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JP2005268461A - Jet nozzle - Google Patents

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JP2005268461A
JP2005268461A JP2004077389A JP2004077389A JP2005268461A JP 2005268461 A JP2005268461 A JP 2005268461A JP 2004077389 A JP2004077389 A JP 2004077389A JP 2004077389 A JP2004077389 A JP 2004077389A JP 2005268461 A JP2005268461 A JP 2005268461A
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JP
Japan
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target discharge
target
jet nozzle
flow path
support
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Pending
Application number
JP2004077389A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroshi Someya
浩 染谷
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Komatsu Ltd
Gigaphoton Inc
Original Assignee
Komatsu Ltd
Gigaphoton Inc
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Publication date
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Priority to JP2004077389A priority Critical patent/JP2005268461A/en
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a jet nozzle that is easy for maintenance and whose maintenance cost is reduced. <P>SOLUTION: The jet nozzle is used for a light source device that produces an extreme ultraviolet light, and it discharges a target substance as a target to which a laser beam is given to produce the extreme ultraviolet light. The jet nozzle is provided with: a target discharging part 11 wherein a first passage is formed inside and a target substance supplied to one end of the first passage is discharged to the other end thereof; a supporting part 12 wherein a second passage and a cooling chamber are formed inside, the target substance supplied to one end of the second passage is cooled, and it is supplied to the target discharging part from the other end of the second passage; and fixing means 13 and 14 that fix the target discharging part onto the supporting part in attachable/detachable manner so that the first and second passages can be communicated. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、極端紫外(EUV:extreme ultra violet)光を発生する光源装置において用いられるジェットノズルであって、EUV光を発生するためにレーザビームが照射されるターゲットとなる物質を放出するためのジェットノズルに関する。   The present invention is a jet nozzle used in a light source device that generates extreme ultra violet (EUV) light, and emits a target material to be irradiated with a laser beam in order to generate EUV light. It relates to a jet nozzle.

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(cataoptric system)とを組み合わせた露光装置の開発が期待されている。   With the miniaturization of semiconductor processes, the miniaturization of optical lithography is rapidly progressing, and in the next generation, fine processing of 100 to 70 nm and further fine processing of 50 nm or less are required. For example, in order to meet the demand for fine processing of 50 nm or less, development of an exposure apparatus that combines an EUV light source with a wavelength of about 13 nm and a reduced projection reflection optical system (cataoptric system) is expected.

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、ターゲット材料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から、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。   As the EUV light source, an LPP (laser produced plasma) light source using plasma generated by irradiating a target with a laser beam, a DPP (discharge produced plasma) light source using plasma generated by discharge, and orbital radiation light There are three types of SR (synchrotron radiation) light sources used. Among these, since the LPP light source can considerably increase the plasma density, extremely high brightness close to that of black body radiation can be obtained, and light emission only in a necessary wavelength band is possible by selecting a target material, which is almost isotropic. Because it is a point light source with a typical angular distribution, there is no structure such as an electrode around the light source, and it is possible to secure a very large collection solid angle of 2πsterad. It is considered to be a powerful light source for required EUV lithography.

図7に、従来の光源装置の構成を示す。ノズル101が、冷媒供給装置103から供給される冷媒を用いて、ターゲット供給装置102から供給されるターゲットとなる物質(以下、「ターゲット物質」という)を冷やしてから下方に噴射する。駆動用レーザ104から発生したレーザ光を集光レンズ105により収束させることによって形成されたレーザビームをターゲットに照射することにより、プラズマ106を発生させる。プラズマ106から放出されたEUV光は、集光ミラー107により集光され、光束(例えば平行光)108となって露光機へ伝送される。   FIG. 7 shows a configuration of a conventional light source device. The nozzle 101 cools a target substance (hereinafter referred to as “target substance”) supplied from the target supply apparatus 102 using the refrigerant supplied from the refrigerant supply apparatus 103 and then injects it downward. Plasma 106 is generated by irradiating the target with a laser beam formed by converging the laser light generated from the driving laser 104 with the condenser lens 105. The EUV light emitted from the plasma 106 is condensed by a condensing mirror 107 and is transmitted as a light beam (for example, parallel light) 108 to an exposure machine.

一般的に、EUV光源に用いられるターゲット噴射用のジェットノズルの流路は、ターゲット物質をレーザビーム照射領域に安定的に供給するために、上部から下部に向けられている。なお、ターゲット物質を高密度化するために、液体又は固体のターゲット物質をレーザビーム照射領域に供給することが望ましい。   In general, the flow path of a jet nozzle for target injection used in an EUV light source is directed from the upper part to the lower part in order to stably supply the target material to the laser beam irradiation region. In order to increase the density of the target material, it is desirable to supply a liquid or solid target material to the laser beam irradiation region.

図8は、従来のジェットノズルの断面図である。図8に示すように、従来のノズル101には、ノズル先端部110、流路部111、及び、冷却室112が形成されている。ターゲット物質は、図7に示すターゲット供給装置102から加圧された気体の状態で流路部111の内部に供給され、冷却室112において液化される。液化されたターゲット物質は、ノズル先端部110内に形成された流路に送り込まれ、吐出口から噴射される。ここで、ノズル先端部110の流路の内径は、流路部111の内径よりも小さくなっている。   FIG. 8 is a cross-sectional view of a conventional jet nozzle. As shown in FIG. 8, the conventional nozzle 101 has a nozzle tip portion 110, a flow path portion 111, and a cooling chamber 112. The target material is supplied from the target supply device 102 shown in FIG. 7 in the pressurized gas state to the inside of the flow path unit 111 and is liquefied in the cooling chamber 112. The liquefied target material is fed into a flow path formed in the nozzle tip 110 and is ejected from the discharge port. Here, the inner diameter of the flow path of the nozzle tip 110 is smaller than the inner diameter of the flow path 111.

