JP2015149186A - デブリ低減装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ＥＵＶ光源装置のデブリ低減装置において、回転式ホイルトラップを包囲するカバー部材が過熱するのを防ぐこと。
【解決手段】プラズマＰと、プラズマＰから放射される光を集光する集光鏡の間に、回転式ホイルトラップ４と、それを包囲するカバー部材１１から構成されるデブリ低減装置が配置される。また、プラズマＰとカバー部材１１との間には、集光鏡の集光範囲内を進行する光が通過する開口部６ａを有しプラズマＰからの放射がカバー部材１１に到達するのを遮へいする遮へい部材6と、該遮へい部材６からカバー部材１１への熱輻射を抑制する熱遮へい部材７を設ける。遮へい部材６により、カバー部材１１に加わる熱負荷を抑制することができ、また、熱遮蔽部材７を設けているので、遮へい部材６が過熱しても遮へい部材６からの輻射をさえぎり、カバー部材１１への入熱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デブリ低減装置に関する。

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（ＥｘｔｒｅｍｅＵｌｔｒａ 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（ＬａｓｅｒＰｒｏｄｕｃｅｄ 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９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、それぞれ回転モータ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１５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。
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た状態で、電極２ａ，２ｂに、電力供給手段３からパルス電力が印加されることにより、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９により集光鏡９の集光点（中間集光点ともいう）ｆに集められ、ＥＵＶ光取出部８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９は、一般に、複数枚の薄い凹面ミラーを入れ子状に高精度に配置した構造からなる。各凹面ミラーの反射面の形状は、例えば、回転楕円面形状、回転放物面形状、ウォルター型形状であり、各凹面ミラーは回転体形状である。ここで、ウォルター型形状とは、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、光源チャンバ１を有する。光源チャンバ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。
光源チャンバ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１０内部へ導入され、ＥＵＶ集光鏡９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・励起されて高温プラズマとなり、この高温プラズマからＥＵＶ光が放射される。放射されたＥＵＶ光は、ＥＵＶ集光鏡９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８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。

ここで、ＥＵＶ集光鏡９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、高温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（高温プラズマ側）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。
〔デブリ低減装置（ホイルトラップ）〕
上述したＥＵＶ光源装置において、高温プラズマＰからは種々のデブリが発生する。それは、例えば、高温プラズマ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、高温プラズマ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９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、ＥＵＶ光源装置において、放電部１ａとＥＵＶ光集光部１ｂに収容されたＥＵＶ集光鏡９との間には、ＥＵＶ集光鏡９のダメージを防ぐために、デブリ低減装置（ｄｅｂｒｉｓｍｉｔｉｇａｔｉｏｎ ｄｅｖｉｃｅ：以下、ＤＭＴともいう）が設置される。ＤＭＴとしては、例えば、ホイルトラップ５が用いられる。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では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外部リング５ｃと中心支柱５ｂのリング状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）側から見ると、中心支柱５ｂと外部リング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、ホイルやホイルの支持体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ミラーに入射する光は、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、中心支柱５ｃは存在しても問題はなく、むしろ中心支柱５ｂにより積極的に遮光することもある。なお中心支柱５ｂは、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、中心支柱のことをコーン（ｃｏｎｅ）とも呼ぶ。
なお、ホイルトラップ５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５を構成するホイル５ａやコーン５ｂ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、回転せず固定型のホイルトラップを固定式ホイルトラップとも言う。

回転式ホイルトラップ４は、コーン４ｂ（中心支柱）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ている。そして、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４ｂ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４ｂに例えば金ろうを用いたろう付け等で固定されており、各ホイル４ａはコーン４ｂの回転軸を中心に放射状に伸びる。なお、回転式ホイルトラップ４は、コーン４ｂに固定されていればよいので、図８に示すような外側リング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４ｂ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４ａに捕捉されたり、進行方向がＥＵＶ集光鏡９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９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。

