JP5086664B2 - 極端紫外光源装置 - Google Patents

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)型の極端紫外（Extreme Ultra Violet：ＥＵＶ）光源装置においてＥＵＶ光を濾過するフィルタの破損を防止することが可能な極端紫外光源装置に関する。

半導体プロセスの微細化に伴って光リソグラフィも微細化が急速に進展しており、次世代においては、１００〜７０ｎｍの微細加工、更には５０ｎｍ以下の微細加工が要求されるようになる。例えば、５０ｎｍ以下の微細加工の要求に応えるべく、波長１３ｎｍ程度の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光源には、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、ターゲット物質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がある。そのため、ＬＰＰ光源は、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２１は、一般的なＬＰＰ型ＥＵＶ光源装置の構成を示す模式図である。図２１に示すように、このＥＵＶ光源装置は、レーザ光源１０１と、ＥＵＶ生成チャンバ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。
レーザ光源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。

ＥＵＶ生成チャンバ１０２は、ＥＵＶ光の生成が行われる真空チャンバである。ＥＵＶ生成チャンバ１０２には、レーザ光源１０１から発生したレーザ光１１０をＥＵＶ生成チャンバ１０２内に通過させるための窓１０６が取り付けられている。また、ＥＵＶ生成チャンバ１０２の内部には、ターゲット噴射ノズル１０３ａと、ターゲット物質回収筒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生成チャンバ１０２内に供給する。ターゲット噴射ノズル１０３ａにピエゾ素子１０３ｂを設け、ターゲット噴射ノズル１０３ａを振動させながら液体のターゲット物質を噴射させることにより、ターゲット物質の液滴（ドロップレット）１０９を形成することができる。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、ターゲット物質回収筒１０７によって回収される。

レーザ光集光光学系１０４は、レーザ光源１０１から出射したレーザ光１１０を、ターゲット物質の軌道上のレーザ光照射点１１１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１１２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１１２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１０８によって反射されたＥＵＶ光１１２は、ＥＵＶ生成チャンバ１０２に設けられたゲートバルブ１１３、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ＳＰＦ（spectral purity filter）１１４を通過する。ＩＦ（中間集光点）に集光されたＥＵＶ光１１２は、その後、伝送光学系を介して露光器等へ導かれる。なお、ＳＰＦ１１４としては、例えば、下記の特許文献１に掲載されている波長選択フィルタを用いることができる。
特開平１１−１２６７４５号公報（第３〜４頁、図２、図３）

ところで、プラズマからは高速なイオンやターゲット物質等の飛散物（デブリと呼ばれる）が発生し、そのような飛散物がＳＰＦ１１４に入射することがある。しかしながら、ＳＰＦ１１４は薄膜であるため、上記のような飛散物がＳＰＦ１１４に入射すると、ＳＰＦ１１４が容易に劣化及び／又は破損してしまう。
そこで、上記の点に鑑み、本発明は、極端紫外光を濾過するフィルタの劣化及び／又は破損を防止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プラズマから極端紫外光を発生する極端紫外光源装置であって、極端紫外光の生成が行われるチャンバと、チャンバ内のプラズマ発生位置にターゲット物質を供給するターゲット物質供給手段と、プラズマから放射される極端紫外光を集光点に集光する集光光学系と、集光光学系によって集光される極端紫外光を遮らない範囲において、プラズマ発生位置よりも集光点側におけるチャンバの内壁から突出してプラズマ発生位置側に略同じ角度で傾けて配置された板形状を有する複数の第１の部材とを具備する。

本発明によれば、プラズマから放出され、及び／又は、プラズマから放出されてチャンバの内壁によって反射された飛散物等を、集光光学系によって集光される極端紫外光を遮らない範囲においてプラズマ発生位置よりも集光点側におけるチャンバの内壁から突出してプラズマ発生位置側に略同じ角度で傾けて配置された板形状を有する複数の第１の部材によって遮ることができる。これにより、集光光学系によって集光される極端紫外光を遮ることなく、飛散物がフィルタ等に入射することを妨げることができ、フィルタ等の劣化及び／又は破損を防止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。本実施形態は、本発明を、ターゲット物質をドロップレットとして供給するＬＰＰ（Laser Produced Plasma）型ＥＵＶ光源装置に適用したものである。なお、本発明を、ターゲット物質を連続流れ（ターゲット噴流）として供給するＥＵＶ光源装置に適用することも可能である。

図１に示すように、このＥＵＶ光源装置は、レーザ光源１と、ＥＵＶ生成チャンバ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。
レーザ光源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。レーザ光源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生成チャンバ２は、ＥＵＶ光の生成が行われる真空チャンバである。ＥＵＶ生成チャンバ２には、レーザ光源１から発生したレーザ光１０をＥＵＶ生成チャンバ２内に通過させるための窓６が取り付けられている。また、ＥＵＶ生成チャンバ２の内部には、ターゲット噴射ノズル３ａと、ターゲット物質回収筒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生成チャンバ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、ターゲット物質回収筒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（例えば、液体中に分散させた微小な金属粒子）、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生成チャンバ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、図１に示すように、ターゲット噴射ノズル３ａに加振装置（ここでは、ピエゾ素子３ｂ）を設け、ターゲット噴射ノズル１０３ａを振動させながら液体のターゲット物質を噴射させることにより、ターゲット物質の液滴（ドロップレット）９を形成することができる。

