JP2004340761A

JP2004340761A - Extreme ultraviolet light generator

Info

Publication number: JP2004340761A
Application number: JP2003137949A
Authority: JP
Inventors: Hiroto Sato; 弘人佐藤; Kazunori Bessho; 和典別所
Original assignee: Ushio Denki KK; Ushio Inc
Current assignee: Ushio Denki KK; Ushio Inc
Priority date: 2003-05-15
Filing date: 2003-05-15
Publication date: 2004-12-02
Anticipated expiration: 2023-05-15
Also published as: JP4189658B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an extreme ultraviolet light generator which includes a debris removal means which has a specific structure where flat plates are fixedly located as a component. <P>SOLUTION: In the extreme ultraviolet light generator 1 that has a light source 10 where extreme ultraviolet light is radiated from high-temperature plasma and an optical system for collecting the extreme ultraviolet light radiated from the light source 10, the flat plates are fixedly located between the light source 10 and the optical system, each of the flat plates has an angle which enables virtual planes formed by respective flat planes to share a single straight line and the light source is located on the straight line. The generator 1 has a gas blowout means which feeds a gas 9 in the direction intersecting the virtual planes formed by the flat plates in a space for estranging the light source 10 from the flat planes. Therefore, debris can be trapped efficiently without using any special mechanical elements such as a rotary drive means. This makes it possible to obtain the extreme ultraviolet light generator 1 which does not degrade the output of the extreme ultraviolet light even if it is used for a long period because the debris generated from the light source 10 does not reach a condensing mirror and the surface of it is not contaminated. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高温プラズマから極端紫外光を発生させる極端紫外光発生装置に関するものであり、更に詳しくは、駆動手段等の格別の機械的要素を含まないデブリ除去手段を配置して、光源から発生したデブリが集光ミラーに到達することを確実に防止することを可能とする極端紫外光発生装置に関するものである。本発明は、例えば、半導体リソグラフィー装置、生体分析、物質の構造解析などに好適に利用される新しい極端紫外光発生装置を提供するものとして有用である。
【０００２】
【従来の技術】
従来、半導体リソグラフィーなどに用いられる、波長が１０〜１５ｎｍ程度の極端紫外光を発生させる装置として、例えば、陽極と陰極との間の空間にキセノンガスなどの発光ガスを導入した後に、陽極と陰極との間に高エネルギーの電気パルスを印加して電流を流し、その際に発生する自己磁場によって電流をその中心軸に向かって収縮（ピンチ）させ、高温高密度のプラズマを生成して極端紫外光を発生させる極端紫外光発生装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、先行技術として、例えば、細孔を有する絶縁体（キャピラリ）の両端に陰極と陽極をそれぞれ配置し、これらの電極間にパルス電圧を印加し、この際に流れる放電電流をキャピラリ壁で閉じ込めることによって電流密度を上げ、高温プラズマを生成して極端紫外光を発生させる方法が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
更に、先行技術として、例えば、レーザ光をターゲット物質に集光照射することにより、高温のプラズマを生成し、極端紫外光を発生させる装置が提示されている（例えば、特許文献３参照）。
【０００５】
このような極端紫外光発生装置から発生した極端紫外光は、その先に設けられた光学系により捕集され、半導体の露光などに利用される。
【０００６】
上記の極端紫外光発生装置は、いずれも高温プラズマからの極端紫外光を放射するものであり、高温のプラズマの近傍に位置する構造体（例えば、キャピラリーや電極）が高温に晒されたり、プラズマから飛来してくる高速イオンによってこれらの構造体の表面が損傷を受けるなどして、塵、粒子が飛散する。これらの塵や粒子をデブリ（ｄｅｂｒｉｓ）と呼ぶ。発生したデブリは、放射された極端紫外光を集光するために光源部の近くに配置されている集光ミラー表面を汚染してその反射率を低下させ、集光効率を下げてしまうなどの不具合をもたらす。
【０００７】
そこで、発生したデブリによる集光ミラー表面の汚染を防ぐ対策として、高温プラズマからなる極端紫外光源と集光ミラーとの間にデブリ除去装置を設ける方法が提案されている。
【０００８】
