JP2011165943A - 極端紫外光源装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明の極端紫外光源装置は、ターゲット発生部からのターゲット物質がＥＵＶ集光ミラーに落下して付着するのを抑制する。
【解決手段】ターゲット発生部１２０の作動開始時及び作動停止時に、キャッチャー１６０は、ノズル部１２１の下側に位置する。定常運転時の速度よりも遅いドロップレット３１０は、重力Ｇの影響により、キャッチャー１６０内に落下して回収される。ターゲット発生部１２０が定常運転状態になると、キャッチャー１６０は、ノズル部１２１から離れた場所に退避する。
【選択図】図１

Description

本発明は、極端紫外光源装置に関する。

例えば、レジストを塗布したウェハ上に、回路パターンの描かれたマスクを縮小投影し、エッチングや薄膜形成等の処理を繰り返すことにより、半導体チップが生成される。半導体プロセスの微細化に伴い、より短い波長の光が求められている。

そこで、１３．５ｎｍという極端に波長の短い光と縮小光学系とを使用する、半導体露光技術が研究されている。この技術は、ＥＵＶＬ（Extreme Ultra Violet Lithography：極端紫外線露光）と呼ばれる。以下、極端紫外光をＥＵＶ光と呼ぶ。

ＥＵＶ光源としては、例えば、ＬＰＰ（Laser Produced Plasma：レーザ生成プラズマ）式の光源と、ＤＰＰ（Discharge Produced Plasma）式の光源と、ＳＲ（Synchrotron Radiation）式の光源との三種類が知られている。

ＬＰＰ式光源とは、ターゲット物質にレーザ光を照射してプラズマを生成し、このプラズマから放射されるＥＵＶ光を利用する光源である。ＤＰＰ式光源とは、放電によって生成されるプラズマを利用する光源である。ＳＲ式光源とは、軌道放射光を使用する光源である。

以上三種類の光源のうち、ＬＰＰ式光源は、他の方式に比べてプラズマ密度を高くすることができ、かつ、捕集立体角を大きくできるため、高出力のＥＵＶ光を得られる可能性が高い（特許文献１）。

ＬＰＰ式のＥＵＶ光源装置では、ターゲット物質として錫（Ｓｎ）が用いられる。ＬＰＰ式ＥＵＶ光源装置は、ターゲット発生部を備えており、ターゲット発生部は、錫を加熱して溶融させ、細いノズルからドロップレットとして噴出させる。

ドロップレットが所定点に到達すると、ドロップレットにはドライバレーザ光が照射されてプラズマ化し、ＥＵＶ光が発生する。ドライバレーザ光が照射されずにプラズマ化されなかったドロップレットは、ドロップレットの飛行する軌道上に設けられた回収装置に飛び込んで、回収される（特許文献２）。

なお、ＤＰＰ式光源の従来技術として、ＥＵＶ光源装置を重力に対して斜めに配置し、斜め下側からＥＵＶ光を出力するようにした技術が知られている（特許文献３）。

特開２００６−８０２５５号公報 米国特許第７４７６８８６号明細書 米国特許出願公開第２００６／１４６４１３号明細書

ＥＵＶ光は波長が極めて短いため、特殊な薄膜を有する反射ミラーを用いても、反射率が約６０％程度と低い。従って、ＥＵＶ光源装置を斜め下から見上げるようにして配置し、ＥＵＶ光の反射回数を少なくすることが提案されている。しかし、ＥＵＶ光源装置を斜めに配置すると、集光ミラーの上にターゲット発生部が位置するため、ドロップレットが集光ミラーの表面に落下して付着するおそれがある。特に、ドロップレットの射出を開始した直後は、ドロップレットの速度が遅いため、集光ミラー上に落下して付着し、集光ミラーを汚染させる可能性がある。さらに、ドロップレットの射出を終了する場合も、ドロップレットの速度が低下し、同様の問題を生じる可能性がある。

本発明は、上記問題に着目してなされたもので、その目的は、ターゲット発生部が所定の状態にある場合に、ターゲットの集光ミラーへの付着を抑制できるようにした極端紫外光源装置を提供することにある。本発明の更なる目的は、後述する実施形態の記載から明らかになるであろう。

上記課題を解決するために、本発明の極端紫外光源装置は、チャンバと、ターゲット物質からターゲットを生成し、生成されたターゲットをチャンバ内の所定方向に出力するターゲット発生部と、チャンバ内のターゲットにレーザ光を照射してプラズマ化させることにより、極端紫外光を発生させるレーザ光源と、ターゲット発生部の下側に位置して、ターゲット発生部がターゲットを出力するための出力口の鉛直線上に設けられ、極端紫外光を所定の焦点に集めるための集光ミラーとを備える。

さらに、本発明の極端紫外光源装置は、ターゲット発生部が所定の状態にある場合、ターゲット発生部から出力されるターゲットが集光ミラーに付着しないように、ターゲットを回収する回収部を備える。

ここで、所定の状態としては、例えば、ターゲット発生部が作動を開始する作動開始状態と、ターゲット発生部が作動を停止する作動停止状態との少なくともいずれか一方を挙げることができる。

回収部は、ターゲット発生部と集光ミラーとの間に、固定的にまたは移動可能に、配置することができる。回収部を固定する場合、例えば、ＥＵＶ光の発生及び集光に影響を与えない領域を選んで回収部を配置する。そのような領域として、例えば、露光装置により利用されない領域（いわゆるオブスキュレーション領域）を選択できる。

