JP5076078B2

JP5076078B2 - 極端紫外光源装置

Info

Publication number: JP5076078B2
Application number: JP2006275442A
Authority: JP
Inventors: 正人守屋; 保阿部; 崇菅沼; 浩染谷; 隆之薮; 明住谷
Original assignee: Gigaphoton Inc
Current assignee: Gigaphoton Inc
Priority date: 2006-10-06
Filing date: 2006-10-06
Publication date: 2012-11-21
Anticipated expiration: 2026-10-06
Also published as: JP2008097883A

Description

本発明は、半導体ウエハ等を露光するために用いられる極端紫外光を発生するＬＰＰ(laser produced plasma)型ＥＵＶ（extreme ultra violet：極端紫外）光源装置に関する。

近年、半導体プロセスの微細化に伴い、光リソグラフィの微細化も急速に進展しており、次世代においては、１００ｎｍ〜７０ｎｍの微細加工、さらには５０ｎｍ以下の微細加工が要求されるようになっている。そのため、例えば、５０ｎｍ以下の微細加工に応じるべく、波長１３ｎｍ程度の極端紫外光を発生するＥＵＶ光源と縮小投影反射光学系（catadioptric system）とを組み合わせた露光装置の開発が期待されている。

ＥＵＶ光源としては、レーザビームをターゲットに照射することによって生成するプラズマを用いたＬＰＰ（laser produced plasma）光源と、放電によって生成するプラズマを用いたＤＰＰ（discharge produced plasma）光源と、軌道放射光を用いたＳＲ（synchrotron radiation）光源との３種類がある。これらの内でも、ＬＰＰ光源は、プラズマ密度をかなり大きくできるので黒体輻射に近い極めて高い輝度が得られ、ターゲット材料を選択することにより必要な波長帯のみの発光が可能であり、ほぼ等方的な角度分布を持つ点光源であるので光源の周囲に電極等の構造物がなく、２πsteradという極めて大きな捕集立体角の確保が可能であること等の利点から、数十ワット以上のパワーが要求されるＥＵＶリソグラフィ用の光源として有力であると考えられている。

図２２は、従来のＬＰＰ型のＥＵＶ光源装置の概要を示す図である。図２２に示すように、このＥＵＶ光源装置は、ドライバーレーザ１０１と、ＥＵＶ光発生チャンバ１０２と、ターゲット物質供給部１０３と、レーザ光集光光学系１０４とを含んでいる。

ドライバーレーザ１０１は、ターゲット物質を励起させるために用いられる駆動用のレーザ光を発生する発振増幅型レーザ装置である。
ＥＵＶ光発生チャンバ１０２は、ＥＵＶ光の生成が行われるチャンバであり、ターゲット物質のプラズマ化を容易にするとともにＥＵＶ光の吸収を防止するため、真空ポンプ１０５によって真空引きされている。また、ＥＵＶ光発生チャンバ１０２には、ドライバーレーザ１０１から発生したレーザ光１２０をＥＵＶ光発生チャンバ１０２内に通過させるためのウインドウ１０６が取り付けられている。さらに、ＥＵＶ光発生チャンバ１０２の内部には、ターゲット噴射ノズル１０３ａと、ターゲット回収筒１０７と、ＥＵＶ光集光ミラー１０８とが配置されている。

ターゲット物質供給部１０３は、ＥＵＶ光を発生するために用いられるターゲット物質を、ターゲット物質供給部１０３の一部であるターゲット噴射ノズル１０３ａを介して、ＥＵＶ光発生チャンバ１０２内に供給する。供給されたターゲット物質の内、レーザ光が照射されずに不要となったものは、ターゲット回収筒１０７によって回収される。

レーザ光集光光学系１０４は、ドライバーレーザ１０１から出射したレーザ光１２０をＥＵＶ光発生チャンバ１０２の方向に反射するミラー１０４ａと、ミラー１０４の位置及び角度（アオリ角）を調整するミラー調整機構１０４ｂと、ミラー１０４ａによって反射されたレーザ光１２０を集光する集光素子１０４ｃと、集光素子１０４ｃをレーザ光の光軸に沿って移動させる集光素子調整機構１０４ｄとを含んでいる。レーザ光集光光学系１０４によって集光されたレーザ光１２０は、ウインドウ１０６、及びＥＵＶ光集光ミラー１０８の中央部に形成された孔を通過して、ターゲット物質の軌道上に達する。このように、レーザ光集光光学系１０４は、レーザ光１２０をターゲット物質の軌道上に焦点を形成するように集光する。それにより、ターゲット物質１０９が励起してプラズマ化し、ＥＵＶ光１２１が発生する。

ＥＵＶ光集光ミラー１０８は、例えば、１３．５ｎｍの光を高反射率で反射するＭｏ／Ｓｉ膜がその表面に形成された凹面鏡であり、発生したＥＵＶ光１２１を反射することによりＩＦ（中間集光点）に集光する。ＥＵＶ光集光ミラー１０８によって反射されたＥＵＶ光１２１は、ＥＵＶ光発生チャンバ１０２に設けられたゲートバルブ１１０、及びプラズマから発生した光の内の不要な光（ＥＵＶ光より波長が短い電磁波（光）、ＥＵＶ光より波長が長い光（例えば、紫外線、可視光線、赤外線等）を除去して所望のＥＵＶ光（例えば、波長１３．５ｎｍの光）のみを透過させるフィルタ１１１を通過する。ＩＦ（中間集光点）に集光されたＥＵＶ光１２１は、その後、伝送光学系を介して露光器等へ導かれる。

ＥＵＶ光発生チャンバ１０２内において発生したプラズマからは大きなエネルギーが輻射されるため、この輻射により、ＥＵＶ光発生チャンバ１０２内の部品の温度が上昇してしまう。このような部品の温度上昇を防止する技術が知られている（例えば、下記の特許文献１参照）。

特許文献１には、標的材料をプラズマ化し、該プラズマからＸ線を輻射させるＸ線源と、該Ｘ線源を収容する真空容器とを具備するＸ線発生装置であって、上記真空容器の内側に、赤外からＸ線領域の電磁波に対して吸収率が高い材料で形成された内壁が設けられていることを特徴とするＸ線発生装置が記載されている。このＸ線発生装置によれば、真空容器の内壁によって反射・散乱される輻射エネルギーのために真空容器内の部品が不必要に加熱されることを防止することができる。
特開２００３−２２９２９８号公報（第１頁、図１）

ところで、図２２に示すＥＵＶ光発生チャンバ１０２内において発生したプラズマは、時間の経過とともに拡散し、その一部が原子やイオンとなって飛散する。この原子やイオンは、ＥＵＶ光発生チャンバ１０２の内壁や構造物に照射される。

上記のようなプラズマから飛散した原子の照射により、次のような現象が発生し得る。
（ａ）プラズマから飛散した原子が、ウインドウ１０６のＥＵＶ光発生チャンバ１０２の内部側の面に付着する。このようにしてウインドウ１０６のＥＵＶ光発生チャンバ１０２の内部側の面に付着した原子がレーザ光１２０を吸収してしまう。

また、上記のようなプラズマから飛散したイオンの照射により、次のような現象が発生し得る。
（ｂ）プラズマから飛散したイオンがウインドウ１０６のＥＵＶ光発生チャンバ１０２の内部側の面に照射され、ウインドウ１０６のＥＵＶ光発生チャンバ１０２の内部側の面が劣化する（面が荒れて、滑らかでなくなる）。これにより、ウインドウ１０６がドライバーレーザ１０１から出射されるレーザ光１２０を吸収するようになってしまう。

（ｃ）プラズマから飛散したイオンがＥＵＶ光発生チャンバ１０２の内壁や構造物に照射される。このスパッタリングによりＥＵＶ光発生チャンバ１０２の内壁や構造物から飛散した原子が、ウインドウ１０６のＥＵＶ光発生チャンバ１０２の内部側の面に付着する。このようにしてウインドウ１０６のＥＵＶ光発生チャンバ１０２の内部側の面に付着した原子が、レーザ光１２０を吸収してしまう。

（ｄ）ウインドウ１０６が、プラズマから発生する短い波長の電磁波（光）を吸収することにより、その材質が劣化する。これにより、ウインドウ１０６がレーザ光１２０を吸収するようになってしまう。