そして、これらの方法では、例えば、極端紫外光源と光学系の間に、機械的に回転する遮光板を設け、この遮光板に光を透過するための複数の貫通孔を設け、光源の点灯周波数に同期して、貫通孔が光源と光学系の間に来るようにし、光源から極端紫外光が放射される時のみ貫通孔を透過した光が光学系に入射し、それ以外の時は遮光板が回転し、光学系に向かって飛んできたデブリを捕捉する技術が採用されている（例えば、特許文献４参照）。
【０００９】
しかしながら、この種の回転遮光板を用いたデブリ除去装置を設ける方法では、遮光板を回転させる機構が必要となり、回転駆動する構造が複雑になるという問題があった。また、回転遮光板の回転速度と光源の点灯周波数を完全に一致させることは難しく、デブリを回転遮光板で確実に捕捉することができないという問題があった。
更には、デブリは、その材質や光源に入力される電流波形等によって、速度が異なるものであり、速度の速いデブリと速度の遅いデブリが存在することになる。速度の遅いデブリは、この回転遮光板でも十分に捕捉することはできるが、速度の速いデブリは、この回転遮光板が回転し、光源と光学系の光路を遮光する前に貫通孔を通して光学系に飛び込むことがあり、回転遮光板で確実にデブリを捕捉することができないという問題があった。
【００１０】
また、前記の方法では、例えば、極端紫外光源と光学系の間に、極端紫外光と平行もしくはほぼ平行なフィンからなるデプリ吸着面を含む吸着部を、軸周りに回転させることによってデブリが光学系に到達することを防止する技術が採用されている（例えば、特許文献５参照）。
しかしながら、この種のデブリ除去装置においては、除去可能なデブリの最高速度はフィンの枚数、フィンの光進行方向の長さ、及び回転部の回転速度で決まる。除去可能速度より速いデブリは吸着部をすり抜けて光学系に到達することがあり、確実にデブリを捕捉することができないという問題があった。
【００１１】
その結果、上記先行技術を用いても、デブリが集光ミラーの表面に付着し、その反射率を低下させ、集光効率を下げてしまい、極端紫外光発生装置からの光出力が低下するという問題を確実に解消することは困難であった。
【００１２】
【特許文献１】
特表２００２−５０７８３２号公報
【特許文献２】
米国特許第６１８８０７６号明細書
【特許文献３】
特開平９−１１５８１３号公報
【特許文献４】
特開２００２−３１３５９８号公報
【特許文献５】
特開２００３−２２９５０号公報
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
このような状況の中で、本発明者らは、上記従来技術に鑑みて、上記先行技術にみられる諸問題を確実に解消することが可能な新しい技術を開発することを目標として鋭意研究を重ねた結果、前記光源と光学系との間に、複数の平板を固定して配置した新しい方式のデブリ除去手段を用いることにより、回転駆動手段等の格別の機械的要素を用いることなく、所期の目的を達成し得ることを見出し、本発明を完成するに至った。
即ち、本発明は、複数の平板が固定して配置された特定構造のデブリ除去手段を構成要素として含む新しい極端紫外光発生装置を提供することを目的とするものである。
また、本発明は、高温プラズマから極端紫外光を発生させ、この極端紫外光を集光ミラーによって捕集する極端紫外光発生装置において、デブリによって集光ミラーが汚染されることを確実に防ぎ、長時間使用しても極端紫外光の出力が低下しない極端紫外光発生装置を提供することを目的とするものである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための本発明は、以下の技術的手段から構成される。
（１）高温プラズマから極端紫外光が放射される光源と、この光源から放射された極端紫外光を捕集するための光学系とを有する極端紫外光発生装置において、
前記光源と光学系との間に、複数の平板が所定の間隔で固定して配置されており、それぞれの平板は各平板がなす仮想平面が１つの直線を共有するような角度を有して設置され、前記光源は当該直線上に位置しており、
前記光源と前記複数の平板との離間空間内の、前記複数の平板がなす仮想平面と交差する方向にガスを流すガス噴出手段を有することを特徴とする極端紫外光発生装置。
（２）前記光源と前記複数の平板との離間空間を介して、前記ガス噴出手段と対向する位置に前記ガス噴出手段から噴出されるガスを回収するためのガス回収手段が設けられていることを特徴とする前記（１）に記載の極端紫外光発生装置。
（３）前記ガス噴出手段から噴出されるガスが、水素、ヘリウム、アルゴン、窒素の少なくともいずれか１つを含むガスであることを特徴とする前記（１）に記載の極端紫外光発生装置。
【００１５】
【発明の実施の形態】
次に、本発明につて更に詳細に説明する。
本発明は、極端紫外光が放射される光源と、この光源から放射された極端紫外光を捕集するための光学系とを有する極端紫外光発生装置において、前記光源と光学系との間に、複数の平板が、それぞれの平板がなす仮想平面が１つの直線を共有するように所定の角度で固定して配置されていること、この直線上に光源が位置していること、前記光源と前記複数の平板との離間空間における、前記複数の平板がなす仮想平面と交差する方向にガスを流すガス噴出手段を有すること、を特徴とするものである。
【００１６】
本発明は、高温プラズマからの極端紫外光を放射する光源と、この光源から放射された極端紫外光を捕捉するための光学系とを有する、波長が１０〜１５ｎｍ程度の極端紫外光を発生させる、極端紫外光発生装置を対象とするものであり、光源の種類、及び光学系の構成等については、既存の手段及びその改良手段を任意に使用することが可能であり、特に制限されるものではない。また、当該極端紫外光発生装置の構成についても、以下に述べる本発明の特徴的部分のデブリ除去手段とその関連手段を除くその余の構成は特に制限されるものではない。
【００１７】
本発明では、前記光源と光学系との間に、特定構造のデブリ除去手段が配置される。このデブリ除去手段は、前述のように、次の構成、（１）前記光源と光学系との間に、複数の平板が、それぞれの平板がなす仮想平面が１つの直線を共有するように所定の角度で固定して配置されている、（２）この直線上に光源が位置している、（３）前記光源と前記複数の平板との離間空間における、前記複数の平板がなす仮想平面と交差する方向にガスを流す（噴出する）ガス噴出手段を有する、を必須の構成要素としている。
【００１８】
これらの構成のうち、前記（１）の手段については、後記する実施例に具体的に示されるように、多数の平板が固定して配置され、それぞれの平板は各平板がなす仮想平面が１つの直線を共有するような角度を有する。平板の固定手段は特に制限されないが、好適には、例えば、平板を保持し得る構造体（平板保持構造体）に適宜の手段で取り付けられて固定される。平板は、すべての平板が形成する仮想平面が１つの交差軸を共有するように配置されている。そして、この平板としては、好適には、例えば、厚さ０．２ｍｍ程度のステンレス製のものが例示されるが、これに制限されるものではなく、これと同効のものであれば同様に使用することができる。また、平板の形状、平板の枚数は、特に制限されるものではないが、好適には、例えば、後記する図２に示されるように、同一形状で数１０枚程度の平板が用いられる。
