JP2017103120A - 電極状態の計測方法および電極状態計測装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】真空チャンバを大気に開放することなく、ＥＵＶ放射強度の減少の要因を判別する。【解決手段】電極状態の計測方法は、エネルギービームの照射位置を変更する変更過程と、前記エネルギービームの照射から、放電電極間における放電発生までの遅延時間を測定する測定過程と、前記照射位置と前記遅延時間とを対応づけて対応関係を得る対応過程と、前記対応関係に基づいて前記放電電極の電極状態を判定する判定過程と、を有する。【選択図】 図９
Description
本発明は、電極状態の計測方法および電極状態計測装置に関する。
近年、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ている。次世代の半導体露光用光源としては、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（ＥＵＶ放射）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放射種ともいう）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、そ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）方式と、ＤＰＰ（Discharge Produced Plasma：放電生成プラズマ）方式とに分けられる。
ＥＵＶ光源装置において、ＥＵＶ光（ＥＵＶ放射）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放射種ともいう）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、そ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）方式と、ＤＰＰ（Discharge Produced Plasma：放電生成プラズマ）方式とに分けられる。
ＤＰＰ方式のＥＵＶ光源装置は、ＥＵＶ放射種を含む放電ガスが供給された電極間に高電圧を印加して、放電により高密度高温プラズマを生成し、そこから放射される極端紫外光を利用するものである。ＤＰＰ方式においては、例えば、特許文献１に記載されているように、放電を発生させる電極表面に液体状の高温プラズマ原料（例えば、Ｓｎ（スズ））を供給し、当該原料に対してレーザビーム等のエネルギービームを照射して当該原料を気化し、その後、放電によって高温プラズマを生成する方法が提案されている。このような方式は、ＬＤＰ（Laser Assisted Discharge Plasma）方式と称されることもある。なお、特許文献１では、電極の熱負荷を軽減するために円盤状の回転電極が用いられている。
ＬＤＰ方式のＥＵＶ光源装置は、放電により生成したプラズマからのＥＵＶ放射動作を繰り返すうちに、当該ＥＵＶ光源装置から取り出されるＥＵＶ放射の強度が減少する。このＥＵＶ放射強度の減少は、主として下記のような要因による。
第１の要因は、放電電極の熱膨張によって電極位置が変動しエネルギービーム（レーザビーム）の照射位置が放電電極上における最適位置からずれることである。
第２の要因は、エネルギービーム（レーザビーム）の照射位置で放電が繰り返し発生することで放電電極が損耗して電極形状が変形することである。
このような要因でＥＵＶ放射強度が減少した場合、第１の要因ならばエネルギービームの照射位置を最適位置に調整する必要があるし、第２の要因ならば放電電極を交換する必要がある。
第１の要因は、放電電極の熱膨張によって電極位置が変動しエネルギービーム（レーザビーム）の照射位置が放電電極上における最適位置からずれることである。
第２の要因は、エネルギービーム（レーザビーム）の照射位置で放電が繰り返し発生することで放電電極が損耗して電極形状が変形することである。
このような要因でＥＵＶ放射強度が減少した場合、第１の要因ならばエネルギービームの照射位置を最適位置に調整する必要があるし、第２の要因ならば放電電極を交換する必要がある。
しかしながら、ＥＵＶ放射強度の減少の要因が、（１）電極位置が変動したためなのか、（２）電極形状が変形したためなのか、（３）あるいは、（１）（２）の相乗効果なのかを判定するには、真空チャンバを開放する必要がある。
ＥＵＶ放射回数と電極の変形との間の相関がある程度把握されていれば、大まかな判定は可能であるが、電極の熱膨張に伴う電極位置の変化や電極形状の変化は、ＥＵＶ放射回数のみならず、ＥＵＶ放射の発生周波数や電極に投入する電力（印加電圧）の値にも依存するので、上記判定は難しくなる。
ＥＵＶ放射回数と電極の変形との間の相関がある程度把握されていれば、大まかな判定は可能であるが、電極の熱膨張に伴う電極位置の変化や電極形状の変化は、ＥＵＶ放射回数のみならず、ＥＵＶ放射の発生周波数や電極に投入する電力（印加電圧）の値にも依存するので、上記判定は難しくなる。
よって、上記判定をするためには、真空チャンバを開放し、電極位置や電極形状を確認する必要があり、結果として、メンテナンスに掛かる時間が長くなり、その分、ＥＵＶ光源装置の稼働停止時間も長くなる。
そこで、本発明は、ＬＤＰ方式の極端紫外光（ＥＵＶ）光源装置において、真空チャンバを大気に開放することなく、ＥＵＶ放射強度の減少の要因を判別可能な電極状態の計測方法および電極状態計測装置を提供することを課題とする。
そこで、本発明は、ＬＤＰ方式の極端紫外光（ＥＵＶ）光源装置において、真空チャンバを大気に開放することなく、ＥＵＶ放射強度の減少の要因を判別可能な電極状態の計測方法および電極状態計測装置を提供することを課題とする。
上記課題を解決するために、本発明に係る電極状態の計測方法の一態様は、互いに離間して対向配置された一対の放電電極と、極端紫外光を放射させるための原料を前記放電電極上に供給する原料供給手段と、前記放電電極上の前記原料にエネルギービームを照射して当該原料を気化するエネルギービーム照射手段と、前記一対の放電電極に電力を供給することで該一対の放電電極の相互間にプラズマを発生させ、該プラズマから極端紫外光を放射させる電力供給手段と、を備えた極端紫外光光源装置における前記放電電極の状態を計測する計測方法において、前記エネルギービームの照射位置を変更する変更過程と、前記エネルギービームの照射から、前記放電電極間における放電発生までの遅延時間を測定する測定過程と、前記照射位置と前記遅延時間とを対応づけて対応関係を得る対応過程と、前記対応関係に基づいて前記放電電極の電極状態を判定する判定過程と、を有する。
このような計測方法によれば、照射位置と遅延時間との対応関係は真空チャンバを開放せずに取得することが出来、その対応関係に基づいて放電電極の電極状態を判定することが出来るので、上述したＥＵＶ放射強度の減少の要因を判別することが出来る。
前記電極状態の計測方法において、前記判定過程は、前記電極状態として、前記放電電極の位置を判定する過程であってもよく、前記判定過程は、前記電極状態として、前記放電電極の損耗を判定する過程であってもよい。
前記電極状態の計測方法において、前記判定過程は、前記電極状態として、前記放電電極の位置を判定する過程であってもよく、前記判定過程は、前記電極状態として、前記放電電極の損耗を判定する過程であってもよい。
また、前記判定過程が前記放電電極の位置を判定する過程である場合、前記判定過程で判定された位置に従って前記エネルギービームの照射位置を調整する調整過程を更に有してもよい。このような調整過程を有することで、ＥＵＶ放射強度を高く維持することが出来る。
また、前記電極状態の計測方法において、前記放電電極の基準状態にある基準時と、該基準時から経過した計測時との両方で、前記変更過程、前記測定過程、および前記対応過程を実行し、前記判定過程では、前記基準時に得られた前記対応関係と、前記計測時に得られた前記対応関係とを比較してもよい。照射位置と遅延時間との対応関係には放電電極毎の個体差が存在するので、基準時の対応関係と計測時の対応関係とを比較することで、電極状態の判定がより正確になる。
また、前記電極状態の計測方法において、前記放電電極の基準状態にある基準時と、該基準時から経過した計測時との両方で、前記変更過程、前記測定過程、および前記対応過程を実行し、前記判定過程では、前記基準時に得られた前記対応関係と、前記計測時に得られた前記対応関係とを比較してもよい。照射位置と遅延時間との対応関係には放電電極毎の個体差が存在するので、基準時の対応関係と計測時の対応関係とを比較することで、電極状態の判定がより正確になる。
また、上記課題を解決するために、本発明に係る電極状態計測装置の一態様は、互いに離間して対向配置された一対の放電電極と、極端紫外光を放射させるための原料を前記放電電極上に供給する原料供給手段と、前記放電電極上の前記原料にエネルギービームを照射して当該原料を気化するエネルギービーム照射手段と、前記一対の放電電極に電力を供給することで該一対の放電電極の相互間にプラズマを発生させ、該プラズマから極端紫外光を放射させる電力供給手段と、を備えた極端紫外光光源装置における前記放電電極の状態を計測する電極状態計測装置において、前記エネルギービームの照射位置を変更する変更部と、前記エネルギービームの照射から、前記放電電極間における放電発生までの遅延時間を測定する測定部と、前記照射位置と前記遅延時間とを対応づけて対応関係を得る対応部と、を備える。
このような計測装置によれば、照射位置と遅延時間との対応関係を、真空チャンバを開放せずに取得することが出来るので、その対応関係に基づいて放電電極の電極状態を判定して、上述したＥＵＶ放射強度の減少の要因を判別することが出来る。
このような計測装置によれば、照射位置と遅延時間との対応関係を、真空チャンバを開放せずに取得することが出来るので、その対応関係に基づいて放電電極の電極状態を判定して、上述したＥＵＶ放射強度の減少の要因を判別することが出来る。
本発明の電極状態の計測方法および電極状態計測装置によれば、真空チャンバを大気に開放することなく、ＥＵＶ放射強度の減少の要因を判別する事ができる。
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
＜ＬＤＰ方式の極端紫外光光源装置（ＥＵＶ光源装置）の構成（露光用）＞
図１は、本発明の電極状態計測装置の一実施形態が組み込まれた極端紫外光光源装置の構成を示す図である。
本発明の電極状態計測装置は、極端紫外光光源装置とは独立の装置であってもよいし、極端紫外光光源装置に組み込まれた装置であってもよいが、本実施形態では、極端紫外光光源装置に電極状態計測装置が組み込まれているものとして説明する。
極端紫外光光源装置（ＥＵＶ光源装置）１００は、半導体露光用光源やＥＵＶ露光用マスク検査装置として使用可能な、例えば波長１３．５ｎｍの極端紫外光（ＥＵＶ光）を放出する装置である。図１に示す極端紫外光光源装置（ＥＵＶ光源装置）１００は、主として露光に用いられるものである。
＜ＬＤＰ方式の極端紫外光光源装置（ＥＵＶ光源装置）の構成（露光用）＞
図１は、本発明の電極状態計測装置の一実施形態が組み込まれた極端紫外光光源装置の構成を示す図である。
