LPP方式的EUV光源及其产生方法技术

一种LPP方式EUV光源，具备：真空腔室（12），被保持成真空环境；气体射流装置（14），在该真空腔室内以能够回收的方式形成靶物质的高超音速稳态气体射流（1）；以及激光装置（16），将激光（3）聚光到高超音速稳态气体射流来进行照射，在激光的聚光点（2）激励靶物质而使等离子体产生，从那里使极紫外光发光。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及LPP方式的EUV光源及其产生方法。
技术介绍
为了下一代半导体的微细加工，期待使用极紫外光源的光刻法。光刻法是将光、光束通过描绘有电路图案的掩模缩小投影到硅基板上，使抗蚀剂材料感光，由此形成电子电路的技术。利用光刻法形成的电路的最小加工尺寸基本上依赖于光源的波长。因此，在下一代半导体开发中，光源的短波长化是必须的，正在进行面向该光源开发的研究。作为下一代光刻光源被视为最有力的是极紫外(EUV =Extreme Ultra Violet)光源，这意味着大约广IOOnm的波长区域的光。该区域的光对所有物质的吸收率高，不能利用透镜等的透射型光学系统，因此使用反射型光学系统。此外，极紫外光区域的光学系统的开发非常困难，仅在有限的波长中显示出反射特性。现在，正在开发在13. 5nm具有灵敏度的Mo/Si多层膜反射镜，预测如果开发了将该波长的光和反射镜组合起来的光刻技术的话，就能实现30nm以下的加工尺寸。为了实现更微细的加工技术，当务之急是波长13. 5nm的光刻光源的开发，来自高能量密度等离子体的辐射光受到瞩目。光源等离子体的生成能够大致分为利用激光照射方式的光源等离子体的生成 (LPP =Laser Produced Plasma)和通过脉冲功率技术驱动的气体放电方式的光源等离子体白勺 (DPP-Discharge Produced Plasma)0本专利技术涉及LPP方式的EUV光源。LPP方式EUV光源例如在专利文献1、2中公开。图1是表示在专利文献1中公开的现有的LPP方式EUV光源的结构图。在该方法中，使至少1个靶57在腔室(chamber)内产生，并且使至少1个脉冲激光束53在腔室内聚光到靶57。靶以液体的射流的方式产生，激光束53被聚光到射流的空间连续的部分。此外，该装置包含用于产生至少1个激光束53的单元；腔室；用于在腔室内产生至少1个靶57的单元50 ；用于在腔室内使激光束53聚光到靶57的单元54。靶产生单元 50产生液体的射流，聚光单元54使激光束53聚光到射流的空间连续部分。再有，在该图中，51是聚光点，52是液滴，55是液滴形成点。图2是表示在专利文献2中公开的现有的LPP方式EUV光源的结构图。该装置包含激光振荡部61、聚光透镜等的聚光光学系统62、靶供给装置63、靶喷嘴64、EUV聚光反射镜65。激光振荡部61是对用于使靶物质激励的激光束进行脉冲振荡的激光光源。从激光振荡部61射出的激光束通过聚光透镜62而被聚光到规定位置。另一方面，靶供给装置63对靶喷嘴64供给靶物质，靶喷嘴64将供给的靶物质向规定的位置喷射。通过对靶物质照射激光束，从而靶物质激励而产生等离子体66，从那里辐射极紫外光67(EUV)。在EUV聚光反射镜65的反射面，为了有选择地反射波长13. 5nm附近的EUV 光，例如形成有将钼和硅交替层叠的膜(Mo/Si多层膜)。从等离子体66辐射的EUV光67通过EUV聚光反射镜65而被聚光反射，作为输出EUV光向曝光装置等输出。现有技术文献专利文献专利文献1 日本特表2000-509190号公报“ X線放射線t tz ( 極紫外線放射線&発生 t ^亡的^方法耔^: t/装置，，；专利文献2 日本特开2007-207574号公报(極端紫外光源装置)。
技术实现思路