このように、従来のジェットノズルは、ノズル先端部と冷却室とが一体に形成されているので高価な部品となっており、また、ノズル先端部の流路の内径が10μm〜100μmと非常に細く、真円度や内表面の平滑度等に関して高精度な加工を行おうとすると、流路の内径の10倍である0.1mm〜1mm程度の深さまでしかノズル先端部の流路を形成できないので、ノズル先端部と冷却室とが一体に形成された大きいジェットノズルの加工は困難であった。   As described above, the conventional jet nozzle is an expensive part because the nozzle tip and the cooling chamber are integrally formed, and the inner diameter of the flow path at the nozzle tip is as high as 10 μm to 100 μm. If a thin and highly precise process is performed with respect to roundness, inner surface smoothness, etc., the flow path at the nozzle tip can be formed only to a depth of about 0.1 mm to 1 mm, which is 10 times the inner diameter of the flow path. Therefore, it is difficult to process a large jet nozzle in which the nozzle tip and the cooling chamber are integrally formed.

ところで、LPP光源において、プラズマを発生させるためにターゲット物質にレーザビームを照射すると、レーザビーム照射領域のターゲット物質がプラズマ化するときの輻射熱によって、ノズル先端部がダメージを受けてしまう。   By the way, in a LPP light source, when a target material is irradiated with a laser beam in order to generate plasma, the nozzle tip is damaged by radiant heat generated when the target material in the laser beam irradiation region is turned into plasma.

また、ターゲット物質にレーザビームが照射される際には、レーザビーム照射領域がプラズマ化するときにレーザビームの照射時に高速で発生するイオン化したターゲットがレーザビーム照射領域の周辺(ノズル等)に衝突する等、その周辺においてターゲット物質が飛散して、直径数μm以上の粒子塊(デブリ)となって多量に放出され、ノズル先端部に付着してダメージを与える。   When the target material is irradiated with a laser beam, an ionized target that is generated at a high speed when the laser beam irradiation region is turned into a plasma and collides with the periphery (nozzle, etc.) of the laser beam irradiation region. For example, the target material scatters in the vicinity thereof and is released in a large amount as a particle lump (debris) having a diameter of several μm or more, and adheres to the tip of the nozzle and causes damage.

したがって、ダメージを受けたジェットノズルを交換する必要があるので、メンテナンスの容易化が望まれている。また、ノズル先端部と冷却室とが一体に形成されたジェットノズルは高価な部品なので、メンテナンスにコストがかかるという問題があった。   Therefore, since it is necessary to replace the damaged jet nozzle, it is desired to facilitate maintenance. Further, since the jet nozzle in which the nozzle tip and the cooling chamber are integrally formed is an expensive part, there is a problem that maintenance is expensive.

関連する技術として、下記の特許文献1には、標的材料送給チューブを使用する、レーザープラズマ極紫外放射線源のためのノズルが開示されている。このノズルにおいては、送給チューブと熱交換器との間にギャップを提供し、送給チューブとボア内の本体部分の内壁との間にギャップを提供するように、送給チューブが位置決めされているので、送給チューブを、加熱されたグラファイト本体部分から熱隔離することができる。しかしながら、ノズルのメンテナンスについては述べられていない。
特開2003−43199号公報(第1,4頁、図2)
As a related technique, the following Patent Document 1 discloses a nozzle for a laser plasma extreme ultraviolet radiation source using a target material feeding tube. In this nozzle, the feed tube is positioned to provide a gap between the feed tube and the heat exchanger and to provide a gap between the feed tube and the inner wall of the body portion in the bore. As such, the delivery tube can be thermally isolated from the heated graphite body portion. However, there is no mention of nozzle maintenance.
Japanese Patent Laying-Open No. 2003-43199 (pages 1 and 4 and FIG. 2)

そこで、上記の点に鑑み、本発明は、容易にメンテナンス可能であり、メンテナンスのコストを抑えることができるジェットノズルを提供することを目的とする。   Therefore, in view of the above points, an object of the present invention is to provide a jet nozzle that can be easily maintained and can reduce the cost of maintenance.

上記課題を解決するため、本発明に係るジェットノズルは、極端紫外光を発生する光源装置において用いられ、極端紫外光を発生するためにレーザビームが照射されるターゲットとなるターゲット物質を放出するためのジェットノズルであって、内部に第1の流路が形成され、第1の流路の一端に供給されるターゲット物質を第1の流路の他端から放出するためのターゲット放出部と、内部に第2の流路と冷却室とが形成され、第2の流路の一端に供給されるターゲット物質を冷却して第2の流路の他端からターゲット放出部に供給するための支持部と、第1の流路と第2の流路とが連通するように、ターゲット放出部を支持部に着脱可能に固定する固定手段とを具備する。   In order to solve the above problems, a jet nozzle according to the present invention is used in a light source device that generates extreme ultraviolet light, and emits a target material that is a target irradiated with a laser beam in order to generate extreme ultraviolet light. A target discharge portion for discharging a target material supplied to one end of the first flow path from the other end of the first flow path, wherein the first flow path is formed therein, A second flow path and a cooling chamber are formed inside, and a support for cooling the target material supplied to one end of the second flow path and supplying the target material from the other end of the second flow path to the target discharge portion And a fixing means for detachably fixing the target discharge portion to the support portion so that the first flow path and the second flow path communicate with each other.

