ＬＰＰ型ＥＵＶ光源装置用ターゲット物質供給装置及びシステム
【課題】高圧ガス設備の設置許可申請等の手続きを不要とすること等が可能なＬＰＰ型ＥＵＶ光源装置用ターゲット物質供給装置等を提供する。
【解決手段】このターゲット物質供給装置２０は、ＬＰＰターゲット物質を出射するための噴射口２１ａが形成されたスリーブ２１と、スリーブ２１内に摺動可能に嵌入されたプランジャー２２と、プランジャー２２を押圧することにより、スリーブ２１及びプランジャー２２によって形成される空間内に充填されたＬＰＰターゲット物質を加圧して、ＬＰＰターゲット物質をスリーブ２１の噴射口２１ａから出射させる押圧装置２３とを含む。
【解決手段】このターゲット物質供給装置２０は、ＬＰＰターゲット物質を出射するための噴射口２１ａが形成されたスリーブ２１と、スリーブ２１内に摺動可能に嵌入されたプランジャー２２と、プランジャー２２を押圧することにより、スリーブ２１及びプランジャー２２によって形成される空間内に充填されたＬＰＰターゲット物質を加圧して、ＬＰＰターゲット物質をスリーブ２１の噴射口２１ａから出射させる押圧装置２３とを含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウエハ等を露光するために用いられる極端紫外光を発生するＬＰＰ(Laser Produced Plasma)型極端紫外（Extreme Ultra Violet：ＥＵＶ）光源装置においてＥＵＶ生成チャンバにＬＰＰターゲット物質を供給するＬＰＰ型ＥＵＶ光源装置用ターゲット物質供給装置及びシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体プロセスの微細化に伴って光リソグラフィも微細化が急速に進展しており、次世代においては、１００〜７０ｎｍの微細加工、更には５０ｎｍ以下の微細加工が要求されるようになる。例えば、５０ｎｍ以下の微細加工の要求に応えるべく、波長１３ｎｍ程度のＥＵＶ光源と縮小投影反射光学系（catadioptric system）とを組み合わせた露光装置の開発が期待されている。
【０００３】
ＥＵＶ光源としては、レーザビームをターゲットに照射することによって生成するプラズマを用いたＬＰＰ（laser produced plasma）光源と、放電によって生成するプラズマを用いたＤＰＰ（discharge produced plasma）光源と、軌道放射光を用いたＳＲ（synchrotron radiation）光源との３種類がある。これらの内でも、ＬＰＰ光源には、プラズマ密度をかなり大きくできるので黒体輻射に近い極めて高い輝度が得られ、ターゲット物質を選択することにより必要な波長帯のみの発光が可能であり、ほぼ等方的な角度分布を持つ点光源であるので光源の周囲に電極等の構造物がなく、２πsteradという極めて大きな捕集立体角の確保が可能であること等の利点がある。そのため、ＬＰＰ光源は、数十ワット以上のパワーが要求されるＥＵＶリソグラフィ用の光源として有力であると考えられている。
【０００４】
図１２は、ＬＰＰ型ＥＵＶ光源装置の概要を示す模式図である。このＥＵＶ光源装置は、ＥＵＶ光の生成が行われる真空のＥＵＶ生成チャンバ１０１と、ターゲット（標的）を照射するためのレーザ光１０８を出射するレーザ光源１０５とを含んでいる。ＥＵＶ生成チャンバ１０１の内部には、ターゲット物質を噴射するターゲット噴射装置の一部であるノズル１０２とターゲット回収筒１０３とが設置されている。また、ＥＵＶ生成チャンバ１０１の一部には、レーザ光１０８を透過させる窓１０４が設けられている。さらに、ＥＵＶ生成チャンバ１０１の外部には、レーザ光源１０５から出射されたレーザ光１０８がターゲット物質を照射するように、該レーザ光１０８を集束する集光光学系（集光レンズ）１０６が設置されている。このようなＥＵＶ生成チャンバ１０１において、ノズル１０２からターゲット物質を噴射すると共に、レーザ光源１０５から出射されたレーザ光１０８を、集光レンズ１０６及び窓１０４を介してターゲット１０７に照射する。それによりターゲット物質が励起してプラズマ化され、発生したプラズマからＥＵＶ光１０９が放出される。このＥＵＶ光１０９は、集光ミラー１１０によって集光され、所定の方向（図１２においては、図の手前方向）に導かれる。また、プラズマ化されなかったターゲット物質は、ＥＵＶ生成チャンバ内における残留量を減らすために、ターゲット回収筒１０３に回収される。このようなＬＰＰ型ＥＵＶ光源において、波長１３．５ｎｍ程度のＥＵＶ光を得るために、ターゲットとして、液化したキセノン（Ｘｅ）や液化した錫（Ｓｎ）が用いられる。
【０００５】
図１３は、ターゲットとして液化したキセノン（Ｘｅ）を用いる場合におけるターゲット噴射装置の一部であるノズルを示す断面図である。図１３に示すノズルは、ノズル管（圧力容器）１１と、ノズル管１１の周りを囲むように配置されている冷却壁１２とを含んでいる。冷却壁１２は冷却装置によって所定の温度に保たれており、ノズル管１１及びその内部を例えば−１００℃程度に冷却している。また、ノズル管１１の内部は、キセノンガスを冷却することにより液化が行われる液化室１３となっている。さらに、ノズル管１１の図中下側の壁には、キセノンジェットが噴射される噴射口１１ａが形成されている。なお、ターゲットとして液化した錫（Ｓｎ）を用いる場合には、冷却壁１２に代えて加熱壁やヒータを用い、ノズル管１１及びその内部を例えば２５０℃程度に加熱する。
【０００６】
噴射口１１ａからキセノンジェットを噴射するためには、液化室１３内に高圧ガスを供給して、液体キセノンを加圧する。これにより、液体キセノンがキセノンジェットとして噴射口１１ａから噴射される。
【０００７】
図１４は、ターゲット物質に印加される圧力とターゲット物質ジェットの速度との関係を示すグラフである。ＥＵＶ光を安定して発生させるためには、ターゲット物質ジェットの速度を５０〜１００ｍ／ｓ程度、好ましくは１００ｍ／ｓ以上とすることが求められることが知られている。ターゲット物質ジェットの速度を１００ｍ／ｓとするためには、図１４に示すように、ターゲット物質を３５ＭＰａ程度にまで加圧する必要がある。
【０００８】
しかしながら、そのような高い圧力を液化室１３内に高圧ガスを供給することで得るためには、次のような問題がある。
第１に、高圧ガス保安法等の法令に則ってガス設備、特定設備等の設置許可申請等を行うことが必要であり、その手続きが煩雑であるという問題がある。
第２に、高圧ガスは危険なものであり、安全確保を容易に行うことができないという問題がある。
第３に、高圧高温バルブ等の高価な設備が必要であり、製造コストが高くなってしまうという問題がある。
そのため、液化室１３内において高圧ガスを用いることなくターゲット物質を加圧する技術が望まれている。
【０００９】
関連する技術として、特許文献１には、液体金属ターゲットを用いたＸ線源において、ピストン／シリンダーシステムを電子圧力制御装置で制御することにより、液体金属ターゲットを加圧する技術が掲載されている。しかしながら、特許文献１に掲載されたＸ線源は、液体金属ターゲットをジェット噴流又はドロップレットとして供給するものではなく、ＬＰＰ型ＥＵＶ光源装置とは原理が異なっている。
【特許文献１】特表２００４−５３３１０５号公報（第５頁）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
そこで、上記の点に鑑み、本発明は、高圧ガス設備の設置許可申請等の手続きを不要とすることができ、安全確保を容易にすることができ、製造コストを低減することができるＬＰＰ型ＥＵＶ光源装置用ターゲット物質供給装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するため、本発明の第１の観点に係るＬＰＰ型ＥＵＶ光源装置用ターゲット物質供給装置は、ＬＰＰ型ＥＵＶ光源装置のＥＵＶ生成チャンバにＬＰＰターゲット物質を供給するＬＰＰ型ＥＵＶ光源装置用ターゲット物質供給装置であって、ＬＰＰターゲット物質を出射するための開口が形成されたスリーブと、スリーブ内に摺動可能に嵌入されたプランジャーと、プランジャーを押圧することにより、スリーブ及びプランジャーによって形成される空間内に充填されたＬＰＰターゲット物質を加圧して、ＬＰＰターゲット物質をスリーブの開口から出射させる押圧装置とを具備する。
【００１２】
また、本発明の第２の観点に係るＬＰＰ型ＥＵＶ光源装置用ターゲット物質供給装置は、ＬＰＰ型ＥＵＶ光源装置のＥＵＶ生成チャンバにＬＰＰターゲット物質を供給するＬＰＰ型ＥＵＶ光源装置用ターゲット物質供給装置であって、ＬＰＰターゲット物質を貯蔵するＬＰＰターゲット物質槽と、ＬＰＰターゲット物質槽内のＬＰＰターゲット物質に浸され、ＬＰＰターゲット物質を出射するための開口が形成されたスリーブと、その一端が、スリーブの開口に結合され、他端が、ＬＰＰターゲット物質を出射するための開口を有し、ＬＰＰターゲット物質槽の外部に位置するホースと、スリーブ内に摺動可能に嵌入されたプランジャーと、プランジャーを押圧することにより、スリーブ及びプランジャーによって形成される空間内に充填されたＬＰＰターゲット物質を加圧して、ＬＰＰターゲット物質をホースの開口から出射させる押圧装置とを具備する。
【００１３】
また、本発明の１つの観点に係るＬＰＰ型ＥＵＶ光源装置用ターゲット物質供給システムは、複数の本発明に係るＬＰＰ型ＥＵＶ光源装置用ターゲット物質供給装置と、複数のＬＰＰ型ＥＵＶ光源装置用ターゲット物質供給装置のいずれかから出射されたＬＰＰターゲット物質をＥＵＶ生成チャンバに出射する多方弁とを具備する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、高圧ガスを用いることなくターゲット物質を加圧して出射することができるので、高圧ガス設備の設置許可申請等の手続きを不要とすることができ、安全確保を容易にすることができ、製造コストを低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら詳しく説明する。なお、同一の構成要素には同一の参照番号を付して、説明を省略する。
図１は、本発明に係るＬＰＰ型ＥＵＶ光源装置用ターゲット物質供給装置（以下、単に「ターゲット物質供給装置」という。）の構成を原理的に示す断面図である。本発明に係るターゲット物質供給装置は、ＬＰＰ型ＥＵＶ光源装置において、ＥＵＶ光の生成が行われるチャンバ内にターゲット物質を供給するために用いられるものである。
【００１６】
図１に示すように、このターゲット物質供給装置２０は、スリーブ２１と、プランジャー２２と、押圧装置２３とを含んでいる。
スリーブ２１は、例えば、チタン、ステンレス（特に、ＳＵＳ３１６、３０４）等の金属やアルミナセラミック等で構成可能であり、スリーブ２１の図中左側の壁には、ターゲット物質を噴射するための噴射口２１ａが形成されている。
【００１７】
プランジャー２２は、例えば、チタン、ステンレス（特に、ＳＵＳ３１６、３０４）等の金属やアルミナセラミック等で構成可能であり、スリーブ２１内に摺動可能に嵌入されている。
押圧装置２３は、ロッド２３ａを有しており、ロッド２３ａは、プランジャー２２に結合されている。なお、押圧装置２３としては、油圧シリンダー、空圧シリンダー、電動シリンダー等を利用することができる。
【００１８】
スリーブ２１の内壁面及びプランジャー２２によって形成される空間内には、ターゲット物質が充填される。押圧装置２３は、プランジャー２２を図中の左方向に押圧することにより、ターゲット物質を加圧して、ターゲット物質を噴射口２１ａからプラズマ発生位置の方向に噴射させる。
