(57)【要約】  ドロップレット吐出装置は、タンクに接続されるノズルの開口を介して、タンク内に貯留されるターゲット物質のドロップレットを、間隔をあけて吐出するドロップレット吐出部と、ドロップレット吐出部から吐出されるドロップレットの速度を計測する速度センサと、ノズルの開口の断面積と、ドロップレットの速度とに基づいて、単位時間あたりに消費されるターゲット物質の体積を計算する計算部とを備えるようにしてもよい。
2018163380.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
タンクに接続されるノズルの開口を介して、前記タンク内に貯留されるターゲット物質のドロップレットを、間隔をあけて吐出するドロップレット吐出部と、
前記ドロップレット吐出部から吐出される前記ドロップレットの速度を計測する速度センサと、
前記ノズルの開口の断面積と、前記ドロップレットの速度とに基づいて、単位時間あたりに消費される前記ターゲット物質の体積を計算する計算部と
を備えるドロップレット吐出装置。
【請求項２】
請求項１に記載のドロップレット吐出装置であって、
前記ドロップレット吐出部は、コンティニュアスジェット方式により前記ドロップレットを吐出する。
【請求項３】
請求項２に記載のドロップレット吐出装置であって、
前記速度センサは、前記間隔をあけて吐出される２つ以上の前記ドロップレットの画像信号から計測したドロップレット像の間隔と、単位時間あたりに吐出される前記ドロップレットの数とに基づいて、前記ドロップレットの速度を計算する。
【請求項４】
請求項３に記載のドロップレット吐出装置であって、
前記ドロップレット像の間隔は、隣り合う前記ドロップレット像の間隔の平均とされる。
【請求項５】
請求項３に記載のドロップレット吐出装置であって、
前記速度センサは、前記間隔をあけて吐出される前記ドロップレットが通過するタイミングを示す通過タイミング信号に基づいて、前記単位時間あたりに吐出される前記ドロップレットの数を計測する。
【請求項６】
請求項３に記載のドロップレット吐出装置であって、
前記速度センサは、前記ノズルの開口から所定の速度で連続的に射出される前記ターゲット物質に与えられる振動周期に基づいて、前記単位時間あたりに吐出される前記ドロップレットの数を計測する。
【請求項７】
請求項１に記載のドロップレット吐出装置であって、
前記計算部は、前記ノズルの開口の断面積と、前記ドロップレットの速度と、前記ドロップレットの吐出開始時点として設定される時点からの時間とに基づいて、前記時間に消費される前記ターゲット物質の体積を計算する。
【請求項８】
請求項７に記載のドロップレット吐出装置であって、
前記吐出開始時点として、前記間隔をあけて吐出される前記ドロップレットが通過するタイミングを示す通過タイミング信号に基づいて前記ドロップレットをカウントするカウンタ回路から定期的に取得するドロップレット数に差が生じ始めた時点と、前記通過タイミング信号に基づいて前記ドロップレットの通過を検出した時点と、前記ドロップレットの画像信号においてドロップレット像を検出した時点と、前記タンクに加えられる内圧力が所定の圧力値以上になったことを検出した時点とのうちいずれか一つが設定される。
【請求項９】
請求項７に記載のドロップレット吐出装置であって、
前記時間は、前記ドロップレットの吐出開始時点として設定される時点から、前記ドロップレットの吐出終了時点として設定される時点までの吐出時間である。
【請求項１０】
請求項９に記載のドロップレット吐出装置であって、
前記吐出終了時点として、前記間隔をあけて吐出される前記ドロップレットが通過するタイミングを示す通過タイミング信号に基づいて前記ドロップレットをカウントするカウンタ回路から定期的に取得するドロップレット数に差が生じなくなった時点と、前記通過タイミング信号に基づいて前記ドロップレットの通過が非検出になった時点と、前記ドロップレットの画像信号においてドロップレット像が非検出になった時点と、前記タンクに加えられる内圧力が所定の圧力値未満になったことを検出した時点とのうちいずれか一つが設定される。
【請求項１１】
請求項７に記載のドロップレット吐出装置であって、
前記計算部は、前記タンク内に基準時点で貯留されている前記ターゲット物質の体積と、前記単位時間あたりに消費される前記ターゲット物質の体積と、前記ドロップレットの吐出開始時点として設定される時点からの時間とに基づいて、前記基準時点の後に前記ドロップレット吐出部から前記ドロップレットを継続的に吐出可能な残り時間を計算する。
【請求項１２】
請求項７に記載のドロップレット吐出装置であって、
前記計算部は、前記タンク内に基準時点で貯留されている前記ターゲット物質の体積と、前記時間に消費される前記ターゲット物質の体積とに基づいて、前記基準時点の後に前記タンク内に残っている前記ターゲット物質の体積を計算する。
【請求項１３】
請求項７に記載のドロップレット吐出装置であって、
前記ドロップレット吐出部から吐出される前記ドロップレットの軌道上に配置されるドロップレット回収部を更に備え、
前記計算部は、前記時間に消費される前記ターゲット物質の体積と、前記時間にプラズマ化された前記ドロップレットの体積とに基づいて、前記ドロップレット回収部に貯留している前記ドロップレットの体積を計算する。
【請求項１４】
請求項１３に記載のドロップレット吐出装置であって、
前記ドロップレットのプラズマ化により放射されるＥＵＶ光のエネルギーを示すＥＵＶエネルギー信号に基づいて、単位時間当たりにプラズマ化された前記ドロップレットの数を計測し、当該計測の結果から前記時間に消費される前記ターゲット物質の体積を計算する。
【請求項１５】
請求項１３に記載のドロップレット吐出装置であって、
ＥＵＶ光を生成するバーストオン期間と前記ＥＵＶ光の生成を休止するバーストオフ期間とを指定するバースト信号に基づいて、前記時間にプラズマ化された前記ドロップレットの体積を計測する。
【請求項１６】
請求項１５に記載のドロップレット吐出装置であって、
前記バーストオン期間と前記バーストオフ期間との合計期間に対する前記バーストオン期間の割合と、前記バーストオン期間にレーザ装置がレーザ光を出射する周期とに基づいて、前記時間にプラズマ化された前記ドロップレットの体積を計測する。
【請求項１７】
請求項１３に記載のドロップレット吐出装置であって、
前記ドロップレット回収部に貯留している前記ドロップレットの体積が第１の回収量閾値以上、かつ、前記第１の回収量閾値よりも大きい第２の回収量閾値未満である場合、前記計算部は、警告を発する。
【請求項１８】
請求項１７に記載のドロップレット吐出装置であって、
ドロップレット回収部に貯留している前記ドロップレットの体積が前記第２の回収量閾値以上である場合、前記計算部は、前記ドロップレット吐出部の吐出を停止させる。
【請求項１９】
請求項１に記載のドロップレット吐出装置であって、
前記計算部には、前記ノズルの開口の開口径が入力され、
前記計算部は、前記開口径に基づいて前記ノズルの断面積を計算する。
【請求項２０】
タンクに接続されるノズルの開口を介して、前記タンク内に貯留されるターゲット物質のドロップレットが間隔をあけて吐出され、当該吐出される前記ドロップレットの速度を計測する速度計測ステップと、
前記ノズルの開口の断面積と、前記ドロップレットの速度とに基づいて、単位時間あたりに消費される前記ターゲット物質の体積を計算する計算ステップと
を備える計算方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、ドロップレット吐出装置及び計算方法に関する。