本発明によれば、ターゲット放出部を支持部に着脱可能に固定するホルダ部を用いることにより、容易にメンテナンス可能であり、メンテナンスのコストを抑えることができるジェットノズルを提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a jet nozzle that can be easily maintained by using the holder portion that detachably fixes the target discharge portion to the support portion, and can reduce maintenance costs.

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、本発明の第1の実施形態に係るジェットノズルの断面図である。このジェットノズルは、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)方式のEUV光源において、真空引きされたチャンバ内に配置され、キセノン等のターゲット物質を液化して、先端部から放出するために用いられる。
Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The same constituent elements are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
FIG. 1 is a cross-sectional view of a jet nozzle according to a first embodiment of the present invention. This jet nozzle is arranged in a vacuum-evacuated chamber in an LPP (laser produced plasma) type EUV light source using plasma generated by irradiating a target with a laser beam, and liquefies a target material such as xenon. And used to discharge from the tip.

図1に示すように、ジェットノズル10は、内部に第1の流路が形成され、第1の流路の一端に供給されるターゲットとなる物質(以下、「ターゲット物質」という)を第1の流路の他端から放出するターゲット放出部11と、内部に第2の流路と冷却室とが形成され、第2の流路の一端に供給される気体のターゲット物質を冷却して液化して、液体のターゲット物質を第2の流路の他端からターゲット放出部11に供給する支持部12と、ターゲット放出部11を支持部12に着脱可能に固定するホルダ部13と、ターゲット放出部11とホルダ部13との間に挟まれた板バネ14とを含んでいる。   As shown in FIG. 1, the jet nozzle 10 has a first flow path formed therein, and a target substance (hereinafter referred to as “target material”) supplied to one end of the first flow path is a first. A target discharge section 11 that discharges from the other end of the flow path, a second flow path and a cooling chamber are formed therein, and the gaseous target material supplied to one end of the second flow path is cooled and liquefied. A support unit 12 for supplying a liquid target material from the other end of the second flow path to the target discharge unit 11, a holder unit 13 for detachably fixing the target discharge unit 11 to the support unit 12, and a target discharge A leaf spring 14 sandwiched between the portion 11 and the holder portion 13 is included.

また、ターゲット放出部11と支持部12との間には、ガスケット状のシール15が挿入されている。シール15には、ターゲット放出部11の流路と支持部12の流路とを連通させるための中空領域が形成されている。   A gasket-like seal 15 is inserted between the target discharge portion 11 and the support portion 12. The seal 15 is formed with a hollow region for communicating the flow path of the target discharge part 11 and the flow path of the support part 12.

ホルダ部13は、ターゲット放出部11と支持部12とを内包する中空空間が形成された管状体である。支持部12に雄ネジを形成し、ホルダ部13に支持部12の雄ネジに対応する雌ネジを形成することにより、ホルダ部13の一端は、支持部12と累合可能となっており、ホルダ部13の他端は、板バネ14と係合している。この構成により、輻射熱等によるダメージを受けることによって劣化したターゲット放出部11のみを取り外すことが可能となるので、ターゲット放出部11のみを交換することによって容易にメンテナンス可能であり、冷却室が形成されている支持部12等を再利用でき、メンテナンスのコストを抑えることができる。さらに、非常に細い内径を有するターゲット放出部11を独立部品とすることができるので、ターゲット放出部11の流路を形成することが容易となる。なお、ホルダ部13の材料としては、キセノンの冷却制御の効率を向上させるために、熱伝導が良く、さらに、熱容量の小さい銅やアルミニウム等の金属材料が望ましい。   The holder portion 13 is a tubular body in which a hollow space that encloses the target discharge portion 11 and the support portion 12 is formed. By forming a male screw on the support portion 12 and forming a female screw corresponding to the male screw of the support portion 12 on the holder portion 13, one end of the holder portion 13 can be integrated with the support portion 12, The other end of the holder portion 13 is engaged with the leaf spring 14. With this configuration, it is possible to remove only the target discharge portion 11 that has deteriorated due to damage caused by radiant heat or the like. Therefore, maintenance can be easily performed by replacing only the target discharge portion 11, and a cooling chamber is formed. The supporting portion 12 and the like that are present can be reused, and maintenance costs can be reduced. Furthermore, since the target discharge portion 11 having a very thin inner diameter can be used as an independent component, it is easy to form a flow path for the target discharge portion 11. In addition, as a material of the holder part 13, in order to improve the efficiency of the xenon cooling control, a metal material such as copper or aluminum having a good heat conductivity and a small heat capacity is desirable.

支持部12の流路には、高純度のキセノンを格納しているガスボンベから、レギュレータにより所望の圧力に調節された気体のキセノンが供給される。また、支持部12の冷却室には、マイナス約196℃の液体窒素が、冷媒として供給される。流路に供給された気体のキセノンは、冷却室に供給された液体窒素によって、熱交換部を介して冷却され、加圧下における沸点以下となって液化する。例えば、供給される気体のキセノンの背圧が2.4MPaである場合には、キセノンはマイナス約100℃で液化する。   A gas xenon adjusted to a desired pressure by a regulator is supplied to the flow path of the support portion 12 from a gas cylinder storing high-purity xenon. Further, liquid nitrogen of minus about 196 ° C. is supplied as a refrigerant to the cooling chamber of the support portion 12. The gaseous xenon supplied to the flow path is cooled by the liquid nitrogen supplied to the cooling chamber via the heat exchanging section, and liquefies below the boiling point under pressure. For example, when the back pressure of the supplied gas xenon is 2.4 MPa, the xenon is liquefied at about minus 100 ° C.

