JP2005197456A - 光源装置及びそれを用いた露光装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ＥＵＶ光の捕集立体角及び捕集率を確保しつつ、ミラーコーティングに有害であるとされるデブリから集光ミラーを保護することにより、集光ミラーを長寿命化し、ランニングコストを低減することができる光源装置を提供する。
【解決手段】 ターゲットにレーザビームを照射することにより極端紫外光を発生する光源装置であって、ターゲットとなる物質を供給するターゲット供給部３、４と、ターゲットにレーザビームを照射することによりプラズマを発生させるレーザ部１、２と、プラズマから放出される極端紫外光を集光して出射する集光光学系５と、プラズマから放出される荷電粒子をトラップするために、電流が供給されたときに集光光学系内に磁場を発生させる磁場発生手段６、７とを具備する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ターゲットにレーザビームを照射することにより極端紫外（ＥＵＶ：extreme ultra violet）光を発生する光源装置に関する。さらに、本発明は、そのような光源装置を用いた露光装置に関する。

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。

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。

ＬＰＰ光源において、プラズマを発生させるためにレーザビームが照射されるターゲットとして固体材料を用いると、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により発生する熱がレーザビーム照射領域の周辺に伝わり、その周辺において固体材料が溶融する。溶融した固体材料は、直径数μｍ以上の粒子塊（デブリ）となって多量に放出され、集光ミラー（具体的にはミラーコーティング）にダメージを与え、その反射率を低下させる。一方、ターゲットとして気体を用いると、デブリは少なくなるものの、駆動用レーザに供給するパワーからＥＵＶ光のパワーへの変換効率が低下してしまう。

図９に、従来の光源装置の構成を示す。ノズル１０１からターゲットとなる物質を下方に噴射させる。駆動用レーザ１０２から発生したレーザ光を集光レンズ１０３により収束させることによって形成したレーザビームをターゲットに照射することによって、プラズマ１０４を発生させる。プラズマ１０４から放出されたＥＵＶ光は、集光ミラー１０５により集光され、光束（例えば平行光）１０６となってデブリシールド１０７を通過した後、露光機へ伝送される。

このとき、ＥＵＶ光と共に発生するデブリによって集光ミラー１０５が受けるダメージを抑えるために、ターゲットにレーザビームを照射する領域から集光ミラー１０５を離す必要があり、また、ＥＵＶ光の捕集率を維持するためには、レーザビーム照射領域と集光ミラー１０５との間の距離が長くなるにつれて、集光ミラー１０５のサイズを大きくする必要があった。

関連する技術として、下記の特許文献１には、発生したデブリによる光学ミラーの損傷を防止すると共に、Ｘ線の回収効率を向上したレーザプラズマＸ線源が開示されている。この特許文献１によれば、ターゲットの噴射方向に対して直角方向に磁場を印加する磁場印加装置を備えており、磁場によって偏向される前のデブリの進行方向をターゲットの噴射方向と仮定した場合に、磁場によって偏向されたイオン状のデブリが飛散してこない方向に光学ミラーを配置することにより光学ミラーの損傷を防止することができる。

しかしながら、プラズマから放出されるデブリは、ほぼ全方向に飛散してしまう。また、プラズマから放出されるイオンは数ｋｅＶのエネルギーを持つので、その進行速度は数十ｋｍ／ｓにも達する。したがって、プラズマの進行速度を、プラズマ化する前のターゲットの進行速度と同一の数百ｍ／ｓと考え、磁場によってターゲットの進行方向と仮定したデブリの進行方向を変更させたつもりであっても、その効果は少なく、実際は、デブリはほぼ全方向に飛散してしまい、光学ミラーの損傷を防止することはできない。

また、１０^−１〜１０^０Ｔ程度の磁束密度を発生させれば良いので、市販の強力な永久磁石を用いて達成できるとしているが、このような磁束密度を発生するためには、永久磁石とレーザビーム照射領域との距離を非常に短くする必要がある。しかしながら、永久磁石とレーザビーム照射領域との距離を非常に短くすると、光学ミラーの捕集立体角を著しく制限するという問題がある。