【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、２０ｎｍ以下の微細加工が要求されるようになる。このため、波長１３ｎｍ程度の極端紫外（ＥＵＶ：ｅｘｔｒｅｍｅ  ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ）光を生成するための装置と縮小投影反射光学系（ｒｅｄｕｃｅｄ  ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ  ｒｅｆｌｅｃｔｉｖｅ  ｏｐｔｉｃｓ）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ＬＰＰ（Ｌａｓｅｒ  Ｐｒｏｄｕｃｅｄ  Ｐｌａｓｍａ）式の装置と、放電によって生成されるプラズマが用いられるＤＰＰ（Ｄｉｓｃｈａｒｇｅ  Ｐｒｏｄｕｃｅｄ  Ｐｌａｓｍａ）式の装置と、軌道放射光が用いられるＳＲ（Ｓｙｎｃｈｒｏｔｒｏｎ  Ｒａｄｉａｔｉｏｎ）式の装置との３種類の装置が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−１７５４７４号公報
【概要】
【０００５】
本開示の一態様によるドロップレット吐出装置は、タンクに接続されるノズルの開口を介して、タンク内に貯留されるターゲット物質のドロップレットを、間隔をあけて吐出するドロップレット吐出部と、ドロップレット吐出部から吐出されるドロップレットの速度を計測する速度センサと、ノズルの開口の断面積と、ドロップレットの速度とに基づいて、単位時間あたりに消費されるターゲット物質の体積を計算する計算部とを備えるようにしてもよい。
【０００６】
本開示の一態様による計算方法は、タンクに接続されるノズルの開口を介して、タンク内に貯留されるターゲット物質のドロップレットが間隔をあけて吐出され、当該吐出されるドロップレットの速度を計測する速度計測ステップと、ノズルの開口の断面積と、ドロップレットの速度とに基づいて、単位時間あたりに消費されるターゲット物質の体積を計算する計算ステップとを備えるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
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、極端紫外光生成システム全体の概略構成を示す模式図である。
【図２】図２は、ターゲット射出器からドロップレットが吐出される様子を示す図である。
【図３】図３は、画像信号におけるドロップレット像の直径を示す模式図である。
【図４】図４は、実施形態の極端紫外光生成システム全体の概略構成を示す模式図である。
【図５】図５は、ドロップレットの速度を計測する速度センサの速度計測ルーチンを示すフローチャートである。
【図６】図６は、画像信号におけるドロップレット像の直径を示す模式図である。
【図７】図７は、ドロップレット吐出残時間を計算する計算部のドロップレット吐出残時間計算ルーチンを示すフローチャートである。
【図８】図８は、ターゲット残量を計算する計算部のターゲット残量計算ルーチンを示すフローチャートである。
【図９】図９は、ドロップレット回収量を計算する計算部のドロップレット回収量計算ルーチンを示すフローチャートである。
【実施形態】
【０００８】
１．概要
２．極端紫外光生成システムの説明
２．１  全体構成
２．２  動作
３．比較例のドロップレット吐出装置の説明
３．１  構成
３．２  動作
３．３  課題
４．実施形態のドロップレット吐出装置の説明
４．１  構成
４．２  動作
４．３  作用・効果
【０００９】
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。
【００１０】
１．概要
本開示の実施形態は、極端紫外（ＥＵＶ：Ｅｘｔｒｅｍｅ  ＵｌｔｒａＶｉｏｌｅｔ）光を生成する極端紫外光生成システムに関するものである。なお、以下本明細書では、極端紫外光をＥＵＶ光という場合があり、ＥＵＶ光を生成するためのコントローラをＥＵＶ光生成コントローラという場合がある。
【００１１】
２．極端紫外光生成システムの説明
２．１  全体構成
図１は、極端紫外光生成システム全体の概略構成を示す模式図である。図１に示すように、極端紫外光生成システム１は、チャンバ１０を含む。チャンバ１０は、密閉可能かつ減圧可能な容器である。チャンバ１０の壁には、少なくとも１つの貫通孔が設けられている。図１に示す例では５つの貫通孔が設けられ、これら貫通孔は、ウインドウＷ１〜Ｗ５によってそれぞれ塞がれる。
【００１２】
また、極端紫外光生成システム１は、ドロップレット吐出装置２０を含む。ドロップレット吐出装置２０は、コンティニュアスジェット方式によりドロップレットＤＬをチャンバ１０の内部に間隔をあけて吐出するよう構成される。
【００１３】
例えば、ドロップレット吐出装置２０は、ドロップレット吐出部２１、ターゲット生成コントローラ２７及び計算部２８により構成し得る。ドロップレット吐出部２１は、ターゲット射出器２２、ピエゾ素子２３、ヒータ２４、温度コントローラ２５及び圧力調整器２６により構成し得る。
【００１４】
ターゲット射出器２２は、チャンバ１０に対して移動可能に支持されるタンク２２Ａと、そのタンクに接続されるノズル２２Ｂとを有する。タンク２２Ａには、ターゲット物質ＴＧが貯留される。ターゲット物質ＴＧの材料は、スズ、テルビウム、ガドリニウム、リチウム、キセノンのいずれか、又は、それらの内のいずれか２つ以上の組合せを含んでもよいが、これらに限定されない。ノズル２２Ｂの少なくとも先端部分は、チャンバ１０内に配置される。
【００１５】
ピエゾ素子２３は、ターゲット射出器２２のノズル２２Ｂの外表面に設けられる。ピエゾ素子２３は、ピエゾ電源２３Ａから供給される電力により駆動し、所定の振動周期で振動する。ヒータ２４は、ターゲット射出器２２のタンク２２Ａの外表面に設けられる。ヒータ２４は、ヒータ電源２４Ａから供給される電力により駆動し、温度コントローラ２５により指定される温度で加熱する。
【００１６】
温度コントローラ２５は、ターゲット射出器２２のタンク２２Ａの外表面に設けられる温度センサ２５Ａにより検出される温度が所定温度となるように、ヒータ２４を制御する。所定温度は、ターゲット射出器２２のタンク２２Ａに貯留されるターゲット物質ＴＧの融点温度以上とされる。
【００１７】
圧力調整器２６は、ガスボンベ２６Ａから供給されるガスを、ターゲット生成コントローラ２７で指定される圧力値に減圧し、その減圧したガスでターゲット射出器２２のタンク内に貯留される溶融状態のターゲット物質ＴＧを加圧する。
【００１８】
ターゲット生成コントローラ２７は、ピエゾ電源２３Ａ、温度コントローラ２５、圧力調整器２６及び計算部２８と接続される。ターゲット生成コントローラ２７は、ターゲット射出器２２のノズル２２Ｂの開口を介してターゲット物質ＴＧのドロップレットＤＬを間隔をあけて吐出するよう、ピエゾ電源２３Ａ、温度コントローラ２５及び圧力調整器２６を制御する。
【００１９】
ターゲット生成コントローラ２７には、ドロップレット関連信号Ｓ２８とバースト信号Ｓ１とが入力される。ドロップレット関連信号Ｓ２８は、ドロップレットＤＬの速度や体積等といったドロップレットＤＬに関連する情報を示す信号である。バースト信号Ｓ１は、ＥＵＶ光を生成するバーストオン期間と、ＥＵＶ光の生成を休止するバーストオフ期間とを指定する信号であり、バーストオン期間とバーストオフ期間とが交互に繰り返される。
【００２０】
ターゲット生成コントローラ２７は、バースト信号Ｓ１及びドロップレット関連信号Ｓ２８に基づいて、ドロップレットＤＬの吐出方向を調整するようターゲット射出器２２を制御する。また、ターゲット生成コントローラ２７は、バースト信号Ｓ１及びドロップレット関連信号Ｓ２８に基づいて、ドロップレットＤＬの速度を調整するよう圧力調整器２６を制御する。なお、ターゲット生成コントローラ２７における上記の制御は単なる例示に過ぎず、必要に応じて他の制御が追加されてもよい。
【００２１】