【００１９】
ターゲット物質としては、公知の様々な材料（例えば、錫（Ｓｎ）、キセノン（Ｘｅ）等）を用いることができる。また、ターゲット物質の状態は、固体（例えば、液体中に分散させた微小な金属粒子）、液体、気体のいずれでも良く、連続流れ（ターゲット噴流）や液滴（ドロップレット）等の公知のいずれの態様でプラズマ発生位置に供給しても良い。ドロップレットを生成する場合には、噴射口２１ａの近傍にピエゾ素子等の加振装置を追加すれば良い。
【００２０】
本発明に係るターゲット物質供給装置によれば、従来のターゲット物質供給装置と異なり、高圧ガスを用いる必要がない。そのため、高圧ガス設備の設置許可申請等の手続きを不要とすることができ、安全確保を容易にすることができ、製造コストを低減することができる。
また、ターゲット物質が圧縮性を有しなければ、押圧装置２３の押圧力をゼロにすることにより、ターゲット物質の噴射を高圧ガスを用いた場合よりも短時間で停止することができる。
【００２１】
なお、図１においては、ターゲット物質を図中の横方向（ここでは、左方向）に噴射することとしているが、本発明に係るターゲット物質供給装置を図中反時計方向に９０°回転させることにより、ターゲット物質を図中の下方向に噴射するようにしても良い。
【００２２】
図２は、本発明に係るターゲット物質供給装置を用いたＬＰＰ型ＥＵＶ光源装置の概要を示す模式図である。このＬＰＰ型ＥＵＶ光源装置は、ＥＵＶ光の生成が行われる真空のＥＵＶ生成チャンバ１と、ターゲット（標的）を照射するためのレーザ光８を出射するレーザ光源５とを含んでいる。ＥＵＶ生成チャンバ１には、ターゲット物質供給装置２０とターゲット回収筒３とが設置されている。また、ＥＵＶ生成チャンバ１の一部には、レーザ光８を透過させる窓４が設けられている。さらに、ＥＵＶ生成チャンバ１の外部には、レーザ光源５から出射されたレーザ光８がターゲット物質を照射するように、該レーザ光８を集束する集光光学系（集光レンズ）６が設置されている。このようなＥＵＶ生成チャンバ１において、ターゲット物質供給装置２０からターゲット物質を噴射すると共に、レーザ光源５から出射されたレーザ光８を、集光レンズ６及び窓４を介してターゲット７に照射する。それによりターゲット物質が励起してプラズマ化され、発生したプラズマからＥＵＶ光９が放出される。このＥＵＶ光９は、集光ミラー１０によって集光され、所定の方向（図２においては、図の手前方向）に導かれる。また、プラズマ化されなかったターゲット物質は、ＥＵＶ生成チャンバ内における残留量を減らすために、ターゲット回収筒３に回収される。このようなＬＰＰ型ＥＵＶ光源において、波長１３．５ｎｍ程度のＥＵＶ光を得るために、ターゲットとして、液化したキセノン（Ｘｅ）や液化した錫（Ｓｎ）が用いられる。
【００２３】
次に、本発明の第１の実施形態に係るターゲット物質供給装置について説明する。
図３は、本実施形態に係るターゲット物質供給装置の構成を示す断面図である。図３に示すように、このターゲット物質供給装置は、スリーブ２６と、プランジャー２７と、押圧装置２８とを含んでいる。
【００２４】
スリーブ２６の図中右側の壁には、ターゲット物質を噴射するための噴射口２６ａが形成されている。
プランジャー２７は、スリーブ２６内に摺動可能に嵌入されている。
【００２５】
押圧装置２８は、ロッド２８ａを有しており、ロッド２８ａは、スリーブ２６の図中左側の壁に形成された開口２６ｂを通過して、プランジャー２７に結合されている。なお、押圧装置２８としては、油圧シリンダー、空圧シリンダー、電動シリンダー等を利用することができる。
【００２６】
スリーブ２６の内壁面及びプランジャー２７によって形成される空間内には、ターゲット物質が充填される。押圧装置２８は、プランジャー２２を図中の右方向に押圧することにより、ターゲット物質を加圧して、ターゲット物質を噴射口２６ａからプラズマ発生位置の方向に噴射させる。
【００２７】
本実施形態に係るターゲット物質供給装置によれば、従来のターゲット物質供給装置と異なり、高圧ガスを用いる必要がない。そのため、高圧ガス設備の設置許可申請等の手続きを不要とすることができ、安全確保を容易にすることができ、製造コストを低減することができる。
また、ターゲット物質が圧縮性を有しなければ、押圧装置２８の押圧力をゼロにすることにより、ターゲット物質の噴射を高圧ガスを用いた場合よりも短時間で停止することができる。
【００２８】
次に、本発明の第２の実施形態に係るターゲット物質供給装置について説明する。
図４は、本実施形態に係るターゲット物質供給装置の構成を示す断面図である。図４に示すように、このターゲット物質供給装置は、スリーブ２６と、押圧装置２８と、プランジャー３６とを含んでいる。
【００２９】
プランジャー３６は、スリーブ２６内に摺動可能に嵌入されている。プランジャー３６の外周部には、スリーブ２６とプランジャー３６との間をシールするための環状のシール材（例えば、Ｏリング等）３７、３８が取り付けられている。
【００３０】
押圧装置２８は、ロッド２８ａを有しており、ロッド２８ａは、スリーブ２６の図中左側の壁に形成された開口２６ｂを通過して、プランジャー３６に結合されている。
【００３１】
スリーブ２６の内壁面及びプランジャー３６によって形成される空間内には、ターゲット物質が充填される。押圧装置２８は、プランジャー３６を図中の右方向に押圧することにより、ターゲット物質を加圧して、ターゲット物質を噴射口２６ａからプラズマ発生位置の方向に噴射させる。
【００３２】
本実施形態に係るターゲット物質供給装置によれば、スリーブ２６とプランジャー３６との間をシールするためのシール材３７、３８がプランジャー３６の外周部に取り付けられているので、ターゲット物質がスリーブ２６とプランジャー３６との間隙から漏れることを防止することができるとともに、プランジャー３６の摺動をより容易にすることができる。
【００３３】
なお、本実施形態においては、２つのシール材３６、３７をプランジャー３６の外周部に取り付けることとしているが、１つのシール材をプランジャー３６の外周部に取り付けることとしても良いし、３つ以上のシール材をプランジャー３６の外周部に取り付けることとしても良い。
【００３４】
次に、本発明の第３の実施形態に係るターゲット物質供給装置について説明する。
図５は、本実施形態に係るターゲット物質供給装置の構成を示す断面図である。図５に示すように、このターゲット物質供給装置は、プランジャー２７と、押圧装置２８と、スリーブ３１と、ホース３４とを含んでいる。
【００３５】
スリーブ３１の図中右側の壁には開口３１ａが、図中左側の壁には開口３１ｂが、それぞれ形成されている。
プランジャー２７は、スリーブ３１内に摺動可能に嵌入されている。
【００３６】
押圧装置２８は、ロッド２８ａを有しており、ロッド２８ａは、開口３１ｂを通過して、プランジャー２７に結合されている。
【００３７】
スリーブ３１の開口３１ａには、ホース３４の一端が結合されている。ホース３４は、ＥＵＶ生成チャンバ１に形成された開口１ａを通過して、ＥＵＶ生成チャンバ１の内部まで延在している。また、ホース３４の他端には、ターゲット物質を噴射するための噴射口３４ａが形成されている。このように、スリーブ３１の内部とＥＵＶ生成チャンバ１の内部とは、ホース３４により連通されている。
【００３８】
スリーブ３１の内壁面及びプランジャー２７によって形成される空間内には、ターゲット物質が充填される。押圧装置２８は、プランジャー２７を図中の右方向に押圧することにより、ターゲット物質を加圧して、ターゲット物質を噴射口３４ａからプラズマ発生位置の方向に噴射させる。
【００３９】
本実施形態に係るターゲット物質供給装置によれば、ターゲット物質をホース３４を介してＥＵＶ生成チャンバ１の内部に噴射させることができるので、スリーブ３１をＥＵＶ生成チャンバ１の外部に配置することが可能となる。これにより、ターゲット物質供給装置のメンテナンスやスリーブ３１内へのターゲット物質の補給等が容易となる。
【００４０】
なお、ドロップレットを生成する場合には、ホース３４にピエゾ素子等の加振装置を追加すれば良い。
【００４１】
次に、本発明の第４の実施形態に係るターゲット物質供給装置について説明する。本実施形態は、ターゲット物質として加熱液化した金属（例えば、錫（Ｓｎ）等）を用いるものである。
【００４２】
図６は、本実施形態に係るターゲット物質供給装置の構成を示す断面図である。図６に示すように、このターゲット物質供給装置は、スリーブ２６と、プランジャー２７と、押圧装置２８と、ヒータ３９とを含んでいる。
【００４３】
ヒータ３９は、スリーブ２６の外壁に取り付けられており、スリーブ２６を加熱及び／又は保温することにより、スリーブ２６内部のターゲット物質を加熱及び／又は保温する。なお、ヒータ３９としては、例えば、加熱装置によって所定の温度に保たれた加熱壁を用いることもでき、また、電流等の印加を受けて発熱する発熱素子等を用いることもできる。
【００４４】
ターゲット物質をスリーブ２６の外部において加熱液化した後にスリーブ２６に充填する場合には、ヒータ３９は、スリーブ２６を保温することにより、スリーブ２６内部のターゲット物質を保温することができる。また、ターゲット物質を固体の状態でスリーブ２６に充填する場合には、ヒータ３９は、スリーブ２６を加熱し保温することにより、スリーブ２６内部のターゲット物質を加熱液化し保温することができる。
【００４５】
なお、本実施形態においては、ヒータ３９をスリーブ２６の外壁に取り付けることとしているが、熱効率を上げるために、ヒータ３９をスリーブ２６の壁内に埋め込むこととしても良いし、ヒータ３９をスリーブ２６内部のターゲット物質が充填されている空間内に配置することとしても良い。
【００４６】
また、ターゲット物質として加熱液化した金属を用いる場合には、ターゲット物質の酸化が生じ易いので、ターゲット物質ができるだけ酸素と接触しないことが好ましい。従って、スリーブ２６内を真空引きした後又はスリーブ２６内の空気を不活性ガスで置換した後にスリーブ２６内にターゲット物質を充填するか、空気中でターゲット物質を充填し、十分真空排気した後、真空のまま、または不活性ガスを充填後に加熱・溶融することが好ましい。
【００４７】
さらに、先に説明した第３の実施形態におけるホース３４（図５参照）をスリーブ２６に取り付ける場合には、ホース３４をもヒータ３９により加熱及び／又は保温することが好ましい。
【００４８】
また、本実施形態においては、ターゲット物質として加熱液化した金属を用いているが、ターゲット物質として冷却液化したガス（例えば、キセノン（Ｘｅ）等）を用いる場合には、ヒータ３９に代えて、クーラを用いれば良い。なお、クーラとしては、例えば、冷却装置によって所定の温度に保たれた冷却壁を用いることもでき、また、電流等の印加を受けて低温になる素子（例えば、ペルチェ素子等）等を用いることもできる。
【００４９】
次に、本発明の第５の実施形態に係るターゲット物質供給装置について説明する。
図７は、本実施形態に係るターゲット物質供給装置の構成を示す断面図である。図７に示すように、このターゲット物質供給装置は、スリーブ４１と、プランジャー４２と、押圧装置４３とを含んでいる。
【００５０】
スリーブ４１の図中下側の壁には噴射口４１ａが、図中上側の壁には開口４１ｂが、図中右側の壁には開口４１ｃが、それぞれ形成されている。
プランジャー４２は、スリーブ４１内に摺動可能に嵌入されている。
【００５１】
押圧装置４３は、ロッド４３ａを有しており、ロッド４３ａは、スリーブ４１の図中上側の壁に形成された開口４１ｂを通過して、プランジャー４２に結合されている。