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５ａの支持体により捕捉されるものもある。すなわち、ＥＵＶ集光鏡９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５ｂも冷却してもよい。

図９に示す例では、回転式ホイルトラップは高温プラズマと対向するので、当該回転式ホイルトラップ４は、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。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、通常、回転式ホイルトラップ４は、コーン４ｂ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４ｂ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４ｂに直接固定されるので、上記コーン４ｂと熱的に接続されている。そのため、コーン４ｂを冷却することにより、ホイルも冷却される。

なお、回転式ホイルトラップ４の各ホイル４ａは冷却されてはいるものの、当該各ホイル４ａの温度は高温プラズマ原料である錫（Ｓｎ）の融点である２５０°Ｃを上回る温度となる。
よって、ホイルに捕捉されたＳｎに起因するデブリは、やがて液化し、回転式ホイルトラップの回転により生じる遠心力によって、各ホイルに沿って半径方向に移動し、各ホイルの外周部から離脱することになる。

回転式ホイルトラップ４の各ホイル４ａから遠心力により離脱する液化したデブリが不所望な飛散し、チャンバ内部を汚染したり、高温プラズマから放出されるＥＵＶの一部を遮光する位置に堆積してしまうという不具合を回避するために、特許文献５に示すように、回転式ホイルトラップ４の外周部には当該回転式ホイルトラップを包囲するカバー部材が設けられる。
図１０にカバー部材を設けた回転式ホイルトラップを示す。このカバー部材１１は回転式ホイルトラップ４の外縁部から離脱した液化したデブリ（Ｓｎに起因するデブリ）を捕捉し回収する。回収したデブリはデブリ排出口１１ａから排出される。よって、チャンバ内の不所望な部分にデブリが付着することはない。
カバー部材１１は、開口部１１ｂ，１１ｃを有し、この開口部１１ｂ，１１ｃの大きさは、ＤＭＴの後段（ＤＭＴのＥＵＶ出射側）に位置するＥＵＶ集光鏡の集光範囲（集光角）内を進行する高温プラズマＰからのＥＵＶ光の放射を遮光しない大きさに設定されてある。すなわち、カバー部材１１は、ＥＵＶ集光鏡９による集光範囲（集光角）外に設けられるので、上記したカバー部材１１によって、ＥＵＶ集光鏡９により集光されるＥＵＶが遮光されることはない。

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 国際公開第２０１０／０７２４２９号

高温プラズマへの入力電力が増えるにつれ、ホイルトラップに加わる熱負荷も増える。特に、回転式ホイルトラップ４（以下、ＲｏｔａｒｙＦｏｉｌ Ｔｒａｐ：ＲＦＴともいう）を包囲するように配置されたカバー部材１１の過熱が問題となる。
上記したように、このカバー部材１１はＲＦＴの遠心力で弾き出されたデブリ（スズ）を回収し、ホイルトラップ外に排出するためのものである。上記したカバー部材１１は、捕捉したＲＦＴからのスズを溶かすために、図１０に示すようにヒーター１２で加熱され、その温度は常にスズの融点以上に保たれている。よってカバー部材１１の内側で捕捉されたデブリ（スズ）は、図１０に示すように、液化して当該カバー部材の内側表面に沿って移動し、デブリ（スズ）排出口１１ａ（以下、スズ排出口とも言う）より排出される。

ＥＵＶ発光中（高温プラズマ生成されている間）は、カバー部材１１にも高温プラズマからの熱負荷が加わるため、ヒーター加熱のパワーを弱めてカバー部材の温度調整を行なう。しかしながらプラズマへの入力電力が増加し、高温プラズマからのカバー部材１１への熱負荷が増えるにつれ、ヒーター加熱を完全に停止させても、カバー部材１１の温度がスズの融点以上の温度となり、温度調整が不可能となる。