計算部２８には、通過タイミング信号Ｓ３０が入力される。通過タイミング信号Ｓ３０は、ノズル２２Ｂの開口を介して間隔をあけて吐出されるドロップレットＤＬが第１地点Ｐ１を通過するタイミングを示す信号である。第１地点Ｐ１は、チャンバ１０の内部に吐出されるドロップレットＤＬの軌道ＯＴのうち、ドロップレットＤＬをプラズマ化させるプラズマ生成領域ＡＲよりもノズル２２Ｂ側とされる。
【００２２】
計算部２８は、通過タイミング信号Ｓ３０に基づいて、ノズル２２Ｂの開口を介して間隔をあけて吐出されるドロップレットＤＬが第２地点Ｐ２を通過するタイミングを示す撮像タイミング信号Ｓ２９を生成し、生成した撮像タイミング信号Ｓ２９を出力する。第２地点Ｐ２は、ドロップレットＤＬの軌道ＯＴのうち、第１地点Ｐ１とプラズマ生成領域ＡＲとの間とされる。
【００２３】
計算部２８には、撮像タイミング信号Ｓ２９の撮像タイミングで、２つ以上のドロップレットＤＬのドロップレット像を示す画像信号Ｓ４０が入力される。計算部２８は、通過タイミング信号Ｓ３０及び画像信号Ｓ４０等に基づいて、上記のドロップレット関連信号Ｓ２８を生成する。
【００２４】
また、極端紫外光生成システム１は、タイミングセンサ部３０及びドロップレット画像出力部４０を含む。
【００２５】
タイミングセンサ部３０は、上記の通過タイミング信号Ｓ３０を出力するよう構成される。例えば、タイミングセンサ部３０は、ドロップレットＤＬの軌道ＯＴを挟んで対向される一対のウインドウＷ１，Ｗ２の一方側に配置される光源部３１と、当該ウインドウＷ１，Ｗ２の他方側に配置される受光部３５とにより構成し得る。
【００２６】
光源部３１は、容器３２と、その容器３２内に配置されるＣＷレーザ３３及び照明光学系３４を含む。照明光学系３４は、ＣＷレーザ３３から出射されるレーザ光を、ドロップレットＤＬの軌道ＯＴ上の第１地点Ｐ１にウインドウＷ１を通じて照射する。
【００２７】
受光部３５は、容器３６と、その容器３６内に配置される受光光学系３７及び光センサ３８と、光センサ３８に接続されるカウンタ回路３９とを含む。受光光学系３７は、第１地点Ｐ１を経由してウインドウＷ２から入射する光を光センサ３８に導光する。光センサ３８は、ドロップレットＤＬが第１地点Ｐ１を通過する際に生じる光の変化を検出する。カウンタ回路３９は、光センサ３８から出力される信号に基づいて、上記の通過タイミング信号Ｓ３０を生成し、計算部２８に出力する。また、カウンタ回路３９は、光センサ３８から出力される信号に基づいて、第１地点Ｐ１を通過するドロップレット数をカウントする。
【００２８】
ドロップレット画像出力部４０は、上記の画像信号Ｓ４０を出力するよう構成される。例えば、ドロップレット画像出力部４０は、ドロップレットＤＬの軌道ＯＴ上のプラズマ生成領域ＡＲを挟んで対向される一対のウインドウＷ３，Ｗ４の一方側に配置される光源部４１と、当該ウインドウＷ３，Ｗ４の他方側に配置される受光部４５とにより構成し得る。
【００２９】
光源部４１は、例えば、容器４２と、その容器４２内に配置されるフラッシュランプ４３及び照明光学系４４を含む。フラッシュランプ４３は、計算部２８から出力される撮像タイミング信号Ｓ２９に基づいて点灯する。照明光学系４４は、フラッシュランプ４３の点灯により得られる光を、コリメート光として第２地点Ｐ２にウインドウＷ３を通じて照射する。
【００３０】
受光部４５は、例えば、容器４６と、その容器４６内に配置される転写光学系４７及びイメージセンサ４８と、イメージセンサ４８に接続される画像取得部４９とを含む。転写光学系４７は、第２地点Ｐ２を経由してウインドウＷ４から入射する光を、イメージセンサ４８の受光面に転写する。イメージセンサ４８は、計算部２８から出力される撮像タイミング信号Ｓ２９に基づいてシャッタを開閉する。画像取得部４９は、イメージセンサ４８のシャッタの開放時に受光面に転写される光を画像信号Ｓ４０として取得し、取得した画像信号Ｓ４０を計算部２８に出力する。
【００３１】
また、極端紫外光生成システム１は、ＥＵＶ光生成コントローラ５０及びレーザ装置６０を含む。
【００３２】
ＥＵＶ光生成コントローラ５０には、上記のドロップレット関連信号Ｓ２８が計算部２８から入力され、上記のバースト信号Ｓ１が図示されない露光装置から入力される。ＥＵＶ光生成コントローラ５０は、バースト信号Ｓ１及びドロップレット関連信号Ｓ２８に基づいて発光トリガ信号Ｓ５０を生成し、生成した発光トリガ信号Ｓ５０をレーザ装置６０に出力することでバースト動作するようレーザ装置６０を制御する。バースト動作とは、バーストオン期間に連続したパルス状のレーザ光Ｌを所定の周期で出射し、バーストオフ休止期間にレーザ光Ｌの出射が抑制される動作を意味する。
【００３３】
レーザ装置６０は、パルス状のレーザ光Ｌを出射するよう構成される。例えば、レーザ装置６０は、Ｎｄ：ＹＡＧレーザ、或いは、Ｎｄ：ＹＶＯ４レーザ等の固体レーザにより構成し得る。また例えば、レーザ装置６０は、ＣＯ２レーザ、或いは、エキシマレーザ等のガスレーザにより構成し得る。なお、レーザ光Ｌのパルス幅は、１００ｆＳ以上１ｎＳ未満のピコ秒パルス幅とされてもよく、１ｎＳ以上のナノ秒パルス幅とされてもよい。
【００３４】
２．２  動作
ターゲット生成コントローラ２７は、ターゲット射出器２２のタンク２２Ａに貯留されるターゲット物質を加熱するため、ヒータ電源２４Ａからヒータ２４に電力を供給してヒータ２４を駆動する。また、ターゲット生成コントローラ２７は、ターゲット射出器２２のタンク２２Ａに貯留されるターゲット物質ＴＧが融点以上の所定温度となるように、ヒータ電源２４Ａからヒータ２４に供給する電力量を温度コントローラ２５に調整させる。なお、所定温度は、ターゲット物質が錫である場合、例えば２５０℃〜２９０℃の温度範囲内の温度とされる。
【００３５】
ターゲット生成コントローラ２７は、ターゲット射出器２２のタンク２２Ａに貯留される溶融状態のターゲット物質ＴＧが所定の速度でノズル２２Ｂの開口から射出するように、ターゲット射出器２２のタンク内圧力を圧力調整器２６に調整させる。この調整によって、図２に示すように、ターゲット射出器２２のノズル２２Ｂの開口から溶融状態のターゲット物質ＴＧが所定の速度で連続的に射出され、ドロップレットＤＬの前駆体である円柱状前駆物質ＰＤＬが生成される。円柱状前駆物質ＰＤＬは、ノズル２２Ｂの開口に取り付いた状態でその開口から軌道ＯＴに沿って延在する。
【００３６】
ターゲット生成コントローラ２７は、ピエゾ電源２３Ａからピエゾ素子２３に電力を供給してピエゾ素子２３を駆動する。これによりピエゾ素子２３は所定の振動周期で振動し、その振動はターゲット射出器２２のノズル２２Ｂを経由して円柱状前駆物質ＰＤＬに伝搬する。円柱状前駆物質ＰＤＬは、振動周期に応じて分断して小滴ＳＤとなり、これら小滴ＳＤが軌道ＯＴ上を移動している途中で統合することで、チャンバ１０内にドロップレットＤＬとして吐出される。
【００３７】
このように、ノズル２２Ｂの開口から所定の速度で連続的に射出される円柱状前駆物質ＰＤＬに対して振動を与えるコンティニュアスジェット方式によって、ターゲット物質ＴＧのドロップレットＤＬが間隔をあけてチャンバ１０内に吐出される。
【００３８】
チャンバ１０の内部に吐出されたドロップレットＤＬは、第１地点Ｐ１及び第２地点Ｐ２を経由してプラズマ生成領域ＡＲに向かう。ここで、第１地点Ｐ１をドロップレットＤＬが通過するタイミングを示す通過タイミング信号Ｓ３０がタイミングセンサ部３０で生成され計算部２８に出力される。また、第２地点Ｐ２をドロップレットＤＬが通過するタイミングで撮像された画像信号Ｓ４０がドロップレット画像出力部４０で生成され計算部２８に出力される。
【００３９】
計算部２８は、上記のように通過タイミング信号Ｓ３０及び画像信号Ｓ４０等に基づいて、ドロップレット関連信号Ｓ２８を生成する。そして計算部２８は、生成したドロップレット関連信号Ｓ２８をターゲット生成コントローラ２７及びＥＵＶ光生成コントローラ５０に出力する。
