JP2017212185A - 高温プラズマ原料供給装置および極端紫外光光源装置 - Google Patents

Abstract

【課題】液体状の高温プラズマ原料を収容するリザーバーに対して、比較的簡易な構成で、不純物が抑制された高温プラズマ原料を適切に供給する。
【解決手段】スズ充填機構６０は、固体状の高温プラズマ原料を複数収容し、回転可能に構成された原料収容部６１ａと、原料収容部６１ａ内に突き通され、原料収容部６１ａに収容された高温プラズマ原料を原料収容部６１ａの外部に供給する供給ノズル６２と、筐体６４とチャンバ１１との間に設けられたロードロック部６７と、筐体６４内に配置され、供給ノズル６２から供給された高温プラズマ原料をロードロック部６７へ誘導する供給経路６５ａと、を備える。供給経路６５ａの少なくとも一部には、固体状の高温プラズマ原料よりも小さい孔が形成されている。
【選択図】 図３

Description

本発明は、高温プラズマ原料を供給する高温プラズマ原料供給装置、およびその高温プラズマ原料供給装置を備える極端紫外光光源装置に関する。

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光源装置として、ＤＰＰ（Discharge Produced Plasma：放電生成プラズマ）方式のＥＵＶ光源装置がある。

ＤＰＰ方式のＥＵＶ光源装置は、極端紫外光放射源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、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。

ＬＤＰ方式のＥＵＶ光源装置においては、所定間隔だけ互いに離間した円盤状の一対の電極が回転可能に設けられる。これらの電極の一部は、液体状の高温プラズマ原料を収容するコンテナ中に浸されており、電極が回転することにより放電領域に高温プラズマ原料が輸送される構成となっている。また、このようなＬＤＰ方式のＥＵＶ光源装置においては、別途比較的容量の大きなリザーバーに高温プラズマ原料を収容しておき、リザーバーからコンテナへ高温プラズマ原料を供給することで、コンテナ内の高温プラズマ原料の量を一定に保っている。
特許文献１には、リザーバーに収容される液体状の高温プラズマ原料（液体スズ）を、コンテナに対して循環供給する機構が開示されている。

特開２０１４−２２５４３７号公報

ところで、上記のＥＵＶ光源装置においては、ＥＵＶ放射の発生中は高温プラズマ原料が消費されるため、リザーバー内の高温プラズマ原料の収容量は徐々に減少する。そのため、ＥＵＶ光源装置を長期間、安定して運用するためには、定期的にリザーバーに高温プラズマ原料を補充する必要がある。
リザーバー内の液体スズの温度を変動させないためには、液体スズをリザーバーに供給することが考えられる。しかしながら、液体スズを供給する場合、液体スズが固体化しないように、供給経路の温度を全てスズの融点以上に維持するための加熱機構が必要になる。また、供給経路における液体スズによるエロージョンを防止するために、当該供給経路内は、液体スズに対する化学的耐性を付与する必要がある。このように、装置構成が複雑化する。

一方、リザーバーに固体スズを供給する場合には、上記のような加熱機構を設けたり、供給経路内に化学的耐性を付与したりする必要はない。しかしながら、固体スズの表面は酸化スズにより覆われているため、固体スズの供給に際し、酸化スズのような不純物がリザーバーへ混入しやすいという問題がある。
そこで、本発明は、液体状の高温プラズマ原料を収容するリザーバーに対して、比較的簡易な構成で、不純物が抑制された高温プラズマ原料を適切に供給することができる高温プラズマ原料供給装置、およびその高温プラズマ原料供給装置を備えた極端紫外光光源装置を提供することを課題としている。

上記課題を解決するために、本発明に係る高温プラズマ原料供給装置の一態様は、高温プラズマを発生させるための液体状の高温プラズマ原料が収容された容器に、前記高温プラズマ原料を供給する高温プラズマ原料供給装置であって、固体状の前記高温プラズマ原料を複数収容し、回転可能に構成された原料収容部と、前記原料収容部内に突き通され、前記原料収容部に収容された前記高温プラズマ原料を前記原料収容部の外部に供給する供給ノズルと、前記供給ノズルから前記高温プラズマ原料が供給される空間と前記容器が配置された空間との間に設けられたロードロック部と、前記供給ノズルから供給された前記高温プラズマ原料を前記ロードロック部へ誘導する供給経路と、を備え、前記供給経路の少なくとも一部に、前記固体状の高温プラズマ原料よりも小さい孔が形成されている。