（ｅ）ＥＵＶ光源装置の稼動期間が或る程度にまで長くなると、その間のレーザ光１２０の照射により、ウインドウ１０６の材質が劣化又は損傷する。これにより、ウインドウ１０６がレーザ光１２０を吸収するようになってしまう。

上記（ａ）〜（ｅ）の現象が発生すると、ターゲット物質をプラズマ化するためのエネルギーが低下し、ＥＵＶ光１２１の発生効率が低下する。

また、ウインドウ１０６やウインドウ１０６に付着した原子がレーザ光１２０を吸収すると、ウインドウ１０６の温度が上昇して、ウインドウ１０６の基板（基材）に歪が発生し、集光性が低下する。このような集光性の低下は、ＥＵＶ光１２１の発生効率の更なる低下を招く。さらに、ウインドウ１０６の基板の歪が大きくなると、ひいてはウインドウ１０６の破損を招く。

なお、レーザ光集光光学系１０４の一部（例えば、レンズ、ミラー等）が、ＥＵＶ光発生チャンバ１０２の内部に配置される場合もある。そのような場合には、ＥＵＶ光発生チャンバ１０２の内部に配置されたレーザ光集光光学系１０４の一部においても、上記（ａ）〜（ｅ）の現象が発生し得る。特に、ＥＵＶ光発生チャンバ１０２の内部にレーザ光を反射するミラーが配置されている場合に、そのミラーに上記（ａ）〜（ｅ）の現象が発生すると、ミラーの反射面の増反射コーティングのレーザ光反射率が低下する。これにより、ターゲット物質をプラズマ化するためのエネルギーが低下し、ＥＵＶ光１２１の発生効率が低下する。

上記（ａ）〜（ｅ）のような現象が発生し、ウインドウ１０６やレーザ光集光光学系１０４が劣化した場合には、劣化した光学素子を新たな光学素子に交換する必要がある。
しかしながら、レーザ光１２０はＥＵＶ光発生チャンバ１０２内のプラズマ発生位置（ターゲット物質の軌道上）に集光されるため、ウインドウ１０６やレーザ光集光光学系１０４が劣化したか否かを容易に知ることが出来ず、迅速に対応措置を執る（光学素子の交換を行う）ことが出来ないという問題があった。

一方、ウインドウ１０６やレーザ光集光光学系１０４の劣化の他に、プラズマ発生の不安定化を招き、ひいてはＥＵＶ光１２１の発生効率を変動又は低下させる要因として、レーザ光１２１の集光（焦点）位置のずれが挙げられる。レーザ光１２１の集光位置のずれは、レーザ光集光光学系１０４のアライメントのずれや、ドライバーレーザ１０１のポインティングのずれ等により発生ずる。レーザ光集光光学系１０４のアライメントのずれは、主に、ＥＵＶ光源装置の稼動に伴い、レーザ光集光光学系１０４に含まれる光学素子やそのような光学素子をホールドする光学素子ホルダーに熱負荷がかかり、光学素子や光学素子ホルダーが変形することにより生ずる。また、ドライバーレーザ１０１のポインティングのずれは、主に、ＥＵＶ光源装置の稼動に伴い、ドライバーレーザ１０１内の素子や構成部品に熱負荷がかかり、素子や構成部品が変形することにより生ずる。

上記のようなレーザ光１２１の集光位置のずれが発生した場合には、プラズマ発生位置（ターゲット物質の軌道上）における集光スポットサイズや強度分布が適正ではなくなってしまったり、レーザ光１２１がターゲット物質から逸れてしまうため、プラズマ発生の不安定化を招き、ひいてはＥＵＶ光１２１の発生効率が変動又は低下してしまう。

なお、レーザ光１２１の集光位置のずれは、光学素子の交換を行うことなく、レーザ光集光光学系１０４のアライメントを再調整することにより修正可能である。それにより、レーザ光１２１の集光位置を本来あるべき位置（プラズマ発生位置）に戻すことができ、プラズマ発生を安定化させ、ひいてはＥＵＶ光１２１の発生効率を本来の値に戻すことができる。

しかしながら、レーザ光１２０はＥＵＶ光発生チャンバ１０２内（プラズマ発生位置）に集光されるため、レーザ光１２１の集光位置のずれが生じたか否かを容易に知ることが出来ず、迅速に対応措置を執る（レーザ光集光光学系１０４のアライメントを再調整する）ことが出来ないという問題があった。

そこで、上記の点に鑑み、本発明は、ＥＵＶ光発生チャンバのウインドウ及び／又はレーザ光集光光学系の劣化等によるＥＵＶ光の発生効率の低下や変動に迅速に対処することが可能な極端紫外光源装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の１つの観点に係る極端紫外光源装置は、ターゲット物質にレーザ光を照射することによりターゲット物質をプラズマ化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、極端紫外光の発生が行われる極端紫外光発生チャンバと、極端紫外光の発生が行われるときに、ターゲット物質を極端紫外光発生チャンバ内の所定の位置に向けて供給するターゲット物質供給部と、極端紫外光発生チャンバに設けられ、ドライバーレーザから出射されたレーザ光を極端紫外光発生チャンバ内に透過させるウインドウと、少なくとも１つの光学素子を含み、ドライバーレーザから出射されたレーザ光を所定の位置に集光させることによりプラズマを発生させる第１のレーザ光集光光学系と、プラズマから放出される極端紫外光を集光する極端紫外光集光光学系と、第１のレーザ光集光光学系の上記所定の位置以降の光路上に設けられ、レーザ光を検出するレーザ光検出器と、レーザ光検出器によって検出されたレーザ光に基づいて、ウインドウの劣化を判定する処理部とを具備する。

本発明によれば、ＥＵＶ光発生チャンバのウインドウ及び／又はレーザ光集光光学系の劣化等を容易に検出することができる。これにより、ＥＵＶ光の発生効率の低下や変動に迅速に対処することが可能となる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら詳しく説明する。なお、同一の構成要素には同一の参照番号を付して、説明を省略する。
図１は、本発明に係る極端紫外光源装置（以下において、単に「ＥＵＶ光源装置」とも言う）の概要を示す模式図である。図１に示すように、このＥＵＶ光源装置は、ドライバーレーザ１と、ＥＵＶ光発生チャンバ２と、ターゲット物質供給部３と、レーザ光集光光学系４とを含んでいる。

ドライバーレーザ１は、ターゲット物質を励起させるために用いられる駆動用のレーザ光を発生する発振増幅型レーザ装置である。ドライバーレーザ１としては、公知の様々なレーザ（例えば、ＫｒＦ、ＸｅＦ等の紫外線レーザや、Ａｒ、ＣＯ_２、ＹＡＧ等の赤外レーザ等）を用いることができる。

ＥＵＶ光発生チャンバ２は、ＥＵＶ光の生成が行われる真空チャンバである。ＥＵＶ光発生チャンバ２には、ドライバーレーザ１から発生したレーザ光２０をＥＵＶ光発生チャンバ２内に通過させるためのウインドウ６が取り付けられている。また、ＥＵＶ光発生チャンバ２の内部には、ターゲット噴射ノズル３ａと、ターゲット回収筒７と、ＥＵＶ光集光ミラー８とが配置されている。

ターゲット物質供給部３は、ＥＵＶ光を発生するために用いられるターゲット物質を、ターゲット物質供給部３の一部であるターゲット噴射ノズル３ａを介して、ＥＵＶ光発生チャンバ２内に供給する。供給されたターゲット物質の内、レーザ光が照射されずに不要となったものは、ターゲット回収筒７によって回収される。ターゲット物質としては、公知の様々な材料（例えば、錫（Ｓｎ）、キセノン（Ｘｅ）等）を用いることができる。また、ターゲット物質の状態は、固体、液体、気体のいずれでも良く、連続流れ（ターゲット噴流）や液滴（ドロップレット）等の公知のいずれの態様でＥＵＶ光発生チャンバ２内の空間に供給しても良い。例えば、ターゲット物質として液体のキセノン（Ｘｅ）ターゲットを用いる場合には、ターゲット物質供給部３は、高純度キセノンガスを供給するガスボンベ、マスフローコントローラ、キセノンガスを液化するための冷却装置、ターゲット噴射ノズル等によって構成される。また、ドロップレットを生成する場合には、それらを含む構成に、ピエゾ素子等の加振装置が追加される。