【００４０】
ターゲット生成コントローラ２７は、上記のようにドロップレット関連信号Ｓ２８とＥＵＶ光生成コントローラ５０から出力されるバースト信号Ｓ１とに基づいて、ドロップレットＤＬの吐出方向や吐出速度等を調整する。
【００４１】
ＥＵＶ光生成コントローラ５０は、上記のようにドロップレット関連信号Ｓ２８とバースト信号Ｓ１とに基づいて発光トリガ信号Ｓ５０を生成し、生成した発光トリガ信号Ｓ５０をレーザ装置６０に出力する。レーザ装置６０は、発光トリガ信号Ｓ５０に基づいて、バーストオン期間に所定の周期でパルス状のレーザ光Ｌを出射する。
【００４２】
レーザ光Ｌは、集光光学系ＣＯでプラズマ生成領域ＡＲに集光される。プラズマ生成領域ＡＲに集光されたレーザ光Ｌは、少なくとも１つドロップレットＤＬに照射される。レーザ光Ｌが照射されたドロップレットＤＬはプラズマ化し、そのプラズマからＥＵＶ光を含む光が放射される。ＥＵＶ光は、図示されないＥＵＶ光集光ミラーの反射面で選択的に反射され、図示されない露光装置に出力される。なお、１つのドロップレットＤＬに、複数のパルス状のレーザ光が照射されてもよい。
【００４３】
３．比較例のドロップレット吐出装置の説明
次に、比較例のドロップレット吐出装置を説明する。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。
【００４４】
３．１  構成
計算部２８には、上記のようにドロップレット画像出力部４０から画像信号Ｓ４０が入力される。計算部２８は、カウンタ回路３９からドロップレット数を定期的に取得し、取得したドロップレット数と画像信号Ｓ４０とに基づいて、ターゲット物質ＴＧの消費体積を計算する。
【００４５】
３．２  動作
計算部２８は、画像信号Ｓ４０に基づいて、図３に示すように、ドロップレット像の直径Ｄを計測し、計測した直径からドロップレットＤＬの体積を計算する。なお、直径Ｄは、１つのドロップレット像の直径であってもよく、複数のドロップレット像における直径の平均であってもよい。
【００４６】
計算部２８は、カウンタ回路３９からドロップレット数を取得すると、その取得したドロップレット数に対しドロップレットＤＬの体積を乗算することでターゲット物質ＴＧの消費体積を計算する。
【００４７】
３．３  課題
ところが、ドロップレット吐出部２１から吐出されたドロップレットＤＬの速度が速いため、ドロップレット像の輪郭が不明瞭になり易い。このため、ドロップレット像の直径Ｄは実際のドロップレットＤＬの直径よりも大きく計測される傾向がある。従って、ドロップレット像の直径Ｄに基づいて計算されるターゲット物質の消費体積は、実際の消費体積と異なって不正確であることが懸念される。
【００４８】
ターゲット物質の消費体積は、ターゲット射出器２２を交換する時期、あるいは、ターゲット射出器２２のタンク２２Ａにターゲット物質ＴＧを補充する時期を知るために、重要なパラメータの１つである。従って、ターゲット物質の消費体積を正確に計算することが要求される。
【００４９】
そこで、以下の実施形態では、より正確にターゲット物質ＴＧの消費体積を計算し得るドロップレット吐出装置及び計算方法が例示される。
【００５０】
４．実施形態のドロップレット吐出装置の説明
次に、実施形態のドロップレット吐出装置を説明する。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。
【００５１】
４．１  構成
図４は、実施形態の極端紫外光生成システム全体の概略構成を示す模式図である。図４に示すように、本実施形態の極端紫外光生成システム１では、上記のドロップレット吐出装置２０とは異なる構成のドロップレット吐出装置２００が備えられる。本実施形態の極端紫外光生成システム１では、このドロップレット吐出装置２００以外の構成は上記の構成と同様である。
【００５２】
ドロップレット吐出装置２００は、上記のドロップレット吐出部２１及びターゲット生成コントローラ２７を構成要素として含む。また、ドロップレット吐出装置２００は、ドロップレット回収部７０を構成要素として更に含む。
【００５３】
ドロップレット回収部７０は、ドロップレット吐出部２１から吐出されるドロップレットＤＬのうちプラズマ生成領域ＡＲでプラズマ化されなかったドロップレットＤＬを回収するものである。ドロップレット回収部７０は、ドロップレットＤＬの軌道ＯＴ上に配置される。例えば、ドロップレット回収部７０は、チャンバ１０のうちターゲット射出器２２が取り付けられる壁とは反対側のチャンバ１０の壁に設けられる開口を介して、チャンバ１０に連通する状態でチャンバ１０に固定される。
【００５４】
また、ドロップレット吐出装置２００は、ＥＵＶエネルギーセンサ８０を構成要素として更に含む。
【００５５】
ＥＵＶエネルギーセンサ８０は、プラズマ生成領域ＡＲにおいてドロップレットＤＬのプラズマ化により放射されるＥＵＶ光のエネルギーを示すＥＵＶエネルギー信号Ｓ８０を出力するよう構成される。例えば、ＥＵＶエネルギーセンサ８０は、ＥＵＶ光のエネルギー分布を画像信号として出力するイメージセンサにより構成し得る。
【００５６】
また、ドロップレット吐出装置２００は、インターフェイス９０を構成要素として更に含む。
【００５７】
インターフェイス９０は、ドロップレット吐出装置２００と他の装置とを接続する接続部である。他の装置は１つであっても２以上であってもよい。例えば、マウスやキーボード等の操作入力装置、半導体メモリ等の情報記憶媒体、ネットワークを経由して情報を授受する通信装置、液晶ディスプレイ等の表示装置などが挙げられる。
【００５８】
また、ドロップレット吐出装置２００は、速度センサ１００を構成要素として更に含む。
【００５９】
速度センサ１００は、ドロップレット吐出部２１から吐出されるドロップレットＤＬの速度を計測するよう構成される。例えば、速度センサ１００には、タイミングセンサ部３０から通過タイミング信号Ｓ３０が入力され、ドロップレット画像出力部４０から画像信号Ｓ４０が入力される。速度センサ１００は、通過タイミング信号Ｓ３０及び画像信号Ｓ４０に基づいて、ドロップレットＤＬの速度を計測する。
【００６０】
また、ドロップレット吐出装置２００は、上記の計算部２８に代えて、計算部２８０を構成要素として含む。
【００６１】
計算部２８０には、タイミングセンサ部３０から通過タイミング信号Ｓ３０が入力され、ドロップレット画像出力部４０から画像信号Ｓ４０が入力される。
【００６２】
計算部２８０は、上記の計算部２８と同様に、通過タイミング信号Ｓ３０に基づいて撮像タイミング信号Ｓ２９を生成し、生成した撮像タイミング信号Ｓ２９をドロップレット画像出力部４０に出力する。計算部２８０は、上記の計算部２８と同様に、通過タイミング信号Ｓ３０及び画像信号Ｓ４０等に基づいてドロップレット関連信号Ｓ２８を生成し、生成したドロップレット関連信号Ｓ２８をターゲット生成コントローラ２７に出力する。
【００６３】
また、計算部２８０には、ＥＵＶエネルギーセンサ８０からＥＵＶエネルギー信号Ｓ８０が入力される。計算部２８０は、ＥＵＶエネルギー信号Ｓ８０、及び、速度センサ１００により計測されるドロップレットＤＬの速度等に基づいて、ドロップレット吐出残時間と、ターゲット残量と、ドロップレット回収量とのそれぞれを計算する。
【００６４】
ドロップレット吐出残時間は、ドロップレット吐出部２１からドロップレットＤＬを継続的に吐出可能な残り時間である。ターゲット残量は、ターゲット射出器２２のタンク２２Ａ内に残っているターゲット物質ＴＧの体積である。ドロップレット回収量は、ドロップレット回収部７０に貯留しているドロップレットＤＬの体積である。なお、計算部２８０は、ドロップレット吐出残時間と、ターゲット残量と、ドロップレット回収量とのいずれか１つ、もしくは、ドロップレット吐出残時間と、ターゲット残量と、ドロップレット回収量とのなかの２つだけを計算してもよい。