このように、高温プラズマ原料供給装置において固体状の高温プラズマ原料を扱うので、高温プラズマ原料を液体状に保つための加熱機構が必要ない。また、当該装置内に液体状の高温プラズマ原料に対する化学的耐性を付与する必要もない。さらに、原料収容部を回転させることで原料収容部内の固体状の高温プラズマ原料を動かし、供給ノズルを介して固体状の高温プラズマ原料を原料収容部の外部へ供給することができる。したがって、比較的簡易な構成で固体状の高温プラズマ原料を供給することができる。また、固体状の高温プラズマ原料をロードロック部へ誘導する途中で、当該高温プラズマ原料の表面から剥離された酸化物等の不純物を、供給経路に形成された孔から落とすことができる。そのため、容器に不純物が混入することを抑制することができる。

また、上記の高温プラズマ原料供給装置において、前記供給ノズルから供給される前記高温プラズマ原料の供給個数および供給間隔の少なくとも一方を制御する制御部を備えてもよい。
この場合、固体状の高温プラズマ原料が一度に大量に供給されることを防止することができ、固体状の高温プラズマ原料が目詰まりすることを抑制することができる。また、固体状の高温プラズマ原料が一度に大量に供給されることに起因する容器内の液体状の高温プラズマ原料の温度低下を抑制することができる。

さらに、上記の高温プラズマ原料供給装置において、前記供給ノズルは、前記原料収容部内における先端開口部を水平方向または略水平方向に向け、前記原料収容部外における先端開口部を鉛直方向下方に向けたＬ字形状または略Ｌ字形状であってもよい。この場合、固体状の高温プラズマ原料が、意図せずに一度に大量に供給ノズルから供給されることを確実に抑制することができる。
また、上記の高温プラズマ原料供給装置において、前記供給ノズルから供給される前記高温プラズマ原料を計数する原料計数部をさらに備えてもよい。これにより、固体状の高温プラズマ原料の供給量を適切に制御することができる。また、供給ノズルから高温プラズマ原料が供給されないといった不具合を検出することもできる。

さらに、上記の高温プラズマ原料供給装置において、前記供給経路は、網状であってもよい。この場合、より不純物が供給経路から落ち易くなり、容器への不純物の混入を適切に抑制することができる。
また、上記の高温プラズマ原料供給装置において、前記供給経路は、前記高温プラズマ原料の誘導方向を変更可能に構成されていてもよい。
容器が複数設けられており、各容器にそれぞれ対応してロードロック部も複数設けられている場合、高温プラズマ原料の誘導方向を切り替えて適切に高温プラズマ原料を供給することができる。つまり、複数の容器で供給経路を共有することができる。

さらにまた、上記の高温プラズマ原料供給装置において、前記供給経路は、水平方向の軸を中心に揺動可能に構成されていてもよい。このように、供給経路はシーソー構造であってもよい。この場合、供給経路の傾きを制御することで高温プラズマ原料の誘導方向を変更ことができ、簡易な構成で高温プラズマ原料の供給先の切り替えが可能である。
また、上記の高温プラズマ原料供給装置において、前記供給経路は、前記固体状の高温プラズマ原料よりも硬い材料により構成されていてもよい。この場合、供給ノズルから落下した高温プラズマ原料を供給経路によって受け止めた際の当該高温プラズマ原料の跳ね返りを抑制することができる。したがって、高温プラズマ原料を適切にロードロック部へ誘導することができる。

さらに、上記の高温プラズマ原料供給装置において、前記固体状の高温プラズマ原料は、球形であってもよい。この場合、高温プラズマ原料は供給経路上を転がり易く、また、目詰まりの発生を抑制された形状とすることができる。
また、本発明に係る極端紫外光光源装置の一態様は、極端紫外光を放射する極端紫外光光源装置であって、上記のいずれかの高温プラズマ原料供給装置と、前記容器と、前記容器が配置された空間を構成するチャンバと、前記容器に収容された液体状の高温プラズマ原料を、前記高温プラズマを発生させる高温プラズマ発生部へ供給する原料供給機構と、前記原料供給機構によって供給される前記液体状の高温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高温プラズマ発生部と、を備える。

これにより、安定して極端紫外光を（ＥＵＶ光）を放射することができる。
さらに、上記の極端紫外光光源装置において、前記チャンバ内に配置され、前記ロードロック部と前記容器とを接続する接続経路をさらに備え、前記接続経路の少なくとも一部に屈曲部を有していてもよい。この場合、接続経路を通る高温プラズマ原料に速度分布をもたせることができ、適切に目詰まりを抑制することができる。

本発明の高温プラズマ原料供給装置は、溶融スズ等の液体状の高温プラズマ原料を収容する容器に対して、比較的簡易な構成で適切に高温プラズマ原料を供給することができる。また、上記容器に高温プラズマ原料の酸化物等の不純物が混入することを抑制することができる。したがって、この高温プラズマ原料供給装置を備える極端紫外光光源装置は、安定して極端紫外光（ＥＵＶ光）を放射することができる。