レーザ光集光光学系４は、レーザ光源１から出射したレーザ光１０を、ターゲット物質の軌道上のレーザ光照射点１１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１２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生成チャンバ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１２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１２は、ＥＵＶ生成チャンバ２に設けられたゲートバルブ１３、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ＳＰＦ（spectral purity filter）１４を通過する。ＳＰＦ１４の形状は、例えば、円盤状であることとしても良い。ＩＦ（中間集光点）に集光されたＥＵＶ光１２は、その後、伝送光学系を介して露光器等へ導かれる。

プラズマ発生位置（レーザ光照射点１１）とＳＰＦ１４との間には、プラズマからＳＰＦ１４に向かって飛散する飛散物（例えば、高速なイオンやターゲット物質等）を遮ることによりＳＰＦ１４を防護するＳＰＦ防護板１５が配置されている。ＳＰＦ防護板１５は、ＥＵＶ生成チャンバ２に取り付けられたＳＰＦ防護板支持部材１６によって支持されている。ＳＰＦ防護板１５の形状は、例えば、円盤状であることとしても良い。

なお、ＳＰＦ防護板１５のようにプラズマの近傍に配置された部材は飛散物によって削られてしまう場合があり、削られたＳＰＦ防護板１５の構成部材が飛散してＥＵＶ光集光ミラー８のＥＵＶ光反射面（ＥＵＶ光集光面）に付着すると、ＥＵＶ光集光ミラー８の反射率が低下してしまう。そのため、ＳＰＦ防護板１５の材質としては、飛散物により削られにくいか、あるいは、削られてＥＵＶ光集光ミラー８のＥＵＶ光反射面に付着したとしてもＥＵＶ光集光ミラー８のＥＵＶ光反射面の反射率をできるだけ低下させないもの（例えば、シリコン（Ｓｉ）、ジルコニウム（Ｚｒ）等）が好適である。シリコン（Ｓｉ）やジルコニウム（Ｚｒ）は、同一厚さという条件下で比較した場合に、鉄（Ｆｅ）やニッケル（Ｎｉ）等よりもＥＵＶ光をより透過させる（ＥＵＶ光の透過率が高い）ことが知られている。すなわち、シリコン（Ｓｉ）やジルコニウム（Ｚｒ）がＥＵＶ光集光ミラー８のＥＵＶ光反射面に或る厚さで付着したとしても、鉄（Ｆｅ）やニッケル（Ｎｉ）がＥＵＶ光集光ミラー８のＥＵＶ光反射面に同じ厚さで付着した場合よりも、ＥＵＶ光集光ミラー８のＥＵＶ光反射面のＥＵＶ光反射率を低下させないことになる。従って、ＳＰＦ防護板１５の材質としては、シリコン（Ｓｉ）やジルコニウム（Ｚｒ）等の方が、鉄（Ｆｅ）やニッケル（Ｎｉ）等よりも好適である。

また、ＳＰＦ防護板１５に衝突した飛散物がＳＰＦ防護板１５によってＥＵＶ光集光ミラー８の方向に反射されることを低減するため、飛散物を反射しにくい物質（例えば、セルメット（登録商標）等の金属多孔体等）をＳＰＦ防護板１５のプラズマ側の面に取り付けたり、コーティングしたりしても良い。

本発明に係るＥＵＶ光源装置によれば、ＳＰＦ防護板１５をプラズマ発生位置（レーザ光照射点１１）とＳＰＦ１４との間に配置することにより、プラズマ及び／又はターゲット物質からＳＰＦ１４に向かって飛散する飛散物を遮ることができる。これにより、飛散物がＳＰＦ１４に入射することを妨げることができ、ＳＰＦ１４が劣化及び／又は破損することを防止することが可能となる。

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は、本実施形態に係るＥＵＶ光源装置を示す模式図である。なお、図２においては、ターゲット物質供給部３、ターゲット物質回収筒７、ゲートバルブ１３、及び、飛散物遮蔽板支持部材１６（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。また、図３は、図２のＥＵＶ光集光ミラー８、レーザ光照射点１１、ＳＰＦ１４、及び、ＳＰＦ防護板１５の拡大図である。

図２に示すように、レーザ光源１から図中の右上方向に出射されたレーザ光１０は、レーザ光集光光学系４によって集光され、窓６を透過してＥＵＶ生成チャンバ２内に入射する。窓６を透過してＥＵＶ生成チャンバ２内に入射したレーザ光１０は、ＥＵＶ光集光ミラー８の紙面奥側（図１参照）を通過して、レーザ光照射点１１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１２が発生する。

ＥＵＶ光集光ミラー８は、発生したＥＵＶ光１２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１２は、ＳＰＦ１４を通過する。ＩＦ（中間集光点）に集光されたＥＵＶ光１２は、その後、伝送光学系を介して露光器等へ導かれる。