【００６５】
４．２  動作
まず、ドロップレットＤＬの速度を計測する速度センサ１００の動作について説明する。図５は、ドロップレットの速度を計測する速度センサの速度計測ルーチンを示すフローチャートである。
【００６６】
図５に示すように、速度センサ１００は、ドロップレット画像出力部４０から画像信号Ｓ４０が入力されると、速度計測ルーチンを開始し、ステップＳＰ１に進む。
【００６７】
ステップＳＰ１において、速度センサ１００は、画像信号Ｓ４０に基づいて、図６に示すように、互いに隣り合うドロップレット像の間隔Ｉを計測し、ステップＳＰ２に進む。間隔Ｉは、互いに隣り合うドロップレット像の中心間の間隔であってもよく、当該中心間以外の間隔であってもよい。但し、間隔Ｉは、隣り合うドロップレット像の中心間の間隔とされた場合、ドロップレット像の輪郭が不明瞭であっても、速度センサ１００は、実際のドロップレットＤＬの間隔に概ね近似する値をドロップレット像から取得し得る。また、間隔Ｉは、互いに隣り合うドロップレット像における１箇所の間隔であってもよく、互いに隣り合うドロップレット像における複数箇所の間隔の平均であってもよい。但し、間隔Ｉは、隣り合うドロップレット像における複数箇所の間隔の平均とされた場合、ドロップレット吐出部２１から吐出されるドロップレットＤＬの実際の間隔に微差が生じても、速度センサ１００は、その実際の間隔に近似する値をドロップレット像から取得し得る。なお、間隔Ｉは、典型的には、０．５〜１ｍｍ程度である。
【００６８】
ステップＳＰ２において、速度センサ１００は、ドロップレット生成周波数を計測する。ドロップレット生成周波数は、単位時間あたりに吐出されるドロップレットＤＬの数であり、典型的には１００ｋＨｚ程度である。
【００６９】
例えば、速度センサ１００は、タイミングセンサ部３０から出力される通過タイミング信号Ｓ３０に基づいてドロップレット生成周波数を計測し得る。このように計測した場合、実際に吐出されるドロップレットＤＬの単位時間あたりの数が計測される。このため、ドロップレット生成周波数を予め固定値としてメモリ等に記憶しておく場合に比べて、速度センサ１００は、ドロップレット生成周波数を正確に計測し得る。なお、速度センサ１００は、ドロップレットＤＬの数をカウンタ回路３９から取得してもよい。
【００７０】
また例えば、速度センサ１００は、ピエゾ素子２３の振動周期に基づいて、ドロップレット生成周波数を計測し得る。このように計測した場合、実際に突出されるドロップレットＤＬの単位時間あたりの数を計測することが不要となる。このため、速度センサ１００は、計測に要する処理負荷を低減し得る。なお、上記のピエゾ素子２３の周期は、例えば、インターフェイス９０により入力され、速度センサ１００のメモリ等に記憶される。
【００７１】
速度センサ１００は、ドロップレットＤＬの生成周波数を計測すると、ステップＳＰ３に進む。ステップＳＰ３において、速度センサ１００は、ステップＳＰ１で計測した間隔Ｉと、ステップＳＰ２で計測したドロップレットＤＬの生成周波数とを乗算することで、ドロップレットＤＬの速度を計算する。
【００７２】
速度センサ１００は、ドロップレットＤＬの速度を計算すると、ステップＳＰ４に進む。ステップＳＰ４において、速度センサ１００は、現在の速度計算回数と、予め設定された設定数とを比較する。
【００７３】
ここで、現在の速度計算回数が設定数未満である場合、速度センサ１００は、速度計算回数をインクリメントした後、ステップＳＰ１に戻って再びドロップレットＤＬの速度を求める。
【００７４】
これに対し、現在の速度計算回数が設定数になった場合、速度センサ１００は、ステップＳＰ５に進んで、設定数分のドロップレットＤＬの速度から平均を計算し、計算したドロップレットＤＬの速度を内部メモリ等に記憶して更新した後、ステップＳＰ６に進む。ステップＳＰ６において、速度センサ１００は、速度計算回数をゼロに戻した後、ステップＳＰ１に戻って再びドロップレットＤＬの速度を求める。
【００７５】
このように速度センサ１００は、ドロップレット画像出力部４０における撮像間隔でドロップレットＤＬの速度の平均を計算し、その計算したドロップレットＤＬの速度の平均を内部メモリ等に記憶して更新し得る。撮像間隔は、典型的には１００ｍｓｅｃ程度とされる。ドロップレットＤＬの速度の平均を更新する更新間隔は、典型的には１〜数秒程度とされる。
【００７６】
なお、速度センサ１００は、１つのドロップレットＤＬの速度だけを計算するようにしてもよい。ただし、上記のように、実際に吐出されるドロップレットＤＬの単位時間あたりの数をドロップレット生成周波数として計測する場合、ドロップレットＤＬの速度の平均を計算することが好ましい。また、平均以外の統計学的手法を用いてドロップレットＤＬの速度が計算されてもよい。
【００７７】
次に、ドロップレット吐出残時間を計算する計算部２８０の動作について説明する。図７は、ドロップレット吐出残時間を計算する計算部のドロップレット吐出残時間計算ルーチンを示すフローチャートである。
【００７８】
図７に示すように、計算部２８０は、例えば起動すると、ドロップレット吐出残時間計算ルーチンを開始し、ステップＳＰ１１に進む。
【００７９】
ステップＳＰ１１において、計算部２８０は、初期ターゲット体積と、ターゲット射出器２２のノズル２２Ｂの開口径とをインターフェイス９０を介して取得する。例えば、計算部２８０は、操作入力装置から入力される初期ターゲット体積及びノズル２２Ｂの開口径をインターフェイス９０を介して取得し得る。また例えば、計算部２８０は、情報記憶媒体からインターフェイス９０を介して初期ターゲット体積及びノズル２２Ｂの開口径を読み出すことで取得し得る。また例えば、計算部２８０は、情報記憶媒体からインターフェイス９０を介してターゲット射出器２２に固有の識別子を読み出す。その後、計算部２８０は、データベースサーバにインターフェイス９０を介してアクセスし、ターゲット射出器２２に固有の識別子に対応する初期ターゲット体積及びノズル２２Ｂの開口径を取得し得る。
【００８０】
なお、初期ターゲット体積は、タンク２２Ａ内に基準時点で貯留されているターゲット物質ＴＧの体積である。基準時点は、本実施形態では、ターゲット射出器２２を新たに交換した時点とされる。この時点でタンク２２Ａ内に貯留されているターゲット物質ＴＧの体積は、典型的には、５０ｍｌ〜４０００ｍｌ程度である。なお、基準時点は、タンク２２Ａ内にターゲット物質ＴＧを補充した時点とされてもよく、インターフェイス９０を介して操作入力装置から指定された時点とされてもよい。
【００８１】
計算部２８０は、初期ターゲット体積と、ターゲット射出器２２のノズル２２Ｂの開口径とを取得すると、ステップＳＰ１２に進む。ステップＳＰ１２において、計算部２８０は、ドロップレットＤＬの吐出開始時点として設定される時点を検出するまで待機する。
【００８２】
なお、吐出開始時点として、定期的にカウンタ回路３９から取得するドロップレット数に差が生じ始めた時点が設定されていてもよい。また例えば、吐出開始時点として、通過タイミング信号Ｓ３０に基づいてドロップレットＤＬの通過を検出し始めた時点が設定されていてもよい。また例えば、吐出開始時点として、画像信号Ｓ４０においてドロップレット像を検出し始めた時点が設定されていてもよい。また例えば、吐出開始時点として、タンク２２Ａに加えられる内圧力が所定の圧力値以上になったことを検出した時点が設定されていてもよい。内圧力は、例えば、ドロップレット吐出部２１に設けられる図示されない圧力センサの出力に基づいて検出し得る。
【００８３】
計算部２８０は、ドロップレットＤＬの吐出開始時点として設定される時点を検出すると、ステップＳＰ１３に進む。ステップＳＰ１３において、計算部２８０は、タイマを駆動して、ステップＳＰ１２で検出した時点からの時間を計測し始めた後、ステップＳＰ１４に進む。ステップＳＰ１４において、計算部２８０は、ドロップレットＤＬの吐出終了時点として設定される時点を検出するまで待機する。