本実施形態の極端紫外光光源装置の一例を示す概略構成図である。 スズ供給機構の構成例を示す図である。 スズ充填機構を示す図である。 球形スズ供給装置の一例である。 供給経路の一例である。 供給経路の別の例である。 供給経路の別の例である。 スズ充填機構の別の例を示す図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
（第１の実施形態）
図１は、本実施形態の極端紫外光光源装置（ＥＵＶ光源装置）１００を示す概略構成図である。
ＥＵＶ光源装置１００は、半導体露光用光源として使用可能な、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。
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。
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。
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。
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。

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。
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、その一部が高温プラズマ原料２２ａを収容するコンテナ２３ａの中に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。

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、その一部が高温プラズマ原料２２ｂを収容するコンテナ２３ｂの中に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金属としても働く。

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，１１ｇ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からパルス電力を印加することで、放電電極２１ａ，２１ｂ間にパルス電力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。
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力を印加する。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。

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に対してレーザ光（エネルギービーム）を照射するエネルギービーム照射部である。レーザ源２８は、例えばＮｄ：ＹＶＯ_４レーザ装置（Neodymium-doped Yttrium Orthovanadate レーザ装置）である。このレーザ源２８が放出するレーザ光Ｌは、レーザ光集光部等を介してチャンバ１１の窓部１１ｇに入射し、放電電極２１ａ上に導かれる。レーザ源２８によるレーザ光の照射タイミングは、制御部４０が制御する。

パルス電力供給部２７により放電電極２１ａ，２１ｂにパルス電力を印加した状態で、放電領域に輸送された高温プラズマ原料に対してレーザ光が照射されると、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、高温プラズマ原料による高温プラズマ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。
なお、上述したように放電電極２１ａ，２１ｂ間にはパルス電力を印加するため、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。
また、上記において、放電電力２１ａ，２１ｂおよびコンテナ２３ａ，２３ｂは、高温プラズマ発生部に対応している。
コンテナ２３ａ，２３ｂには、スズ２２ａ，２２ｂを供給するスズ供給機構（原料供給機構）が接続されている。

以下、スズ供給機構について説明する。
図２は、コンテナ２３ａにスズ２２ａを供給するスズ供給機構３０の構成例を示す図である。なお、コンテナ２３ｂにスズ２２ｂを供給するスズ供給機構についても、図２に示すスズ供給機構３０と同様の構成を有するため、以下、コンテナ２３ａにスズ２２ａを供給するスズ供給機構３０についてのみ説明する。
スズ供給機構３０は、スズ２２ａを収容するリザーバー（容器）３１ａを備える。リザーバー３１ａは、コンテナ２３ａよりも容量が大きく設計されている。

リザーバー３１ａには、その側壁下部（スズ２２ａの下限レベルＬｃよりも下方）にスズ排出口３２が形成されており、当該スズ排出口３２とコンテナ２３ａに形成されたスズ供給口３３とは、スズ供給管３４によって接続されている。スズ供給管３４にはポンプ３５が設けられており、当該ポンプ３５の駆動によってリザーバー３１ａ内のスズ２２ａがコンテナ２３ａへ供給される。また、スズ供給管３４には、スズ２２ａを所定の設定温度にするための冷却手段３６が設けられている。

さらに、コンテナ２３ａには、スズ２２ａが排出されるスズ排出口３７が形成されており、当該スズ排出口３７とリザーバー３１ａに形成されたスズ還流口３８が、スズ排出管３９によって接続されている。
ここで、スズ供給口３３は、コンテナ２３ａにおける放電電極２１ａが放電領域に到達する直前に通過する領域近傍に形成されている。また、スズ排出口３７は、コンテナ２３ａにおける放電電極２１ａのレーザ光が照射された部分がコンテナ２３ａ中のスズ２２ａに再び浸漬する領域近傍に形成されている。

このように構成することにより、レーザ光が照射される前、且つ放電が発生する前の放電電極２１ａに、所定の設定温度のスズ２２ａが供給されて放電領域に輸送される。また、放電発生により加熱された放電電極２１ａがコンテナ２３ａ内のスズ２２ａと接触し、当該スズ２２ａが所望の温度以上に加熱されても、この加熱されたスズ２２ａはコンテナ２３ａから排出されるので、次の放電時に輸送されるスズ２２ａには影響を与えない。

スズ排出管３９を通ってリザーバー３１ａに還流してきた加熱されたスズ２２ａは、リザーバー３１ａ内のスズ２２ａと混合され、リザーバー３１ａ内のスズ２２ａの全体の温度を上昇させる。しかしながら、リザーバー３１ａの容量は、上述したようにコンテナ２３ａの容量よりも大きいので、リザーバー３１ａに収容されるスズ２２ａの量も多く、このスズ２２ａの温度上昇は緩やかとなる。したがって、冷却手段３６によってスズ供給管３４を流れるスズ２２ａの温度を所望の設定温度にする際の、当該冷却手段３６の負荷は小さくなる。
このように、リザーバー３１ａに収容されるスズ２２ａは、コンテナ２３ａに対して循環供給される。