本発明の電極状態計測装置は、極端紫外光光源装置とは独立の装置であってもよいし、極端紫外光光源装置に組み込まれた装置であってもよいが、本実施形態では、極端紫外光光源装置に電極状態計測装置が組み込まれているものとして説明する。
極端紫外光光源装置（ＥＵＶ光源装置）１００は、半導体露光用光源やＥＵＶ露光用マスク検査装置として使用可能な、例えば波長１３．５ｎｍの極端紫外光（ＥＵＶ光）を放出する装置である。図１に示す極端紫外光光源装置（ＥＵＶ光源装置）１００は、主として露光に用いられるものである。
本実施形態のＥＵＶ光源装置１００は、ＤＰＰ方式のＥＵＶ光源装置であり、より具体的には、放電を発生させる電極表面に供給された高温プラズマ原料に対してレーザビーム等のエネルギービームを照射して当該高温プラズマ原料を気化し、その後、放電によって高温プラズマを発生するＬＤＰ方式のＥＵＶ光源装置である。
ＥＵＶ光源装置１００は、図１に示すように、放電容器であるチャンバ１１を有する。チャンバ１１は、開口を有する隔壁１１ａによって、大きく２つの空間に分割されている。一方の空間は放電空間１１ｂであり、他方の空間は集光空間１１ｃである。このチャンバ１１が本発明にいう容器の一例に相当する。
ＥＵＶ光源装置１００は、図１に示すように、放電容器であるチャンバ１１を有する。チャンバ１１は、開口を有する隔壁１１ａによって、大きく２つの空間に分割されている。一方の空間は放電空間１１ｂであり、他方の空間は集光空間１１ｃである。このチャンバ１１が本発明にいう容器の一例に相当する。
放電空間１１ｂには、各々独立して回転可能な一対の放電電極２１ａ，２１ｂが互いに離間して対向配置されている。放電電極２１ａ，２１ｂは、ＥＵＶ放射種を含む高温プラズマ原料を加熱して励起するためのものである。
放電空間１１ｂの圧力は、高温プラズマ原料を加熱励起するための放電が良好に発生するように、真空雰囲気に維持されている。
集光空間１１ｃには、ＥＵＶ集光鏡（集光ミラー）１２と、デブリトラップ１３とが配置されている。
放電空間１１ｂの圧力は、高温プラズマ原料を加熱励起するための放電が良好に発生するように、真空雰囲気に維持されている。
集光空間１１ｃには、ＥＵＶ集光鏡（集光ミラー）１２と、デブリトラップ１３とが配置されている。
ＥＵＶ集光鏡１２は、高温プラズマ原料が加熱励起されることで放出されるＥＵＶ光を集光し、チャンバ１１に設けられたＥＵＶ取出部１１ｄから、例えば露光装置の照射光学系（不図示）へ導くものである。
ＥＵＶ集光鏡１２は、例えば、斜入射型の集光鏡であり、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を有する。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。
ＥＵＶ集光鏡１２は、反射面形状が回転楕円面形状、ウォルター型形状等いずれかの形状であって、径が互いに異なる回転体形状の凹面ミラーを複数枚備える。ＥＵＶ集光鏡を構成するこれらの凹面ミラーは、同一軸上に、焦点位置が略一致するように回転中心軸を重ねて配置される。このように凹面ミラーを入れ子状に高精度に配置することにより、ＥＵＶ集光鏡１２は、０°〜２５°の斜入射角度のＥＵＶ光を良好に反射し、且つ一点に集光することが可能となる。
ＥＵＶ集光鏡１２は、例えば、斜入射型の集光鏡であり、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を有する。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。
ＥＵＶ集光鏡１２は、反射面形状が回転楕円面形状、ウォルター型形状等いずれかの形状であって、径が互いに異なる回転体形状の凹面ミラーを複数枚備える。ＥＵＶ集光鏡を構成するこれらの凹面ミラーは、同一軸上に、焦点位置が略一致するように回転中心軸を重ねて配置される。このように凹面ミラーを入れ子状に高精度に配置することにより、ＥＵＶ集光鏡１２は、０°〜２５°の斜入射角度のＥＵＶ光を良好に反射し、且つ一点に集光することが可能となる。
また、上記した各凹面ミラーの基体材料は、例えば、ニッケル（Ｎｉ）等である。波長が非常に短いＥＵＶ光を反射させるため、凹面ミラーの反射面は、非常に良好な平滑面として構成される。この平滑面に施される反射材は、例えば、ルテニウム（Ｒｕ）、モリブデン（Ｍｏ）、およびロジウム（Ｒｈ）などの金属膜である。各凹面ミラーの反射面には、このような金属膜が緻密にコーティングされている。
ＥＵＶ集光鏡１２とＥＵＶ取出部１１ｄとの間には、着脱自在のモニタ用ミラー（不図示）が必要に応じて挿入される。このモニタ用ミラーによってＥＵＶ光の一部が採取されて不図示のＥＵＶモニタに導光されＥＵＶ光の強度がモニタされる。モニタの結果は制御部４０に送られる。
ＥＵＶ集光鏡１２には不図示の位置調整機構が備えられており、チャンバ１１内を真空雰囲気に保ったままでＥＵＶ集光鏡１２の位置を調整することが出来る。
ＥＵＶ集光鏡１２とＥＵＶ取出部１１ｄとの間には、着脱自在のモニタ用ミラー（不図示）が必要に応じて挿入される。このモニタ用ミラーによってＥＵＶ光の一部が採取されて不図示のＥＵＶモニタに導光されＥＵＶ光の強度がモニタされる。モニタの結果は制御部４０に送られる。
ＥＵＶ集光鏡１２には不図示の位置調整機構が備えられており、チャンバ１１内を真空雰囲気に保ったままでＥＵＶ集光鏡１２の位置を調整することが出来る。
デブリトラップ１３は、放電によるプラズマ生成の結果生じるデブリを捕捉し、当該デブリがＥＵＶ光の集光部へ移動するのを抑制する。
ＥＵＶ光源装置１００では、例えば、高温プラズマＰと接する金属（例えば、一対の放電電極２１ａ，２１ｂ）が上記プラズマＰによってスパッタされて生成する金属粉等のデブリや、高温プラズマ原料であるスズ（Ｓｎ）２２ａ、２２ｂに起因するデブリが発生する。
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１２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おそれがある。
ＥＵＶ光源装置１００では、例えば、高温プラズマＰと接する金属（例えば、一対の放電電極２１ａ，２１ｂ）が上記プラズマＰによってスパッタされて生成する金属粉等のデブリや、高温プラズマ原料であるスズ（Ｓｎ）２２ａ、２２ｂに起因するデブリが発生する。
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１２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おそれがある。
そこで、ＥＵＶ光源装置１００では、放電空間１１ｂの高温プラズマＰと集光空間１１ｃに収容されたＥＵＶ集光鏡１２との間に、上記デブリによるＥＵＶ集光鏡１２のダメージを防ぐためのデブリトラップ１３を配置する。デブリトラップ１３は、デブリを捕捉してＥＵＶ光のみを通過させる働きをする。
放電空間１１ｂに配置された一対の放電電極２１ａ，２１ｂは、金属製の円盤状部材である。放電電極２１ａ，２１ｂは、例えば、タングステン、モリブデン、タンタル等の高融点金属からなる。ここで、２つの放電電極２１ａ，２１ｂのうち、一方の放電電極２１ａがカソードであり、他方の放電電極２１ｂがアノードである。
放電空間１１ｂに配置された一対の放電電極２１ａ，２１ｂは、金属製の円盤状部材である。放電電極２１ａ，２１ｂは、例えば、タングステン、モリブデン、タンタル等の高融点金属からなる。ここで、２つの放電電極２１ａ，２１ｂのうち、一方の放電電極２１ａがカソードであり、他方の放電電極２１ｂがアノードである。
放電電極２１ａは、高温プラズマ原料２２ａを収容するコンテナ２３ａの中にその一部(重力方向の下部)が浸されるように配置される。放電電極２１ａの略中心部には、モータ２４ａの回転軸２５ａが取り付けられている。すなわち、モータ２４ａが回転軸２５ａを回転させることにより、放電電極２１ａは回転する。モータ２４ａは、制御部４０によって駆動制御される。コンテナ２３ａとモータ２４ａと回転軸２５ａを併せたものが、本発明にいう原料供給手段の一例に相当する。原料供給手段としては、ここに例示されたもののみならず、高温プラズマ原料２２ａを放電電極２１ａに供給可能な任意の周知手段が採用し得ることは言うまでも無い。
また、回転軸２５ａは、例えば、メカニカルシール２６ａを介してチャンバ１１内に導入される。メカニカルシール２６ａは、チャンバ１１内の減圧雰囲気を維持しつつ、回転軸２５ａの回転を許容する。
放電電極２１ｂも、放電電極２１ａと同様に、高温プラズマ原料２２ｂを収容するコンテナ２３ｂの中にその一部(重力方向の下部)が浸されるように配置される。放電電極２１ｂの略中心部には、モータ２４ｂの回転軸２５ｂが取り付けられている。すなわち、モータ２４ｂが回転軸２５ｂを回転させることにより、放電電極２１ｂは回転する。モータ２４ｂは、制御部４０によって駆動制御される。
放電電極２１ｂも、放電電極２１ａと同様に、高温プラズマ原料２２ｂを収容するコンテナ２３ｂの中にその一部(重力方向の下部)が浸されるように配置される。放電電極２１ｂの略中心部には、モータ２４ｂの回転軸２５ｂが取り付けられている。すなわち、モータ２４ｂが回転軸２５ｂを回転させることにより、放電電極２１ｂは回転する。モータ２４ｂは、制御部４０によって駆動制御される。
また、回転軸２５ｂは、例えば、メカニカルシール２６ｂを介してチャンバ１１内に導入される。メカニカルシール２６ｂは、チャンバ１１内の減圧雰囲気を維持しつつ、回転軸２５ｂの回転を許容する。
放電電極２１ａ，２１ｂの表面上に乗った液体状の高温プラズマ原料２２ａ，２２ｂは、放電電極２１ａ，２１ｂが回転することで放電領域に輸送される。
ここで、放電領域とは、両電極２１ａ，２１ｂ間の放電が発生する空間であり、両電極２１ａ，２１ｂの周縁部のエッジ部分間距離が最も短い部分である。
高温プラズマ原料２２ａ，２２ｂとしては、溶融金属、例えば液体状のスズ（Ｓｎ）を用いる。この高温プラズマ原料２２ａ，２２ｂは、放電電極２１ａ，２１ｂに電力を供給する給電用の導電体としても働く。
放電電極２１ａ，２１ｂの表面上に乗った液体状の高温プラズマ原料２２ａ，２２ｂは、放電電極２１ａ，２１ｂが回転することで放電領域に輸送される。
ここで、放電領域とは、両電極２１ａ，２１ｂ間の放電が発生する空間であり、両電極２１ａ，２１ｂの周縁部のエッジ部分間距離が最も短い部分である。
高温プラズマ原料２２ａ，２２ｂとしては、溶融金属、例えば液体状のスズ（Ｓｎ）を用いる。この高温プラズマ原料２２ａ，２２ｂは、放電電極２１ａ，２１ｂに電力を供給する給電用の導電体としても働く。
コンテナ２３ａ，２３ｂは、チャンバ１１内の減圧雰囲気を維持可能な絶縁性の電力導入部１１ｆ，１１ｅを介して、パルス電力供給部２７に接続されている。コンテナ２３ａ及び２３ｂ、並びに高温プラズマ原料であるスズ２２ａ及び２２ｂは導電性である。放電電極２１ａの一部及び放電電極２１ｂの一部はそれぞれスズ２２ａ，２２ｂに浸漬しているので、コンテナ２３ａ，２３ｂ間にパルス電力供給部２７からパルス電圧を印加することで、放電電極２１ａ，２１ｂ間にパルス電圧を印加することができる。
