特開 2024-106191 ターゲット供給装置、及び電子デバイスの製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024106191

(43)【公開日】2024-08-07

(54)【発明の名称】ターゲット供給装置、及び電子デバイスの製造方法

(51)【国際特許分類】

   G03F 7/20 20060101AFI20240731BHJP

   H05G 2/00 20060101ALI20240731BHJP

【ＦＩ】

G03F7/20 503

H05G2/00 K

【審査請求】未請求

【請求項の数】11

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023010363

(22)【出願日】2023-01-26

(71)【出願人】

【識別番号】300073919

【氏名又は名称】ギガフォトン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001519

【氏名又は名称】弁理士法人太陽国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】中野 真生

【テーマコード（参考）】

2H197

4C092

【Ｆターム（参考）】

2H197CA10

2H197GA01

2H197GA05

2H197GA24

4C092AA06

4C092AB10

4C092AB19

4C092AC09

(57)【要約】      （修正有）

【課題】ターゲット供給装置のノズル表面の稼働時間の経過に伴う撥スズ性の低下を抑制する。
【解決手段】ターゲット供給装置は、ＥＵＶ光を生成するためにレーザ光が集光される集光位置にスズを含む液体状のターゲット物質を供給するターゲット供給装置であって、ターゲット物質を収容するタンクと、タンクの内部と連通し、ターゲット物質が通過するノズル孔が形成されたノズルと、を備え、ノズル孔が設けられ、かつ集光位置に対向するノズルの表面には、表面の材質によって発揮される撥スズ性よりも大きな撥スズ性を発揮する凹凸構造が形成されている。
【選択図】図１１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ＥＵＶ光を生成するために、レーザ光が集光される集光位置にスズを含む液体状のターゲット物質を供給するターゲット供給装置であって、
前記ターゲット物質を収容するタンクと、
前記タンクの内部と連通し、前記ターゲット物質が通過するノズル孔が形成されたノズルと、
を備え、
前記ノズル孔が設けられ、かつ前記集光位置に対向する前記ノズルの表面には、前記表面の材質によって発揮される撥スズ性よりも大きな撥スズ性を発揮する凹凸構造が形成されている、
ターゲット供給装置。

【請求項2】

請求項１に記載のターゲット供給装置であって、
前記表面の材質は、酸化モリブデン、酸化タングステン、アルミナ、及び石英のうちのいずれかである。

【請求項3】

請求項１に記載のターゲット供給装置であって、
前記凹凸構造は、前記ノズル孔を囲う領域に設けられている。

【請求項4】

請求項３に記載のターゲット供給装置であって、
前記表面は、前記凹凸構造の外側に、前記凹凸構造よりも撥スズ性が小さい平面領域を有する。

【請求項5】

請求項１に記載のターゲット供給装置であって、
前記凹凸構造は、複数の凸部と複数の凹部とを有し、前記凸部は少なくとも一方向に所定の配列ピッチで配列されている。

【請求項6】

請求項５に記載のターゲット供給装置であって、
前記配列ピッチは、０．２μｍより大きく２μｍより小さい。

【請求項7】

請求項６に記載のターゲット供給装置であって、
前記凸部の高さは、０．２μｍより大きく２μｍより小さい。

【請求項8】

請求項５に記載のターゲット供給装置であって、
前記凸部は、多角柱、円柱、多角錐、円錐、半球、断面が多角形の壁形状、又は、断面が円形の壁形状である。

【請求項9】

請求項１に記載のターゲット供給装置であって、
前記凹凸構造の表面に酸化膜を備える。

【請求項10】

電子デバイスの製造方法であって、
ＥＵＶ光を生成するために、レーザ光が集光される集光位置にスズを含む液体状のターゲット物質を供給するターゲット供給装置であって、前記ターゲット物質を収容するタンクと、前記タンクの内部と連通し、前記ターゲット物質が通過するノズル孔が形成されたノズルと、を備え、前記ノズル孔が設けられ、かつ前記集光位置に対向する前記ノズルの表面には、前記表面の材質によって発揮される撥スズ性よりも大きな撥スズ性を発揮する凹凸構造が形成されている、ターゲット供給装置
を備えるＥＵＶ光生成装置によって生成した前記ＥＵＶ光を露光装置に出力し、
電子デバイスを製造するために、前記露光装置内で感光基板上に前記ＥＵＶ光を露光すること、
を含む電子デバイスの製造方法。

【請求項11】

電子デバイスの製造方法であって、
ＥＵＶ光を生成するために、レーザ光が集光される集光位置にスズを含む液体状のターゲット物質を供給するターゲット供給装置であって、前記ターゲット物質を収容するタンクと、前記タンクの内部と連通し、前記ターゲット物質が通過するノズル孔が形成されたノズルと、を備え、前記ノズル孔が設けられ、かつ前記集光位置に対向する前記ノズルの表面には、前記表面の材質によって発揮される撥スズ性よりも大きな撥スズ性を発揮する凹凸構造が形成されている、ターゲット供給装置
を備えるＥＵＶ光生成装置によって生成した前記ＥＵＶ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。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、ターゲット供給装置、及び電子デバイスの製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

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。

【0003】

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。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】米国特許第７４０５４１６号明細書