なお、ターゲット物質供給部３は、ＥＵＶ光源装置がＥＵＶ光の発生を行う場合に、ターゲット物質をＥＵＶ光発生チャンバ２内に供給し、ＥＵＶ光源装置がＥＵＶ光の発生を行わない場合には、ターゲット物質をＥＵＶ光発生チャンバ２内に供給しない。

レーザ光集光光学系４は、ドライバーレーザ１から出射したレーザ光２０を、ターゲット物質の軌道上に焦点を形成するように集光する。それにより、ターゲット物質９が励起してプラズマ化し、ＥＵＶ光２１が発生する。なお、レーザ光集光光学系４は、１つの光学素子（たとえば、１枚の凸レンズ等）で構成することもでき、複数の光学素子で構成することもできる。レーザ光集光光学系４を複数の光学素子で構成する場合には、それらの内のいくつかをＥＵＶ光発生チャンバ２内に配置することも可能である。

ＥＵＶ光集光ミラー８は、例えば、１３．５ｎｍの光を高反射率で反射するＭｏ／Ｓｉ膜がその表面に形成された凹面鏡であり、発生したＥＵＶ光２１を反射することにより集光して伝送光学系に導く。さらに、このＥＵＶ光２１は、伝送光学系を介して露光器等へ導かれる。なお、図１において、ＥＵＶ光集光ミラー８は、紙面の手前方向にＥＵＶ光２１を集光する。

次に、本発明の第１の実施形態に係るＥＵＶ光源装置について説明する。
図２及び図３は、本実施形態に係るＥＵＶ光源装置を示す模式図である。図２は、本実施形態に係るＥＵＶ光源装置のＥＵＶ光発生時における様子を示す模式図であり、図３は、本実施形態に係るＥＵＶ光源装置のＥＵＶ光非発生時における様子を示す模式図である。なお、図２及び図３においては、ターゲット物質供給部３及びターゲット物質回収筒７（図１参照）の図示を省略しており、ターゲット物質は、紙面に垂直に噴射されるものとする。

まず、図２を主に参照しながら、本実施形態に係るＥＵＶ光源装置のＥＵＶ光発生時における動作について説明し、その後、図３を主に参照しながら、本実施形態に係るＥＵＶ光源装置のＥＵＶ光非発生時における動作について説明する。

図２に示すように、ドライバーレーザ１から図中の右方向に出射されたレーザ光２０は、凹レンズ４１によって発散され、凸レンズ４２によってコリメートされ、ウインドウ６を透過してＥＵＶ光発生チャンバ２内に入射する。なお、凹レンズ４１、凸レンズ４２、及び、ウインドウ６の材質としては、合成石英、ＣａＦ_２、ＭｇＦ_２等のようにレーザ光２０の吸収が少ないものが望ましい。ドライバーレーザ１としてＣＯ_２レーザ等の赤外レーザを用いる場合には、凹レンズ４１、凸レンズ４２、及び、ウインドウ６の材質として、ＺｎＳｅ、ＧａＡｓ、Ｇｅ、Ｓｉ等が適する。また、凹レンズ４１、凸レンズ４２、及び、ウインドウ６の表面に誘電体多層膜による減反射（ＡＲ）コートを施すことが望ましい。

ＥＵＶ光発生チャンバ２内には、放物凹面鏡４３と、放物凹面鏡４３の位置及び角度（アオリ角）を調整する放物凹面鏡調整機構４４とが配置されている。放物凹面鏡４３の基板材質としては、合成石英、ＣａＦ_２、Ｓｉ、Ｚｅｒｏｄｕｒ（ゼロデュア（登録商標））、Ａｌ、Ｃｕ、Ｍｏ等を用いることができ、そのような基板の表面に誘電体多層膜による反射コートを施すことが好ましい。

図４（ａ）及び（ｂ）は、放物凹面鏡調整機構４４の例を示す図である。放物凹面鏡調整機構４４は、図４（ａ）及び（ｂ）に示すように、レーザ光の光軸の角度を調整するために、放物凹面鏡４３の図中のθｘ方向及びθｙ方向におけるアオリ角を調整することが可能であるとともに、放物凹面鏡４３のアオリ角を維持したまま、放物凹面鏡４３を図中のｘ軸方向、ｙ軸方向、及び、ｚ軸方向に移動することが可能であることが望ましい。

再び図２を参照すると、ウインドウ６を透過してＥＵＶ光発生チャンバ２内に入射したレーザ光２０は、放物凹面鏡４３によって、図中の上方に反射され、ターゲット物質の軌道上に集光される。それにより、ターゲット物質が励起してプラズマ化し、ＥＵＶ光２１が発生する。

なお、このように入射光を一旦発散させた後に集光させることで、バックフォーカスの長さを焦点距離よりも長くすることができる。このような光学系は、レトロフォーカスと呼ばれる。

ＥＵＶ光集光ミラー８は、例えば、１３．５ｎｍの光を高反射率で反射するＭｏ／Ｓｉ膜がその表面に形成された凹面鏡であり、発生したＥＵＶ光２１を図中の右方向に反射することによりＩＦ（中間集光点）に集光する。ＥＵＶ光集光ミラー８によって反射されたＥＵＶ光２１は、ＥＵＶ光発生チャンバ２に設けられたゲートバルブ１０、及びプラズマから発生した光の内の不要な光（ＥＵＶ光より波長が短い電磁波（光）、ＥＵＶ光より波長が長い光（例えば、紫外線、可視光線、赤外線等）を除去して所望のＥＵＶ光（例えば、波長１３．５ｎｍの光）のみを透過させるフィルタ１１を通過する。ＩＦ（中間集光点）に集光されたＥＵＶ光２１は、その後、伝送光学系を介して露光器等へ導かれる。

このＥＵＶ光源装置は、さらに、パージガスをそれぞれ噴出して供給するためのパージガス供給部３１、３２と、パージガス供給部３１から噴出されるパージガスをウインドウ６のＥＵＶ光発生チャンバ２の内部側の面に導くためのパージガス導入路３３と、パージガス供給部３２から噴出されるパージガスを放物凹面鏡４３の反射面に導くためのパージガス導入路３４とを含んでいる。パージガスとしては、不活性ガス（例えば、Ａｒ、Ｈｅ、Ｎ_２、Ｋｒ等）が望ましい。

なお、ＥＵＶ光源装置がＥＵＶ光の発生を行わない場合には、パージガス供給部３１、３２が、パージガスをそれぞれ噴出しないこととしても良い。

また、ＥＵＶ光発生チャンバ２の内壁には、ウインドウ６、放物凹面鏡４３、及び、放物凹面鏡駆動機構４４を囲むパージガスチャンバ５０が取り付けられている。パージガスチャンバ５０の図中の上方は、先細りの筒状になっており、その先端（図中上方）には、放物凹面鏡４３によって反射されたレーザ光２０を通過させるための開口部５０ａが設けられている。

さらに、ＥＵＶ光発生チャンバ２の図中の上方の部分には、ゲートバルブ１６が配置されている。ゲートバルブ１６は、ＥＵＶ光源装置がＥＵＶ光の発生を行う場合（図２参照）には閉じられ、ＥＵＶ光源装置がＥＵＶ光の発生を行わない場合（図３参照）には開かれる。そのため、ＥＵＶ光源装置がＥＵＶ光の発生を行う場合に、プラズマやＥＵＶ光発生チャンバ２の内壁等がプラズマによって削られる（スパッタされる）ことにより飛散した物質やＥＵＶ光は、ゲートバルブ１６によって遮蔽され、ＥＵＶ光発生チャンバ２の外に出射することはない。

次に、図３を参照しながら、本実施形態に係るＥＵＶ光源装置のＥＵＶ光非発生時における動作について説明する。

ＥＵＶ光源装置がＥＵＶ光の発生を行わない場合には、先に説明したように、ターゲット物質供給部３は、ターゲット物質をＥＵＶ光発生チャンバ２内に供給せず、また、ゲートバルブ１６は、開かれる。そのため、放物凹面鏡４３によって集光されたレーザ光は、ターゲット物質を照射することなく、発散しながら、ゲートバルブ１６を通過して、ＥＵＶ光発生チャンバ２から図中の上方に出射する。

ゲートバルブ１６の図中の上方には、ＥＵＶ光発生チャンバ２からゲートバルブ１６を通過して出射するレーザ光を検出するためのレーザ光検出器６１が配置されている。レーザ光検出器６１としては、レーザ光に対する耐性の観点から、焦電型（パイロ）センサが好適である。