カバー部材は、例えばステンレス製であり、温度が上がるとスズと反応し、融点が高い（Ｆｅ,Ｃｒ）Ｓｎ_２＿ｃｒｙｓｔａｌを形成することが知られている。これがカバー部材１１のスズ排出口で形成されると、スズ排出口が閉塞され、カバー部材内部にスズが堆積する。堆積したスズはやがて回転中のＲＦＴと接触し、ＲＦＴや図示を省略したＲＦＴを回転駆動するＲＦＴ駆動機構を破損させることがある。

一方、カバー部材１１が過熱した状態となると、当該カバー部材１１は熱膨張により変形する。ヒーター加熱によるカバー部材１１の温度の設定温度領域は、スズの融点を考慮して例えば、３００〜４００°Ｃ程度に設定されている。この温度領域におけるカバー部材１１の熱膨張の影響は設計時に考慮されているが、カバー部材１１の温度がこの温度領域を超えると、カバー部材１１とＲＦＴとの間の間隔がさらに広がり、コンダクタンスが変化する。具体的には、ガス圧が低下し、デブリ低減効果が悪くなることがシミュレーションにより確認されている。
よって、カバー部材１１の過熱は避けなければならない。そのためにはカバー部材１１を冷却する冷却機構を設けることが考えられる。冷却機構としては、例えば、冷媒が内部を通過する配管をカバー部材と接触させ、カバー部材１１と冷媒との間で熱交換を行う構造が採用される。
しかし、カバー部材１１の温度がスズの融点以上に保持されるように、カバー部材１１を冷却するには、冷媒として水を使用できない。配管内に冷媒としてガスを流通させて冷却する方法なども考えられるが、熱交換の効率が悪く、かつスペースが限られていることもあり容易ではない。
本発明は上記問題点を解決するものであって、本発明の目的は、回転式ホイルトラップを包囲するカバー部材が過熱するのを防ぎ、これにより、スズとカバー部材との反応を抑制し、また、カバー部材の熱膨張を小さくしてカバー部材内部の圧力低下を抑制することである。

上記したＥＵＶ光源装置においては、高温プラズマとデブリ低減装置は空間を隔てて配置されており、高温プラズマからの放射によりデブリ低減装置の回転式ホイルトラップやそのカバー部材などに熱負荷が加わる。そこで、デブリ低減装置の後段に配置されるＥＵＶ集光鏡の集光範囲外の領域であって、高温プラズマと上記カバー部材との間に、集光鏡の集光範囲内を進行する光が通過する開口部を有し上記プラズマからの放射が上記カバー部材に到達するのを遮へいする遮へい部材を配置する。これにより、上記カバー部材に加わる熱負荷を抑制することができる。
ここで、上記遮へい部材は加熱され、加熱された遮へい部材からの輻射により、上記カバー部材等が二次的に過熱される。そこで、上記遮へい部材とカバー部材の間に、熱遮蔽部材を設ける。これにより、上記遮へい部材からの輻射をさえぎり、カバー部材への入熱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鏡の間に配置され、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と上記ホイルトラップを包囲し、かつ、上記集光鏡の集光範囲外に配置されるカバー部材とからなるデブリ低減装置において、上記プラズマと上記カバー部材との間に、上記集光鏡の集光範囲内を進行する光が通過する開口部を有し上記プラズマからの放射が上記カバー部材に到達するのを遮へいする遮へい部材を設け、該遮へい部材と上記カバー部材の間に、該遮へい部材からカバー部材への熱輻射を抑制する熱遮へい部材を設ける。
（２）上記（１）において、遮へい部材の材質は、モリブデン、タングステン、およびモリブデンまたはタングステンを含む合金のいずれかである。
（３）上記（１）（２）において、上記遮へい部材が、デブリ低減装置本体またはデブリ低減装置が収納されている真空容器と電気的に接続されている。
（４）上記（１）（２）（３）において、上記遮へい部材は、プラズマから放出され遮へい部材に堆積し液滴状となったスズを導くための溝および／または突起を備える。
（５）上記（１）（２）（３）（４）において、上記遮へい部材のデブリ低減装置側の表面積が、プラズマ側の表面積より大きい。