【特許文献2】米国特許第１０２５１２５３号明細書

【特許文献3】米国特許第１０５０６６９７号明細書

【特許文献4】特開２００１－１５２１３８号公報

【特許文献5】米国特許第９５４４９８２号明細書

【概要】

【0005】

本開示の１つの観点に係るターゲット供給装置は、ＥＵＶ光を生成するために、レーザ光が集光される集光位置にスズを含む液体状のターゲット物質を供給するターゲット供給装置であって、ターゲット物質を収容するタンクと、タンクの内部と連通し、ターゲット物質が通過するノズル孔が形成されたノズルと、を備え、ノズル孔が設けられ、かつ集光位置に対向するノズルの表面には、表面の材質によって発揮される撥スズ性よりも大きな撥スズ性を発揮する凹凸構造が形成されている。

【0006】

本開示の１つの観点に係る電子デバイスの製造方法は、ＥＵＶ光を生成するために、レーザ光が集光される集光位置にスズを含む液体状のターゲット物質を供給するターゲット供給装置であって、ターゲット物質を収容するタンクと、タンクの内部と連通し、ターゲット物質が通過するノズル孔が形成されたノズルと、を備え、ノズル孔が設けられ、かつ集光位置に対向するノズルの表面には、表面の材質によって発揮される撥スズ性よりも大きな撥スズ性を発揮する凹凸構造が形成されている、ターゲット供給装置を備えるＥＵＶ光生成装置によって生成したＥＵＶ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ＥＵＶ光を露光すること、を含む。

【0007】

本開示の１つの観点に係る電子デバイスの製造方法は、ＥＵＶ光を生成するために、レーザ光が集光される集光位置にスズを含む液体状のターゲット物質を供給するターゲット供給装置であって、ターゲット物質を収容するタンクと、タンクの内部と連通し、ターゲット物質が通過するノズル孔が形成されたノズルと、を備え、ノズル孔が設けられ、かつ集光位置に対向するノズルの表面には、表面の材質によって発揮される撥スズ性よりも大きな撥スズ性を発揮する凹凸構造が形成されている、ターゲット供給装置を備えるＥＵＶ光生成装置によって生成したＥＵＶ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、を含む。

【図面の簡単な説明】

【0008】

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】図１は、電子デバイス製造装置の構成例を示す模式図である。

【図2】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構成例を示す模式図である。

【図3】図３は、比較例に係るＥＵＶ光生成装置の構成を示す模式図である。

【図4】図４は、ＥＵＶ光生成装置の稼働直後の初期状態におけるノズルの状態を示す断面図である。

【図5】図５は、初期状態において表面にスズ粒子が付着した様子を示すノズルの拡大断面図である。

【図6】図６は、一定の稼働時間経過後において表面にスズ粒子が付着した様子を示すノズルの拡大断面図である。

【図7】図７は、表面の撥スズ性が低下した直後の第１期間におけるノズルの状態を示す断面図である。

【図8】図８は、第１期間後の第２期間におけるノズルの状態を示す断面図である。

【図9】図９は、第２期間後の第３期間におけるノズルの状態を示す断面図である。

【図10】図１０は、第３期間後の第４期間におけるノズルの状態を示す断面図である。

【図11】図１１は、第１実施形態に係るターゲット供給装置が備えるノズルの構成を示す断面図である。

【図12】図１２は、第１実施形態に係るノズルの表面の撥スズ性を説明するノズルの拡大断面図である。

【図13】図１３は、ノズルの材質をモリブデンやタングステンなどの金属とした場合における凹凸構造の状態変化を示す拡大断面図である。

【図14】図１４は、第１実施形態に係るノズルの表面にスズ粒子が付着して成長する様子を示す断面図である。

【図15】図１５は、第１実施形態に係るノズルの表面にスズ粒子が付着して成長する様子を示す断面図である。

【図16】図１６は、第１実施形態に係るノズルの表面にスズ粒子が付着して成長する様子を示す断面図である。

【図17】図１７は、第２実施形態に係るターゲット供給装置が備えるノズルの構成を示す断面図である。

【図18】図１８は、凹凸構造で成長したスズ粒子が平面領域へ移動する様子を示すノズルの拡大断面図である。

【図19】図１９は、凹凸構造の構成例を示す斜視図である。

【図20】図２０は、凹凸構造が撥スズ性を発揮するための条件の一例を示す表である。

【図21】図２１は、凹凸構造の第１変形例を示す斜視図である。

【図22】図２２は、凹凸構造の第２変形例を示す斜視図である。

【図23】図２３は、凹凸構造の第３変形例を示す斜視図である。

【図24】図２４は、凹凸構造の第４変形例を示す斜視図である。

【図25】図２５は、凹凸構造の第５変形例を示す斜視図である。

【図26】図２６は、凹凸構造の第６変形例を示す斜視図である。

【図27】図２７は、凹凸構造の第７変形例を示す斜視図である。

【実施形態】

【0009】

＜内容＞
１．概要
２．電子デバイス製造装置
３．比較例に係るＥＵＶ光生成装置
３．１ 構成及び動作
３．２ 課題
４．第１実施形態に係るＥＵＶ光生成装置
４．１ 構成及び動作
４．２ 効果
５．第２実施形態に係るＥＵＶ光生成装置
５．１ 構成及び動作
５．２ 効果
６．凹凸構造
６．１ 条件
６．２ 変形例