ゲートバルブ１６を通過したレーザ光は、レーザ光検出器６１に入射し、レーザ光検出器６１は、入射したレーザ光の強度を検出する。レーザ光検出器６１によって検出されたレーザ光の強度を表す信号又はデータは、ウインドウ６及び／又は放物凹面鏡４３が劣化しているか否かを判定するための処理を実行するレーザ光光学系劣化チェック処理部８０に送られる。なお、レーザ光光学系劣化チェック処理部８０をパーソナルコンピュータ（ＰＣ）とプログラムで実現することができる。レーザ光光学系劣化チェック処理部８０には、ウインドウ６及び／又は放物凹面鏡４３が劣化している場合に、そのことをユーザ（オペレータ）に報知するための警告灯８１が接続されている。

図５は、レーザ光光学系劣化チェック処理部８０が実行する処理を示すフローチャートである。レーザ光光学系劣化チェック処理部８０は、ＥＵＶ光源装置がＥＵＶ光の発光を行わない場合に、図５に示す処理を実行する。

まず、レーザ光光学系劣化チェック処理部８０は、レーザ光の強度Ｗを表す信号又はデータをレーザ光検出器６１から受け取る（ステップＳ１１）。

先に説明したように、ウインドウ６に劣化が生じている場合には、レーザ光２０がウインドウ６を透過する透過率が低下し、それにより、ＥＵＶ光発生チャンバ２内に入射するレーザ光の強度が低下する。また、放物凹面鏡４３の反射面に劣化が生じている場合には、放物凹面鏡４３がレーザ光を反射する反射率が低下し、それにより、ターゲット物質に照射されるレーザ光の強度が低下する。

そこで、ステップＳ１２において、レーザ光光学系劣化チェック処理部８０は、レーザ光の強度Ｗが所定の閾値Ｗｔｈ以上であるか否かをチェックし、レーザ光の強度Ｗが所定の閾値Ｗｔｈ以上である場合には、ウインドウ６及び放物凹面鏡４３に劣化が生じていないと判定して処理を終了し、レーザ光の強度Ｗが所定の閾値Ｗｔｈ以上ではない場合には、ウインドウ６及び／又は放物凹面鏡４３に劣化が生じていると判定して、処理をステップＳ１３に移す。なお、レーザ光の強度Ｗが所定の閾値Ｗｔｈ以上である場合に、処理をステップＳ１１に戻して、レーザ光の強度のチェックを繰り返し実行するようにしても良い。

そして、レーザ光光学系劣化チェック処理部８０は、レーザ光の強度Ｗが所定の閾値Ｗｔｈ以上ではない場合、すなわち、ウインドウ６及び／又は放物凹面鏡４３に劣化が生じていると判定した場合には、そのことをユーザ（オペレータ）に報知する（ステップＳ１３）。なお、ウインドウ６及び／又は放物凹面鏡４３に劣化が生じていることを、警告灯８１を点灯させたり点滅させたり点滅パターンを変更させたりすることで報知しても良い。また、ブザー等を鳴らせることで報知しても良いし、ＬＣＤ等の表示装置に文字や画像を表示させることで報知しても良い。

このように、本実施形態によれば、ＥＵＶ光非発生時において、ウインドウ６及び／又は放物凹面鏡４３が劣化していることを容易に検出してユーザ（オペレータ）に報知することができるので、ユーザ（オペレータ）は、ウインドウ６及び／又は放物凹面鏡４３を交換しなければならないか否かを適切に把握することができる。これにより、ＥＵＶ光を安定して発生させることが可能となる。

また、本実施形態においては、ＥＵＶ光源装置がＥＵＶ光の発生を行う場合（図２）にゲートバルブ１６が閉じられるので、レーザ光検出器６１がプラズマやＥＵＶ光発生チャンバ２の内壁等がプラズマによって削られる（スパッタされる）ことにより飛散した物質やＥＵＶ光によって破壊されることを防止することができる。

なお、放物凹面鏡４３のアライメント（位置及びアオリ角）を設計値近くに調整するために、凹レンズ４１、凸レンズ４２、ウインドウ６、及び、放物凹面鏡４３をユニットとして一体に製作し、このユニットをＥＵＶ光発生チャンバ２に組み込む前に、設計上のレーザ光集光性能が得られるように、放物凹面鏡４３のアライメントを済ませておくことが望ましい。

また、本実施形態においては、２枚のレンズ（凹レンズ４１及び凸レンズ４２）を用いているが、３枚以上のレンズを用いるようにしても良い。また、ゲートバルブ１６とレーザ光検出器６１との間の光路上にＮＤ（Neutral Density：減光）フィルタを配置して、レーザ光検出器６１に入射するレーザ光の強度を調整するようにしても良い。

次に、本発明の第２の実施形態に係るＥＵＶ光源装置について説明する。
図６及び図７は、本実施形態に係るＥＵＶ光源装置を示す模式図である。図６は、本実施形態に係るＥＵＶ光源装置のＥＵＶ光発生時における様子を示す模式図であり、図７は、本実施形態に係るＥＵＶ光源装置のＥＵＶ光非発生時における様子を示す模式図である。なお、図６及び図７においては、ターゲット物質供給部３及びターゲット物質回収筒７（図１参照）の図示を省略しており、ターゲット物質は、紙面に垂直に噴射されるものとする。

図６及び図７に示すように、このＥＵＶ光源装置は、先に説明した第１の実施形態に係るＥＵＶ光源装置（図２及び図３参照）に加えて、ウインドウ６の温度を検出する温度センサ８２を更に含んでいる。温度センサ８２としては、ＥＵＶ光発生チャンバ２内の真空状態及び清浄な状態を維持できるように、例えば、シース型熱電対等を用いることができる。温度センサ８２によって検出されたウインドウ６の温度を表す信号又はデータは、レーザ光光学系劣化チェック処理部８０に送られる。

本実施形態に係るＥＵＶ光源装置のＥＵＶ光非発生時（図７参照）における動作は、先に説明した第１の実施形態に係るＥＵＶ光源装置のＥＵＶ光非発生時（図３参照）における動作と同様であり、その場合には、レーザ光光学系劣化チェック処理部８０は、先に説明した図５のフローチャートに示す処理を実行する。

次に、本実施形態に係るＥＵＶ光源装置のＥＵＶ光発生時（図６参照）における動作について説明する。
図８は、本実施形態に係るＥＵＶ光源装置のＥＵＶ光発生時（図６参照）にレーザ光光学系劣化チェック処理部８０が実行する処理を示すフローチャートである。

まず、レーザ光光学系劣化チェック処理部８０は、ウインドウ６の温度Ｔを表す信号又はデータを温度センサ８２から受け取る（ステップＳ２１）。

先に説明したように、ウインドウ６に劣化が生じている場合には、ウインドウ６がレーザ光２０を吸収し、それにより、ウインドウ６の温度が上昇する。

そこで、ステップＳ２２において、レーザ光光学系劣化チェック処理部８０は、ウインドウ６の温度Ｔが所定の閾値Ｔｔｈ以下であるか否かをチェックし、ウインドウ６の温度Ｔが所定の閾値Ｔｔｈ以下である場合には、ウインドウ６に劣化が生じていないと判定して、処理をステップＳ２１に戻し、ウインドウ６の温度Ｔが所定の閾値Ｔｔｈ以下ではない場合には、ウインドウ６に劣化が生じていると判定して、処理をステップＳ２３に移す。

そして、レーザ光光学系劣化チェック処理部８０は、ウインドウ６の温度Ｔが所定の閾値Ｔｔｈ以下ではない場合、すなわち、ウインドウ６に劣化が生じていると判定した場合には、そのことをユーザ（オペレータ）に報知する（ステップＳ２３）。なお、ウインドウ６及び／又は放物凹面鏡４３に劣化が生じていることを、警告灯８１を点灯させたり点滅させたり点滅パターンを変更させたりすることで報知しても良いし、ブザー等を鳴らせることで報知しても良いし、ＬＣＤ等の表示装置に文字や画像を表示させることで報知しても良い。また、このとき、レーザ光光学系劣化チェック処理部８０が、ドライバーレーザ１に動作停止制御信号を出力し、ドライバーレーザ１の動作を停止させるようにしても良い。

このように、本実施形態によれば、ＥＵＶ光発生時において、ウインドウ６に劣化が生じていることを容易に検出してユーザ（オペレータ）に報知することができる。これにより、ウインドウ６に劣化が生じたか否かの判定をより確実なものにすることができる。