なお、特に図示しないが、コンテナ２３ａ及び２３ｂには、スズ２２ａ，２２ｂを溶融状態に維持する温度調節機構が設けられている。
なお、特に図示しないが、コンテナ２３ａ及び２３ｂには、スズ２２ａ，２２ｂを溶融状態に維持する温度調節機構が設けられている。
パルス電力供給部２７は、コンテナ２３ａ及び２３ｂ間、すなわち放電電極２１ａ及び２１ｂ間にパルス幅の短いパルス電圧を印加する。パルス電力供給部２７は、制御部４０によって駆動制御される。また、パルス電力供給部２７によって放電電極２１ａ及び２１ｂ間に印加された電圧のモニタ値が制御部４０に取得される。
レーザ源２８は、放電領域に輸送された放電電極２１ａ上のスズ２２ａに対してレーザビーム（エネルギービーム）を照射するエネルギービーム照射手段の一例である。レーザ源２８は、例えばＮｄ：ＹＶＯ４レーザ装置（Neodymium-doped Yttrium Orthovanadate レーザ装置）である。
このレーザ源２８が放出するレーザビームＬは、集光手段であるレーザビーム集光部（集光レンズ）２９等を介してチャンバ１１の窓部（レーザビーム入射窓部）１１ｇに入射する。
レーザ源２８は、放電領域に輸送された放電電極２１ａ上のスズ２２ａに対してレーザビーム（エネルギービーム）を照射するエネルギービーム照射手段の一例である。レーザ源２８は、例えばＮｄ：ＹＶＯ４レーザ装置（Neodymium-doped Yttrium Orthovanadate レーザ装置）である。
このレーザ源２８が放出するレーザビームＬは、集光手段であるレーザビーム集光部（集光レンズ）２９等を介してチャンバ１１の窓部（レーザビーム入射窓部）１１ｇに入射する。
また、レーザ源２８には光量モニタが内蔵されており、レーザ源２８から出力されるレーザビームＬの強度は制御部４０によって取得される。
ここで、レーザビームと照射光学系と放電電極との位置関係について説明する。
図２は、レーザビームと照射光学系と放電電極との位置関係を示す図である。
レーザ源２８が放出し集光レンズ２９およびチャンバ１１の窓部１１ｇを通過したレーザビームＬは、折り返しミラーである可動ミラー１４により折り返されて放電電極（カソード）２１ａの端部（曲面）に照射される。
放電電極（カソード）２１ａと放電電極（アノード）２１ｂとは、ＥＵＶが集光される集光ミラー１２（図１参照）が配置されている側における両電極間の距離が狭くなるように、傾けて配置される。即ち、集光ミラー１２側（図２の右側）の電極間距離が狭く、集光ミラー１２とは反対側（図２の左側）の電極間距離が広くなるように配置される。
ここで、放電電極（アノード）２１ｂは、放電電極（カソード）２１ａに照射されるレーザビームＬを遮光しないように、放電電極（カソード）２１ａよりも下がった位置（図２の左側に所定距離移動した位置）に配置される。
ここで、レーザビームと照射光学系と放電電極との位置関係について説明する。
図２は、レーザビームと照射光学系と放電電極との位置関係を示す図である。
レーザ源２８が放出し集光レンズ２９およびチャンバ１１の窓部１１ｇを通過したレーザビームＬは、折り返しミラーである可動ミラー１４により折り返されて放電電極（カソード）２１ａの端部（曲面）に照射される。
放電電極（カソード）２１ａと放電電極（アノード）２１ｂとは、ＥＵＶが集光される集光ミラー１２（図１参照）が配置されている側における両電極間の距離が狭くなるように、傾けて配置される。即ち、集光ミラー１２側（図２の右側）の電極間距離が狭く、集光ミラー１２とは反対側（図２の左側）の電極間距離が広くなるように配置される。
ここで、放電電極（アノード）２１ｂは、放電電極（カソード）２１ａに照射されるレーザビームＬを遮光しないように、放電電極（カソード）２１ａよりも下がった位置（図２の左側に所定距離移動した位置）に配置される。
レーザ源２８によるレーザビームの照射タイミングは、図１に示す制御部４０が制御する。また、可動ミラー１４は、不図示のステッピングモータなどによって位置の平行移動が可能なミラーであり、可動ミラー１４の移動によってレーザビームＬの照射位置が変更される。可動ミラー１４の位置（即ちレーザビームＬの照射位置）も、制御部４０が制御する。
可動ミラー１４の位置を制御する制御部４０の機能が、本発明にいう変更部の一例としての機能に相当する。なお、本発明にいう変更部は、可動ミラーの平行移動を制御するものに限られず、可動ミラーの回転を制御するものや、ミラー以外の光学部材を制御するものなど、レーザビームの照射位置を変更可能な任意の周知手段が採用され得ることは言うまでも無い。
レーザ源２８は本発明にいうエネルギービーム照射手段の一例に相当する。エネルギービーム照射手段としては、ここに例示したレーザ源２８のみならず、放電電極２１ａ上の原料を気化させるエネルギービームを照射可能な任意の周知手段が採用され得ることは言うまでも無い。
可動ミラー１４の位置を制御する制御部４０の機能が、本発明にいう変更部の一例としての機能に相当する。なお、本発明にいう変更部は、可動ミラーの平行移動を制御するものに限られず、可動ミラーの回転を制御するものや、ミラー以外の光学部材を制御するものなど、レーザビームの照射位置を変更可能な任意の周知手段が採用され得ることは言うまでも無い。
レーザ源２８は本発明にいうエネルギービーム照射手段の一例に相当する。エネルギービーム照射手段としては、ここに例示したレーザ源２８のみならず、放電電極２１ａ上の原料を気化させるエネルギービームを照射可能な任意の周知手段が採用され得ることは言うまでも無い。
図１に戻って説明を続ける。
パルス電力供給部２７により放電電極２１ａ，２１ｂにパルス電圧を印加した状態で、放電領域に輸送された高温プラズマ原料２２ａに対してレーザビームＬが照射されると、当該高温プラズマ原料が気化し、両電極２１ａ，２１ｂ間でパルス放電が開始される。その結果、高温プラズマ原料２２ａ、２２ｂによるプラズマＰが形成される。そして、放電時に流れる大電流によりプラズマＰ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光が放射される。このパルス電力供給部２７が、本発明にいう電力供給手段の一例に相当する。電力供給手段としては、ここに例示したパルス電力供給部２７のようにコンテナおよびスズを介して電力を供給するもののみならず、放電電極２１ａ，２１ｂにパルス電力を印加可能な任意の周知手段が採用され得ることは言うまでも無い。
なお、上述したように放電電極２１ａ，２１ｂ間にはパルス電圧を印加するため、上記放電はパルス放電となり、放射されるＥＵＶ光はパルス状に放射されるパルス光となる。
パルス電力供給部２７により放電電極２１ａ，２１ｂにパルス電圧を印加した状態で、放電領域に輸送された高温プラズマ原料２２ａに対してレーザビームＬが照射されると、当該高温プラズマ原料が気化し、両電極２１ａ，２１ｂ間でパルス放電が開始される。その結果、高温プラズマ原料２２ａ、２２ｂによるプラズマＰが形成される。そして、放電時に流れる大電流によりプラズマＰ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光が放射される。このパルス電力供給部２７が、本発明にいう電力供給手段の一例に相当する。電力供給手段としては、ここに例示したパルス電力供給部２７のようにコンテナおよびスズを介して電力を供給するもののみならず、放電電極２１ａ，２１ｂにパルス電力を印加可能な任意の周知手段が採用され得ることは言うまでも無い。
なお、上述したように放電電極２１ａ，２１ｂ間にはパルス電圧を印加するため、上記放電はパルス放電となり、放射されるＥＵＶ光はパルス状に放射されるパルス光となる。
図１では、本発明の電極状態計測装置の一実施形態が組み込まれたＥＵＶ光源装置の例として、露光用のＥＵＶ光源装置が示されているが、本発明の電極状態計測装置は、検査用のＥＵＶ光源装置に組み込まれてもよい。本発明の電極状態計測装置の一実施形態が組み込まれた検査用のＥＵＶ光源装置の構成について以下説明する。
図３は、本発明の電極状態計測装置の一実施形態が組み込まれた検査用のＥＵＶ光源装置の構成を示す図である。
この図３に示すＥＵＶ光源装置２００の構造は、集光空間１１ｃにおける構造を除くと図１に示すＥＵＶ光源装置１００の構造と同様であるので、図１と図３で共通の要素には同一の符号を付して重複説明を省略する。
図３は、本発明の電極状態計測装置の一実施形態が組み込まれた検査用のＥＵＶ光源装置の構成を示す図である。
この図３に示すＥＵＶ光源装置２００の構造は、集光空間１１ｃにおける構造を除くと図１に示すＥＵＶ光源装置１００の構造と同様であるので、図１と図３で共通の要素には同一の符号を付して重複説明を省略する。
図３に示す検査用のＥＵＶ光源装置２００は、主としてマスク検査に用いられるものであり、例えば、ＥＵＶ光を用いた半導体露光に用いられるマスクの欠陥を検査するためのマスク検査装置に対して検査光を放出する。当該マスク検査装置の検査対象は、例えば、低熱膨張ガラス基板上にモリブデン（Ｍｏ）膜とシリコン（Ｓｉ）膜とを交互に積層してなるＥＵＶ反射用の多層膜が形成されたマスクブランクス上に、ＥＵＶを吸収する材料からなる吸収体パターンが形成される反射型マスクである。マスク検査装置は、ＥＵＶ光源装置２００から放出される光を検査光として、上記マスクのブランクス検査やパターン検査を行う。
露光用のＥＵＶ光源装置１００の場合、集光空間１１ｃには、ＥＵＶ集光鏡（集光ミラー）１２と、デブリトラップ１３とが配置されているが、マスク検査用のＥＵＶ光源装置２００の場合、集光空間１１ｃには、凹面鏡１２と、デブリトラップ１３と、アパーチャ部材１５とが配置されている。
露光用のＥＵＶ光源装置１００の場合、集光空間１１ｃには、ＥＵＶ集光鏡（集光ミラー）１２と、デブリトラップ１３とが配置されているが、マスク検査用のＥＵＶ光源装置２００の場合、集光空間１１ｃには、凹面鏡１２と、デブリトラップ１３と、アパーチャ部材１５とが配置されている。
凹面鏡１２は、例えば楕円面鏡や放物面鏡であり、高温プラズマ原料が加熱励起されることで放出されるＥＵＶ光を、チャンバ１１に設けられたＥＵＶ取出部１１ｄから、例えばマスク検査装置のマスク検査部へ導くものである。
凹面鏡１２の基体材料は、例えば、ニッケル（Ｎｉ）等である。波長が非常に短いＥＵＶ光を反射させるため、凹面鏡１２の反射面は、非常に良好な平滑面として構成される。この平滑面に施される反射材は、例えば、ルテニウム（Ｒｕ）、モリブデン（Ｍｏ）、およびロジウム（Ｒｈ）などの金属膜である。凹面鏡１２の反射面には、このような金属膜が緻密にコーティングされている。
凹面鏡１２とＥＵＶ取出部１１ｄとの間には、着脱自在のモニタ用ミラー（不図示）が必要に応じて挿入される。このモニタ用ミラーによってＥＵＶ光の一部が採取されて不図示のＥＵＶモニタに導光されＥＵＶ光の強度がモニタされる。モニタの結果は制御部４０に送られる。
凹面鏡１２には不図示の位置調整機構が備えられており、チャンバ１１内を真空雰囲気に保ったままで凹面鏡１２の位置を調整することが出来る。
凹面鏡１２の基体材料は、例えば、ニッケル（Ｎｉ）等である。波長が非常に短いＥＵＶ光を反射させるため、凹面鏡１２の反射面は、非常に良好な平滑面として構成される。この平滑面に施される反射材は、例えば、ルテニウム（Ｒｕ）、モリブデン（Ｍｏ）、およびロジウム（Ｒｈ）などの金属膜である。凹面鏡１２の反射面には、このような金属膜が緻密にコーティングされている。