また、下記の特許文献２には、固体ターゲットから生じるデブリ（ス）を比較的簡単な方法で根本的に除去することのできる除去方法及び装置が開示されている。この特許文献２によれば、ターゲット物質表面のプラズマからＸ線と共に発生する中性微粒子に紫外線により電荷を与え、Ｘ線の経路に沿って配置される一対のメッシュ状の電極及び一対の電極の間に配置される電磁石によって電場と磁場とが直交する電磁場を発生させ、荷電微粒子に電磁場を通過させることにより、荷電微粒子の軌道を曲げてＸ線の経路外に排除することができる。これにより、Ｘ線の経路上に設けられるＸ線光学素子を保護することができる。

しかしながら、この方法を図９に示す従来の光源装置に適用する場合には、発生するプラズマ１０４と集光ミラー１０５との間に電磁石及び電極を配置する必要があり、電磁石及び電極によるＥＵＶ光の遮蔽、及び、レーザビーム照射領域と集光ミラー１０５との間の長い距離によって捕集立体角が非常に小さくなり、ＥＵＶ光の捕集率が極端に低下するという問題がある。
特許第３４３３１５１号公報（第２，３頁、図１） 特許第２５５２４３３号公報（第２，４頁、図１）

そこで、上記の点に鑑み、本発明は、ＥＵＶ光の捕集立体角及び捕集率を確保しつつ、ミラーコーティングに有害であるとされるデブリから集光ミラーを保護することにより、集光ミラーを長寿命化し、ランニングコストを低減することができる光源装置を提供することを目的とする。また、本発明は、そのような光源装置を用いることにより、微細な光リソグラフィを実現することができる露光装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明に係る光源装置は、ターゲットにレーザビームを照射することにより極端紫外光を発生する光源装置であって、ターゲットとなる物質を供給するターゲット供給部と、ターゲットにレーザビームを照射することによりプラズマを発生させるレーザ部と、プラズマから放出される極端紫外光を集光して出射する集光光学系と、プラズマから放出される荷電粒子をトラップするために、電流が供給されたときに集光光学系内に磁場を発生させる磁場発生手段とを具備する。ここで、磁場発生手段が、集光光学系を挟む１対のミラーコイルを含むようにしても良いし、集光光学系を内包するベースボールコイルを含むようにしても良い。

光源装置は、集光光学系内に定常磁場を発生させるように磁場発生手段に電流を供給する電流供給手段をさらに具備するようにしても良いし、磁場発生手段に電流を供給する電流供給手段と、集光光学系内にパルス磁場を発生させるように電流供給手段を制御するタイミング制御手段とをさらに具備するようにしても良い。

また、光源装置は、集光光学系の周辺に電場を発生させるための電極と、電極に正の電位を印加する電圧供給手段とをさらに具備するようにしても良い。その場合に、光源装置は、磁場発生手段に電流を供給する電流供給手段と、集光光学系内にパルス磁場を発生させるように電流供給手段を制御すると共に、集光光学系の周辺にパルス電場を発生させるように電圧供給手段を制御するタイミング制御手段とをさらに具備するようにしても良い。

以上において、光源装置は、プラズマから放出される中性粒子に紫外線を照射することにより中性粒子をイオン化又は帯電させる荷電手段をさらに具備するようにしても良い。
本発明に係る露光装置は、上記いずれかの光源装置と、光源装置によって発生された極端紫外光を複数のミラーを用いてマスクに集光する照明光学系と、マスクから反射された極端紫外光を用いて対象物を露光させる投影光学系とを具備する。

本発明によれば、電流が供給されたときに集光光学系内に磁場を発生させる磁場発生手段を設けたことにより、ＥＵＶ光の捕集立体角及び捕集率を確保しつつ、ミラーコーティングに有害であるとされるデブリから集光ミラーを保護することが可能となる。その結果、集光ミラーを長寿命化し、ランニングコストを低減することができる光源装置を提供することができる。また、そのような光源装置を用いることにより、微細な光リソグラフィを実現することができる露光装置を提供することができる。