本発明においては、以下の効果を得ることができる。
（１）プラズマと回転ホイルトラップの外周を覆うカバー部材の間に遮へい部材を設けることにより、カバー部材がプラズマからの放射により過熱されるのを防ぐことができる。また、上記遮へい部材とカバー部材の間に、熱遮蔽部材を設けることにより、加熱された遮へい部材からの輻射によるカバー部材への入熱を防ぎ、上記カバー部材が二次的に過熱されることを防ぐことができる。
そのことにより、スズとカバー部材との反応を抑制することができ、また、カバー部材の熱膨張も小さくなるため、カバー部材内部の圧力低下も抑制される。
（２）遮へい部材を、モリブデン、タングステン、およびモリブデンまたはタングステンを含む合金のいずれかの高融点金属で形成することにより、プラズマからの放射によりカバー部材が高温に曝されても、溶融などの問題は起るのを防ぐことができる。
（３）遮へい部材とカバー部材の間に電位差が生じるとそこで放電が発生する。カバー部材やホイルトラップ内部は、デブリを阻止するためにガス圧が高いため、特に放電が起こりやすい。ここで放電が発生すると、スパッタリングにより二次的にデブリが発生するため、回避しなければならない。そこで、遮へい部材を、上記のように高融点金属等の導電性のある部材で構成し、遮へい部材を接地電位とし、接地電位にされているチャンバ、デブリ低減部材本体と同電位にすることで、これらの間での放電を防ぐことができる。
（４）遮へい部材はプラズマから光とともに放出されるスズが堆積する。プラズマからの放射により遮へい部材がスズの融点以上の温度に達した際、堆積したスズは溶融する。やがて、液滴状となったスズは重力により遮へい部材表面をつたって移動し、遮へい部材の下部に集まるが、遮へい部材に、この液滴となったスズを導くための溝や突起を設けることで、スズの液滴がＥＵＶ集光鏡の集光範囲を遮ったり、ホイルトラップ内に落下したりするのを防ぐことができる。
（５）遮へい部材はプラズマからの放射により過熱され高温になり、そこからの輻射による二次的な放熱はプラズマ生成部にも及ぶことがある。そこで、プラズマ直近の遮へい部材のデブリ低減装置側に凹凸などを設け、表面積をプラズマ側より大きくすることで、プラズマ側に放出される輻射を減らすことができる。なお、その分デブリ低減装置側への輻射が増加するが、遮へい部材とカバー部材の間に、熱遮蔽部材を設けることで、カバー部材への輻射は減少させることができる。

本発明の実施例のデブリ低減装置（ＤＭＴ）の概略構成図を示す図である。 熱遮へい部材を複数設けた本発明の他の実施例を示す図である。 熱遮へい部材を備えるデブリ低減装置の変形例を示す図である。 遮へい部材の変形例（１）を示す図である。 遮へい部材の変形例（２）を示す図である。 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。 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。 ホイルトラップの概略構成を示す図である。 ホイルトラップを直列に２つ設け、一方のホイルトラップを回転式ホイルトラップとした場合の構成を示す図である。 カバー部材を設けた回転式ホイルトラップを示す図である。

図１に本発明の実施例のデブリ低減装置（以下、ＤＭＴともいう）の概略構成図を示す。本実施例のＤＭＴ本体は、回転式ホイルトラップ（以下ＲＦＴともいう）４とそれを包囲するカバー部材１１、およびＲＦＴ４のＥＵＶ出射側に配置される図示を省略した固定式ホイルトラップで構成される。なお、適宜、固定式ホイルトラップは省略することも可能である。

