し、
    前記検査の結果を用いてマスクを選定し、
    前記選定したマスクに形成されたパターンを感光基板上に露光転写する
    ことを含む電子デバイスの製造方法。
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