ＥＵＶ光源装置１００におけるＥＵＶ放射の発生中は、高温プラズマ原料であるスズが消費されるため、リザーバー３１ａにおけるスズ２２ａの収容量は徐々に減少する。そのため、リザーバー３１ａには、スズ２２ａの収容量をモニタリングし、スズ２２ａの収容量が適正量となるようリザーバー３１ａにスズ２２ａを補充するための機構が設けられている。
リザーバー３１ａには、当該リザーバー３１ａに収容されているスズ２２ａの液面レベルを検出するための液面レベルセンサ（不図示）が設けられており、液面レベルセンサの検出信号は、制御部４０に出力される。制御部４０は、液面レベルセンサからの検出信号をもとに、リザーバー３１ａにおけるスズ２２ａの収容量を検出し、当該収容量が適正量となるように充填制御を行う。当該充填制御では、制御部４０は、以下に説明するスズ充填機構（高温プラズマ原料供給装置）６０を駆動制御し、スズ充填機構６０からリザーバー３１ａへスズ２２ａを供給する。

図３は、スズ充填機構６０の構成を示す図である。
スズ充填機構６０は、球形スズ供給装置６１を備える。球形スズ供給装置６１には、固体のスズ原料が収容されている。本実施形態において、固体スズ原料の形状は、球状である。なお、固体スズ原料の形状は、棒状や回転楕円体形状、その他ブロック形状など、任意の形状であってもよい。
球形スズ供給装置６１は、図４に示すように、固体スズ原料（以下、「球形スズＢ」という。）を複数収容する原料収容部６１ａを備える。原料収容部６１ａは、底部を有する例えば筒状の容器であり、鉛直方向（図４の上下方向）の軸を中心として、不図示の回転機構により回転可能に構成されている。

原料収容部６１ａの底部には、原料収容部６１ａに収容された球形スズＢを当該原料収容部６１ａの外部に供給するための供給ノズル６２が突き通されている。図４に示すように、供給ノズル６２は、原料収容部６１ａ内における先端開口部６２ａを水平方向に向けたＬ字形状であり、先端開口部６２ａは、原料収容部６１ａの底部から距離ｄだけ上方に設けられている。ここで、距離ｄは、例えば球形スズＢの直径以上とすることができる。
原料収容部６１ａは、供給ノズル６２に対して相対的に回転可能に構成されている。原料収容部６１ａは、制御部４０によって回転制御される。制御部４０による回転制御により原料収容部６１ａが回転すると、当該原料収容部６１ａ内に収容された球形スズＢが動いて供給ノズル６２の先端開口部６２ａに入り込み、そのまま供給ノズル６２を通って供給ノズル６２の下端部から原料収容部６１ａの外部へ排出される。
なお、供給ノズル６２は、先端開口部６２ａを略水平方向に向けた略Ｌ字形状であってもよい。つまり、供給ノズル６２は、上方から球形スズＢが入らず、原料収容部６１ａの回転により球形スズＢが１つずつ断続的に入るような形状であればよい。

図３に戻って、供給ノズル６２の下端部よりも下方には、供給ノズル６２から供給される球形スズＢの数をカウントするためのセンサ（原料計数部）６３が配置されている。センサ６３としては、例えばレーザセンサを用いることができる。
また、供給ノズル６２の真下で、且つセンサ６３よりも下方には、筐体６４が配置されている。筐体６４には、球形スズＢが通過可能な開口を有する原料供給口６４ａが形成されている。原料供給口６４ａは、供給ノズル６２の下端部の真下に形成されている。つまり、供給ノズル６２の下端部から排出された球体スズＢは、そのまま落下し、原料供給口６４ａを通過して筐体６４に供給される。

制御部４０は、センサ６３の検出信号をモニタリングすることで、球形スズ供給装置６１から筐体６４に供給される球形スズＢの数をカウントすることが可能である。また、制御部４０は、センサ６３の検出信号をモニタリングすることで、球形スズ供給装置６１から球形スズＢが供給されないといった不具合（例えば、供給ノズル６２の目詰まり等）を検出することも可能である。
制御部４０は、センサ６３の検出信号に基づいて原料収容部６１ａの回転を制御することで、球形スズ供給装置６１から筐体６４への球形スズＢの供給個数（供給量）を制御可能である。また、制御部４０は、原料収容部６１ａの回転を制御することで、球形スズ供給装置６１から球形スズＢを１つずつ断続的に供給することができる。さらに、制御部４０は、原料収容部６１ａの回転を制御することで、球形スズＢの供給間隔も制御可能である。