スリーブ４１の内壁面及びプランジャー４２によって形成される空間内には、ターゲット物質が充填される。押圧装置４３は、プランジャー４２を図中の下方向に押圧することにより、ターゲット物質を加圧して、ターゲット物質を噴射口４１ａからプラズマ発生位置の方向に噴射させる。
【００５２】
押圧装置４３がプランジャー４２を図中の下方向に押圧する際、スリーブ４１の図中右側の壁に形成された開口４１ｃの下端よりも図中高い位置に存在するターゲット物質、不活性ガス、空気等は、開口４１ｃからスリーブ４１の外部に排出される。これにより、スリーブ４１の内壁面及びプランジャー４２によって形成される空間内から不活性ガス、空気等を排出して、スリーブ４１の内壁面及びプランジャー４２によって形成される空間内がターゲット物質のみで充填されるようにすることができる。また、開口４１ｃを形成する位置を図中上下方向の所望の位置とすることにより、スリーブ４１の内壁面及びプランジャー４２によって形成される空間に充填されるターゲット物質の量を所望の量とすることができる。
【００５３】
また、押圧装置４３を作動させてプランジャー４２の図中下端が開口４１ｃの下端よりも図中上方に位置するようにプランジャー４２を図中上方に移動させた後に、開口４１ｃからターゲット物質をスリーブ４１内に補給することができる。これにより、プランジャー４２をスリーブ４１から引き抜くことなく、ターゲット物質をスリーブ４１内に補給することが可能となる。
【００５４】
次に、本発明の第６の実施形態に係るターゲット物質供給装置について説明する。
図８は、本実施形態に係るターゲット物質供給装置の構成を示す断面図である。図８に示すように、このターゲット物質供給装置は、スリーブ４６と、プランジャー４７と、押圧装置４８と、センサ４９と、排気管５０と、バルブ５１と、バルブ開閉装置５２とを含んでいる。
【００５５】
スリーブ４６の図中下側の壁には噴射口４６ａが形成されている。
プランジャー４７は、スリーブ４６内に摺動可能に嵌入されている。
【００５６】
押圧装置４８は、ロッド４８ａを有しており、ロッド４８ａは、プランジャー４７に結合されている。
スリーブ４６の内壁面及びプランジャー４７によって形成される空間内には、ターゲット物質が充填される。押圧装置４８は、プランジャー４７を図中の下方向に押圧することにより、ターゲット物質を加圧して、ターゲット物質を噴射口４６ａからプラズマ発生位置の方向に噴射させる。
【００５７】
センサ４９は、プランジャー４７の図中下端に埋め込まれており、プランジャー４７の図中下面とターゲット物質が接触したか否かを検出する。なお、センサ４９としては、例えば、熱電対等を利用することができる。
排気管５０の一端は、プランジャー４７の下面と面一になるように、プランジャー４７に埋め込まれており、他端には、バルブ開閉装置５２によって開閉可能なバルブ５１が設けられている。
【００５８】
バルブ開閉装置５２は、押圧装置４３がプランジャー４２を図中の下方向に押圧する際に、センサ４９がプランジャー４７の図中下面とターゲット物質が接触したことを検出するまでは、バルブ５１を開放する。これにより、スリーブ４６の壁面、ターゲット物質の液面、及び、プランジャー４２の下面で形成される空間内の不活性ガス等は、押圧装置４３の押圧力により、排気管５０及びバルブ５１を介して、スリーブ４６の外部に排出される。その後、バルブ開閉装置５２は、センサ４９がプランジャー４７の図中下面とターゲット物質が接触したことを検出すると、バルブ５１を閉じる。これにより、スリーブ４６の壁面及びプランジャー４２の下面で形成される空間内のターゲット物質が排気管５０及びバルブ５１を介してスリーブ４６の外部に排出されることを防止することができる。
【００５９】
なお、本実施形態においては、スリーブ４６の壁面、ターゲット物質の液面、及び、プランジャー４２の下面で形成される空間内の不活性ガス等が押圧装置４３の押圧力によりスリーブ４６の外部に排出されることとしているが、排気管５０の図中上端に排気ポンプを取り付けることにより、ターゲット物質の液面、及び、プランジャー４２の下面で形成される空間内の不活性ガス等が排気ポンプによりスリーブ４６の外部に排出されることとしても良い。
【００６０】
次に、本発明の第７の実施形態に係るターゲット物質供給装置について説明する。本実施形態は、ターゲット物質として加熱液化した金属（例えば、錫（Ｓｎ）等）を用いるものである。
【００６１】
図９は、本実施形態に係るターゲット物質供給装置の構成を示す断面図である。図９に示すように、このターゲット物質供給装置は、スリーブ５６と、プランジャー５７と、押圧装置５８と、ターゲット物質槽５９と、ホース６０と、ヒータ６１と、給気管６２と、排気管６３とを含んでいる。
【００６２】
ターゲット物質槽５９内には、ターゲット物質が貯蔵されており、そのターゲット物質内に、スリーブ５６が浸されている。ターゲット物質槽５９の図中上方の壁には、給気管６２及び排気管６３が、ターゲット物質槽５９内部とターゲット物質槽５９外部とを連通するように設けられている。不活性ガスをターゲット物質の液面及びターゲット物質槽５９の内壁面によって形成される空間内に給気管６２を介して給気し、ターゲット物質の液面及びターゲット物質槽５９の内壁面によって形成される空間内の空気をターゲット物質槽５９の外部に排気管６３を介して排気することにより、ターゲット物質の液面及びターゲット物質槽５９の内壁面によって形成される空間内の空気を不活性ガスで置換することができる。なお、ターゲット物質の液面及びターゲット物質槽５９の内壁面によって形成される空間内の空気を不活性ガスで置換することに代えて、ターゲット物質の液面及びターゲット物質槽５９の内壁面によって形成される空間内を真空引きするようにしても良い。
【００６３】
ヒータ６１は、ターゲット物質槽５９の外壁に取り付けられており、ターゲット物質槽５９を加熱及び／又は保温することにより、ターゲット物質槽５９内部のターゲット物質を加熱及び／又は保温する。なお、ヒータ６１をターゲット物質槽５９の壁内又はターゲット物質槽５９の内部に配置してもよい。また、ヒータ６１に代えて、又は、ヒータ６１に加えて、ターゲット物質槽５９内に投げ込み型のヒータを配置するようにしても良い。
【００６４】
スリーブ５６の図中右側の壁には開口が形成されており、その開口には、ホース６０の一端が結合されている。ホース６０は、ターゲット物質槽５９の図中右側の壁に形成された開口５９ａを通過して、ターゲット物質槽５９の外部まで延在している。また、ホース６０の他端には、ターゲット物質を噴射するための噴射口６０ａが形成されている。このように、スリーブ５６の内部とターゲット物質槽５９の外部とは、ホース６０により連通されている。
【００６５】
プランジャー５７は、スリーブ５６内に摺動可能に嵌入されている。
押圧装置５８は、ロッド５８ａを有しており、ロッド５８ａは、ターゲット物質槽５９の図中左側の壁に形成された開口５９ｂを通過して、プランジャー５７に結合されている。
【００６６】
スリーブ５６の内壁面及びプランジャー５７によって形成される空間内は、ターゲット物質によって満たされる。押圧装置５８は、プランジャー５７を図中の右方向に押圧することにより、ターゲット物質を加圧して、ターゲット物質を噴射口６０ａからプラズマ発生位置の方向に噴射させる。
【００６７】
スリーブ５６の図中上方の壁には、開口５６ａが形成されており、押圧装置５８がプランジャー５７を図中右方向に押圧する際、スリーブ５６の内壁面及びプランジャー５７によって形成される空間内に存在するターゲット物質、不活性ガス、空気等は、開口５６ａからスリーブ５６の外部に排出される。これにより、スリーブ５６の内壁面及びプランジャー５７によって形成される空間内から不活性ガス、空気等を排出して、スリーブ５６の内壁面及びプランジャー５７によって形成される空間内がターゲット物質のみで充填されるようにすることができる。
【００６８】
本実施形態によれば、スリーブ５６やプランジャー５７に熱が均一に伝わり易いので、スリーブ５６やプランジャー５７の設計を容易にすることが可能となる。
【００６９】
なお、本実施形態においては、ターゲット物質として加熱液化した金属を用いているが、ターゲット物質として冷却液化したガス（例えば、キセノン（Ｘｅ）等）を用いる場合には、ヒータ６１に代えて、クーラを用いれば良い。
【００７０】
次に、本発明の第８の実施形態に係るターゲット物質供給装置について説明する。本実施形態は、ターゲット物質として加熱液化した金属（例えば、錫（Ｓｎ）等）を用いるものである。
【００７１】
図１０は、本実施形態に係るターゲット物質供給装置の構成を示す断面図である。図１０に示すように、このターゲット物質供給装置は、スリーブ６６と、プランジャー６７と、押圧装置６８と、ヒータ６９と、圧力センサ７０と、温度センサ７１と、速度センサ７２と、演算装置７３と、ヒータ制御装置７４とを含んでいる。
【００７２】
スリーブ６６の図中右側の壁には、ターゲット物質を噴射するための噴射口６６ａが形成されている。
プランジャー６７は、スリーブ６６内に摺動可能に嵌入されている。
【００７３】
押圧装置６８は、ロッド６８ａを有しており、ロッド６８ａは、スリーブ６６の図中左側の壁に形成された開口６６ｂを通過して、プランジャー６７に結合されている。
【００７４】
スリーブ６６の内壁面及びプランジャー６７によって形成される空間内には、ターゲット物質が充填される。押圧装置６８は、プランジャー６７を図中右方向に押圧することにより、ターゲット物質を加圧して、ターゲット物質を噴射口６６ａからプラズマ発生位置の方向に噴射させる。速度センサ７２は、噴射口６６ａからプラズマ発生位置の方向に噴射されたターゲット物質の流速を測定し、速度測定信号を演算装置７３に出力する。
【００７５】
ヒータ６９は、スリーブ６６の外壁に取り付けられており、スリーブ６６を加熱及び／又は保温することにより、スリーブ６６内部のターゲット物質を加熱及び／又は保温する。
【００７６】
圧力センサ７０及び温度センサ７１は、スリーブ６６の図中右方向の壁に配置されており、スリーブ６６の内壁面及びプランジャー６７によって形成される空間内のターゲット物質の圧力及び温度をそれぞれ測定し、圧力測定信号及び温度測定信号を演算装置７３にそれぞれ出力する。
【００７７】
ＬＰＰ型ＥＵＶ光源装置において安定したＥＵＶ光を得るためには、噴射口６６ａから噴射されるターゲット物質の速度が安定していることが望ましいが、噴射口６６ａから噴射されるターゲット物質の速度は、スリーブ６６内のターゲット物質の圧力によって変化し得る。また、噴射口６６ａから噴射されるターゲット物質の速度は、ターゲット物質の粘性によっても変化し得るが、ターゲット物質の粘性は、ターゲット物質の温度によって変化し得る。
【００７８】
そこで、演算装置７３は、圧力センサ７０からの圧力測定信号に基づいて、スリーブ６６内のターゲット物質の圧力が所望の圧力となるように、制御信号を押圧装置６８に出力して、押圧装置６８を制御する。あるいは、演算装置７３は、速度センサ７２からの速度測定信号に基づいて、噴射口６６ａから噴射されるターゲット物質の速度が所望の速度となるように、制御信号を押圧装置６８に出力して、押圧装置６８を制御する。さらに、演算装置７３は、温度センサ７１からの温度測定信号に基づいて、スリーブ６６内のターゲット物質の温度が所望の温度となるように、制御信号をヒータ制御装置７４に出力して、ヒータ制御装置７４を制御する。ヒータ制御装置７４は、演算装置７３からの制御信号に基づいて、ヒータ６９を制御する。
【００７９】