【0010】

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。

【0011】

１．概要
本開示の実施形態は、ＥＵＶ光生成装置に用いられるターゲット供給装置、及び電子デバイス製造装置に関するものである。

【0012】

２．電子デバイス製造装置
図１は、電子デバイス製造装置の構成例を示す。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。

【0013】

マスク照射部２１０は、ＥＵＶ光生成装置１００から入射する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によって反射されるＥＵＶ光１０１を、ミラー２２１，２２２を介してワークピーステーブルＷＴ上に配置される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る半導体ウエハなどの感光基板である。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。以上のような露光ステップ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。

【0014】

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構成例を示す。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。

【0015】

照明光学系３１０は、ＥＵＶ光生成装置１００から入射する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。以上のようなステップによって取得されるマスク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るパターンを、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。

【0016】

３．比較例に係るＥＵＶ光生成装置
３．１ 構成及び動作
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。図２に示すように外部装置としての検査装置３００に向けてＥＵＶ光１０１を出射するＥＵＶ光生成装置１００についても同様である。本開示において、鉛直方向をＺ方向とし、Ｚ方向に直交する１つの方向をＸ方向とし、Ｚ方向及びＸ方向に直交する方向をＹ方向とする。

【0017】

図３は、比較例に係るＥＵＶ光生成装置１００の構成を示す。図３に示すように、ＥＵＶ光生成装置１００は、チャンバ１０、レーザ装置ＬＤ、プロセッサ１２０、及びレーザ光デリバリ光学系３０を主な構成として含む。

【0018】

チャンバ１０は、密閉可能な容器である。チャンバ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１０は、サブチャンバ１５を含み、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後述のステージ機構４９を介してターゲット供給装置４０が取り付けられている。ターゲット供給装置４０は、タンク４１、ノズル４２、及び圧力調節器４３を含み、ターゲット物質Ｍをチャンバ１０の内部空間に供給する。

【0019】

タンク４１は、その内部にスズ（Ｓｎ）を含むターゲット物質Ｍを収容している。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Ｍ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Ｍ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、プロセッサ１２０に電気的に接続されている。

【0020】

ノズル４２は、タンク４１に取り付けられている。ノズル４２には、タンク４１の内部と連通しており、液体状のターゲット物質Ｍが通過する貫通孔であるノズル孔４２ａが形成されている。ノズル４２の表面４２ｂは、ノズル孔４２ａが設けられ、かつ後述するレーザ光９０の集光位置ＦＰに対向している。また、ノズル４２の表面４２ｂは、Ｘ方向及びＹ方向に平行であって、Ｚ方向から平面視した場合、ノズル孔４２ａを中心とした円形状である。例えば、ノズル４２の表面４２ｂの直径は２０ｍｍであり、ノズル孔４２ａの直径は３μｍである。

【0021】

ノズル４２は、ノズル孔４２ａからジェット状にターゲット物質Ｍ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て振動する。ピエゾ電源４８は、プロセッサ１２０に電気的に接続されている。ピエゾ素子４７の振動により、ノズル孔４２ａから吐出されるジェット状のターゲット物質Ｍは、所定の直径を有するドロップレット状のターゲット物質Ｍに変化して、集光位置ＦＰに向かって落下する。ノズル孔４２ａから集光位置ＦＰに向かって落下するターゲット物質Ｍの軌道は、Ｚ方向に平行な直線状である。

【0022】

チャンバ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１０の内壁１０ｂに取り付けられた箱体であり、チャンバ１０の内壁１０ｂに設けられた開口１０ａを介してチャンバ１０の内部空間に連通している。開口１０ａは、ノズル４２の直下に設けられている。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に到達する不要なターゲット物質Ｍを回収するドレインタンクである。

【0023】

ノズル４２の材質として、金属、セラミック、ガラスなどが選択可能である。特にターゲット物質Ｍがスズを含み、かつノズル４２の材質として金属を選択する場合は、ターゲット物質Ｍの溶融温度と腐食とに耐え得るように、モリブデンやタングステンなどを選択することが好ましい。

【0024】

サブチャンバ１５には、タンク４１を水平方向に移動可能に保持するステージ機構４９が設けられている。ステージ機構４９は、後述するレーザ光９０の集光位置ＦＰからのターゲット物質Ｍの軌道の位置ズレを補正するために、ノズル４２の位置をＸＹ平面内で移動させる機能を有する。

【0025】

チャンバ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、レーザ装置ＬＤから出射されるパルス状のレーザ光９０が透過するウィンドウ１２によって塞がれている。

【0026】

また、チャンバ１０の内部空間には、レーザ集光光学系１３が設けられている。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９０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が集光するレーザ光９０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１０の内部空間でのレーザ光９０の集光位置ＦＰがプロセッサ１２０から指定された位置になるように調節される。集光位置ＦＰは、ノズル４２のノズル孔４２ａの直下に位置するように調節されている。

【0027】

集光位置ＦＰにおいてドロップレット状のターゲット物質Ｍにレーザ光９０が照射されると、プラズマが生成されるとともに、プラズマからＥＵＶ光１０１が放射される。このとき、ターゲット物質Ｍの一部は、スズ粒子として飛散し、ノズル４２の表面４２ｂなどのチャンバ１０内の構成要素に堆積する。

