JP2014154271A - ホイルトラップおよびこのホイルトラップを用いた光源装置 - Google Patents

Abstract

【課題】固定式ホイルトラップや回転式ホイルトラップのメンテナンスを容易にし、また、ホイルトラップからホイルが離脱するという不具合を回避可能とすること。
【解決手段】ホイルトラップ４の中心支柱４ｃにシールド部材４ｄを交換可能に取り付け、シールド部材４ｄと中心支柱４ｃの間に、これらの部材より柔らかく熱伝導可能な中間部材４ｅを挿入する。これにより、高温プラズマＰから飛来するデブリによる磨耗が発生しても、シールド部材４ｄを交換することでホイルトラップ自体の交換が不要となる。また、中間部材４ｅを設けることで熱伝達を良好にすることができるので、シールド部材４ｄを効果的に冷却でき、シールド部材の交換頻度を少なくすることができる。さらに、シールド部材４ｄを、高温プラズマＰからろう付け部分４ｂが遮蔽されるような径とすることにより、ろう付け部分４ｂが外れてホイル４ａが飛散するのを防ぐことができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、極端紫外光源である高温プラズマから放出されるデブリから集光鏡等を保護するホイルトラップ及びこのホイルトラップを用いた光源装置に関する。

半導体集積回路の微細化、高集積化につれて、露光用光源の短波長化が進められ、次世代の半導体露光用光源として、特に波長１３．５ｎｍの極端紫外光（以下、ＥＵＶ（Ｅｘｔｒｅｍｅ Ｕｌｔｒａ Ｖｉｏｌｅｔ）光ともいう）を放射する極端紫外光光源装置（以下、ＥＵＶ光源装置ともいう）の開発が進められている。

ＥＵＶ光源装置において、ＥＵＶ光を発生させる方法はいくつか知られているが、そのうちの一つに極端紫外光放射種（以下、ＥＵＶ放射種）を加熱して励起することにより高温プラズマを発生させ、この高温プラズマからＥＵＶ光を取り出す方法がある。
このような方法を採用するＥＵＶ光源装置は、高温プラズマの生成方式により、ＬＰＰ（Ｌａｓｅｒ Ｐｒｏｄｕｃｅｄ Ｐｌａｓｍａ：レーザ生成プラズマ）方式ＥＵＶ光源装置とＤＰＰ（ＤｉｓｃｈａｒｇｅＰｒｏｄｕｃｅｄ Ｐｌａｓｍａ：放電生成プラズマ）方式ＥＵＶ光源装置とに大きく分けられる。

〔ＤＰＰ方式のＥＵＶ光源装置〕
図６は、特許文献１記載されたＤＰＰ方式のＥＵＶ光源装置を簡易的に説明するための図である。
ＥＵＶ光源装置は、放電容器であるチャンバ１を有する。チャンバ１内には、一対の円板状の放電電極２ａ，２ｂなどが収容される放電部１ａと、ホイルトラップ５や集光光学手段であるＥＵＶ集光鏡６などが収容されるＥＵＶ集光部１ｂとを備えている。
１ｃは、放電部１ａ、ＥＵＶ集光部１ｂを排気して、チャンバ１内を真空状態にするためのガス排気ユニットである。
２ａ，２ｂは円盤状の電極である。電極２ａ，２ｂは所定間隔だけ互いに離間しており、それぞれ回転モ−タ１６ａ，１６ｂが回転することにより、１６ｃ，１６ｄを回転軸として回転する。
１４は、波長１３．５ｎｍのＥＵＶ光を放射する高温プラズマ用原料である。高温プラズマ原料１４は、加熱された溶融金属（ｍｅｌｔｅｄｍｅｔａｌ）例えば液体状のスズ（Ｓｎ）であり、コンテナ１５ａ、１５ｂに収容される。

上記電極２ａ，２ｂは、その一部が高温プラズマ原料１４を収容するコンテナ１５の中に浸されるように配置される。電極２ａ，２ｂの表面上に乗った液体状の高温プラズマ原料１４は、電極２ａ，２ｂが回転することにより、放電空間に輸送される。上記放電空間に輸送された高温プラズマ原料１４に対してレーザ源１７ａよりレーザ光１７が照射される。レーザ光１７が照射された高温プラズマ原料１４は気化する。
電極２ａ，２ｂに、電力供給手段３からパルス電圧が印加された後、高温プラズマ原料１４がレーザ光１７の照射により気化されることにより、両電極２ａ，２ｂ間にパルス放電が開始し、高温プラズマ原料１４によるプラズマＰが形成される。放電時に流れる大電流によりプラズマが加熱励起され高温化すると、この高温プラズマＰからＥＵＶが放射される。
高温プラズマＰから放射したＥＵＶ光は、ＥＵＶ集光鏡６により集光鏡６の集光点（中間集光点ともいう）ｆに集められ、ＥＵＶ光取出部７から出射し、ＥＵＶ光源装置に接続された点線で示した露光機４０に入射する。