凹面鏡１２とＥＵＶ取出部１１ｄとの間には、着脱自在のモニタ用ミラー（不図示）が必要に応じて挿入される。このモニタ用ミラーによってＥＵＶ光の一部が採取されて不図示のＥＵＶモニタに導光されＥＵＶ光の強度がモニタされる。モニタの結果は制御部４０に送られる。
凹面鏡１２には不図示の位置調整機構が備えられており、チャンバ１１内を真空雰囲気に保ったままで凹面鏡１２の位置を調整することが出来る。
図１に示す露光用のＥＵＶ光源装置１００と図３に示す検査用のＥＵＶ光源装置２００の双方に、本発明の電極状態計測装置の一実施形態が組み込まれている。以下、この電極状態計測装置の一実施形態について、測定対象となる電極状態の説明、測定原理の説明など、詳細に説明する。
＜電極の熱膨張によるプラズマ位置の変動＞
図４は、放電電極の熱膨張によるプラズマ位置の変動を示す図である。
図４（Ａ）に示すように、エネルギービーム（レーザビーム）Ｌの照射後の放電により放電電極２１ａ，２１ｂ間で発生したプラズマＰから放射されるＥＵＶ放射は、その一部が斜入射型の集光ミラー１２（あるいは凹面鏡１２）により集光される。そして、この集光点を基準とした光学系により、ＥＵＶ放射は、露光装置やマスク検査装置に導かれる。
＜電極の熱膨張によるプラズマ位置の変動＞
図４は、放電電極の熱膨張によるプラズマ位置の変動を示す図である。
図４（Ａ）に示すように、エネルギービーム（レーザビーム）Ｌの照射後の放電により放電電極２１ａ，２１ｂ間で発生したプラズマＰから放射されるＥＵＶ放射は、その一部が斜入射型の集光ミラー１２（あるいは凹面鏡１２）により集光される。そして、この集光点を基準とした光学系により、ＥＵＶ放射は、露光装置やマスク検査装置に導かれる。
しかしながら、長期間ＥＵＶ発生動作を繰り返すうちに、放電電極２１ａ，２１ｂは高熱化し、熱膨張が起こる。そして、例えば図４（Ｂ）に示すように、熱膨張の結果、放電電極２１ａ，２１ｂの位置が前方に変位すると、放電電極２１ａ，２１ｂ上におけるレーザビームＬの照射位置も変動するので、プラズマ形状が変化する。
そうすると、プラズマ形状の変化に伴いＥＵＶ放射の強度や集光点が変化するので、露光装置やマスク検査装置へ導かれるＥＵＶ放射の強度も変動する。
すなわち、熱膨張により、放電電極２１ａ，２１ｂ上におけるレーザビームＬの照射位置が、最適なＥＵＶ強度の得られる位置からずれる。
そうすると、プラズマ形状の変化に伴いＥＵＶ放射の強度や集光点が変化するので、露光装置やマスク検査装置へ導かれるＥＵＶ放射の強度も変動する。
すなわち、熱膨張により、放電電極２１ａ，２１ｂ上におけるレーザビームＬの照射位置が、最適なＥＵＶ強度の得られる位置からずれる。
また、放電電極２１ａ，２１ｂへ供給する電力（印加する電圧）を大きくすると、電力を大きくする前より、放電電極２１ａ，２１ｂの温度は高温になる。この場合も、放電電極２１ａ，２１ｂの熱膨張の度合が大きくなり、放電電極２１ａ，２１ｂの位置が前方に変位する。そのため、放電電極２１ａ，２１ｂ上におけるレーザビームＬの照射位置が、最適なＥＵＶ強度の得られる位置からずれる。
ＥＵＶ光源装置に組み込まれた電極状態計測装置の機能による第１の測定対象は、放電電極２１ａ，２１ｂのこのような熱膨張である。
ＥＵＶ光源装置に組み込まれた電極状態計測装置の機能による第１の測定対象は、放電電極２１ａ，２１ｂのこのような熱膨張である。
＜エネルギービーム（レーザビーム）による電極の変形＞
図５は、レーザビームによる電極の変形を示した図である。
上記したように、ＥＵＶ放射は、Ｓｎ（スズ）等の高温プラズマ原料が塗布された放電電極（カソード）２１ａにレーザビームＬが照射されて当該原料が気化し、その後、放電電極２１ａ，２１ｂに高電圧が印加されることにより放電が発生し、放電によって生成した高温プラズマＰから取り出される。すなわち、図５（Ａ）に示すように、レーザビームＬは、放電電極（カソード）２１ａの所定の領域に照射される。
図５は、レーザビームによる電極の変形を示した図である。
上記したように、ＥＵＶ放射は、Ｓｎ（スズ）等の高温プラズマ原料が塗布された放電電極（カソード）２１ａにレーザビームＬが照射されて当該原料が気化し、その後、放電電極２１ａ，２１ｂに高電圧が印加されることにより放電が発生し、放電によって生成した高温プラズマＰから取り出される。すなわち、図５（Ａ）に示すように、レーザビームＬは、放電電極（カソード）２１ａの所定の領域に照射される。
しかしながら、長期間ＥＵＶ発生動作を繰り返すうちに、放電電極（カソード）２１ａのレーザビームＬが照射される領域において放電が繰り返し発生することに起因して放電電極（カソード）２１ａの一部がアブレーションされる。その結果、図５（Ｂ）に示すように、レーザビームＬが照射される放電電極（カソード）２１ａの一部が削られる。図１，図３に示すように、放電電極２１ａ，２１ｂがＥＵＶ放射時に回転している円板状の回転電極の場合、放電電極（カソード）２１ａの表面には、上記アブレーションに起因して溝（groove）が形成される。
このアブレーションが発生することにより、徐々に放電電極２１ａ，２１ｂ間の距離が変化し、それに伴いプラズマの形状が変化する。その結果、ＥＵＶ放射の強度が変化する。
このアブレーションが発生することにより、徐々に放電電極２１ａ，２１ｂ間の距離が変化し、それに伴いプラズマの形状が変化する。その結果、ＥＵＶ放射の強度が変化する。
ＥＵＶ光源装置に組み込まれた電極状態計測装置の機能による第２の測定対象は、放電電極（カソード）２１ａのこのような変形（損耗）である。
放電電極２１ａ，２１ｂの熱膨張でＥＵＶ放射強度が低下した場合、（１）放電電極２１ａ，２１ｂ上のレーザビームＬの照射位置を最適な位置とする必要がある。具体的には変位した放電電極２１ａ，２１ｂの位置を再調整したり、変位した電極位置はそのままでレーザビームＬの光軸を再調整したりする必要がある。レーザビームＬを再調整する場合は、プラズマＰの位置が変動することになるので、集光ミラー１２（あるいは凹面鏡１２）の位置や電極位置などを再調整する必要がある。すなわち、ＥＵＶ光源装置１００，２００内の光学系をアライメントする必要がある。また、（２）電極形状が変形した場合は、放電電極（カソード）２１ａを交換する必要がある。
放電電極２１ａ，２１ｂの熱膨張でＥＵＶ放射強度が低下した場合、（１）放電電極２１ａ，２１ｂ上のレーザビームＬの照射位置を最適な位置とする必要がある。具体的には変位した放電電極２１ａ，２１ｂの位置を再調整したり、変位した電極位置はそのままでレーザビームＬの光軸を再調整したりする必要がある。レーザビームＬを再調整する場合は、プラズマＰの位置が変動することになるので、集光ミラー１２（あるいは凹面鏡１２）の位置や電極位置などを再調整する必要がある。すなわち、ＥＵＶ光源装置１００，２００内の光学系をアライメントする必要がある。また、（２）電極形状が変形した場合は、放電電極（カソード）２１ａを交換する必要がある。
電極位置のアライメントやプラズマ位置が変動した場合の光学系のアライメントは、図１，図３で説明したような調整機構があれば、放電電極２１ａ，２１ｂや集光ミラー１２（あるいは凹面鏡１２）等を収容する真空チャンバ１１を開放せず、実施することができる。しかしながら、従来は、熱膨張による電極位置の変動の程度は観測できないので、放電電極２１ａ，２１ｂのアライメント目標位置や光学系のアライメント目標位置を設定することは困難である。よって、ＥＵＶ放射強度をモニタしながら、ＥＵＶ放射強度が最適となるように、電極位置や光学系を少しずつ調整する必要がある。
また、電極形状が変形した場合は、放電電極（カソード）２１ａを交換しなければならないため、真空チャンバ１１を開放する必要がある。真空チャンバ１１を開放した場合、電極交換後、再度、真空チャンバ１１内を減圧する必要があるため、メンテナンスに掛かる時間が長くなり、その分、ＥＵＶ光源装置１００，２００の稼働停止時間も長くなる。従って、真空チャンバ１１を開放せずに電極形状の変形と熱膨張とを区別することが望まれるが、従来そのような区別は難しかった。
＜電極状態の判定原理＞
上記したように、ＬＤＰ方式のＥＵＶ光源装置１００，２００においては、高電圧が印加されている回転電極（放電電極２１ａ：カソード）上の高温プラズマ原料にレーザビームＬを照射することにより、高温プラズマ原料（Ｓｎ）が気化して初期プラズマが形成される。そしてこの気化した高温プラズマ原料（初期プラズマ）が放電電極（アノード）２１ｂに到達した後に放電電極２１ａ，２１ｂ間で放電が開始し、放電時に流れる大電流により初期プラズマが加熱励起されて高温プラズマＰとなり、この高温プラズマＰからＥＵＶが放射される。
すなわち、レーザビームＬが照射された時点からある程度遅延して、放電電極２１ａ，２１ｂ間で放電が発生する。
上記したように、ＬＤＰ方式のＥＵＶ光源装置１００，２００においては、高電圧が印加されている回転電極（放電電極２１ａ：カソード）上の高温プラズマ原料にレーザビームＬを照射することにより、高温プラズマ原料（Ｓｎ）が気化して初期プラズマが形成される。そしてこの気化した高温プラズマ原料（初期プラズマ）が放電電極（アノード）２１ｂに到達した後に放電電極２１ａ，２１ｂ間で放電が開始し、放電時に流れる大電流により初期プラズマが加熱励起されて高温プラズマＰとなり、この高温プラズマＰからＥＵＶが放射される。
すなわち、レーザビームＬが照射された時点からある程度遅延して、放電電極２１ａ，２１ｂ間で放電が発生する。
図６は、ビーム照射に対する放電発生の遅延を示すグラフである。
図６の横軸は時間を表し、縦軸は、図の左側の目盛りがレーザビーム強度を表し、図の右側の目盛りが電極間電圧を表している。また、グラフ中に記載されている、鋭いピークを有する曲線Ｌ１はレーザビームの強度変化を表し、緩やかなピークを有する曲線Ｌ２電極間電圧の変化を表している。
図６において、第１時点Ｔ１は、レーザビームＬの強度が０からピーク強度の５０％の強度まで立ち上がった時点である。また、第２時点Ｔ２は、負高電圧が印加されている放電電極間の電圧が、負高電圧からピーク電圧までの電圧差の５０％まで立ち上がった時点である。
以下、時間Ｔ１−Ｔ２を、レーザビーム照射から放電が発生するまでの遅延時間Ｔｄと定義する。
図６の横軸は時間を表し、縦軸は、図の左側の目盛りがレーザビーム強度を表し、図の右側の目盛りが電極間電圧を表している。また、グラフ中に記載されている、鋭いピークを有する曲線Ｌ１はレーザビームの強度変化を表し、緩やかなピークを有する曲線Ｌ２電極間電圧の変化を表している。
図６において、第１時点Ｔ１は、レーザビームＬの強度が０からピーク強度の５０％の強度まで立ち上がった時点である。また、第２時点Ｔ２は、負高電圧が印加されている放電電極間の電圧が、負高電圧からピーク電圧までの電圧差の５０％まで立ち上がった時点である。
以下、時間Ｔ１−Ｔ２を、レーザビーム照射から放電が発生するまでの遅延時間Ｔｄと定義する。
発明者等は、鋭意検討の結果、この遅延時間Ｔｄに着目することで電極状態（電極の位置や電極の凹み部分の有無）が判定（計測）可能であることを発見した。以下、図面を用いて電極状態の判定方法の詳細について説明する。