【0028】

チャンバ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が設けられている。ＥＵＶ光集光ミラー７５は、チャンバ１０の内部空間におけるレーザ光９０の光路と重ならない位置に配置されている。反射面７５ａは、集光位置ＦＰ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焦点を含む。反射面７５ａは、例えば、第１焦点が集光位置ＦＰ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いる。

【0029】

また、ＥＵＶ光生成装置１００は、チャンバ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ていることが好ましい。接続部１９は。ＥＵＶ光生成装置１００におけるＥＵＶ光１０１の出射口である。ＥＵＶ光１０１は、接続部１９からＥＵＶ光生成装置１００の外部に出射されて露光装置２００に入射する。

【0030】

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としての検出部２７を含む。圧力センサ２６及び検出部２７は、チャンバ１０に取り付けられ、プロセッサ１２０に電気的に接続されている。圧力センサ２６は、チャンバ１０の内部空間の圧力を計測し、計測した圧力を示す信号をプロセッサ１２０に出力する。

【0031】

検出部２７は、例えば撮像機能を含み、プロセッサ１２０からの指示によってノズル４２から吐出されるターゲット物質Ｍの存在、軌跡、位置、流速などを検出する。検出部２７は、チャンバ１０の内部に配置されてもよいし、チャンバ１０の外部に配置されてチャンバ１０の壁に設けられる不図示のウィンドウを介してターゲット物質Ｍを検出してもよい。検出部２７は、不図示の受光光学系と、例えばＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ－Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）やフォトダイオードなどの不図示の撮像部と、を含む。受光光学系は、ターゲット物質Ｍの検出精度を向上させるために、ターゲット物質Ｍ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。

【0032】

検出部２７の視野内のコントラストを向上させるために不図示の光源が配置されている。撮像部は、光源による光の集光領域をターゲット物質Ｍが通過するときに、ターゲット物質Ｍ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、ターゲット物質Ｍのイメージデータに変換する。撮像部は、この電気信号をプロセッサ１２０に出力する。

【0033】

レーザ装置ＬＤは、バースト動作するマスターオシレータを含む。マスターオシレータは、バーストオンでパルス状のレーザ光９０を出射する。マスターオシレータは、例えば、ヘリウムや窒素などが炭酸ガス中に混合される気体を放電によって励起することで、レーザ光９０を出射するレーザ装置である。マスターオシレータは、量子カスケードレーザ装置であってもよい。また、マスターオシレータは、Ｑスイッチ方式により、パルス状のレーザ光９０を出射してもよい。また、マスターオシレータは、光スイッチや偏光子などを含んでもよい。なお、バースト動作とは、バーストオン時に連続するパルス状のレーザ光９０を所定の繰り返し周波数で出射し、バーストオフ時にレーザ光９０の出射を抑制する動作である。

【0034】

レーザ装置ＬＤから出射されたレーザ光９０の進行方向は、レーザ光デリバリ光学系３０によって調節される。レーザ光デリバリ光学系３０は、レーザ光９０の進行方向を調節する複数のミラー３１，３２を含む。ミラー３１，３２の少なくとも１つの位置は、不図示のアクチュエータで調節される。ミラー３１，３２の少なくとも１つの位置が調節されることで、レーザ光９０がウィンドウ１２から適切にチャンバ１０の内部空間に伝搬し得る。

【0035】

プロセッサ１２０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１２０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１２０には、圧力センサ２６で計測されたチャンバ１０の内部空間の圧力に係る信号、検出部２７によって撮像されたターゲット物質Ｍのイメージデータ、露光装置２００からバースト動作を指示するバースト信号などが入力される。プロセッサ１２０は、上記各種信号を処理し、例えば、ターゲット物質Ｍが吐出されるタイミングを制御する。また、プロセッサ１２０は、ステージ機構４９によりターゲット物質Ｍの吐出方向を制御する。また、プロセッサ１２０は、レーザ装置ＬＤの出射タイミング、レーザ光９０の進行方向、集光位置ＦＰなどを制御する。

【0036】

３．２ 課題
図４は、ＥＵＶ光生成装置１００の稼働直後の初期状態におけるノズル４２の状態を示す。図４は、ノズル４２の材質としてモリブデンやタングステンなどの金属を選択した場合を示している。この場合、ノズル４２の表面４２ｂには、酸化膜４２ｃが形成される。酸化膜４２ｃは、ノズル４２の表面４２ｂが大気中の酸素と反応して酸化することにより変質した自然酸化膜である。ノズル４２の材質がモリブデンである場合には、酸化膜４２ｃは酸化モリブデンである。ノズル４２の材質がタングステンである場合には、酸化膜４２ｃは酸化タングステンである。酸化膜４２ｃは、ノズル４２の材質である金属よりも大きな撥スズ性を発揮する。撥スズ性とは、スズを弾く性質をいう。本比較例では、ノズル４２の表面４２ｂは、凹凸のない平坦な平面である。

【0037】

なお、ノズル４２の材質としてアルミナや石英などを選択した場合は、これらの材質自体が酸化物であるので、ノズル４２の表面４２ｂは、大気中の酸素と反応せず変質しないが、撥スズ性を発揮する。