回収部を移動可能（または変形可能）に設ける場合、例えば、回収部を、第１位置と第２位置との間で切替可能に配置することができる。第１位置は、ターゲット発生部から出力されるターゲットを回収するための位置である。第２位置は、第１位置から離れて設定され、ターゲット発生部から射出されるターゲットに干渉しない位置である。回収部は、ターゲット発生部が所定の状態にある場合に第１位置に位置し、ターゲット発生部が所定の状態以外の状態にある場合に第２位置に位置する。

本発明によれば、ターゲット発生部から出力されるターゲットが集光ミラーに落下して付着するのを抑制することができる。これにより、集光ミラーの反射率が低下するのを抑制し、極端紫外光源装置の信頼性及び運用コストを低減できる。

第１実施例に係る極端紫外光源装置の構成図。 ターゲット発生部と集光ミラーとを拡大して示す図。 ドロップレットを回収するためのキャッチャーを制御する処理を示すフローチャート。 図３中のサブルーチンの内容を示すフローチャート。 第２実施例に係るターゲット発生部の断面図。 第３実施例に係るターゲット発生部と集光ミラーの関係を示す断面図。 第４実施例に係るターゲット発生部と集光ミラーの関係を示す断面図。 第５実施例に係るターゲット発生部と集光ミラーの関係を示す断面図。 第６実施例に係るターゲット発生部と集光ミラーの関係を示す断面図。 第７実施例に係るターゲット発生部と集光ミラーの関係を示す断面図。 ドロップレットを回収する処理のフローチャート。 第８実施例に係るターゲット発生部と集光ミラーの関係を示す断面図。 第９実施例に係るターゲット発生部の断面図。 第１０実施例に係る極端紫外光源装置の構成図。 キャッチャーと集光ミラーの位置関係を拡大して示す図。 オブスキュレーションとキャッチャーとの関係を示す図。

以下、図を参照しながら、本発明の実施形態を詳細に説明する。本実施形態では、以下に述べるように、定常運転状態になる前にターゲット発生部１２０から射出されるドロップレットを回収することにより、集光ミラー１３０を保護する。ドロップレット回収方法としては、ドロップレットを回収するためのキャッチャー１６０を移動可能にまたは固定的に設ける方法と、ターゲット発生部１２０を移動可能に設ける方法とがある。さらに、キャッチャー１６０を固定的に設ける場合、オブスキュレーション領域に配置する方法がある。

図１−図４に基づいて第１実施例を説明する。なお、ターゲット発生部１２０の詳細を説明するために、図５も参照する。図１は、ＥＵＶ光源装置１の全体構成を示す説明図である。ＥＵＶ光源装置１は、例えば、チャンバ１００と、ドライバレーザ光源１１０と、ターゲット発生部１２０と、ＥＵＶ集光ミラー１３０と、回収装置１４０と、反射ミラー１５１，１５２と、キャッチャー１６０と、カメラ１７０と、ＥＵＶコントローラ２００と、キャッチャーアクチュエータ２１０とを備える。矢印Ｇは、重力の方向を示す。以下、ＥＵＶ集光ミラーを集光ミラーと略する。同様に、ＥＵＶコントローラをコントローラと略する。

ここで、ＥＵＶ光源装置１，チャンバ１００，ドライバレーザ光源１１０，ターゲット発生部１２０，集光ミラー１３０，回収装置１４０，反射ミラー１５１，他の反射ミラー１５２，キャッチャー１６０，コントローラ２００，キャッチャーアクチュエータ２１０は、それぞれ一つずつ設けられており、以下の説明では、単数形として記述される。ドロップレット３１０は、単数または複数として記述される。ターゲット発生部１２０から射出されるドロップレット３１０は、複数形として記述される。ドライバレーザ光Ｌ１が照射されるドロップレット３１０は、単数形として記述できる。デブリは、単数形または複数形として記述される。図１には、カメラ１７０は１台記載されているが、複数台のカメラでドロプレットやEUV発光を観測してもよい。従って、カメラ１７０は、単数または複数形として記述される。

チャンバ１００は密閉容器であり、その内部は真空または低圧に保たれている。チャンバ１００には、露光装置２と接続するための一つの接続部１０１が設けられている。図中では、便宜上、露光装置２とチャンバ１００とを分離して示すが、実際には、接続部１０１を介して露光装置２とチャンバ１００とは接続されている。

接続部１０１も真空または低圧に保持されている。チャンバ１００内の圧力を接続部１０１内の圧力よりも低く設定することにより、チャンバ１００内のデブリ等の異物が接続部１０１を介して露光装置２に流入するのを抑制できる。接続部１０１内には、中間集光点（ＩＦ：Intermediate Focus）が設定される。後述するＥＵＶ光Ｌ２は、ＩＦに集まってから露光装置２に送られる。

ターゲット発生部１２０は、例えば、錫（Ｓｎ）等のターゲット物質３００（図５参照）を加熱して溶解することにより、ドロップレット３１０をチャンバ１００内に射出する装置である。ドロップレット３１０は「ターゲット」に相当する。

ターゲット発生部１２０は、図５に示すように、例えば、一つのノズル部１２１と、一つのタンク部１２２と、一つの振動部１２３と、一つの加熱部１２４とを備える。タンク部１２２には、図示せぬ供給口から錫等のターゲット物質３００が供給される。タンク部１２２の外側に設けられた加熱部１２４は、タンク部１２２内の錫を加熱して溶融状態にする。

タンク部１２２には、例えば、図示しないアルゴンガスが供給され、タンク部１２２内の溶融したターゲット物質３００を加圧する。アルゴンガスは、溶融状態のターゲット物質３００をノズル部１２１から射出させるために使用される。ノズル部１２１からジェット流として噴出されるターゲット物質３００に、振動部１２３から振動を加えることにより、ドロップレット３１０が生成される。