次に、本発明の第３の実施形態に係るＥＵＶ光源装置について説明する。
図９及び図１０は、本実施形態に係るＥＵＶ光源装置を示す模式図である。図９は、本実施形態に係るＥＵＶ光源装置のＥＵＶ光発生時における様子を示す模式図であり、図１０は、本実施形態に係るＥＵＶ光源装置のＥＵＶ光非発生時における様子を示す模式図である。なお、図９及び図１０においては、ターゲット物質供給部３及びターゲット物質回収筒７（図１参照）の図示を省略しており、ターゲット物質は、紙面に垂直に噴射されるものとする。

図９及び図１０に示すように、このＥＵＶ光源装置は、先に説明した第１の実施形態に係るＥＵＶ光源装置（図２及び図３参照）に加えて、ゲートバルブ１６を通過したレーザ光を集光する凸レンズ６３を更に具備する。また、本実施形態に係るＥＵＶ光源装置は、先に説明した第１及び第２の実施形態に係るＥＵＶ光源装置におけるレーザ光検出器６１に代えて、それよりもサイズが小さいレーザ光検出器６４を具備する。

本実施形態に係るＥＵＶ光源装置のＥＵＶ光発生時（図９参照）における動作は、先に説明した第１の実施形態に係るＥＵＶ光源装置のＥＵＶ光発生時（図２参照）における動作と同様である。

次に、本実施形態に係るＥＵＶ光源装置のＥＵＶ光非発生時（図１０参照）における動作について説明する。

図１０に示すように、本実施形態に係るＥＵＶ光源装置のＥＵＶ光非発生時において、ゲートバルブ１６を通過したレーザ光は、凸レンズ６３により集光され、レーザ光検出器６４に入射する。
なお、このとき、レーザ光光学系劣化チェック処理部８０は、先に説明した図５のフローチャートに示す処理を実行する。

本実施形態によれば、ゲートバルブ１６を通過したレーザ光を集光する凸レンズ６３を更に具備することにより、レーザ光検出器６４のサイズを、先に説明した第１の実施形態におけるレーザ光検出器６１よりも小さくすることが可能である。

なお、本実施形態に係るＥＵＶ光源装置が、温度センサ８２（図６及び図７参照）を更に具備することとし、レーザ光光学系劣化チェック処理部８０が、本実施形態に係るＥＵＶ光源装置のＥＵＶ光発生時において、図８のフローチャートに示す処理を実行するようにしても良い。

次に、本発明の第４の実施形態に係るＥＵＶ光源装置について説明する。
図１１及び図１２は、本実施形態に係るＥＵＶ光源装置を示す模式図である。図１１は、本実施形態に係るＥＵＶ光源装置のＥＵＶ光発生時における様子を示す模式図であり、図１２は、本実施形態に係るＥＵＶ光源装置のＥＵＶ光非発生時における様子を示す模式図である。なお、図１１及び図１２においては、ターゲット物質供給部３及びターゲット物質回収筒７（図１参照）の図示を省略しており、ターゲット物質は、紙面に垂直に噴射されるものとする。

図１１及び図１２に示すように、このＥＵＶ光源装置は、先に説明した第３の実施形態に係るＥＵＶ光源装置（図９及び図１０参照）におけるレーザ光検出器６４に代えて、レーザ光の２次元画像を撮像することができるエリアセンサ６７を具備する。エリアセンサ６７としては、ＣＣＤエリアセンサ、ＣＭＯＳエリアセンサ等を用いることができる。凸レンズ６３は、放物凹面鏡４３によって集光された後に発散したレーザ光を、エリアセンサ６７の受光面上に焦点を形成するように集光する。エリアセンサ６７は、入射したレーザ光の２次元画像を検出し、その２次元画像を表す画像信号をレーザ光光学系劣化チェック処理部８０に送る。本実施形態においては、エリアセンサ６７が、（Ｎ×Ｍ）画素の画像信号をレーザ光光学系劣化チェック処理部８０に送るものとする（Ｎ，Ｍは、２以上の整数）。

本実施形態に係るＥＵＶ光源装置のＥＵＶ光発生時（図１１参照）における動作は、先に説明した第１の実施形態に係るＥＵＶ光源装置と同様である。

次に、図１２を参照しながら、本実施形態に係るＥＵＶ光源装置のＥＵＶ光非発生時における動作について説明する。

図１２に示すように、本実施形態に係るＥＵＶ光源装置のＥＵＶ光非発生時において、ゲートバルブ１６を通過したレーザ光は、凸レンズ６３により集光され、エリアセンサ６７の受光面に結像される。

図１３は、本実施形態に係るＥＵＶ光源装置のＥＵＶ光非発生時（図１２参照）にレーザ光光学系劣化チェック処理部８０が実行する処理を示すフローチャートである。

まず、レーザ光光学系劣化チェック処理部８０は、レーザ光の２次元画像を表す画像信号（以下、「画像データ」又は「撮像データ」という）をエリアセンサ６７から受け取る（ステップＳ３１）。図１４（ａ）は、レーザ光光学系劣化チェック処理部８０がエリアセンサ６７から受け取る撮像データの例を示す図である。

次に、レーザ光光学系劣化チェック処理部８０は、所定のテンプレート画像データと撮像データとに対して、正規化相互相関関数を用いたパターンマッチング処理を行い、撮像データにおけるレーザ光の集光スポットの中心座標Ｐ（ｘ，ｙ）を求めるとともに、そのときの相関係数Ｒを算出する（ステップＳ３２）。なお、本実施形態においては、テンプレート画像データは、ウインドウ６及び放物凹面鏡４３に劣化やアライメントずれが生じていない正常時のレーザ光の集光スポットの画像データであり、（ｎ×ｍ）画素（ｎ＜Ｎ、ｍ＜Ｍ）であるものとする。図１４（ｂ）は、テンプレート画像の例を示す図である。図１４（ｂ）に示すテンプレート画像データにおいて、座標（０，０）と集光スポットの中心座標とのｉ軸方向のオフセットをｉ_ｏｆｆとし、ｊ軸方向のオフセットをｊ_ｏｆｆとする。

次に、正規化相互相関関数を用いたパターンマッチング処理について説明する。正規化相互相関関数を用いたパターンマッチング処理とは、テンプレート画像データを構成する各画素値をＴ（ｉ，ｊ）（ここで、０≦ｉ≦ｎ−１、０≦ｊ≦ｍ−１）とし、撮像データを構成する各画素値をＦ（ｕ，ｖ）（ここで、０≦ｕ≦Ｎ−１、０≦ｖ≦Ｍ−１）としたときに、撮像データの各座標（ｕ，ｖ）の正規化相互相関係数ＮＲ（ｕ，ｖ）を下記の（１）式により計算し、正規化相互相関係数ＮＲ（ｕ，ｖ）の最大値を探すことで、撮像データ内においてテンプレート画像データと最も相関の高い領域（本実施形態においては、（ｎ×ｍ）画素の領域）を探す処理である。

この（１）式において、
である。

また、
である。

上記した（１）式の値が最大となる撮像データの座標（ｕｍａｘ，ｖｍａｘ）のｕ軸成分ｕｍａｘに先に説明したオフセットｉ_ｏｆｆを加えた値をｘとし、ｖ軸成分ｖｍａｘに先に説明したオフセットｊ_ｏｆｆを加えた値をｙとし、座標（ｘ，ｙ）を集光スポットの中心座標Ｐ（ｘ，ｙ）とする。
また、ＮＲ（ｕｍａｘ，ｖｍａｘ）を相関係数Ｒとする。

すなわち、
ｘ＝ｕｍａｘ＋ｉ_ｏｆｆ …（４）
ｙ＝ｖｍａｘ＋ｊ_ｏｆｆ …（５）
Ｒ＝ＮＲ（ｕｍａｘ，ｖｍａｘ） …（６）
である。

再び図１３を参照すると、レーザ光光学系劣化チェック処理部８０は、集光スポットの中心座標Ｐ（ｘ，ｙ）を中心とした所定の半径ｒ内に位置する画素の画素値を積分し、その値をレーザ光の強度Ｗとする（ステップＳ３３）。