カバー部材１１は前記したように開口部１１ｂ，１１ｃを有し、この開口部１１ｂ，１１ｃの大きさは、ＤＭＴの後段（ＤＭＴのＥＵＶ出射側）に位置するＥＵＶ集光鏡の集光範囲（集光角）内を進行する高温プラズマＰからのＥＵＶ光の放射を遮光しない大きさに設定されている。
カバー部材１１の外側の各所には、カバー部材１１の温度をセンシングする温度センサー１２ａが設けられる（理解を容易にするため、図１では温度センサー１２ａが１つだけ示されている）。温度センサー１２ａから送出されるカバー部材１１の温度情報信号は、温度制御部１２ｂに入力する。温度情報信号を受信した温度制御部１２ｂは、ＲＦＴ４を包囲するカバー部材１１の温度がスズの融点以上となるように、カバー部材１１を加熱するヒーター１２を調整する。

本発明のＤＭＴ（デブリ低減装置）においては、高温プラズマＰとカバー部材１１との間に、高温プラズマＰからの放射（熱輻射）が上記カバー部材１１に到達するのを遮蔽する遮へい部材６が設けられる。遮へい部材６は、モリブデン、タングステン、およびモリブデンまたはタングステンを含む合金のいずれかからなり、開口部６ａを有する。この開口部６ａの大きさは、ＤＭＴの後段（ＤＭＴのＥＵＶ出射側）に位置するＥＵＶ集光鏡の集光範囲（集光角）内を進行する高温プラズマＰからのＥＵＶ光の放射を遮光しない大きさに設定されている。

先に述べたように、カバー部材１１はＤＭＴの後段に位置するＥＵＶ集光鏡の集光範囲外に配置される。したがって、本発明の遮へい部材６は、高温プラズマＰとカバー部材１１との間に位置し、プラズマＰから遮へい部材６を見たときの立体角は、遮へい部材６がない状態でプラズマＰからカバー部材１１を見たときの立体角より大きくなるようになっている。このことにより、プラズマＰからの放射が直接カバー部材１１に達することなく遮へい部材６により遮られる。

ここで、遮へい部材６は、高温プラズマＰからの放射を受け高温となるため、遮へい部材６の背後（遮へい部材６の高温プラズマＰと対向する面側と反対側）にカバー部材１１が配置されると、高温となった遮へい部材６からの輻射によりカバー部材１１は二次的に加熱され、過熱した状態となる。
このような遮へい部材６からの二次加熱の影響を抑制するために、本実施例においては、高温プラズマＰからの放射に直接曝される遮へい部材６とカバー部材１１との間に、熱遮へい部材７を配置している。熱遮へい部材７は、遮蔽部材６と同様、モリブデン、タングステン、およびモリブデンまたはタングステンを含む合金のいずれかから構成することができる。

遮へい部材６と同様、熱遮へい部材７は開口部７ａを有し、開口部７ａは、開口部６ａと同様、ＤＭＴの後段（ＤＭＴのＥＵＶ出射側）に位置するＥＵＶ集光鏡の集光範囲（集光角）内を進行する高温プラズマＰからのＥＵＶ光の放射を遮光しない大きさに設定されている。なお、遮へい部材６の後段に熱遮へい部材７が配置されるので、熱遮へい部材７の開口部７ａの大きさは遮へい部材６の開口部６ａの大きさより大きい。
熱遮へい部材７は、遮へい部材６と比較的近接して配置されるので、遮へい部材６の背面（高温プラズマＰと対向する面と反対側の面）と対向する面側の熱遮へい部材７の表面には、高温プラズマＰからの放射を受け加熱された遮へい部材６からの熱輻射の大部分が入射する。