なお、本実施形態においては、噴射口６６ａから噴射されるターゲット物質の速度、並びにスリーブ６６の内壁面及びプランジャー６７によって形成される空間内のターゲット物質の圧力及び温度を測定することとしているが、これらの内のいずれか１つ又は２つだけを測定するようにしても良い。また、スリーブ６６の内壁面及びプランジャー６７によって形成される空間内のターゲット物質の圧力及び温度に代えて、スリーブ６６の壁の圧力及び温度を測定するようにしても良い。また、複数の圧力センサ及び／又は複数の温度センサを用いて、ターゲット物質及び／又はスリーブ６６の複数箇所の圧力及び／又は温度を測定するようにしても良い。
【００８０】
本実施形態に係るターゲット物質供給装置によれば、噴射口６６ａから噴射されるターゲット物質の速度、若しくは、スリーブ６６の内壁面及びプランジャー６７によって形成される空間内のターゲット物質の圧力及び／又は温度を制御して、噴射口６６ａから噴射されるターゲット物質の速度を安定させることにより、安定したＥＵＶ光を得ることが可能となる。
【００８１】
なお、本実施形態においては、ターゲット物質として加熱液化した金属を用いているが、ターゲット物質として冷却液化したガス（例えば、キセノン（Ｘｅ）等）を用いる場合には、ヒータ６９及びヒータ制御装置７４に代えて、クーラ及びクーラ制御装置を用いれば良い。
【００８２】
次に、本発明の一実施形態に係るターゲット物質供給システムについて説明する。
図１１は、本実施形態に係るターゲット物質供給システムの構成を示す図である。図１１に示すように、このターゲット物質供給システムは、本発明に係るターゲット物質供給装置８１、８２と、３方弁８３とを含んでいる。
【００８３】
３方弁８３は、ターゲット物質供給装置８１、８２のいずれか一方（又は両方）から噴射されるターゲット物質をプラズマ発生位置の方向に噴射する。
【００８４】
本実施形態に係るターゲット物質供給システムによれば、ターゲット物質供給装置８１、８２のいずれか一方のスリーブ内のターゲット物質が噴射され尽くしてしまいターゲット物質を補充する必要が生じた場合であっても、他方のターゲット物質供給装置から噴射されるターゲット物質をプラズマ発生位置の方向に引き続き噴射することができる。これにより、ターゲット物質供給装置８１、８２のいずれか一方にターゲット物質を補充している間もＥＵＶ光の発生を継続して行うことが可能となる。
【００８５】
なお、本実施形態においては、２つのターゲット物質供給装置８１、８２を３方弁８３に取り付けることとしているが、３つ以上のターゲット物質供給装置を多方弁に取り付けることとしても良い。
【産業上の利用可能性】
【００８６】
本発明は、半導体ウエハ等を露光する極端紫外光を発生するＬＰＰ型ＥＵＶ光源装置のＥＵＶ生成チャンバにターゲット物質を供給するターゲット物質供給装置及びシステムにおいて利用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】本発明に係るＬＰＰ型ＥＵＶ光源装置用ターゲット物質供給装置の構成を原理的に示す断面図である。
【図２】図１のＬＰＰ型ＥＵＶ光源装置用ターゲット物質供給装置を用いたＬＰＰ型ＥＵＶ光源装置の構成を示す模式図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係るＬＰＰ型ＥＵＶ光源装置用ターゲット物質供給装置を示す断面図である。
【図４】本発明の第２の実施形態に係るＬＰＰ型ＥＵＶ光源装置用ターゲット物質供給装置を示す断面図である。
【図５】本発明の第３の実施形態に係るＬＰＰ型ＥＵＶ光源装置用ターゲット物質供給装置を示す断面図である。
【図６】本発明の第４の実施形態に係るＬＰＰ型ＥＵＶ光源装置用ターゲット物質供給装置を示す断面図である。
【図７】本発明の第５の実施形態に係るＬＰＰ型ＥＵＶ光源装置用ターゲット物質供給装置を示す断面図である。
【図８】本発明の第６の実施形態に係るＬＰＰ型ＥＵＶ光源装置用ターゲット物質供給装置を示す断面図である。
【図９】本発明の第７の実施形態に係るＬＰＰ型ＥＵＶ光源装置用ターゲット物質供給装置を示す断面図である。
【図１０】本発明の第８の実施形態に係るＬＰＰ型ＥＵＶ光源装置用ターゲット物質供給装置を示す断面図である。
【図１１】本発明の一実施形態に係るＬＰＰ型ＥＵＶ光源装置用ターゲット物質供給システムを示す模式図である。
【図１２】従来のＬＰＰ型ＥＵＶ光源装置の構成を示す模式図である。
【図１３】従来のＬＰＰ型ＥＵＶ光源装置用ターゲット物質供給装置の一部であるノズルを示す断面図である。
【図１４】ターゲット物質の圧力と噴射速度との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００８８】
１、１０１…ＥＵＶ生成チャンバ、１ａ、２６ｂ、３１ａ、３１ｂ、４１ｂ、４１ｃ、５６ａ、５９ａ、５９ｂ…開口、３、１０３…ターゲット回収筒、４、１０４…窓、５、１０５…レーザ光源、６、１０６…集光レンズ、７、１０７…ターゲット噴流、８、１０８…レーザ光、９、１０９…ＥＵＶ光、１０、１１０…集光ミラー、１１…ノズル管、１１ａ、２１ａ、２６ａ、３４ａ、４１ａ、４６ａ、６０ａ、６６ａ…噴射口、１２…冷却壁、１３…液化室、２０、８１、８２…ターゲット物質供給装置、２１、２６、３１、４１、４６、５６、６６…スリーブ、２２、２７、３６、４２、４７、５７、６７…プランジャー、２３、２８、４３、４８、５８、６８…押圧装置、２３ａ、２８ａ、４３ａ、４８ａ、５８ａ、６８ａ…ロッド、３４、６０…ホース、３７、３８…シール材、３９、６１、６９…ヒータ、４９…センサ、５０…排気管、５１…バルブ、５２…バルブ開閉装置、５９…ターゲット物質槽、６２…給気管、６３…排気管、７０…圧力センサ、７１…温度センサ、７２…速度センサ、７３…演算装置、７４…ヒータ制御装置、８３…３方弁
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウエハ等を露光するために用いられる極端紫外光を発生するＬＰＰ(Laser Produced Plasma)型極端紫外（Extreme Ultra Violet：ＥＵＶ）光源装置においてＥＵＶ生成チャンバにＬＰＰターゲット物質を供給するＬＰＰ型ＥＵＶ光源装置用ターゲット物質供給装置及びシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体プロセスの微細化に伴って光リソグラフィも微細化が急速に進展しており、次世代においては、１００〜７０ｎｍの微細加工、更には５０ｎｍ以下の微細加工が要求されるようになる。例えば、５０ｎｍ以下の微細加工の要求に応えるべく、波長１３ｎｍ程度のＥＵＶ光源と縮小投影反射光学系（catadioptric system）とを組み合わせた露光装置の開発が期待されている。
【０００３】
ＥＵＶ光源としては、レーザビームをターゲットに照射することによって生成するプラズマを用いたＬＰＰ（laser produced plasma）光源と、放電によって生成するプラズマを用いたＤＰＰ（discharge produced plasma）光源と、軌道放射光を用いたＳＲ（synchrotron radiation）光源との３種類がある。これらの内でも、ＬＰＰ光源には、プラズマ密度をかなり大きくできるので黒体輻射に近い極めて高い輝度が得られ、ターゲット物質を選択することにより必要な波長帯のみの発光が可能であり、ほぼ等方的な角度分布を持つ点光源であるので光源の周囲に電極等の構造物がなく、２πsteradという極めて大きな捕集立体角の確保が可能であること等の利点がある。そのため、ＬＰＰ光源は、数十ワット以上のパワーが要求されるＥＵＶリソグラフィ用の光源として有力であると考えられている。
【０００４】
図１２は、ＬＰＰ型ＥＵＶ光源装置の概要を示す模式図である。このＥＵＶ光源装置は、ＥＵＶ光の生成が行われる真空のＥＵＶ生成チャンバ１０１と、ターゲット（標的）を照射するためのレーザ光１０８を出射するレーザ光源１０５とを含んでいる。ＥＵＶ生成チャンバ１０１の内部には、ターゲット物質を噴射するターゲット噴射装置の一部であるノズル１０２とターゲット回収筒１０３とが設置されている。また、ＥＵＶ生成チャンバ１０１の一部には、レーザ光１０８を透過させる窓１０４が設けられている。さらに、ＥＵＶ生成チャンバ１０１の外部には、レーザ光源１０５から出射されたレーザ光１０８がターゲット物質を照射するように、該レーザ光１０８を集束する集光光学系（集光レンズ）１０６が設置されている。このようなＥＵＶ生成チャンバ１０１において、ノズル１０２からターゲット物質を噴射すると共に、レーザ光源１０５から出射されたレーザ光１０８を、集光レンズ１０６及び窓１０４を介してターゲット１０７に照射する。それによりターゲット物質が励起してプラズマ化され、発生したプラズマからＥＵＶ光１０９が放出される。このＥＵＶ光１０９は、集光ミラー１１０によって集光され、所定の方向（図１２においては、図の手前方向）に導かれる。また、プラズマ化されなかったターゲット物質は、ＥＵＶ生成チャンバ内における残留量を減らすために、ターゲット回収筒１０３に回収される。このようなＬＰＰ型ＥＵＶ光源において、波長１３．５ｎｍ程度のＥＵＶ光を得るために、ターゲットとして、液化したキセノン（Ｘｅ）や液化した錫（Ｓｎ）が用いられる。
【０００５】
図１３は、ターゲットとして液化したキセノン（Ｘｅ）を用いる場合におけるターゲット噴射装置の一部であるノズルを示す断面図である。図１３に示すノズルは、ノズル管（圧力容器）１１と、ノズル管１１の周りを囲むように配置されている冷却壁１２とを含んでいる。冷却壁１２は冷却装置によって所定の温度に保たれており、ノズル管１１及びその内部を例えば−１００℃程度に冷却している。また、ノズル管１１の内部は、キセノンガスを冷却することにより液化が行われる液化室１３となっている。さらに、ノズル管１１の図中下側の壁には、キセノンジェットが噴射される噴射口１１ａが形成されている。なお、ターゲットとして液化した錫（Ｓｎ）を用いる場合には、冷却壁１２に代えて加熱壁やヒータを用い、ノズル管１１及びその内部を例えば２５０℃程度に加熱する。
【０００６】
噴射口１１ａからキセノンジェットを噴射するためには、液化室１３内に高圧ガスを供給して、液体キセノンを加圧する。これにより、液体キセノンがキセノンジェットとして噴射口１１ａから噴射される。
【０００７】
図１４は、ターゲット物質に印加される圧力とターゲット物質ジェットの速度との関係を示すグラフである。ＥＵＶ光を安定して発生させるためには、ターゲット物質ジェットの速度を５０〜１００ｍ／ｓ程度、好ましくは１００ｍ／ｓ以上とすることが求められることが知られている。ターゲット物質ジェットの速度を１００ｍ／ｓとするためには、図１４に示すように、ターゲット物質を３５ＭＰａ程度にまで加圧する必要がある。
【０００８】
しかしながら、そのような高い圧力を液化室１３内に高圧ガスを供給することで得るためには、次のような問題がある。
第１に、高圧ガス保安法等の法令に則ってガス設備、特定設備等の設置許可申請等を行うことが必要であり、その手続きが煩雑であるという問題がある。
第２に、高圧ガスは危険なものであり、安全確保を容易に行うことができないという問題がある。
第３に、高圧高温バルブ等の高価な設備が必要であり、製造コストが高くなってしまうという問題がある。
そのため、液化室１３内において高圧ガスを用いることなくターゲット物質を加圧する技術が望まれている。
【０００９】
関連する技術として、特許文献１には、液体金属ターゲットを用いたＸ線源において、ピストン／シリンダーシステムを電子圧力制御装置で制御することにより、液体金属ターゲットを加圧する技術が掲載されている。しかしながら、特許文献１に掲載されたＸ線源は、液体金属ターゲットをジェット噴流又はドロップレットとして供給するものではなく、ＬＰＰ型ＥＵＶ光源装置とは原理が異なっている。