プラズマ発生位置（レーザ光照射点１１）とＳＰＦ１４との間には、ＳＰＦ防護板１５が配置されている。ＳＰＦ防護板１５の大きさや位置は、ＥＵＶ光源装置の設計に合わせて決定可能である。例えば、ＳＰＦ防護板１５の大きさや位置を、プラズマ発生位置を頂点としＳＰＦ防護板１５の側端部によって定まる仮想的な錐体の内部にＳＰＦ１４が含まれるように決定すると、好適である。そのようにすれば、プラズマからＳＰＦ１４に向かって飛散する物質がＳＰＦ１４に入射することをＳＰＦ防護板１５によって妨げることができる。

また、ＥＵＶ光集光ミラー８は、その製造工程において液剤を抜く等の理由のため、図２に示すように、その中央付近に穴８ａを有する場合がある。そのような場合には、穴８ａの大きさをも考慮して、ＳＰＦ防護板１５の大きさや位置を決定すると好適である。

例えば、図３に示すように、ＥＵＶ光集光ミラーの穴８ａの半径をｄ１、ＳＰＦ防護板１５の半径をｄ２、ＳＰＦ１４の半径をＤ１、ＥＵＶ光集光ミラー８とレーザ光照射点１１との間の距離をｒ１、レーザ光照射点１１とＳＰＦ防護板１５との間の距離をｒ２、ＳＰＦ防護板１５とＳＰＦ１４との間の距離をｒ３、ＳＰＦ１４とＩＦ（中間集光点）との間の距離をｒ４とする。また、ＳＰＦ防護板１５及びＳＰＦ１４の厚さは、考慮しないものとする。

ここで、ＳＰＦ防護板１５が、レーザ光照射点１１〜ＥＵＶ光集光ミラー８〜ＳＰＦ１４〜ＩＦ（中間集光点）という経路で伝播するＥＵＶ光を妨げないためには、三角比の関係から、ＳＰＦ防護板１５の半径ｄ２は、

という条件を満たすことが好ましい。

また、ＳＰＦ防護板１５が、レーザ光照射点１１からＳＰＦ１４に向かって飛散する飛散物がＳＰＦ１４に入射することを妨げるためには、三角比の関係から、ＳＰＦ防護板１５の半径ｄ２は、

という条件を満たすことが好ましい。

従って、上記（１）、（２）式から、ＳＰＦ防護板１５が、レーザ光照射点１１〜ＥＵＶ光集光ミラー８〜ＳＰＦ１４〜ＩＦ（中間集光点）という経路で伝播するＥＵＶ光を妨げず、且つ、レーザ光照射点１１からＳＰＦ１４に向かって飛散する飛散物がＳＰＦ１４に入射することを妨げるためには、ＳＰＦ防護板１５の半径ｄ２は、

という条件を満たすことが好ましい。

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４は、本実施形態に係るＥＵＶ光源装置を示す模式図である。なお、図４においては、ターゲット物質供給部３、ターゲット物質回収筒７、ゲートバルブ１３、及び、飛散物遮蔽板支持部材１６（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。また、図５は、図４のＥＵＶ光集光ミラー８、レーザ光照射点１１、ＳＰＦ１４、及び、ＳＰＦ防護板１５の拡大図である。

先に説明した第１の実施形態に係るＥＵＶ光源装置においては、ＳＰＦ防護板１５が、レーザ光照射点１１とＩＦ（中間集光点）とを結ぶ線と略直交するように配置されている（図２、図３参照）。

一方、本実施形態に係るＥＵＶ光源装置においては、図４及び図５に示すように、ＳＰＦ防護板１５が、その面がレーザ光照射点１１とＩＦ（中間集光点）とを結ぶ線に直交する面と所定の角度θ（０°＜θ＜９０°）を為すように配置されている。そのようにＳＰＦ防護板１５を配置することで、プラズマ発生位置（レーザ光照射点１１）から放出されてＳＰＦ防護板１５に衝突した飛散物２０がＳＰＦ防護板１５によって反射された場合に、ＳＰＦ防護板１５によって反射された飛散物２０は、ＥＵＶ光集光ミラー８の方向ではなく、ＥＵＶ生成チャンバ２の壁面の方向に向かって飛散することになる。これにより、ＳＰＦ防護板１５によって反射された飛散物２０がＥＵＶ光集光ミラー８に付着することを低減することができる。

また、プラズマ発生位置から出射してＳＰＦ防護板１５に衝突した飛散物がＳＰＦ防護板１５によって反射されることを低減するため、飛散物を反射しにくい物質（例えば、金属多孔体等）をＳＰＦ防護板１５のプラズマ側の面に取り付けたり、コーティングしたりしても良い。

また、図４に示すように、ＳＰＦ防護板１５によって反射された飛散物２０を捕集する飛散物捕集部２１をＥＵＶ生成チャンバ２の内壁面に設けると、より好適である。飛散物捕集部２１としては、例えば、金属多孔体等を用いることができる。ターゲット物質として冷却液化したキセノン（Ｘｅ）等を用いる場合には、飛散物捕集部２１をヒータ等で加熱しておけば、飛散物捕集部２１に飛散したターゲット物質をガス化することができ、さらに好適である。