上記したＥＵＶ集光鏡６は、一般に、複数枚の薄い凹面ミラ−を入れ子状に高精度に配置した構造からなる。各凹面ミラ−の反射面の形状は、例えば、回転楕円面形状、回転放物面形状、ウォルタ−型形状であり、各凹面ミラ−は回転体形状である。ここで、ウォルタ−型形状とは、光入射面が、光入射側から順に回転双曲面と回転楕円面、もしくは、回転双曲面と回転放物面からなる凹面形状である。

〔ＬＰＰ方式のＥＵＶ光源装置〕
図７は、ＬＰＰ方式のＥＵＶ光源装置を簡易的に説明するための図である。
ＬＰＰ方式のＥＵＶ光源装置は、チャンバ１を有する。チャンバ１には、ＥＵＶ放射種である原料（高温プラズマ原料）を供給するための原料供給ユニット１０および原料供給ノズル２０が設けられている。原料供給ノズル２０からは、原料として、例えば液滴状のスズ（Ｓｎ）が放出される。
チャンバ１の内部は、真空ポンプ等で構成されたガス排気ユニット１ｃにより真空状態に維持されている。

レーザビーム照射手段である励起用レーザ光発生装置２１からのレーザ光（レーザビーム）２２は、レーザ光集光手段２４により集光されながらレーザ光入射窓部２３を介してチャンバ１内部へ導入され、ＥＵＶ集光鏡８の略中央部に設けられたレーザ光通過穴２５を通って、原料供給ノズル２０から放出される原料（例えば液滴状のスズ）に照射される。ここで用いられる励起用レーザ光発生装置２１は、例えば、繰り返し周波数が数ｋＨｚであるパルスレーザ装置であり、炭酸ガス（ＣＯ_２）レーザ、ＹＡＧレーザなどが使用される。

原料供給ノズル２０から供給された原料は、レーザ光２２の照射により加熱・励起されてプラズマとなり、このプラズマからＥＵＶ光が放射される。放射されたＥＵＶ光は、ＥＵＶ集光鏡８によりＥＵＶ光取出部に向けて反射されてＥＵＶ集光鏡の集光点（中間集光点）に集光され、ＥＵＶ光取出部７から出射し、ＥＵＶ光源装置に接続された点線で示した露光機４０入射する。

ここで、ＥＵＶ集光鏡８は、例えばモリブデンとシリコンの多層膜でコーティングされた球面形状の反射鏡であり、励起用レーザ光発生装置２１およびレーザ光入射窓部２３の配置によっては、レーザ光通過穴２５を必要としない場合もある。
また、プラズマ生成用のレーザ光２２は、迷光としてＥＵＶ光取出部に到達することもある。よって、ＥＵＶ光取出部の前方（プラズマ側）にＥＵＶ光を透過して、レーザ光２２を透過させない不図示のスペクトル純度フィルタを配置することもある。

〔ホイルトラップ〕
上述したＥＵＶ光源装置において、プラズマＰからは種々のデブリが発生する。それは、例えば、プラズマＰと接する金属（例えば、一対の円板状の放電電極２ａ，２ｂ）が上記プラズマによってスパッタされて生成する金属粉等のデブリや、高温プラズマ原料１４であるＳｎに起因するデブリである。
これらのデブリは、プラズマの収縮・膨張過程を経て、大きな運動エネルギーを得る。すなわち、プラズマＰから発生するデブリは高速で移動するイオンや中性原子であり、このようなデブリはＥＵＶ集光鏡にぶつかって反射面を削ったり、反射面上に堆積したりして、ＥＵＶ光の反射率を低下させる。

そのため、例えば図６に示したＥＵＶ光源装置においては、放電部１ａとＥＵＶ光集光部１ｂに収容されたＥＵＶ集光鏡６との間に、ＥＵＶ集光鏡６のダメージを防ぐために、ホイルトラップ５が設置される。ホイルトラップ５は、上記したようなデブリを捕捉してＥＵＶ光のみを通過させる働きをする。

ホイルトラップは、その一例が特許文献２、特許文献３に示され、特許文献３では「フォイル・トラップ」として記載されている。
図８に、特許文献２に示されるようなホイルトラップの概略構成を示す。
ホイルトラップ５は、ホイルトラップ５の中心軸（図８はＥＵＶ光の光軸に一致）を中心として、半径方向に放射状に配置された、複数の薄膜（ホイル）または薄い平板（プレート）（以下薄膜と平板を合せて「ホイル５ａ」と呼ぶ）と、この複数のホイル５ａを支持する、同心円状に配置されたモリブデン（Ｍｏ）合金等よりなるコーン形状の中心支柱５ｃと外側リング５ｂの支持体とから構成されている。
ホイル５ａは、その平面がＥＵＶ光の光軸に平行になるように配置され支持されている。そのため、ホイルトラップ５を極端紫外光源（高温プラズマＰ）側から見ると、中央支柱５ｂと外側リング５ｃの支持体の部分を除けば、ホイル５ａの厚みしか見えない。したがって、高温プラズマＰからのＥＵＶ光のほとんどは、ホイルトラップ５を通過することができる。