次に、ステップＳ３４において、レーザ光光学系劣化チェック処理部８０は、レーザ光の強度Ｗが所定の閾値Ｗｔｈ以上であるか否かをチェックし、レーザ光の強度Ｗが所定の閾値Ｗｔｈ以上ではない場合には、ウインドウ６及び／又は放物凹面鏡４３に劣化が生じていると判定して、処理をステップＳ３５に移し、レーザ光の強度Ｗが所定の閾値Ｗｔｈ以上である場合には、ウインドウ６及び放物凹面鏡４３に劣化が生じていないと判定して、処理をステップＳ３８に移す。

ステップＳ３５において、レーザ光光学系劣化チェック処理部８０は、更に、相関係数Ｒが所定の閾値Ｒｔｈ以上であるか否かをチェックし、相関係数Ｒが所定の閾値Ｒｔｈ以上ではない場合には、集光スポットの分布が異常であり、ウインドウ６及び／又は放物凹面鏡４３に歪みが生じているものと判定して、処理をステップＳ３６に移し、相関係数Ｒが所定の閾値Ｒｔｈ以上である場合には、集光スポットの分布が正常であり、ウインドウ６及び放物凹面鏡４３に歪みが生じていないものと判定して、処理をステップＳ３７に移す。

レーザ光光学系劣化チェック処理部８０は、レーザ光の強度Ｗが所定の閾値Ｗｔｈ以上ではなく且つ相関係数Ｒが所定の閾値Ｒｔｈ以上ではない場合には、ウインドウ６及び／又は放物凹面鏡４３に劣化が生じているとともに、ウインドウ６及び／又は放物凹面鏡４３に歪みが生じていると判定して、そのことをユーザ（オペレータ）に報知する（ステップＳ３６）。この場合には、ユーザ（オペレータ）がウインドウ６及び／又は放物凹面鏡４３の交換を行うことで、正常にＥＵＶ光を発生させることができる。なお、ウインドウ６及び／又は放物凹面鏡４３に劣化及び歪みが生じていることを、警告灯８１を点灯させたり点滅させたり点滅パターンを変更させたりすることで報知しても良い。また、ブザー等を鳴らせることで報知しても良いし、ＬＣＤ等の表示装置に文字や画像を表示させることで報知しても良い。

一方、レーザ光光学系劣化チェック処理部８０は、レーザ光の強度Ｗが所定の閾値Ｗｔｈ以上ではなく且つ相関係数Ｒが所定の閾値Ｒｔｈ以上である場合には、ウインドウ６及び／又は放物凹面鏡４３に劣化が生じていると判定して、そのことをユーザ（オペレータ）に報知する（ステップＳ３７）。この場合にも、ユーザ（オペレータ）がウインドウ６及び／又は放物凹面鏡４３の交換を行うことで、正常にＥＵＶ光を発生させることができる。

ステップＳ３８において、レーザ光光学系劣化チェック処理部８０は、レーザ光の強度Ｗが所定の閾値Ｗｔｈ以上である場合にも、更に、相関係数Ｒが所定の閾値Ｒｔｈ以上であるか否かをチェックし、相関係数Ｒが所定の閾値Ｒｔｈ以上ではない場合には、レーザ光のフォーカスがレーザ光の光軸方向（図４（ａ）（ｂ）のｚ軸方向）にずれていると判定して、処理をステップＳ３９に移し、相関係数Ｒが所定の閾値Ｒｔｈ以上である場合には、レーザ光のフォーカスが光軸方向にずれていないと判定して、処理をステップＳ４０に移す。

レーザ光光学系劣化チェック処理部８０は、レーザ光の強度Ｗが所定の閾値Ｗｔｈ以上であり且つ相関係数Ｒが所定の閾値Ｒｔｈ以上ではない場合には、レーザ光のフォーカスがレーザ光の光軸方向（図４（ａ）（ｂ）のｚ軸方向）にずれていると判定して、そのことをユーザ（オペレータ）に報知する（ステップＳ３９）。この場合には、ユーザ（オペレータ）が放物凹面鏡調整機構４４を操作して放物凹面鏡４３を図４（ａ）（ｂ）のｚ軸方向に移動させることで、所望のＥＵＶ光を発生させることができる。

一方、レーザ光光学系劣化チェック処理部８０は、レーザ光の強度Ｗが所定の閾値Ｗｔｈ以上であり且つ相関係数Ｒが所定の閾値Ｒｔｈ以上である場合には、更に、集光スポットの中心座標Ｐ（ｘ，ｙ）が所定の範囲内にあるか否かをチェックする（ステップＳ４０）。集光スポットの中心座標Ｐ（ｘ，ｙ）が所定の範囲内にあるか否かは、ｘが所定の閾値ｘｌとｘｈとの間（図１４（ａ）参照）にあるか否か、すなわち、ｘｌ＜ｘ＜ｘｈが成立するか否か、及び、ｙが所定の閾値ｙｌとｙｈとの間（図１４（ａ）参照）にあるか否か、すなわち、ｙｌ＜ｙ＜ｙｈが成立するか否かで、チェックすることが可能である。

ステップＳ４０において、レーザ光光学系劣化チェック処理部８０は、集光スポットの中心座標Ｐ（ｘ，ｙ）が所定の範囲内にある場合には、ウインドウ６及び／又は放物凹面鏡４３に劣化、歪み、及び、アライメントずれが生じていないと判定して、処理を終了し、集光スポットの中心座標Ｐ（ｘ，ｙ）が所定の範囲内にない場合には、レーザ光のフォーカスがレーザ光の光軸と異なる方向にずれており、放物凹面鏡４３にｘ、ｙアライメントずれが生じていると判定して、処理をステップＳ４１に移す。放物凹面鏡４３にｘ、ｙアライメントずれが生じている場合としては、放物凹面鏡４３が図４（ａ）（ｂ）のｘ軸方向及び／又はｙ軸方向にずれている場合や、放物凹面鏡４３のアオリ角が図４（ａ）（ｂ）のθｘ方向及び／又はθｙ方向にずれている場合がある。なお、ウインドウ６及び放物凹面鏡４３に何らの異常もない場合に、処理をステップＳ３１に戻して、レーザ光の強度のチェックを繰り返し実行するようにしても良い。

ステップＳ４１において、レーザ光光学系劣化チェック処理部８０は、放物凹面鏡４３にｘ、ｙアライメントずれが生じていることをユーザ（オペレータ）に報知する。この場合には、ユーザ（オペレータ）が放物凹面鏡調整機構４４を操作して放物凹面鏡４３を図４（ａ）（ｂ）のｘ軸方向及び／又はｙ軸方向に移動させたり、放物凹面鏡４３のアオリ角を調整することで、所望のＥＵＶ光を発生させることができる。

このように、本実施形態によれば、ＥＵＶ光非発生時において、ウインドウ６及び／又は放物凹面鏡４３に劣化及び／又は歪みが生じていること、及び／又は、レーザ光のフォーカスがずれていることを容易に検出してユーザ（オペレータ）に報知することができるので、ユーザ（オペレータ）は、ウインドウ６及び／又は放物凹面鏡４３の交換を行わなければならないか否か、及び／又は、アライメント調整を行わなければならないか否かを、適切に把握することができる。これにより、ＥＵＶ光を安定して発生させることが可能となる。

なお、本実施形態においては、凸レンズ６３によって集光されたレーザ光をエリアセンサ６７に直接入射させることとしているが、図１５に示すように、凸レンズ６３によって集光されたレーザ光を可視蛍光板６８に入射させて可視光線に変換し、その可視光線を凸レンズ６９によって集光させて、可視光領域に感度を有する一般的なエリアセンサ７０に入射させるようにしても良い。そのようにすれば、レーザ光領域に感度を有する高価なエリアセンサ６７に代えて、可視光領域に感度を有する安価なエリアセンサ７０を用いることが可能になる。また、本実施形態に係るＥＵＶ光源装置を長期間使用し、可視蛍光板６８が劣化しても、エリアセンサ７０が劣化することを抑制することができる。その場合には、エリアセンサ７０よりも安価な可視蛍光板６８を交換するだけで済み、エリアセンサ７０を交換する必要はない。

また、本実施形態に係るＥＵＶ光源装置が、温度センサ８２（図６及び図７参照）を更に具備することとし、レーザ光光学系劣化チェック処理部８０が、本実施形態に係るＥＵＶ光源装置のＥＵＶ光発生時において、図８のフローチャートに示す処理を実行するようにしても良い。