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に、本発明の第１の実施形態に係る光源装置の構成を示す。この光源装置は、レーザ部として、レーザビームを発生する駆動用レーザ１と、駆動用レーザ１が発生するレーザビームを集光する照射光学系とを含んでいる。本実施形態においては、この照射光学系が、集光レンズ２によって構成されている。集光レンズ２としては、平凸レンズやシリンドリカルレンズ、又は、それらレンズの組み合わせが使用される。

また、光源装置は、ターゲット供給部として、レーザビームが照射されるターゲットとなる物質を供給するターゲット供給装置３と、ターゲット供給装置３から供給される物質を噴射するためのノズル４とを含み、さらに、プラズマから放出される極端紫外（ＥＵＶ：extreme ultra violet）光を集光して出射する集光光学系とを含んでいる。本実施形態においては、この集光光学系が、集光ミラー５によって構成されている。集光ミラー５としては、放物面鏡、球面鏡、回転楕円体形状の凹面鏡、又は、複数の曲率を有する球面鏡を使用することができる。本実施形態において、ＥＵＶ光は、５ｎｍ〜５０ｎｍの波長を有している。レーザ部が、ターゲット供給部から供給されるターゲットにレーザビームを照射することによりプラズマを生成し、集光ミラー５が、プラズマから放出されるＥＵＶ光を集光して出射する。

また、光源装置は、電流が供給されたときに磁場を発生させる磁場発生手段としてのコイル６及び７と、コイル６及び７に電流を供給する電源８とを含んでいる。図２の斜視図に示すように、コイル６及び７は、各々が円筒形状をしており、２つのコイルの中心軸が一致するように配置されて１対のミラーコイルを形成している。これら２つのコイル６及び７は、レーザビームと直交する方向において集光ミラー５を挟み、コイル６及び７の中心軸が発光点を通るように配置されている。ここで、発光点とは、プラズマ１２の発生する位置を意味する。なお、ＥＵＶ光の捕集光路を遮らなければ、コイル６及び７の中心軸がレーザビームと直交しなくても良い。コイル６及び７には、図２に矢印で示す方向に電流を流す。

再び図１を参照すると、光源装置は、駆動用レーザ１、ターゲット供給装置３、電源８等を制御するタイミング制御装置１１を含んでいる。タイミング制御装置１１は、駆動用レーザ１がレーザビームを発生するタイミングや、ターゲット供給装置３がターゲットを供給するタイミングや、電源８がコイル６及び７に電流を流すタイミング等を制御している。

ターゲットとしては、気体、液体、固体のいずれも使用することができる。具体的には、常温（２０℃）でガス状態である物質が該当し、例えば、キセノン（Ｘｅ）、キセノンを主成分とする混合物、アルゴン（Ａｒ）、クリプトン（Ｋｒ）、又は、低気圧状態でガスとなる水（Ｈ_２Ｏ）若しくはアルコールを用いることができる。極端紫外光発生部は真空状態にする必要があるので、常温で水を供給してもノズルから出た後は気体となる。

ターゲットとなる物質が最初からガス状態である場合には、この気体に圧力を加えてノズル４の開口部から放出することにより、この気体をガス状態のままで供給しても良い。又は、この気体を、正イオン又は負イオンを核として複数個の原子又は分子が凝集してできる電荷を帯びた原子又は分子の集合体（クラスターイオン）のジェット（噴射）として供給しても良い。

本実施形態においては、ターゲットとして液体キセノン（Ｘｅ）を用いている。その場合に、発生するＥＵＶ光は、約１０ｎｍ〜約１５ｎｍの波長を有する。ターゲット供給装置３が、液体キセノンを加圧・冷却することにより、ノズル４の開口部から、例えば下方に向けて液体キセノンを噴射する。ノズル４は、単一の円形若しくはスリット状の開口を有するか、又は、直線上に配列された複数の開口を有する。従って、噴出した液体キセノンは、それぞれの開口形状に応じて垂直に流動し、液体キセノンの柱（連続流）又はドロップレットを形成することになる。