一方、ホイルトラップ５の複数のホイル５ａは、配置された空間を細かく分割することにより、その部分のコンダクタンスを下げて圧力を上げる働きをする。そのため、高温プラズマＰからのデブリは、ホイルトラップ５により圧力が上がった領域で衝突確率が上がるために速度が低下する。速度が低下したデブリは、ホイル５ａやホイルの支持体５ｂ，５ｃにより捕捉されるものもある。

なお、ＤＰＰ方式ＥＵＶ光源装置においては、光軸上の光（高温プラズマＰから０°の角度（放射角が０°）で出射する光）や、ＥＵＶ集光鏡６の最も内側に位置する凹面ミラーが反射可能な入射角（以下、最小入射角ともいう）より小さい入射角でＥＵＶ集光鏡６に入射する光は、露光には使用されず、むしろ存在しないほうが好ましい。そのため、中央支柱５ｃは存在しても問題はなく、むしろ中央支柱５ｃにより積極的に遮光することもある。なお中央支柱５ｃは、ＥＵＶ集光鏡６の構成から定まる最小入射角以下の光を遮光する形状となるので、一般的にはコーン形状となる。よって、以下、中央支柱のことをコーン（ｃｏｎｅ）とも呼ぶ。
なお、ホイルトラップは、高温プラズマの近くに配置されるので、受ける熱負荷も大きい。よって、ホイルトラップを構成するホイルやコーンは、例えば、モリブデン（Ｍｏ）などの高耐熱材料から形成される。

上記したホイルトラップは、主としてＤＰＰ方式のＥＵＶ光源装置に採用されることが多い。ＬＰＰ方式のＥＵＶ光源装置の場合、磁界によりデブリ進行方向を制御してＥＵＶ集光鏡への衝突を抑制したり、ＥＵＶ集光鏡に付着したデブリを、水素ガス等のクリーニングガスにより除去したりしている。しかしながら、図７に示すように、上記したようなホイルトラップを高温プラズマとＥＵＶ集光鏡との間に配置することもある。すなわち、ホイルトラップはＤＰＰ方式のＥＵＶ光源装置のみならず、ＬＰＰ方式のＥＵＶ光源装置にも採用されうる。

〔回転式ホイルトラップ、固定式ホイルトラップ〕
近年、特許文献４に記載されているように、ホイルトラップを２つ、直列に設けるとともに、一方のホイルトラップを回転させる構成が知られている。
図９に概略構成を示す。図９に示す例では、高温プラズマＰに近い方のホイルトラップ４が回転する機能を有する。以下、この回転機能を有するホイルトラップを回転式ホイルトラップ４、回転せず固定型のホイルトラップ５を固定式ホイルトラップ５とも言う。図９においては、ＥＵＶ集光鏡６とプラズマＰの間のプラズマＰ側に回転式ホイルトラップ４が設けられ、回転式ホイルトラップ４とＥＵＶ集光鏡６の間に固定式ホイルトラップ５が設けられている。固定式ホイルトラップ５は例えば前記図８に示したものと同様なものである。なお、図９では固定式ホイルトラップ５の外側リング５ｂは省略されている。

回転式ホイルトラップ４は、中央支柱（コーン）４ｃが図示を省略した回転駆動機構の回転軸と同軸状に接続されている。そして、回転駆動機構の回転軸が回転すると、上記回転式ホイルトラップ４はコーン４ｃの回転軸を中心に回転する。
回転式ホイルトラップ４の各ホイル４ａは、コーン４ｃに例えば金ろうを用いたろう付け等で固定されており（図９のろう付け部分４ｂ参照）、各ホイル４ａはコーン４ｃの回転軸を中心に放射状に伸びる。
回転式ホイルトラップ４においては、ホイル４ａはコーン４ｃに固定されていればよいので、図９に示すような外側リング５ｂは設けなくてもよい。

回転式ホイルトラップ４は、複数のホイル４ａがコーンの回転軸を中心に回転することにより、プラズマＰから飛来するデブリを捕捉するものである。例えば、高温プラズマ原料１４であるＳｎに起因するデブリは、回転式ホイルトラップ４の各ホイルに捕捉されたり、進行方向がＥＵＶ集光鏡６側とは異なる方向となるように偏向される。すなわち、ＥＵＶ集光鏡６の各凹面ミラーへのデブリの堆積は、回転式ホイルトラップ４を使用することにより抑制される。

