JP6759732B2 - Debris trap and light source device - Google Patents
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Description
本発明は、高温プラズマから放出されるデブリを捕捉するデブリトラップ、およびそのデブリトラップを備える光源装置に関する。 The present invention relates to a debris trap that captures debris emitted from high-temperature plasma, and a light source device including the debris trap.
近年、半導体集積回路の微細化、高集積化につれて、露光用光源の短波長化が進められている。次世代の半導体露光用光源としては、特に波長13.5nmの極端紫外光(以下、「EUV(Extreme Ultra Violet)光」ともいう。)を放射する極端紫外光光源装置(以下、「EUV光源装置」ともいう。)の開発が進められている。
EUV光源装置において、EUV光を発生させる方法はいくつか知られているが、そのうちの一つに極端紫外光放射種(以下、「EUV放射種」という。)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。このようなEUV光源装置では、高温プラズマから種々のデブリが発生するため、当該デブリを捕捉するために、ホイルトラップ(フォイル・トラップ)を用いるのが一般的である。
In recent years, as semiconductor integrated circuits have become finer and more integrated, the wavelength of exposure light sources has been shortened. As a next-generation semiconductor exposure light source, an extreme ultraviolet light source device (hereinafter, “EUV light source device”) that emits extreme ultraviolet light having a wavelength of 13.5 nm (hereinafter, also referred to as “EUV (Extreme Ultra Violet) light”). ”) Is under development.
There are several known methods for generating EUV light in an EUV light source device, and one of them has a high temperature by heating and exciting an extreme ultraviolet light emitting species (hereinafter referred to as "EUV emitting species"). There is a method of generating plasma and extracting EUV light from the high temperature plasma. In such an EUV light source device, various debris are generated from high-temperature plasma, and therefore, a foil trap (foil trap) is generally used to capture the debris.
デブリトラップとしては、例えば、特許文献1に記載の技術がある。この技術は、回転機能を有するホイルトラップ(回転式ホイルトラップ)と、回転せず固定されたホイルトラップ(固定式ホイルトラップ)とを備えるものである。
回転式ホイルトラップは、中央に配置された回転軸を中心として、半径方向に放射状に配置された複数のホイル(薄膜や薄い平板)を備え、上記回転軸を中心に複数のホイルを回転させることでプラズマから飛来するデブリを捕捉する。ここで、上記回転軸は、例えば、プラズマの略中心を貫通する軸である。
As the debris trap, for example, there is a technique described in
The rotary foil trap includes a plurality of foils (thin films or thin flat plates) arranged radially in a radial direction around a rotation axis arranged in the center, and rotates the plurality of foils around the rotation axis. Captures debris coming from the plasma. Here, the rotation axis is, for example, an axis penetrating the substantially center of the plasma.
固定式ホイルトラップは、回転式ホイルトラップにより捕捉しきれなかった高速で進行するデブリを捕捉する。固定式ホイルトラップは、回転式ホイルトラップの回転軸と同一軸上に中心軸を有し、当該中心軸から半径方向に放射状に配置された複数のホイル(薄膜や薄い平板)を備える。固定式ホイルトラップの複数のホイルは、配置された空間を細かく分割することにより、その部分のコンダクタンスを下げて圧力を上げる働きをする。すなわち、回転式ホイルトラップで捕捉しきれなかった高速のデブリは、固定式ホイルトラップにおける圧力が上がった領域で衝突確率が上がるために速度が低下し、固定式ホイルトラップのホイルやホイルの支持体によって捕捉されやすくなる。 The fixed foil trap captures fast-moving debris that could not be captured by the rotary foil trap. The fixed foil trap has a central axis on the same axis as the rotation axis of the rotary wheel trap, and includes a plurality of foils (thin films or thin flat plates) arranged radially from the central axis. The plurality of wheels of the fixed foil trap work to reduce the conductance of the arranged space and increase the pressure by subdividing the arranged space. That is, high-speed debris that could not be captured by the rotary wheel trap slows down due to the increased collision probability in the region where the pressure in the fixed wheel trap increases, and the foil or foil support of the fixed wheel trap. Is easier to capture.
上述したように、固定式ホイルトラップは、ホイル間の圧力が上がった領域で高速に進行するデブリを捕捉する。このデブリの捕捉確率は、ホイル間の圧力に依存する。
そこで、本発明は、デブリの捕捉確率をより向上させることができるデブリトラップ、およびそれを備えた光源装置を提供することを課題としている。
As mentioned above, the fixed foil trap captures fast-moving debris in areas of increased pressure between the wheels. The probability of capturing this debris depends on the pressure between the foils.
Therefore, an object of the present invention is to provide a debris trap capable of further improving the probability of capturing debris, and a light source device provided with the debris trap.
上記課題を解決するために、本発明に係るデブリトラップの一態様は、プラズマの近傍に配置され、前記プラズマから放射される光を通過し、当該プラズマから発生するデブリを捕捉するデブリトラップであって、複数のホイルと、前記複数のホイルを固定する固定部材と、前記光の通過方向における上流側および下流側にそれぞれ前記ホイルが存在し、少なくとも前記光の通過領域において前記ホイルが存在しない内部空間と、前記固定部材に設けられ、前記内部空間に前記光に対して透明な透明ガスを導入可能なガス導入口と、を有する固定式ホイルトラップを備え、前記上流側に存在する前記ホイルで区画された区画空間のコンダクタンスが、前記下流側の前記ホイルで区画された区画空間のコンダクタンスよりも大きい。 In order to solve the above problems, one aspect of the debris trap according to the present invention is a debris trap that is arranged in the vicinity of a plasma, passes light emitted from the plasma, and captures debris generated from the plasma. A plurality of foils, a fixing member for fixing the plurality of foils, and the inside in which the foils are present on the upstream side and the downstream side in the light passing direction, respectively, and the foils are not present in at least the light passing region. The foil existing on the upstream side is provided with a fixed foil trap having a space and a gas introduction port provided in the fixing member and capable of introducing a transparent gas transparent to the light into the internal space. The conductance of the partitioned compartment space is greater than the conductance of the compartmentalized space partitioned by the foil on the downstream side .
このように、固定式ホイルトラップにガスを供給することにより、固定式ホイルトラップ内部における圧力を上げることができる。また、固定式ホイルトラップ内に内部空間を設け、当該内部空間にガスを導入することで、内部空間においてガス圧力を均一化したあと、複数のホイルによって区画された各区画空間に等圧力でガスを供給することができる。したがって、光の通過領域におけるガス圧力分布を均一化することができると共に、光の通過領域におけるガス圧力を十分確保することができる。固定式ホイルトラップにおけるデブリ捕捉能力に空間的な分布(不均一性)が生じることを抑制しつつ、デブリ捕捉能力を向上させることができる。さらに、上流側に存在するホイルで区画された区画空間のコンダクタンスを、下流側のホイルで区画された区画空間のコンダクタンスよりも大きくするので、光の通過領域における下流側の空間のガス圧力をより低くすることができる。
上記のデブリトラップにおいて、前記複数のホイルは、前記光の通過領域における前記上流側に配置された複数の第一のホイルと、前記光の通過領域における前記下流側に、前記複数の第一のホイルに対して所定距離離間させて配置された複数の第二のホイルと、を有し、前記内部空間は、前記第一のホイルと前記第二のホイルとによって形成される空間であって、前記複数のホイルは、前記第一のホイルと前記第二のホイルとが前記光線方向を含む同一平面内に配置された一組のホイル組を複数有する構成であり、前記光線方向における前記第一のホイルの長さが、前記光線方向における前記第二のホイルの長さよりも短く設定されていてもよい。 また、上記のデブリトラップにおいて、前記複数のホイルは、前記光の通過領域における前記上流側に配置された複数の第一のホイルと、前記光の通過領域における前記下流側に、前記複数の第一のホイルに対して所定距離離間させて配置された複数の第二のホイルと、を有し、前記内部空間は、前記第一のホイルと前記第二のホイルとによって形成される空間であって、前記第二のホイルの枚数は、前記第一のホイルの枚数よりも多く、前記光線方向における前記第一のホイルの長さと、前記光線方向における前記第二のホイルの長さとが等しく設定されていてもよい。
さらに、上記のデブリトラップにおいて、前記複数のホイルは、それぞれ開口部を有し、前記内部空間は、前記複数のホイルの前記開口部によって形成される空間であり、前記開口部の中心位置から前記ホイルの前記光線方向における上流側端部までの長さが、前記開口部の中心位置から前記ホイルの前記光線方向における下流側端部までの長さよりも短く設定されていてもよい。
一般に、デブリの除去性能は、単位体積中の上記ガスの分子数Nとデブリの移動距離Dの積NDに依存する傾向がある。この積NDが小さいと、高速デブリの減速効果が小さくなり、デブリの除去性能は不十分となる。ここで光源(高温プラズマ)の形状の変化が小さい場合、デブリの移動距離Dはほぼ一定となるので、十分なデブリの除去性能を得るには、ガスの分子数Nを大きくする必要がある。すなわち、固定式ホイルトラップに導入するガスの供給量を増加させて、ガス圧力を高くする必要がある。
一方、ガス圧力が高くなると、ガス圧力の高い空間を透過するプラズマからの光の光強度は減衰する。第二のホイルの光出射側には、プラズマから放出された光の整形や光路変更等を行うための光学系が配置されることが多い。そのため、光学系にデブリが到達しないように、できるだけデブリを第二のホイルの光入射側より前方で(すなわち、光の通過領域における上流側の空間で)デブリを除去することが望ましい。この場合、光の通過領域における上流側の空間のデブリ除去性能を確保するために、ガスの供給量はより大きくなる。ガスの供給量が大きくなると、第二のホイル部分(すなわち、光の通過領域における下流側の空間)でのガス圧力も大きくなり、結果として、デブリトラップにおける光強度の減衰が大きくなる。しかしながら、上記のように構成することにより、光の通過領域における下流側の空間のガス圧力をより低くすることができるので、これにより、光強度の減衰を抑制することができる。
By supplying gas to the fixed foil trap in this way, the pressure inside the fixed foil trap can be increased. In addition, an internal space is provided in the fixed foil trap, and gas is introduced into the internal space to make the gas pressure uniform in the internal space, and then the gas is equal to each compartment space partitioned by a plurality of foils. Can be supplied. Therefore, the gas pressure distribution in the light passing region can be made uniform, and the gas pressure in the light passing region can be sufficiently secured. It is possible to improve the debris capture capacity while suppressing the occurrence of spatial distribution (non-uniformity) in the debris capture capacity of the fixed foil trap. In addition, the conductance of the foil-partitioned compartment space on the upstream side is greater than the conductance of the foil-partitioned compartment space on the downstream side, thus increasing the gas pressure in the downstream space in the light passage region. Can be lowered.