駆動用レーザ１から発生されたレーザビームは、集光レンズ２により集光され、実質的にライン状の断面形状を有するレーザビームとなって、集光ミラー５に形成された穴を通過して、液体キセノンの柱又はドロップレットに向けて照射される。レーザビームが液体キセノンに照射される位置において、数ｍｍ〜数ｃｍの長さを有する葉巻状のプラズマ１２が発生する。ノズル４が単一の円形開口を有する場合には、駆動用レーザ１から発生されたレーザビームは、集光レンズ２により集光され、実質的に略円形の断面形状を有するレーザビームとなって、集光ミラー５に形成された穴を通過して、液体キセノンの柱又はドロップレットに向けて照射される。レーザビームが液体キセノンに照射される位置において、数十〜数百μｍの半径を有する略球状のプラズマ１２が発生する。

プラズマ１２から放出されたＥＵＶ光は、集光光学系を構成する集光ミラー５によって集光され、光束（例えば平行光）１３となり、露光機に供給される。集光光学系の光軸は、プラズマ１２が葉巻状である場合には、プラズマ１２の長手軸と一致させることが望ましく、プラズマ１２が略球状である場合には、プラズマ１２の略中心と一致させることが望ましい。集光ミラー５の内面（集光鏡）のミラーコーティングとしては、波長１３ｎｍのＥＵＶ光を発生する場合にはＭｏ／Ｓｉ又はＭｏ／Ｓｒを用い、波長１１ｎｍのＥＵＶ光を発生する場合にはＭｏ／Ｂｅ又はＭｏ／Ｓｒを用いると、集光効率を向上させることができる。プラズマ１２からは、ＥＵＶ光と共に、集光ミラー５（具体的にはミラーコーティング）にダメージを与えるデブリ（中性粒子塊及びイオン）が放出される。

本実施形態においては、２つのコイル６及び７によって形成されるミラー磁場を用いて、ＥＵＶ光の発光点を磁場中に置き、発光点の周辺において発生したプラズマ１２から放出される正電荷を帯びたデブリ（イオン）を、発光点の周辺にトラップしている。

図３は、ミラー磁場を用いてイオンをトラップする原理を説明するための図である。図３に示すように、２つのコイル６及び７を中心軸が一致するように配置し、それらのコイル６及び７に同方向の電流を流すと、コイル６及び７の近傍においては磁束密度が高く、コイル６及び７の中間においては磁束密度が低い磁場が形成される。図３においては、コイル６及び７の軸をＺ軸とし、Ｚ軸に沿った磁場の強度を実線によって示し、磁力線を破線によって示している。

Ｚ軸の近傍で発生し、Ｚ軸と直交する方向の速度ｖを持つ正イオンは、Ｚ軸を中心とした円の接線方向に力Ｆを受けるので、Ｚ軸付近にトラップされる。図４は、図１のIV−IV面における断面図である。図４においては、コイル６側から見たレーザビーム、及び、Ｚ軸と垂直な平面内において運動するイオンの軌道を拡大して描いている。図４に示すように、Ｚ軸の近傍で発生し、Ｚ軸と直交する方向の速度を持つイオンは、この平面内において速度と直交する方向の力を受けて回転し、Ｚ軸付近にトラップされる。

一方、図３において、Ｚ軸に沿った速度を持つイオンは、磁場の作用をほとんど受けない。しかしながら、集光ミラー５には、ターゲットを通過させるための穴がＺ軸を囲むように設けられているので、Ｚ軸に沿った速度を持つイオンの一部は、ターゲットを通過させるための穴を通過して、集光ミラー５の外に抜ける。したがって、Ｚ軸方向に進むイオンの一部は集光ミラー５に衝突しない。

また、Ｚ軸方向の速度成分を持つイオンは、次式（１）を満たすように磁場を発生させることにより、発光点周辺に跳ね返すことができる。
ｓｉｎθ＞（Ｂ_ＭＩＮ／Ｂ_ＭＡＸ）^１／２ ・・・（１）
ここで、Ｂ_ＭＩＮは、コイル６及び７の中間における最も低い磁束密度であり、Ｂ_ＭＡＸは、コイル６及び７の近傍における最も高い磁束密度であり、θは、磁束密度がＢ_ＭＩＮとなる位置におけるイオンの速度ベクトルとＺ軸とが成す角度である。なお、Ｂ_ＭＩＮ及びＢ_ＭＡＸは、コイル６及び７の形状等によって決定される。