【００１９】
また、前記（２）の手段については、前記交差軸の軸上に光源の光発光点が位置するように光源が配置される。更に、前記（３）の手段については、前記光源と前記複数の平板との離間空間の、所定の方向にガスを流すことが可能なガス噴出手段を設置する。この場合、ガス噴出手段は、ガスを前記複数の平板がなす仮想平面と交差する方向に噴出する機能を有するものであれば良く、その設置位置及びその具体的な構成は任意に設計することができる。即ち、前記ガス噴出手段は、前記複数の平板がなす仮想平面と交差する方向にガスを噴出し得るものであれば、その設置位置は特に制限されないが、好適には、例えば、後記する実施例に示されるように、前記光源と前記複数の平板との離間空間にあって、その下部に位置する。このガス噴出手段によるガスの噴出速度、噴出方向は、任意に設定することができる。前記ガス噴出手段から噴出されるガスとしては、好適には、例えば、水素、ヘリウム、アルゴン、窒素の少なくともいずれか１つを含むガスが例示される。
【００２０】
本発明では、前記構成により、光源から放射される極端紫外光と平板は、ほぼ平行な位置関係となり、複数の平板を構成要素として含むデブリ除去手段に入射した極端紫外光の大部分はデブリ除去手段を通過して光学系へ入射し、一方、光源から発生したデブリは、ガス噴射手段から噴出したガスと衝突し、デブリの進行方向が曲げられると共に、デブリは平板の表面に衝突するような速度成分を得て進行し、平板に効率良く衝突し、吸着され、デブリの光学系への進行が阻止されるので、デブリによって集光ミラーが汚染されることが抑制される。
本発明では、前記基本的構成の他に、前記ガス噴出手段と対向する位置に前記ガス噴出手段から噴出されたガスを回収するためのガス回収手段を設けることができる。
これによって、容器内に噴出ガスが拡散することが抑制され、ガスの拡散による極端紫外光の吸収損失を低減することができる。
本発明の極端紫外光発生装置の前記デブリ除去手段及びその関連手段を除く、その余の手段の具体的な構成は、後記する実施例において、具体的に例示するが、本発明では、それらの構成は特に制限されるものではなく、後記する実施例に記載の装置に準じて任意に設計することができる。
【００２１】
【作用】
本発明の特徴的部分を構成する前記デブリ除去手段は、それを構成するすべての平板が、それぞれの平板がなす仮想平面が１つの直線（交差軸）を共有するように所定の角度で固定して配置されており、光源は、この交差軸上にその光源光点が位置するように配置されるので、光源から放射される極端紫外光と平板は、ほぼ平行な位置関係となり、デブリ除去手段に入射した極端紫外光の大部分はデブリ除去手段の平板の間を通過して光学系の集光ミラーへと入射する。また、光源から発生したデブリは、集光ミラー方向に進む際に、ガス噴出手段から噴出したガスと衝突し、その噴出方向の速度成分を得て、その進行方向が曲げられるので、デブリは、ガスの噴出方向を横切るように配置されている平板の表面に衝突する確率が高くなり、その多くが平板に衝突し、吸着され、その分、デブリによって集光ミラーが汚染されることが抑制される。更に、噴出されたガスは、ガス噴出手段と対向して配置されているガス回収手段により効率よく回収されるので、容器内に噴出ガスが拡散することが抑制され、ガスの拡散による極端紫外光の吸収損失が抑制され、その結果、高出力の極端紫外光が得られると共に、その出力を長時間維持することが可能となる。
【００２２】
【実施例】
次に、本発明の実施例を図面を用いて具体的に説明するが、本発明は、以下の実施例によって何ら限定されるものではない。
実施例１
図１は、本発明の実施例１に係わる極端紫外光発生装置１の説明図であり、図２Ａは、図１のＡ−Ａ’矢視側面図である。真空排気が可能な容器５の中に、放電管１３を陽極１２と陰極１１とで挟むように配置した光源１０を有する。光源１０は陽極１２、陰極１１、及び放電管１３からなり、いずれも中心に貫通孔を有しており、陰極１１側から放電管１３の貫通孔に放電ガスが導入できるようになっている。放電ガスは、放電ガス導入管１６によって供給され、陰極１１、放電管１３、及び陽極１２の中心孔を通って放電部の外側に出た後、排気口５１から排気される。
【００２３】
陰極１１及び陽極１２はそれぞれ陰極用電気導線１４及び陽極用電気導線１５によってパルス電源６と電気的に接続される。パルス電源６から高電圧パルスを出力することにより、放電管１３の貫通孔内部で放電プラズマが生成され、極端紫外光７が発生する。発生した極端紫外光７は、陽極１２の貫通孔を通して光源１０の外に放射される。
放射された極端紫外光７は、光学系である集光ミラー４によって集光点Ｓに集められ、極端紫外光取り出し部５２から容器５の外に取り出される。本実施例においては、集光ミラー４は、２つの斜入射反射ミラー４１によって構成されている。
取り出された極端紫外光は、例えば、リソグラフィー装置のウェハ露光光学系などへ導かれて利用に供される。
【００２４】
光源１０と集光ミラー４との間には、デブリ除去器２が配置される。デブリ除去器２は、複数の（本実施例では１１枚の）平板２１と後述するガス噴射ノズル（ガス噴出手段）２３を有している。平板２１は、厚さ０．２ｍｍのステンレスであり、平板保持構造体２２に取り付けられて固定されている。図２Ｂは、平板２１の配置を示す斜視図である。同図からわかるように、すべての平板２１がなす仮想平面が１つの交差軸Ｋを共有し、交差軸Ｋの軸上に光源１０の光発光点Ｐが位置するように、平板２１が固定して配置される。したがって、光源１０から放射される極端紫外光７と平板２１は、ほほ平行な位置関係となり、デブリ除去器２に入射した極端紫外光の大部分がデブリ除去器２を通過して集光ミラー４へと入射する。
【００２５】
光源１０と複数の平板２１との離間空間には、ガス噴出手段であるガス噴射ノズル２３が設けられる。ガス噴射ノズル２３からはＺ方向（光軸方向）と垂直なＹ方向に向かってガス９が噴射される。ガス９の種類は、極端紫外光の吸収係数が小さなものが選はれる。波長１０ｎｍ〜１５ｎｍの極端紫外光に対しては、水素、ヘリウム、アルゴン、窒素などが適している。本実施例では、ヘリウムを用いている。
【００２６】
光源１０から発生したデブリは、集光ミラー４方向に進むが、ガス噴射ノズル２３から噴出したガスと衝突し、デブリのその進行方向がＹ方向側に曲げられる。平板２１は、それが作る平面がガス９の噴出方向（本例ではＹ方向）を横切るように配置されている。したがって、デブリは、平板２１の表面に衝突するような速度成分を得てデブリ軌跡８のように進行する。その結果、デブリが平板２１に、効率的に衝突し、吸着される。本実施例では、ガス噴射ノズル２３の幅（図２のＸ方向の長さ）はデブリ除去器２の幅にほぼ等しい。
【００２７】