図７は、電極状態の判定（計測）時におけるＥＵＶ光源装置の操作を示す図である。
電極状態の判定（計測）時には、図７に示すように、可動ミラー１４を動かし、レーザビームＬの放電電極（カソード）２１ａにおける照射位置を変化させ、その都度、上記遅延時間Ｔｄを測定する。レーザビーム位置のスキャンは、例えば、図７に示すＡ点からＢ点まで実施する。
Ａ点は、レーザビームＬの光軸がアノード２１ｂの端部と接触もしくは近傍を通過する場合における、カソード２１ａ上のレーザビーム照射位置である。
この位置を基準位置として、レーザビームＬをその光軸がアノード２１ｂから離れる方向にスキャンし、カソード２１ａ上のＢ点まで移動させる。Ｂ点の定義については、後で述べる。
図７は、電極状態の判定（計測）時におけるＥＵＶ光源装置の操作を示す図である。
電極状態の判定（計測）時には、図７に示すように、可動ミラー１４を動かし、レーザビームＬの放電電極（カソード）２１ａにおける照射位置を変化させ、その都度、上記遅延時間Ｔｄを測定する。レーザビーム位置のスキャンは、例えば、図７に示すＡ点からＢ点まで実施する。
Ａ点は、レーザビームＬの光軸がアノード２１ｂの端部と接触もしくは近傍を通過する場合における、カソード２１ａ上のレーザビーム照射位置である。
この位置を基準位置として、レーザビームＬをその光軸がアノード２１ｂから離れる方向にスキャンし、カソード２１ａ上のＢ点まで移動させる。Ｂ点の定義については、後で述べる。
図８は、レーザビーム照射位置に対する遅延時間および効率（放電電極へ投入したエネルギーに対するＥＵＶ放射のエネルギーの比）の変化の様子を示すグラフである。
図８の横軸はカソード２１ａ上のレーザビーム位置を示し、縦軸は遅延時間Ｔｄおよび効率を示す。また、図８のグラフ中に記載された下に凸の曲線Ｌ３は遅延時間Ｔｄの変化を表し、上に凸の曲線Ｌ４は効率の変化を表す。
なお、横軸のレーザビーム位置は、実際は、レーザビームＬがカソード２１ａ上の所定の位置を照射する際の可動ミラー１４の位置に相当する。すなわち、カソード２１ａ上のレーザビーム照射位置のＡ点は、図７に示すように、可動ミラー１４の位置ＭｘＡに相当し、レーザビーム照射位置のＢ点は、可動ミラー１４の位置ＭｘＢに相当する。しかしながら、理解を容易とするために、図８の横軸は「レーザビームの位置」とした。
図８の横軸はカソード２１ａ上のレーザビーム位置を示し、縦軸は遅延時間Ｔｄおよび効率を示す。また、図８のグラフ中に記載された下に凸の曲線Ｌ３は遅延時間Ｔｄの変化を表し、上に凸の曲線Ｌ４は効率の変化を表す。
なお、横軸のレーザビーム位置は、実際は、レーザビームＬがカソード２１ａ上の所定の位置を照射する際の可動ミラー１４の位置に相当する。すなわち、カソード２１ａ上のレーザビーム照射位置のＡ点は、図７に示すように、可動ミラー１４の位置ＭｘＡに相当し、レーザビーム照射位置のＢ点は、可動ミラー１４の位置ＭｘＢに相当する。しかしながら、理解を容易とするために、図８の横軸は「レーザビームの位置」とした。
レーザビーム位置がＡ点（可動ミラーの位置ＭｘＡに相当）である場合、上記したようにレーザビームＬの光軸はアノード２１ｂの端部と接触もしくは近傍を通過する。ここで、レーザビームＬは、レーザビーム集光部（集光レンズ）２９により集光される集光光であるが、ある程度のビーム幅を有する。よって、Ａ点に到達するレーザビームＬの一部（図７において、レーザビーム光軸の左側部分）は、アノード２１ｂにより遮光される。そのため、カソード２１ａに到達するレーザビームＬの強度は小さい。
そのため、レーザビームＬがカソード２１ａ上に塗布された高温プラズマ原料（Ｓｎ）に照射されて生成される初期プラズマ（気化した高温プラズマ原料）の量は少なくなり、また、レーザビームＬが照射されることにより、気化してカソード２１ａから噴出し、アノード２１ｂに向けて移動する初期プラズマのスピードも遅いと考えられる。
よって、上記効率が最も大きくなる（放電電極２１ａ，２１ｂへの投入エネルギーが一定の場合は、ＥＵＶ放射強度が最も大きくなる）レーザビーム照射位置をＣ点とするとき、Ｃ点と比較するとＡ点では上記遅延時間Ｔｄは大きくなる。
そのため、レーザビームＬがカソード２１ａ上に塗布された高温プラズマ原料（Ｓｎ）に照射されて生成される初期プラズマ（気化した高温プラズマ原料）の量は少なくなり、また、レーザビームＬが照射されることにより、気化してカソード２１ａから噴出し、アノード２１ｂに向けて移動する初期プラズマのスピードも遅いと考えられる。
よって、上記効率が最も大きくなる（放電電極２１ａ，２１ｂへの投入エネルギーが一定の場合は、ＥＵＶ放射強度が最も大きくなる）レーザビーム照射位置をＣ点とするとき、Ｃ点と比較するとＡ点では上記遅延時間Ｔｄは大きくなる。
次に、Ａ点からＢ点に向けてレーザビーム位置をスキャンさせるにつれて、アノード２１ｂによってレーザビームＬの一部が遮光される量が徐々に減少する。よって、気化してカソード２１ａより噴出する高温プラズマ原料（初期プラズマ）の量や移動スピードも大きくなり、上記遅延時間Ｔｄは比較的、急激に減少する。
やがて、レーザビームＬがアノード２１ｂにより遮光されない位置（図８のＤ点）に到達し、その位置から更にＢ点に向けて移動する場合は、レーザビームのカソード上における強度はほぼ一定となるので、気化してカソードより噴出する高温プラズマ原料（初期プラズマ）の量や移動スピードもほぼ一定となる。
やがて、レーザビームＬがアノード２１ｂにより遮光されない位置（図８のＤ点）に到達し、その位置から更にＢ点に向けて移動する場合は、レーザビームのカソード上における強度はほぼ一定となるので、気化してカソードより噴出する高温プラズマ原料（初期プラズマ）の量や移動スピードもほぼ一定となる。
しかしながら、放電は、カソード２１ａ上のレーザビーム照射位置からアノード２１ｂ側に向けて起こるので、レーザビームＬをスキャンするにつれ、カソード２１ａ上のレーザビーム照射位置からアノード２１ｂまでの距離が変わる。そのため、レーザビームＬの位置がＤ点を通過した後も遅延時間Ｔｄは変化する。
なお、レーザビームＬの照射位置がＡ点からＤ点に到達するまでの期間における遅延時間Ｔｄの変化量が、Ｄ点の通過後に遅延時間Ｔｄが再び増加傾向に転じ始めるＥ点に到達するまでの期間における遅延時間Ｔｄの変化量よりも大きいのは、レーザビームＬをスキャンする際、アノード２１ｂにより遮光されるレーザビームＬの強度の変化量が遅延時間Ｔｄに及ぼす影響の方が、カソード２１ａ上のレーザビーム照射位置からアノード２１ｂまでの距離の変化量が遅延時間Ｔｄに及ぼす影響（レーザビームＬの強度が略一定での影響）よりも大きいためと考えられる。
なお、レーザビームＬの照射位置がＡ点からＤ点に到達するまでの期間における遅延時間Ｔｄの変化量が、Ｄ点の通過後に遅延時間Ｔｄが再び増加傾向に転じ始めるＥ点に到達するまでの期間における遅延時間Ｔｄの変化量よりも大きいのは、レーザビームＬをスキャンする際、アノード２１ｂにより遮光されるレーザビームＬの強度の変化量が遅延時間Ｔｄに及ぼす影響の方が、カソード２１ａ上のレーザビーム照射位置からアノード２１ｂまでの距離の変化量が遅延時間Ｔｄに及ぼす影響（レーザビームＬの強度が略一定での影響）よりも大きいためと考えられる。
やがてレーザビームＬのカソード２１ａ上の照射位置がＥ点を過ぎてＢ点に進むにつれて、遅延時間Ｔｄは、比較的急激に増加する。上記したように、放電電極（カソード）２１ａと放電電極（アノード）２１ｂとは、ＥＵＶが集光される集光ミラー１２が配置されている側（図７の右側）における両電極間の距離が狭くなるように、傾けて配置される。（図１に示すように、集光ミラー１２側の電極間距離が狭く、集光ミラー１２とは反対側の電極間距離が広くなるように配置される）。そのため、カソード２１ａ上のＡ点とアノード２１ｂとの距離より、カソード２１ａ上のＢ点とアノード２１ｂとの距離は大きくなる。
更に、上記したように、アノード２１ｂは、カソード２１ａに照射されるレーザビームＬを遮光しないように、カソード２１ａよりも下がった位置（集光ミラー１２側とは反対側に所定距離移動した位置）に配置される。よって、図７においてカソード２１ａ上のＢ点とアノード２１ｂとの距離は更に大きくなることになる。
レーザビームＬのカソード２１ａ上の照射位置がＥ点を過ぎてＢ点に進むにつれて、遅延時間Ｔｄが比較的急激に増加するのは、このようなアノード２１ｂとカソード２１ａとの位置関係が影響しているものと考えられる。
レーザビームＬのカソード２１ａ上の照射位置がＥ点を過ぎてＢ点に進むにつれて、遅延時間Ｔｄが比較的急激に増加するのは、このようなアノード２１ｂとカソード２１ａとの位置関係が影響しているものと考えられる。
なおカソード２１ａ上のＢ点の位置は、例えば、レーザビームＬをＡ点からＥ点の方向にスキャンさせる際、レーザビームＬの照射位置がＥ点を越えた位置にスキャンされたある点であって、レーザビームＬがカソード２１ａ上のＡ点に照射されるときの遅延時間をＴｄ（Ａ）としたとき、その点での遅延時間Ｔｄが０．８×Ｔｄ（Ａ）となるような点をＢ点と定義する。
このように、レーザビームＬのカソード２１ａへの照射位置をＡ点からＢ点へとスキャンし、その際の遅延時間Ｔｄの変化特性（即ち曲線Ｌ３）を取得するとともに、この遅延時間Ｔｄ特性と効率（放電電極へ投入したエネルギーに対するＥＵＶ放射のエネルギーの比）との相関性（即ち曲線Ｌ３と曲線Ｌ４との相対位置）を予め求めておくことにより、上記遅延時間Ｔｄの変化特性から、レーザビームＬの最適な照射位置（即ちＣ点の位置）を決定することが可能となる。
このように、レーザビームＬのカソード２１ａへの照射位置をＡ点からＢ点へとスキャンし、その際の遅延時間Ｔｄの変化特性（即ち曲線Ｌ３）を取得するとともに、この遅延時間Ｔｄ特性と効率（放電電極へ投入したエネルギーに対するＥＵＶ放射のエネルギーの比）との相関性（即ち曲線Ｌ３と曲線Ｌ４との相対位置）を予め求めておくことにより、上記遅延時間Ｔｄの変化特性から、レーザビームＬの最適な照射位置（即ちＣ点の位置）を決定することが可能となる。
また、後述するように、上記遅延時間Ｔｄの変化特性を表した曲線Ｌ３の位置や形状に基づいて、放電電極２１ａ，２１ｂの電極状態（電極の位置や形状）を確認することが出来る。
このような曲線Ｌ３を取得する機能が、本発明の電極状態計測装置の一実施形態としての機能に相当し、制御部４０にその機能が組み込まれている。
図９は、制御部に組み込まれた、電極状態計測装置の一実施形態としての機能を表す図である。
制御部４０には、機能要素として、変更部４１と、レーザ強度取得部４２と、電圧取得部４３と、対応部４４が備えられている。
変更部４１は可動ミラー１４の調整機構を制御して、可動ミラー１４の位置（即ちレーザビーム位置）を変更するものである。この変更部４１が、本発明にいう変更部の一例に相当し、この変更部４１によりレーザビーム位置を変更する過程が、本発明にいう変更過程の一例に相当する。
このような曲線Ｌ３を取得する機能が、本発明の電極状態計測装置の一実施形態としての機能に相当し、制御部４０にその機能が組み込まれている。
図９は、制御部に組み込まれた、電極状態計測装置の一実施形態としての機能を表す図である。