次に、本発明の第５の実施形態に係るＥＵＶ光源装置について説明する。
図１６及び図１７は、本実施形態に係るＥＵＶ光源装置を示す模式図である。図１６は、本実施形態に係るＥＵＶ光源装置のＥＵＶ光発生時における様子を示す模式図であり、図１７は、本実施形態に係るＥＵＶ光源装置のＥＵＶ光非発生時における様子を示す模式図である。なお、図１６及び図１７においては、ターゲット物質供給部３及びターゲット物質回収筒７（図１参照）の図示を省略しており、ターゲット物質は、紙面に垂直に噴射されるものとする。

図１６及び図１７に示すように、このＥＵＶ光源装置は、先に説明した第３の実施形態に係るＥＵＶ光源装置（図９及び図１０参照）に加えて、凸レンズ６３によって集光されたレーザ光を分割するビームスプリッタ７１と、先に説明した第４の実施形態に係るＥＵＶ光源装置（図１１及び図１２参照）におけるエリアセンサ６７とを更に具備する。

本実施形態に係るＥＵＶ光源装置のＥＵＶ光発生時（図１６参照）における動作は、先に説明した第１の実施形態に係るＥＵＶ光源装置と同様である。

次に、図１７を参照しながら、本実施形態に係るＥＵＶ光源装置のＥＵＶ光非発生時における動作について説明する。

本実施形態に係るＥＵＶ光源装置のＥＵＶ光非発生時において、ゲートバルブ１６を通過したレーザ光は、凸レンズ６３によって集光され、ビームスプリッタ７１によって第１の方向（図中上側）と第２の方向（図中右側）とに分割される。ビームスプリッタ７１を第１の方向に通過したレーザ光は、レーザ光検出器６４に入射し、ビームスプリッタ７１を第２の方向に通過したレーザ光は、エリアセンサ６７に入射する。

レーザ光光学系劣化チェック処理部８０は、本実施形態に係るＥＵＶ光源装置のＥＵＶ光非発生時において、レーザ光検出器６４からの信号又はデータを用いて図５のフローチャートに示す処理を実行するとともに、エリアセンサ６７からの画像データを用いて図１３のフローチャートに示す処理を実行する。

このように、本実施形態によれば、レーザ光の強度をレーザ光検出器６４によって検出するとともに、レーザ光の中心座標等をエリアセンサ６７によって検出することができる。これにより、ウインドウ６及び／又は放物凹面鏡４３に劣化等が生じたか否かの判定をより確実なものにすることができる。

次に、本発明の第６の実施形態に係るＥＵＶ光源装置について説明する。
図１８及び図１９は、本実施形態に係るＥＵＶ光源装置を示す模式図である。図１８は、本実施形態に係るＥＵＶ光源装置のＥＵＶ光発生時における様子を示す模式図であり、図１９は、本実施形態に係るＥＵＶ光源装置のＥＵＶ光非発生時における様子を示す模式図である。なお、図１８及び図１９においては、ターゲット物質供給部３及びターゲット物質回収筒７（図１参照）の図示を省略しており、ターゲット物質は、紙面に垂直に噴射されるものとする。

まず、図１８を主に参照しながら、本実施形態に係るＥＵＶ光源装置のＥＵＶ光発生時における動作について説明し、その後、図１９を主に参照しながら、本実施形態に係るＥＵＶ光源装置のＥＵＶ光非発生時における動作について説明する。

図１８に示すように、ドライバーレーザ１から図中の上方に出射されたレーザ光２０は、凹レンズ４５によって発散され、凸レンズ４６によってコリメートされ、ビームスプリッタ７２及びウインドウ６を透過してＥＵＶ光発生チャンバ１３内に入射する。

ＥＵＶ光発生チャンバ１３内には、球凹面鏡４７と、球凹面鏡４７の位置及び角度（アオリ角）を調整する球凹面鏡調整機構４８が配置されている。

ウインドウ６を透過してＥＵＶ光発生チャンバ１３内に入射したレーザ光２０は、球凹面鏡４７によって、図中の下方に反射され、ターゲット物質の軌道上に集光される。それにより、ターゲット物質が励起してプラズマ化し、ＥＵＶ光２１が発生する。

ＥＵＶ光集光ミラー８は、発生したＥＵＶ光２１を図中の右方向に反射することによりＩＦ（中間集光点）に集光する。ＥＵＶ光集光ミラー８によって反射されたＥＵＶ光２１は、ＥＵＶ光発生チャンバ１３に設けられたゲートバルブ１０、及びフィルタ１１を通過する。ＩＦ（中間集光点）に集光されたＥＵＶ光２１は、その後、伝送光学系を介して露光器等へ導かれる。

このＥＵＶ光源装置は、さらに、パージガス供給部３１、３２と、パージガス供給部３１から噴出されるパージガスをウインドウ６のＥＵＶ光発生チャンバ１３の内部側の面に導くためのパージガス導入路３５と、パージガス供給部３２から噴出されるパージガスを球凹面鏡４７の反射面に導くためのパージガス導入路３６とを含んでいる。

さらに、ＥＵＶ光発生チャンバ１３の内部には、ウインドウ６を囲むパージガスチャンバ５１と、球凹面鏡４７及び球凹面鏡駆動機構４８を囲むパージガスチャンバ５２とが配置されている。パージガスチャンバ５１の図中の上方は、先細りの筒状になっており、その先端（図中上方）には、ウインドウ６を透過したレーザ光２０を通過させるための開口部５１ａが設けられている。また、パージガスチャンバ５２の図中の下方は、先細りの筒状になっており、その先端（図中下方）には、ウインドウ６を透過したレーザ光２０及び球凹面鏡４７によって反射されたレーザ光２０を通過させるための開口部５２ａが設けられている。

次に、図１９を参照しながら、本実施形態に係るＥＵＶ光源装置のＥＵＶ光非発生時における動作について説明する。

ＥＵＶ光源装置がＥＵＶ光の発生を行わない場合には、先に説明したように、ターゲット物質供給部３は、ターゲット物質をＥＵＶ光発生チャンバ１３内に供給しない。そのため、球凹面鏡４７によって集光されたレーザ光は、ターゲット物質を照射することなく、発散しながら、ウインドウ６を通過して、ＥＵＶ光発生チャンバ１３から図中の下方に出射する。

ＥＵＶ光発生チャンバ２から図中の下方に出射したレーザ光は、ビームスプリッタ７２によって図中の左方に反射され、凸レンズ６３によって集光され、レーザ光検出器６４に入射する。なお、レーザ光光学系劣化チェック処理部８０は、本実施形態に係るＥＵＶ光源装置のＥＵＶ光非発生時に、先に説明した図５のフローチャートに示す処理を実行する。

本実施形態によれば、球凹面鏡４７が凹レンズ４５と凸レンズ４６の色収差を補正する作用があるので、放物凹面鏡を用いた場合よりも、レーザ光２０を効率良く集光することができる。それにより、ＥＵＶ光を効率良く発生させることができる。

また、レーザ光検出器６４に代えて又は加えて、エリアセンサ６７を具備することとしても良い。その場合には、レーザ光光学系劣化チェック処理部８０が、本実施形態に係るＥＵＶ光源装置のＥＵＶ光非発生時において、図１３のフローチャートに示す処理を実行するようにしても良い。

次に、本発明の第７の実施形態に係るＥＵＶ光源装置について説明する。
図２０及び図２１は、本実施形態に係るＥＵＶ光源装置を示す模式図である。図２０は、本実施形態に係るＥＵＶ光源装置のＥＵＶ光発生時における様子を示す模式図であり、図２１は、本実施形態に係るＥＵＶ光源装置のＥＵＶ光非発生時における様子を示す模式図である。なお、図２０及び図２１においては、ターゲット物質供給部３及びターゲット物質回収筒７（図１参照）の図示を省略しており、ターゲット物質は、紙面に垂直に噴射されるものとする。

まず、図２０を主に参照しながら、本実施形態に係るＥＵＶ光源装置のＥＵＶ光発生時における動作について説明し、その後、図２１を主に参照しながら、本実施形態に係るＥＵＶ光源装置のＥＵＶ光非発生時における動作について説明する。