ＳＰＦ防護板１５の大きさや位置や配置角度は、ＥＵＶ光源装置の設計に合わせて決定可能である。例えば、ＳＰＦ防護板１５の大きさや位置や配置角度を、プラズマ発生位置を頂点としＳＰＦ防護板１５の側端部によって定まる仮想的な錐体の内部にＳＰＦ１４が含まれるように決定すると、好適である。そのようにすれば、プラズマ及び／又はターゲット物質からＳＰＦ１４に向かって飛散する飛散物がＳＰＦ１４に衝突することをＳＰＦ防護板１５によって妨げることができる。

また、ＥＵＶ光集光ミラー８は、その中央付近に穴８ａを有する場合があるが、そのような場合には、穴８ａの大きさをも考慮して、ＳＰＦ防護板１５の大きさや配置を決定すると好適である。

例えば、図５に示すように、ＥＵＶ光集光ミラーの穴８ａの半径をｄ１、ＳＰＦ防護板１５の半径をｄ２、ＳＰＦ１４の半径をＤ１、ＥＵＶ光集光ミラー８とレーザ光照射点１１との間の距離をｒ１、レーザ光照射点１１とＳＰＦ防護板１５との間の距離をｒ２、ＳＰＦ防護板１５とＳＰＦ１４との間の距離をｒ３、ＳＰＦ１４とＩＦ（中間集光点）との間の距離をｒ４、レーザ光照射点１１とＩＦ（中間集光点）とを結ぶ線に直交する面とＳＰＦ防護板１５とが為す角度をθ（０°＜θ＜９０°）とする。また、ＳＰＦ防護板１５及びＳＰＦ１４の厚さは、考慮しないものとする。

まず、レーザ光照射点１１とＩＦ（中間集光点）とを結ぶ線よりも図中上の部分について、説明する。
ＳＰＦ防護板１５が、レーザ光照射点１１〜ＥＵＶ光集光ミラー８〜ＳＰＦ１４〜ＩＦ（中間集光点）という経路で伝播するＥＵＶ光を妨げないためには、三角比の関係から、ＳＰＦ防護板１５の半径ｄ２は、

という条件を満たすことが好ましい。

また、ＳＰＦ防護板１５が、レーザ光照射点１１からＳＰＦ１４に向かって飛散する飛散物がＳＰＦ１４に入射することを妨げるためには、三角比の関係から、ＳＰＦ防護板１５の半径ｄ２は、

という条件を満たすことが好ましい。

従って、上記（４）、（５）式から、ＳＰＦ防護板１５が、レーザ光照射点１１〜ＥＵＶ光集光ミラー８〜ＳＰＦ１４〜ＩＦ（中間集光点）という経路で伝播するＥＵＶ光を妨げず、且つ、レーザ光照射点１１からＳＰＦ１４に向かって飛散する飛散物がＳＰＦ１４に入射することを妨げるためには、ＳＰＦ防護板１５の半径ｄ２は、

という条件を満たすことが好ましい。

次に、レーザ光照射点１１とＩＦ（中間集光点）とを結ぶ線よりも図中下の部分について、説明する。
ＳＰＦ防護板１５が、レーザ光照射点１１〜ＥＵＶ光集光ミラー８〜ＳＰＦ１４〜ＩＦ（中間集光点）という経路で伝播するＥＵＶ光を妨げないためには、三角比の関係から、ＳＰＦ防護板１５の半径ｄ２は、

という条件を満たすことが好ましい。

また、ＳＰＦ防護板１５が、レーザ光照射点１１からＳＰＦ１４に向かって飛散する飛散物がＳＰＦ１４に入射することを妨げるためには、三角比の関係から、ＳＰＦ防護板１５の半径ｄ２は、

という条件を満たすことが好ましい。

従って、上記（７）、（８）式から、ＳＰＦ防護板１５が、レーザ光照射点１１〜ＥＵＶ光集光ミラー８〜ＳＰＦ１４〜ＩＦ（中間集光点）という経路で伝播するＥＵＶ光を妨げず、且つ、レーザ光照射点１１からＳＰＦ１４に向かって飛散する飛散物がＳＰＦ１４に入射することを妨げるためには、ＳＰＦ防護板１５の半径ｄ２は、

という条件を満たすことが好ましい。

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６は、本実施形態に係るＥＵＶ光源装置を示す模式図である。なお、図６においては、ターゲット物質供給部３、ターゲット物質回収筒７、ゲートバルブ１３、及び、飛散物遮蔽板支持部材１６（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。

本実施形態においては、先に説明した第１の実施形態に係るＥＵＶ光源装置（図２参照）におけるＳＰＦ１４に代えて、ＳＰＦ１４よりも厚く強度が高いＳＰＦ１６を具備している。これにより、ＳＰＦ１６が劣化及び／又は破損することを低減することができる。