筐体６４内における原料供給口６４ａの下方には、供給選択機構６５が設けられている。供給選択機構６５は、球形スズＢの供給先を選択するための機構であり、球形スズＢを放電電極２１ａに対応するカソード側のリザーバー３１ａへ供給するか、放電電極２１ｂに対応するアノード側のリザーバー３１ｂへ供給するかを選択することができるように構成されている。
供給選択機構６５は、球形スズＢの誘導方向を変更可能に構成された供給経路６５ａを備える。具体的には、供給経路６５ａは、水平方向の所定の軸を中心に揺動可能なシーソー構造を有し、制御部４０が供給経路６５ａの傾きを制御することで、球形スズＢの転がり先を切り替え可能である。つまり、供給経路６５ａが図３の実線で示す状態である場合、球形スズＢはカソード側のリザーバー３１ａへ供給され、供給経路６５ａが図３の破線で示す状態である場合、球形スズＢはアノード側のリザーバー３１ｂへ供給される。

また、供給経路６５ａは、球形スズＢよりも小さい複数の孔を有する。例えば、供給経路６５ａは、図４に示すように断面Ｕ字形の網状の経路とすることができる。供給経路６５ａは、例えば金属製であり、球形スズＢよりも硬い材料により構成されている。また、供給経路６５ａおよびこの供給経路６５ａを駆動可能に支持するシーソー構造部全体の重量は、球形スズＢより重い。
なお、供給経路６５ａの形状は、球形スズＢが転がって移動可能な形状であれば、任意の形状であってよい。また、供給経路６５ａを構成する材料は、アクリルや金属等、任意の材料を用いることができる。ただし、供給経路６５ａを構成する材料は、原料供給口６４ａから落下してきた球形スズＢを受け止めた際に、球形スズＢが大きく跳ね上がることを抑制可能な材料であることが好ましい。上記のように、供給経路６５ａを、球形スズＢよりも硬い金属により構成した場合、球形スズＢの若干の変形が生じたり、球形スズＢと供給経路６５ａの非弾性衝突などにより球形スズＢの跳ね上がりを効果的に抑制したりすることができるため好ましい。

原料供給口６４ａから落下し供給経路６５ａによって受け止められた球形スズＢは、供給経路６５ａ上を転がり、原料供給管６６に供給される。原料供給管６６は、リザーバー３１ａおよび３１ｂのそれぞれに対応して設けられており、球形スズＢは、供給選択機構６５によって選択された供給先に対応する原料供給管６６に供給される。以下の説明では、リザーバー３１ａへ球形スズＢを供給する場合について説明する。

原料供給管６６は、ロードロック機構を有するロードロック部６７を備える。ロードロック部６７は、第一のゲートバルブ６７ａと、第二のゲートバルブ６７ｂとによって区画されている。第一のゲートバルブ６７ａは筐体６４に設けられ、第二のゲートバルブ６７ｂは真空容器であるＥＵＶ光源装置１００のチャンバ１１に設けられている。このように、ロードロック部６７は、供給ノズル６２から球形スズＢが供給される空間である筐体６４と、リザーバー３１ａが配置された空間であるチャンバ１１との間に設けられている。
第一のゲートバルブ６７ａと第二のゲートバルブ６７ｂとによって区画されたロードロック空間には、圧力計６７ｃ、真空引き用管路６７ｄ、およびパージガス供給用管路６７ｅが設けられている。真空引き用管路６７ｄおよびパージガス供給用管路６７ｅは、真空引きおよびパージガス供給を行う真空・パージ機構６７ｆに接続されている。

供給経路６５ａを通過した球形スズＢは、原料供給管６６の傾斜部を転がり、ロードロック部６７に一旦供給される。つまり、球形スズＢは、第一のゲートバルブ６７ａが開状態であり、第二のゲートバルブ６７ｂが閉状態であるロードロック部６７に供給される。なお、球形スズ供給装置６１は、所定量の球形スズＢがロードロック部６７に供給された時点で、輸送を停止する。ここで、上記所定量は、当該ロードロック部６７からリザーバー３１ａまでの経路内において球形スズＢの目詰まりが生じない量（数）に設定されているものとする。

ロードロック部６７に所定量の球形スズＢが供給されると、制御部４０は、ロードロック部６７上部の第一のゲートバルブ６７ａを閉じ、真空・パージ機構６７ｆを制御して、真空引き用管路６７ｄからロードロック部６７の真空引きを開始する。このとき、ロードロック部６７内の圧力は、圧力計６７ｃが計測する。そして、制御部４０は、圧力計６７ｃによる計測結果をもとに、ロードロック部６７内において十分な真空が得られた（チャンバ１１内圧力とロードロック部６７内圧力とがほぼ一致した）と判断すると、ロードロック部６７下部の第二のゲートバルブ６７ｂを開く。