しかし、第１の遮へい部材６が受ける高温プラズマＰからの放射のエネルギーと比較すると、高温プラズマＰからの放射により加熱された遮へい部材６から放出される熱輻射のエネルギーは小さい。よって、図１に示すように熱遮へい部材７を設けることにより、カバー部材１１に達する熱輻射を緩和することができる。
なお、遮へい部材６、熱遮蔽部材７、カバー部材１１の間に電位差が生じるとそこで放電が発生する。カバー部材１１やホイルトラップ４内部は、デブリを阻止するためにガス圧が高いため、特に放電が起こりやすい。ここで放電が発生すると、スパッタリングにより二次的にデブリが発生するため、回避しなければならない。
そこで、図１に示すように、遮へい部材６、熱遮へい部材７を接地電位とするのが望ましい。カバー部材１１およびデブリ低減装置本体、これらが収納されるチャンバ（真空容器）等は通常接地されて接地電位であるので、遮へい部材６、熱遮へい部材７を上記デブリ低減装置本体、これらが収納されるチャンバと電気的に接続し、接地電位とすることで、これらを同電位とすることができ、これらの間での放電を防ぐことができる。

上記のように、本実施例においては、プラズマＰと回転ホイルトラップ４の外周を覆うカバー部材１１の間に遮へい部材６を設けたので、カバー部材１１がプラズマＰからの放射により過熱されるのを防ぐことができる。また、遮へい部材６とカバー部材１１との間に、熱遮へい部材７を配置したので、遮へい部材６が高温になっても、遮へい部材６からのカバー部材１１に達する熱輻射を緩和することができる。
このため、カバー部材１１がプラズマＰからの放射により過熱されるのを防ぎ、スズとカバー部材１１との反応を抑制することができる。
また、カバー部材１１の熱膨張も小さくなるため、前述したように、カバー部材１１が熱膨張により変形し、カバー部材１１とＲＦＴ４との間の間隔がさらに広がり、ガス圧が低下し、デブリ低減効果が悪くなるといった問題を防ぐことができる。

図２に本発明の別の実施例を示す。本実施例におけるＤＭＴは、熱遮へい部材を複数設けたものである。前述したように、遮へい部材６は、高温プラズマＰからの放射を受け高温となるため、遮へい部材６の背後に位置する部材は、高温となった遮へい部材６からの輻射により二次的に加熱され、過熱した状態となることがある。このような遮へい部材６からの二次加熱の影響を抑制するために、本実施例においては、高温プラズマＰからの放射に直接曝される遮へい部材６とカバー部材１１との間に、複数の熱遮へい部材７１，７２を配置したものである。その他の構成は図１に示したものと同じであり、同一のものには同一の符号が付されている。

熱遮へい部材７１，７２とも開口部７ａを有する。そして、遮へい部材６の後段に熱遮へい部材７１、７２が配置されるので、熱遮へい部材７１の開口部７ａの大きさは遮へい部材６の開口部６ａの大きさより大きく、熱遮へい部材７２の開口部７ａの大きさは熱遮へい部材７２の開口部７ａの大きさより大きい。
また、熱遮へい部材７１は、遮へい部材６と比較的近接して配置されるので、遮へい部材６の背面（高温プラズマＰと対向する面と反対側の面）と対向する面側の熱遮へい部材７１表面には、遮へい部材６からの熱輻射の大部分が入射し、同様に、熱遮へい部材７２には、熱遮へい部材７１と比較的近接して配置されるので、熱遮へい部材７２表面には、熱遮へい部材７１からの熱輻射の大部分が入射する。

しかし、遮へい部材６が受ける高温プラズマＰからの放射のエネルギーと比較すると、遮へい部材６から放出される熱輻射のエネルギーは小さい。また、熱遮へい部材７１が受ける遮へい部材６からの熱輻射のエネルギーと比較すると、熱遮へい部材７１から放出される熱輻射のエネルギーは小さくなる。よって、図１に示す本発明のＤＭＴと比較すると、図２に示す複数の熱遮へい部材７１，７２を有するＤＭＴの場合、カバー部材１１に達する熱輻射をより緩和することができる。