液体となったキセノンは、ターゲット放出部11に加圧状態で送り込まれ、ターゲット放出部11から噴射される。なお、ターゲット物質であるキセノンの温度は、冷却室内に流れる冷媒の流量によって制御される。   The xenon that has become liquid is fed into the target discharge unit 11 in a pressurized state and is ejected from the target discharge unit 11. Note that the temperature of the target material xenon is controlled by the flow rate of the refrigerant flowing in the cooling chamber.

ところで、ターゲット放出部11を交換する場合に、真空中における作業は困難なので、大気中において室温でジェットノズルを締め付けてシールするが、ターゲット物質を噴射する際には、ジェットノズルが冷却される。このように温度差があると、各部品の収縮率の差により隙間が生じ、シール部からターゲット物質が漏れるおそれがある。また、シール部からターゲット物質が漏れると、ターゲット放出部11内におけるターゲット物質の圧力が低減し、ターゲット放出部11から噴射されるジェットが不安定になると共に、漏れたターゲット物質がチャンバ内の真空度を低下させてしまう。   By the way, since the work in vacuum is difficult when the target discharge unit 11 is replaced, the jet nozzle is tightened and sealed at room temperature in the atmosphere, but when jetting the target material, the jet nozzle is cooled. When there is such a temperature difference, a gap is generated due to a difference in shrinkage rate of each component, and the target material may leak from the seal portion. Further, when the target material leaks from the seal portion, the pressure of the target material in the target discharge portion 11 is reduced, the jet injected from the target discharge portion 11 becomes unstable, and the leaked target material is vacuumed in the chamber. Will reduce the degree.

これを防止するためには、シール15のつぶし代により生じるシール材の反発力によって、シール面を密着させ気密を保持することが考えられる。しかしながら、この反発力を得るためには、シール15の断面積を大きくし、大きな力でターゲット放出部11を固定する必要がある。   In order to prevent this, it is conceivable that the sealing surface is brought into close contact with each other by the repulsive force of the sealing material generated by the crushing margin of the seal 15 to keep the airtightness. However, in order to obtain this repulsive force, it is necessary to increase the cross-sectional area of the seal 15 and fix the target discharge portion 11 with a large force.

そこで、本実施形態においては、シール面を密着させて気密を保持するために必要な力を、シール15の反発力によって得るのではなく、板バネ14の弾性力によって得ている。即ち、板バネ14の弾性によって、ターゲット放出部11を支持部12に押し付ける圧力を印加することにより、温度変化が生じても、ターゲット放出部11と支持部12との間の気密性を維持することを可能としている。   Therefore, in the present embodiment, the force necessary for keeping the seal surface in close contact and maintaining airtightness is obtained not by the repulsive force of the seal 15 but by the elastic force of the leaf spring 14. That is, by applying a pressure that presses the target discharge portion 11 against the support portion 12 due to the elasticity of the leaf spring 14, even if a temperature change occurs, the airtightness between the target discharge portion 11 and the support portion 12 is maintained. Making it possible.

この場合には、シール15の断面積を小さくすることができるので、シール15の内圧によって生じる力も小さくなり、ターゲット放出部11を支持部12に押し付ける圧力を印加する機構部品の小型化が可能となる。さらに、ターゲット放出部11を支持部12に押し付ける圧力を印加するための力を、工具を用いずに、ホルダ部13を手締めすることによって得ることが可能な小型のジェットノズルも実現可能となる。   In this case, since the cross-sectional area of the seal 15 can be reduced, the force generated by the internal pressure of the seal 15 is also reduced, and it is possible to reduce the size of the mechanical component that applies pressure to press the target discharge portion 11 against the support portion 12. Become. Furthermore, it is possible to realize a small jet nozzle that can obtain a force for applying a pressure for pressing the target discharge portion 11 against the support portion 12 by manually tightening the holder portion 13 without using a tool. .

このように、ターゲット放出部11と支持部12との間の気密性を維持することにより、ターゲット放出部11と支持部12との間のシール部からの液体キセノンの漏洩を防止することができる。これにより、ターゲット放出部11の内圧を保持し、ターゲット物質をレーザビーム照射領域に安定的に供給することができる。また、ターゲット物質の漏洩を防ぐことにより、漏洩したキセノンによってEUV光のエネルギーが吸収され、出力が低下することを防ぐことができる。   As described above, by maintaining the airtightness between the target discharge unit 11 and the support unit 12, leakage of liquid xenon from the seal portion between the target discharge unit 11 and the support unit 12 can be prevented. . Thereby, the internal pressure of the target discharge | release part 11 can be hold | maintained and a target material can be stably supplied to a laser beam irradiation area | region. Further, by preventing leakage of the target material, it is possible to prevent EUV light energy from being absorbed by the leaked xenon and lowering the output.

なお、本実施形態においては、シール材として、低温特性が良く熱収縮量の大きいテフロン(登録商標)を用い、ガスケット状に形成したテフロン(登録商標)の内径が、キセノンが液化する温度においてターゲット放出部11の流入口の内径と等しくなるように、常温におけるテフロン(登録商標)の内径をターゲット放出部11の流入口の内径よりも大きくしている。これにより、ターゲット放出部11と支持部12との間にガス溜りが形成され難くなり、ガス溜りに残留する不純物の量を抑えることができる。したがって、キセノンをレーザビーム照射領域に安定的に供給することができる。   In this embodiment, Teflon (registered trademark) having a low temperature characteristic and a large thermal shrinkage is used as the sealing material, and the inner diameter of the Teflon (registered trademark) formed in a gasket shape is set at a temperature at which xenon is liquefied. The inner diameter of Teflon (registered trademark) at room temperature is made larger than the inner diameter of the inlet of the target discharger 11 so as to be equal to the inner diameter of the inlet of the discharger 11. Thereby, it is difficult to form a gas reservoir between the target discharge portion 11 and the support portion 12, and the amount of impurities remaining in the gas reservoir can be suppressed. Therefore, xenon can be stably supplied to the laser beam irradiation region.