ターゲット発生部１２０は、その全体を同一の基材（substrate）で構成可能である。つまり、タンク部１２２とノズル部１２１は同一材料で形成できる。ターゲット発生部１２０の基材としては、例えば、モリブデン、チタン、タングステン、ダイヤモンド、金属窒化物、炭化物、アルミナセラミックス、カーボングラファイト、石英、アルミナを主成分とする結晶等の材料を挙げることができる。それらの材料は、錫に対する耐侵食性と、耐腐食性と、耐圧性と、耐熱性とを兼ね備える。アルミナを主成分とする結晶の例としては、ルビー、サファイヤ等の結晶がある。ただし、同一材料のみに限定されることなく、上記の材料を組み合わせてターゲット発生部１２０を構成してもよい。

タンク部１２２及びノズル部１２１からは、以下の２つの理由で、パーティクルが生じる。１つの理由は、タンク部１２２及びノズル部１２１が溶融状態の錫（ターゲット物質３００）に物理的に接触して、削られるためである。他の一つの理由は、タンク部１２２の材料に含まれる不純物またはノズル部１２１の材料に含まれる不純物と錫とが化学反応して、溶融錫内に不溶物が生成するためである。そこで、本実施例では、タンク部１２２またはノズル部１２１で一つまたは複数のパーティクルが発生するのを抑制するために、タンク部１２２の内面及びノズル部１２１の内面は、所定の表面粗さとなるように研磨される。

所定の表面粗さは、ノズル直径の１／１０以下または１／１００以下に設定される。例えば、ノズル部１２１の直径が１０μｍの場合、表面粗さが１μｍ以下となるように研磨される。これにより、錫との接触によって基材の表面からパーティクルが発生した場合でも、ノズル部１２１が詰まるのを抑制できる。

ドライバレーザ光源１１０は、ターゲット発生部１２０から供給されるドロップレット３１０を励起させるためのレーザ光Ｌ１を出力する。以下、ドライバレーザ光源１１０から出力されるレーザ光を、レーザ光Ｌ１またはドライバレーザ光Ｌ１と呼ぶ。

ドライバレーザ光源１１０は、例えば、ＣＯ２（炭酸ガス）パルスレーザ光源として構成される。ドライバレーザ光源１１０は、例えば、波長１０．６μｍ、出力２０ｋＷ、パルス繰り返し周波数１００ｋＨｚ、パルス幅２０ｎｓｅｃの仕様を有するレーザ光Ｌ１を出射する。なお、レーザ光源としてＣＯ２パルスレーザを例に挙げるが、本発明はこれに限定されない。たとえば、YAG等の高出力のパルスレーザでもよい。さらに、異なる種類のレーザ光をドロップレットに同時に照射する構成でもよい。

ドライバレーザ光源１１０から出力されるレーザ光Ｌ１は、反射ミラー１５１と、入射ウインドウ１０２を介してチャンバ１００内に入射する。さらに、レーザ光Ｌ１は、軸外放物面ミラー１５２により反射されて、集光ミラー１３０に設けられた入射穴１３１（図２参照）を通過し、ドロップレット３１０を照射する。

ドロップレット３１０は、レーザ光Ｌ１が照射されると、プラズマ３２０に変化し、ＥＵＶ光Ｌ２を放射する。プラズマ３２０から放射されたＥＵＶ光Ｌ２は、集光ミラー１３０の表面１３２（図２参照）に入射して反射される。集光ミラー１３０で反射されたＥＵＶ光Ｌ２は、中間集光点（ＩＦ）に集光する。ＩＦに集光されたＥＵＶ光Ｌ２は、接続部１０１を介して、露光装置２へ供給される。

ターゲット発生部１２０から射出された多数のドロップレット３１０のうち、ドライバレーザ光Ｌ１が照射されなかった未使用ドロップレット３１０（未使用ターゲット）は、回収装置１４０に回収される。

例えば、ドライバレーザ光Ｌ１の繰り返し周波数と、所望の径のドロップレット３１０を安定して生成するための周波数とが一致しない場合がある。この場合、ドロップレット３１０の生成周波数をドライバレーザ光Ｌ１の繰り返し周波数の整数倍に設定する。これにより、ドロップレット３１０の生成とドライバレーザ光Ｌ１の照射とを同期させる。

例えば、100kHzのドライバレーザ光Ｌ１をφ２０μｍのドロップレット３１０に照射させる場合、ターゲット生成周波数は１−２kHzとなる。この場合、ターゲット発生部１２０から噴出された多数のドロップレット３１０のうち９０％以上のドロップレット３１０には、ドライバレーザ光Ｌ１が照射されず、未使用ドロップレットとなる。

そこで、本実施例では、チャンバ１００の底部に、ターゲット発生部１２０と対向させるようにして回収装置１４０を設け、未使用ドロップレットを回収する。即ち、回収装置１４０は、定常運転状態のターゲット発生部１２０から射出されるドロップレット３１０の飛行経路上に設けられる。回収されたドロップレット３１０は、再利用することも可能である。

「回収部」としてのキャッチャー１６０は、ターゲット発生部１２０と集光ミラー１３０との間に位置して、移動可能に設けられている。キャッチャー１６０は、例えば、超音波モータや磁歪素子等のキャッチャーアクチュエータ２１０により、実線で示す第１位置Ｐ１と点線で示す第２位置Ｐ２（いずれも図２参照）との間を移動する。

キャッチャー１６０には、例えば、収容したドロップレット３１０を加熱するためのヒータと、ドロップレット３１０を排出するための排出管（いずれも図示せず）を設けることができる。キャッチャー１６０によって回収されたドロップレット３１０は、回収装置１４０で回収されたドロップレット３１０と一緒に、再利用することも可能である。