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７は、本実施形態に係るＥＵＶ光源装置を示す模式図である。なお、図７においては、ターゲット物質供給部３、ターゲット物質回収筒７、ゲートバルブ１３、及び、飛散物遮蔽板支持部材１６（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。

本実施形態においては、先に説明した第１の実施形態に係るＥＵＶ光源装置（図２参照）におけるＳＰＦ防護板１５とＳＰＦ１４との間に、ＳＰＦ１４を防護するためのもう１つのＳＰＦ１７を具備している。このＳＰＦ１７により、プラズマから放出されてＥＵＶ生成チャンバ２及び／又はＥＵＶ生成チャンバ２内に配置された部材によって反射されＳＰＦ１４に向かって飛散する飛散物を遮ることができる。これにより、ＳＰＦ１７が劣化及び／又は破損しても、ＳＰＦ１４が劣化及び／又は破損することを防止することができる。

なお、ＳＰＦ１７に代えて、メッシュ（金網）を具備するようにしても良い。ターゲット物質として冷却液化したキセノン（Ｘｅ）等を用いる場合には、メッシュ（金網）をヒータ等で加熱しておけば、メッシュ（金網）に入射したターゲット物質をガス化することができ、さらに好適である。

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８は、本実施形態に係るＥＵＶ光源装置を示す模式図である。なお、図８においては、ターゲット物質供給部３、ターゲット物質回収筒７、ゲートバルブ１３、及び、飛散物遮蔽板支持部材１６（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。

本実施形態においては、先に説明した第３の実施形態に係るＥＵＶ光源装置（図６参照）におけるＥＵＶ生成チャンバ２の内壁に、プラズマから放出され、及び／又は、プラズマから放出されてＥＵＶ生成チャンバ２の内壁及び／又はＥＵＶ生成チャンバ２内に配置された部材によって反射された飛散物２０ａ〜２０ｅを遮ることによりＳＰＦ１６を防護するＳＰＦ防護板３１〜３６が配置されている。ＳＰＦ防護板３１〜３６の大きさや位置や配置角度は、ＥＵＶ光源装置の設計に合わせて決定可能である。例えば、図８に示すように、ＳＰＦ防護板３１〜３６を、ＥＵＶ生成チャンバ２の内壁面のプラズマ発生位置（レーザ光照射点１１）よりもＳＰＦ１４側寄りの位置に、プラズマ発生位置側に傾けて配置することとしても良い。また、飛散物２０ａ〜２０ｅを反射しにくい物質（例えば、金属多孔体等）をＳＰＦ防護板３１〜３６の表面に取り付けたり、コーティングしたりしても良い。

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９は、本実施形態に係るＥＵＶ光源装置を示す模式図である。なお、図９においては、ターゲット物質供給部３、ターゲット物質回収筒７、ゲートバルブ１３、及び、飛散物遮蔽板支持部材１６（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。

本実施形態においては、先に説明した第５の実施形態に係るＥＵＶ光源装置（図８参照）におけるＥＵＶ生成チャンバ２の内壁に、プラズマから放出され、及び／又は、プラズマから放出されてＥＵＶ生成チャンバ２の内壁及び／又はＥＵＶ生成チャンバ２内に配置された部材によって反射された飛散物を捕集する飛散物捕集部２１、２２が配置されている。飛散物捕集部２１、２２としては、例えば、金属多孔体等を用いることができる。ターゲット物質として冷却液化したキセノン（Ｘｅ）等を用いる場合には、飛散物捕集部２１、２２をヒータ等で加熱しておけば、飛散物捕集部２１、２２に飛散したターゲット物質をガス化することができ、さらに好適である。

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１０は、本実施形態に係るＥＵＶ光源装置を示す模式図である。なお、図１０においては、ターゲット物質供給部３、ターゲット物質回収筒７、ゲートバルブ１３、及び、飛散物遮蔽板支持部材１６（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。

本実施形態においては、先に説明した第５の実施形態に係るＥＵＶ光源装置（図８参照）におけるＳＰＦ１６に代えて、ＳＰＦ１４、１７を配置している。なお、ＳＰＦ１７に代えて、メッシュ（金網）を具備するようにしても良い。

次に、本発明の第８の実施形態に係るＥＵＶ光源装置について説明する。
図１１は、本実施形態に係るＥＵＶ光源装置を示す模式図である。なお、図１１においては、ターゲット物質供給部３、ターゲット物質回収筒７、ゲートバルブ１３、及び、飛散物遮蔽板支持部材１６（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。

本実施形態においては、先に説明した第６の実施形態に係るＥＵＶ光源装置（図９参照）におけるＳＰＦ１６に代えて、ＳＰＦ１４、１７を配置している。なお、ＳＰＦ１７に代えて、メッシュ（金網）を具備するようにしても良い。

次に、本発明の第９の実施形態に係るＥＵＶ光源装置について説明する。
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。なお、図１２においては、ターゲット物質供給部３、ターゲット物質回収筒７、ゲートバルブ１３、及び、飛散物遮蔽板支持部材１６（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。