【0038】

チャンバ１０の内部空間においてレーザ光９０が照射されたターゲット物質Ｍの一部は、スズ粒子としてノズル４２の表面４２ｂに向かって飛来する。ノズル４２の表面４２ｂが酸化膜４２ｃに変質されている状態では、飛来してきたスズ粒子は、ノズル４２の表面４２ｂに衝突し、その多くは、撥スズ性によって跳ね返ってチャンバ１０の内部空間に向かう。図４において、Ｐ１は、ノズル４２の表面４２ｂに向かって飛来するスズ粒子を例示している。Ｐ２は、ノズル４２の表面４２ｂで跳ね返ったスズ粒子を例示している。

【0039】

しかし、ノズル４２の表面４２ｂに衝突したスズ粒子の一部は、表面４２ｂに付着して残留する。Ｐ３は、ノズル４２の表面４２ｂに付着した直後のスズ粒子を例示している。ノズル４２の表面４２ｂに付着したスズ粒子は、表面４２ｂに付着した他のスズ粒子と合体したり、飛来してきたスズ粒子を吸収したりすることで体積が増加する。以下、体積が増加することを成長するという。Ｐ４は、成長したスズ粒子を例示している。成長したスズ粒子は、やがて自重によって落下する。Ｐ５は、成長して落下したスズ粒子を例示している。

【0040】

また、ノズル４２の表面４２ｂにおけるノズル孔４２ａの近傍に付着したスズ粒子は、体積が増加することにより、ノズル孔４２ａから吐出されるジェット状のターゲット物質Ｍに接触して吸収されることがある。Ｐ６は、ノズル孔４２ａの近傍でターゲット物質Ｍに接触して吸収されるスズ粒子を例示している。

【0041】

図５に示すように、初期状態においてノズル４２の表面４２ｂに付着したスズ粒子は、撥スズ性により表面４２ｂとの接触角θが大きく、表面４２ｂとの接触面積Ｓが小さい。このため、表面４２ｂに付着したスズ粒子は、成長して巨大化する前に自重によって落下する。なお、巨大化とは、スズ粒子の体積が一定値以上となることをいう。

【0042】

例えば、接触角θは、表面４２ｂの材質によって次のように異なる。酸化モリブデンの場合、θ＝１４３°である。酸化タングステンの場合、θ＝１５０°である。アルミナの場合、θ＝１６３°である。石英の場合、θ＝１２３°～１５０°である。

【0043】

このように、初期状態では、ノズル４２の表面４２ｂにスズ粒子が付着して成長したとしても、スズ粒子は、巨大化する前に自重によって落下するか、若しくは、巨大化する前にノズル孔４２ａから吐出されるターゲット物質Ｍに接触して吸収される。このときターゲット物質Ｍに吸収されるスズ粒子の体積は小さいので、スズ粒子の吸収によりターゲット物質Ｍの軌道が乱されることはない。

【0044】

しかしながら、酸化膜４２ｃに付着したスズ粒子は、酸化膜４２ｃを還元する作用がある。このため、ＥＵＶ光生成装置１００の稼働時間の経過とともにノズル４２の表面４２ｂの材質そのものが露出した状態に変化し、やがて、表面４２ｂは、図６に示すように酸化膜４２ｃが消滅した状態となる。表面４２ｂから酸化膜４２ｃが消滅すると撥スズ性が低下する。これにより、接触角θが小さくなって、接触面積Ｓが大きくなる。

【0045】

なお、ノズル４２の材質がアルミナや石英などであって、表面４２ｂに材質自体による撥スズ性が発揮される場合であっても、稼働時間の経過とともに表面４２ｂが劣化することにより、撥スズ性が低下してしまう。

【0046】

このように、ノズル４２の表面４２ｂの撥スズ性が低下すると、例えば、図７～図１０に示す第１～第４期間を経てターゲット物質Ｍの軌道が乱されることにより、レーザ光９０でターゲット物質Ｍを照射できなくなる。

【0047】

図７は、表面４２ｂの撥スズ性が低下した直後の第１期間におけるノズル４２の状態を示す。図７に示すように、第１期間では、チャンバ１０の内部空間から飛来したスズ粒子が表面４２ｂに付着し始める。このとき、表面４２ｂは撥スズ性が低下しているので、スズ粒子が容易に付着する。第１期間では、表面４２ｂに付着したスズ粒子の体積は小さいので、ターゲット物質Ｍがスズ粒子を吸収したとしてもターゲット物質Ｍの軌道は乱されない。

【0048】

図８は、第１期間後の第２期間におけるノズル４２の状態を示す。図８に示すように、第２期間では、表面４２ｂに付着したスズ粒子は、表面４２ｂに付着した他のスズ粒子と合体したり、飛来してきたスズ粒子を吸収したりすることにより成長し始める。表面４２ｂは撥スズ性が低下しているので、表面４２ｂに付着したスズ粒子は、落下しにくく、成長しやすい。

【0049】

図９は、第２期間後の第３期間におけるノズル４２の状態を示す。図９に示すように、第３期間では、表面４２ｂのノズル孔４２ａ近傍に付着して成長中のスズ粒子が、ノズル孔４２ａから吐出されるターゲット物質Ｍに接触して吸収される。ターゲット物質Ｍがスズ粒子を吸収する際に、スズ粒子に引っ張られてターゲット物質Ｍの軌道が傾斜することがある。しかし、第３期間では、スズ粒子の成長があまり進んでいないため、傾斜量は小さく、傾斜している時間も短時間である。また、第３期間では、傾斜量が小さいので、ステージ機構４９によりターゲット物質Ｍの軌道を補正することができる。但し、第３期間では、表面４２ｂにおいてノズル孔４２ａから離れた領域では、スズ粒子が成長し続けて巨大化する。