制御部４０には、機能要素として、変更部４１と、レーザ強度取得部４２と、電圧取得部４３と、対応部４４が備えられている。
変更部４１は可動ミラー１４の調整機構を制御して、可動ミラー１４の位置（即ちレーザビーム位置）を変更するものである。この変更部４１が、本発明にいう変更部の一例に相当し、この変更部４１によりレーザビーム位置を変更する過程が、本発明にいう変更過程の一例に相当する。
レーザ強度取得部４２は、レーザ源２８からレーザ強度のモニタ値を取得するものであり、電圧取得部４３は、パルス電極供給部２７から電極間電圧のモニタ値を取得するものである。そして、レーザ強度取得部４２および電圧取得部４３によって図６に示す第１時点Ｔ１と第２時点Ｔ２が求められ、遅延時間Ｔｄ＝Ｔ２−Ｔ１も算出される。レーザ強度取得部４２および電圧取得部４３を併せたものが、本発明にいう測定部の一例に相当し、レーザ強度取得部４２および電圧取得部４３によって遅延時間Ｔｄを算出する過程が本発明にいう測定過程の一例に相当する。
対応部４４は、変更部４１で変更されたレーザビーム位置と、そのレーザビーム位置で得られた遅延時間Ｔｄとを対応付けて遅延時間Ｔｄの変化特性（即ち図８の曲線Ｌ３）を得るものであり、本発明にいう対応部の一例に相当する。また、この対応部４４によりレーザビーム位置と遅延時間Ｔｄとを対応付ける過程が、本発明にいう対応過程の一例に相当する。
そして、このように得られた変化特性から、以下詳述するように電極状態（電極の位置や形状）を判定する過程が、本発明にいう判定過程の一例に相当する。
対応部４４は、変更部４１で変更されたレーザビーム位置と、そのレーザビーム位置で得られた遅延時間Ｔｄとを対応付けて遅延時間Ｔｄの変化特性（即ち図８の曲線Ｌ３）を得るものであり、本発明にいう対応部の一例に相当する。また、この対応部４４によりレーザビーム位置と遅延時間Ｔｄとを対応付ける過程が、本発明にいう対応過程の一例に相当する。
そして、このように得られた変化特性から、以下詳述するように電極状態（電極の位置や形状）を判定する過程が、本発明にいう判定過程の一例に相当する。
＜熱膨張に起因する放電電極の移動について＞
図７，図８を参照して説明した知見を基に、放電電極が熱膨張したことにより前方（集光ミラー側）に移動した場合を考える。
図１０は、ＥＵＶ光源装置の連続稼働時間が少ない場合と多い場合について、レーザビームの位置と上記遅延時間Ｔｄとの関係を示す図である。
図１０の横軸はレーザビーム位置を示し、縦軸は遅延時間を示す。
図１０において、実線は、ＬＤＰ方式のＥＵＶ光源装置１００，２００の稼働初期における放電電極（カソード）２１ａ上のレーザビーム位置と上記遅延時間Ｔｄとの関係を示す。稼働初期とは、例えば、放電電極２１ａ，２１ｂの位置と集光ミラー１２（あるいは凹面鏡１２）の位置のアライメントを実施して、ＥＵＶ光源装置１００，２００の運転準備を行ったあと、すぐに稼働したタイミングである。
図７，図８を参照して説明した知見を基に、放電電極が熱膨張したことにより前方（集光ミラー側）に移動した場合を考える。
図１０は、ＥＵＶ光源装置の連続稼働時間が少ない場合と多い場合について、レーザビームの位置と上記遅延時間Ｔｄとの関係を示す図である。
図１０の横軸はレーザビーム位置を示し、縦軸は遅延時間を示す。
図１０において、実線は、ＬＤＰ方式のＥＵＶ光源装置１００，２００の稼働初期における放電電極（カソード）２１ａ上のレーザビーム位置と上記遅延時間Ｔｄとの関係を示す。稼働初期とは、例えば、放電電極２１ａ，２１ｂの位置と集光ミラー１２（あるいは凹面鏡１２）の位置のアライメントを実施して、ＥＵＶ光源装置１００，２００の運転準備を行ったあと、すぐに稼働したタイミングである。
放電電極２１ａ，２１ｂの熱膨張が小さい稼働初期の、効率（放電電極２１ａ，２１ｂへ投入したエネルギーに対するＥＵＶ放射のエネルギーの比）が最大になるときのカソード２１ａ上のレーザビームＬの位置をＣ０とする。（すなわち、効率が最大となるときの可動ミラー位置をＭｘＣ０とする）。
ここで、仮に熱膨張による放電電極２１ａ，２１ｂの前方（図１における集光ミラー１２側、図１０におけるカソード側）への移動がない場合は、例えば、数ｋＨｚの繰り返し周波数で数時間稼働させたあとにおいても、レーザビームの位置がＣ０のとき（可動ミラー位置がＭｘＣ０）のとき、効率は最大となる。
ここで、仮に熱膨張による放電電極２１ａ，２１ｂの前方（図１における集光ミラー１２側、図１０におけるカソード側）への移動がない場合は、例えば、数ｋＨｚの繰り返し周波数で数時間稼働させたあとにおいても、レーザビームの位置がＣ０のとき（可動ミラー位置がＭｘＣ０）のとき、効率は最大となる。
しかしながら実際は、例えば数ｋＨｚの繰り返し周波数で数時間稼働させたあとは熱膨張により放電電極の位置は前方に移動しているので、レーザビームの位置がＣ０であっても、効率は最大とはならない。
図１０において、破線は、ＥＵＶ光源装置１００，２００を稼働後、例えば、数ｋＨｚの繰り返し周波数で数時間稼働させた結果、放電電極位置が熱膨張により移動したときの上記レーザビーム位置と上記遅延時間Ｔｄとの関係を示す。
図１０において、破線は、ＥＵＶ光源装置１００，２００を稼働後、例えば、数ｋＨｚの繰り返し周波数で数時間稼働させた結果、放電電極位置が熱膨張により移動したときの上記レーザビーム位置と上記遅延時間Ｔｄとの関係を示す。
破線で示す特性から明らかなように、破線で示す特性曲線は、実線で示す特性曲線より前方側（図１０におけるカソード側、すなわち、図１における集光ミラー１２側）に移動しており、効率（放電電極へ投入したエネルギーに対するＥＵＶ放射のエネルギーの比）が最大になるときのカソード２１ａ上のレーザビームＬの位置はＣ１となる。（すなわち、効率が最大となるときの可動ミラー位置がＭｘＣ１となる）。
この特性曲線の前方への移動量（例えば、効率が最大となるレーザビーム位置のＣ０からＣ１への移動量＝可動ミラー位置のＭｘＣ０からＭｘＣ１への移動量）は、熱膨張により放電電極が前方へ移動した量ｄに相当する。
この特性曲線の前方への移動量（例えば、効率が最大となるレーザビーム位置のＣ０からＣ１への移動量＝可動ミラー位置のＭｘＣ０からＭｘＣ１への移動量）は、熱膨張により放電電極が前方へ移動した量ｄに相当する。
よって、ＥＵＶ光源装置稼働初期におけるレーザビーム位置（可動ミラー位置）と上記遅延時間Ｔｄとの関係を測定し、更に、ＥＵＶ放射の強度が減少し熱膨張によって放電電極が前方に移動したと考えられるタイミングにて、再度レーザビーム位置（可動ミラー位置）と上記遅延時間との関係を測定することにより、両特性結果から放電電極２１ａ，２１ｂの移動量ｄを求めることが可能となる。すなわち、真空チャンバ１１を大気に開放することなく、ＥＵＶ放射強度の要因となる熱膨張により放電電極２１ａ，２１ｂが移動したこと、および移動量ｄを求める（計測する）ことが可能となる。
更に、この移動量ｄに基づき、電極位置や光学系（レーザビームＬの光軸や集光ミラー１２の位置など）を調整することにより、熱膨張時においてもＥＵＶ放射強度を所望の値に調整することが可能となる。
熱膨張による放電電極の移動は、上述した放射回数の増加で生じる場合の他にも、次に述べる入力電力の増加で生じる場合もある。
図１１は、入力電力が少ない場合と多い場合について、レーザビームの位置と上記遅延時間Ｔｄとの関係を示す図である。
図１１において、実線は放電電極２１ａ，２１ｂへの入力電力がＰ０のときの放電電極（カソード）２１ａ上のレーザビーム位置と上記遅延時間Ｔｄとの関係を示す。また、一点鎖線は、放電電極２１ａ，２１ｂへの入力電力がＰ１のときの放電電極（カソード）２１ａ上のレーザビーム位置と上記遅延時間Ｔｄとの関係を示す。更に、二点鎖線は、放電電極２１ａ，２１ｂへの入力電力がＰ２のときの放電電極（カソード）２１ａ上のレーザビーム位置と上記遅延時間Ｔｄとの関係を示す。ここで、Ｐ２＞Ｐ１＞Ｐ０であるとする。
熱膨張による放電電極の移動は、上述した放射回数の増加で生じる場合の他にも、次に述べる入力電力の増加で生じる場合もある。
図１１は、入力電力が少ない場合と多い場合について、レーザビームの位置と上記遅延時間Ｔｄとの関係を示す図である。
図１１において、実線は放電電極２１ａ，２１ｂへの入力電力がＰ０のときの放電電極（カソード）２１ａ上のレーザビーム位置と上記遅延時間Ｔｄとの関係を示す。また、一点鎖線は、放電電極２１ａ，２１ｂへの入力電力がＰ１のときの放電電極（カソード）２１ａ上のレーザビーム位置と上記遅延時間Ｔｄとの関係を示す。更に、二点鎖線は、放電電極２１ａ，２１ｂへの入力電力がＰ２のときの放電電極（カソード）２１ａ上のレーザビーム位置と上記遅延時間Ｔｄとの関係を示す。ここで、Ｐ２＞Ｐ１＞Ｐ０であるとする。
また、入力電力がＰ０のときに効率（放電電極へ投入したエネルギーに対するＥＵＶ放射のエネルギーの比）が最大になる、カソード上のレーザビームの位置をＣ０とする。（すなわち、効率が最大となるときの可動ミラー位置をＭｘＣ０とする）。
同様に、入力電力がＰ１のときの上記レーザビームの位置をＣ１（可動ミラーの位置をＭｘＣ１）、入力電力がＰ２のときの上記レーザビームの位置をＣ２（可動ミラーの位置をＭｘＣ２）とする。
放電電極２１ａ，２１ｂの温度は、入力電力が大きいほど高くなる。よって、入力電力がＰ０のときよりＰ１のときの方が熱膨張に起因する放電電極の前方への移動量が大きくなる。同様に、入力電力がＰ１のときよりＰ２のときの方が熱膨張に起因する放電電極の前方への移動量が大きくなる。
すなわち、図１１において、入力電力Ｐ０のときの特性曲線に対し入力電力Ｐ１のときの特性曲線が前方へ移動した量（例えば、Ｃ０からＣ１への移動量＝可動ミラー位置のＭｘＣ０からＭｘＣ１への移動量）は、入力電力が増加したことによる熱膨張の増加により、入力電力Ｐ１のときの放電電極２１ａ，２１ｂの位置が入力電力Ｐ０のときの放電電極２１ａ，２１ｂの位置より前方へ移動した量ｄ１に相当する。
同様に、入力電力がＰ１のときの上記レーザビームの位置をＣ１（可動ミラーの位置をＭｘＣ１）、入力電力がＰ２のときの上記レーザビームの位置をＣ２（可動ミラーの位置をＭｘＣ２）とする。
放電電極２１ａ，２１ｂの温度は、入力電力が大きいほど高くなる。よって、入力電力がＰ０のときよりＰ１のときの方が熱膨張に起因する放電電極の前方への移動量が大きくなる。同様に、入力電力がＰ１のときよりＰ２のときの方が熱膨張に起因する放電電極の前方への移動量が大きくなる。
すなわち、図１１において、入力電力Ｐ０のときの特性曲線に対し入力電力Ｐ１のときの特性曲線が前方へ移動した量（例えば、Ｃ０からＣ１への移動量＝可動ミラー位置のＭｘＣ０からＭｘＣ１への移動量）は、入力電力が増加したことによる熱膨張の増加により、入力電力Ｐ１のときの放電電極２１ａ，２１ｂの位置が入力電力Ｐ０のときの放電電極２１ａ，２１ｂの位置より前方へ移動した量ｄ１に相当する。
同様に、入力電力Ｐ０のときの特性曲線に対し入力電力Ｐ２のときの特性曲線が前方へ
移動した量（例えば、Ｃ０からＣ２への移動量＝可動ミラー位置のＭｘＣ０からＭｘＣ２への移動量）は、入力電力が増加したことによる熱膨張の増加により、入力電力Ｐ２のときの放電電極２１ａ，２１ｂの位置が入力電力Ｐ０のときの放電電極２１ａ，２１ｂの位置より前方へ移動した量ｄ２に相当する。