つまり、光源１０から発生したデブリは、平板２１に到達する前に、ガス噴射ノズルから噴射したガスによってその噴射方向の速度成分を与えられる。ガスの噴射方向は平板２１が作る平面を横切る方向であるため、デブリが平板２１表面に衝突する確率が高くなる。その結果、デブリが平板２１に効率的に吸着されるなどして、デブリの進行が阻止されるため、デブリによって集光ミラー４が汚染されることを防止できる。また、デブリに平板の平面を横切る方向の速度成分をもたせるだけのガス量を噴射すればよいので、ガス噴射ノズルからのガスの噴射量は少なくてすみ、ガスによる極紫外光の吸収損失が抑えられ、極端紫外光の出力が長時間維持されることになる。
【００２８】
実施例２
図３は、本発明の実施例２を説明する図である。図３においては、ガス噴射ノズル２３から噴射されたガス９を回収して真空容器外に排気するために、ガス回収手段であるガス回収管２４がガス噴射ノズル２３と対向して配置されている。これによって、容器５内に噴射ガス９が拡散することが抑制され、拡散したガスによる極端紫外光の吸収損失が低減し、高出力の極端紫外光が得られる。
【００２９】
実施例３
図４は、本発明の実施例３を説明する図である。本実施例では光源１０がレーザ生成プラズマである。レーザ装置１８から発せられたレーザ光Ｌを、集光レンズ１７によって集め、ターゲットＴの表面の微小領域に照射することによって高温プラズマを生成し、光源１０とする。Ｐは光発光点である。
集光ミラー４は、凹面ミラー４２と凸面ミラー４３を組み合わせた、シュバルツシルド型光学系である。各ミラーの反射面には、選ばれた波長領域、例えば、１３ｎｍ〜１４ｎｍにおける光の反射率が所望の値になるように、多層膜４２１及び４３１がそれぞれ形成されている。光源１０から放射された極端紫外光は集光ミラー４によって捕集され、集光点Ｓに集光される。光源１０と集光ミラー４との間に、ガス噴射ノズル２３を有するデブリ除去器２が配置される。ターゲットＴなどから発生したデブリ８は噴射されたガス９によってその進行方向が曲げられ、平板２１によって阻止されるため、デブリ８によって集光ミラー４が汚染されることがない。
【００３０】
【発明の効果】
本発明によれば、高温プラズマから極端紫外光を発生させる極端紫外光発生装置において、特定構造のデブリ除去器を設置することで、回転駆動手段等の格別の機械的要素を利用することなく、効率良くデブリを捕捉することができる。それにより、光源から発生したデブリが集光ミラーに到達することがなく、集光ミラーの表面が汚染されないため、長時間使用しても極端紫外光の出力が低下しない新しい極端紫外光発生装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１に係わる極端紫外光発生装置の説明図である。
【図２】デブリ除去器の一例を示す説明図（Ａ）及び平板の配置を示す斜視図（Ｂ）である。
【図３】本発明の実施例２に係わる極端紫外光発生装置の説明図である。
【図４】本発明の実施例３に係わる極端紫外光発生装置の説明図である。
【符号の説明】
１極端紫外光発生装置
２デブリ除去器
４集光ミラー
５真空容器
６パルス電源
７極端紫外光
８デブリ
９ガス
１０光源
１１陰極
１２陽極
１３放電管
１４陰極用電気導線
１５陽極用電気導線
１６放電ガス導入管
１７集光レンズ
１８レーザ装置
２１平板
２２平板保持構造体
２３ガス噴射ノズル（ガス噴出手段）
２４ガス回収管
４１斜入射反射ミラー
４２凹面ミラー
４３凸面ミラー
５１排気口
５２極端紫外光取り出し部
４２１多層膜
４２３多層膜
Ｌレーザ光
Ｐ光発光点
Ｓ集光点
Ｔターゲット[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an extreme ultraviolet light generating device for generating extreme ultraviolet light from high-temperature plasma, and more particularly, to a device for generating debris that does not include a special mechanical element such as a driving means, and generates the light from a light source. The present invention relates to an extreme ultraviolet light generation device capable of reliably preventing debris from reaching a light collecting mirror. INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is useful as, for example, providing a new extreme ultraviolet light generating apparatus suitably used for a semiconductor lithography apparatus, a biological analysis, a structural analysis of a substance, and the like.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as a device for generating extreme ultraviolet light having a wavelength of about 10 to 15 nm used for semiconductor lithography, for example, after introducing a luminescent gas such as xenon gas into the space between the anode and the cathode, the anode and the cathode A high-energy electric pulse is applied between them to cause a current to flow. The self-magnetic field generated at that time causes the current to shrink (pinch) toward its central axis, generating a high-temperature, high-density plasma to generate extreme ultraviolet. 2. Description of the Related Art An extreme ultraviolet light generating device that generates light is known (for example, see Patent Document 1).