本実施形態は、先に説明した第１の実施形態に係るＥＵＶ光源装置（図２参照）におけるレーザ光源１を、レーザ光照射点１１及びＳＰＦ１４を結ぶ線とレーザ光１０の光軸とが為す角度が１５５°以内となるように配置したものである。
本発明者は、図１２に示すようにレーザ光源１を配置することで、ＳＰＦ１４の劣化及び／又は破損を防止することができることを見い出した。

本発明者は、図１３に示すように、多数のＳＰＦをターゲット物質の各方位に配置して、レーザ光をターゲット物質に入射する実験を行ったところ、レーザ光軸の進行方向から±２５°の角度内に配置されたＳＰＦは劣化及び／又は破損したが、レーザ光軸の進行方向から±２５°の角度外に配置されたＳＰＦは劣化及び／又は破損しないことを見い出した。これは、図１３に示すように、ターゲット物質のレーザ光が照射される部分（図中上部分）がプラズマ化し、レーザ光が照射されない部分（図中下部分）がプラズマ化せず、ターゲット物質の図中下部分が、ターゲット物質の図中上部分のプラズマ化の衝撃により、飛散物としてレーザ光の進行方向（図中下方向）に沿って散乱されるためと考えられる。

従って、図１２に示すように、レーザ光１０の光軸とレーザ光照射点１１及びＳＰＦ１４を結ぶ線とが為す角度が１５５°以内となるようにレーザ光源１を配置することで、ＳＰＦ１４の劣化及び／又は破損を防止することができる。

なお、１５５°という数値は、レーザ光１０の集光径（スポットサイズ）や、レーザ光集光光学系４のＮ．Ａ．やターゲット物質のサイズによって変化することが考えられる。例えば、ターゲット物質のサイズよりレーザ光１０の集光径（スポットサイズ）が十分大きければ、レーザ光源１をより広い角度範囲内に配置することができることも考えられる。

また、飛散物による衝撃を低減してＳＰＦ１４の破損を防止するため、ＳＰＦ１４をプラズマ発生位置（レーザ光照射点１１）から遠い場所に配置し、プラズマ発生位置（レーザ光照射点１１）からＳＰＦ１４までの距離を長くすることも有効である。

次に、本発明の第１０の実施形態に係るＥＵＶ光源装置について説明する。
図１４は、本実施形態に係るＥＵＶ光源装置を示す模式図である。なお、図１４においては、ターゲット物質供給部３、ターゲット物質回収筒７、ゲートバルブ１３、及び、飛散物遮蔽板支持部材１６（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。

本実施形態は、先に説明した第１の実施形態に係るＥＵＶ光源装置（図２参照）において、更に圧力センサ４１、４２、圧力差検出器４３、及び、報知器４４を具備することとしたものである。

圧力センサ４１は、ＥＵＶ生成チャンバ２内に配置されており、ＳＰＦ１４のＥＵＶ生成チャンバ２側の雰囲気の圧力を表す圧力計測信号を圧力差検出器４３に出力する。
圧力センサ４２は、ＳＰＦ１４の露光器側の雰囲気の圧力を表す圧力計測信号を圧力差検出器４３に出力する。

一般に、ＥＵＶ生成チャンバ２内の雰囲気の圧力は、１Ｐａ程度であり、ＳＰＦ１４の露光器側の雰囲気の圧力は、それよりも低い。そこで、圧力差検出器４３は、圧力センサ４１からの圧力計測信号によって表される圧力と圧力センサ４２からの圧力計測信号によって表される圧力との差が所定の閾値以上の場合には、ＳＰＦ１４が劣化及び／又は破損していないものと判断する。また、圧力差検出器４３は、圧力センサ４１からの圧力計測信号によって表される圧力と圧力センサ４２からの圧力計測信号によって表される圧力との差が所定の閾値より小さい場合には、ＳＰＦ１４が劣化及び／又は破損してＥＵＶ生成チャンバ２内のガスがＳＰＦ１４を通過して露光器側に漏出しているものと判断し、報知器４４を駆動する。これにより、ユーザ（オペレータ）は、ＳＰＦ１４が劣化及び／又は破損したことを早く知ることができ、ＳＰＦ１４の交換を行うことができる。

次に、本発明の第１１の実施形態に係るＥＵＶ光源装置について説明する。
図１５、図１６は、本実施形態に係るＥＵＶ光源装置を示す模式図である。なお、図１５、図１６においては、ターゲット物質供給部３、ターゲット物質回収筒７、ゲートバルブ１３、及び、飛散物遮蔽板支持部材１６（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。

本実施形態は、先に説明した第１０の実施形態に係るＥＵＶ光源装置（図１４参照）における圧力センサ４１、４２、圧力差検出器４３、及び、報知器４４に代えて、ミラー５１、受光素子５２、スペクトル分析器５３、報知器５４、及び、ミラーホルダ５５を具備することとしたものである。

ミラーホルダ５５は、ＥＵＶ光源装置の通常動作時（例えば、露光時等）には、ミラー５１をＥＵＶ光１２の光路外の位置において支持しており（図１５参照）、ＳＰＦ１４の検査時には、ミラー５１をＥＵＶ光１２の光路内に摺動させる（図１６参照）。なお、ＳＰＦ１４の検査は、所定のショット数（ＥＵＶ光発光回数）毎に行うようにしても良い。