図２０に示すように、ドライバーレーザ１から図中の上方に出射されたレーザ光２０は、レーザ光集光光学系４９に入射する。

レーザ光集光光学系４９は、鏡筒４９ａと、鏡筒４９ａ内に配置された凹レンズ４９ｂ、及び凸レンズ４９ｃ、４９ｄと、鏡筒調整機構４９ｅとを含んでいる。レーザ光集光光学系４９に入射したレーザ光２０は、凹レンズ４９ｂによって発散され、凸レンズ４９ｃによってコリメートされ、凸レンズ４９ｄによって集光される。凸レンズ４９ｄによって集光されたレーザ光２０は、ウインドウ６を透過してＥＵＶ光発生チャンバ１４に入射する。なお、鏡筒４９ａの位置及び角度（アオリ角）は、鏡筒調整機構４９ｅによって調整可能である。

ＥＵＶ光発生チャンバ１４内に入射したレーザ光２０は、ターゲット物質の軌道上に集光される。それにより、ターゲット物質が励起してプラズマ化し、ＥＵＶ光２１が発生する。

ＥＵＶ光集光ミラー８は、発生したＥＵＶ光２１を図中の右方向に反射することによりＩＦ（中間集光点）に集光する。ＥＵＶ光集光ミラー８によって反射されたＥＵＶ光２１は、ＥＵＶ光発生チャンバ１４に設けられたゲートバルブ１０、及びフィルタ１１を通過する。ＩＦ（中間集光点）に集光されたＥＵＶ光２１は、その後、伝送光学系を介して露光器等へ導かれる。

このＥＵＶ光源装置は、さらに、パージガス供給部３１と、パージガス供給部３１から噴出されるパージガスをウインドウ６のＥＵＶ光発生チャンバ１４の内部側の面に導くためのパージガス導入路３７とを含んでいる。

さらに、ＥＵＶ光発生チャンバ１４の内壁には、ウインドウ６を囲むパージガスチャンバ５３が取り付けられている。パージガスチャンバ５３の図中の上方は、先細りの筒状になっており、その先端（図中上方）には、ウインドウ６を透過したレーザ光２０を通過させるための開口部５３ａが設けられている。

次に、図２１を参照しながら、本実施形態に係るＥＵＶ光源装置のＥＵＶ光非発生時における動作について説明する。

本実施形態に係るＥＵＶ光源装置のＥＵＶ光非発生時において、ゲートバルブ１６を通過したレーザ光は、レーザ光検出器６１に入射する。
レーザ光光学系劣化チェック処理部８０は、本実施形態に係るＥＵＶ光源装置のＥＵＶ光非発生時において、レーザ光検出器６１からの信号又はデータを用いて図５のフローチャートに示す処理を実行する。

なお、本実施形態においては、３枚のレンズ（凹レンズ４９ｂ、及び凸レンズ４９ｃ、４９ｄ）を用いているが、４枚以上のレンズを用いて、収差をより少なくするようにしても良い。

本発明は、半導体ウエハ等を露光する極端紫外光を発生するＬＰＰ型ＥＵＶ光源装置において利用することが可能である。

本発明に係るＥＵＶ光源装置の概要を示す模式図である。本発明の第１の実施形態に係るＥＵＶ光源装置のＥＵＶ光発生時の様子を示す模式図である。本発明の第１の実施形態に係るＥＵＶ光源装置のＥＵＶ光非発生時の様子を示す模式図である。図２及び図３の放物凹面鏡調整機構の例を示す模式図である。図２及び図３のレーザ光光学系劣化チェック処理部が実行する処理を示すフローチャートである。本発明の第２の実施形態に係るＥＵＶ光源装置のＥＵＶ光発生時の様子を示す模式図である。本発明の第２の実施形態に係るＥＵＶ光源装置のＥＵＶ光非発生時の様子を示す模式図である。図６及び図７のレーザ光光学系劣化チェック処理部が実行する処理を示すフローチャートである。本発明の第３の実施形態に係るＥＵＶ光源装置のＥＵＶ光発生時の様子を示す模式図である。本発明の第３の実施形態に係るＥＵＶ光源装置のＥＵＶ光非発生時の様子を示す模式図である。本発明の第４の実施形態に係るＥＵＶ光源装置のＥＵＶ光発生時の様子を示す模式図である。本発明の第４の実施形態に係るＥＵＶ光源装置のＥＵＶ光非発生時の様子を示す模式図である。図１１及び図１２のレーザ光光学系劣化チェック処理部が実行する処理を示すフローチャートである。図１１及び図１２のエリアセンサによって撮像された画像データの例を示す図である。図１１及び図１２のエリアセンサの代替として他のエリアセンサを用いた例を示す模式図である。本発明の第５の実施形態に係るＥＵＶ光源装置のＥＵＶ光発生時の様子を示す模式図である。本発明の第５の実施形態に係るＥＵＶ光源装置のＥＵＶ光非発生時の様子を示す模式図である。本発明の第６の実施形態に係るＥＵＶ光源装置のＥＵＶ光発生時の様子を示す模式図である。本発明の第６の実施形態に係るＥＵＶ光源装置のＥＵＶ光非発生時の様子を示す模式図である。本発明の第７の実施形態に係るＥＵＶ光源装置のＥＵＶ光発生時の様子を示す模式図である。本発明の第７の実施形態に係るＥＵＶ光源装置のＥＵＶ光非発生時の様子を示す模式図である。従来のＥＵＶ光源装置の概要を示す模式図である。

符号の説明

１、１０１…ドライバーレーザ、２、１２〜１４、１０２…ＥＵＶ光発生チャンバ、３、１０３…ターゲット物質供給部、３ａ、１０３ａ…ターゲット噴射ノズル、４、４９、１０４…レーザ光集光光学系、５、１０５…真空ポンプ、６、１０６…ウインドウ、７、１０７…ターゲット回収筒、８、１０８…ＥＵＶ光集光ミラー、９、１０９…ターゲット物質、１０、１６、１１０…ゲートバルブ、１１、１１１…フィルタ、２０、１２０…レーザ光、２１、１２１…ＥＵＶ光、３１、３２…パージガス供給部、３３〜３７…パージガス導入路、４１、４５、４９ｂ…凹レンズ、４２、４６、４９ｃ、４９ｄ、６３、６９…凸レンズ、４３…放物凹面鏡、４４…放物凹面鏡調整機構、４７…球凹面鏡、４８…球凹面鏡調整機構、４９ａ…鏡筒、４９ｅ…鏡筒調整機構、５０〜５３…パージガスチャンバ、５０ａ、５１ａ、５２ａ、５３ａ…開口部、６１、６４…レーザ光検出器、６７、７０…エリアセンサ、６８…可視蛍光板、７１、７２…ビームスプリッタ、８０…レーザ光光学系劣化チェック処理部、８１…警告灯、８２…温度センサ、１０４ａ…ミラー、１０４ｂ…ミラー調整機構、１０４ｃ…集光素子、１０４ｄ…集光素子調整機構

Claims

ターゲット物質にレーザ光を照射することにより前記ターゲット物質をプラズマ化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、
極端紫外光の発生が行われる極端紫外光発生チャンバと、
極端紫外光の発生が行われるときに、ターゲット物質を前記極端紫外光発生チャンバ内の所定の位置に向けて供給するターゲット物質供給部と、
前記極端紫外光発生チャンバに設けられ、ドライバーレーザから出射されたレーザ光を前記極端紫外光発生チャンバ内に透過させるウインドウと、
少なくとも１つの光学素子を含み、前記ドライバーレーザから出射されたレーザ光を前記所定の位置に集光させることによりプラズマを発生させる第１のレーザ光集光光学系と、
前記プラズマから放出される極端紫外光を集光する極端紫外光集光光学系と、
前記第１のレーザ光集光光学系の前記所定の位置以降の光路上に設けられ、レーザ光を検出するレーザ光検出器と、
前記レーザ光検出器によって検出されたレーザ光に基づいて、前記ウインドウの劣化を判定する処理部と、
を具備する極端紫外光源装置。
前記レーザ光検出器は２次元画像を検出する機能を有する請求項１記載の極端紫外光源装置。
前記レーザ光検出器はエリアセンサを有する請求項１記載の極端紫外光源装置。
極端紫外光の発生が行われるときに、前記極端紫外光発生チャンバから出射する物質及び電磁波を遮蔽して前記レーザ光検出器を保護する手段を更に有する、請求項１記載の極端紫外光源装置。
前記第１のレーザ光集光光学系の前記所定の位置以降の光路上であって、前記レーザ光検出器にレーザ光を集光させる第２のレーザ光集光光学系を更に有する、請求項１記載の極端紫外光源装置。
前記ドライバーレーザを更に具備する請求項１〜５の何れか一項記載の極端紫外光源装置。