よって、ある基準となる入力電力Ｐ０におけるレーザビーム位置（可動ミラー位置）と上記遅延時間Ｔｄとの関係を測定し、次に所望の入力電力Ｐ（例えば、上記したＰ１やＰ２）におけるレーザビーム位置（可動ミラー位置）と上記遅延時間Ｔｄとの関係を測定することにより、両特性結果の比較で、入力電力Ｐ０のときの放電電極２１ａ，２１ｂの位置を基準としたとき、入力電力がＰのときの放電電極２１ａ，２１ｂの位置が、上記基準位置からどれだけ移動したか（＝移動量ｄｐ）を求める（計測する）ことが可能となる。
移動した量（例えば、Ｃ０からＣ２への移動量＝可動ミラー位置のＭｘＣ０からＭｘＣ２への移動量）は、入力電力が増加したことによる熱膨張の増加により、入力電力Ｐ２のときの放電電極２１ａ，２１ｂの位置が入力電力Ｐ０のときの放電電極２１ａ，２１ｂの位置より前方へ移動した量ｄ２に相当する。
よって、ある基準となる入力電力Ｐ０におけるレーザビーム位置（可動ミラー位置）と上記遅延時間Ｔｄとの関係を測定し、次に所望の入力電力Ｐ（例えば、上記したＰ１やＰ２）におけるレーザビーム位置（可動ミラー位置）と上記遅延時間Ｔｄとの関係を測定することにより、両特性結果の比較で、入力電力Ｐ０のときの放電電極２１ａ，２１ｂの位置を基準としたとき、入力電力がＰのときの放電電極２１ａ，２１ｂの位置が、上記基準位置からどれだけ移動したか（＝移動量ｄｐ）を求める（計測する）ことが可能となる。
更に、この移動量ｄｐに基づき、電極位置や光学系（レーザビームＬの光軸や集光ミラー１２の位置など）を調整することにより、入力電力をＰ０からＰに変化させたときにも、ＥＵＶ放射強度を好適な値とすることが可能となる。
以上説明した電極移動量の計測を実際のＥＵＶ光源装置に適用した例を以下説明する。
図１２は、入力電力を３ｋＷ、９ｋＷ、１５ｋＷと変えたときの、レーザビーム位置と遅延時間との特性変化を示す図である。
図１２の横軸はレーザビーム位置を示し、縦軸は遅延時間を示している。また、菱形のマークが付された実線は、入力電力が３ｋＷのときの特性を表し、四角形のマークが付された点線は、入力電力が９ｋＷのときの特性を表し、三角形のマークが付された点線は、入力電力が１５ｋＷのときの特性を表している。なお、各特性は、例えば、数時間ＥＵＶ光源装置を稼働したときに計測したものである。
上記説明の通り、３ｋＷから１５ｋＷまで入力電力を大きくすることにより特性カーブは、前方（図１における集光ミラー１２側、図１１における左側）にシフトする事が確認できた。なお、図示は省略するが、放射回数の増加による熱膨張についても同様のシフトが実際のＥＵＶ光源装置への適用で確認された。
以上説明した電極移動量の計測を実際のＥＵＶ光源装置に適用した例を以下説明する。
図１２は、入力電力を３ｋＷ、９ｋＷ、１５ｋＷと変えたときの、レーザビーム位置と遅延時間との特性変化を示す図である。
図１２の横軸はレーザビーム位置を示し、縦軸は遅延時間を示している。また、菱形のマークが付された実線は、入力電力が３ｋＷのときの特性を表し、四角形のマークが付された点線は、入力電力が９ｋＷのときの特性を表し、三角形のマークが付された点線は、入力電力が１５ｋＷのときの特性を表している。なお、各特性は、例えば、数時間ＥＵＶ光源装置を稼働したときに計測したものである。
上記説明の通り、３ｋＷから１５ｋＷまで入力電力を大きくすることにより特性カーブは、前方（図１における集光ミラー１２側、図１１における左側）にシフトする事が確認できた。なお、図示は省略するが、放射回数の増加による熱膨張についても同様のシフトが実際のＥＵＶ光源装置への適用で確認された。
＜放電による電極の変形について＞
次に、図５に示すように、レーザビームＬが照射される放電電極（カソード）２１ａが放電によって一部がアブレーションされ、変形した場合を考える。
図１３は、ＥＵＶ放射の累積回数（すなわち、パルス放電の累積パルス数）が少なくカソード２１ａの変形が殆ど無い（もしくは小さい）場合と、ＥＵＶ放射の累積回数が多くなり、放電に起因するアブレーションによりカソード２１ａが変形している場合について、レーザビームＬの位置と上記遅延時間Ｔｄとの関係を示す図である。
次に、図５に示すように、レーザビームＬが照射される放電電極（カソード）２１ａが放電によって一部がアブレーションされ、変形した場合を考える。
図１３は、ＥＵＶ放射の累積回数（すなわち、パルス放電の累積パルス数）が少なくカソード２１ａの変形が殆ど無い（もしくは小さい）場合と、ＥＵＶ放射の累積回数が多くなり、放電に起因するアブレーションによりカソード２１ａが変形している場合について、レーザビームＬの位置と上記遅延時間Ｔｄとの関係を示す図である。
図５（Ｂ）から明らかなように、放電によるカソード２１ａのアブレーションが生じた場合、このカソード２１ａのアブレーション部分とアノード２１ｂとの距離は、アブレーションが生じる前と比較すると大きくなる。
この放電電極間（カソード２１ａ−アノード２１ｂ間）が大きくなると、レーザビーム照射から放電が発生するまでの遅延時間Ｔｄが大きくなる。
すなわち、図１３において、破線で示されるような極大部分が、放電に起因する凹み部分がカソードに生じた結果、遅延時間Ｔｄが大きくなったことを示している。
よって、ＥＵＶ放射の累積回数が増大し、カソード２１ａに放電に起因する変形が生じたと考えられるタイミングにて、レーザビーム位置（可動ミラー位置）と上記遅延時間Ｔｄとの関係を測定し、図１３に示す波線のような上に凸の極点が観測された場合、カソード２１ａに変形が生じていると判定することができる。
この放電電極間（カソード２１ａ−アノード２１ｂ間）が大きくなると、レーザビーム照射から放電が発生するまでの遅延時間Ｔｄが大きくなる。
すなわち、図１３において、破線で示されるような極大部分が、放電に起因する凹み部分がカソードに生じた結果、遅延時間Ｔｄが大きくなったことを示している。
よって、ＥＵＶ放射の累積回数が増大し、カソード２１ａに放電に起因する変形が生じたと考えられるタイミングにて、レーザビーム位置（可動ミラー位置）と上記遅延時間Ｔｄとの関係を測定し、図１３に示す波線のような上に凸の極点が観測された場合、カソード２１ａに変形が生じていると判定することができる。
以上説明したカソードの変形の判定を実際のＥＵＶ光源装置に適用した例を以下説明する。
図１４は、ＥＵＶ放射回数が累増したときの、レーザビーム位置と遅延時間との特性変化を示す図である。
図１４の横軸はレーザビーム位置を示し、縦軸は遅延時間を示している。また、四角形のマークが付された実線は、ＥＵＶ放射を開始させるパルス数の累積が少ない時点での特性を表し、三角形のマークが付された点線は、パルス数が中程度に累積した時点での特性を表し、丸形のマークが付された点線は、パルス数が大きく累積した時点での特性を表している。
パルス数が中程度に累積すると（即ちＥＵＶ放射回数が中程度に累積すると）、カソード２１ａに放電によるアブレーションが生じはじめることで特性カーブが、図中の矢印で示された箇所で部分的に盛り上がった。また、パルス数が大きく累増すると、上記アブレーションが顕著になり、図中の矢印で示された箇所で特性カーブに極大が生じた。
このように、遅延時間Ｔｄに着目することで電極状態（電極の位置や形状）が計測できることが、実際のＥＵＶ光源装置でも確認された。
図１４は、ＥＵＶ放射回数が累増したときの、レーザビーム位置と遅延時間との特性変化を示す図である。
図１４の横軸はレーザビーム位置を示し、縦軸は遅延時間を示している。また、四角形のマークが付された実線は、ＥＵＶ放射を開始させるパルス数の累積が少ない時点での特性を表し、三角形のマークが付された点線は、パルス数が中程度に累積した時点での特性を表し、丸形のマークが付された点線は、パルス数が大きく累積した時点での特性を表している。
パルス数が中程度に累積すると（即ちＥＵＶ放射回数が中程度に累積すると）、カソード２１ａに放電によるアブレーションが生じはじめることで特性カーブが、図中の矢印で示された箇所で部分的に盛り上がった。また、パルス数が大きく累増すると、上記アブレーションが顕著になり、図中の矢印で示された箇所で特性カーブに極大が生じた。
このように、遅延時間Ｔｄに着目することで電極状態（電極の位置や形状）が計測できることが、実際のＥＵＶ光源装置でも確認された。
＜電極状態の判定法を用いたメンテナンス手順例＞
上述した方法で判定（計測）された電極状態に基づいてＥＵＶ光源装置１００，２００をメンテナンスする手順について以下説明する。
〔手順１〕ＥＵＶ放射強度の低下を補正する場合
（１） まず、ＥＵＶ光源装置１００，２００の稼働初期に、レーザビーム位置−遅延時間Ｔｄ特性を取得する。この取得した特性を「初期特性」と称する。
（２） そして、レーザビームＬの位置を上記した効率が最大になる位置に調整する。
（３） ＥＵＶ光源装置１００，２００を稼働しながら定期的にＥＵＶ放射強度をモニタする。
（４） ＥＵＶ放射強度をモニタした際、測定されたＥＵＶ放射強度が予め定めた所定値より低くなった場合、再度、レーザビーム位置−遅延時間Ｔｄ特性を取得する。
（５） この再取得した特性に基づき、レーザビームＬの位置を上記した効率が最大になる位置に調整する。
上述した方法で判定（計測）された電極状態に基づいてＥＵＶ光源装置１００，２００をメンテナンスする手順について以下説明する。
〔手順１〕ＥＵＶ放射強度の低下を補正する場合
（１） まず、ＥＵＶ光源装置１００，２００の稼働初期に、レーザビーム位置−遅延時間Ｔｄ特性を取得する。この取得した特性を「初期特性」と称する。
（２） そして、レーザビームＬの位置を上記した効率が最大になる位置に調整する。
（３） ＥＵＶ光源装置１００，２００を稼働しながら定期的にＥＵＶ放射強度をモニタする。
（４） ＥＵＶ放射強度をモニタした際、測定されたＥＵＶ放射強度が予め定めた所定値より低くなった場合、再度、レーザビーム位置−遅延時間Ｔｄ特性を取得する。
（５） この再取得した特性に基づき、レーザビームＬの位置を上記した効率が最大になる位置に調整する。
（６） また、この再取得した特性と「初期特性」とを比較する。
（７） 図１３のような上に凸の極点が再取得した特性に存在した場合は、以降のＥＵＶ光源装置１００，２００の稼働を停止し、放電電極（カソード）２１ａの交換を行う。なお、上に凸の極点における遅延時間Ｔｄと、初期特性における（２）でのレーザビーム位置での遅延時間Ｔｄ０との差（＝Ｔｄ−Ｔｄ０）は、アブレーションにより生じたカソードの凹み具合に相当すると考えられる。よって、放電電極（カソード）２１ａを交換すべき凹み具合に相当する上記遅延時間Ｔｄの差ΔＴｄｓ（＝Ｔｄ−Ｔｄ０）を規定しておき、遅延時間Ｔｄの差ΔＴｄ≧ΔＴｄｓの場合に放電電極（カソード）２１ａを交換するように規定してもよい。
（８） 一方、放電電極（カソード）２１ａの交換が不要と判断された場合、（４）での再取得した特性と「初期特性」との比較結果から、図１１に示すような、放電電極２１ａ，２１ｂが前方へ移動した量ｄを求める。
（９） この移動量ｄに基づき、光学系（集光ミラー１２（あるいは凹面鏡１２）の位置など）を調整する。
このような手順により、ＵＶ放射強度の低下を補正することが可能となる。