In the debris trap, the plurality of foils are the plurality of first foils arranged on the upstream side in the light passing region and the plurality of first foils on the downstream side in the light passing region. It has a plurality of second foils arranged at a predetermined distance from the foil, and the internal space is a space formed by the first foil and the second foil. The plurality of foils have a configuration in which the first foil and the second foil have a plurality of sets of foils arranged in the same plane including the ray direction, and the first foil in the ray direction. The length of the foil may be set shorter than the length of the second foil in the ray direction. Further, in the debris trap, the plurality of foils are the plurality of first foils arranged on the upstream side in the light passing region and the plurality of first foils arranged on the downstream side in the light passing region. It has a plurality of second foils arranged at a predetermined distance from one foil, and the internal space is a space formed by the first foil and the second foil. The number of the second foil is larger than the number of the first foil, and the length of the first foil in the light ray direction is set to be equal to the length of the second foil in the light ray direction. It may have been.
Further, in the debris trap, the plurality of foils each have an opening, and the internal space is a space formed by the openings of the plurality of foils, and the space is formed from the center position of the openings. The length of the foil to the upstream end in the ray direction may be set shorter than the length from the center position of the opening to the downstream end of the foil in the ray direction.
In general, the debris removal performance tends to depend on the product ND of the number of molecules N of the gas in a unit volume and the moving distance D of the debris. If this product ND is small, the deceleration effect of high-speed debris becomes small, and the debris removal performance becomes insufficient. Here, when the change in the shape of the light source (high temperature plasma) is small, the moving distance D of the debris becomes almost constant. Therefore, in order to obtain sufficient debris removal performance, it is necessary to increase the number N of gas molecules. That is, it is necessary to increase the gas supply amount to be introduced into the fixed foil trap to increase the gas pressure.
On the other hand, when the gas pressure becomes high, the light intensity of the light from the plasma transmitted through the space where the gas pressure is high is attenuated. On the light emitting side of the second foil, an optical system for shaping the light emitted from the plasma, changing the optical path, and the like is often arranged. Therefore, it is desirable to remove the debris as much as possible in front of the light incident side of the second foil (that is, in the space on the upstream side in the light passing region) so that the debris does not reach the optical system. In this case, the amount of gas supplied becomes larger in order to secure the debris removal performance of the space on the upstream side in the light passing region. As the amount of gas supplied increases, the gas pressure in the second foil portion (that is, the space on the downstream side in the light passing region) also increases, and as a result, the attenuation of the light intensity in the debris trap increases. However, with the above configuration, the gas pressure in the space on the downstream side in the light passing region can be made lower, so that the attenuation of the light intensity can be suppressed.
また、上記のデブリトラップにおいて、前記ガス導入口は、前記固定部材における前記固定式ホイルトラップを通過する前記光の主光線方向を挟んで対向する面に、それぞれ設けられていてもよい。さらに、上記のデブリトラップにおいて、前記ガス導入口は、前記固定部材の全周に設けられていてもよい。
これにより、内部空間におけるガス圧力をより均一化することができる。なお、複数のガス導入口からそれぞれ供給されるガスの供給量に偏差があったとしても、その影響は、バッファ空間として機能する内部空間により吸収されるため、ガス供給量を高精度に制御する必要がない。
Further, in the above-mentioned debris trap, the gas introduction port may be provided on the surfaces of the fixing member facing each other with the main ray direction of the light passing through the fixed foil trap. Further, in the above-mentioned debris trap, the gas introduction port may be provided on the entire circumference of the fixing member.
As a result, the gas pressure in the internal space can be made more uniform. Even if there is a deviation in the amount of gas supplied from each of the multiple gas inlets, the effect is absorbed by the internal space that functions as a buffer space, so the amount of gas supplied is controlled with high accuracy. There is no need.
さらに、上記のデブリトラップにおいて、前記複数のホイルは、前記固定式ホイルトラップを通過する前記光の主光線方向に直交する断面において、それぞれ等間隔に配置されていてもよい。この場合、固定式ホイルトラップにおける光の透過率およびデブリの捕捉確率を、光の通過領域において適切に均一化することができる。
また、上記のデブリトラップにおいて、前記固定式ホイルトラップは、前記プラズマから放射される光の一部を所定の立体角で取り出した光線束を通過し、前記光線束の進行方向に進行するデブリを捕捉するものであり、前記複数のホイルは、前記光線束の通過領域に相当する大きさを有していてもよい。この場合、固定式ホイルトラップが必要以上に大きくなることを抑制することができ、その分のコストを削減することができる。
Further, in the above debris trap, the plurality of foils may be arranged at equal intervals in a cross section orthogonal to the main ray direction of the light passing through the fixed foil trap. In this case, the light transmittance and the debris capture probability in the fixed foil trap can be appropriately made uniform in the light passing region.
Further, in the above-mentioned debris trap, the fixed foil trap passes through a light beam bundle obtained by extracting a part of the light emitted from the plasma at a predetermined solid angle, and debris traveling in the traveling direction of the light beam bundle. The foils are to be captured, and the plurality of foils may have a size corresponding to a passing region of the light beam bundle. In this case, it is possible to prevent the fixed foil trap from becoming larger than necessary, and it is possible to reduce the cost accordingly.
さらに、上記のデブリトラップにおいて、前記プラズマを通る軸を回転軸として回転可能な複数の回転ホイルと、前記回転軸上に配置され前記回転ホイルを支持する支持部材と、を有し、前記固定式ホイルトラップに対して前記回転軸方向に並設される回転式ホイルトラップをさらに備えていてもよい。この場合、プラズマから発生するデブリのうち、回転式ホイルトラップにおいて比較的低速で進行するデブリを捕捉し、固定式ホイルトラップにおいて、回転式ホイルトラップにより捕捉しきれなかった高速で進行するデブリを捕捉することができる。
また、本発明に係る光源装置の一態様は、上記のいずれかのデブリトラップと、前記光を放射する原料を励起し、プラズマを発生させるプラズマ発生部と、を備える。これにより、プラズマから発生するデブリを適切に捕捉することができる光源装置とすることができる。
Further, the debris trap has a plurality of rotating wheels that can rotate around an axis passing through the plasma as a rotating axis, and a support member that is arranged on the rotating axis and supports the rotating foil. A rotary wheel trap that is juxtaposed with respect to the wheel trap in the direction of the rotation axis may be further provided. In this case, among the debris generated from the plasma, the rotary wheel trap captures the debris that progresses at a relatively low speed, and the fixed wheel trap captures the debris that progresses at a high speed that cannot be captured by the rotary wheel trap. can do.
Further, one aspect of the light source device according to the present invention includes any of the above-mentioned debris traps and a plasma generating unit that excites the raw material that emits light and generates plasma. This makes it possible to obtain a light source device capable of appropriately capturing debris generated from plasma.