[0003]
Further, as a prior art, for example, a cathode and an anode are arranged at both ends of an insulator (capillary) having pores, a pulse voltage is applied between these electrodes, and a discharge current flowing at this time is confined by a capillary wall. Thus, there has been proposed a method of increasing current density and generating high-temperature plasma to generate extreme ultraviolet light (for example, see Patent Document 2).
[0004]
Furthermore, as a prior art, for example, an apparatus that generates high-temperature plasma by condensing and irradiating a target material with laser light to generate extreme ultraviolet light has been proposed (for example, see Patent Document 3).
[0005]
Extreme ultraviolet light generated from such an extreme ultraviolet light generating device is collected by an optical system provided at the front thereof and used for exposing a semiconductor.
[0006]
All of the above-described extreme ultraviolet light generators emit extreme ultraviolet light from high-temperature plasma, and a structure (for example, a capillary or an electrode) located near the high-temperature plasma is exposed to high temperature, Dust and particles are scattered, for example, because the surface of these structures is damaged by high-speed ions coming from the surface. These dusts and particles are called debris. The generated debris contaminates the surface of the light collection mirror located near the light source to collect the emitted extreme ultraviolet light, lowering its reflectance and lowering the light collection efficiency. Brings trouble.
[0007]
Therefore, as a measure for preventing contamination of the surface of the light collecting mirror by the generated debris, a method of providing a debris removing device between an extreme ultraviolet light source made of high-temperature plasma and the light collecting mirror has been proposed.
[0008]
In these methods, for example, a mechanically rotating light-shielding plate is provided between the extreme ultraviolet light source and the optical system, and a plurality of through holes for transmitting light are provided in the light-shielding plate. Synchronously, the through-hole is located between the light source and the optical system, and the light transmitted through the through-hole enters the optical system only when extreme ultraviolet light is emitted from the light source, and at other times, the light shielding plate A technology is employed for capturing debris that rotates toward the optical system while rotating (see, for example, Patent Document 4).
[0009]
However, this type of method of providing a debris removal device using a rotary light-shielding plate requires a mechanism for rotating the light-shielding plate, and has a problem that the structure for rotationally driving is complicated. Further, it is difficult to completely match the rotation speed of the rotary light shielding plate with the lighting frequency of the light source, and there has been a problem that debris cannot be reliably captured by the rotating light shielding plate.
Furthermore, debris has a different speed depending on its material, a current waveform inputted to a light source, and the like, and there are debris having a high speed and debris having a low speed. Slow-speed debris can be sufficiently captured by the rotating light-shielding plate, but high-speed debris can be captured by the optical system through the through-hole before the rotating light-shielding plate rotates and blocks the light path between the light source and the optical system. There is a problem that debris cannot be reliably captured by the rotary light shielding plate.
[0010]
Further, in the above-described method, for example, debris is optically rotated by rotating a suction portion including a depuri suction surface formed of fins parallel or almost parallel to the extreme ultraviolet light between the extreme ultraviolet light source and the optical system around an axis. A technique for preventing the light from reaching the system is employed (for example, see Patent Document 5).
However, in this type of debris removal apparatus, the maximum speed of debris that can be removed is determined by the number of fins, the length of the fins in the light traveling direction, and the rotation speed of the rotating unit. Debris that is faster than the removal speed may pass through the adsorption unit and reach the optical system, and there is a problem that debris cannot be reliably captured.
[0011]
As a result, even with the above-mentioned prior art, debris adheres to the surface of the light collecting mirror, lowering its reflectance, lowering the light collecting efficiency, and lowering the light output from the extreme ultraviolet light generator. It was difficult to resolve the problem without fail.
[0012]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Application Publication No. 2002-507832 [Patent Document 2]
US Pat. No. 6,188,076 [Patent Document 3]
Japanese Patent Application Laid-Open No. H9-115813 [Patent Document 4]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-313598 [Patent Document 5]
JP 2003-22950 A
[Problems to be solved by the invention]
Under these circumstances, the present inventors have conducted intensive studies in view of the above-mentioned conventional technology with the aim of developing a new technology that can surely solve the problems found in the above-mentioned prior art. As a result of the superposition, by using a new type of debris removing means in which a plurality of flat plates are fixedly arranged between the light source and the optical system, the use of a special mechanical element such as a rotary driving means is possible without using a special mechanical element. It has been found that the object of the present invention can be achieved, and the present invention has been completed.
That is, an object of the present invention is to provide a new extreme ultraviolet light generator including, as a component, debris removing means having a specific structure in which a plurality of flat plates are fixedly arranged.