図2に、本実施形態において用いられる板バネの形状の一例を示す。図2の(A)は、板バネ14の平面図であり、図2の(B)は、図2の(A)におけるII−II面に沿った断面図である。板バネ14の材料としては、真空中においても脱ガスの少ないステンレス鋼(SUS:special use stainless)を用いている。   In FIG. 2, an example of the shape of the leaf | plate spring used in this embodiment is shown. 2A is a plan view of the leaf spring 14, and FIG. 2B is a cross-sectional view taken along the II-II plane in FIG. 2A. As a material of the leaf spring 14, stainless steel (SUS: special use stainless steel) that is less degassed even in a vacuum is used.

図2の(A)に示すように、板バネ14は、円盤状のSUSの中央にターゲット放出部11の先端部を貫通させるための穴が形成されている。また、その穴から円盤の外側に伸びる4つのスリットが形成されている。本実施形態においては、4つのスリットによって形成されるたわみ代によって、弾性力を発生させている。即ち、図2の(B)に示すように、板バネ14のたわみ代が、弾性限度内のたわみ量σだけたわむことによって、力Fの弾性力を発生させている。なお、スリットの数及び長さを変えることによって、たわみ代の形状を変え、たわみ量に対する弾性力の大きさを調節することができる。   As shown in FIG. 2A, the leaf spring 14 is formed with a hole through which the tip of the target discharge portion 11 penetrates in the center of the disc-shaped SUS. Also, four slits extending from the hole to the outside of the disk are formed. In this embodiment, the elastic force is generated by the deflection margin formed by the four slits. That is, as shown in FIG. 2B, the bending allowance of the leaf spring 14 is bent by a deflection amount σ within the elastic limit, thereby generating the elastic force of the force F. By changing the number and length of the slits, the shape of the deflection allowance can be changed, and the magnitude of the elastic force with respect to the deflection amount can be adjusted.

板バネ14のスリットの数及び長さは、図1に示すターゲット放出部11、ホルダ部13、板バネ14、及び、シール15の到達温度における熱収縮量と、ターゲット放出部11の内圧とによって決定される。即ち、到達温度における各部の熱収縮量の合計よりも板バネ14のたわみ量の方が大きくなるようにして、さらに、板バネ14のたわみ量から到達温度における各部の熱収縮量の合計を引いた残りのたわみ量によって、ターゲット放出部11の内圧に耐えられるように設計されている。   The number and length of the slits of the leaf spring 14 depend on the amount of thermal contraction at the ultimate temperature of the target discharge portion 11, the holder portion 13, the leaf spring 14 and the seal 15 shown in FIG. 1 and the internal pressure of the target discharge portion 11. It is determined. That is, the deflection amount of the leaf spring 14 is larger than the total thermal contraction amount of each part at the ultimate temperature, and further, the total thermal contraction amount of each part at the ultimate temperature is subtracted from the deflection amount of the leaf spring 14. The remaining amount of deflection is designed to withstand the internal pressure of the target discharge portion 11.

なお、本実施形態においては、支持部12にストッパを設けることにより、固定時に設定されるたわみ量の再現性を持たせている。即ち、固定時に、ホルダ部13をストッパに突き当てて固定することにより、たわみ量が一定となるようにしている。また、ストッパの位置を変えることにより、任意の温度及び内圧に対応することができる。   In the present embodiment, the support portion 12 is provided with a stopper so as to have reproducibility of the deflection amount set at the time of fixing. That is, at the time of fixing, the holder portion 13 is abutted against the stopper and fixed, so that the amount of deflection is constant. Further, by changing the position of the stopper, it is possible to cope with an arbitrary temperature and internal pressure.

次に、本発明の第1の実施形態の変形例について説明する。
図3は、本発明の第1の実施形態の変形例に係るジェットノズルの断面図である。図3に示すように、ジェットノズル20は、図1に示す支持部12の替りに、支持部21を含んでいる。その他の構成については、図1に示すジェットノズルと同様である。なお、支持部21には、ターゲット物質等を冷却するためのパルスチューブ22が接続され、パルスチューブ22には、パルスチューブ22の温度を測定するサーミスタ23が装備されている。
Next, a modification of the first embodiment of the present invention will be described.
FIG. 3 is a cross-sectional view of a jet nozzle according to a modification of the first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 3, the jet nozzle 20 includes a support portion 21 instead of the support portion 12 shown in FIG. About another structure, it is the same as that of the jet nozzle shown in FIG. Note that a pulse tube 22 for cooling the target material and the like is connected to the support portion 21, and the pulse tube 22 is equipped with a thermistor 23 that measures the temperature of the pulse tube 22.

支持部21には、気体のキセノンを液化させるための冷却室と、気体のキセノンを冷却室に送り込むための流路とが形成されている。なお、冷却室内には、パルスチューブ22によって気体のキセノンからエネルギーを奪い、液化させるための熱交換部が形成されている。ジェットノズル20は、サーミスタ23によって測定したパルスチューブ22の温度に基づいて、コントローラがパルスチューブ22の動作を制御し、冷却した気体のヘリウムをパルスチューブ22内で循環させることにより、キセノン、ターゲット放出部11、及び、ホルダ部13等の温度を制御している。   A cooling chamber for liquefying gaseous xenon and a flow path for sending gaseous xenon to the cooling chamber are formed in the support portion 21. In the cooling chamber, a heat exchange part is formed for taking energy from gaseous xenon by the pulse tube 22 and liquefying it. The jet nozzle 20 controls the operation of the pulse tube 22 based on the temperature of the pulse tube 22 measured by the thermistor 23, and circulates the cooled gaseous helium in the pulse tube 22, so that the xenon and target emission are performed. The temperature of the part 11 and the holder part 13 is controlled.