ここで、上記したように、回転式ホイルトラップ４は高温プラズマＰと対向するので、高温プラズマＰにより加熱されたり、デブリが衝突することによる加熱を受けることになる。よって、回転式ホイルトラップ４の受ける熱負荷は高い。
よって、回転式ホイルトラップ４は、コーン４ｃ内部に冷却管を設けて、当該冷却管に水などの冷媒を流すことによりコーン４ｃを冷却している。なお、ホイル４ａはろう付け等によりコーン４ｃと熱的に接続されているので、コーン４ｃを冷却することにより、ホイルも冷却される。

固定式ホイルトラップ５は、回転式ホイルトラップ４により捕捉しきれなかった高速で進行するデブリを捕捉する。固定式ホイルトラップ５により圧力が上がった領域での上記デブリの衝突確率が上がるため、高速で移動するデブリの速度が低下する。速度が低下したデブリは、ホイル５ａやホイルの支持体５ｂ，５ｃにより捕捉されるものもある。すなわち、ＥＵＶ集光鏡６の各凹面ミラーの高速デブリによるスパッタリングは、固定式ホイルトラップ５を使用することにより抑制される。なお、必要に応じて固定式ホイルトラップ５のコーン５ｃも冷却してもよい。

特表２００７−５０５４６０号公報 特表２００２−５０４７４６号公報 特表２００４−２１４６５６号公報 特表２０１２−５１３６５３号公報

前記図６に示した固定式ホイルトラップ５を設けたときのプラズマＰに対向する側のコーン部分５ｃや、図９に示す回転式ホイルトラップ４を設けた場合のプラズマＰに対向する側のコーン部分４ｃは、発光点であるプラズマＰまでの距離が非常に短く、常にプラズマＰからの高速で移動するデブリ（高速粒子）に晒されることとなり、この高速粒子の衝突による磨耗（エロージョン）が発生する。
エロージョンが発生すると、ホイルトラップ自体を交換する必要が生じる場合もあり、ホイルトラップのメンテナンス頻度が増加する。

また、高温プラズマに対向して配置されたホイルトラップは、ＥＵＶ光源装置稼動中に受ける熱負荷が大きく、プラズマへの入力エネルギーによっては、５００〜７００°Ｃ以上に加熱される。
回転式ホイルトラップ４においては、前記したように、各ホイル４ａが、コーン４ｃにろう付け等で固定されており、ろう付けに使用する硬ろうとしては、比較的耐熱性の高い金ろうを使用している。しかしながら、高温プラズマ原料であるすず（Ｓｎ）に起因する高温のデブリがこのろう付け部分に付着した場合、硬ろう（金ろう）とすず（Ｓｎ）との間で化学反応がおこり、硬ろうが劣化する。
この劣化した硬ろうは、本来の硬ろうよりも機械的強度が劣化する。このため、例えば図１０に示すように、回転ホイルトラップ４が回転している際、ホイル４ａに加わる遠心力によりろう付け部分４ｂが外れて回転式ホイルトラップが破損するという不具合が発生する。
本発明は上記した事情に鑑みなされたものであり、その課題は、固定式ホイルトラップや回転式ホイルトラップのメンテナンスを容易にするとともにその頻度を低下させることができ、また、ホイルを中心支柱に固定する硬ろうへデブリが付着することにより、ホイルトラップからホイルが離脱するという不具合を回避可能なホイルトラップを提供することである。