式（１）を満たすイオンは、コイル６及び７が発生する磁場によってポテンシャルの谷間に閉じ込められ、式（１）を満たさないイオンは、磁場によっては閉じ込めることができない。しかしながら、式（１）を満たさないイオンを集光ミラーの穴を通して外に排出するように、コイル６及び７の形状や集光ミラー５の穴径を設計することは可能である。

本実施形態においては、タイミング制御装置１１が、所定の間隔で繰り返しターゲットを供給するようにターゲット供給装置３を制御し、ターゲットが供給されている期間においてレーザビームを発生するように駆動用レーザ１を制御する。また、タイミング制御装置１１は、駆動用レーザ１がレーザビームの発生を開始してから、レーザビームの発生を停止してイオンが集光ミラー５を損傷しなくなるほど運動エネルギーを消失するまでの期間において、コイル６及び７によってパルス磁場を発生させるように電源８を制御する。あるいは、このようなタイミング制御を行わずに、電源８がコイル６及び７に定常的に電流を供給することにより、コイル６及び７によって定常磁場を発生させるようにしても良い。

本実施形態によれば、デブリをＥＵＶ光の発光点の周辺にトラップすることにより、集光ミラーの損傷を防ぐことができるので、集光ミラーの寿命を延命し、ランニングコストを低減できる。また、デブリによる集光ミラーの損傷を防ぎながら、集光ミラーと発光点との間の距離を縮めることができるので、捕集立体角及び捕集率を確保しながら、集光ミラーの小型化が可能となる。したがって、集光ミラーの製作コストを大幅に低減することが可能である。さらに、ＥＵＶ光が多く発生する駆動用レーザ側に集光ミラーを配置することが可能となり、高効率でＥＵＶ光を集光できる。したがって、投入エネルギーを少なくして、ランニングコストを低減できる。

また、正イオンと同様に、プラズマから放射される電子を発光点の周辺にトラップすることができるので、正イオン間のクーロン力によって拡散しようとする正イオンの拡散速度を、正イオンと電子との間のクーロン力によって低下させることができる。したがって、電子を発光点の周辺にトラップすることにより、正イオンのラーマ半径を小さくし、正イオンを発光点の周辺にトラップし易くすることができる。

なお、本実施形態においては、正電荷を帯びたデブリ（イオン）を発光点の周辺にトラップすることに関して説明したが、図１に示すように、紫外線（ＵＶ）を発生させる紫外線ランプ９と、紫外線ランプ９に電力を供給する電源１０とを設けて、中性粒子のデブリに紫外線を照射することにより正に荷電することができる。紫外線のエネルギーは１０ｅＶ程度であり、紫外線を照射された物質は、電子を放出して正イオン化したり、正に帯電される。

電源１０は、常に紫外線ランプ９に電力を供給するようにしても良いし、タイミング制御装置１１の制御の下で、駆動用レーザ１がレーザビームの発生を開始してから、レーザビームの発生を停止して集光ミラー５を損傷しなくなるほどイオンが運動エネルギーを消失するまでの期間において、紫外線ランプ９に電力を供給するようにしても良い。また、発生したデブリの多くが中性粒子である場合には、電子シャワーを用いて、還元反応によって電子を付与することにより中性粒子を負に荷電することができる。中性粒子を帯電させることができれば、磁場による力を作用させることが可能となる。負に帯電された粒子の場合には、正イオンとは逆向きの力を受けるが、発光点周辺に正イオンと同様にトラップすることができるので、集光ミラーに粒子が衝突することを防止できる。

また、電子シャワーの替りに電子ビームを照射することにより、発生したデブリに電荷を付与してもよい。電子ビームを照射する場合には、衝突電離により中性粒子を正イオン化することができる。この場合も、磁場による力を作用させて、発光点周辺に正イオンをトラップすることができるので、集光ミラーに粒子が衝突することを防止できる。