チャンバ１１内には、ロードロック部６７（第二のゲートバルブ６７ｂ）とリザーバー３１ａとを接続する接続経路である固体スズ供給用絶縁路６８が設けられている。また、固体スズ供給用絶縁路６８のリザーバー３１ａ側端部には、テーパー部６９が形成されている。したがって、制御部４０が第二のゲートバルブ６７ｂを開くと、ロードロック部６７に供給された球形スズＢは、固体スズ供給用絶縁路６８およびテーパー部６９を介して、リザーバー３１ａに注入される。なお、ＥＵＶ光源装置１００のチャンバ１１内は、放電電極等の高電圧部分が存在するため、固体スズ供給用絶縁路６８や、必要に応じてテーパー部６９は、絶縁性部材から構成される。

図３に示すスズ充填機構６０では、固体スズ供給用絶縁路６８は、直線状の接続経路としているが、少なくとも一部に屈曲部を有していてもよい。この場合、固体スズ供給用絶縁路６８内の球体スズＢに速度分布をもたせることができる。そのため、ロードロック部６７から供給された球形スズＢが一気にテーパー部６９に到達することを抑制し、テーパー部６９における球形スズＢの目詰まりを抑制することができる。
球形スズＢをリザーバー３１ａに注入した後は、制御部４０は、ロードロック部６７下部の第二のゲートバルブ６７ｂを閉じ、パージガス供給用管路６６ｅによってロードロック部６７内部にパージガス（例えば、Ａｒガス）をパージする。そして、ロードロック部６７のパージが完了したら、制御部４０は、ロードロック部６７上部の第一のゲートバルブ６７ａを開く。これにより、次の球形スズＢの補充開始準備がなされる。

上記の補充プロセスは、リザーバー３１ａ内のスズ２２ａの液面レベルが、上述した下限レベルＬｃよりも上方の再充填レベルを下回ったときに開始される。リザーバー３１ａ内のスズ２２ａの液面レベルが再充填レベルに達したか否かは、リザーバー３１ａに設けられた下位レベルセンサ４１ａによって検出することができる。制御部４０は、下位レベルセンサ４１ａの検出信号を受け、リザーバー３１ａへの球形スズＢの供給を開始する。
リザーバー３１ａに球形スズＢが供給されると、球形スズＢがリザーバー３１ａ内で溶け、リザーバー３１ａ内の液体スズの液面レベルが上昇する。制御部４０は、リザーバー３１ａ内の液面レベルが上記の再充填レベルよりも上方の上限レベルに達するまで、上述した補充プロセスを繰り返す。リザーバー３１ａ内のスズ２２ａの液面レベルが上限レベルに達したか否かは、リザーバー３１ａに設けられた上位レベルセンサ４１ｂによって検出することができる。そして、制御部４０は、上位レベルセンサ４１ｂの検出信号を受け、液面レベルが上限レベルに達したと判断すると、リザーバー３１ａへの球形スズＢの供給を停止する。

上記のような補充プロセスにより、リザーバー３１ａ内のスズ２２ａの液面レベルが下限レベルＬｃを下回ることを確実に防止することができる。また、リザーバー３１ａ内のスズ２２ａの液面レベルが上限レベルを超えて溢れることを確実に防止することができる。このように、リザーバー３１ａ内に常に適正量のスズ２２ａを収容させておくことができるので、ＥＵＶ光源装置１００は、安定してＥＵＶ光を放射することができる。
以上のように、本実施形態におけるスズ充填機構６０は、リザーバー３１ａに固体スズである球形スズＢを供給する。したがって、リザーバー３１ａに液体スズを供給する場合のように、スズの固体化を防止するための加熱機構を設けたり、スズ充填機構６０に化学的耐性を付与したりする必要がない。

また、スズ充填機構６０は、複数の球形スズＢを収容し、回転可能に構成された原料収容部６１ａと、原料収容部６１ａ内に突き通され、原料収容部６１ａに収容された球形スズＢを原料収容部６１ａの外部に供給する供給ノズル６２と、を備える。したがって、制御部４０によって原料収容部６１ａを回転することで供給ノズル６２から球形スズＢを供給することができ、簡易な構成で固体スズの供給を実現することができる。

さらに、制御部４０は、供給ノズル６２から供給される球形スズＢの供給個数や供給間隔を制御可能である。そのため、供給ノズル６２から一度に大量の球形スズＢが供給されることを防止し、球形スズＢを断続的に供給することができる。したがって、球形スズＢの目詰まりが生じることを抑制することができる。ＥＵＶ発光中はＥＵＶ光源内部に高電圧がかかっているため、目詰まりが発生してしまった場合にはＥＵＶ光源装置の稼動を停止し、目詰まりの解消作業を行わなければならない。上記のように目詰まりの発生が抑制されることで、ＥＵＶ光源装置の稼動停止を抑制することができる。