【００８４】
なお、吐出終了時点として、定期的にカウンタ回路３９から取得するドロップレット数に差が生じなくなった時点が設定されていてもよい。また例えば、吐出終了時点として、通過タイミング信号Ｓ３０に基づいてドロップレットＤＬの通過が非検出になった時点が設定されていてもよい。また例えば、吐出終了時点として、画像信号Ｓ４０におけるドロップレット像が非検出になった時点が設定されていてもよい。また例えば、吐出終了時点として、タンク２２Ａに加えられる内圧力が所定の圧力値未満になったことを検出した時点が設定されていてもよい。内圧力は、上記のように、例えば、ドロップレット吐出部２１に設けられる図示されない圧力センサの出力に基づいて検出し得る。なお、ドロップレットＤＬの通過が非検出になった時点、及び、ドロップレット像が非検出になった時点は、概ね一定の間隔ごとに吐出されるドロップレットＤＬのうち最後に吐出されるドロップレットＤＬから、当該間隔を経た以降の時点である。
【００８５】
計算部２８０は、ドロップレットＤＬの吐出終了時点として設定される時点を検出すると、ステップＳＰ１５に進む。ステップＳＰ１５において、計算部２８０は、タイマを停止して、ステップＳＰ１２で検出した時点からステップＳＰ１４で検出した時点までの吐出時間を取得し、ステップＳＰ１６に進む。
【００８６】
ステップＳＰ１６において、計算部２８０は、第１段階として、ステップＳＰ１１で取得したノズル２２Ｂの開口の開口径に基づいてノズル２２Ｂの断面積を計算する。例えば、ステップＳＰ１１で取得したノズル２２Ｂの開口径が半径であり、その半径をｒ[μｍ]とした場合、計算部２８０は、π×（ｒ÷１００００００÷２）２によってノズル２２Ｂの断面積[ｍ２]を計算し得る。
【００８７】
計算部２８０は、第２段階として、速度センサ１００の内部メモリに記憶されるドロップレットＤＬの速度の平均と、ノズル２２Ｂの断面積とを乗算することで、単位時間あたりに消費されるターゲット物質ＴＧの体積を計算する。
【００８８】
図２を用いて上記したように、ピエゾ素子２３の振動により所定の速度で円柱状前駆物質ＰＤＬが生成され、さらにその円柱状前駆物質ＰＤＬがドロップレットＤＬとして吐出される。このため、ドロップレットＤＬの速度は、単位時間あたりに射出される円柱状前駆物質ＰＤＬの高さに相当する。従って、ドロップレットＤＬの速度にノズル２２Ｂの断面積を乗算することで、ドロップレットＤＬの前駆体である円柱状前駆物質ＰＤＬの体積が求まる。この円柱状前駆物質ＰＤＬの体積は、タンク２２Ａに貯留されるターゲット物質ＴＧから単位時間あたりに射出されたものであることから、単位時間あたりに消費されるターゲット物質ＴＧの体積である。
【００８９】
計算部２８０は、第３段階として、単位時間あたりに消費されるターゲット物質ＴＧの体積と、ステップＳＰ１１で取得した初期ターゲット体積と、ステップＳＰ１５で取得した吐出時間とに基づいて、ドロップレット吐出残時間を計算する。
【００９０】
例えば、初期ターゲット体積をＩＶ[ｍ３]とし、単位時間あたりに消費されるターゲット物質ＴＧの体積をＣＶ[ｍ３／Ｓ]とし、吐出時間をＨ[ｓ]とする。この場合、計算部２８０は、（ＩＶ÷ＣＶ÷３６００）−（Ｈ÷３６００）によってドロップレット吐出残時間を計算し得る。
【００９１】
計算部２８０は、ドロップレット吐出残時間を計算すると、ステップＳＰ１７に進む。なお、計算部２８０は、計算したドロップレット吐出残時間をインターフェイス９０を介して表示装置に表示させた後に、ステップＳＰ１７に進むようにしてもよい。ステップＳＰ１７において、計算部２８０は、ドロップレット吐出残時間と、そのドロップレット吐出残時間に対して設定される残時間閾値とを比較する。
【００９２】
ここで、ドロップレット吐出残時間が残時間閾値以上である場合、タンク２２Ａ内に貯留されるターゲット物質ＴＧが十分に残っている状態であり、ドロップレット吐出残時間が十分にあることを意味する。この場合、計算部２８０は、ステップＳＰ１１に戻って上記の処理を繰り返す。
【００９３】
これに対し、ドロップレット吐出残時間が残時間閾値を下回った場合、タンク２２Ａ内に貯留されるターゲット物質ＴＧの残りが少なく、ドロップレット吐出部２１からドロップレットＤＬを吐出できなくなる時間が迫っていることを意味する。この場合、計算部２８０は、ステップＳＰ１８に進んで、インターフェイス９０を介して例えば表示装置から警告を発した後、ステップＳＰ１１に戻って上記の処理を繰り返す。
【００９４】
次に、ターゲット残量を計算する計算部２８０の動作について説明する。図８は、ターゲット残量を計算する計算部のターゲット残量計算ルーチンを示すフローチャートである。
【００９５】
図８に示すように、計算部２８０は、例えば起動すると、ターゲット残量計算ルーチンを開始し、ステップＳＰ１１に進んで、初期ターゲット体積とノズル２２Ｂの開口径とをインターフェイス９０を介して取得した後、ステップＳＰ１２に進む。
【００９６】
ステップＳＰ１２において、計算部２８０は、ドロップレットＤＬの吐出開始時点として設定される時点を検出するまで待機し、その時点を検出すると、ステップＳＰ１３に進む。
【００９７】
ステップＳＰ１３において、計算部２８０は、タイマを駆動して、ステップＳＰ１２で検出した時点からの時間を計測し始めた後、ステップＳＰ１４に進んで、ドロップレットＤＬの吐出終了時点として設定される時点を検出するまで待機する。
【００９８】
計算部２８０は、ドロップレットＤＬの吐出終了時点として設定される時点を検出すると、ステップＳＰ１５に進んで、タイマを停止して、ステップＳＰ１２で検出した時点からステップＳＰ１４で検出した時点までの吐出時間を取得し、ステップＳＰ２６に進む。
【００９９】
ステップＳＰ２６において、計算部２８０は、第１段階として、ステップＳＰ１１で取得したノズル２２Ｂの開口の開口径に基づいてノズル２２Ｂの断面積を計算する。
【０１００】
計算部２８０は、第２段階として、速度センサ１００の内部メモリに記憶されるドロップレットＤＬの速度の平均と、ノズル２２Ｂの断面積と、ステップＳＰ１５で取得した吐出時間とに基づいて、吐出時間に消費されるターゲット物質ＴＧの体積を計算する。
【０１０１】
上記のように速度センサ１００は、内部メモリに記憶するドロップレットＤＬの速度の平均を典型的には１〜数秒程度で更新している。このため、ドロップレットＤＬの速度が変更されたとしても、計算部２８０は、その変更された速度の平均に基づいてターゲット物質ＴＧの体積を計算し得る。なお、速度センサ１００はドロップレットＤＬの速度の平均を１回だけ計算し、計算部２８０はその平均の速度を固定値としてターゲット物質ＴＧの体積を計算してもよい。
【０１０２】
計算部２８０は、第３段階として、吐出時間に消費されるターゲット物質ＴＧの体積と、ステップＳＰ１１で取得した初期ターゲット体積とに基づいて、ターゲット残量を計算する。
【０１０３】
例えば、初期ターゲット体積をＩＶ[ｍ３]とし、吐出時間に消費されるターゲット物質ＴＧの体積をＶ[ｍ３]とした場合、計算部２８０は、（ＩＶ−Ｖ）÷（ＩＶ÷１００）によってターゲット残量を計算し得る。
【０１０４】
計算部２８０は、ターゲット残量を計算すると、ステップＳＰ２７に進む。なお、計算部２８０は、計算したターゲット残量をインターフェイス９０を介して表示装置に表示させた後に、ステップＳＰ２７に進むようにしてもよい。ステップＳＰ２７において、計算部２８０は、ターゲット残量と、そのターゲット残量に対して設定される残量閾値とを比較する。
【０１０５】
ここで、ターゲット残量が残量閾値以上である場合、タンク２２Ａ内に貯留されるターゲット物質ＴＧが十分に残っている状態であることを意味する。この場合、計算部２８０は、ステップＳＰ１１に戻って上記の処理を繰り返す。