前記したように、ホイルトラップの中心支柱（コーン）は、常にプラズマからの高速で移動するデブリ（高速粒子）に晒され、これにより磨耗（エロージョン）が発生する。そこで、中心支柱の上記デブリと対向する側に交換可能なシールド部材を取り付けておけば、磨耗（エロージョン）が発生した際、シールド部材を交換すればホイルトラップ自体の交換をしなくても済むようになる。
しかし、上記シールド部材の温度が上昇すると、当該シールド部材の高温部分におけるエロージョンが急激に進行し、シールド部材の交換頻度が増大することが分かった。このため、上記シールド部材を効果的に冷却できるようにすることが望ましい。
本発明においては、上記のようにシールド部材を設け、このシールド部材とコーンの間にシールド部材を構成する材料およびコーンを構成する部材の両者と比較して柔らかく、熱伝導可能な中間部材を挿入する。
これにより、シールド部材の熱をコーンに効果的に伝達することができ、シールド部材の温度上昇を抑え、シールド部材の交換頻度を少なくすることができる。
また、上記シールド部材を、プラズマから前記ろう付け部分が遮蔽されるような大きさに設定する。
これにより、高温のデブリがろう付け部分に付着することにより起こる硬ろうの劣化を防ぐことができ、回転式ホイルトラップが破損するという不具合が発生するのを防ぐことができる。
すなわち、本発明においては、次のようにして前記課題を解決する。
（１）プラズマと、該プラズマから放射される光を集光する集光ミラーの間に配置され、主軸から放射状に伸びる複数のホイルを備え、上記光は通過するが上記プラズマからのデブリは捕捉するホイルトラップであって、上記複数のホイルが、主軸上に配置された中心支柱により支持され、上記中心支柱の上記プラズマと対向する面にはシールド部材が設けられているホイルトラップにおいて、上記シールド部材と中心支柱との間に、熱伝達可能であって、上記シールド部材を構成する材料および上記中間リングを構成する材料の双方より柔らかい材料からなる中間部材を設ける。
（２）上記（１）において、複数のホイルは、主軸上に配置された中心支柱にろう付けされて支持され、上記シールド部材は、上記プラズマから、上記ろう付けされた部分を遮蔽する大きさに構成されている。
（３）容器と、上記容器内にプラズマ原料を供給するプラズマ原料供給手段と、上記プラズマ原料を加熱して励起しプラズマを発生させる一対の放電電極からなる放電部材と、上記プラズマから放射される光を集光する集光ミラーと、上記放電部材と上記集光ミラーとの間に設けられるホイルトラップと、上記集光された光を取り出す上記容器に形成された光取り出し部と、上記容器内を排気し容器内の圧力を調整する排気手段とを備えた光源装置において、上記ホイルトラップは、（１）（２）いずれかのホイルトラップを用いる。
（４）容器と、上記容器内にプラズマ原料を供給するプラズマ原料供給手段と、上記プラズマ原料にレーザビームを照射して当該プラズマ原料を加熱して励起し高温プラズマを発生させるレーザビーム照射手段と、上記プラズマから放射される光を集光する集光ミラーと、上記高温プラズマと上記集光ミラーとの間に設けられるホイルトラップと、上記集光された光を取り出す上記容器に形成された光取り出し部と、上記容器内を排気し容器内の圧力を調整する排気手段とを備えた光源装置において、上記ホイルトラップは、（１）（２）のいずれかのホイルトラップを用いる。

本発明においては、以下の効果を得ることができる。
（１）ホイルトラップの中心支柱のプラズマと対向する面に交換可能なシールド部材を設けたので、高速で移動するデブリ（高速粒子）により、磨耗（エロージョン）が発生しても、シールド部材のみを交換すれば、ホイルトラップ自体の交換をしなくても済み、メンテナンスを容易にすることができる。
特に、上記シールド部材と中心支柱との間に、熱伝達可能であって、上記シールド部材を構成する材料および上記中間リングを構成する材料の双方より柔らかい材料からなる中間部材を設けることにより、シールド部材から中心支柱への熱伝達が良好に行われるようになり、上記シールド部材を効果的に冷却することができる。このため、シールド部材の高温部分におけるエロージョンの急激な進行を抑制することができ、シールド部材の交換頻度を少なくし、メンテナンスを容易にすることができる。
（２）シールド部材を、高温プラズマから飛来するすず（Ｓｎ）からなるデブリに対して、ホイルと中心支柱のろう付け部分が遮蔽されるような構造とすることにより、上記デブリが上記ろう付け部分に付着することがなくなる。このため、ろう付け材料である硬ろうの劣化が抑制される。このため、回転式ホイルトラップにおいて、ろう付け部分での接合が壊れるといった不具合を防止することができる。

本発明の第１の実施例の概略構成を示す図である。 回転式ホイルトラップにおいて、コーンへのシールド部材の取り付けを説明する図である。 シールド部材とコーンとの間に設けた中間部材を説明する図である。 本発明の第２の実施例概略構成を示す図である。 固定式ホイルトラップにおいて、シールド部材のコーンへの取り付けを説明する図である。 ＤＰＰ方式のＥＵＶ光源装置を簡易的に説明する図である。 ＬＰＰ方式のＥＵＶ光源装置を簡易的に説明する図である。 ホイルトラップの概略構成を示す図である。 回転式ホイルトラップを説明する図である。 ろう付け部分が外れてホイルが飛散する様子を説明する図である。

図１に本発明の第１の実施例の概略構成を示す。本実施例は、本発明を前記回転式ホイルトラップに適用した場合を示している。
同図において、高温プラズマＰに近い方のホイルトラップ４は前記したように、回転する機能を有する回転式ホイルトラップであり、回転式ホイルトラップ４とＥＵＶ集光鏡６の間に固定式ホイルトラップ５が設けられている。