次に、本発明の第2の実施形態について説明する。
図4は、本発明の第2の実施形態に係るジェットノズルの断面図である。図4に示すように、ジェットノズル30は、図1に示すジェットノズルから板バネ14を取り除き、ホルダ部13の替りにホルダ部31を含んでいる。その他の構成については、図1に示すジェットノズルと同様である。
Next, a second embodiment of the present invention will be described.
FIG. 4 is a cross-sectional view of a jet nozzle according to the second embodiment of the present invention. As shown in FIG. 4, the jet nozzle 30 removes the leaf spring 14 from the jet nozzle shown in FIG. 1 and includes a holder portion 31 instead of the holder portion 13. About another structure, it is the same as that of the jet nozzle shown in FIG.

本実施形態においては、シール面を密着させて気密を保持するために必要な力を、シール15の反発力によって得るのではなく、ホルダ部31の弾性力によって得ている。即ち、ホルダ部31のツメ部の弾性によって、ターゲット放出部11を支持部12に押し付ける圧力を印加することにより、温度変化が生じても、ターゲット放出部11と支持部12との間の気密性を維持することを可能としている。   In the present embodiment, the force necessary for keeping the seal surface in close contact and maintaining airtightness is obtained not by the repulsive force of the seal 15 but by the elastic force of the holder portion 31. That is, even if a temperature change occurs by applying a pressure that presses the target discharge portion 11 against the support portion 12 by the elasticity of the claw portion of the holder portion 31, the airtightness between the target discharge portion 11 and the support portion 12. It is possible to maintain.

ホルダ部31の形状は、ターゲット放出部11、ホルダ部31、及び、シール15の到達温度における熱収縮量と、ターゲット放出部11の内圧とによって決定される。即ち、到達温度における各部の熱収縮量の合計よりもホルダ部31のツメ部のたわみ量の方が大きくなるようにして、さらに、ホルダ部31のツメ部のたわみ量から到達温度における各部の熱収縮量の合計を引いた残りのたわみ量によって、ターゲット放出部11の内圧に耐えられるように設計されている。   The shape of the holder portion 31 is determined by the amount of thermal contraction at the temperature reached by the target discharge portion 11, the holder portion 31 and the seal 15, and the internal pressure of the target discharge portion 11. That is, the deflection amount of the claw portion of the holder portion 31 is larger than the total amount of heat shrinkage of each portion at the ultimate temperature, and further, the heat of each portion at the ultimate temperature is determined from the deflection amount of the claw portion of the holder portion 31. It is designed to be able to withstand the internal pressure of the target discharge portion 11 by the remaining deflection amount obtained by subtracting the total contraction amount.

なお、本実施形態においては、支持部12にストッパを設けることにより、固定時に設定されるたわみ量の再現性を持たせている。即ち、固定時に、ホルダ部31をストッパに突き当てて固定することにより、たわみ量が一定となるようにしている。また、ストッパの位置を変えることにより、任意の温度及び内圧に対応することができる。   In the present embodiment, the support portion 12 is provided with a stopper so as to have reproducibility of the deflection amount set at the time of fixing. That is, at the time of fixing, the holder portion 31 is abutted against and fixed to the stopper so that the amount of deflection is constant. Further, by changing the position of the stopper, it is possible to cope with an arbitrary temperature and internal pressure.

ホルダ部31の材料としては、キセノンの冷却制御の効率を向上させるために、熱伝導が良く、さらに、熱容量の小さい銅やアルミニウム等の金属材料が望ましい。但し、銅やアルミニウム等の金属材料を用いてシール面を密着させて気密を保持するために必要な力を得るためには、断面形状を大きくするか、又は、ホルダ部31のツメ部の長さを長くする必要があるので、熱容量がある程度増大してしまう。   As a material of the holder part 31, in order to improve the efficiency of cooling control of xenon, a metal material such as copper or aluminum having good heat conduction and a small heat capacity is desirable. However, in order to obtain a force necessary to keep the sealing surface in close contact with a metal material such as copper or aluminum to maintain airtightness, the cross-sectional shape is increased or the length of the claw portion of the holder portion 31 is increased. Since it is necessary to increase the length, the heat capacity increases to some extent.

次に、本発明の第3の実施形態について説明する。
図5は、本発明の第3の実施形態に係るジェットノズルの断面図である。図5に示すように、ジェットノズル40は、図4に示すホルダ部31の替りにホルダ部41を含んでいる。その他の構成については、図4に示すジェットノズルと同様である。
Next, a third embodiment of the present invention will be described.
FIG. 5 is a cross-sectional view of a jet nozzle according to the third embodiment of the present invention. As shown in FIG. 5, the jet nozzle 40 includes a holder portion 41 instead of the holder portion 31 shown in FIG. 4. About another structure, it is the same as that of the jet nozzle shown in FIG.

本実施形態においては、シール面を密着させて気密を保持するために必要な力を、ホルダ部31の弾性力によって得るのではなく、ホルダ部41の熱収縮によって得ている。即ち、ターゲット放出部11を支持部12に押し付ける範囲において、ターゲット放出部11及びシール15の合計の熱収縮量よりも大きな熱収縮量を有するホルダ部41によって、ターゲット放出部11を支持部12に押し付ける圧力を印加することにより、温度変化が生じても、ターゲット放出部11と支持部12との間の気密性を維持することを可能としている。   In the present embodiment, the force necessary for keeping the seal surface in close contact and maintaining airtightness is obtained not by the elastic force of the holder part 31 but by the thermal contraction of the holder part 41. That is, in the range in which the target discharge portion 11 is pressed against the support portion 12, the target discharge portion 11 is brought to the support portion 12 by the holder portion 41 having a heat shrinkage amount larger than the total heat shrinkage amount of the target discharge portion 11 and the seal 15. By applying the pressing pressure, it is possible to maintain the airtightness between the target discharge portion 11 and the support portion 12 even if a temperature change occurs.