キャッチャー１６０は、ドロップレット３１０を受け止めて回収する装置であるため、ドロップレットキャッチャー、または、捕捉部と呼ぶこともできる。キャッチャー１６０は、ターゲット物質３００によって集光ミラー１３０が汚染されるのを抑制するための手段であるから、キャッチャー１６０を、集光ミラー保護部と呼ぶこともできる。

図２を参照する。図２は、キャッチャー１６０とターゲット発生部１２０及び集光ミラー１３０の関係を模式的に示す説明図である。図２（ａ）は、ターゲット発生部１２０の作動開始時またはターゲット発生部１２０の作動停止時の少なくともいずれか一方の場合における配置関係を示す。図中のＣ１は、ターゲット発生部１２０の定常運転状態時に、ノズル部１２１からドロップレット３１０が射出される方向を示す。Ｃ１は、プラズマ生成点に向かう方向である。

図２（ａ）の場合、キャッチャー１６０は、ノズル部１２１の真下に移動する。ノズル部１２１の真下の位置Ｐ１は、「第１位置」に相当する。第１位置Ｐ１に移動したキャッチャー１６０は、所定の軌道（Ｃ１）を外れて落下するドロップレット３１０を受け止めて回収する。ターゲット発生部１２０が定常運転状態に達する前は、ドロップレット３１０の速度が通常時の速度よりも低いため、重力Ｇにより所定の軌道を外れる。

図２（ｂ）は、ターゲット発生部１２０が作動開始状態から定常運転状態に移行した場合、または、ターゲット発生部１２０が完全に作動を停止した場合の配置関係を示す。図２（ｂ）の場合、キャッチャー１６０は、ノズル部１２１の真下から離れた場所に設定される位置Ｐ２に移動する。位置Ｐ２は、「第２位置」に相当する。第２位置Ｐ２は、例えば、ＥＵＶ光の発生及び集光に影響を与えない位置に設定される。図２において、第２位置Ｐ２は、ノズル部１２１の後側に設けられる。

キャッチャー１６０が第２位置Ｐ２に退避する定常運転状態では、ターゲット発生部１２０のノズル部１２１から射出されたドロップレット３１０は、通常の速度でＣ１方向に飛行する。そして、ドロップレット３１０は、プラズマ生成点でドライバレーザ光Ｌ１が照射されてプラズマ３２０となり、ＥＵＶ光Ｌ２を発生させる。

なお、第１位置Ｐ１は回収位置と呼ぶことができ、第２位置Ｐ２は退避位置と呼ぶことができる。図２（ａ）に示す状態を回収モードまたは集光ミラー保護モードと呼ぶことができ、図２（ｂ）に示す状態を退避モードまたは通常モードと呼ぶことができる。

図３は、キャッチャー１６０の動作を制御する処理を示すフローチャートである。コントローラ２００は、ターゲット発生部１２０が作動を開始したか否かを判定する（Ｓ１０）。コントローラ２００は、例えば、作動スイッチの操作に基づいて、ターゲット発生部１２０の作動を開始させるための作動開始シーケンスが起動されたか否かを判定する。

作動開始シーケンスは、ドロップレット３１０を射出させるための一連の動作を実行する。例えば、作動開始シーケンスは、加熱部１２４によりターゲット物質３００を加熱して溶かし、タンク部１２２にアルゴンガスを送り込み、振動部１２３を振動させてドロップレット３１０を射出させる。

コントローラ２００は、作動開始シーケンスが起動されると（Ｓ１０：ＹＥＳ）、ドロップレット３１０を回収するためのキャッチ用サブルーチンを実行させる（Ｓ１１）。キャッチ用サブルーチンの内容は後述する。

コントローラ２００は、カメラ１７０からの信号に基づいて、ターゲット発生部１２０の作動が定常運転状態になったか否かを判定する（Ｓ１２）。コントローラ２００は、例えば、ノズル部１２１から射出されるドロップレット３１０の速度と方向とをカメラ１７０によって計測することにより、ターゲット発生部１２０が定常運転状態であるか否かを判別できる。

定常運転状態に至る前の作動開始直後の状態では、ドロップレット３１０の速度は定常運転時の速度よりも遅い。さらに、速度が遅いために、ドロップレット３１０の移動方向も、重力の影響を強く受けて、定常運転状態の方向（Ｃ１）から外れる。従って、カメラ１７０でドロップレット３１０の速度及び移動方向を計測することにより、ターゲット発生部１２０が定常運転状態に達したか否かを判定できる。なお、カメラ１７０による計測に代えて、他のセンサを用いてもよい。

コントローラ２００は、ターゲット発生部１２０が定常運転状態になるまで待機する（Ｓ１２：ＹＥＳ）。コントローラ２００は、ターゲット発生部１２０が定常運転状態になると、ドロップレット３１０の回収を解除するための解除用サブルーチンを実行させる（Ｓ１３）。解除用サブルーチンの内容は後述する。

コントローラ２００は、ターゲット発生部１２０の作動を停止させるための停止シーケンスが起動されたか否かを判定する（Ｓ１４）。例えば、作動停止スイッチが操作された場合、または、露光装置２から作動停止命令が入力された場合、コントローラ２００は、停止シーケンスを起動させる。

停止シーケンスが起動すると、コントローラ２００は、キャッチ用サブルーチンを再び実行する（Ｓ１５）。コントローラ２００は、キャッチ用サブルーチンを実行した後、ターゲット発生部１２０の作動停止を確認し（Ｓ１６：ＹＥＳ）、Ｓ１０に戻る。

コントローラ２００は、ターゲット発生部１２０の作動開始時及び作動停止時に、キャッチャー１６０を第１位置Ｐ１に移動させ、ターゲット発生部１２０から射出または落下する比較的低速のドロップレット３１０をキャッチャー１６０で回収させる。