回転式ホイルトラップ４は、前記したように、コーン（中央支柱）４ｃが図示を省略した回転機構の回転軸と同軸状に接続され、回転機構の回転軸が回転すると、上記回転式ホイルトラップ４はコーン４ｃの回転軸を中心に回転する。
回転式ホイルトラップ４の各ホイル４ａは、前記したようにろう付け部分４ｂで、コーン４ｃに例えば金ろうを用いたろう付け等で固定されている。各ホイル４ａはコーン４ｃの回転軸を中心に放射状に伸びる。
本実施例の回転式ホイルトラップ４においては、コーン４ｃの高温プラズマと対向する面に、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）などの高耐熱性材料からなる板状のシールド部材４ｄが配置される。
シールド部材４ｄの平面部表面とコーン４ｃの上面部表面部との間には、後述する図３に示すように、シールド部材４ｄを構成する材料およびコーン４ｃを構成する部材の両者と比較して柔らかく、熱伝達可能な中間部材４ｅが挿入される。
また、シールド部材４ｄの大きさは、高温プラズマからコーン４ｃとホイル４ａとのろう付け部分４ｂを遮蔽可能な大きさに設定され、高温プラズマの位置から臨む方向からろう付け部分４ｂは、板状のシールド部材４ｄにより遮蔽されて見ることはできない。
すなわち、シールド部材４ｄの径は、シールド部材４ｄに接する部分のコーン４ｃの径より大きく、シールド部材の径と、プラズマと対向する面の中心支柱の径の差は、上記ろう付けのろうの中心支柱からの露出部分の高さ以上とされる。
なおコーン４ｃは、高温プラズマの位置から臨む方向から遮蔽される領域に配置され、その形状は、円筒状もしくは円錐台形状、特に円錐台形状とすることが好ましい。

シールド部材４ｄの大きさを、以上のように構成することにより、高温プラズマから飛来するすず（Ｓｎ）からなるデブリは、板状のシールド部材４ｄに衝突するものの、当該板状のシールド部材４ｄに遮られて、直接コーン４ｃとホイル４ａとのろう付け部分４ｂに付着することがなくなる。
したがって、ホイルトラップ４が高温（５００〜７００°Ｃ）に加熱された状態において、ろう付け材料である硬ろう（金ろう）とすず（Ｓｎ）との間での化学反応が回避され、上記硬ろうの機械的強度が維持される。そのため、回転ホイルトラップ４において、当該ホイルトラップ４の回転中に、ろう付け部分４ｂの劣化にともない、ろう付け部分での接合が壊れるといった不具合を防止することができる。

ここで、シールド部材４ｄは、ＥＵＶ集光鏡６の構成から定まる最小入射角以下の光を遮光する形状とすることが望ましい。すなわち、ＥＵＶ集光鏡６により集光される有効なＥＵＶ光をできるだけ遮光しないような大きさにすることが好ましい。
そのため、シールド部材４ｄの後ろ（ＥＵＶ出射側）に配置されるコーン４ｃ（ｃｏｎｅ）の形状は、従来のＥＵＶ集光鏡の構成から定まる最小入射角以下の光を遮光するコーン形状よりも相対的に小さくなる。

ところで、前記したように、回転ホイルトラップ４のホイル４ａを回転軸に固定しているコーン４ｃ部分は、発光点であるプラズマＰまでの距離が非常に短い。このため、コーン４ｃに取り付けられたシールド部材４ｄは、常にプラズマからの高速に移動するデブリ（高速粒子）に晒されることとなり、この高速粒子の衝突による磨耗（エロージョン）が発生する。

そこで、シールド部材４ｄをコーン４ｃに対して交換可能な構造としておくことにより、エロージョンに伴う回転ホイルトラップ４自体の交換をしなくても済むようになる。よって、回転ホイルトラップ４のメンテナンス頻度が減少するという効果を奏する。

ここで、発明者らの実験により、高温プラズマへの入力パワーが増えるにつれてシールド部材４ｄの温度が上昇すると、当該シールド部材４ｄの高温部分におけるエロージョンが急激に進行することが見出された。すなわち、シールド部材４ｄの温度が上昇すると、エロージョンに伴うシールド部材４ｄの交換頻度が増大する。そのため、高出力のＥＵＶ放射を得るために高温プラズマへの入力パワーを増大させる場合は、上記シールド部材４ｄを冷却した方が好ましい。

前記したように、回転ホイルトラップ４のコーン４ｃは、図示を省略した冷却機構により冷却されている。よって、コーン４ｃの上面部（高温プラズマと対向する面）と板状のシールド部材４ｄの平面部とが接触するように、当該シールド部材をコーン４ｃに対して交換可能に取り付けることが望ましい。
図２に示す例では、コーン４ｃの上面部側に２箇所のねじ穴４ｆを、シールド部材４ｄに２箇所の貫通穴４ｇを設け、各貫通穴４ｇを通過する固定用ねじ４ｈをねじ穴４ｆに勘合させることにより、シールド部材４ｄとコーン４ｃとを固定している。なお、固定用ねじ４ｈにも高耐熱性が要求されるので、当該固定用ねじ４ｈは例えばモリブデン（Ｍｏ）等よりなる。
なお、ねじ４ｈによる締め付け力を大きくし、コーン４ｃに対するシールド部材４ｄの押し付け力を大きくすれば、シールド部材４ｄからコーン４ｃへの熱伝達は向上するが、コーン４ｃやねじ４ｈの材料となるモリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）などの高耐熱性材料は硬度が高くもろいので、加工が難しいとともに割れやすく、ねじ４ｈによる押しつけ力を高くするのは難しい。