また、一度に大量の球形スズＢがリザーバー３１ａ内に供給されることを抑制することができるので、リザーバー３１ａが収容する液体スズ２２ａの温度が急激に下降してしまうことを抑制することができる。
リザーバー３１ａが収容する液体スズ２２ａの温度が急激に下降すると、ＥＵＶ発光の条件が変化し、所望のＥＵＶ出力が得られなくなるおそれがある。また、リザーバー３１ａ内の液体スズ２２ａの温度低下が著しい場合、温度調整機構によるリザーバー３１ａ内の温度調整に時間がかかり、リザーバー３１ａ内の温度が適正温度に上昇するまでの間、ＥＵＶ光源装置の稼動を停止させる必要がある。リザーバー３１ａ内の温度が急激に低下することを抑制することで、所望のＥＵＶ出力が得られなくなることを抑制することができると共に、ＥＵＶ光源装置の稼動停止を抑制することができる。

さらに、供給ノズル６２は、原料収容部６１ａ内における先端開口部６１ａを水平方向に向けたＬ字形状であり、原料収容部６１ａに収容された球形スズＢは、容易に供給ノズル６２に入らないような構造となっている。そのため、意図せず大量の球形スズＢが供給ノズル６２から供給されることを抑制することができ、上記のような目詰まりの発生やリザーバー３１ａ内の急激な温度低下を抑制することができる。
また、スズ充填機構６０は、球形スズ供給装置６１から供給される球形スズＢの数をカウントするセンサ６３を備えるので、球形スズＢのリザーバー３１ａへの供給量を適切に制御することができる。さらに、球形スズ供給装置６１から球形スズＢが供給されないような不具合が発生した場合には、これを直ちに検出することもできる。

さらに、スズ充填機構６０は、供給ノズル６２から供給された球形スズＢをロードロック部６７へ誘導する網状の供給経路６５ａを備える。球形スズＢの表面が酸化スズによって覆われている場合、原料収容部６１ａ内における球形スズＢ同士の接触により剥離した酸化スズが供給ノズル６２から排出される場合がある。また、球形スズＢが供給経路６５ａ上を転がって移動した際にも、表面の酸化スズが剥離する場合がある。供給経路６５ａに球形スズＢよりも小さい孔を設けることで、これらの酸化スズを孔から落とすことができ、リザーバー３１ａに不純物が入ることを抑制することができる。
なお、図３に示すように供給経路６５ａの下方に酸化スズリザーバー６５ｂを配置しておけば、球形スズＢから剥離し供給経路６５ａから落ちた酸化スズを適切に回収することができる。

また、供給経路６５ａを、球形スズＢよりも硬い金属によって構成すれば、球形スズ供給装置６１の供給ノズル６２から落下してきた球形スズＢを受け止めた際の球形スズＢの跳ね返りを抑制し、確実に球形スズＢを原料供給管６６へ誘導することができる。
また、供給経路６５ａは、球形スズＢの誘導方向を変更可能に構成することができる。これにより、カソード側のリザーバー３１ａとアノード側のリザーバー３１ｂとを切り替えて球形スズＢを供給することができる。つまり、リザーバー３１ａとリザーバー３１ｂとでスズ充填機構を共有することができる。さらに、供給経路６５ａをシーソー構造とすることで、簡易な構成で球形スズＢの供給先の切り替えを実現することができる。

以上説明したように、本実施形態における高温プラズマ原料供給装置（スズ充填機構６０）は、溶融スズ等の液体状の高温プラズマ原料を収容する容器（リザーバー３１ａ、３１ｂ）に対して、比較的簡易な構成で適切に高温プラズマ原料を供給することができる。また、上記容器に高温プラズマ原料の酸化物等の不純物が混入することを抑制することができる。したがって、この高温プラズマ原料供給装置を備えるＥＵＶ光源装置１００は、安定してＥＵＶ光を放射することができる。

（変形例）
上記実施形態においては、供給経路６５ａを図５に示すような網状経路とする場合について説明したが、球形スズＢが転がって移動可能であり、球形スズＢの表面から剥離した酸化スズが落ちる孔が形成された形状であればよい。例えば供給経路６５ａは、図６に示すように、複数の孔が形成された底部と、当該底部の対向する辺に接続された側壁部とを有する形状であってもよい。

また、上記実施形態においては、供給経路６５ａを水平方向の所定の軸を中心に揺動可能なシーソー構造とする場合について説明したが、球形スズＢの供給先（誘導方向）を切り替え可能な構造であればよい。例えば、供給経路６５ａは、垂直方向の所定の軸を中心に揺動可能な構造であってもよい。さらに、供給経路６５ａは、上方が開放された形状に限定されず、管状の形状であってもよい。例えば、供給経路６５ａを塑性変形可能な管状の網状経路とし、図７に示すように供給経路６５ａの端部を変形させて、球形スズＢの誘導方向を変更するようにしてもよい。
さらに、上記実施形態においては、供給経路６５ａにより球形スズＢの供給先を切り替える場合について説明したが、カソード側のリザーバー３１ａ用のスズ充填機構と、アノード側のリザーバー３１ｂ用のスズ充填機構とをそれぞれ別個に設けてもよい。この場合、カソード側のリザーバー３１ａ用のスズ充填機構は、例えば図８に示すようになる。