In addition, the present invention generates extreme ultraviolet light from high-temperature plasma, and in an extreme ultraviolet light generation device that collects the extreme ultraviolet light with a collecting mirror, reliably prevents the collecting mirror from being contaminated by debris. It is an object of the present invention to provide an extreme ultraviolet light generator in which the output of the extreme ultraviolet light does not decrease even when used for a long time.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
The present invention for solving the above-mentioned problems includes the following technical means.
(1) In an extreme ultraviolet light generating apparatus having a light source that emits extreme ultraviolet light from high-temperature plasma and an optical system for collecting the extreme ultraviolet light emitted from the light source,
A plurality of flat plates are fixedly arranged at predetermined intervals between the light source and the optical system, and each flat plate has an angle such that a virtual plane formed by each flat plate shares one straight line. Installed, the light source is located on the straight line,
An extreme ultraviolet light generating device, comprising: gas ejecting means for flowing gas in a direction intersecting a virtual plane formed by the plurality of flat plates in a space between the light source and the plurality of flat plates.
(2) Gas recovery means for recovering gas ejected from the gas ejection means is provided at a position facing the gas ejection means via a space between the light source and the plurality of flat plates. The extreme ultraviolet light generator according to (1), wherein:
(3) The extreme ultraviolet light generator according to (1), wherein the gas ejected from the gas ejection means is a gas containing at least one of hydrogen, helium, argon, and nitrogen.
[0015]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Next, the present invention will be described in more detail.
The present invention is directed to an extreme ultraviolet light generating device having a light source that emits extreme ultraviolet light and an optical system for collecting the extreme ultraviolet light emitted from the light source, wherein the light source and the optical system A plurality of flat plates are fixedly arranged at a predetermined angle so that a virtual plane formed by each flat plate shares one straight line, that the light source is located on this straight line, A gas ejecting means for flowing gas in a direction intersecting a virtual plane formed by the plurality of flat plates in a space separated from the plurality of flat plates is provided.
[0016]
The present invention has a light source that emits extreme ultraviolet light from a high-temperature plasma and an optical system for capturing the extreme ultraviolet light emitted from the light source, and generates extreme ultraviolet light having a wavelength of about 10 to 15 nm. , Which is intended for an extreme ultraviolet light generator, and the type of the light source, the configuration of the optical system, and the like can be arbitrarily used by existing means and improved means thereof, and are particularly limited. is not. Also, the configuration of the extreme ultraviolet light generating device is not particularly limited, except for the debris removing means of the characteristic portion of the present invention described below and its related means.
[0017]
In the present invention, debris removing means having a specific structure is arranged between the light source and the optical system. As described above, the debris removing means has the following configuration: (1) a plurality of flat plates are provided between the light source and the optical system such that a virtual plane formed by each flat plate shares one straight line; (2) a light source is located on this straight line; (3) a virtual plane formed by the plurality of flat plates in a space between the light source and the plurality of flat plates. Having gas ejection means for flowing (spouting) gas in the direction intersecting is an essential component.
[0018]
Of these configurations, as for the above-mentioned means (1), as will be specifically shown in Examples described later, a large number of flat plates are fixedly arranged, and each flat plate has one virtual plane formed by each flat plate. It has an angle that shares two straight lines. The means for fixing the flat plate is not particularly limited. For example, the flat plate is preferably fixed to a structure capable of holding the flat plate (a flat plate holding structure) by appropriate means. The flat plates are arranged such that a virtual plane formed by all the flat plates shares one cross axis. The flat plate is preferably, for example, a stainless steel plate having a thickness of about 0.2 mm, but is not limited thereto. Can be used. The shape of the flat plate and the number of flat plates are not particularly limited, but preferably, for example, several tens flat plates having the same shape are used as shown in FIG. 2 described later.
[0019]
In the means (2), the light source is arranged such that the light emission point of the light source is located on the axis of the cross axis. Further, as for the means (3), a gas ejecting means capable of flowing gas in a predetermined direction in a space between the light source and the plurality of flat plates is provided. In this case, the gas jetting means may be any as long as it has a function of jetting gas in a direction intersecting a virtual plane formed by the plurality of flat plates, and its installation position and its specific configuration may be arbitrarily designed. it can. That is, as long as the gas ejecting means can eject gas in a direction intersecting a virtual plane formed by the plurality of flat plates, its installation position is not particularly limited, but preferably, for example, an embodiment described later. As shown in the figure, the light source and the plurality of flat plates are located at a space below and below the space. The ejection speed and ejection direction of the gas by the gas ejection means can be set arbitrarily. The gas ejected from the gas ejecting means preferably includes, for example, a gas containing at least one of hydrogen, helium, argon, and nitrogen.
[0020]
In the present invention, due to the above configuration, the extreme ultraviolet light emitted from the light source and the flat plate have a substantially parallel positional relationship, and most of the extreme ultraviolet light incident on the debris removing means including a plurality of flat plates as components is debris removed. Debris generated from the light source collides with the gas ejected from the gas injection means, and the direction of the debris is bent, and the debris collides with the surface of the flat plate. The beam travels with a velocity component, efficiently collides with the flat plate, is adsorbed, and the debris is prevented from proceeding to the optical system. Therefore, contamination of the light collecting mirror by the debris is suppressed.
In the present invention, in addition to the basic configuration, gas recovery means for recovering the gas jetted from the gas jetting means may be provided at a position facing the gas jetting means.
This suppresses diffusion of the ejected gas into the container, and reduces absorption loss of extreme ultraviolet light due to gas diffusion.