次に、本発明の第２の実施形態に係る光源装置について、図５を参照しながら説明する。図５に、本発明の第２の実施形態に係る光源装置の構成を示す。図５に示す光源装置は、集光ミラー５の背面に設けられた電極１４と、電極１４にパルス状の高電位を印加する電源１５と、駆動用レーザ１、ターゲット供給装置３、電源８及び１５等を制御するタイミング制御装置１６とを含んでいる。その他の構成については、図１に示す光源装置と同様である。

タイミング制御装置１６は、駆動用レーザ１がレーザビームを発生するタイミングや、ターゲット供給装置３がターゲットを供給するタイミングや、電源８がコイル６及び７に電流を流すタイミングや、電源１５が電極１４にパルス状の高電位を印加するタイミング等を制御している。

電源１５は、タイミング制御装置１４の制御の下において、駆動用レーザ１がレーザビームの発生を開始してから、レーザビームの発生を停止して集光ミラー５を損傷しなくなるほどイオンが運動エネルギーを消失するまでの期間において、電極１４に正の高電位を印加し、集光ミラー５の周辺に強いパルス電場を発生させる。

これにより、高い初速度でプラズマ１２から放出されたために発光点の周辺にトラップされなかった正イオンや、質量の割に電価量が小さいために発光点の周辺にトラップされなかった正イオンが、集光ミラー５の手前で跳ね返される。したがって、２つのコイル６及び７によって生成される磁場の強度を高くすることなく、集光ミラー５の損傷を防ぐことができる。また、中性粒子のデブリについても、電源１０から電力を供給される紫外線ランプ９を用いて、中性粒子に紫外線を照射することにより、中性粒子を正に荷電することができる。中性粒子を帯電させることができれば、磁場による力を作用させることが可能となり、集光ミラーに粒子が衝突することを防止できる。

次に、本発明の第３の実施形態に係る光源装置について、図６を参照しながら説明する。図６は、本発明の第３の実施形態に係る光源装置の集光ミラー及びコイルを示す斜視図である。なお、コイル以外の構成要素は、図１に示す光源装置におけるのと同一なので、図６においては省略する。

図６に示すように、本実施形態におけるコイル１７は、野球用のボールの縫合線に沿ったような形状をしており、一般的に、ベースボールコイルと呼ばれている。コイル１７が集光ミラー５を包み込むように配置されているので、ＥＵＶ光の発光点が磁界の内部に位置することになる。本実施形態においては、ＥＵＶ光の発光点がボール形状の中心となるようにコイル１７を配置し、ベースボールコイルによって発生されるベースボール磁場を用いて、発光点において発生したプラズマから放出される正電荷を帯びたデブリ（イオン）を、発光点の周辺にトラップしている。

図７は、ベースボール磁場を用いてイオンをトラップする原理を説明するための図である。図７に示すように、コイル１７に電流を流すと、コイル１７の中心部においては磁束密度が低く、中心部からボール形状の周辺部に向かうにつれて、どの方向においても磁束密度が増加するような磁場が形成される。なお、コイル１７の中心を通り直交するＸ軸及びＹ軸に沿った磁場の強度を実線によって示している。

したがって、コイル１７の中心部から遠ざかる方向の速度をもつイオンは、コイル１７によって囲まれる略球殻状の空間の端面付近において、強い磁場によって跳ね返されるので、コイル１７の中心付近（発光点の周辺）にイオンをトラップすることができる。また、本実施形態においても、集光ミラー５の背面に電極を配置し、その電極に正の高電位を印加することにより、コイル１７によって生成される磁場の強度を高くすることなく、集光ミラー５の損傷を防ぐことができる。

次に、本発明の一実施形態に係る露光装置について説明する。図８に、本発明の一実施形態に係る露光装置の構成を示す。この露光装置は、以上において説明した光源装置を光源として用いており、光源においてデブリがトラップされるので、光学系への悪影響を防ぐことができる。

図８に示すように、本発明の一実施形態に係る露光装置は、ＥＵＶ光を発生する光源装置２０と、光源装置２０によって発生されたＥＵＶ光を複数のミラーを用いてレチクル（マスク）に集光する照明光学系３０と、マスクから反射されたＥＵＶ光を用いて対象物を露光させる露光機４０とを含んでいる。露光装置の全体は、真空ポンプ等により低圧力に保たれた真空系内に設置されている。