ホルダ部41の材料としては、キセノンの冷却制御の効率を向上させるために、熱伝導が良く、さらに、熱容量の小さい銅やアルミニウム等の金属材料が望ましい。但し、これらの材料の熱収縮率は、シール15の材料として用いているテフロン(登録商標)の熱収縮率の1/10程度である。このような場合には、ターゲット放出部11を支持部12に押し付ける範囲において、ホルダ部41が、少なくともターゲット放出部11及びシール15の合計の熱収縮量よりも大きな熱収縮量を有するようにする。但し、銅やアルミニウム等の金属材料を用いてシール面を密着させて気密を保持するために必要な熱収縮量を得るためには、ホルダ部41の胴の長さを長くする必要があるので、第2の実施形態と同様に熱容量がある程度増大してしまう。   As a material of the holder part 41, in order to improve the efficiency of cooling control of xenon, a metal material such as copper or aluminum having good heat conduction and a small heat capacity is desirable. However, the thermal contraction rate of these materials is about 1/10 of the thermal contraction rate of Teflon (registered trademark) used as the material of the seal 15. In such a case, the holder portion 41 has a thermal contraction amount larger than at least the total thermal contraction amount of the target discharge portion 11 and the seal 15 in a range where the target discharge portion 11 is pressed against the support portion 12. . However, in order to obtain the amount of heat shrinkage required to keep the sealing surface in close contact with a metal material such as copper or aluminum, the length of the barrel of the holder portion 41 needs to be increased. As in the second embodiment, the heat capacity increases to some extent.

次に、本発明の第4の実施形態について説明する。
図6は、本発明の第4の実施形態に係るジェットノズルの断面図である。図6に示すように、ジェットノズル50は、図1に示すジェットノズルから板バネ14を取り除き、シール15の替りにシール51を含んでいる。その他の構成については、図1に示すジェットノズルと同様である。
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described.
FIG. 6 is a cross-sectional view of a jet nozzle according to the fourth embodiment of the present invention. As shown in FIG. 6, the jet nozzle 50 removes the leaf spring 14 from the jet nozzle shown in FIG. 1 and includes a seal 51 instead of the seal 15. About another structure, it is the same as that of the jet nozzle shown in FIG.

本実施形態においては、シール面を密着させて気密を保持するために必要な力を、内圧用のスプリング荷重式のシール51の反発力によって得ている。即ち、シール51の反発力によって、ターゲット放出部11を支持部12に押し付ける圧力を印加することにより、温度変化が生じても、ターゲット放出部11と支持部12との間の気密性を維持することを可能としている。   In the present embodiment, the force necessary to keep the seal surface in close contact and maintain airtightness is obtained by the repulsive force of the spring-loaded seal 51 for internal pressure. That is, by applying a pressure that presses the target discharge portion 11 against the support portion 12 due to the repulsive force of the seal 51, the airtightness between the target discharge portion 11 and the support portion 12 is maintained even if a temperature change occurs. Making it possible.

なお、本実施形態においては、支持部12にストッパを設けることにより、固定時に設定されるシール51の反発力の再現性を持たせている。即ち、固定時に、ホルダ部13をストッパに突き当てて固定することにより、シール51の反発力が一定となるようにしている。また、ストッパの位置を変えることにより、任意の温度及び内圧に対応することができる。   In the present embodiment, the support portion 12 is provided with a stopper so that the repulsive force of the seal 51 set at the time of fixing is reproducible. That is, at the time of fixing, the repelling force of the seal 51 is made constant by abutting and fixing the holder portion 13 against the stopper. Further, by changing the position of the stopper, it is possible to cope with an arbitrary temperature and internal pressure.

シール51は、リング状になっており、断面がアルファベットのC字形をしており、かつ、開口部が内側になるように形成されている。また、シール51は、表面にテフロン(登録商標)コーティングが施されているSUSによって形成され、Oリングと同様に用いることができる。   The seal 51 is ring-shaped, has a C-shaped cross section, and is formed so that the opening is on the inside. The seal 51 is formed of SUS having a Teflon (registered trademark) coating on the surface, and can be used in the same manner as an O-ring.

従って、シール51のC字型部分におけるターゲット物質の圧力が高まることにより、ターゲット放出部11とシール51との間がより密着し、さらに、シール51と支持部12との間がより密着するので、シール性を向上させることができる。   Therefore, when the pressure of the target material in the C-shaped portion of the seal 51 is increased, the target discharge portion 11 and the seal 51 are more closely contacted, and further, the seal 51 and the support portion 12 are more closely contacted. , Sealing properties can be improved.

本発明は、EUV光を発生する光源装置においてターゲットとなる物質を放出するためのジェットノズルに利用することが可能である。   The present invention can be used for a jet nozzle for emitting a target substance in a light source device that generates EUV light.

本発明の第1の実施形態に係るジェットノズルの断面図である。It is sectional drawing of the jet nozzle which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施形態において用いられる板バネの形状の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the shape of the leaf | plate spring used in the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施形態の変形例に係るジェットノズルの断面図である。It is sectional drawing of the jet nozzle which concerns on the modification of the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施形態に係るジェットノズルの断面図である。It is sectional drawing of the jet nozzle which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施形態に係るジェットノズルの断面図である。It is sectional drawing of the jet nozzle which concerns on the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第4の実施形態に係るジェットノズルの断面図である。It is sectional drawing of the jet nozzle which concerns on the 4th Embodiment of this invention. 従来の光源装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the conventional light source device. 従来のジェットノズルの断面図である。It is sectional drawing of the conventional jet nozzle.