Except for the debris removing means and the related means thereof of the extreme ultraviolet light generating apparatus of the present invention, the specific configuration of the other means is specifically exemplified in Examples described later. The configuration is not particularly limited, and can be arbitrarily designed according to an apparatus described in an embodiment described later.
[0021]
[Action]
The debris removing means, which constitutes a characteristic part of the present invention, is configured such that all the flat plates constituting the debris fixing device are fixed at a predetermined angle so that a virtual plane formed by each flat plate shares one straight line (intersecting axis). Since the light source is arranged such that the light source light spot is located on this cross axis, the extreme ultraviolet light emitted from the light source and the flat plate have a substantially parallel positional relationship, and the debris removing means Most of the extreme ultraviolet light incident on the optical system passes between the flat plates of the debris removing means and is incident on the condenser mirror of the optical system. Also, when debris generated from the light source travels in the direction of the focusing mirror, it collides with the gas ejected from the gas ejection means, obtains a velocity component in the ejection direction, and the traveling direction is bent. The probability of colliding with the surface of a flat plate arranged so as to cross the gas ejection direction is increased, and many of them collide with and are adsorbed by the flat plate, thereby suppressing contamination of the light collecting mirror by debris. You. Further, the ejected gas is efficiently collected by the gas collecting means disposed opposite to the gas ejecting means, so that the ejected gas is suppressed from being diffused into the container, and the extreme ultraviolet light due to the gas diffusion is suppressed. Absorption loss is suppressed, and as a result, high output extreme ultraviolet light can be obtained, and the output can be maintained for a long time.
[0022]
【Example】
Next, embodiments of the present invention will be specifically described with reference to the drawings, but the present invention is not limited to the following embodiments.
Example 1
FIG. 1 is an explanatory diagram of an extreme ultraviolet light generation device 1 according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2A is a side view taken along the line AA ′ of FIG. The light source 10 includes a discharge tube 13 disposed between an anode 12 and a cathode 11 in a container 5 that can be evacuated. The light source 10 includes an anode 12, a cathode 11, and a discharge tube 13, each having a through hole at the center, so that a discharge gas can be introduced into the through hole of the discharge tube 13 from the cathode 11 side. The discharge gas is supplied by the discharge gas introduction tube 16, passes through the central holes of the cathode 11, the discharge tube 13, and the anode 12, exits the discharge unit, and is exhausted from the exhaust port 51.
[0023]
The cathode 11 and the anode 12 are electrically connected to the pulse power source 6 by a cathode electric wire 14 and an anode electric wire 15, respectively. By outputting a high voltage pulse from the pulse power supply 6, discharge plasma is generated inside the through-hole of the discharge tube 13, and extreme ultraviolet light 7 is generated. The generated extreme ultraviolet light 7 is radiated out of the light source 10 through the through hole of the anode 12.
The emitted extreme ultraviolet light 7 is collected at the focal point S by the focusing mirror 4 which is an optical system, and is extracted from the extreme ultraviolet light extraction unit 52 to the outside of the container 5. In the present embodiment, the condenser mirror 4 is constituted by two oblique incidence reflection mirrors 41.
The extracted extreme ultraviolet light is guided to, for example, a wafer exposure optical system or the like of a lithography apparatus and is used.
[0024]
The debris remover 2 is disposed between the light source 10 and the condenser mirror 4. The debris remover 2 has a plurality (11 in this embodiment) of flat plates 21 and a gas injection nozzle (gas injection means) 23 described later. The flat plate 21 is made of stainless steel having a thickness of 0.2 mm, and is attached to and fixed to the flat plate holding structure 22. FIG. 2B is a perspective view showing the arrangement of the flat plate 21. As can be seen from the figure, the flat plates 21 are fixed such that the virtual plane formed by all the flat plates 21 shares one cross axis K, and the light emitting point P of the light source 10 is located on the axis of the cross axis K. Placed. Therefore, the extreme ultraviolet light 7 radiated from the light source 10 and the flat plate 21 have a substantially parallel positional relationship, and most of the extreme ultraviolet light that has entered the debris eliminator 2 passes through the debris eliminator 2 and passes through the condenser mirror 4. Incident on.
[0025]
In a space between the light source 10 and the plurality of flat plates 21, a gas injection nozzle 23 serving as a gas injection unit is provided. The gas 9 is injected from the gas injection nozzle 23 in the Y direction perpendicular to the Z direction (optical axis direction). As the type of the gas 9, a gas having a small absorption coefficient of extreme ultraviolet light can be selected. For extreme ultraviolet light having a wavelength of 10 nm to 15 nm, hydrogen, helium, argon, nitrogen and the like are suitable. In this embodiment, helium is used.
[0026]
The debris generated from the light source 10 travels in the direction of the condensing mirror 4, but collides with the gas ejected from the gas ejection nozzle 23, and the traveling direction of the debris is bent in the Y direction. The flat plate 21 is arranged so that a plane formed by the flat plate 21 crosses the direction in which the gas 9 is ejected (the Y direction in this example). Accordingly, the debris travels along the debris trajectory 8 by obtaining a velocity component that collides with the surface of the flat plate 21. As a result, the debris collides with the flat plate 21 efficiently and is adsorbed. In the present embodiment, the width of the gas injection nozzle 23 (the length in the X direction in FIG. 2) is substantially equal to the width of the debris remover 2.