【０１０６】
これに対し、ターゲット残量が残量閾値を下回った場合、タンク２２Ａ内に貯留されるターゲット物質ＴＧの残りが少ないことを意味する。この場合、計算部２８０は、ステップＳＰ１８に進んで、インターフェイス９０を介して例えば表示装置から警告を発した後、ステップＳＰ１１に戻って上記の処理を繰り返す。
【０１０７】
次に、ドロップレット回収量を計算する計算部２８０の動作について説明する。図９は、ドロップレット回収量を計算する計算部のドロップレット回収量計算ルーチンを示すフローチャートである。
【０１０８】
図９に示すように、計算部２８０は、例えば起動すると、ドロップレット回収量計算ルーチンを開始し、ステップＳＰ１１に進んで、初期ターゲット体積とノズル２２Ｂの開口径とをインターフェイス９０を介して取得した後、ステップＳＰ１２に進む。
【０１０９】
ステップＳＰ１２において、計算部２８０は、ドロップレットＤＬの吐出開始時点として設定される時点を検出するまで待機し、その時点を検出すると、ステップＳＰ３３に進む。
【０１１０】
ステップＳＰ３３において、計算部２８０は、タイマを駆動して、ステップＳＰ１２で検出した時点からの時間を計測し始める。また、計算部２８０は、ＥＵＶエネルギーセンサ８０から出力されるＥＵＶエネルギー信号Ｓ８０に基づいて、単位時間当たりのプラズマドロップレット数を計測し始める。単位時間当たりのプラズマドロップレット数は、単位時間当たりにプラズマ生成領域ＡＲでプラズマ化されたドロップレットＤＬの数である。
【０１１１】
その後、計算部２８０は、ステップＳＰ１４に進んで、ドロップレットＤＬの吐出終了時点として設定される時点を検出するまで待機する。計算部２８０は、ドロップレットＤＬの吐出終了時点として設定される時点を検出すると、ステップＳＰ３５に進む。
【０１１２】
ステップＳＰ３５において、計算部２８０は、タイマを停止して、ステップＳＰ１２で検出した時点からステップＳＰ１４で検出した時点までの吐出時間を取得する。また、計算部２８０は、単位時間当たりのプラズマドロップレット数を取得し、その単位時間当たりのプラズマドロップレット数の計測を終了する。その後、計算部２８０は、ステップＳＰ３６に進む。
【０１１３】
ステップＳＰ３６において、計算部２８０は、第１段階として、ステップＳＰ１１で取得したノズル２２Ｂの開口の開口径に基づいてノズル２２Ｂの断面積を計算する。
【０１１４】
計算部２８０は、第２段階として、速度センサ１００の内部メモリに記憶されるドロップレットＤＬの速度の平均と、ノズル２２Ｂの断面積と、ステップＳＰ１５で取得した吐出時間とに基づいて、吐出時間に消費されるターゲット物質ＴＧの体積を計算する。
【０１１５】
上記のように速度センサ１００は、内部メモリに記憶するドロップレットＤＬの速度の平均を典型的には１〜数秒程度で更新している。このため、ドロップレットＤＬの速度が変更されたとしても、計算部２８０は、その変更された速度の平均に基づいてターゲット物質ＴＧの体積を計算し得る。なお、速度センサ１００はドロップレットＤＬの速度の平均を１回だけ計算し、計算部２８０はその平均の速度を固定値としてターゲット物質ＴＧの体積を計算してもよい。
【０１１６】
計算部２８０は、第３段階として、ステップＳＰ３５で取得した単位時間当たりのプラズマドロップレット数に基づいて、吐出時間にプラズマ化されたドロップレットＤＬの体積を計算する。例えば、吐出時間に消費されるターゲット物質ＴＧの体積をＴＶ[ｍ３]とし、単位時間当たりのプラズマドロップレット数をＴＰＮ[１／ＳＥＣ]とし、上記のドロップレット生成周波数をＤＦ[ｋＨｚ]とする。この場合、計算部２８０は、ＴＶ×（ＴＰＮ÷ＤＦ）により計算し得る。
【０１１７】
計算部２８０は、第４段階として、吐出時間に消費されるターゲット物質ＴＧの体積から、吐出時間にプラズマ化されたドロップレットＤＬの体積を減算することで、ドロップレット回収量を計算する。
【０１１８】
計算部２８０は、ドロップレット回収量を計算すると、ステップＳＰ３７に進む。なお、計算部２８０は、計算したドロップレット回収量をインターフェイス９０を介して表示装置に表示させた後に、ステップＳＰ３７に進むようにしてもよい。ステップＳＰ３７において、計算部２８０は、ドロップレット回収量と、そのドロップレット回収量に対して設定される第１の回収量閾値とを比較する。
【０１１９】
ここで、ドロップレット回収量が第１の回収量閾値未満である場合、ドロップレット回収部７０に回収される回収量が少なく、当該ドロップレット回収部７０で十分に更なる回収が可能であることを意味する。この場合、計算部２８０は、ステップＳＰ１１に戻って上記の処理を繰り返す。
【０１２０】
これに対し、ドロップレット回収量が第１の回収量閾値以上である場合、計算部２８０は、ステップＳＰ３８に進んで、ドロップレット回収量と、第１の回収量閾値よりも大きい第２の回収量閾値と比較する。
【０１２１】
ここで、ドロップレット回収量が第１の回収量閾値以上第２の回収量閾値未満である場合、ドロップレット回収部７０に回収される回収量が多くなってきているが、当該ドロップレット回収部７０による回収がある程度可能であることを意味する。この場合、計算部２８０は、ステップＳＰ１８に進んで、インターフェイス９０を介して例えば表示装置から警告を発した後、ステップＳＰ１１に戻る。
【０１２２】
これに対し、ドロップレット回収量が第２の回収量閾値以上である場合、ドロップレット回収部７０に回収される回収量がドロップレット回収部７０の上限に近くなっている。そして、このままドロップレット回収部７０で回収し続けるとドロップレット回収部７０で回収しきれなくなったドロップレットＤＬが光学素子に付着し、当該光学素子の反射率や透過率が変化するということが懸念される。この場合、計算部２８０は、ステップＳＰ３９に進んで、ターゲット生成コントローラ２７に停止指令を与えることで、ターゲット生成コントローラ２７を介してドロップレット吐出部２１の吐出を停止させ、ドロップレット回収量計算ルーチンを終了する。
【０１２３】
なお、計算部２８０は、上記のようにＥＵＶエネルギーセンサ８０から出力されるＥＵＶエネルギー信号Ｓ８０に基づいて、単位時間当たりのプラズマドロップレット数を計測し、当該計測の結果から吐出時間にプラズマ化されたドロップレットＤＬの体積を計算した。実際にプラズマ化されるドロップレットＤＬの単位時間あたりの数が計測されるため、計算部２８０は、吐出時間にプラズマ化されたドロップレットＤＬの体積を正確に計測し得る。但し、計算部２８０は、バースト信号Ｓ１に基づいて、吐出時間にプラズマ化されたドロップレットＤＬの体積を計算するようにしてもよい。
【０１２４】
例えば、吐出時間に消費されるターゲット物質ＴＧの体積をＴＶ[ｍ３]とし、上記のドロップレット生成周波数をＤＦ[ｋＨｚ]とする。また、バースト信号Ｓ１におけるバーストオン期間とバーストオフ期間との合計期間に対するバーストオン期間の割合をＤｕｔｙ[％]とし、レーザ装置６０がレーザ光Ｌを出射する周期をＬＰ[ｋＨｚ]とする。この場合、計算部２８０は、ＴＶ−（ＴＶ×｛ＬＰ×Ｄｕｔｙ÷１００｝）÷ＤＦにより計算し得る。なお、レーザ装置６０がレーザ光Ｌを出射する周期は、レーザ装置６０から取得するようにしてもよく、インターフェイス９０を介して情報記憶媒体から読み出すようにしてもよい。また、バースト信号Ｓ１は、ＥＵＶ光生成コントローラ５０から取得するようにしてもよく、インターフェイス９０を介して情報記憶媒体から読み出すようにしてもよい。
【０１２５】
このように計算部２８０は、バースト信号Ｓ１に基づいて、吐出時間にプラズマ化されたドロップレットＤＬの体積を計算し得る。このようにした場合、上記ステップＳＰ３３及びステップＳＰ３５で単位時間当たりのプラズマドロップレット数を計測することが不要となる。このため、計算部２８０は、計測に要する処理負荷を低減し得る。