本発明のデブリトラップでは、固定式ホイルトラップにおけるデブリの捕捉確率をより向上させることができる。 In the debris trap of the present invention, the probability of capturing debris in the fixed foil trap can be further improved.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
(第一の実施形態)
図1は、本実施形態の光源装置を示す概略構成図である。本実施形態では、光源装置が極端紫外光光源装置(EUV光源装置)100である場合について説明する。
本実施形態におけるEUV光源装置100は、例えばマスク検査装置用の光源装置である。このEUV光源装置100は、例えば、EUV光を用いた半導体露光に用いられるマスクの欠陥を検査するためのマスク検査装置に対して検査光を放出する。当該マスク検査装置の検査対象は、例えば、低熱膨張ガラス基板上にモリブデン(Mo)膜とシリコン(Si)膜とを交互に積層してなるEUV反射用の多層膜が形成されたマスクブランクス上に、EUVを吸収する材料からなる吸収体パターンが形成される反射型マスクである。マスク検査装置は、EUV光源装置100から放出される光を検査光として、上記マスクのブランクス検査やパターン検査を行う。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(First Embodiment)
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a light source device of the present embodiment. In this embodiment, a case where the light source device is an extreme ultraviolet light source device (EUV light source device) 100 will be described.
The EUV
EUV光源装置100は、例えば波長13.5nmの極端紫外光(EUV光)を放出する装置である。
本実施形態のEUV光源装置100は、DPP方式のEUV光源装置である。より具体的には、EUV光源装置100は、放電を発生させる電極表面に供給された高温プラズマ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高温プラズマ原料を気化し、その後、放電によって高温プラズマを発生するLDP方式のEUV光源装置である。
なお、高温プラズマ原料を適宜選択し、当該高温プラズマ原料を励起する条件を調整することにより、上記光源装置において、高温プラズマから真空紫外光(10nm〜200nm)やX線(軟X線〜硬X線:10pm〜10nm)を取り出すことも可能である。
The EUV
The EUV
By appropriately selecting a high-temperature plasma raw material and adjusting the conditions for exciting the high-temperature plasma raw material, vacuum ultraviolet light (10 nm to 200 nm) and X-rays (soft X-ray to hard X) and X-rays (soft X-ray to hard X) can be obtained from the high temperature plasma in the above light source device. It is also possible to take out a line (10 pm to 10 nm).
EUV光源装置100は、図1に示すように、放電容器であるチャンバ11を有する。チャンバ11は、開口を有する隔壁11aによって、大きく2つの空間に分割されている。一方の空間は放電空間11bであり、他方の空間は集光空間11cである。放電空間11bには、各々独立して回転可能な一対の放電電極21a,21bが互いに離間して対向配置されている。放電電極21a,21bは、EUV放射種を含む高温プラズマ原料を加熱して励起するためのものである。放電空間11bの圧力は、高温プラズマ原料を加熱励起するための放電が良好に発生するように、真空雰囲気に維持されている。
As shown in FIG. 1, the EUV
集光空間11cには、凹面鏡12と、デブリトラップ13と、アパーチャ部材15とが配置されている。
凹面鏡12は、例えば楕円面鏡や放物面鏡であり、高温プラズマ原料が加熱励起されることで放出されるEUV光を、チャンバ11に設けられたEUV取出部11dから、例えばマスク検査装置のマスク検査部へ導くものである。凹面鏡12の基体材料は、例えば、ニッケル(Ni)等である。波長が非常に短いEUV光を反射させるため、凹面鏡12の反射面は、非常に良好な平滑面として構成される。この平滑面に施される反射材は、例えば、ルテニウム(Ru)、モリブデン(Mo)、およびロジウム(Rh)などの金属膜である。凹面鏡12の反射面には、このような金属膜が緻密にコーティングされている。
A
The
凹面鏡12とEUV取出部11dとの間には、着脱自在のモニタ用ミラー(不図示)が必要に応じて挿入される。このモニタ用ミラーによってEUV光の一部が採取されて不図示のEUVモニタに導光されることで、EUV光の強度がモニタされる。モニタの結果は制御部40に送られる。また、凹面鏡12には不図示の位置調整機構が備えられており、チャンバ11内を真空雰囲気に保ったままで凹面鏡12の位置を調整することができる。
デブリトラップ13は、放電によるプラズマ生成の結果生じるデブリを捕捉し、EUV光のみを通過させるような働きをするものである。デブリトラップ13は、回転式ホイルトラップ13aと固定式ホイルトラップ13bとを備える。デブリトラップ13の具体的構成については後で詳述する。
A detachable monitor mirror (not shown) is inserted between the
The
アパーチャ部材15は、高温プラズマ原料から放出されるEUV光の一部を取り出すための開口部を有する。具体的には、アパーチャ部材15は、高温プラズマ原料から放出されるEUV光の一部を所定の立体角で取り出す。具体的には後で述べる回転式ホイルトラップ13aの回転軸方向(図1における左右方向)に対して傾斜角度をもって所定の立体角で取り出す。ここで、上記傾斜角度は、例えば20°〜30°程度であり、EUV光の取出角度は、例えば14°〜16°程度である。このアパーチャ部材15は、高温プラズマの近傍に配置されるため、例えば、モリブデン(Mo)、タングステン(W)等の高融点材料から構成する。
なお、凹面鏡12はEUV光源装置内には必ずしも設置する必要はなく、アパーチャ部材15の開口部を通過したEUV光を直接マスク検査装置のマスク検査部に導光してもよい。但し、この場合にも、上記マスク検査部にデブリが到達しないように、高温プラズマとマスク検査部との間にはデブリトラップ13が配置される。
The
The
放電空間11bに配置された一対の放電電極21a,21bは、金属製の円盤状部材である。放電電極21a,21bは、例えば、タングステン、モリブデン、タンタル等の高融点金属からなる。ここで、2つの放電電極21a,21bのうち、一方の放電電極21aがカソードであり、他方の放電電極21bがアノードである。
放電電極21aは、その一部(重心方向の下部)が高温プラズマ原料22aを収容するコンテナ23aの中に浸されるように配置される。放電電極21aの略中心部には、モータ24aの回転軸25aが取り付けられている。すなわち、モータ24aが回転軸25aを回転させることにより、放電電極21aは回転する。モータ24aは、制御部40によって駆動制御される。ここで、コンテナ23aとモータ24aと回転軸25aとを併せたものが、原料供給機構に対応している。なお、原料供給機構は、上記の構成に限定されるものではなく、高温プラズマ原料22aを放電電極21aに供給可能な構成であればよい。
また、回転軸25aは、例えば、メカニカルシール26aを介してチャンバ11内に導入される。メカニカルシール26aは、チャンバ11内の減圧雰囲気を維持しつつ、回転軸25aの回転を許容する。
The pair of
The
Further, the
放電電極21bも、放電電極21aと同様に、その一部(重心方向の下部)が高温プラズマ原料22bを収容するコンテナ23bの中に浸されるように配置される。放電電極21bの略中心部には、モータ24bの回転軸25bが取り付けられている。すなわち、モータ24bが回転軸25bを回転させることにより、放電電極21bは回転する。モータ24bは、制御部40によって駆動制御される。
また、回転軸25bは、例えば、メカニカルシール26bを介してチャンバ11内に導入される。メカニカルシール26bは、チャンバ11内の減圧雰囲気を維持しつつ、回転軸25bの回転を許容する。
Similar to the
Further, the
放電電極21a,21bの表面上に乗った液体状の高温プラズマ原料22a,22bは、放電電極21a,21bが回転することで放電領域に輸送される。ここで、放電領域とは、両電極21a,21b間の放電が発生する空間であり、両電極21a,21bの周縁部のエッジ部分間距離が最も短い部分である。
高温プラズマ原料22a,22bとしては、溶融金属、例えば液体状のスズ(Sn)を用いる。この高温プラズマ原料22a,22bは、放電電極21a,21bに電力を供給する給電用の導電体としても働く。
The liquid high-temperature plasma
As the high temperature plasma
コンテナ23a,23bは、チャンバ11内の減圧雰囲気を維持可能な絶縁性の電力導入部11f,11gを介して、パルス電力供給部27に接続されている。コンテナ23aおよび23b、並びに高温プラズマ原料であるスズ22aおよび22bは導電性である。放電電極21aの一部および放電電極21bの一部はそれぞれスズ22a,22bに浸漬しているので、コンテナ23a,23b間にパルス電力供給部27からパルス電力を印加することで、放電電極21a,21b間にパルス電力を印加することができる。
The
なお、特に図示しないが、コンテナ23aおよび23bには、スズ22a,22bを溶融状態に維持する温度調節機構が設けられている。
パルス電力供給部27は、コンテナ23aおよび23b間、すなわち放電電極21aおよび21b間にパルス幅の短いパルス電力を印加する。パルス電力供給部27は、制御部40によって駆動制御される。また、パルス電力供給部27によって放電電力21aおよび21b間に印加された電圧のモニタ値は、制御部40によって取得される。
Although not particularly shown, the
The pulse
レーザ源28は、放電領域に輸送された放電電極21a上のスズ22aに対してレーザ光(エネルギービーム)を照射するエネルギービーム照射部である。レーザ源28は、例えばNd:YVO4レーザ装置(Neodymium-doped Yttrium Orthovanadate レーザ装置)である。このレーザ源28が放出するレーザ光Lは、レーザ光集光部(集光レンズ)29等を介してチャンバ11の窓部(レーザビーム入射窓部)11gに入射する。また、レーザ源28には、光量モニタが内蔵されており、レーザ源28から出力されるレーザ光Lの強度は制御部40によって取得される。
The
レーザ源28が放出し、集光レンズ29およびチャンバ11の窓部11gを通過したレーザ光Lは、折り返しミラー14により折り返されて放電電極(カソード)21aの端部(曲面)に照射される。