【特許文献１】特表２００４−５３３１０５号公報（第５頁）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
そこで、上記の点に鑑み、本発明は、高圧ガス設備の設置許可申請等の手続きを不要とすることができ、安全確保を容易にすることができ、製造コストを低減することができるＬＰＰ型ＥＵＶ光源装置用ターゲット物質供給装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するため、本発明の第１の観点に係るＬＰＰ型ＥＵＶ光源装置用ターゲット物質供給装置は、ＬＰＰ型ＥＵＶ光源装置のＥＵＶ生成チャンバにＬＰＰターゲット物質を供給するＬＰＰ型ＥＵＶ光源装置用ターゲット物質供給装置であって、ＬＰＰターゲット物質を出射するための開口が形成されたスリーブと、スリーブ内に摺動可能に嵌入されたプランジャーと、プランジャーを押圧することにより、スリーブ及びプランジャーによって形成される空間内に充填されたＬＰＰターゲット物質を加圧して、ＬＰＰターゲット物質をスリーブの開口から出射させる押圧装置とを具備する。
【００１２】
また、本発明の第２の観点に係るＬＰＰ型ＥＵＶ光源装置用ターゲット物質供給装置は、ＬＰＰ型ＥＵＶ光源装置のＥＵＶ生成チャンバにＬＰＰターゲット物質を供給するＬＰＰ型ＥＵＶ光源装置用ターゲット物質供給装置であって、ＬＰＰターゲット物質を貯蔵するＬＰＰターゲット物質槽と、ＬＰＰターゲット物質槽内のＬＰＰターゲット物質に浸され、ＬＰＰターゲット物質を出射するための開口が形成されたスリーブと、その一端が、スリーブの開口に結合され、他端が、ＬＰＰターゲット物質を出射するための開口を有し、ＬＰＰターゲット物質槽の外部に位置するホースと、スリーブ内に摺動可能に嵌入されたプランジャーと、プランジャーを押圧することにより、スリーブ及びプランジャーによって形成される空間内に充填されたＬＰＰターゲット物質を加圧して、ＬＰＰターゲット物質をホースの開口から出射させる押圧装置とを具備する。
【００１３】
また、本発明の１つの観点に係るＬＰＰ型ＥＵＶ光源装置用ターゲット物質供給システムは、複数の本発明に係るＬＰＰ型ＥＵＶ光源装置用ターゲット物質供給装置と、複数のＬＰＰ型ＥＵＶ光源装置用ターゲット物質供給装置のいずれかから出射されたＬＰＰターゲット物質をＥＵＶ生成チャンバに出射する多方弁とを具備する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、高圧ガスを用いることなくターゲット物質を加圧して出射することができるので、高圧ガス設備の設置許可申請等の手続きを不要とすることができ、安全確保を容易にすることができ、製造コストを低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら詳しく説明する。なお、同一の構成要素には同一の参照番号を付して、説明を省略する。
図１は、本発明に係るＬＰＰ型ＥＵＶ光源装置用ターゲット物質供給装置（以下、単に「ターゲット物質供給装置」という。）の構成を原理的に示す断面図である。本発明に係るターゲット物質供給装置は、ＬＰＰ型ＥＵＶ光源装置において、ＥＵＶ光の生成が行われるチャンバ内にターゲット物質を供給するために用いられるものである。
【００１６】
図１に示すように、このターゲット物質供給装置２０は、スリーブ２１と、プランジャー２２と、押圧装置２３とを含んでいる。
スリーブ２１は、例えば、チタン、ステンレス（特に、ＳＵＳ３１６、３０４）等の金属やアルミナセラミック等で構成可能であり、スリーブ２１の図中左側の壁には、ターゲット物質を噴射するための噴射口２１ａが形成されている。
【００１７】
プランジャー２２は、例えば、チタン、ステンレス（特に、ＳＵＳ３１６、３０４）等の金属やアルミナセラミック等で構成可能であり、スリーブ２１内に摺動可能に嵌入されている。
押圧装置２３は、ロッド２３ａを有しており、ロッド２３ａは、プランジャー２２に結合されている。なお、押圧装置２３としては、油圧シリンダー、空圧シリンダー、電動シリンダー等を利用することができる。
【００１８】
スリーブ２１の内壁面及びプランジャー２２によって形成される空間内には、ターゲット物質が充填される。押圧装置２３は、プランジャー２２を図中の左方向に押圧することにより、ターゲット物質を加圧して、ターゲット物質を噴射口２１ａからプラズマ発生位置の方向に噴射させる。
【００１９】
ターゲット物質としては、公知の様々な材料（例えば、錫（Ｓｎ）、キセノン（Ｘｅ）等）を用いることができる。また、ターゲット物質の状態は、固体（例えば、液体中に分散させた微小な金属粒子）、液体、気体のいずれでも良く、連続流れ（ターゲット噴流）や液滴（ドロップレット）等の公知のいずれの態様でプラズマ発生位置に供給しても良い。ドロップレットを生成する場合には、噴射口２１ａの近傍にピエゾ素子等の加振装置を追加すれば良い。
【００２０】
本発明に係るターゲット物質供給装置によれば、従来のターゲット物質供給装置と異なり、高圧ガスを用いる必要がない。そのため、高圧ガス設備の設置許可申請等の手続きを不要とすることができ、安全確保を容易にすることができ、製造コストを低減することができる。
また、ターゲット物質が圧縮性を有しなければ、押圧装置２３の押圧力をゼロにすることにより、ターゲット物質の噴射を高圧ガスを用いた場合よりも短時間で停止することができる。
【００２１】
なお、図１においては、ターゲット物質を図中の横方向（ここでは、左方向）に噴射することとしているが、本発明に係るターゲット物質供給装置を図中反時計方向に９０°回転させることにより、ターゲット物質を図中の下方向に噴射するようにしても良い。
【００２２】
図２は、本発明に係るターゲット物質供給装置を用いたＬＰＰ型ＥＵＶ光源装置の概要を示す模式図である。このＬＰＰ型ＥＵＶ光源装置は、ＥＵＶ光の生成が行われる真空のＥＵＶ生成チャンバ１と、ターゲット（標的）を照射するためのレーザ光８を出射するレーザ光源５とを含んでいる。ＥＵＶ生成チャンバ１には、ターゲット物質供給装置２０とターゲット回収筒３とが設置されている。また、ＥＵＶ生成チャンバ１の一部には、レーザ光８を透過させる窓４が設けられている。さらに、ＥＵＶ生成チャンバ１の外部には、レーザ光源５から出射されたレーザ光８がターゲット物質を照射するように、該レーザ光８を集束する集光光学系（集光レンズ）６が設置されている。このようなＥＵＶ生成チャンバ１において、ターゲット物質供給装置２０からターゲット物質を噴射すると共に、レーザ光源５から出射されたレーザ光８を、集光レンズ６及び窓４を介してターゲット７に照射する。それによりターゲット物質が励起してプラズマ化され、発生したプラズマからＥＵＶ光９が放出される。このＥＵＶ光９は、集光ミラー１０によって集光され、所定の方向（図２においては、図の手前方向）に導かれる。また、プラズマ化されなかったターゲット物質は、ＥＵＶ生成チャンバ内における残留量を減らすために、ターゲット回収筒３に回収される。このようなＬＰＰ型ＥＵＶ光源において、波長１３．５ｎｍ程度のＥＵＶ光を得るために、ターゲットとして、液化したキセノン（Ｘｅ）や液化した錫（Ｓｎ）が用いられる。
【００２３】
次に、本発明の第１の実施形態に係るターゲット物質供給装置について説明する。
図３は、本実施形態に係るターゲット物質供給装置の構成を示す断面図である。図３に示すように、このターゲット物質供給装置は、スリーブ２６と、プランジャー２７と、押圧装置２８とを含んでいる。
【００２４】
スリーブ２６の図中右側の壁には、ターゲット物質を噴射するための噴射口２６ａが形成されている。
プランジャー２７は、スリーブ２６内に摺動可能に嵌入されている。
【００２５】
押圧装置２８は、ロッド２８ａを有しており、ロッド２８ａは、スリーブ２６の図中左側の壁に形成された開口２６ｂを通過して、プランジャー２７に結合されている。なお、押圧装置２８としては、油圧シリンダー、空圧シリンダー、電動シリンダー等を利用することができる。
【００２６】
スリーブ２６の内壁面及びプランジャー２７によって形成される空間内には、ターゲット物質が充填される。押圧装置２８は、プランジャー２２を図中の右方向に押圧することにより、ターゲット物質を加圧して、ターゲット物質を噴射口２６ａからプラズマ発生位置の方向に噴射させる。
【００２７】
本実施形態に係るターゲット物質供給装置によれば、従来のターゲット物質供給装置と異なり、高圧ガスを用いる必要がない。そのため、高圧ガス設備の設置許可申請等の手続きを不要とすることができ、安全確保を容易にすることができ、製造コストを低減することができる。
また、ターゲット物質が圧縮性を有しなければ、押圧装置２８の押圧力をゼロにすることにより、ターゲット物質の噴射を高圧ガスを用いた場合よりも短時間で停止することができる。
【００２８】
次に、本発明の第２の実施形態に係るターゲット物質供給装置について説明する。
図４は、本実施形態に係るターゲット物質供給装置の構成を示す断面図である。図４に示すように、このターゲット物質供給装置は、スリーブ２６と、押圧装置２８と、プランジャー３６とを含んでいる。
【００２９】
プランジャー３６は、スリーブ２６内に摺動可能に嵌入されている。プランジャー３６の外周部には、スリーブ２６とプランジャー３６との間をシールするための環状のシール材（例えば、Ｏリング等）３７、３８が取り付けられている。
【００３０】
押圧装置２８は、ロッド２８ａを有しており、ロッド２８ａは、スリーブ２６の図中左側の壁に形成された開口２６ｂを通過して、プランジャー３６に結合されている。
【００３１】
スリーブ２６の内壁面及びプランジャー３６によって形成される空間内には、ターゲット物質が充填される。押圧装置２８は、プランジャー３６を図中の右方向に押圧することにより、ターゲット物質を加圧して、ターゲット物質を噴射口２６ａからプラズマ発生位置の方向に噴射させる。
【００３２】
本実施形態に係るターゲット物質供給装置によれば、スリーブ２６とプランジャー３６との間をシールするためのシール材３７、３８がプランジャー３６の外周部に取り付けられているので、ターゲット物質がスリーブ２６とプランジャー３６との間隙から漏れることを防止することができるとともに、プランジャー３６の摺動をより容易にすることができる。
【００３３】
なお、本実施形態においては、２つのシール材３６、３７をプランジャー３６の外周部に取り付けることとしているが、１つのシール材をプランジャー３６の外周部に取り付けることとしても良いし、３つ以上のシール材をプランジャー３６の外周部に取り付けることとしても良い。
【００３４】
次に、本発明の第３の実施形態に係るターゲット物質供給装置について説明する。
図５は、本実施形態に係るターゲット物質供給装置の構成を示す断面図である。図５に示すように、このターゲット物質供給装置は、プランジャー２７と、押圧装置２８と、スリーブ３１と、ホース３４とを含んでいる。
【００３５】
スリーブ３１の図中右側の壁には開口３１ａが、図中左側の壁には開口３１ｂが、それぞれ形成されている。
プランジャー２７は、スリーブ３１内に摺動可能に嵌入されている。
【００３６】
押圧装置２８は、ロッド２８ａを有しており、ロッド２８ａは、開口３１ｂを通過して、プランジャー２７に結合されている。
【００３７】