【0050】

図１０は、第３期間後の第４期間におけるノズル４２の状態を示す。図１０に示すように、第４期間では、ノズル孔４２ａから離れた領域で巨大化したスズ粒子の端部がノズル孔４２ａに接近する。当該スズ粒子は、その端部がノズル孔４２ａから吐出されるターゲット物質Ｍに接触して、ターゲット物質Ｍに吸収され始める。巨大化したスズ粒子がターゲット物質Ｍに吸収されて消滅するまでの時間は、第３期間の場合よりも長くなるので、ターゲット物質Ｍの軌道は大きく傾斜する。すなわち、第４期間では、傾斜量が大きく、傾斜している時間も長時間であるので、ステージ機構４９によりターゲット物質Ｍの軌道を補正することは困難である。

【0051】

このように、比較例に係るＥＵＶ光生成装置１００では、稼働時間の経過とともに表面４２ｂの撥スズ性が低下して、ターゲット物質Ｍの軌道が大きく乱されることにより、レーザ光９０の集光位置ＦＰにターゲット物質Ｍを供給することができなくなる。この結果、レーザ光９０でターゲット物質Ｍを照射できず、ＥＵＶ光生成装置１００によるＥＵＶ光１０１の生成が停止する。ＥＵＶ光１０１の生成が停止すると、ＥＵＶ光生成装置１００の稼働を停止してターゲット供給装置４０を交換することが必要となる場合がある。

【0052】

４．第１実施形態に係るＥＵＶ光生成装置
第１実施形態に係るＥＵＶ光生成装置１００について説明する。第１実施形態に係るＥＵＶ光生成装置１００は、ターゲット供給装置４０のノズル４２の構成が異なること以外は、比較例に係るＥＵＶ光生成装置１００と同様の構成である。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。

【0053】

４．１ 構成及び動作
図１１は、第１実施形態に係るターゲット供給装置４０が備えるノズル４２の構成を示す。本実施形態では、ノズル４２の表面４２ｂには、表面４２ｂの材質によって発揮される撥スズ性よりも大きな撥スズ性を発揮する凹凸構造５０が形成されている。

【0054】

例えば、ノズル４２の材質は、モリブデン、タングステン、アルミナ、及び石英のうちのいずれかである。ここで、ノズル４２の材質がモリブデンである場合には、表面４２ｂの材質は酸化モリブデンである。ノズル４２の材質がタングステンである場合には、表面４２ｂの材質は酸化タングステンである。ノズル４２の材質がアルミナである場合には、表面４２ｂの材質はアルミナである。ノズル４２の材質が石英である場合には、表面４２ｂの材質は石英である。

【0055】

凹凸構造５０は、複数の凸部５１と複数の凹部５２とを有し、凹部５２は少なくとも一方向に所定の配列ピッチで配列されている。凹凸構造５０は、ノズル孔４２ａを囲う領域に設けられている。本実施形態では、表面４２ｂの全体に凹凸構造５０が形成されている。

【0056】

例えば、凹凸構造５０は、パルスレーザ装置により表面４２ｂをレーザ加工することにより形成される。レーザ加工により形成した溝が凹部５２となり、２つの溝の間が凸部５１となる。凹凸構造５０は、レーザ加工に限られず、リソグラフィ、ナノインプリンティングなどの技術を用いて形成することが可能である。なお、レーザ加工、リソグラフィ、及びナノインプリンティングのうちの２以上を用いて凹凸構造５０を形成してもよい。

【0057】

図１２は、第１実施形態に係るノズル４２の表面４２ｂの撥スズ性を説明する。図１２に示すように、本実施形態では、凹凸構造５０により表面４２ｂの撥スズ性が大きいため、表面４２ｂに付着するスズ粒子はほぼ球状であって、接触角θが大きく、接触面積Ｓが小さい。本実施形態では、表面４２ｂに凹凸構造５０が形成されていることにより、図５に示す比較例のように表面４２ｂが平面状であって酸化膜４２ｃに変質している場合よりも接触角θが大きく、接触面積Ｓが小さい。

【0058】

図１３は、ノズル４２の材質をモリブデンやタングステンなどの金属とした場合における凹凸構造５０の状態変化を示す。（Ａ）は、ＥＵＶ光生成装置１００の稼働直後の初期状態を示す。（Ｂ）は、一定時間稼働後の状態を示す。（Ａ）に示すように、初期状態では、凹凸構造５０の表面に酸化膜５３が存在する。酸化膜５３は、凹凸構造５０の表面が大気中の酸素と反応して酸化することにより変質した自然酸化膜である。（Ｂ）に示すように、一定時間稼働後には、例えば凸部５１の頂面の酸化膜５３が還元されて消滅する。しかし、凸部５１の頂面の酸化膜５３が消滅したとしても、凹凸構造５０はそのまま残るため、稼働時間が長期化しても撥スズ性が発揮され続ける。