図４は、キャッチ用サブルーチンＳ１１，Ｓ１５及び解除用サブルーチンS１３を示すフローチャートである。後述の他の実施例と区別するために、図４では符号「Ｓ１１，Ｓ１５」，「Ｓ１３」に「Ａ」を添えて「Ｓ１１Ａ，Ｓ１５Ａ」，「Ｓ１３Ａ」とする。

キャッチ用サブルーチン１１Ａ，Ｓ１５Ａでは、図２（ａ）に示すように、キャッチャー１６０を、ノズル部１２１のほぼ真下に設定される第１位置Ｐ１まで移動させる（Ｓ１１０Ａ）。これにより、もしも、ノズル部１２１から速度の遅いドロップレット３１０が落下または射出された場合でも、キャッチャー１６０は、そのドロップレット３１０を受け止めて回収できる。

解除用サブルーチン１３Ａでは、図２（ｂ）に示すように、キャッチャー１６０を、第２位置Ｐ２に退避させる（Ｓ１３０Ａ）。第２位置Ｐ２は、ノズル部１２１から射出されるドロップレット３１０に干渉しないように、ノズル部１２１から離れた場所に設定される。これにより、ターゲット発生部１２０は、所定間隔で所定量のドロップレット３１０を、プラズマ生成点に向けて出力する。

このように構成される本実施例では、ターゲット発生部１２０の作動開始時及び作動停止時の両方で、キャッチャー１６０をノズル部１２１の下側に移動させる。これにより、作動開始時から定常運転状態に達するまでの期間と、定常運転状態から完全に停止するまでの期間の両方で、キャッチャー１６０は、ノズル部１２１から出力され得る比較的低速のドロップレット３１０を回収できる。従って、ドロップレット３１０が集光ミラー１３０の表面１３２に落下して付着するのを抑制することができる。このため、本実施例のＥＵＶ光源装置１は、信頼性及びEUV集光ミラーの反射率低下を防止できる。

以下、図５に基づいて第２実施例を説明する。以下に述べる各実施例は、第１実施例の変形例に相当する。従って、第１実施例との相違点を中心に説明する。本実施例では、ターゲット発生部１２０のノズル部１２１から離間させて、キャッチャー１６０Ａを振り子のように所定範囲内で回動可能に設けている。

図５は、本実施例によるターゲット発生部１２０及びキャッチャー１６０Ａを示す断面図である。斜めに配置されたターゲット発生部１２０の先端側には、ノズル部１２１から離間して、キャッチャー１６０Ａが設けられている。キャッチャー１６０Ａは、ターゲット発生部１２０に設けられる回動点ＲＣを中心として、第１位置Ｐ１と第２位置Ｐ２との間を回動できるように設けられている。

コントローラ２００は、ターゲット発生部１２０の作動開始時及び作動終了時に、キャッチャー１６０Ａを第１位置Ｐ１に位置させる。これにより、キャッチャー１６０Ａは、ノズル部１２１から射出または落下するドロップレット３１０を回収する。

コントローラ２００は、ターゲット発生部１２０が定常運転状態にある場合、キャッチャー１６０Ａを第２位置Ｐ２に位置させる。これにより、キャッチャー１６０Ａは、通常速度のドロップレット３１０の飛行を邪魔しない位置に退避する。図５では、第２位置Ｐ２を第１位置Ｐ１の右側に設定しているが、その配置とは逆に、第２位置Ｐ２を第１位置Ｐ１の左側に設定してもよい。このように構成される本実施例も第１実施例と同様の効果を奏する。

図６に基づいて第３実施例を説明する。本実施例では、キャッチャー１６０Ｂをノズル部１２１の前方でスライドさせる。第１実施例では、キャッチャー１６０は、ノズル部１２１からの鉛直線（重力方向Ｇ）に垂直な平面上を平行移動可能に設けられていた。本実施例のキャッチャー１６０Ｂは、ノズル部１２１の先端面と平行に移動可能に設けられている。

前記実施例と同様に、コントローラ２００は、ターゲット発生部１２０の作動開始時及び作動終了時に、キャッチャー１６０Ｂを第１位置Ｐ１に位置させる。そして、コントローラ２００は、ターゲット発生部１２０が定常運転状態なると、キャッチャー１６０Ｂを第２位置Ｐ２に退避させる。

なお、図６では、第２位置Ｐ２を第１位置Ｐ１の斜め右上に設定しているが、その配置とは逆に、第２位置Ｐ２を第１位置Ｐ１の斜め左下に設定してもよい。このように構成される本実施例も第１実施例と同様の効果を奏する。

図７に基づいて第４実施例を説明する。本実施例のキャッチャー１６０Ｃは、ノズル部１２１を覆うためのカバーまたはキャップとして形成されている。キャッチャー１６０Ｃは、ノズル部１２１の先端面に対して平行に移動可能に設けている。

コントローラ２００は、ターゲット発生部１２０の作動開始時及び作動終了時に、キャッチャー１６０Ｂを第１位置Ｐ１に位置させて、ノズル部１２１をキャッチャー１６０Ｃで覆う。コントローラ２００は、ターゲット発生部１２０が定常運転状態なると、キャッチャー１６０Ｃを第２位置Ｐ２に退避させて、ノズル部１２１からキャッチャー１６０Ｃを取り外す。

なお、図７では、第２位置Ｐ２を第１位置Ｐ１の斜め右上に設定しているが、第２位置Ｐ２を第１位置Ｐ１の斜め左下に設定してもよい。このように構成される本実施例も第１実施例と同様の効果を奏する。