図３は、熱遮へい部材を備えるデブリ低減装置（ＤＭＴ）の変形例を示す図である。
なお、図３において、カバー部材１１を加熱するヒーターや、温度センサー、温度制御部等は省略されている。
図３に示す実施例においては、ＤＭＴにおいて遮へい部材６と熱遮へい部材７３を設けるとともに、カバー部材１１と対面する熱遮へい部材７３を、カバー部材１１のほぼ全体を包囲するように大型化したものである。
上記のように熱遮へい部材７３を構成することにより、熱遮へい部材７３のカバー部材１１と対向する面から放出される二次的な輻射は、カバー部材１１の全体に渡って比較的均一に入射する。よって、熱遮へい部材７３からの輻射により加熱されるカバー部材１１において、局所的な高温部分を減少させることも可能である。すなわち、局所的な高温部分に起因するカバー部材１１の熱変形の発生を抑制することが可能となる。

ここで、上記実施例に示した本発明のカバー部材１１は回転体であるＲＦＴ４を包囲するので、高温プラズマＰ側から臨む方向から見た外形は円形となる。そのため、本発明の遮へい部材６、熱遮へい部材７，７１，７２は、板状であって、上記方向から見た形状をシンプルな円環形状とすることができる。また、前記したように、円環形状の遮へい部材６、熱遮へい部材７，７１，７２および熱遮へい部材７３に設けられる開口部６ａ，７ａは、これらを高温プラズマＰとＤＭＴとの間に配置した際、ＤＭＴの後段に位置するＥＵＶ集光鏡の集光範囲（集光角）内を進行する高温プラズマＰからのＥＵＶ放射を遮光しない大きさに設定される。
なお、本発明の遮へい部材６、熱遮へい部材７，７１，７２，７３は、ＥＵＶ集光鏡の集光範囲（集光角）内を進行する高温プラズマＰからのＥＵＶ放射を遮光しない大きさに設定された開口部６ａ，７ａが確保されていれば、必ずしも円環形状に構成する必要はない。

図４に、本発明の遮へい部材の構成の変形例を示す。図４（ａ）は遮へい部材６をプラズマＰ側から見た図を示し、図４（ｂ）は図４（ａ）におけるＡ−Ａ断面図である。
本実施例においては、遮へい部材６の高温プラズマＰと対向する表面にスズを導くための溝部および／または突起が設けられる。
図４はその構造の一例を示しており、ＥＵＶ集光鏡の集光範囲（集光角）内を進行する高温プラズマＰからのＥＵＶ放射を遮光しない大きさに設定された開口部６ａの外周部に溝部６ｂを設けた場合を示している。

高温プラズマＰからのデブリ（スズ）の一部は、この遮へい部材６の高温プラズマＰと対向する表面全体に堆積する。高温プラズマＰからの放射により、遮へい部材６の温度は容易にスズの融点以上に達し、遮へい部材表面に堆積したスズは溶融する。重力により液滴状となったスズは下方へと移動するが、図４に示すように、上記表面に溝部６ｂを設けることで、液滴となったスズが開口部６ａを横切らないようにすることができる。なお、溝部６ｂの代わりに突起を設けたり、溝部と突起の両方を設けてもよく、要するに、液滴となったスズが開口部６ａを横切らないようにするための流路を開口部６ａの周辺に形成すればよい。
なお、図４に示した遮へい部材６の下部には、突起部６ｃが設けられている。遮へい部材６の表面に堆積し液化したデブリ（スズ）は、遮へい部材６の表面や上記溝部６ｂ等を通って下方に移動するが、図４に示すように遮へい部材６の下側に突起部６ｃを設けておくことにより、液化したデブリは上記突起部６ｃに集まり、その下側に落下する。
このため、上記液化したデブリを１か所に集めて回収することができ、デブリの回収が容易となる。