放電電極(カソード)21aと放電電極(アノード)21bとは、EUV光が集光される凹面鏡12が配置されている側における両電極間の距離が狭くなるように、傾けて配置される。即ち、凹面鏡12側(図1の右側)の電極間距離が狭く、凹面鏡12とは反対側(図1の左側)の電極間距離が広くなるように配置される。
レーザ源28によるレーザ光の照射タイミングは、制御部40が制御する。
The laser beam L emitted by the
The discharge electrode (cathode) 21a and the discharge electrode (anode) 21b are arranged at an angle so that the distance between the two electrodes on the side where the
The
パルス電力供給部27により放電電極21a,21bにパルス電力電圧を印加した状態で、放電領域に輸送された高温プラズマ原料22aに対してレーザ光Lが照射されると、当該高温プラズマ原料22aが気化し、両電極21a,21b間でパルス放電が開始される。その結果、高温プラズマ原料22aによるプラズマPが形成される。そして、放電時に流れる大電流によりプラズマPが加熱励起され高温化すると、この高温プラズマPからEUV光が放射される。
なお、上述したように放電電極21a,21b間にはパルス電力電圧を印加するため、上記放電はパルス放電となり、放射されるEUV光はパルス状に放射されるパルス光となる。また、パルス電力供給部27は、上記のようにコンテナおよびスズを介して電力を供給する構成に限定されるものではなく、放電電極21a,21bにパルス電力電圧を印加可能な構成であればよい。
When the high-temperature plasma
Since the pulse power voltage is applied between the
次に、デブリトラップ13の具体的構成について説明する。
EUV光源装置100では、例えば、高温プラズマPと接する金属(例えば、一対の放電電極21a,21b)が上記プラズマPによってスパッタされて生成する金属粉等のデブリや、高温プラズマ原料であるスズ(Sn)に起因するデブリが発生する。
これらのデブリは、プラズマの収縮・膨張過程を経て、大きな運動エネルギーを得る。すなわち、高温プラズマPから発生するデブリは高速で移動するイオンや中性原子であり、このようなデブリは凹面鏡12にぶつかって反射面を削ったり、反射面上に堆積したりして、EUV光の反射率を低下させるおそれがある。
Next, a specific configuration of the
In the EUV
These debris obtain a large amount of kinetic energy through the process of contraction and expansion of plasma. That is, the debris generated from the high-temperature plasma P is ions or neutral atoms that move at high speed, and such debris collides with the
そこで、EUV光源装置100では、放電空間11bと集光空間11cに収容された凹面鏡12との間に、上記デブリによる凹面鏡12のダメージを防ぐためのデブリトラップ13を配置する。デブリトラップ13は、デブリを捕捉してEUV光のみを通過させる働きをする。
図2は、デブリトラップ13を回転式ホイルトラップ13aの回転軸34に直交する方向から見た断面図である。デブリトラップ13は、回転機能を有するホイルトラップ(回転式ホイルトラップ)13aと、回転せず固定されたホイルトラップ(固定式ホイルトラップ)13bと、を備える。
Therefore, in the EUV
FIG. 2 is a cross-sectional view of the
回転式ホイルトラップ13aは、図3に示すように、回転軸34から半径方向に放射状に伸びる複数のホイル(回転ホイル)31を備える。なお、ホイル31は、薄膜(ホイル)または薄い平板(プレート)により構成されており、本明細書では薄膜と平板を併せて「ホイル」と呼ぶ。
ホイル31は、半径方向内側端部を同心円状に配置された中心支柱(支持部材)32よって支持され、半径方向外側端部をリング状支持体である外側リング33によって支持されている。これら複数のホイル31は、支持体(中心支柱32と外側リング33)に支持された状態で、中心支柱32の回転軸34を中心に回転可能となっている。
また、ホイル31は、その平面が回転軸34に対して平行になるように配置され支持されている。そのため、回転式ホイルトラップ13aを極端紫外光源(高温プラズマP)側から見た場合、中心支柱32および外側リング33によって構成される支持体を除けば、ホイル31の厚みしか見えない。
As shown in FIG. 3, the
The
Further, the
アパーチャ部材15には、図2に示すように、回転式ホイルトラップ13aの回転軸34から偏心した位置に、任意の形状(例えば、円形)の開口部15aが形成されている。そして、回転式ホイルトラップ13aは、アパーチャ部材15の開口部15aを通過したEUV光の光線束(以下、「EUV取出光」ともいう。)の主光線O上にホイル31が位置するように配置される。
ここで、回転式ホイルトラップ13aの回転軸34は、中心支柱32によってEUV取出光が遮光されないように当該回転式ホイルトラップ13aを回転させる軸である。本実施形態において、回転軸34は、プラズマPを通過し、中心支柱32の中心軸に一致する軸である。このような構成により、回転式ホイルトラップ13aの複数のホイル31は、回転軸34を中心に回転することで、高温プラズマPからのデブリを捕捉する。このとき、回転式ホイルトラップ13aは、上記デブリのうち比較的低速のデブリを捕捉する。
As shown in FIG. 2, the
Here, the rotating
固定式ホイルトラップ13bは、高温プラズマPからのデブリのうち、回転式ホイルトラップ13aで捕捉しきれなかった高速で進行するデブリを捕捉する。図2に示すように、固定式ホイルトラップ13bは、EUV取出光の主光線O上に配置する。
また、固定式ホイルトラップ13bは、アパーチャ部材15の開口部15aにより進行方向が制限されたEUV光であるEUV取出光が通過する領域に対応させた形状を有する。つまり、固定式ホイルトラップ13bは、回転式ホイルトラップ13aの回転軸34に直交する平面において、当該回転軸34に対してアパーチャ部材15の開口部15aが形成された側(図2では回転軸34の上側)のみに配置される。
The fixed
Further, the fixed
以下、固定式ホイルトラップ13bの具体的構成について、図4〜図6を参照しながら説明する。ここで、図4は、固定式ホイルトラップ13bを主光線方向から見た断面図である。また、図5は、図4におけるB−B断面図であり、図6は、図4におけるC−C断面図である。
固定式ホイルトラップ13bは、複数のホイル(第一のホイル)41と、複数のホイル(第二のホイル)42と、ホイル41および42を支持する固定枠(固定部材)43とを備える。ホイル41および42は、図4に示すように、EUV取出光の主光線方向に直交する断面において、それぞれ等間隔に配置されている。また、固定枠43は、例えば、図4に示す正面図において矩形状である。なお、固定枠43の外形は任意の形状であってよい。
Hereinafter, the specific configuration of the fixed
The fixed
また、ホイル41とホイル42とは、図5に示すように、EUV取出光の主光線方向において所定の離間距離dをもって離間して配置されている。さらに、図6に示すように、内部空間43bに対してEUV光入射側(図6の下側)において、複数のホイル41は、EUV取出光の光線方向に伸びるように放射状に配置されている。同様に、内部空間43bに対してEUV光出射側(図6の上側)において、複数のホイル42は、EUV取出光の光線方向に伸びるように放射状に配置されている。また、ホイル41の枚数とホイル42の枚数とは同じである。
すなわち、固定式ホイルトラップ13bは、EUV取出光の光線方向に平行な1つの仮想平面内に距離dをもって離間したホイル41とホイル42との組を複数組備える構成である。このような構成により、図5および図6に示すように、複数のホイル41と複数のホイル42との間には、EUV取出光の主光線方向に長さdを持つ擬似的な内部空間43bが設けられる。
Further, as shown in FIG. 5, the
That is, the fixed
また、固定枠43における上下方向に対向する面(EUV取出光の主光線方向を挟んで対向する面)には、それぞれ複数のガス導入口43aが形成されている。これらのガス導入口43aは、固定式ホイルトラップ13b内にガスGaを供給するための孔であり、内部空間43bに空間的に接続されるように設けられている。本実施形態では、複数のガス導入口43aがEUV取出光の主光線方向に直交する方向に等間隔に一列に設けられているものとする。ここで、上記ガスGaは、EUV光に対して透明なガス(EUV透明ガス)であり、例えばヘリウム(He)、アルゴン(Ar)等の希ガス、水素(H2)等を用いることができる。本実施形態では、EUV透明ガスとしてArガスを用いる。
Further, a plurality of
さらに、ガス導入口43aは、図5および図6に示すように、EUV取出光の主光線方向におけるホイル41の長さをL1、EUV取出光の主光線方向におけるホイル42の長さをL2としたとき、L1<L2となるような位置に設けられている。
このような構造下で、複数のガス導入口43aを介してArガスが内部空間43bに供給されると、Arガスは、内部空間43bに一時的に貯められる。これは、内部空間43bを挟むホイル41で区画された区画空間や、ホイル42で区画された区画空間は、内部空間43bと比べてコンダクタンスが小さいためである。すなわち、擬似的な内部空間43bは、供給されたArガスが一時的に貯められ、当該Arガスの圧力分布を均一化する擬似的なバッファ空間として機能する。この擬似的なバッファ空間43bにて一旦、Arガス分布が均一になったあと、Arガスは、当該バッファ空間43bから等圧力でホイル41側の区画空間やホイル42側の区画空間に供給される。
Further, as shown in FIGS. 5 and 6, the
Under such a structure, when Ar gas is supplied to the
なお、ホイル41およびホイル42の離間距離dは、内部空間43bに流入するArガスの流量や当該バッファ空間の高さに相当するホイル41、ホイル42のEUV光の主光線と垂直な方向の長さ、バッファ空間の幅に相当するホイル41、ホイル43の枚数等を考慮して、内部空間43bがバッファ空間として機能できるように適宜設定される。
また、回転式ホイルトラップ13aおよび固定式ホイルトラップ13bは、高温プラズマPの近くに配置されるため、これらホイルトラップを構成するホイルや支持体は、例えば、モリブデン(Mo)などの高耐熱材料から形成するものとする。
The separation distance d between the
Further, since the
このように、本実施形態における固定式ホイルトラップ13bは、1枚のホイルをEUV取出光の主光線方向においてホイル41とホイル42とに2分割し、両ホイルを上記主光線方向に距離dだけ離間するように配置したホイル組を、複数組備える構成を有する。そして、固定式ホイルトラップ13bは、複数のホイル41と複数のホイル42とによって固定式ホイルトラップ13b内部に形成される内部空間43bに、Arガスを供給可能に構成する。したがって、固定式ホイルトラップ13bによるデブリ捕捉能力を向上させることができる。以下、この点について、比較例を用いて詳細に説明する。