【0059】

４．２ 効果
比較例では、ノズル４２の表面４２ｂの撥スズ性は、表面４２ｂの材質よって発揮されるが、本実施形態では、撥スズ性は凹凸構造５０によって発揮される。したがって、本実施形態では、稼働時間の経過に伴う撥スズ性の低下が抑制され、表面４２ｂの材質によって発揮される撥スズ性よりも大きな撥スズ性が長期間にわたって発揮される。

【0060】

図１４～図１６は、第１実施形態に係るノズル４２の表面４２ｂにスズ粒子が付着して成長する様子を示す。図１４に示すように、稼働直後の初期には、チャンバ１０の内部空間から飛来するスズ粒子は、表面４２ｂに付着しにくいが、一部は表面４２ｂに付着する。図１５に示すように、表面４２ｂに付着したスズ粒子は、他のスズ粒子と合体したり、飛来してきたスズ粒子を吸収したりすることで成長する。図１６に示すように、表面４２ｂのノズル孔４２ａ近傍で成長するスズ粒子は、ノズル孔４２ａから吐出されるターゲット物質Ｍに接触してターゲット物質Ｍに吸収される。また、表面４２ｂのノズル孔４２ａから離れた領域で成長するスズ粒子は、凹凸構造５０による撥スズ性によって巨大化する前に落下する。

【0061】

このように、本実施形態では、表面４２ｂに付着したスズ粒子は、巨大化する前に落下するか、若しくは巨大化する前にターゲット物質Ｍに吸収されるので、ターゲット物質Ｍがスズ粒子を吸収したとしても、ターゲット物質Ｍの軌道が乱されることはない。ターゲット物質Ｍの軌道が乱されて傾斜したとしても、その傾斜量はステージ機構４９により補正可能な程度である。すなわち、本実施形態では、ターゲット供給装置４０によるレーザ光９０の集光位置ＦＰへのターゲット物質Ｍの供給が安定するので、ターゲット供給装置４０の交換が必要となる時期が伸びる。これにより、ＥＵＶ光生成装置１００が長寿命化する。

【0062】

５．第２実施形態に係るＥＵＶ光生成装置
第２実施形態に係るＥＵＶ光生成装置１００について説明する。第２実施形態に係るＥＵＶ光生成装置１００は、ターゲット供給装置４０のノズル４２の構成が異なること以外は、第１実施形態に係るＥＵＶ光生成装置１００と同様の構成である。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。

【0063】

５．１ 構成及び動作
図１７は、第２実施形態に係るターゲット供給装置４０が備えるノズル４２の構成を示す。本実施形態では、ノズル４２の表面４２ｂは、凹凸構造５０の外側に、凹凸構造５０よりも撥スズ性が小さい平面領域６０を有する。

【0064】

本実施形態では、ノズル４２の表面４２ｂには、ノズル孔４２ａを中心として半径φ以内の領域に凹凸構造５０が設けられ、凹凸構造５０の外側が平面領域６０となっている。凹凸構造５０は、第１実施形態と同様の構成である。平面領域６０は、凹凸構造５０の凸部５１の頂面と面一である。平面領域６０は、Ｚ方向に平面視した場合、ノズル孔４２ａを中心としたリング形状である。例えば、半径φは、１００μｍ≦φ≦１ｍｍの範囲内である。

【0065】

平面領域６０の撥スズ性は、平面領域６０の材質によって発揮されるので、凹凸構造５０の撥スズ性よりも小さい。第１実施形態と同様に、ノズル４２の材質は、モリブデン、タングステン、アルミナ、及び石英のうちのいずれかである。この場合、平面領域６０の材質は、酸化モリブデン、酸化タングステン、アルミナ、及び石英のうちのいずれかである。

【0066】

５．２ 効果
第１実施形態で説明したように、ノズル４２の表面４２ｂに撥スズ性が大きい凹凸構造５０を設けたとしても、凹凸構造５０にスズ粒子が付着して成長することがあり、スズ粒子の巨大化を完全に抑制することはできない。そのため、確率は低いが、凹凸構造５０に付着して巨大化したスズ粒子がノズル孔４２ａから吐出されるターゲット物質Ｍに接触することが起こり得る。

【0067】

図１８に示すように、第２実施形態では、凹凸構造５０で成長したスズ粒子は、その外側の平面領域６０と接触すると、凹凸構造５０と平面領域６０との撥スズ性の違いにより、撥スズ性が小さい平面領域６０へ移動する。換言すると、スズ粒子は、接触角θが大きい凹凸構造５０から接触角θが小さい平面領域６０へ移動する。したがって、凹凸構造５０で成長したスズ粒子は、巨大化する前に平面領域６０に接触して、ノズル孔４２ａから離れた平面領域６０へ移動する。

【0068】

このように、本実施形態では、第１実施形態のようにノズル４２の表面４２ｂの全面に凹凸構造５０を設けた場合よりも、ノズル孔４２ａの周辺領域でのスズ粒子の巨大化が抑制される。この結果、巨大化したスズ粒子がノズル孔４２ａから吐出されるターゲット物質Ｍに接触する確率が抑制され、ＥＵＶ光生成装置１００がさらに長寿命化する。

【0069】

また、平面領域６０を凹凸構造５０の凸部５１の頂面と面一とすると、凹凸構造５０から平面領域６０へのスズ粒子の移動を妨げる段差がないため、凹凸構造５０から平面領域６０にスズが移動しやすくなる。これにより、ノズル孔４２ａの周辺領域でのスズ粒子の巨大化がさらに抑制される。