符号の説明Explanation of symbols

10,20,30,40,50…ジェットノズル、11…ターゲット放出部、12,21…支持部、13,31,41…ホルダ部、14…板バネ、15,51…シール、22…パルスチューブ、23…サーミスタ DESCRIPTION OF SYMBOLS 10, 20, 30, 40, 50 ... Jet nozzle, 11 ... Target discharge | release part, 12, 21 ... Support part, 13, 31, 41 ... Holder part, 14 ... Leaf spring, 15, 51 ... Seal, 22 ... Pulse tube 23 ... Thermistor

Claims (7)

極端紫外光を発生する光源装置において用いられ、極端紫外光を発生するためにレーザビームが照射されるターゲットとなるターゲット物質を放出するためのジェットノズルであって、
内部に第1の流路が形成され、前記第1の流路の一端に供給されるターゲット物質を前記第1の流路の他端から放出するためのターゲット放出部と、
内部に第2の流路と冷却室とが形成され、前記第2の流路の一端に供給されるターゲット物質を冷却して前記第2の流路の他端から前記ターゲット放出部に供給するための支持部と、
前記第1の流路と前記第2の流路とが連通するように、前記ターゲット放出部を前記支持部に着脱可能に固定する固定手段と、
を具備するジェットノズル。
A jet nozzle that is used in a light source device that generates extreme ultraviolet light and emits a target material that is a target irradiated with a laser beam to generate extreme ultraviolet light,
A target discharge section for forming a first flow path therein and discharging a target material supplied to one end of the first flow path from the other end of the first flow path;
A second flow path and a cooling chamber are formed therein, and the target material supplied to one end of the second flow path is cooled and supplied to the target discharge portion from the other end of the second flow path. A support for,
Fixing means for removably fixing the target discharge portion to the support portion so that the first flow channel and the second flow channel communicate with each other;
A jet nozzle comprising:
前記ターゲット放出部と前記支持部との間に挿入されるシール部材であって、前記第1の流路と前記第2の流路とを連通させるための中空領域が形成されているシール部材をさらに具備する請求項1記載のジェットノズル。   A seal member inserted between the target discharge portion and the support portion, wherein the seal member has a hollow region for communicating the first flow path and the second flow path. The jet nozzle according to claim 1, further comprising: 前記固定手段が、
前記ターゲット放出部と前記支持部とを内包する中空空間が形成され、一端が前記支持部と累合可能な管状のホルダ部と、
前記ホルダ部の他端において、前記ターゲット放出部を前記支持部に押し付ける圧力を印加する圧力印加部と、
を含む、請求項1又は2記載のジェットノズル。
The fixing means is
A hollow space is formed that encloses the target discharge part and the support part, and one end of the tubular holder part can be integrated with the support part,
At the other end of the holder part, a pressure application part that applies pressure to press the target discharge part against the support part;
The jet nozzle according to claim 1, comprising:
前記圧力印加部が、前記ターゲット放出部を前記支持部に押し付ける板バネを含む、
、請求項3記載のジェットノズル。
The pressure application unit includes a leaf spring that presses the target discharge unit against the support unit,
The jet nozzle according to claim 3.
前記固定手段が、前記ターゲット放出部と前記支持部とを内包する中空空間が形成され、一端が前記支持部と累合可能な管状のホルダ部であって、前記ターゲット放出部を前記支持部に押し付ける圧力を印加するための弾性を有するホルダ部を含む、請求項1又は2記載のジェットノズル。   The fixing means is formed with a hollow space that encloses the target discharge portion and the support portion, and one end is a tubular holder portion that can be integrated with the support portion, and the target discharge portion is used as the support portion. The jet nozzle according to claim 1, comprising a holder portion having elasticity for applying a pressing pressure. 前記固定手段が、前記ターゲット放出部と前記支持部とを内包する中空空間が形成され、一端が前記支持部と累合可能な管状のホルダ部であって、前記ターゲット放出部を前記支持部に押し付ける範囲において、少なくとも前記ターゲット放出部及びシール部材の合計の熱収縮量よりも大きい熱収縮量を有するホルダ部を含む、請求項2記載のジェットノズル。   The fixing means is formed with a hollow space that encloses the target discharge portion and the support portion, and one end is a tubular holder portion that can be integrated with the support portion, and the target discharge portion is used as the support portion. 3. The jet nozzle according to claim 2, further comprising a holder portion having a heat shrinkage amount that is at least larger than a total heat shrinkage amount of the target discharge portion and the seal member in a range to be pressed. 前記固定手段が、
前記ターゲット放出部と前記支持部とを内包する中空空間が形成され、一端が前記支持部と累合可能な管状のホルダ部と、
前記ターゲット放出部と前記支持部との間に挿入されるシール部材であって、前記第1の流路と前記第2の流路とを連通させるための中空領域が形成され、前記ターゲット放出部を前記ホルダ部に押し付ける圧力を印加するためのスプリング荷重式シール部材と、
を含む、請求項1記載のジェットノズル。
The fixing means is
A hollow space is formed that encloses the target discharge part and the support part, and one end of the tubular holder part can be integrated with the support part,
A seal member inserted between the target discharge portion and the support portion, wherein a hollow region for communicating the first flow path and the second flow path is formed, and the target discharge section A spring-loaded seal member for applying a pressure to press the holder part against the holder part;
The jet nozzle according to claim 1, comprising:
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