[0027]
That is, before the debris generated from the light source 10 reaches the flat plate 21, the velocity component in the injection direction is given by the gas injected from the gas injection nozzle. Since the gas injection direction is a direction crossing the plane formed by the flat plate 21, the probability that debris collides with the surface of the flat plate 21 increases. As a result, the debris is efficiently adsorbed on the flat plate 21 and the progress of the debris is prevented, so that the light collecting mirror 4 can be prevented from being contaminated by the debris. Also, since it is only necessary to inject a sufficient amount of gas to give debris a velocity component in the direction crossing the plane of the flat plate, the amount of gas injected from the gas injection nozzle is small, and the absorption loss of extreme ultraviolet light by the gas is suppressed. As a result, the output of the extreme ultraviolet light is maintained for a long time.
[0028]
Example 2
FIG. 3 is a diagram illustrating a second embodiment of the present invention. In FIG. 3, in order to collect the gas 9 injected from the gas injection nozzle 23 and exhaust the gas 9 to the outside of the vacuum vessel, a gas recovery pipe 24 serving as a gas recovery means is arranged to face the gas injection nozzle 23. . Thereby, diffusion of the injection gas 9 into the container 5 is suppressed, absorption loss of the extreme ultraviolet light by the diffused gas is reduced, and a high output extreme ultraviolet light is obtained.
[0029]
Example 3
FIG. 4 is a diagram illustrating a third embodiment of the present invention. In this embodiment, the light source 10 is a laser-produced plasma. The laser light L emitted from the laser device 18 is collected by the condenser lens 17 and irradiated on a minute area on the surface of the target T to generate high-temperature plasma, which is used as the light source 10. P is a light emitting point.
The condenser mirror 4 is a Schwarzschild type optical system in which a concave mirror 42 and a convex mirror 43 are combined. On the reflection surface of each mirror, multilayer films 421 and 431 are formed so that the reflectance of light in a selected wavelength region, for example, 13 nm to 14 nm becomes a desired value. Extreme ultraviolet light emitted from the light source 10 is collected by the light collecting mirror 4 and collected at the light collecting point S. The debris remover 2 having the gas injection nozzle 23 is arranged between the light source 10 and the condenser mirror 4. The traveling direction of the debris 8 generated from the target T or the like is bent by the injected gas 9 and is blocked by the flat plate 21, so that the light collecting mirror 4 is not contaminated by the debris 8.
[0030]
【The invention's effect】
According to the present invention, in an extreme ultraviolet light generating device that generates extreme ultraviolet light from high-temperature plasma, by installing a debris remover having a specific structure, without using a special mechanical element such as a rotation driving unit, Debris can be captured efficiently. As a result, debris generated from the light source does not reach the collecting mirror, and the surface of the collecting mirror is not contaminated. Can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram of an extreme ultraviolet light generation device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an explanatory view (A) showing an example of a debris remover and a perspective view (B) showing an arrangement of flat plates.
FIG. 3 is an explanatory diagram of an extreme ultraviolet light generation device according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 4 is an explanatory diagram of an extreme ultraviolet light generation device according to a third embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Extreme ultraviolet light generator 2 Debris remover 4 Condensing mirror 5 Vacuum container 6 Pulse power supply 7 Extreme ultraviolet light 8 Debris 9 Gas 10 Light source 11 Cathode 12 Anode 13 Discharge tube 14 Cathode electric wire 15 Anode electric wire 16 Discharge gas Inlet tube 17 Condenser lens 18 Laser device 21 Flat plate 22 Flat plate holding structure 23 Gas injection nozzle (gas injection means)
24 Gas recovery tube 41 Oblique incidence reflection mirror 42 Concave mirror 43 Convex mirror 51 Exhaust port 52 Extreme ultraviolet light extraction unit 421 Multilayer film 423 Multilayer film L Laser light P Light emission point S Focus point T Target

Claims

高温プラズマから極端紫外光が放射される光源と、この光源から放射された極端紫外光を捕集するための光学系とを有する極端紫外光発生装置において、
前記光源と光学系との間に、複数の平板が所定の間隔で固定して配置されており、それぞれの平板は各平板がなす仮想平面が１つの直線を共有するような角度を有して設置され、前記光源は当該直線上に位置しており、
前記光源と前記複数の平板との離間空間内の、前記複数の平板がなす仮想平面と交差する方向にガスを流すガス噴出手段を有することを特徴とする極端紫外光発生装置。A light source that emits extreme ultraviolet light from high-temperature plasma, and an extreme ultraviolet light generator that has an optical system for collecting the extreme ultraviolet light emitted from the light source,
A plurality of flat plates are fixedly arranged at predetermined intervals between the light source and the optical system, and each flat plate has an angle such that a virtual plane formed by each flat plate shares one straight line. Installed, the light source is located on the straight line,
An extreme ultraviolet light generating device, comprising: gas ejecting means for flowing gas in a direction intersecting a virtual plane formed by the plurality of flat plates in a space between the light source and the plurality of flat plates.

前記光源と前記複数の平板との離間空間を介して、前記ガス噴出手段と対向する位置に前記ガス噴出手段から噴出されるガスを回収するためのガス回収手段が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の極端紫外光発生装置。Gas separation means for collecting gas jetted from the gas jetting means is provided at a position facing the gas jetting means via a space between the light source and the plurality of flat plates. The extreme ultraviolet light generator according to claim 1.

前記ガス噴出手段から噴出されるガスが、水素、ヘリウム、アルゴン、窒素の少なくともいずれか１つを含むガスであることを特徴とする請求項１に記載の極端紫外光発生装置。2. The extreme ultraviolet light generation device according to claim 1, wherein the gas ejected from the gas ejection means is a gas containing at least one of hydrogen, helium, argon, and nitrogen.