As described above, the fixed
図7は、回転式ホイルトラップ113aと固定式ホイルトラップ113bとの間の空間に向けて、EUV透明ガスGaを供給する第一の比較例を示す図である。
この第一の比較例では、両ホイルトラップの間の空間に、図7の上方向からArガスGaが供給される。この場合、供給されるArガスGaとホイルトラップにより奏されるデブリトラップ機能は、必ずしも良好ではない。
図7に示すように、不図示のガスノズルから同図の下方向に供給されるArガスGaは、下方向に進むにつれて拡散し、結果として圧力勾配が生じる。つまり、EUV光路上におけるArガスの圧力分布が不均一となる。そのため、ホイルトラップにおけるデブリ捕捉能力には空間的な分布(不均一性)が生じてしまう。
FIG. 7 is a diagram showing a first comparative example of supplying EUV transparent gas Ga toward the space between the
In this first comparative example, Ar gas Ga is supplied from the upper direction of FIG. 7 to the space between the two foil traps. In this case, the debris trap function performed by the supplied Ar gas Ga and the foil trap is not always good.
As shown in FIG. 7, the Ar gas Ga supplied downward in the figure from a gas nozzle (not shown) diffuses as it travels downward, resulting in a pressure gradient. That is, the pressure distribution of Ar gas on the EUV optical path becomes non-uniform. Therefore, the debris trapping ability of the foil trap has a spatial distribution (non-uniformity).
また、回転式ホイルトラップ113aと固定式ホイルトラップ113bとの間の空間の幅は、固定式ホイルトラップ113bのホイル間の幅よりも大きい。そのため、図7に示すように供給されたArガスGaは、固定式ホイルトラップ113bホイルによって区画された区画空間に進入しにくい。したがって、固定式ホイルトラップ113b内部において十分なArガス圧力が得られず、回転式ホイルトラップ113aのデブリ捕捉能力を向上させることができない。
Further, the width of the space between the
図8〜図10は、EUV透明ガス(Arガス)を固定式ホイルトラップ内部に直接供給する第二の比較例を示す図である。
この第二の比較例は、固定式ホイルトラップ113bの複数のホイル141を支持する固定枠143に複数のガス導入口143aを設け、ガス導入口143aを介して、ホイル141間の区画空間に対して上下方向から直接ArガスGaを供給する構成である。ここで、複数のガス導入口143aは、図8に示すように、Y軸方向に所定の間隔をもって一列に形成されている。また、各ガス導入口143aは、図9に示すように、EUV取出光の主光線方向におけるホイル141のほぼ中央部に形成されている。
8 to 10 are views showing a second comparative example in which the EUV transparent gas (Ar gas) is directly supplied to the inside of the fixed foil trap.
In this second comparative example, a plurality of
この第二の比較例は、固定式ホイルトラップ内部に、上述した本実施形態のような内部空間(バッファ空間)を有しない構成である。このような構成の場合、図7に示す第一の比較例と比較すると、固定式ホイルトラップ113b内部へのArガスGaの供給量を増大することが可能となる。しかしながら、この第二の比較例の場合にも、以下のような不具合が生じる。
図8は、固定式ホイルトラップ113bを主光線方向から見た断面図である。この断面は、固定枠143に設けたガス導入口143aを含み、ArガスGaの導入方向に平行な方向の面である。
この第二の比較例では、ガス導入口143aは離散的に配置されており、ガス導入口143aが接続された区画空間とガス導入口143aが接続されていない区画空間とが混在している。このような構成の場合、ガス導入口143aと空間的に接続されている区画空間143bは圧力が高くなり、ガス導入口143aと空間的に接続されていない区画空間143cは圧力が低くなる。
This second comparative example has a configuration in which the fixed foil trap does not have an internal space (buffer space) as in the present embodiment described above. In the case of such a configuration, it is possible to increase the supply amount of Ar gas Ga to the inside of the fixed
FIG. 8 is a cross-sectional view of the fixed
In this second comparative example, the
この固定式ホイルトラップ113bについて、EUV光束が通過する領域において、図8のY軸方向におけるArガスの圧力分布を測定したところ、圧力分布は不均一であった。つまり、所定の間隔をもって設けられたガス導入口143aから離散的にArガスGaを固定式ホイルトラップ113b内部の区画空間に供給すると、固定式ホイルトラップ113b内部におけるArガスの圧力分布は不均一になることが分かった。つまり、この場合、固定式ホイルトラップ113bにおけるデブリ捕捉能力に空間的な分布(不均一性)が生じてしまうことになる。
上記の傾向は、各ガス導入口143aへ供給されるArガスGaの供給量に偏差があると、更に顕著になる。そのため、例えばガス分配器を用いてArガスGaを各ガス導入口143aへ供給する際には、ガス分配器の分配性能は高精度である必要がある。
When the pressure distribution of Ar gas in the Y-axis direction of FIG. 8 was measured in the region through which the EUV light flux passes, the pressure distribution of the fixed
The above tendency becomes more remarkable when there is a deviation in the supply amount of Ar gas Ga supplied to each
図9は、図8のD−D断面図である。この図9は、固定式ホイルトラップ113bのホイル141により区画された区画空間のうち、ガス導入口143aと空間的に接続された空間の断面図である。断面方向は、ホイル141と平行な面が伸びる方向である。
ホイル141によって区画された区画空間の幅は狭く、また、コンダクタンスは流路が長いほど小さくなる。そのため、図9の矢印で示すように、ガス導入口143aから供給されるArガスGaは直進せず、同図の左右方向に進みやすくなる。すなわち、上記区画空間において、EUV取出光が通過する領域143dにはArガスGaが届きにくく、EUV光路上におけるArガス圧力を高くすることができない。
デブリは、プラズマPよりEUV光の進行方向と同様の方向に進行するので、この第二の比較例の固定式ホイルトラップ113bでは、デブリの捕捉性能が低いことになる。また、当然ながら、EUV光路上でのArガス圧力分布も不均一となる。
9 is a cross-sectional view taken along the line DD of FIG. FIG. 9 is a cross-sectional view of a space spatially connected to the
The width of the partition space partitioned by the
Since the debris travels from the plasma P in the same direction as the EUV light travels, the fixed
図10は、図8のE−E断面図である。この図10に示すように、ホイル141は、EUV取出光の光線方向に伸びるように放射状に配置されており、ホイル141間の間隔は、EUV光入射側が狭く、EUV光出射側が広い。そのため、ガス導入口141aからホイル141の区画空間内に供給されるArガスは、EUV光入射側(図10の矢印α側)の方には流れにくく、EUV光出射側(図10の矢印β側)の方に流れやすい。そのため、固定式ホイルトラップ113b内部におけるEUV光出射側の空間143eの圧力は、EUV光入射側の空間143fの圧力と比べて高くなる傾向にある。
FIG. 10 is a cross-sectional view taken along the line EE of FIG. As shown in FIG. 10, the
図11に示すように、Arガスの圧力が1.33(Pa)程度の低圧力雰囲気では、光路長が10cmである場合、Arガス雰囲気内を通過するEUV光の強度はそれほど減衰しない。一方、Arガスの圧力が10(Pa)超えるようなArガス雰囲気では、光路長が10cmである場合、Arガス雰囲気内を通過するEUV光の強度は顕著に減衰する。
したがって、できるだけ固定式ホイルトラップ内部における圧力が高い領域の幅(光路長)は短い方が好ましい。しかしながら、第二の比較例では、固定式ホイルトラップ113b内部において、EUV光出射側近傍の空間143eの圧力が高く、ArガスによるEUV光強度の減衰が場合によっては無視できなくなる。
As shown in FIG. 11, in a low pressure atmosphere where the pressure of Ar gas is about 1.33 (Pa), when the optical path length is 10 cm, the intensity of EUV light passing through the Ar gas atmosphere is not so attenuated. On the other hand, in an Ar gas atmosphere in which the pressure of Ar gas exceeds 10 (Pa), the intensity of EUV light passing through the Ar gas atmosphere is significantly attenuated when the optical path length is 10 cm.