図８に基づいて第５実施例を説明する。図８（ａ）は、定常運転状態の場合の配置関係を示す。図８（ｂ）は、ターゲット発生部１２０の作動開始時及び作動終了時の場合の配置関係を示す。

本実施例のキャッチャー１６０Ｄは、ピンホールシャッターのように形成される。キャッチャー１６０Ｄは、ノズル部１２１の先端を覆うようにして設けられている。キャッチャー１６０Ｄは、ノズル部１２１の先端面と平行に移動可能に設けられる。

キャッチャー１６０Ｄの中央部には、ピンホール１６１Ｄが形成されている。定常運転時にはドロップレット３１０がピンホール１６１Ｄを通過できるように、ピンホール１６１Ｄの直径は、ノズル部１２１のノズル直径に対応して設定される。

図８（ｂ）に示すように、コントローラ２００は、ターゲット発生部１２０の作動開始時及び作動終了時に、キャッチャー１６０Ｄを第１位置Ｐ１に位置させる。これにより、ノズル部１２１の軸線（射出方向）とピンホール１６１Ｄの軸線とが不一致となり、ノズル部１２１から射出されるドロップレット３１０、または、ノズル部１２１から漏れるターゲット物質は、キャッチャー１６０Ｄ内に回収される。

図８（ａ）に示すように、コントローラ２００は、ターゲット発生部１２０が定常運転状態なると、キャッチャー１６０Ｄを第２位置Ｐ２に退避させる。これにより、ノズル部１２１の軸線とピンホール１６１Ｄの軸線とが一致する。従って、ノズル部１２１から射出されたドロップレット３１０は、ピンホール１６１Ｄを通過して、プラズマ生成点に向かう。

なお、キャッチャー１６０Ｄの移動方向は、図８に示す方向と逆に設定してもよい。つまり、図８（ｂ）において、第１位置Ｐ１を左下方向に設定してもよい。このように構成される本実施例も第１実施例と同様の効果を奏する。

図９に基づいて第６実施例を説明する。本実施例のキャッチャー１６０Ｅは、ノズル部１２１の鉛直線上の真下に、固定的に取り付けられる。従って、本実施例では、キャッチャー１６０Ｅを移動させるためのアクチュエータ２１０は不要である。また、本実施例では、図３で述べた制御処理も不要である。

キャッチャー１６０Ｅは、ターゲット発生部１２０の作動開始時及び作動終了時に発生し得る低速のドロップレット３１０を受け止めることができる位置であって、かつ、ターゲット発生部１２０の定常運転に影響を与えない位置に、取り付けられる。キャッチャー１６０Ｅには、図示せぬ排出管等が設けられている。キャッチャー１６０Ｅに収容されたドロップレット３１０は、チャンバ１００の外部に取り出されて再利用することも可能である。

ターゲット発生部１２０の作動開始時及び作動終了時に射出されるドロップレット３１０は、その速度が通常時の速度よりも低いため、通常の経路Ｃ１から外れてキャッチャー１６０Ｅ内に落下する。これに対し、定常運転状態のターゲット発生部１２０から射出されるドロップレット３１０は、通常の経路Ｃ１に沿って移動し、プラズマ生成点でプラズマ化される。

このように構成される本実施例も第１実施例と同様の効果を奏する。さらに、本実施例では、定常運転状態とそれ以外の状態とにおけるドロップレット３１０の速度差を利用して、キャッチャー１６０Ｅを設ける。従って、本実施例では、アクチュエータ２１０等を廃止できるため、前記各実施例よりも構成を簡素化して製造コストを低減できる。

図１０，図１１に基づいて第７実施例を説明する。本実施例では、キャッチャー１６０Ｆを固定し、ターゲット発生部１２０を回動させる。図１０（ａ）は、ターゲット発生部１２０が定常運転状態にある場合の配置関係を示す。図１０（ｂ）は、ターゲット発生部１２０が作動開始状態または作動終了状態にある場合を示す。図１１は、本実施例によるキャッチ用サブルーチンＳ１１０Ｂ及び解除用サブルーチンＳ１３０Ｂを示すフローチャートである。

図１０（ａ）に示すように、ターゲット発生部１２０の右上には、定常運転時にターゲット発生部１２０から射出されるドロップレット３１０に干渉しないようにして、キャッチャー１６０Ｆが設けられている。

コントローラ２００は、図１０（ｂ）に示すように、ターゲット発生部１２０の作動開始時及び作動終了時に、ターゲット発生部１２０を図中左回りに回動させ、ノズル部１２１をキャッチャー１６０Ｆに向けさせる（Ｓ１１０Ｂ）。ここで、ノズル部１２１がキャッチャー１６０Ｆを向く位置Ｐ３（角度）は、「第３位置」に該当する。ターゲット発生部１２０が第３位置Ｐ３に位置すると、ノズル部１２１から射出されるドロップレット３１０は、キャッチャー１６０Ｆにより回収される。

コントローラ２００は、図１０（ａ）に示すように、ターゲット発生部１２０が定常運転状態になると、ターゲット発生部１２０を図中右回りに回動させ、ノズル部１２１を所定の方向Ｃ１に向けさせる（Ｓ１３０Ｂ）。ターゲット発生部１２０が所定の方向Ｃ１（プラズマ生成点の方向）を向く位置Ｐ４（角度）は、「第４位置」に該当する。ターゲット発生部１２０が第４位置Ｐ４に切り替わると、ターゲット発生部１２０は、通常速度のドロップレット３１０をプラズマ生成点に向けて射出する。このように構成される本実施例も第１実施例と同様の効果を奏する。