（応用例）
上記各実施形態においては、高温プラズマ原料に照射するエネルギービームとしてレーザを用いる場合について説明したが、レーザに代えてイオンビームや電子ビーム等を用いることもできる。
また、上記各実施形態においては、ＤＰＰ方式のＥＵＶ光源装置に適用する場合について説明したが、ＬＰＰ方式のＥＵＶ光源装置にも適用可能である。ＬＰＰ方式のＥＵＶ光源装置は、液体状の高温プラズマ原料を収容するリザーバーから、原料供給ノズルを介して真空チャンバ内に液滴状の高温プラズマ原料（ターゲット原料）を供給する。そして、このＥＵＶ光源装置では、ターゲット原料にプラズマ生成用ドライバレーザを照射し、当該ターゲット材料を励起させて高温プラズマを生成し、ＥＵＶを放射する。上記各実施形態は、このようなＬＰＰ方式のＥＵＶ光源装置に用いられるリザーバーへ高温プラズマ原料を供給する場合にも適用可能である。
さらに、上記各実施形態においては、ＥＵＶ光源装置を半導体露光用光源として用いる場合について説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、露光用マスクの検査装置等の光源として用いることもできる。

１１…チャンバ、１３…ホイルトラップ、２１ａ，２１ｂ…放電電極、２２ａ，２２ｂ…高温プラズマ原料、２３ａ，２３ｂ…コンテナ、２８…レーザ源、３０…スズ供給機構、３１…リザーバー、４０…制御部、６０…スズ充填機構、６１…球形スズ供給装置、６２…供給ノズル、６５ａ…供給経路、６７…ロードロック部、１００…極端紫外光光源装置（ＥＵＶ光源装置）

Claims (11)

1. 高温プラズマを発生させるための液体状の高温プラズマ原料が収容された容器に、前記高温プラズマ原料を供給する高温プラズマ原料供給装置であって、
   固体状の前記高温プラズマ原料を複数収容し、回転可能に構成された原料収容部と、
   前記原料収容部内に突き通され、前記原料収容部に収容された前記高温プラズマ原料を前記原料収容部の外部に供給する供給ノズルと、
   前記供給ノズルから前記高温プラズマ原料が供給される空間と前記容器が配置された空間との間に設けられたロードロック部と、
   前記供給ノズルから供給された前記高温プラズマ原料を前記ロードロック部へ誘導する供給経路と、を備え、
   前記供給経路の少なくとも一部に、前記固体状の高温プラズマ原料よりも小さい孔が形成されていることを特徴とする高温プラズマ原料供給装置。
2. 前記供給ノズルから供給される前記高温プラズマ原料の供給個数および供給間隔の少なくとも一方を制御する制御部を備えることを特徴とする請求項１に記載の高温プラズマ原料供給装置。
3. 前記供給ノズルは、前記原料収容部内における先端開口部を水平方向または略水平方向に向け、前記原料収容部外における先端開口部を鉛直方向下方に向けたＬ字形状または略Ｌ字形状であることを特徴とする請求項１または２に記載の高温プラズマ原料供給装置。
4. 前記供給ノズルから供給される前記高温プラズマ原料を計数する原料計数部をさらに備えることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の高温プラズマ原料供給装置。
5. 前記供給経路は、網状であることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の高温プラズマ原料供給装置。
6. 前記供給経路は、前記高温プラズマ原料の誘導方向を変更可能に構成されていること特徴する請求項１から５のいずれか１項に記載の高温プラズマ原料供給装置。
7. 前記供給経路は、水平方向の軸を中心に揺動可能に構成されていることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の高温プラズマ原料供給装置。
8. 前記供給経路は、前記固体状の高温プラズマ原料よりも硬い材料により構成されていることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の高温プラズマ原料供給装置。
9. 前記固体状の高温プラズマ原料は、球形であることを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の高温プラズマ原料供給装置。
10. 極端紫外光を放射する極端紫外光光源装置であって、
    前記請求項１から９のいずれか１項に記載の高温プラズマ原料供給装置と、
    前記容器と、
    前記容器が配置された空間を構成するチャンバと、
    前記容器に収容された液体状の高温プラズマ原料を、前記高温プラズマを発生させる高温プラズマ発生部へ供給する原料供給機構と、
    前記原料供給機構によって供給される前記液体状の高温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高温プラズマ発生部と、を備えることを特徴とする極端紫外光光源装置。
11. 前記チャンバ内に配置され、前記ロードロック部と前記容器とを接続する接続経路をさらに備え、
    前記接続経路の少なくとも一部に屈曲部を有することを特徴とする請求項１０に記載の極端紫外光光源装置。
    

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