【０１２６】
４．３  作用・効果
以上のとおり、本実施形態のドロップレット吐出装置２０は、ドロップレット吐出部２１と、速度センサ１００と、計算部２８０とを備えている。ドロップレット吐出部２１は、タンク２２Ａに接続されるノズル２２Ｂの開口を介して、タンク２２Ａ内に貯留されるターゲット物質ＴＧのドロップレットＤＬを、間隔をあけて吐出する。速度センサ１００は、ドロップレット吐出部２１から吐出されるドロップレットＤＬの速度を計測する。計算部２８０は、ノズル２２Ｂの開口の断面積と、ドロップレットＤＬの速度とに基づいて、単位時間あたりに消費されるターゲット物質ＴＧの体積を計算する。
【０１２７】
ノズル２２Ｂの開口の断面積は、予め内部メモリ等に登録しておくことが可能である。また、ドロップレットＤＬの速度は、ドロップレット吐出部２１によってドロップレットＤＬを吐出する間隔や周期に基づいて、画像を用いることなく得ることが可能である。従って、計算部２８０は、ドロップレット像の輪郭が不明瞭になるか否かにかかわらず、ノズル２２Ｂの開口の断面積と、ドロップレットＤＬの速度とに基づいて、単位時間あたりに消費されるターゲット物質ＴＧの体積を計算し得る。こうして、より正確にターゲット物質ＴＧの消費体積を計算し得るドロップレット吐出装置２０が実現される。
【０１２８】
本実施形態のドロップレット吐出部２１は、コンティニュアスジェット方式によりドロップレットＤＬを吐出する。このため、概ね均一な体積のドロップレットＤＬを同程度の速度で吐出し得る。
【０１２９】
また、本実施形態の速度センサ１００は、ドロップレットＤＬの画像信号Ｓ４０から計測したドロップレット像の間隔Ｉと、単位時間あたりに吐出されるドロップレットＤＬの数とに基づいて、ドロップレットＤＬの速度を計算する。ドロップレット像の間隔Ｉは、ドロップレット像の輪郭が不明瞭になるか否かにかかわらず、実際のドロップレットＤＬの間隔に概ね近似する。ドロップレット像の間隔Ｉが、当該ドロップレット像の中心間の間隔とされた場合には、実際のドロップレットＤＬの間隔により近似する。従って、速度センサ１００は、ドロップレット像を用いたとしても、実際の速度に近似した正確なドロップレットＤＬの速度を計測し得る。
【０１３０】
また、本実施形態の計算部２８０は、ドロップレットＤＬの速度と、吐出開始時点として設定される時点からの時間と、ノズル２２Ｂの開口の断面積とに基づいて、当該時間に消費されるターゲット物質ＴＧの体積を計算する。このドロップレットＤＬは、コンティニュアスジェット方式により吐出される。コンティニュアスジェット方式では、図２を用いて上記したように、ピエゾ素子２３の振動により所定の速度で円柱状前駆物質ＰＤＬが生成され、さらにその円柱状前駆物質ＰＤＬがドロップレットＤＬとして吐出される。このため、ドロップレットＤＬの速度は、単位時間あたりに射出される円柱状前駆物質ＰＤＬの高さに相当する。従って、ドロップレットＤＬの速度にノズル２２Ｂの断面積を乗算することで、ドロップレットＤＬの前駆体である円柱状前駆物質ＰＤＬの体積が求まる。これにより計算部２８０は、実際に吐出されるドロップレットＤＬに基づいて、吐出開始時点として設定される時点からの時間に消費されるターゲット物質ＴＧの体積を計算により取得し得る。このため、ドロップレットＤＬの速度を固定値として消費されるターゲット物質ＴＧの体積を計算する場合に比べて、当該ターゲット物質ＴＧの体積を正確に計算し得る。
【０１３１】
また、本実施形態の計算部２８０は、初期ターゲット体積と、単位時間あたりに消費されるターゲット物質ＴＧの体積と、ドロップレットＤＬの吐出開始時点として設定される時点からの時間とに基づいて、ドロップレット吐出残時間を計算する。
を計算する。
【０１３２】
上記のように、計算部２８０はターゲット物質ＴＧの体積を正確に計算し得るため、当該正確なターゲット物質ＴＧからドロップレット吐出残時間を計算し得る。従って、計算部２８０は、ドロップレット吐出残時間が残量閾値を下回った場合に警告を発することで、ターゲット射出器２２を交換する時期、又は、ターゲット射出器２２のタンク２２Ａにターゲット物質ＴＧを補充する時期をユーザに正確に通知し得る。
【０１３３】
また、本実施形態の計算部２８０は、初期ターゲット体積と、ドロップレットＤＬの吐出開始時点として設定される時点からの時間に消費されるターゲット物質ＴＧの体積とに基づいて、ターゲット残量を計算する。
【０１３４】
上記のように、計算部２８０はターゲット物質ＴＧの体積を正確に計算し得るため、当該正確なターゲット残量を計算し得る。従って、計算部２８０は、ターゲット残量が残時間閾値を下回った場合に警告を発することで、ターゲット射出器２２を交換する時期、又は、ターゲット射出器２２のタンク２２Ａにターゲット物質ＴＧを補充する時期をユーザに正確に通知し得る。
【０１３５】
また、本実施形態のドロップレット吐出装置２０では、ドロップレット吐出部２１から吐出されるドロップレットＤＬの軌道ＯＴ上に配置されるドロップレット回収部７０が備えられる。計算部２８０は、ドロップレットＤＬの吐出開始時点として設定される時点からの時間に消費されるターゲット物質ＴＧの体積と、当該時間にプラズマ化されたドロップレットＤＬの体積とに基づいて、ドロップレット回収量を計算する。
【０１３６】
上記のように、計算部２８０はターゲット物質ＴＧの体積を正確に計算し得るため、当該正確なドロップレット回収量を計算し得る。従って、計算部２８０は、ドロップレット回収量が第１の回収量閾値以上かつ第１の回収量閾値よりも大きい第２の回収量閾値未満である場合に警告を発することで、ドロップレット回収部７０を交換する時期をユーザに正確に通知し得る。また、計算部２８０は、ドロップレット回収量が第２の回収量閾値以上である場合にドロップレット吐出部２１の吐出を停止させることで、ドロップレット回収部７０で回収しきれなくなったドロップレットＤＬが光学素子に付着することを未然に防止し得る。
【０１３７】
なお、ノズル２２Ｂの開口の開口径は、ターゲット射出器２２の種類に応じて異なる場合がある。本実施形態の計算部２８０には、ノズル２２Ｂの開口の開口径が入力され、計算部２８０は、この開口径に基づいてノズル２２Ｂの断面積を計算している。従って、計算部２８０は、ターゲット射出器２２の種類に応じた開口径に基づいてノズル２２Ｂの断面積を正確に計算し得る。
【０１３８】
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実施形態や変形例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。
【０１３９】
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不定冠詞「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。
【符号の説明】
【０１４０】
１・・・極端紫外光生成システム、１０・・・チャンバ、２０，２００・・・ドロップレット吐出装置、２１・・・ドロップレット吐出部、２２・・・ターゲット射出器、２３・・・ピエゾ素子、２４・・・ヒータ、２５・・・温度コントローラ、２６・・・圧力調整器、２７・・・ターゲット生成コントローラ、２８，２８０・・・計算部、３０・・・タイミングセンサ部、４０・・・ドロップレット画像出力部、５０・・・ＥＵＶ光生成コントローラ、６０・・・レーザ装置、７０・・・ドロップレット回収部、８０・・・ＥＵＶエネルギーセンサ、９０・・・インターフェイス、１００・・・速度センサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
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