図１２に基づいて第８実施例を説明する。本実施例では、キャッチャー１６０Ｇを固定し、ターゲット発生部１２０を平行に移動させる。本実施例のキャッチャー１６０Ｇは、前記キャッチャー１６０Ｆと同様に、ターゲット発生部１２０の定常運転時にノズル部１２１から射出されるドロップレット３１０に干渉しないように、例えば、ターゲット発生部１２０の斜め上に設けられる。

コントローラ２００は、ターゲット発生部１２０の作動開始時及び作動終了時に、ターゲット発生部１２０を第３位置Ｐ３に移動させて、ノズル部１２１をキャッチャー１６０Ｇに対面させる。

コントローラ２００は、ターゲット発生部１２０が定常運転状態になると、ターゲット発生部１２０を第４位置Ｐ４に平行移動させて、ノズル部１２１を所定の方向Ｃ１に向けさせる。このように構成される本実施例も第１実施例及び第７実施例と同様の効果を奏する。

図１３に基づいて第９実施例を説明する。本実施例のターゲット発生部１２０Ａは、ノズル部１２１を開閉させるためのバルブ機構１２６を備えている。バルブ機構１２６は、例えば、弁体１２７と、弁体１２７を上下方向に移動させるアクチュエータ１２８とを備えている。ノズル部１２１の流入口側には、弁体１２７の先端１２７Ａが着座するための弁座１２５が形成されている。

弁体１２７は、例えば、ニードル弁のように形成される。弁体１２７は、タンク部１２２及びノズル部１２１と同一の材料から形成することができる。例えば、タンク部１２２及びノズル部１２１がモリブデンから形成される場合、弁体１２７もモリブデンから形成することができる。弁体１２７及び弁座１２５の表面は、上述のように、ノズル直径の１／１０以下または１／１００以下の粗さとなるように研磨することができる。なお、弁体１２７及び弁座１２５の表面に、ダイヤモンド膜を形成してもよい。

コントローラ２００は、ターゲット発生部１２０を作動させる場合、アクチュエータ１２８を駆動させて弁体１２７を上方に移動させる。これにより、弁体１２７の先端１２７Ａは弁座１２５から離れ、バルブ機構１２６は開弁する。そして、ドロップレット３１０は、ノズル部１２１から射出される。

コントローラ２００は、ターゲット発生部１２０を停止させる場合、アクチュエータ１２８を駆動させて弁体１２７を下方に移動させる。これにより、弁体１２７の先端１２７Ａは弁座１２５に着座し、バルブ機構１２６は閉弁する。

このように構成される本実施例では、ノズル部１２１を開閉させるためのバルブ機構１２６をターゲット発生部１２０に設けるため、ターゲット発生部１２０の作動停止時にノズル部１２１からターゲット物質３００が漏れるのを防止できる。

図１４−図１６に基づいて第１０実施例を説明する。本実施例では、ＥＵＶ光Ｌ２のオブスキュレーション領域４００にキャッチャー１６０Ｈを設ける。図１４は、本実施例のＥＵＶ光源装置１Ａを示す。本実施例のキャッチャー１６０Ｈは、集光ミラー１３０の略中央部からＥＵＶ光Ｌ２の照射方向に若干離間して、設けられている。キャッチャー１６０Ｈは、固定的に取り付けられている。

集光ミラー１３０により集光されるＥＵＶ光Ｌ２のファーフィールド４１０には、その中央部にオブスキュレーション領域４００が設定される。図１５は、チャンバ１００等を拡大した図面である。図１６は、図１５中の矢示ＸＶＩ方向からファーフィールド４１０を見た図面である。

図１５，図１６に示すように、キャッチャー１６０Ｈは、その大部分がオブスキュレーション領域４００内に位置するようにして、プラズマ生成点（符号３２０の位置）よりも手前に配置されている。手前とは、レーザ光Ｌ１の進行方向上の手前である。従って、キャッチャー１６０Ｈは、集光ミラー１３０とプラズマ生成点との間に位置して、オブスキュレーション領域４００に隠れるようにして設けられている。

キャッチャー１６０Ｈは、ターゲット発生部１２０の作動開始時及び作動停止時にノズル部１２１から射出され得るドロップレット３１０を受け止めることができる位置であって、かつ、オブスキュレーション領域４００に属する位置に設けられる。

ここで、オブスキュレーション領域４００とは、ＥＵＶ集光ミラー１３０によって集光されるＥＵＶ光Ｌ２のうち露光装置２において利用されない角度範囲に対応する領域のことをいう。

プラズマ生成点から放射されたＥＵＶ光Ｌ２は、ＥＵＶ光集光ミラー１３０によって中間集光点ＩＦに集光される。本実施例では、ＩＦにおいて、露光装置２により利用されない角度範囲に対応する３次元的な体積領域を、オブスキュレーション領域４００と定義する。通常、オブスキュレーション領域４００のＥＵＶ光は、露光に用いられない。そのため、オブスキュレーション領域４００のＥＵＶ光Ｌ２が露光装置２に入力されなくても、露光装置２の露光性能やスループットには影響を与えない。
図１６に示すように、キャッチャー１６０Ｈは、水平線に対して僅かに傾いて配置されている。これにより、キャッチャー１６０Ｈに収容されたドロップレット３１０は、重力に従って斜めに移動する。キャッチャー１６０Ｈには、回収部１６２Ｈが排出管路（図示せず）を介して接続されている。キャッチャー１６０Ｈ内のドロップレット３１０は、回収部１６２Ｈ内に流入して回収される。回収部１６２Ｈにより回収されたターゲット物質は、再利用することも可能である。なお、キャッチャー１６０Ｈと、回収部１６２Ｈと、排出管路とは、ドロップレット３１０を溶融状態に保つためのヒータを備えることができる。