次に、本実施形態に係る露光装置の動作について説明する。
照明光学系３０は、光源装置２０によって発生されたＥＵＶ光を、複数の集光ミラーによって、マスクに集光する。なお、照明光学系３０は、全て反射系で構成されており、トータルの反射率は、約６５％となっている。

マスクには、所望のパターンが形成されており、形成されたパターンに従って、照明光学系３０から入射されたＥＵＶ光を反射する。露光機４０は、マスクによって反射されたＥＵＶ光を、ウエハに塗布されたレジストに投影して、レジストを露光する。これにより、マスク上のパターンを縮小して、ウエハ上のレジストに転写することができる。

本発明は、ターゲットにレーザビームを照射することによりＥＵＶ光を発生する光源装置において利用することが可能である。さらに、本発明は、そのような光源装置を用いた露光装置において利用することが可能である。

本発明の第１の実施形態に係る光源装置の構成を示す図である。 図１に示す集光ミラー及びコイルの斜視図である。 ミラー磁場を用いてイオンをトラップする原理を説明するための図である。 図１のIV−IV面における断面図である。 本発明の第２の実施形態に係る光源装置の構成を示す図である。 本発明の第３の実施形態に係る光源装置の集光ミラー及びコイルを示す斜視図である。 ベースボール磁場を用いてイオンをトラップする原理を説明するための図である。 本発明の一実施形態に係る露光装置の構成を示す図である。 従来の光源装置の構成を示す図である。

符号の説明

１…駆動用レーザ、２…集光レンズ、３…ターゲット供給装置、４…ノズル、５…集光ミラー、６，７，１７…コイル、８，１０，１５…電源、１１，１６…タイミング制御装置、１２…プラズマ、１３…光束、１４…電極、２０…光源装置、３０…照明光学系、４０…露光機

Claims (9)

1. ターゲットにレーザビームを照射することにより極端紫外光を発生する光源装置であって、
   前記ターゲットとなる物質を供給するターゲット供給部と、
   前記ターゲットにレーザビームを照射することによりプラズマを発生させるレーザ部と、
   前記プラズマから放出される極端紫外光を集光して出射する集光光学系と、
   前記プラズマから放出される荷電粒子をトラップするために、電流が供給されたときに前記集光光学系内に磁場を発生させる磁場発生手段と、
   を具備する光源装置。
2. 前記磁場発生手段が、前記集光光学系を挟む１対のミラーコイルを含む、請求項１記載の光源装置。
3. 前記磁場発生手段が、集光光学系を内包するベースボールコイルを含む、請求項１記載の光源装置。
4. 前記集光光学系内に定常磁場を発生させるように前記磁場発生手段に電流を供給する電流供給手段をさらに具備する請求項１〜３のいずれか１項記載の光源装置。
5. 前記磁場発生手段に電流を供給する電流供給手段と、
   前記集光光学系内にパルス磁場を発生させるように前記電流供給手段を制御するタイミング制御手段と、
   をさらに具備する請求項１〜３のいずれか１項記載の光源装置。
6. 前記集光光学系の周辺に電場を発生させるための電極と、
   前記電極に正の電位を印加する電圧供給手段と、
   をさらに具備する請求項１〜３のいずれか１項記載の光源装置。
7. 前記磁場発生手段に電流を供給する電流供給手段と、
   前記集光光学系内にパルス磁場を発生させるように前記電流供給手段を制御すると共に、前記集光光学系の周辺にパルス電場を発生させるように前記電圧供給手段を制御するタイミング制御手段と、
   をさらに具備する請求項６記載の光源装置。
8. 前記プラズマから放出される中性粒子に紫外線を照射することにより中性粒子をイオン化又は帯電させる荷電手段をさらに具備する請求項１〜７のいずれか１項記載の光源装置。
9. 請求項１〜８のいずれか１項記載の光源装置と、
   前記光源装置によって発生された極端紫外光を複数のミラーを用いてマスクに集光する照明光学系と、
   前記マスクから反射された極端紫外光を用いて対象物を露光させる投影光学系と、
   を具備する露光装置。

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