スリーブ３１の開口３１ａには、ホース３４の一端が結合されている。ホース３４は、ＥＵＶ生成チャンバ１に形成された開口１ａを通過して、ＥＵＶ生成チャンバ１の内部まで延在している。また、ホース３４の他端には、ターゲット物質を噴射するための噴射口３４ａが形成されている。このように、スリーブ３１の内部とＥＵＶ生成チャンバ１の内部とは、ホース３４により連通されている。
【００３８】
スリーブ３１の内壁面及びプランジャー２７によって形成される空間内には、ターゲット物質が充填される。押圧装置２８は、プランジャー２７を図中の右方向に押圧することにより、ターゲット物質を加圧して、ターゲット物質を噴射口３４ａからプラズマ発生位置の方向に噴射させる。
【００３９】
本実施形態に係るターゲット物質供給装置によれば、ターゲット物質をホース３４を介してＥＵＶ生成チャンバ１の内部に噴射させることができるので、スリーブ３１をＥＵＶ生成チャンバ１の外部に配置することが可能となる。これにより、ターゲット物質供給装置のメンテナンスやスリーブ３１内へのターゲット物質の補給等が容易となる。
【００４０】
なお、ドロップレットを生成する場合には、ホース３４にピエゾ素子等の加振装置を追加すれば良い。
【００４１】
次に、本発明の第４の実施形態に係るターゲット物質供給装置について説明する。本実施形態は、ターゲット物質として加熱液化した金属（例えば、錫（Ｓｎ）等）を用いるものである。
【００４２】
図６は、本実施形態に係るターゲット物質供給装置の構成を示す断面図である。図６に示すように、このターゲット物質供給装置は、スリーブ２６と、プランジャー２７と、押圧装置２８と、ヒータ３９とを含んでいる。
【００４３】
ヒータ３９は、スリーブ２６の外壁に取り付けられており、スリーブ２６を加熱及び／又は保温することにより、スリーブ２６内部のターゲット物質を加熱及び／又は保温する。なお、ヒータ３９としては、例えば、加熱装置によって所定の温度に保たれた加熱壁を用いることもでき、また、電流等の印加を受けて発熱する発熱素子等を用いることもできる。
【００４４】
ターゲット物質をスリーブ２６の外部において加熱液化した後にスリーブ２６に充填する場合には、ヒータ３９は、スリーブ２６を保温することにより、スリーブ２６内部のターゲット物質を保温することができる。また、ターゲット物質を固体の状態でスリーブ２６に充填する場合には、ヒータ３９は、スリーブ２６を加熱し保温することにより、スリーブ２６内部のターゲット物質を加熱液化し保温することができる。
【００４５】
なお、本実施形態においては、ヒータ３９をスリーブ２６の外壁に取り付けることとしているが、熱効率を上げるために、ヒータ３９をスリーブ２６の壁内に埋め込むこととしても良いし、ヒータ３９をスリーブ２６内部のターゲット物質が充填されている空間内に配置することとしても良い。
【００４６】
また、ターゲット物質として加熱液化した金属を用いる場合には、ターゲット物質の酸化が生じ易いので、ターゲット物質ができるだけ酸素と接触しないことが好ましい。従って、スリーブ２６内を真空引きした後又はスリーブ２６内の空気を不活性ガスで置換した後にスリーブ２６内にターゲット物質を充填するか、空気中でターゲット物質を充填し、十分真空排気した後、真空のまま、または不活性ガスを充填後に加熱・溶融することが好ましい。
【００４７】
さらに、先に説明した第３の実施形態におけるホース３４（図５参照）をスリーブ２６に取り付ける場合には、ホース３４をもヒータ３９により加熱及び／又は保温することが好ましい。
【００４８】
また、本実施形態においては、ターゲット物質として加熱液化した金属を用いているが、ターゲット物質として冷却液化したガス（例えば、キセノン（Ｘｅ）等）を用いる場合には、ヒータ３９に代えて、クーラを用いれば良い。なお、クーラとしては、例えば、冷却装置によって所定の温度に保たれた冷却壁を用いることもでき、また、電流等の印加を受けて低温になる素子（例えば、ペルチェ素子等）等を用いることもできる。
【００４９】
次に、本発明の第５の実施形態に係るターゲット物質供給装置について説明する。
図７は、本実施形態に係るターゲット物質供給装置の構成を示す断面図である。図７に示すように、このターゲット物質供給装置は、スリーブ４１と、プランジャー４２と、押圧装置４３とを含んでいる。
【００５０】
スリーブ４１の図中下側の壁には噴射口４１ａが、図中上側の壁には開口４１ｂが、図中右側の壁には開口４１ｃが、それぞれ形成されている。
プランジャー４２は、スリーブ４１内に摺動可能に嵌入されている。
【００５１】
押圧装置４３は、ロッド４３ａを有しており、ロッド４３ａは、スリーブ４１の図中上側の壁に形成された開口４１ｂを通過して、プランジャー４２に結合されている。
スリーブ４１の内壁面及びプランジャー４２によって形成される空間内には、ターゲット物質が充填される。押圧装置４３は、プランジャー４２を図中の下方向に押圧することにより、ターゲット物質を加圧して、ターゲット物質を噴射口４１ａからプラズマ発生位置の方向に噴射させる。
【００５２】
押圧装置４３がプランジャー４２を図中の下方向に押圧する際、スリーブ４１の図中右側の壁に形成された開口４１ｃの下端よりも図中高い位置に存在するターゲット物質、不活性ガス、空気等は、開口４１ｃからスリーブ４１の外部に排出される。これにより、スリーブ４１の内壁面及びプランジャー４２によって形成される空間内から不活性ガス、空気等を排出して、スリーブ４１の内壁面及びプランジャー４２によって形成される空間内がターゲット物質のみで充填されるようにすることができる。また、開口４１ｃを形成する位置を図中上下方向の所望の位置とすることにより、スリーブ４１の内壁面及びプランジャー４２によって形成される空間に充填されるターゲット物質の量を所望の量とすることができる。
【００５３】
また、押圧装置４３を作動させてプランジャー４２の図中下端が開口４１ｃの下端よりも図中上方に位置するようにプランジャー４２を図中上方に移動させた後に、開口４１ｃからターゲット物質をスリーブ４１内に補給することができる。これにより、プランジャー４２をスリーブ４１から引き抜くことなく、ターゲット物質をスリーブ４１内に補給することが可能となる。
【００５４】
次に、本発明の第６の実施形態に係るターゲット物質供給装置について説明する。
図８は、本実施形態に係るターゲット物質供給装置の構成を示す断面図である。図８に示すように、このターゲット物質供給装置は、スリーブ４６と、プランジャー４７と、押圧装置４８と、センサ４９と、排気管５０と、バルブ５１と、バルブ開閉装置５２とを含んでいる。
【００５５】
スリーブ４６の図中下側の壁には噴射口４６ａが形成されている。
プランジャー４７は、スリーブ４６内に摺動可能に嵌入されている。
【００５６】
押圧装置４８は、ロッド４８ａを有しており、ロッド４８ａは、プランジャー４７に結合されている。
スリーブ４６の内壁面及びプランジャー４７によって形成される空間内には、ターゲット物質が充填される。押圧装置４８は、プランジャー４７を図中の下方向に押圧することにより、ターゲット物質を加圧して、ターゲット物質を噴射口４６ａからプラズマ発生位置の方向に噴射させる。
【００５７】
センサ４９は、プランジャー４７の図中下端に埋め込まれており、プランジャー４７の図中下面とターゲット物質が接触したか否かを検出する。なお、センサ４９としては、例えば、熱電対等を利用することができる。
排気管５０の一端は、プランジャー４７の下面と面一になるように、プランジャー４７に埋め込まれており、他端には、バルブ開閉装置５２によって開閉可能なバルブ５１が設けられている。
【００５８】
バルブ開閉装置５２は、押圧装置４３がプランジャー４２を図中の下方向に押圧する際に、センサ４９がプランジャー４７の図中下面とターゲット物質が接触したことを検出するまでは、バルブ５１を開放する。これにより、スリーブ４６の壁面、ターゲット物質の液面、及び、プランジャー４２の下面で形成される空間内の不活性ガス等は、押圧装置４３の押圧力により、排気管５０及びバルブ５１を介して、スリーブ４６の外部に排出される。その後、バルブ開閉装置５２は、センサ４９がプランジャー４７の図中下面とターゲット物質が接触したことを検出すると、バルブ５１を閉じる。これにより、スリーブ４６の壁面及びプランジャー４２の下面で形成される空間内のターゲット物質が排気管５０及びバルブ５１を介してスリーブ４６の外部に排出されることを防止することができる。
【００５９】
なお、本実施形態においては、スリーブ４６の壁面、ターゲット物質の液面、及び、プランジャー４２の下面で形成される空間内の不活性ガス等が押圧装置４３の押圧力によりスリーブ４６の外部に排出されることとしているが、排気管５０の図中上端に排気ポンプを取り付けることにより、ターゲット物質の液面、及び、プランジャー４２の下面で形成される空間内の不活性ガス等が排気ポンプによりスリーブ４６の外部に排出されることとしても良い。
【００６０】
次に、本発明の第７の実施形態に係るターゲット物質供給装置について説明する。本実施形態は、ターゲット物質として加熱液化した金属（例えば、錫（Ｓｎ）等）を用いるものである。
【００６１】
図９は、本実施形態に係るターゲット物質供給装置の構成を示す断面図である。図９に示すように、このターゲット物質供給装置は、スリーブ５６と、プランジャー５７と、押圧装置５８と、ターゲット物質槽５９と、ホース６０と、ヒータ６１と、給気管６２と、排気管６３とを含んでいる。
【００６２】
ターゲット物質槽５９内には、ターゲット物質が貯蔵されており、そのターゲット物質内に、スリーブ５６が浸されている。ターゲット物質槽５９の図中上方の壁には、給気管６２及び排気管６３が、ターゲット物質槽５９内部とターゲット物質槽５９外部とを連通するように設けられている。不活性ガスをターゲット物質の液面及びターゲット物質槽５９の内壁面によって形成される空間内に給気管６２を介して給気し、ターゲット物質の液面及びターゲット物質槽５９の内壁面によって形成される空間内の空気をターゲット物質槽５９の外部に排気管６３を介して排気することにより、ターゲット物質の液面及びターゲット物質槽５９の内壁面によって形成される空間内の空気を不活性ガスで置換することができる。なお、ターゲット物質の液面及びターゲット物質槽５９の内壁面によって形成される空間内の空気を不活性ガスで置換することに代えて、ターゲット物質の液面及びターゲット物質槽５９の内壁面によって形成される空間内を真空引きするようにしても良い。
【００６３】
ヒータ６１は、ターゲット物質槽５９の外壁に取り付けられており、ターゲット物質槽５９を加熱及び／又は保温することにより、ターゲット物質槽５９内部のターゲット物質を加熱及び／又は保温する。なお、ヒータ６１をターゲット物質槽５９の壁内又はターゲット物質槽５９の内部に配置してもよい。また、ヒータ６１に代えて、又は、ヒータ６１に加えて、ターゲット物質槽５９内に投げ込み型のヒータを配置するようにしても良い。
【００６４】
スリーブ５６の図中右側の壁には開口が形成されており、その開口には、ホース６０の一端が結合されている。ホース６０は、ターゲット物質槽５９の図中右側の壁に形成された開口５９ａを通過して、ターゲット物質槽５９の外部まで延在している。また、ホース６０の他端には、ターゲット物質を噴射するための噴射口６０ａが形成されている。このように、スリーブ５６の内部とターゲット物質槽５９の外部とは、ホース６０により連通されている。
【００６５】
プランジャー５７は、スリーブ５６内に摺動可能に嵌入されている。
押圧装置５８は、ロッド５８ａを有しており、ロッド５８ａは、ターゲット物質槽５９の図中左側の壁に形成された開口５９ｂを通過して、プランジャー５７に結合されている。
【００６６】