受光素子５２は、例えば受光ダイオード等であり、ミラー５１がＥＵＶ光１２の光路内に位置している場合に、ミラー５１によって反射されたＥＵＶ光１２を受光して、少なくとも所望の波長（例えば、１３．５ｎｍ）の光以外のＥＵＶ光より波長が短い電磁波（光）及び／又はＥＵＶ光より波長が長い光（例えば、紫外線、可視光線、赤外線等）の強度を表す計測信号をスペクトル分析器５３に出力する。なお、受光素子５２が、所望の波長以外の波長の電磁波、光の強度に加えて、所望の波長（例えば、１３．５ｎｍ）の強度をも表す計測信号をスペクトル分析器５３に出力するようにしても良い。

一般に、ＳＰＦ１４が劣化及び／又は破損すると、所望の波長（例えば、１３．５ｎｍ）の光以外のＥＵＶ光より波長が短い電磁波（光）及び／又はＥＵＶ光より波長が長い光（例えば、紫外線、可視光線、赤外線等）を透過させてしまう。そこで、スペクトル分析器５３は、受光素子５２からの計測信号に基づいて、所定の閾値以上の強度を有する所望の波長以外の波長の電磁波、光がＳＰＦ１４を透過している場合には、ＳＰＦ１４が劣化及び／又は破損しているものと判断し、報知器５４を駆動する。これにより、ユーザ（オペレータ）は、ＳＰＦ１４が劣化及び／又は破損したことを早く知ることができ、ＳＰＦ１４の交換を行うことができる。

次に、本発明の第１２の実施形態に係るＥＵＶ光源装置について説明する。
図１７、図１８は、本実施形態に係るＥＵＶ光源装置を示す模式図である。なお、図１７、図１８においては、ターゲット物質供給部３、ターゲット物質回収筒７、ゲートバルブ１３、及び、飛散物遮蔽板支持部材１６（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。

本実施形態は、先に説明した第１の実施形態に係るＥＵＶ光源装置（図２参照）において、２つのＳＰＦ６１、６２と、ＳＰＦ６１、６２をそれぞれ支持するＳＰＦホルダ６３、６４と、ＳＰＦホルダ６３、６４をＥＵＶ光１２と交差する方向にそれぞれ摺動可能に収容するＳＰＦホルダ収容部６５と、を更に具備することとしたものである。

図１７においては、ＳＰＦホルダ６３がＥＵＶ光１２の光路上に位置しており、ＳＰＦ６１がＥＵＶ光１２を濾過している。ここで、ＳＰＦ６１が劣化及び／又は破損した場合には、ＳＰＦホルダ６３を図中の上方向に摺動させるとともに、ＳＰＦホルダ６４を図中の上方向に摺動させる（図１８参照）。これにより、ＳＰＦホルダ６４がＥＵＶ光１２の光路上に位置し、ＳＰＦ６２がＥＵＶ光１２を濾過する。そして、このとき、劣化及び／又は破損しておりＥＵＶ光１２を濾過していないＳＰＦ６１を新たなＳＰＦ６６と交換することができる。

その後、ＳＰＦ６２が劣化及び／又は破損した場合には、ＳＰＦホルダ６４を図中の下方向に摺動させるとともに、ＳＰＦホルダ６３を図中の下方向に摺動させる。これにより、ＳＰＦホルダ６３がＥＵＶ光１２の光路上に位置し、ＳＰＦ６６がＥＵＶ光１２を濾過する。そして、このとき、劣化及び／又は破損しておりＥＵＶ光１２を濾過していないＳＰＦ６２を新たなＳＰＦと交換することができる。

本実施形態によれば、ＳＰＦ６１、６２が劣化及び／又は破損した場合であっても、ＥＵＶ光源装置の稼動を停止することなく、劣化及び／又は破損したＳＰＦを新たなＳＰＦと交換することが可能である。

なお、ＳＰＦ６１、６２の劣化及び／又は破損を検出するために、先に説明した第１０の実施形態（図１４参照）における圧力センサ４１、４２、圧力差検出器４３、及び、報知器４４を用いても良いし、先に説明した第１１の実施形態（図１５、図１６）におけるミラー５１、受光素子５２、スペクトル分析器５３、報知器５４、及び、ミラーホルダ５５を用いても良い。

次に、本発明の第１３の実施形態に係るＥＵＶ光源装置について説明する。
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。なお、図１９においては、ターゲット物質供給部３、ターゲット物質回収筒７、ゲートバルブ１３、及び、飛散物遮蔽板支持部材１６（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。

本実施形態は、先に説明した第１２の実施形態に係るＥＵＶ光源装置（図１８参照）におけるＳＰＦ６１、６２、ＳＰＦホルダ６３、６４、及び、ＳＰＦホルダ収容部６５に代えて、４つのＳＰＦ７１〜７４（図２０参照）と、ＳＰＦ７１〜７４を支持するＳＰＦホルダ７５とを具備することとしたものである。