Therefore, it is preferable that the width (optical path length) of the region where the pressure is high inside the fixed foil trap is as short as possible. However, in the second comparative example, the pressure in the
これに対して、本実施形態における固定式ホイルトラップ13bでは、上述したように、固定式ホイルトラップ13b内部に内部空間(バッファ空間)43bを設け、当該バッファ空間43bにArガスを供給するため、ホイル41側の各区画空間とホイル42側の各区画空間とにそれぞれ等圧力でArガスを供給することができる。したがって、上記の各比較例のような固定式ホイルトラップ内部におけるEUV光路上の圧力分布の不均一は生じない。
また、固定枠43に間隔をもって設けられたガス導入口43aから離散的に供給されたArガスは、バッファ空間43bによって均一化される。そのため、各ガス導入口へ供給されるArガスの供給量に偏差があったとしても、その影響はバッファ空間43bにより吸収される。したがって、例えばガス分配器を用いてArガスを各ガス導入口43aへ供給する場合においても、ガス分配器の分配性能は高精度である必要はない。
このように、固定式ホイルトラップ13b内部のEUV光路上におけるガス圧力分布をほぼ均一にすることができる。
On the other hand, in the fixed
Further, the Ar gas discretely supplied from the
In this way, the gas pressure distribution on the EUV optical path inside the fixed
さらに、上記の第二の比較例では、固定式ホイルトラップ131bにおけるEUV取出光が通過する領域にはArガスGaが届きにくく、EUV光路上におけるArガス圧力を高くすることは困難であった。これに対して、本実施形態では、固定式ホイルトラップ13bに供給されたArガスは、一時的にバッファ空間43bに貯められ、Arガス圧力分布が均一化された状態で各区画空間に供給される。そのため、固定式ホイルトラップ13bのEUV取出光が通過する領域にも十分にArガスが供給され、EUV光路上におけるArガス圧力を高めることができる。その結果、固定式ホイルトラップ13bにおけるデブリ捕捉能力を十分に確保することができる。
Further, in the second comparative example described above, it is difficult for Ar gas Ga to reach the region through which the EUV extraction light passes in the fixed foil trap 131b, and it is difficult to increase the Ar gas pressure on the EUV optical path. On the other hand, in the present embodiment, the Ar gas supplied to the fixed
さらに、本実施形態における固定式ホイルトラップ13bにおいては、EUV光入射側に配置されたホイル41の長さ(主光線方向の長さ)L1が、EUV光出射側に配置されたホイル42の長さL2よりも短くなるように設定している。
そのため、上述したように、ガス導入口43aから固定式ホイルトラップ13b内に供給され、バッファ空間43bにおいて均一化されたArガスは、EUV光入射側(図6の矢印α側)の方に流れやすく、EUV光出射側(図6の矢印β側)の方には流れにくくすることができる。その結果、固定式ホイルトラップ13b内部におけるEUV光入射側の空間43cの圧力を、上記の第二の比較例と比較してより高くし、EUV光出射側の空間43dの圧力を、上記の第二の比較例と比較してより低くすることが可能となる。
このように、EUV光出射側近傍の空間43dの圧力が高くなることを抑制することで、圧力の高いArガス空間の光路長が長くなることを抑制することができる。すなわち、EUV取出光の光路上において、Arガス圧力が高い領域の幅を上記の第二の比較例と比較して短くすることが可能となり、ArガスによるEUV光強度の減衰を抑制することができる。
Further, in the fixed
Therefore, as described above, the Ar gas supplied from the
In this way, by suppressing the increase in pressure in the
また、上述したように、バッファ空間43bにおいて均一化されたArガスは、EUV光入射側(図6の矢印α側)の方により多く流れる。固定式ホイルトラップ13bに対してEUV光入射側には、回転式ホイルトラップ13aが配置されているため、固定式ホイルトラップ13bにおいてEUV光入射側に流れたArガスは、回転式ホイルトラップ13aに流れ込むことになる。この場合、回転式ホイルトラップ13a側の雰囲気圧力を高めることができ、回転式ホイルトラップ13aに入射する高速イオンの速度を減速させ、回転式ホイルトラップ13aにおける高速イオン(デブリ)の捕集性能を向上させることができる。
なお、固定式ホイルトラップ13bから回転式ホイルトラップ13a側へ流れるArガスは、ほぼ均一の流れとなる。すなわち、固定式ホイルトラップ13bが回転式ホイルトラップ13aへArガスを均一に供給するガス分配器として機能する。そのため、回転式ホイルトラップ13aへ供給されるArガスが主光線上で均一になることが期待される。
Further, as described above, the Ar gas homogenized in the
The Ar gas flowing from the fixed
以上のように、本実施形態における固定式ホイルトラップ13bにおいては、EUV光路上でのガス圧力分布がほぼ均一であり、EUV光通過領域でのガス圧力が十分高く、EUV光出射側のArガス圧力が低いという作用を奏することができる。したがって、回転式ホイルトラップ13aで捕捉しきれなかった高速のデブリの固定式ホイルトラップ13bにおける捕捉確率を向上させることができる。
また、本実施形態における固定式ホイルトラップ13bは、ホイル41とホイル42とがEUV取出光の光線方向を含む同一平面内に配置された構成とする。このように、ホイル41とホイル42とを光線方向を含む同一平面内に配置することで、固定式ホイルトラップ13bを通過する光を極力遮らない構成とすることができ、光の取出効率の低下を抑制することができる。
As described above, in the fixed
Further, the fixed
(第二の実施形態)
次に、本発明の第二の実施形態について説明する。
上述した第一の実施形態では、ホイル41とホイル42との組を複数組設けることにより擬似的なバッファ空間を形成する場合について説明した。第二の実施形態では、開口部を有するホイルを複数枚設けることにより擬似的なバッファ空間を形成する場合について説明する。
図12は、第二の実施形態の固定式ホイルトラップ13b´の側面図である。この図13において、上述した第一の実施形態における固定式ホイルトラップ13bと同様の構成を有する部分には、固定式ホイルトラップ13bと同一符号を付し、以下、構成の異なる部分を中心に説明する。
図12に示すように、本実施形態における固定式ホイルトラップ13b´は、開口部44aを有する複数のホイル44と、複数のホイル44を支持する固定枠43とを備える。ホイル44は、図4に示す第一の実施形態のホイル41と同様に、EUV取出光の主光線方向に直交する断面において、等間隔に複数配置されている。また、ホイル44は、図6に示す第一の実施形態のホイル41やホイル42と同様に、EUV取出光の光線方向に伸びるように放射状に配置されている。
(Second embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described.