ここで、図３（ａ）に示すように、シールド部材４ｄの平面部表面やコーン４ｃの上面部表面には、実際はある程度の表面粗さが存在する。そのため、シールド部材４ｄの平面部とコーン４ｃの上面部とを接触させた際の接触面積は、この表面粗さのため小さくなる。よって、冷却されているコーン４ｃ側へ高温となったシールド部材の温度を熱伝導により熱交換する際は、接触面積が小さい分、効率が悪い。
よって、高温プラズマへの入力が大きくなった場合、図示を省略した冷却機構により冷却されているコーン４ｃの上面部と板状のシールド部材４ｄの平面部とが接触するように、当該シールド部材をコーン４ｃに対して取り付けたとしても、上記シールド部材を十分に冷却できない場合も出てくる。

このような不具合を回避するために、本発明においては、図３（ｂ）に示すように、シールド部材５ｄの平面部表面やコーン４ｃの上面部表面部との間に、シールド部材４ｄを構成する材料およびコーン４ｃを構成する部材の両者と比較して柔らかく、熱伝達可能な中間部材４ｅを挿入する。
これにより、シールド部材４ｄからコーン４ｃへの熱伝達が良好に行われるようになり、上記シールド部材４ｄを効果的に冷却することができ、シールド部材４ｄの温度上昇を抑制することができる。このため、シールド部材４ｄの高温部分におけるエロージョンの急激な進行を抑制することができ、シールド部材４ｄの交換頻度を少なくすることができる。
ここで、図３においては、理解を容易にするために、シールド部材をコーン４ｃに取り付けるための固定用ねじとシールド部材の貫通穴、コーン４ｃのねじ穴は省略されている。なお、中間部材４ｅにも実際には、固定用ねじのねじ部が貫通する貫通穴が設けられている。

すなわち、中間部材４ｅを介して、固定用ねじ４ｈを用いてシールド部材４ｄとコーン４ｃとを取り付ける場合、シールド部材４ｄからコーン４ｃへ向かう方向に力がかかる。その際、中間部材４ｅはシールド部材４ｄを構成する材料より柔らかいので、中間部材４ｅのシールド部材４ｄと接触する面は、シールド部材４ｄの接触面の表面粗さに対応して変形する。また、中間部材４ｅはコーン４ｃを構成する材料より柔らかいので、中間部材４ｅのコーン４ｃと接触する面は、コーン４ｃの接触面の表面粗さに対応して変形する。よって、シールド部材４ｄと中間部材４ｅとの接触面積、および、中間部材４ｅとコーン４ｃとの接触面積は、中間部材４ｅを除いてシールド部材４ｄとコーン４ｃとを接触させる場合の接触面積より大きい。よって、中間部材４ｅを熱伝達可能な材料で構成すると、実質的にシールド部材４ｄとコーン４ｃとの間の熱伝導性が改善され、シールド部材４ｄを十分に冷却することが可能となる。
よって、シールド部材４ｄのエロージョンの進行を抑制し、当該シールド部材４ｄの交換頻度も少なくすることが可能となる。
中間部材４ｅの具体的材質としては、グラファイト、銅、真ちゅう、アルミニウムが採用されるが、特にグラファイトが好ましい。

以上では、本発明を回転式ホイルトラップに適用した場合について説明したが、本発明は前記固定式ホイルトラップにも同様に適用することができる。
図４に本発明の第２の実施例である本発明を前記固定式ホイルトラップに適用した場合を示す。
同図（ａ）において、固定式ホイルトラップ５が高温プラズマＰとＥＵＶ集光鏡６の間に設けられる。固定式ホイルトラップ５は例えば前記図９に示したものと同様なものであり、図４では固定式ホイルトラップ５の外側リング５ｂは省略されている。
固定式ホイルトラップ５のコーン５ｃの高温プラズマＰと対向する面に、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）などの高耐熱性材料からなる板状のシールド部材５ｄが交換可能に取り付けられる。

ここで、固定式ホイルトラップ５においては、前記回転式ホイルトラップのようにコーン（中心支柱）へホイルを強固に固定する必要が必ずしもなく、通常、ホイル５ａはコーン５ｃにろう付け固定されていない。
したがって、このような固定式ホイルトラップ５においては、前記回転式ホイルトラップ４のように、シールド部材５ｄの大きさを、コーン５ｃの高温プラズマに対向する面の大きさより大きくし、高温プラズマＰからコーンとホイルのろう付け部分を遮蔽可能とする必要はない。図４に示すものでは、シールド部材５ｄの径は、コーン５ｃの高温プラズマに対向する面の径と略等しく設定されている。
シールド部材５ｄは、前記図２と同様、例えば図５に示すように、シールド部材５ｄに設けた２箇所の貫通穴５ｇを通過する固定用ねじ５ｈを、コーン５ｃのねじ穴５ｆに勘合させることにより、コーン５ｃに固定される。