図５に、本発明の遮へい部材６の構成の変形例を示す。上記したように、第１の遮へい部材６からの輻射に起因するカバー部材１１への二次加熱は、熱遮へい部材（図１における熱遮へい部材７、図２における熱遮へい部材７１，７２、図３におけるカバー部材全体を包囲する熱遮へい部材７３）の導入により回避できる。しかしながら、遮へい部材６からの輻射は、カバー部材側だけでなく高温プラズマＰを生成する電極などの構造部材にも及び、ＥＵＶ発光点のドリフト等を引き起こすこともある。
図５に示す遮へい部材６は、このような不具合に対応するために、デブリ低減装置（ＤＭＴ）と対向する表面に凹凸部６ｄを形成したものである。なお、図５（ａ）は遮へい部材６をプラズマＰ側から見た図、図５（ｂ）は図５（ｃ）におけるＢ−Ｂ断面図、図５（ｃ）は遮へい部材６をＤＭＴ側（カバー部材側）から見た図である。

図５に示すように、遮へい部材６のＤＭＴと対向する表面（カバー部材１１と対向する表面）に凹凸部６ｄを作り、当該表面の表面積を増やすことで、遮へい部材６からプラズマＰ側への相対的な輻射を軽減できる。カバー部材側への輻射は相対的に増えるが、上記したように図５に示す遮へい部材６とカバー部材１１との間に熱遮へい部材を配置することにより、遮へい部材６への輻射による二次加熱等のカバー部材１１への影響を低減することができる。

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（ＲＦＴ）
４ａ ホイル
４ｂ 中心支柱
５ ホイルトラップ
６ 遮へい部材
６ａ 開口部
６ｂ 溝部
６ｃ 突起部
６ｄ 凹凸部
７ 熱遮へい部材
７１ 熱遮へい部材
７２ 熱遮へい部材
７３ 熱遮へい部材
７ａ 開口部
８ ＥＵＶ光取出部
９ ＥＵＶ集光鏡
１０ 原料供給ユニット
１１ カバー部材
１１ａ デブリ（スズ）排出口
１１ｂ，１１ｃ 開口部
１２ ヒーター
１２ａ 温度センサー
１２ｂ 温度制御部
１４ 高温プラズマ原料
１５ コンテナ
１６ａ，１６ｂ 回転モ−タ
１６ｃ，１６ｄ 回転軸
１７ レ−ザ光
１７ａ レ−ザ源
２０ 原料供給ノズル
２１ 励起用レ−ザ光発生装置
２２ レ−ザ光
２３ レ−ザ光入射窓部
２４ レ−ザ光集光手段
４０ 露光機
Ｐ プラズマ

Claims (5)

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鏡の間に配置され、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と上記ホイルトラップを包囲し、かつ、上記集光鏡の集光範囲外に配置されるカバー部材とからなるデブリ低減装置において、
   上記プラズマと上記カバー部材との間に、上記集光鏡の集光範囲内を進行する光が通過する開口部を有し上記プラズマからの放射が上記カバー部材に到達するのを遮へいする遮へい部材が設けられ、該遮へい部材と上記カバー部材の間には、該遮へい部材からカバー部材への熱輻射を抑制する熱遮へい部材が設けられている
   ことを特徴とするデブリ低減装置。
2. 上記遮へい部材の材質が、モリブデン、タングステン、およびモリブデンまたはタングステンを含む合金のいずれかである
   ことを特徴とする請求項１に記載のデブリ低減装置。
3. 上記遮へい部材が、デブリ低減装置本体またはデブリ低減装置が収納されている真空容器と電気的に接続されている
   ことを特徴とする請求項１または請求項２のいずれか一項に記載のデブリ低減装置。
4. 上記遮へい部材は、プラズマから放出され遮へい部材に堆積し液滴状となったスズを導くための溝および／または突起を備える
   ことを特徴とする請求項１，２，３のいずれか一項に記載のデブリ低減装置。
5. 上記遮へい部材のデブリ低減装置側の表面積が、プラズマ側の表面積より大きい
   ことを特徴とする請求項１，２，３，４のいずれか一項に記載のデブリ低減装置。

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