In the first embodiment described above, a case where a pseudo buffer space is formed by providing a plurality of pairs of
FIG. 12 is a side view of the fixed foil trap 13b'of the second embodiment. In FIG. 13, a portion having the same configuration as the fixed
As shown in FIG. 12, the fixed foil trap 13b'in the present embodiment includes a plurality of
開口部44aは、EUV取出光の主光線方向の長さがd1であり、EUV取出光の主光線方向に垂直な方向の長さがh1である開口部である。開口部44aの長さh1は、少なくともEUV取出光が通過する領域の主光線方向に垂直な方向の長さを有する。開口部44aは、EUV取出光の主光線方向に垂直な方向において、ホイル44の略中心位置に形成されている。また、ガス導入口43aは、ホイル44同士で区画された区画空間と空間的に接続される位置で、且つ、主光線方向において内部空間の略中心位置に形成されている。このような構成により、第一の実施形態と同様の内部空間(擬似的なバッファ空間)を固定式ホイルトラップ13b´内部に設けることができる。
The
なお、長さd1およびh1は、上記内部空間に流入するArガスの流量、バッファ空間の幅に相当するホイル44の枚数等を考慮して、当該内部空間がバッファ空間として機能できるように適宜設定される。また、ガス導入口43aから開口部44aの端部までの距離h2は、できるだけ短い方が好ましい。距離h2が短いと、この領域のコンダクタンスが比較的大きくなり、ガス導入口43aから供給されるArガスの殆どが、上記の擬似的なバッファ空間に供給されるようになるためである。
さらに、開口部44aのホイル44における位置は、開口部44aの中心からホイル44のEUV光入射側端部までの長さをL1、開口部44aの中心からホイル44のEUV光出射側端部までの長さをL2としたとき、L1<L2となる位置に設定されている。このように設定することにより、第一の実施形態と同様に、EUV光束出射側のArガス圧力が低くなるようにすることが可能となる。
The lengths d1 and h1 are appropriately set so that the internal space can function as a buffer space in consideration of the flow rate of Ar gas flowing into the internal space, the number of
Further, the position of the
このように、本実施形態における固定式ホイルトラップ13b´においては、上述した第一の実施形態と同様に、EUV光路上でのガス圧力分布がほぼ均一であり、EUV光通過領域でのガス圧力が十分高く、EUV光出射側のArガス圧力が低いという作用を奏することができる。したがって、回転式ホイルトラップ13aで捕捉しきれなかった高速のデブリの固定式ホイルトラップ13b´における捕捉確率を向上させることができる。
また、本実施形態における固定式ホイルトラップ13b´においては、開口部44aを有するホイル44を複数枚備える構成であるため、第一の実施形態のようにホイル41とホイル42との組をEUV取出光の光線方向に一列に並ぶように支持する必要がなく、固定枠43によるホイル44の支持が容易である。
As described above, in the fixed foil trap 13b'in the present embodiment, the gas pressure distribution on the EUV optical path is substantially uniform and the gas pressure in the EUV light passing region is substantially uniform, as in the first embodiment described above. Is sufficiently high, and the Ar gas pressure on the EUV light emitting side can be low. Therefore, it is possible to improve the probability of capturing the high-speed debris fixed foil trap 13b'that could not be captured by the
Further, since the fixed foil trap 13b'in the present embodiment is configured to include a plurality of
(第三の実施形態)
次に、本発明の第三の実施形態について説明する。
上述した第一の実施形態では、ホイル41の枚数とホイル42の枚数とを同じとする場合について説明した。第三の実施形態では、ホイル41とホイル42とを異なる枚数とした場合について説明する。
また、第一の実施形態においては、図5および図6に示すようにL1<L2に設定し、複数のホイル41で区画された区画空間のコンダクタンスが、複数のホイル42で区画された区画空間のコンダクタンスより大きくなるようにした。これにより、バッファ空間に供給されたArガスが、EUV光入射側(図6の矢印α側)の方に流れやすく、EUV光出射側(図6の矢印β側)の方に流れにくくし、固定式ホイルトラップ13bのEUV光出射側の圧力が、EUV光入射側と比べてより低くなる傾向とした。
(Third embodiment)
Next, a third embodiment of the present invention will be described.
In the first embodiment described above, the case where the number of
Further, in the first embodiment, as shown in FIGS. 5 and 6, L1 <L2 is set, and the conductance of the partition space partitioned by the plurality of
本実施形態では、複数のホイル41で区画された区画空間のコンダクタンスを、複数のホイル42で区画された区画空間のコンダクタンスよりも大きくするために、図13に固定式ホイルトラップ13b″の上面図を示すように、ホイル42の枚数を、ホイル41の枚数よりも多くしている。
このように設定することにより、バッファ空間43bの中心からホイル41のEUV光入射側端部までの長さL1と、バッファ空間43bの中心からホイル42のEUV光出射側端部までの長さL2とが等しい長さLであっても、第一の実施形態と同様の効果を得ることができる。すなわち、バッファ空間43bにおいて均一化されたArガスは、EUV光入射側(図13の矢印α側)の方に流れやすく、EUV光出射側(図13の矢印β側)の方には流れにくくすることができる。その結果、固定式ホイルトラップ13b″のEUV光入射側の空間43cの圧力をより高くし、EUV光出射側の空間43dの圧力をより低くすることが可能となる。
In the present embodiment, in order to make the conductance of the partition space partitioned by the plurality of
By setting in this way, the length L1 from the center of the
このように、本実施形態における固定式ホイルトラップ13b″においては、上述した第一の実施形態と同様に、EUV光路上でのガス圧力分布がほぼ均一であり、EUV光通過領域でのガス圧力が十分高く、EUV光出射側のArガス圧力が低いという作用を奏することができる。したがって、回転式ホイルトラップ13aで捕捉しきれなかった高速のデブリの固定式ホイルトラップ13b″における捕捉確率を向上させることができる。
また、本実施形態における固定式ホイルトラップ13b″においては、ホイル41とホイル42とのEUV光の光線方向における長さを同じにすることができる。このように、ホイル41とホイル42とを同一形状のホイルとすることができるので、ホイルの製造が容易である。
As described above, in the fixed
Further, in the fixed
(変形例)
上記各実施形態においては、固定式ホイルトラップを構成するホイルが、固定式ホイルトラップの正面図において等間隔に配置され、上面図においてEUV取出光の光線方向に伸びるように放射状に配置されている場合について説明した。しかしながら、固定式ホイルトラップを構成するホイルの配置は上記に限定されるものではない。
例えば、固定式ホイルトラップは、図14および図15に示す形状であってもよい。すなわち、固定式ホイルトラップを構成するホイル51および52は、所定の仮想軸を中心として半径方向に放射状に配置されたホイルの一部を切り取った形状であってもよい。ここで、上記仮想軸は、例えば、回転式ホイルトラップ13aの回転軸34と一致する軸とすることができる。また、固定枠52は、例えば、上記仮想軸を中心とした円弧を有する扇形とすることができる。なお、固定枠52の外形は任意の形状であってよい。さらに、複数のホイル51および52は、仮想軸に直交する方向から見た場合、図16に示すように、仮想軸に対して平行に配置することができる。
この場合にも、複数のホイル51と複数のホイル52との間に擬似的なバッファ空間53bを形成し、ガス導入口53aを介してバッファ空間53bにEUV透明ガスを供給することができるので、第一および第三の実施形態と同様の効果を得ることができる。なお、第二の実施形態のような開口部を有する複数のホイルを配置する構成にも適用可能である。
(Modification example)
In each of the above embodiments, the foils constituting the fixed foil trap are arranged at equal intervals in the front view of the fixed foil trap and radially arranged so as to extend in the light ray direction of the EUV extraction light in the top view. The case was explained. However, the arrangement of the foils constituting the fixed foil trap is not limited to the above.
For example, the fixed foil trap may have the shapes shown in FIGS. 14 and 15. That is, the
Also in this case, a
また、上記各実施形態においては、デブリトラップ13として回転式ホイルトラップと固定式ホイルトラップとを両方用いる場合について説明したが、固定式ホイルトラップのみを用いてもよい。
さらに、上記各実施形態においては、固定式ホイルトラップを1つのみ用いる場合について説明したが、固定式ホイルトラップを複数用いることもできる。この場合、複数の固定式ホイルトラップは、EUV取出光の主光線方向に並設される。
さらに、上記実施形態においては、EUV透明ガスを固定式ホイルトラップの上下方向から供給する場合について説明したが、EUV透明ガスを供給する方向は任意の方向であってよい。また、EUV透明ガスを固定枠43の全周方向から供給してもよい。
Further, in each of the above embodiments, the case where both the rotary wheel trap and the fixed wheel trap are used as the
Further, in each of the above embodiments, the case where only one fixed foil trap is used has been described, but a plurality of fixed foil traps can also be used. In this case, the plurality of fixed foil traps are arranged side by side in the main ray direction of the EUV extraction light.
Further, in the above embodiment, the case where the EUV transparent gas is supplied from the vertical direction of the fixed foil trap has been described, but the EUV transparent gas may be supplied in any direction. Further, EUV transparent gas may be supplied from the entire circumferential direction of the fixed
(応用例)
上記各実施形態においては、高温プラズマ原料に照射するエネルギービームとしてレーザを用いる場合について説明したが、レーザに代えてイオンビームや電子ビーム等を用いることもできる。
また、上記各実施形態においては、DPP方式のEUV光源装置に適用する場合について説明したが、LPP方式のEUV光源装置にも適用可能である。なお、LPP方式とは、プラズマ生成用ドライバレーザをターゲット材料に照射し、当該ターゲット材料を励起させてプラズマを生成する方式である。
(Application example)
In each of the above embodiments, the case where a laser is used as the energy beam for irradiating the high temperature plasma raw material has been described, but an ion beam, an electron beam, or the like can be used instead of the laser.
Further, in each of the above embodiments, the case of applying to the EUV light source device of the DPP type has been described, but the case of applying to the EUV light source device of the LPP type can also be applied. The LPP method is a method of irradiating a target material with a driver laser for plasma generation and exciting the target material to generate plasma.
さらに、上記実施形態においては、EUV光源装置を露光用マスクの検査装置の光源として用いる場合について説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、半導体露光用光源として用いることもできる。この場合、固定式ホイルトラップは、回転式ホイルトラップと同等の大きさとしてもよい。
また、上記実施形態においては、光源装置がEUV光源装置である場合について説明したが、光源装置は、VUV(真空紫外光)を取り出すVUV光源装置や、X線を取り出すX線発生装置であってもよい。光源装置をVUV光源装置として機能させる場合、このVUV光源装置は、基板の表面改質用光源、オゾン発生用光源、基板の貼り合わせ用光源として用いることもできる。
Further, in the above embodiment, the case where the EUV light source device is used as the light source of the inspection device for the exposure mask has been described, but the present invention is not limited to this, and for example, it can be used as a light source for semiconductor exposure. In this case, the fixed wheel trap may have the same size as the rotary wheel trap.