スリーブ５６の内壁面及びプランジャー５７によって形成される空間内は、ターゲット物質によって満たされる。押圧装置５８は、プランジャー５７を図中の右方向に押圧することにより、ターゲット物質を加圧して、ターゲット物質を噴射口６０ａからプラズマ発生位置の方向に噴射させる。
【００６７】
スリーブ５６の図中上方の壁には、開口５６ａが形成されており、押圧装置５８がプランジャー５７を図中右方向に押圧する際、スリーブ５６の内壁面及びプランジャー５７によって形成される空間内に存在するターゲット物質、不活性ガス、空気等は、開口５６ａからスリーブ５６の外部に排出される。これにより、スリーブ５６の内壁面及びプランジャー５７によって形成される空間内から不活性ガス、空気等を排出して、スリーブ５６の内壁面及びプランジャー５７によって形成される空間内がターゲット物質のみで充填されるようにすることができる。
【００６８】
本実施形態によれば、スリーブ５６やプランジャー５７に熱が均一に伝わり易いので、スリーブ５６やプランジャー５７の設計を容易にすることが可能となる。
【００６９】
なお、本実施形態においては、ターゲット物質として加熱液化した金属を用いているが、ターゲット物質として冷却液化したガス（例えば、キセノン（Ｘｅ）等）を用いる場合には、ヒータ６１に代えて、クーラを用いれば良い。
【００７０】
次に、本発明の第８の実施形態に係るターゲット物質供給装置について説明する。本実施形態は、ターゲット物質として加熱液化した金属（例えば、錫（Ｓｎ）等）を用いるものである。
【００７１】
図１０は、本実施形態に係るターゲット物質供給装置の構成を示す断面図である。図１０に示すように、このターゲット物質供給装置は、スリーブ６６と、プランジャー６７と、押圧装置６８と、ヒータ６９と、圧力センサ７０と、温度センサ７１と、速度センサ７２と、演算装置７３と、ヒータ制御装置７４とを含んでいる。
【００７２】
スリーブ６６の図中右側の壁には、ターゲット物質を噴射するための噴射口６６ａが形成されている。
プランジャー６７は、スリーブ６６内に摺動可能に嵌入されている。
【００７３】
押圧装置６８は、ロッド６８ａを有しており、ロッド６８ａは、スリーブ６６の図中左側の壁に形成された開口６６ｂを通過して、プランジャー６７に結合されている。
【００７４】
スリーブ６６の内壁面及びプランジャー６７によって形成される空間内には、ターゲット物質が充填される。押圧装置６８は、プランジャー６７を図中右方向に押圧することにより、ターゲット物質を加圧して、ターゲット物質を噴射口６６ａからプラズマ発生位置の方向に噴射させる。速度センサ７２は、噴射口６６ａからプラズマ発生位置の方向に噴射されたターゲット物質の流速を測定し、速度測定信号を演算装置７３に出力する。
【００７５】
ヒータ６９は、スリーブ６６の外壁に取り付けられており、スリーブ６６を加熱及び／又は保温することにより、スリーブ６６内部のターゲット物質を加熱及び／又は保温する。
【００７６】
圧力センサ７０及び温度センサ７１は、スリーブ６６の図中右方向の壁に配置されており、スリーブ６６の内壁面及びプランジャー６７によって形成される空間内のターゲット物質の圧力及び温度をそれぞれ測定し、圧力測定信号及び温度測定信号を演算装置７３にそれぞれ出力する。
【００７７】
ＬＰＰ型ＥＵＶ光源装置において安定したＥＵＶ光を得るためには、噴射口６６ａから噴射されるターゲット物質の速度が安定していることが望ましいが、噴射口６６ａから噴射されるターゲット物質の速度は、スリーブ６６内のターゲット物質の圧力によって変化し得る。また、噴射口６６ａから噴射されるターゲット物質の速度は、ターゲット物質の粘性によっても変化し得るが、ターゲット物質の粘性は、ターゲット物質の温度によって変化し得る。
【００７８】
そこで、演算装置７３は、圧力センサ７０からの圧力測定信号に基づいて、スリーブ６６内のターゲット物質の圧力が所望の圧力となるように、制御信号を押圧装置６８に出力して、押圧装置６８を制御する。あるいは、演算装置７３は、速度センサ７２からの速度測定信号に基づいて、噴射口６６ａから噴射されるターゲット物質の速度が所望の速度となるように、制御信号を押圧装置６８に出力して、押圧装置６８を制御する。さらに、演算装置７３は、温度センサ７１からの温度測定信号に基づいて、スリーブ６６内のターゲット物質の温度が所望の温度となるように、制御信号をヒータ制御装置７４に出力して、ヒータ制御装置７４を制御する。ヒータ制御装置７４は、演算装置７３からの制御信号に基づいて、ヒータ６９を制御する。
【００７９】
なお、本実施形態においては、噴射口６６ａから噴射されるターゲット物質の速度、並びにスリーブ６６の内壁面及びプランジャー６７によって形成される空間内のターゲット物質の圧力及び温度を測定することとしているが、これらの内のいずれか１つ又は２つだけを測定するようにしても良い。また、スリーブ６６の内壁面及びプランジャー６７によって形成される空間内のターゲット物質の圧力及び温度に代えて、スリーブ６６の壁の圧力及び温度を測定するようにしても良い。また、複数の圧力センサ及び／又は複数の温度センサを用いて、ターゲット物質及び／又はスリーブ６６の複数箇所の圧力及び／又は温度を測定するようにしても良い。
【００８０】
本実施形態に係るターゲット物質供給装置によれば、噴射口６６ａから噴射されるターゲット物質の速度、若しくは、スリーブ６６の内壁面及びプランジャー６７によって形成される空間内のターゲット物質の圧力及び／又は温度を制御して、噴射口６６ａから噴射されるターゲット物質の速度を安定させることにより、安定したＥＵＶ光を得ることが可能となる。
【００８１】
なお、本実施形態においては、ターゲット物質として加熱液化した金属を用いているが、ターゲット物質として冷却液化したガス（例えば、キセノン（Ｘｅ）等）を用いる場合には、ヒータ６９及びヒータ制御装置７４に代えて、クーラ及びクーラ制御装置を用いれば良い。
【００８２】
次に、本発明の一実施形態に係るターゲット物質供給システムについて説明する。
図１１は、本実施形態に係るターゲット物質供給システムの構成を示す図である。図１１に示すように、このターゲット物質供給システムは、本発明に係るターゲット物質供給装置８１、８２と、３方弁８３とを含んでいる。
【００８３】
３方弁８３は、ターゲット物質供給装置８１、８２のいずれか一方（又は両方）から噴射されるターゲット物質をプラズマ発生位置の方向に噴射する。
【００８４】
本実施形態に係るターゲット物質供給システムによれば、ターゲット物質供給装置８１、８２のいずれか一方のスリーブ内のターゲット物質が噴射され尽くしてしまいターゲット物質を補充する必要が生じた場合であっても、他方のターゲット物質供給装置から噴射されるターゲット物質をプラズマ発生位置の方向に引き続き噴射することができる。これにより、ターゲット物質供給装置８１、８２のいずれか一方にターゲット物質を補充している間もＥＵＶ光の発生を継続して行うことが可能となる。
【００８５】
なお、本実施形態においては、２つのターゲット物質供給装置８１、８２を３方弁８３に取り付けることとしているが、３つ以上のターゲット物質供給装置を多方弁に取り付けることとしても良い。
【産業上の利用可能性】
【００８６】
本発明は、半導体ウエハ等を露光する極端紫外光を発生するＬＰＰ型ＥＵＶ光源装置のＥＵＶ生成チャンバにターゲット物質を供給するターゲット物質供給装置及びシステムにおいて利用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】本発明に係るＬＰＰ型ＥＵＶ光源装置用ターゲット物質供給装置の構成を原理的に示す断面図である。
【図２】図１のＬＰＰ型ＥＵＶ光源装置用ターゲット物質供給装置を用いたＬＰＰ型ＥＵＶ光源装置の構成を示す模式図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係るＬＰＰ型ＥＵＶ光源装置用ターゲット物質供給装置を示す断面図である。
【図４】本発明の第２の実施形態に係るＬＰＰ型ＥＵＶ光源装置用ターゲット物質供給装置を示す断面図である。
【図５】本発明の第３の実施形態に係るＬＰＰ型ＥＵＶ光源装置用ターゲット物質供給装置を示す断面図である。
【図６】本発明の第４の実施形態に係るＬＰＰ型ＥＵＶ光源装置用ターゲット物質供給装置を示す断面図である。
【図７】本発明の第５の実施形態に係るＬＰＰ型ＥＵＶ光源装置用ターゲット物質供給装置を示す断面図である。
【図８】本発明の第６の実施形態に係るＬＰＰ型ＥＵＶ光源装置用ターゲット物質供給装置を示す断面図である。
【図９】本発明の第７の実施形態に係るＬＰＰ型ＥＵＶ光源装置用ターゲット物質供給装置を示す断面図である。
【図１０】本発明の第８の実施形態に係るＬＰＰ型ＥＵＶ光源装置用ターゲット物質供給装置を示す断面図である。
【図１１】本発明の一実施形態に係るＬＰＰ型ＥＵＶ光源装置用ターゲット物質供給システムを示す模式図である。
【図１２】従来のＬＰＰ型ＥＵＶ光源装置の構成を示す模式図である。
【図１３】従来のＬＰＰ型ＥＵＶ光源装置用ターゲット物質供給装置の一部であるノズルを示す断面図である。
【図１４】ターゲット物質の圧力と噴射速度との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００８８】
１、１０１…ＥＵＶ生成チャンバ、１ａ、２６ｂ、３１ａ、３１ｂ、４１ｂ、４１ｃ、５６ａ、５９ａ、５９ｂ…開口、３、１０３…ターゲット回収筒、４、１０４…窓、５、１０５…レーザ光源、６、１０６…集光レンズ、７、１０７…ターゲット噴流、８、１０８…レーザ光、９、１０９…ＥＵＶ光、１０、１１０…集光ミラー、１１…ノズル管、１１ａ、２１ａ、２６ａ、３４ａ、４１ａ、４６ａ、６０ａ、６６ａ…噴射口、１２…冷却壁、１３…液化室、２０、８１、８２…ターゲット物質供給装置、２１、２６、３１、４１、４６、５６、６６…スリーブ、２２、２７、３６、４２、４７、５７、６７…プランジャー、２３、２８、４３、４８、５８、６８…押圧装置、２３ａ、２８ａ、４３ａ、４８ａ、５８ａ、６８ａ…ロッド、３４、６０…ホース、３７、３８…シール材、３９、６１、６９…ヒータ、４９…センサ、５０…排気管、５１…バルブ、５２…バルブ開閉装置、５９…ターゲット物質槽、６２…給気管、６３…排気管、７０…圧力センサ、７１…温度センサ、７２…速度センサ、７３…演算装置、７４…ヒータ制御装置、８３…３方弁
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＬＰＰ型ＥＵＶ光源装置のＥＵＶ生成チャンバにＬＰＰターゲット物質を供給するＬＰＰ型ＥＵＶ光源装置用ターゲット物質供給装置であって、
ＬＰＰターゲット物質を出射するための開口が形成されたスリーブと、
前記スリーブ内に摺動可能に嵌入されたプランジャーと、
前記プランジャーを押圧することにより、前記スリーブ及び前記プランジャーによって形成される空間内に充填されたＬＰＰターゲット物質を加圧して、ＬＰＰターゲット物質を前記スリーブの開口から出射させる押圧装置と、
を具備するＬＰＰ型ＥＵＶ光源装置用ターゲット物質供給装置。
【請求項２】
その一端が前記スリーブの開口に結合され、他端にＬＰＰターゲット物質を出射するための開口が形成されたホースを更に具備する、請求項１記載のＬＰＰ型ＥＵＶ光源装置用ターゲット物質供給装置。
【請求項３】
前記ホースが、ＬＰＰ型ＥＵＶ光源装置のＥＵＶ生成チャンバに形成された開口を通過するように配置されている、請求項２記載のＬＰＰ型ＥＵＶ光源装置用ターゲット物質供給装置。
【請求項４】