このように構成される本実施例も第１実施例と同様の効果を奏する。さらに、本実施例では、露光装置２で利用されないオブスキュレーション領域４００内にキャッチャー１６０Ｈを設けるため、ＥＵＶ光源装置１Ａは、アクチュエータ及び駆動制御プログラム等を備える必要がなく、製造コストが低減される。

なお、本発明は、上述した各実施例に限定されない。当業者であれば、本発明の範囲内で、種々の追加や変更が可能である。例えば、上記各実施例を適宜組み合わせることができる。

１，１Ａ：ＥＵＶ光源装置、１００：チャンバ、１０２：入射ウインドウ、１０１：接続部、１１０：ドライバレーザ光源、１２０：ターゲット発生部、１２１：ノズル部、１２２：タンク部、１２３：振動部、１２４：加熱部、１３０：ＥＵＶ集光ミラー、１３１：入射穴、１３２：表面、１４０：回収装置、１５１，１５２：反射ミラー、１６０，１６０Ａ，１６０Ｂ，１６０Ｃ，１６０Ｄ，１６０Ｅ，１６０Ｆ，１６０Ｇ，１６０Ｈ：キャッチャー、１７０：カメラ、２００：ＥＵＶコントローラ、２１０：キャッチャー用アクチュエータ、３００：ターゲット物質、３１０：ドロップレット、３２０：プラズマ：４００：オブスキュレーション領域、４１０：ＥＵＶ光のファーフィールド、Ｌ１：ドライバレーザ光、Ｌ２：ＥＵＶ光、Ｐ１：第１位置、Ｐ２：第２位置、Ｐ３：第３位置、Ｐ４：第４位置。

Claims (9)

1. ターゲット物質にレーザ光を照射して極端紫外光を発生させる極端紫外光源装置であって、
   チャンバと、
   前記ターゲット物質からターゲットを生成し、生成された前記ターゲットを前記チャンバ内の所定方向に出力するターゲット発生部と、
   前記チャンバ内の前記ターゲットにレーザ光を照射してプラズマ化させることにより、前記極端紫外光を発生させるレーザ光源と、
   前記ターゲット発生部の下側に位置して、前記ターゲット発生部が前記ターゲットを出力するための出力口の鉛直線上に設けられ、前記極端紫外光を所定の焦点に集めるための集光ミラーと、
   前記ターゲット発生部が所定の状態にある場合、前記ターゲット発生部から出力される前記ターゲットが前記集光ミラーに付着しないように、前記ターゲットを回収する回収部と、
   を備える極端紫外光源装置。
   
   
2. 前記所定の状態とは、前記ターゲット発生部が作動を開始する作動開始状態と前記ターゲット発生部が作動を停止する作動停止状態との少なくともいずれか一方である、請求項１に記載の極端紫外光源装置。
   
3. 前記回収部は、前記ターゲット発生部から出力される前記ターゲットを回収するための第１位置と、前記第１位置から離れて設定され、前記ターゲットに干渉しない第２位置との間で切替可能に設けられており、
   前記回収部は、前記ターゲット発生部が前記所定の状態にある場合に前記第１位置に位置し、前記ターゲット発生部が前記所定の状態以外の状態にある場合に前記第２位置に位置する、請求項２に記載の極端紫外光源装置。
   
4. 前記回収部は、前記第１位置にある場合、前記出力口を塞ぐように設けられる、請求項３に記載の極端紫外光源装置。
   
5. 前記ターゲット発生部は、前記所定方向とは別の方向に設けられた前記回収部に向けて前記ターゲットを出力する第３位置と、前記ターゲットを前記所定方向に出力する第４位置との間で切替可能に設けられており、
   前記ターゲット発生部は、前記ターゲット発生部が前記所定の状態にある場合に前記第３位置に位置し、前記ターゲット発生部が前記所定の状態以外の状態にある場合に前記第４位置に位置する、請求項２に記載の極端紫外光源装置。
   
6. 前記回収部は、前記出力口と前記集光ミラーとの間に位置して、前記集光ミラーによる前記極端紫外光の集光に干渉しない領域に設けられており、
   前記ターゲット発生部が前記所定の状態にある場合に、前記ターゲット発生部から出力される前記ターゲットが前記回収部に収容されて回収されるようになっている請求項２に記載の極端紫外光源装置。
   
7. 前記回収部は、前記出力口の下側に位置して、前記集光ミラーのオブスキュレーション領域に設けられており、
   前記ターゲット発生部が前記所定の状態にある場合に、前記ターゲット発生部から出力される前記ターゲットが前記回収部に収容されて回収されるようになっている請求項２に記載の極端紫外光源装置。
   
8. 前記ターゲット発生部から前記チャンバ内に出力される前記ターゲットの出力状態を検出する出力状態検出部を設け、
   前記ターゲット発生部が前記所定の状態になったか否かは、前記出力状態検出部からの検出信号に基づいて判定される、請求項２に記載の極端紫外光源装置。
   
9. ターゲット物質にレーザ光を照射して極端紫外光を発生させる極端紫外光源装置であって、
   チャンバと、
   前記ターゲット物質からターゲットを生成し、生成された前記ターゲットを前記チャンバ内の所定方向に出力するターゲット発生部と、
   前記チャンバ内の前記ターゲットにレーザ光を照射してプラズマ化させることにより、前記極端紫外光を発生させるレーザ光源と、
   前記ターゲット発生部の下側に設けられ、前記極端紫外光を所定の焦点に集めるための集光ミラーと、
   前記ターゲット発生部が前記ターゲットを出力するための出力口の下側に位置して、前記集光ミラーのオブスキュレーション領域に設けられ、前記ターゲット発生部から出力される前記ターゲットが前記集光ミラーに付着しないように、前記ターゲットを回収する回収部と、
   を備える極端紫外光源装置。

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