Further, in the above embodiment, the case where the light source device is an EUV light source device has been described, but the light source device is a VUV light source device that extracts VUV (vacuum ultraviolet light) or an X-ray generator that extracts X-rays. May be good. When the light source device functions as a VUV light source device, this VUV light source device can also be used as a surface modification light source for a substrate, an ozone generation light source, and a substrate bonding light source.
さらに、光源装置をX線発生装置として機能させる場合、このX線発生装置は、医療用分野においては、胸部X線写真撮影や、歯科X線写真撮影、CT(Computer Tomogram)といった用途に用いることもできる。また、このX線発生装置は、工業用分野においては、構造物や溶接部などの物質内部を観察する非破壊検査、断層非破壊検査といった用途に用いることもできる。さらに、このX線発生装置は、研究用分野においては、物質の結晶構造を解析するためのX線解析、物質の構成元素を分析するためのX線分光(蛍光X線分析)といった用途に用いることもできる。 Further, when the light source device functions as an X-ray generator, the X-ray generator should be used for chest X-ray photography, dental X-ray photography, CT (Computed Tomography), etc. in the medical field. You can also. Further, in the industrial field, this X-ray generator can also be used for non-destructive inspection for observing the inside of substances such as structures and welds, and non-destructive inspection for faults. Further, in the field of research, this X-ray generator is used for applications such as X-ray analysis for analyzing the crystal structure of a substance and X-ray spectroscopy (fluorescent X-ray analysis) for analyzing the constituent elements of a substance. You can also do it.
11…チャンバ、13…デブリトラップ、13a…回転式ホイルトラップ、13b…固定式ホイルトラップ、21a,21b…放電電極、22a,22b…高温プラズマ原料、23a,23b…コンテナ、27…パルス電力発供給部、28…レーザ源、40…制御部、31…ホイル、32…中心支柱、33…外側リング、41…ホイル、42…ホイル、43…固定枠、43a…ガス導入口、43b…内部空間(バッファ空間)、100…極端紫外光光源装置(マスク検査用EUV光源装置) 11 ... Chamber, 13 ... Debris trap, 13a ... Rotary foil trap, 13b ... Fixed foil trap, 21a, 21b ... Discharge electrode, 22a, 22b ... High temperature plasma raw material, 23a, 23b ... Container, 27 ... Pulse power generation and supply Unit, 28 ... Laser source, 40 ... Control unit, 31 ... Foil, 32 ... Central support, 33 ... Outer ring, 41 ... Foil, 42 ... Foil, 43 ... Fixed frame, 43a ... Gas inlet, 43b ... Internal space ( Buffer space), 100 ... Extreme ultraviolet light source device (EUV light source device for mask inspection)
Claims (10)
複数のホイルと、
前記複数のホイルを固定する固定部材と、
前記光の通過方向における上流側および下流側にそれぞれ前記ホイルが存在し、少なくとも前記光の通過領域において前記ホイルが存在しない内部空間と、
前記固定部材に設けられ、前記内部空間に前記光に対して透明な透明ガスを導入可能なガス導入口と、を有する固定式ホイルトラップを備え、
前記上流側に存在する前記ホイルで区画された区画空間のコンダクタンスが、前記下流側の前記ホイルで区画された区画空間のコンダクタンスよりも大きいことを特徴とするデブリトラップ。 A debris trap that is placed near the plasma, passes through the light emitted from the plasma, and captures the debris generated from the plasma.
With multiple foils
A fixing member for fixing the plurality of foils and
An internal space in which the foil exists on the upstream side and the downstream side in the light passing direction, respectively, and the foil does not exist in at least the light passing region.
A fixed foil trap provided on the fixing member and having a gas introduction port capable of introducing a transparent gas transparent to the light into the internal space is provided.
A debris trap characterized in that the conductance of the foil-partitioned compartment space existing on the upstream side is larger than the conductance of the foil-partitioned compartment space on the downstream side .
前記光の通過領域における前記上流側に配置された複数の第一のホイルと、 A plurality of first foils arranged on the upstream side in the light passing region,
前記光の通過領域における前記下流側に、前記複数の第一のホイルに対して所定距離離間させて配置された複数の第二のホイルと、を有し、 A plurality of second foils arranged at a predetermined distance from the plurality of first foils are provided on the downstream side of the light passing region.
前記内部空間は、前記第一のホイルと前記第二のホイルとによって形成される空間であって、 The internal space is a space formed by the first foil and the second foil.
前記複数のホイルは、 The plurality of foils
前記第一のホイルと前記第二のホイルとが前記光線方向を含む同一平面内に配置された一組のホイル組を複数有する構成であり、 The first foil and the second foil have a plurality of sets of foils arranged in the same plane including the direction of the light beam.
前記光線方向における前記第一のホイルの長さが、前記光線方向における前記第二のホイルの長さよりも短く設定されていることを特徴とする請求項1に記載のデブリトラップ。 The debris trap according to claim 1, wherein the length of the first foil in the ray direction is set shorter than the length of the second foil in the ray direction.
前記光の通過領域における前記上流側に配置された複数の第一のホイルと、 A plurality of first foils arranged on the upstream side in the light passing region,
前記光の通過領域における前記下流側に、前記複数の第一のホイルに対して所定距離離間させて配置された複数の第二のホイルと、を有し、 A plurality of second foils arranged at a predetermined distance from the plurality of first foils are provided on the downstream side of the light passing region.
前記内部空間は、前記第一のホイルと前記第二のホイルとによって形成される空間であって、 The internal space is a space formed by the first foil and the second foil.
前記第二のホイルの枚数は、前記第一のホイルの枚数よりも多く、 The number of the second foil is larger than the number of the first foil,
前記光線方向における前記第一のホイルの長さと、前記光線方向における前記第二のホイルの長さとが等しく設定されていることを特徴とする請求項1に記載のデブリトラップ。 The debris trap according to claim 1, wherein the length of the first foil in the ray direction and the length of the second foil in the ray direction are set to be equal.
前記内部空間は、前記複数のホイルの前記開口部によって形成される空間であり、 The internal space is a space formed by the openings of the plurality of foils.
前記開口部の中心位置から前記ホイルの前記光線方向における上流側端部までの長さが、前記開口部の中心位置から前記ホイルの前記光線方向における下流側端部までの長さよりも短く設定されていることを特徴とする請求項1に記載のデブリトラップ。 The length from the center position of the opening to the upstream end of the foil in the ray direction is set shorter than the length from the center of the opening to the downstream end of the foil in the ray direction. The debris trap according to claim 1, wherein the debris trap is provided.
前記固定部材における前記固定式ホイルトラップを通過する前記光の主光線方向を挟んで対向する面に、それぞれ設けられていることを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載のデブリトラップ。 The gas inlet is
The debris according to any one of claims 1 to 4, wherein the fixing member is provided on the surfaces of the fixing member facing each other with the main ray direction of the light passing through the fixed foil trap. trap.
前記固定部材の全周に設けられていることを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載のデブリトラップ。 The gas inlet is
The debris trap according to any one of claims 1 to 4, wherein the debris trap is provided on the entire circumference of the fixing member.
前記固定式ホイルトラップを通過する前記光の主光線方向に直交する断面において、それぞれ等間隔に配置されていることを特徴とする請求項1から6のいずれか1項に記載のデブリトラップ。 The debris trap according to any one of claims 1 to 6, wherein the debris traps are arranged at equal intervals in a cross section orthogonal to the main ray direction of the light passing through the fixed foil trap.
前記プラズマから放射される光の一部を所定の立体角で取り出した光線束を通過し、前記光線束の進行方向に進行するデブリを捕捉するものであり、
前記複数のホイルは、前記光線束の通過領域に相当する大きさを有することを特徴とする請求項1から7のいずれか1項に記載のデブリトラップ。 The fixed foil trap
A part of the light radiated from the plasma passes through a ray bundle taken out at a predetermined solid angle, and debris traveling in the traveling direction of the ray bundle is captured.
The debris trap according to any one of claims 1 to 7 , wherein the plurality of foils have a size corresponding to a passing region of the light beam bundle.
前記回転軸上に配置され前記回転ホイルを支持する支持部材と、を有し、
前記固定式ホイルトラップに対して前記回転軸方向に並設される回転式ホイルトラップをさらに備えることを特徴とする請求項1から8のいずれか1項に記載のデブリトラップ。 A plurality of rotating wheels that can rotate around the axis passing through the plasma as a rotation axis,
It has a support member arranged on the rotation shaft and supporting the rotation foil, and has.
The debris trap according to any one of claims 1 to 8 , further comprising a rotary wheel trap arranged side by side in the rotation axis direction with respect to the fixed wheel trap.
前記光を放射する原料を励起し、プラズマを発生させるプラズマ発生部と、を備えることを特徴とする光源装置。 The debris trap according to any one of claims 1 to 9 ,
A light source device including a plasma generating unit that excites a raw material that emits light and generates plasma.
Priority Applications (1)
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