前記スリーブの外壁、壁内、及び／又は、前記スリーブの内部に配置され、前記スリーブ及び前記プランジャーによって形成される空間内に充填されたＬＰＰターゲット物質を加熱及び／又は保温するための加熱手段を更に具備する、請求項１〜３のいずれか１項記載のＬＰＰ型ＥＵＶ光源装置用ターゲット物質供給装置。
【請求項５】
前記スリーブの外壁、壁内、及び／又は、前記スリーブの内部に配置され、前記スリーブ及び前記プランジャーによって形成される空間内に充填されたＬＰＰターゲット物質を冷却及び／又は保温するための冷却手段を更に具備する、請求項１〜３のいずれか１項記載のＬＰＰ型ＥＵＶ光源装置用ターゲット物質供給装置。
【請求項６】
前記スリーブの前記プランジャーが摺接する壁に、前記スリーブ及び前記プランジャーによって形成される空間内のガスを排出し、及び／又は、前記スリーブ及び前記プランジャーによって形成される空間内にＬＰＰターゲット物質を補充するための第２の開口が形成されている、請求項１〜５のいずれか１項記載のＬＰＰ型ＥＵＶ光源装置用ターゲット物質供給装置。
【請求項７】
前記プランジャーに埋め込まれ、前記スリーブ及び前記プランジャーによって形成される空間内のガスを排出するための排気管を更に具備する、請求項１〜６のいずれか１項記載のＬＰＰ型ＥＵＶ光源装置用ターゲット物質供給装置。
【請求項８】
前記プランジャーのＬＰＰターゲット物質を押圧する面とＬＰＰターゲット物質とが接触したか否かを検出するためのセンサと、
前記排気管に取り付けられたバルブと、
前記センサが前記プランジャーのＬＰＰターゲット物質を押圧する面とＬＰＰターゲット物質とが接触したことを検出するまでは前記バルブを開放し、前記センサが前記プランジャーのＬＰＰターゲット物質を押圧する面とＬＰＰターゲット物質とが接触したことを検出した後は前記バルブを閉じるバルブ制御装置と、
を更に具備する、請求項７記載のＬＰＰ型ＥＵＶ光源装置用ターゲット物質供給装置。
【請求項９】
ＬＰＰ型ＥＵＶ光源装置のＥＵＶ生成チャンバにＬＰＰターゲット物質を供給するＬＰＰ型ＥＵＶ光源装置用ターゲット物質供給装置であって、
ＬＰＰターゲット物質を貯蔵するＬＰＰターゲット物質槽と、
前記ＬＰＰターゲット物質槽内のＬＰＰターゲット物質に浸され、ＬＰＰターゲット物質を出射するための開口が形成されたスリーブと、
その一端が、前記スリーブの開口に結合され、他端が、ＬＰＰターゲット物質を出射するための開口を有し、前記ＬＰＰターゲット物質槽の外部に位置するホースと、
前記スリーブ内に摺動可能に嵌入されたプランジャーと、
前記プランジャーを押圧することにより、前記スリーブ及び前記プランジャーによって形成される空間内に充填されたＬＰＰターゲット物質を加圧して、ＬＰＰターゲット物質を前記ホースの開口から出射させる押圧装置と、
を具備する、ＬＰＰ型ＥＵＶ光源装置用ターゲット物質供給装置。
【請求項１０】
前記ＬＰＰターゲット物質槽の外壁、壁内、及び／又は、前記ＬＰＰターゲット物質槽の内部に配置され、前記ＬＰＰターゲット物質槽内に貯蔵されたＬＰＰターゲット物質を加熱及び／又は保温するための加熱手段を更に具備する、請求項９記載のＬＰＰ型ＥＵＶ光源装置用ターゲット物質供給装置。
【請求項１１】
前記ＬＰＰターゲット物質槽の外壁、壁内、及び／又は、前記ＬＰＰターゲット物質槽の内部に配置され、前記ＬＰＰターゲット物質槽内に貯蔵されたＬＰＰターゲット物質を冷却及び／又は保温するための冷却手段を更に具備する、請求項９記載のＬＰＰ型ＥＵＶ光源装置用ターゲット物質供給装置。
【請求項１２】
前記押圧装置が、油圧シリンダー、空圧シリンダー、又は、電動シリンダーである、請求項１〜１１のいずれか１項記載のＬＰＰ型ＥＵＶ光源装置用ターゲット物質供給装置。
【請求項１３】
前記プランジャーの外周部に取り付けられ、前記スリーブと前記プランジャーとの間をシールする少なくとも１つのシール材を更に具備する、請求項１〜１２のいずれか１項記載のＬＰＰ型ＥＵＶ光源装置用ターゲット物質供給装置。
【請求項１４】
前記スリーブ及び前記プランジャーによって形成される空間内に充填されたＬＰＰターゲット物質の温度、圧力、及び／又は、出射されたＬＰＰターゲット物質の速度を検出するための少なくとも１つのセンサと、
前記センサからの検出信号に基づいて、前記押圧装置、前記加熱手段、及び／又は、前記冷却手段を制御する処理部と、
を更に具備する、請求項１〜１３のいずれか１項に記載のＬＰＰ型ＥＵＶ光源装置用ターゲット物質供給装置。
【請求項１５】
複数の請求項１〜１４のいずれか１項に記載のＬＰＰ型ＥＵＶ光源装置用ターゲット物質供給装置と、
前記複数のＬＰＰ型ＥＵＶ光源装置用ターゲット物質供給装置のいずれかから出射されたＬＰＰターゲット物質をＥＵＶ生成チャンバに出射する多方弁と、
を具備する、ＬＰＰ型ＥＵＶ光源装置用ターゲット物質供給システム。
【請求項１】
ＬＰＰ型ＥＵＶ光源装置のＥＵＶ生成チャンバにＬＰＰターゲット物質を供給するＬＰＰ型ＥＵＶ光源装置用ターゲット物質供給装置であって、
ＬＰＰターゲット物質を出射するための開口が形成されたスリーブと、
前記スリーブ内に摺動可能に嵌入されたプランジャーと、
前記プランジャーを押圧することにより、前記スリーブ及び前記プランジャーによって形成される空間内に充填されたＬＰＰターゲット物質を加圧して、ＬＰＰターゲット物質を前記スリーブの開口から出射させる押圧装置と、
を具備するＬＰＰ型ＥＵＶ光源装置用ターゲット物質供給装置。
【請求項２】
その一端が前記スリーブの開口に結合され、他端にＬＰＰターゲット物質を出射するための開口が形成されたホースを更に具備する、請求項１記載のＬＰＰ型ＥＵＶ光源装置用ターゲット物質供給装置。
【請求項３】
前記ホースが、ＬＰＰ型ＥＵＶ光源装置のＥＵＶ生成チャンバに形成された開口を通過するように配置されている、請求項２記載のＬＰＰ型ＥＵＶ光源装置用ターゲット物質供給装置。
【請求項４】
前記スリーブの外壁、壁内、及び／又は、前記スリーブの内部に配置され、前記スリーブ及び前記プランジャーによって形成される空間内に充填されたＬＰＰターゲット物質を加熱及び／又は保温するための加熱手段を更に具備する、請求項１〜３のいずれか１項記載のＬＰＰ型ＥＵＶ光源装置用ターゲット物質供給装置。
【請求項５】
前記スリーブの外壁、壁内、及び／又は、前記スリーブの内部に配置され、前記スリーブ及び前記プランジャーによって形成される空間内に充填されたＬＰＰターゲット物質を冷却及び／又は保温するための冷却手段を更に具備する、請求項１〜３のいずれか１項記載のＬＰＰ型ＥＵＶ光源装置用ターゲット物質供給装置。
【請求項６】
前記スリーブの前記プランジャーが摺接する壁に、前記スリーブ及び前記プランジャーによって形成される空間内のガスを排出し、及び／又は、前記スリーブ及び前記プランジャーによって形成される空間内にＬＰＰターゲット物質を補充するための第２の開口が形成されている、請求項１〜５のいずれか１項記載のＬＰＰ型ＥＵＶ光源装置用ターゲット物質供給装置。
【請求項７】
前記プランジャーに埋め込まれ、前記スリーブ及び前記プランジャーによって形成される空間内のガスを排出するための排気管を更に具備する、請求項１〜６のいずれか１項記載のＬＰＰ型ＥＵＶ光源装置用ターゲット物質供給装置。
【請求項８】
前記プランジャーのＬＰＰターゲット物質を押圧する面とＬＰＰターゲット物質とが接触したか否かを検出するためのセンサと、
前記排気管に取り付けられたバルブと、
前記センサが前記プランジャーのＬＰＰターゲット物質を押圧する面とＬＰＰターゲット物質とが接触したことを検出するまでは前記バルブを開放し、前記センサが前記プランジャーのＬＰＰターゲット物質を押圧する面とＬＰＰターゲット物質とが接触したことを検出した後は前記バルブを閉じるバルブ制御装置と、
を更に具備する、請求項７記載のＬＰＰ型ＥＵＶ光源装置用ターゲット物質供給装置。
【請求項９】
ＬＰＰ型ＥＵＶ光源装置のＥＵＶ生成チャンバにＬＰＰターゲット物質を供給するＬＰＰ型ＥＵＶ光源装置用ターゲット物質供給装置であって、
ＬＰＰターゲット物質を貯蔵するＬＰＰターゲット物質槽と、
前記ＬＰＰターゲット物質槽内のＬＰＰターゲット物質に浸され、ＬＰＰターゲット物質を出射するための開口が形成されたスリーブと、
その一端が、前記スリーブの開口に結合され、他端が、ＬＰＰターゲット物質を出射するための開口を有し、前記ＬＰＰターゲット物質槽の外部に位置するホースと、
前記スリーブ内に摺動可能に嵌入されたプランジャーと、
前記プランジャーを押圧することにより、前記スリーブ及び前記プランジャーによって形成される空間内に充填されたＬＰＰターゲット物質を加圧して、ＬＰＰターゲット物質を前記ホースの開口から出射させる押圧装置と、
を具備する、ＬＰＰ型ＥＵＶ光源装置用ターゲット物質供給装置。
【請求項１０】
前記ＬＰＰターゲット物質槽の外壁、壁内、及び／又は、前記ＬＰＰターゲット物質槽の内部に配置され、前記ＬＰＰターゲット物質槽内に貯蔵されたＬＰＰターゲット物質を加熱及び／又は保温するための加熱手段を更に具備する、請求項９記載のＬＰＰ型ＥＵＶ光源装置用ターゲット物質供給装置。
【請求項１１】
前記ＬＰＰターゲット物質槽の外壁、壁内、及び／又は、前記ＬＰＰターゲット物質槽の内部に配置され、前記ＬＰＰターゲット物質槽内に貯蔵されたＬＰＰターゲット物質を冷却及び／又は保温するための冷却手段を更に具備する、請求項９記載のＬＰＰ型ＥＵＶ光源装置用ターゲット物質供給装置。
【請求項１２】
前記押圧装置が、油圧シリンダー、空圧シリンダー、又は、電動シリンダーである、請求項１〜１１のいずれか１項記載のＬＰＰ型ＥＵＶ光源装置用ターゲット物質供給装置。
【請求項１３】
前記プランジャーの外周部に取り付けられ、前記スリーブと前記プランジャーとの間をシールする少なくとも１つのシール材を更に具備する、請求項１〜１２のいずれか１項記載のＬＰＰ型ＥＵＶ光源装置用ターゲット物質供給装置。
【請求項１４】
前記スリーブ及び前記プランジャーによって形成される空間内に充填されたＬＰＰターゲット物質の温度、圧力、及び／又は、出射されたＬＰＰターゲット物質の速度を検出するための少なくとも１つのセンサと、
前記センサからの検出信号に基づいて、前記押圧装置、前記加熱手段、及び／又は、前記冷却手段を制御する処理部と、
を更に具備する、請求項１〜１３のいずれか１項に記載のＬＰＰ型ＥＵＶ光源装置用ターゲット物質供給装置。
【請求項１５】
複数の請求項１〜１４のいずれか１項に記載のＬＰＰ型ＥＵＶ光源装置用ターゲット物質供給装置と、
前記複数のＬＰＰ型ＥＵＶ光源装置用ターゲット物質供給装置のいずれかから出射されたＬＰＰターゲット物質をＥＵＶ生成チャンバに出射する多方弁と、
を具備する、ＬＰＰ型ＥＵＶ光源装置用ターゲット物質供給システム。
【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】
【公開番号】特開２００８−１９３０１４（Ｐ２００８−１９３０１４Ａ）
【公開日】平成２０年８月２１日（２００８．８．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２８７２８（Ｐ２００７−２８７２８）
【出願日】平成１９年２月８日（２００７．２．８）
【出願人】（０００００１２３６）株式会社小松製作所 (1,686)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年８月２１日（２００８．８．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年２月８日（２００７．２．８）
【出願人】（０００００１２３６）株式会社小松製作所 (1,686)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]