【0070】

６．凹凸構造
６．１ 条件
次に、第１実施形態及び第２実施形態に係る凹凸構造５０の撥スズ性に関する条件について説明する。図１９は、凹凸構造５０の構成例を示す。図１９に示すように、例えば、凹凸構造５０は、四角柱の凸部５１をＸ方向及びＹ方向に配列することにより構成されている。

【0071】

ノズル孔４２ａから吐出されるターゲット物質Ｍに接触してもステージ機構４９による補正限界を超えない最大のスズ粒子の直径である許容最大径をＤとする。許容最大径Ｄを有するスズ粒子に対して撥スズ性を発揮するには、Ｐ／Ｄ＜５０の関係を満たすことが好ましい。ここで、Ｐは、Ｘ方向における凸部５１の配列ピッチである。

【0072】

また、Ｘ方向における凸部５１の幅をｆ_１とし、Ｘ方向における凹部５２の幅をｆ_２とした場合に、凹部５２の幅ｆ_２に対する凸部５１の幅ｆ_１の比率ｆ_１／ｆ_２は、１≦ｆ_１／ｆ_２≦２の範囲内であることが好ましい。ここで、Ｐ＝ｆ_１＋ｆ_２の関係を満たす。

【0073】

また、凸部５１の高さをｈとした場合に、ｒ＝（２ｈ＋ｆ_２）／ｆ_２で規定される比率ｒは、３≦ｒ≦５の範囲内であることが好ましい。なお、比率ｒは、上記範囲内で大きい値であることが好ましい。すなわち、ｒ＝５であることがより好ましい。

【0074】

例えば、許容最大径Ｄは、１０μｍ≦Ｄ≦１００μｍの範囲内の値である。この場合、配列ピッチＰ、凸部５１の幅ｆ_１、凹部５２の幅ｆ_２、及び凸部５１の高さｈは、図２０に示す値を取ることが好ましい。ここで、ｆ_１／ｆ_２＝１、及びｒ＝５としている。図２０によれば、配列ピッチＰは、０．２μｍ＜Ｐ＜２μｍの範囲内であることが好ましく、凸部５１の高さｈは、０．２μｍ＜ｈ＜２μｍの範囲内であることが好ましい。なお、撥スズ性の観点によれば配列ピッチＰは０．２μｍ以下であってもよいが、配列ピッチＰを小さくしすぎると、凹凸構造５０の加工の難易度及び加工コストが高まることから、配列ピッチＰの下限を０．２μｍとしている。

【0075】

なお、Ｙ方向についても同様である。許容最大径Ｄを有するスズ粒子に対して撥スズ性を発揮するには、Ｘ方向とＹ方向とのうちいずれか一方向について上記の関係を満たせばよい。

【0076】

以上のように、許容最大径Ｄを有するスズ粒子に対して撥スズ性を発揮するように凹凸構造５０を設定することにより、許容最大径Ｄを超える大きさに成長したスズ粒子は自重により落下する。これにより、ステージ機構４９による補正限界を超える大きさのスズ粒子がノズル孔４２ａから吐出されるターゲット物質Ｍに接触することが抑制される。

【0077】

６．２ 変形例
凹凸構造５０の形状は、種々の変形が可能である。図２１～図２７は、凹凸構造５０の形状の変形例を示す。図１９では、凸部５１を四角柱としているが、図２１に示すように、凸部５１を三角柱としてもよい。また、凸部５１を五角柱などの多角柱としてもよい。また、図２２に示すように、凸部５１を円柱としてもよい。すなわち、凸部５１は、角数が３以上の多角柱又は円柱であってもよい。

【0078】

また、図２３に示すように、凸部５１を三角錐としてもよい。また、図２４に示すように、凸部５１を円錐としてもよい。すなわち、凸部５１は、角数が３以上の多角錐又は円錐であってもよい。また、図２５に示すように、凸部５１を半球としてもよい。

【0079】

また、図２６に示すように、凸部５１を断面が三角形であって一方向に延伸した壁形状としてもよい。断面は、三角形に限られず、四角形、五角形などの多角形であってもよい。また、図２７に示すように、凸部５１を断面が半円であって一方向に延伸した壁形状としてもよい。すなわち、凸部５１は、断面が多角形の壁形状、又は、断面が円形の壁形状であってもよい。

【0080】

また、凸部５１は、多角錐又は円錐をＺ方向に逆向きとした逆多角錐又は逆円錐であってもよい。

【0081】

なお、凹凸構造５０は、撥スズ性を発揮する形状であればどのような構造であってもよく、複数の形状を組み合わせた構造であってもよい。

【0082】

上記の説明は、制限ではなく単なる例示を意図したものである。従って、添付の特許請求の範囲を逸脱することなく本開示の各実施形態に変更を加えることができることは、当業者には明らかであろう。

【0083】

本明細書及び添付の特許請求の範囲全体で使用される用語は、「限定的でない」用語と解釈されるべきである。例えば、「含む」又は「含まれる」という用語は、「含まれるものとして記載されたものに限定されない」と解釈されるべきである。「有する」という用語は、「有するものとして記載されたものに限定されない」と解釈されるべきである。また、本明細書及び添付の特許請求の範囲に記載される修飾句「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。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】

【図25】

【図26】

【図27】