专利技术要解决的课题原理上在上述现有的LPP方式EUV光源中，作为激光光源使用高输出的脉冲激光(例如 0. lJ/Pulse)，将其对靶物质高度反复(例如100kHz)照射，能够获得实用输出(例如100J/ S=IOOff)的 EUV 光源。可是，在专利文献1和2记载的EUV光源中，由于对靶物质的每次发射(shot)而产生的等离子体进行排气，所以在每次发射都废弃靶物质(锡、锂、氙等)的蒸气化、等离子体化所需要的能量，存在靶物质和能量的利用效率低的问题。此外，在以实用输出为目标的高度反复运转(I(TlOOkHz)中，发光源物质(即靶物质)的废弃会引起残渣产生、腔室的真空度恶化等的大问题。本专利技术正是为了解决上述的现有的问题点而创造的。即，本专利技术的目的在于提供一种能够大幅提高靶物质和能量的利用效率，并且能够抑制残渣的产生和腔室的真空度恶化的LPP方式的EUV光源及其产生方法。用于解决课题的方案根据本专利技术，提供一种LPP方式EUV光源，其特征在于，具备 真空腔室，被保持成真空环境；气体射流装置，在该真空腔室内以能够回收并循环的方式形成靶物质的高超音速稳态气体射流；以及激光装置，将激光聚光到所述高超音速稳态气体射流来进行照射， 在所述激光的聚光点激励靶物质而使等离子体产生，从那里使极紫外光发光。根据本专利技术的优选实施方式，所述气体射流装置包括高超音速喷嘴和高超音速扩压器，在所述真空腔室内夹着所述聚光点相向配置；以及气体再循环装置，从高超音速喷嘴喷射所述高超音速稳态气体射流，并且从高超音速扩压器回收所述高超音速稳态气体射流以使其循环。此外，所述气体射流装置不提高所述真空腔室的反压力，并且稳定地形成适于激光的吸收和EUV光的放出的高密度的靶物质区域。此外根据本专利技术，提供一种LPP方式EUV光产生方法，其特征在于， 将真空腔室内保持成真空环境，在该真空腔室内以能够回收并循环的方式形成靶物质的高超音速稳态气体射流， 将激光聚光到所述高超音速稳态气体射流来进行照射， 在所述激光的聚光点激励靶物质而使等离子体产生，从那里使极紫外光发光。专利技术的效果根据本专利技术的装置和方法，与对每次发射生成的等离子体和靶物质进行排气的现有例子相比较，能够回收并循环使用靶物质，因此能够大幅提高靶物质的利用效率，并且大幅提高能量的利用效率。此外，由此能够抑制残渣的产生和腔室的真空度恶化。附图说明图1是表示在专利文献1中公开的现有的LPP方式EUV光源的结构图。图2是表示在专利文献2中公开的现有的LPP方式EUV光源的结构图。图3是本专利技术的LPP方式EUV光源的结构图。图4是图3的等离子体光源的局部放大图。具体实施例方式以下，基于附图详细地说明本专利技术的优选实施方式。再有，在各图中对共同的部分赋予同一符号，省略重复的说明。图3是本专利技术的LPP方式EUV光源的结构图。在该图中，本专利技术的LPP方式EUV 光源10具备真空腔室12、气体射流装置14和激光装置16。真空腔室12具备真空泵13，由此将内部保持成真空环境。在真空腔室12设置有透过激光3 (后述)的光学窗12a。再有，在本专利技术中，上述真空环境需要是IO-2Torr以下，优选是10_5 IiT4T0rr的范围内。气体射流装置14在真空腔室12内连续地形成并回收靶物质的高超音速稳态气体射流1。靶物质优选是Xe (氙)、Sn (锡)、Li (锂)等的气体或团簇(cluster)。此外，气体射流的构成物质不必须是常温气体物质，也能够通过使气体供给部为高温，从而形成金属气体射流。在该情况下，气体射流的形成是通过高超音速喷嘴来进行的，但在回收侧不必须是高超音速扩压器(diffuser)，也能够通过被温度控制的回收板等将气体射流作为液体金属进行回收。进而，在金属气体射流的情况下，在激光照射区域中金属原子不是完全零散的气体状，也有时变成多个原子凝集起来的团簇射流。在该例子中，气体射流装置14具有高超本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：桑原一，堀冈一彦，
申请(专利权)人：株式会社IHI，国立大学法人东京工业大学，
类型：发明
国别省市：