なお手順（９）において、集光ミラー１２（あるいは凹面鏡１２）の位置を調整するのに代えて、上記移動量ｄに基づき放電電極２１ａ，２１ｂの位置を調整し、レーザビームLの位置を初期特性採取時に調整した際の効率が最大となる位置に再調整するようにしてもよい。
（７） 図１３のような上に凸の極点が再取得した特性に存在した場合は、以降のＥＵＶ光源装置１００，２００の稼働を停止し、放電電極（カソード）２１ａの交換を行う。なお、上に凸の極点における遅延時間Ｔｄと、初期特性における（２）でのレーザビーム位置での遅延時間Ｔｄ０との差（＝Ｔｄ−Ｔｄ０）は、アブレーションにより生じたカソードの凹み具合に相当すると考えられる。よって、放電電極（カソード）２１ａを交換すべき凹み具合に相当する上記遅延時間Ｔｄの差ΔＴｄｓ（＝Ｔｄ−Ｔｄ０）を規定しておき、遅延時間Ｔｄの差ΔＴｄ≧ΔＴｄｓの場合に放電電極（カソード）２１ａを交換するように規定してもよい。
（８） 一方、放電電極（カソード）２１ａの交換が不要と判断された場合、（４）での再取得した特性と「初期特性」との比較結果から、図１１に示すような、放電電極２１ａ，２１ｂが前方へ移動した量ｄを求める。
（９） この移動量ｄに基づき、光学系（集光ミラー１２（あるいは凹面鏡１２）の位置など）を調整する。
このような手順により、ＵＶ放射強度の低下を補正することが可能となる。
なお手順（９）において、集光ミラー１２（あるいは凹面鏡１２）の位置を調整するのに代えて、上記移動量ｄに基づき放電電極２１ａ，２１ｂの位置を調整し、レーザビームLの位置を初期特性採取時に調整した際の効率が最大となる位置に再調整するようにしてもよい。
〔手順２〕放電電極への入力電力に応じて、ＥＵＶ放射効率を最大にする場合
この場合、レーザビーム照射に起因する放電電極(カソード)２１ａの変形が生じていないものとする。
（１） まず、基準となる電力を放電電極２１ａ，２１ｂに入力する条件で、レーザビーム位置−遅延時間Ｔｄ特性を取得する。この取得した特性を「初期特性」と称する。
（２） 放電電極２１ａ，２１ｂへの入力電力を所望な値に調整後、再度、レーザビーム位置−遅延時間Ｔｄ特性を取得する。
（３） この再取得した特性に基づき、レーザビームＬの位置を上記した効率が最大になる位置に調整する。
（４） 次に、この再取得した特性と「初期特性」とを比較する。
（５） （４）での再取得した特性と「初期特性」との比較結果から、図１１に示すような放電電極２１ａ，２１ｂが前方へ移動した量ｄを求める。
（６） この移動量ｄに基づき、光学系（集光ミラー１２（あるいは凹面鏡１２）の位置など）を調整する。
この場合、レーザビーム照射に起因する放電電極(カソード)２１ａの変形が生じていないものとする。
（１） まず、基準となる電力を放電電極２１ａ，２１ｂに入力する条件で、レーザビーム位置−遅延時間Ｔｄ特性を取得する。この取得した特性を「初期特性」と称する。
（２） 放電電極２１ａ，２１ｂへの入力電力を所望な値に調整後、再度、レーザビーム位置−遅延時間Ｔｄ特性を取得する。
（３） この再取得した特性に基づき、レーザビームＬの位置を上記した効率が最大になる位置に調整する。
（４） 次に、この再取得した特性と「初期特性」とを比較する。
（５） （４）での再取得した特性と「初期特性」との比較結果から、図１１に示すような放電電極２１ａ，２１ｂが前方へ移動した量ｄを求める。
（６） この移動量ｄに基づき、光学系（集光ミラー１２（あるいは凹面鏡１２）の位置など）を調整する。
このような手順により、ＥＵＶ放射強度の低下を補正することが可能となる。
なお手順（６）において、集光ミラー１２（あるいは凹面鏡１２）の位置を調整するのに代えて、上記移動量ｄに基づき放電電極２１ａ，２１ｂの位置を調整し、レーザビームLの位置を初期特性採取時に調整した際の効率が最大となる位置に再調整するようにしてもよい。
なお、上記説明では、電極の移動や変形の判定はメンテナンス者が行うものとして説明したが、本発明の電極状態の計測方法では、判定過程を例えばコンピュータなどによる自動判定で行ってもよい。このように自動判定した場合には、判定結果を表示してユーザに示すことが望ましい。
なお手順（６）において、集光ミラー１２（あるいは凹面鏡１２）の位置を調整するのに代えて、上記移動量ｄに基づき放電電極２１ａ，２１ｂの位置を調整し、レーザビームLの位置を初期特性採取時に調整した際の効率が最大となる位置に再調整するようにしてもよい。
なお、上記説明では、電極の移動や変形の判定はメンテナンス者が行うものとして説明したが、本発明の電極状態の計測方法では、判定過程を例えばコンピュータなどによる自動判定で行ってもよい。このように自動判定した場合には、判定結果を表示してユーザに示すことが望ましい。
１１…チャンバ、１１ａ…隔壁、１１ｂ…放電空間、１１ｃ…集光空間、１１ｄ…ＥＵＶ取出部、１２…ＥＵＶ集光鏡（凹面鏡）、１３…ホイルトラップ、１４…可動ミラー、２１ａ…放電電極（カソード）、２１ｂ…放電電極（アノード）、２２ａ，２２ｂ…高温プラズマ原料、２３ａ，２３ｂ…コンテナ、２４ａ，２４ｂ…モータ、２５ａ，２５ｂ…回転軸、２６ａ，２６ｂ…メカニカルシール、２７…パルス電力発供給部、２８…レーザ源、４０…制御部、１００…極端紫外光光源装置（マスク検査用ＥＵＶ光源装置）、２００…極端紫外光光源装置（露光用用ＥＵＶ光源装置）
Claims (6)
- 互いに離間して対向配置された一対の放電電極と、極端紫外光を放射させるための原料を前記放電電極上に供給する原料供給手段と、前記放電電極上の前記原料にエネルギービームを照射して当該原料を気化するエネルギービーム照射手段と、前記一対の放電電極に電力を供給することで該一対の放電電極の相互間にプラズマを発生させ、該プラズマから極端紫外光を放射させる電力供給手段と、を備えた極端紫外光光源装置における前記放電電極の状態を計測する計測方法において、
前記エネルギービームの照射位置を変更する変更過程と、
前記エネルギービームの照射から、前記放電電極間における放電発生までの遅延時間を測定する測定過程と、
前記照射位置と前記遅延時間とを対応づけて対応関係を得る対応過程と、
前記対応関係に基づいて前記放電電極の電極状態を判定する判定過程と、
を有することを特徴とする電極状態の計測方法。 - 前記判定過程が、前記電極状態として、前記放電電極の位置を判定する過程であることを特徴とする請求項１に記載の電極状態の計測方法。
- 前記判定過程で判定された位置に従って前記エネルギービームの照射位置を調整する調整過程を更に有することを特徴とする請求項２に記載の電極状態の計測方法。
- 前記判定過程が、前記電極状態として、前記放電電極の損耗を判定する過程であることを特徴とする請求項１または２に記載の電極状態の計測方法。
- 前記放電電極の基準状態にある基準時と、該基準時から経過した計測時との両方で、前記変更過程、前記測定過程、および前記対応過程を実行し、前記判定過程では、前記基準時に得られた前記対応関係と、前記計測時に得られた前記対応関係とを比較することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の電極状態の計測方法。
- 互いに離間して対向配置された一対の放電電極と、極端紫外光を放射させるための原料を前記放電電極上に供給する原料供給手段と、前記放電電極上の前記原料にエネルギービームを照射して当該原料を気化するエネルギービーム照射手段と、前記一対の放電電極に電力を供給することで該一対の放電電極の相互間にプラズマを発生させ、該プラズマから極端紫外光を放射させる電力供給手段と、を備えた極端紫外光光源装置における前記放電電極の状態を計測する電極状態計測装置において、
前記エネルギービームの照射位置を変更する変更部と、
前記エネルギービームの照射から、前記放電電極間における放電発生までの遅延時間を測定する測定部と、
前記照射位置と前記遅延時間とを対応づけて対応関係を得る対応部と、
を備えたことを特徴とする電極状態計測装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2015236044A JP2017103120A (ja) | 2015-12-02 | 2015-12-02 | 電極状態の計測方法および電極状態計測装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2015236044A JP2017103120A (ja) | 2015-12-02 | 2015-12-02 | 電極状態の計測方法および電極状態計測装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2017103120A true JP2017103120A (ja) | 2017-06-08 |
Family
ID=59018113
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2015236044A Pending JP2017103120A (ja) | 2015-12-02 | 2015-12-02 | 電極状態の計測方法および電極状態計測装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2017103120A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20210127879A (ko) | 2020-04-15 | 2021-10-25 | 우시오덴키 가부시키가이샤 | 극단 자외광 광원 장치 및 플라즈마 위치 조정 방법 |
| WO2021229902A1 (ja) | 2020-05-15 | 2021-11-18 | ウシオ電機株式会社 | 極端紫外光光源装置 |
-
2015
- 2015-12-02 JP JP2015236044A patent/JP2017103120A/ja active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20210127879A (ko) | 2020-04-15 | 2021-10-25 | 우시오덴키 가부시키가이샤 | 극단 자외광 광원 장치 및 플라즈마 위치 조정 방법 |
| US11631579B2 (en) | 2020-04-15 | 2023-04-18 | Ushio Denki Kabushiki Kaisha | Extreme ultraviolet light source apparatus and plasma position adjusting method |
| JP7435195B2 (ja) | 2020-04-15 | 2024-02-21 | ウシオ電機株式会社 | 極端紫外光光源装置およびプラズマ位置調整方法 |
| WO2021229902A1 (ja) | 2020-05-15 | 2021-11-18 | ウシオ電機株式会社 | 極端紫外光光源装置 |
| KR20220154224A (ko) | 2020-05-15 | 2022-11-21 | 우시오덴키 가부시키가이샤 | 극단 자외광 광원 장치 |
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