また、図４（ｂ）に示すように、シールド部材５ｄの平面部表面とコーン５ｃの上面部表面部との間には、シールド部材５ｄを構成する材料およびコーン５ｃを構成する部材の両者と比較して柔らかく、熱伝達可能な中間部材５ｅが挿入される。
これにより、シールド部材５ｄからコーン５ｃへの熱伝達が良好に行われるようになり、上記シールド部材５ｄを効果的に冷却することができ、シールド部材５ｄの温度上昇を抑制することができる。
このため、シールド部材５ｄの高温部分におけるエロージョンの急激な進行を抑制することができ、シールド部材５ｄの交換頻度を少なくすることができる。

以上で説明した本発明の回転式ホイルトラップ、固定式ホイルトラップは、前記図６に示したＤＰＰ方式のＥＵＶ光源装置、図７に示したＬＰＰ方式の光源装置のいずれの装置にも適用可能であり、これらの装置に、前記図１に示したように回転式ホイルトラップと固定式ホイルトラップの両方のホイルトラップを設けたり、図４に示したように固定式ホイルトラップのみを設けることができる。

１ チャンバ
１ａ 放電部
１ｂ ＥＵＶ集光部
１ｃ ガス排気ユニット
２ａ，２ｂ 放電電極
３ 電力供給手段
４ 回転式ホイルトラップ
４ａ ホイル
４ｂ ろう付け部分
４ｃ コーン（中心支柱）
４ｄ シールド部材
４ｅ 中間部材
４ｈ 固定ねじ
５ 固定式ホイルトラップ
５ａ ホイル
５ｃ コーン（中心支柱）
５ｄ シールド部材
５ｅ 中間部材
５ｈ 固定ねじ
６，８ ＥＵＶ集光鏡
７ ＥＵＶ光取出部
１０ 原料供給ユニット
１４ 高温プラズマ原料
１５ コンテナ
１６ａ，１６ｂ 回転モータ
１６ｃ，１６ｄ 回転軸
１７ レーザ光
１７ａ レーザ源
２０ 原料供給ノズル
２２ レーザ光
２１ 励起用レーザ光発生装置
２２ レーザ光（レーザビーム）
２３ レーザ光入射窓部
２４ レーザ光集光手段
４０ 露光機
Ｐ 高温プラズマ

Claims (4)

1. プラズマと、該プラズマから放射される光を集光する集光ミラーの間に配置され、主軸から放射状に伸びる複数のホイルを備え、上記光は通過するが上記プラズマからのデブリは捕捉するホイルトラップであって、
   上記複数のホイルは、主軸上に配置された中心支柱により支持されていて、
   上記中心支柱の上記プラズマと対向する面にはシールド部材が設けられているホイルトラップにおいて、
   上記シールド部材と中心支柱との間に、熱伝達可能であって、上記シールド部材を構成する材料および上記中心支柱を構成する材料の双方より柔らかい材料からなる中間部材を設けた
   ことを特徴とするホイルトラップ。
2. 上記複数のホイルは、主軸上に配置された中心支柱にろう付けされて支持されており、
   上記シールド部材は、上記プラズマから、上記ろう付けされた部分を遮蔽する大きさに構成されている
   ことを特徴とする請求項１に記載のホイルトラップ。
3. 容器と、上記容器内にプラズマ原料を供給するプラズマ原料供給手段と、上記プラズマ原料を加熱して励起しプラズマを発生させる一対の放電電極からなる放電部材と、上記プラズマから放射される光を集光する集光ミラーと、上記放電部材と上記集光ミラーとの間に設けられるホイルトラップと、上記集光された光を取り出す上記容器に形成された光取り出し部と、上記容器内を排気し容器内の圧力を調整する排気手段とを備えた光源装置において、
   上記ホイルトラップは、請求項１または請求項２のいずれか一項に記載のホイルトラップである
   ことを特徴とする光源装置。
4. 容器と、上記容器内にプラズマ原料を供給するプラズマ原料供給手段と、上記プラズマ原料にレーザビームを照射して当該プラズマ原料を加熱して励起し高温プラズマを発生させるレーザビーム照射手段と、上記プラズマから放射される光を集光する集光ミラーと、上記高温プラズマと上記集光ミラーとの間に設けられるホイルトラップと、上記集光された光を取り出す上記容器に形成された光取り出し部と、上記容器内を排気し容器内の圧力を調整する排気手段とを備えた光源装置において、
   上記ホイルトラップは、請求項１または請求項２のいずれか一項に記載のホイルトラップである
   ことを特徴とする光源装置。
   
   
   

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