図２０は、図１９に示すＳＰＦホルダ７５をＸ軸方向と逆方向から見た様子を示す模式図である。ＳＰＦホルダ７５は、軸７６を中心とした円盤状の形状を有しており、軸７６から等距離の位置においてＳＰＦ７１〜７４を支持している。また、ＳＰＦホルダ７５は、軸７６を中心として、回動可能にＥＵＶ生成チャンバ２に取り付けられている。

図２０においては、ＳＰＦ７１がＥＵＶ光１２の光路上に位置しており、ＳＰＦ７１がＥＵＶ光１２を濾過している。ここで、ＳＰＦ７１が劣化及び／又は破損した場合には、ＳＰＦホルダ７５を図中の時計回り（又は反時計回り）に回動させる。これにより、ＳＰＦ７２がＥＵＶ光１２の光路上に位置し、ＳＰＦ７２がＥＵＶ光１２を濾過する。そして、このとき、劣化及び／又は破損しておりＥＵＶ光１２を濾過していないＳＰＦ７１を新たなＳＰＦと交換することができる。

その後、ＳＰＦ７２が劣化及び／又は破損した場合には、ＳＰＦホルダ７５を図中の時計回り（又は反時計回り）に回動させる。これにより、ＳＰＦ７３がＥＵＶ光１２の光路上に位置し、ＳＰＦ７３がＥＵＶ光１２を濾過する。そして、このとき、劣化及び／又は破損しておりＥＵＶ光１２を濾過していないＳＰＦ７２を新たなＳＰＦと交換することができる。

本実施形態によれば、ＳＰＦ７１〜７４が劣化及び／又は破損した場合であっても、ＥＵＶ光源装置の稼動を停止することなく、劣化及び／又は破損したＳＰＦを新たなＳＰＦと交換することが可能である。

なお、ＳＰＦ７１〜７４の劣化及び／又は破損を検出するために、先に説明した第１０の実施形態（図１４参照）における圧力センサ４１、４２、圧力差検出器４３、及び、報知器４４を用いても良いし、先に説明した第１１の実施形態（図１５、図１６）におけるミラー５１、受光素子５２、スペクトル分析器５３、報知器５４、及び、ミラーホルダ５５を用いても良い。

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ＬＰＰ型ＥＵＶ光源装置の構成を示す模式図である。 本発明の第１の実施形態に係るＬＰＰ型ＥＵＶ光源装置の構成を示す模式図である。 本発明の第１の実施形態に係るＬＰＰ型ＥＵＶ光源装置の構成を示す模式図である。 本発明の第２の実施形態に係るＬＰＰ型ＥＵＶ光源装置の構成を示す模式図である。 本発明の第２の実施形態に係るＬＰＰ型ＥＵＶ光源装置の構成を示す模式図である。 本発明の第３の実施形態に係るＬＰＰ型ＥＵＶ光源装置の構成を示す模式図である。 本発明の第４の実施形態に係るＬＰＰ型ＥＵＶ光源装置の構成を示す模式図である。 本発明の第５の実施形態に係るＬＰＰ型ＥＵＶ光源装置の構成を示す模式図である。 本発明の第６の実施形態に係るＬＰＰ型ＥＵＶ光源装置の構成を示す模式図である。 本発明の第７の実施形態に係るＬＰＰ型ＥＵＶ光源装置の構成を示す模式図である。 本発明の第８の実施形態に係るＬＰＰ型ＥＵＶ光源装置の構成を示す模式図である。 本発明の第９の実施形態に係るＬＰＰ型ＥＵＶ光源装置の構成を示す模式図である。 プラズマからの飛散物によって破損するＳＰＦの配置を示す模式図である。 本発明の第１０の実施形態に係るＬＰＰ型ＥＵＶ光源装置の構成を示す模式図である。 本発明の第１１の実施形態に係るＬＰＰ型ＥＵＶ光源装置の構成を示す模式図である。 本発明の第１１の実施形態に係るＬＰＰ型ＥＵＶ光源装置の構成を示す模式図である。 本発明の第１２の実施形態に係るＬＰＰ型ＥＵＶ光源装置の構成を示す模式図である。 本発明の第１２の実施形態に係るＬＰＰ型ＥＵＶ光源装置の構成を示す模式図である。 本発明の第１３の実施形態に係るＬＰＰ型ＥＵＶ光源装置の構成を示す模式図である。 本発明の第１３の実施形態に係るＬＰＰ型ＥＵＶ光源装置の構成を示す模式図である。 一般的なＬＰＰ型ＥＵＶ光源装置の構成を示す模式図である。

符号の説明

１、１０１…レーザ光源、２、１０２…ＥＵＶ生成チャンバ、３、１０３…ターゲット物質供給部、３ａ、１０３ａ…ターゲット噴射ノズル、３ｂ、１０３ｂ…ピエゾ素子、４、１０４…レーザ光集光光学系、６、１０６…窓、７、１０７…ターゲット物質回収筒、８、１０８…ＥＵＶ光集光ミラー、８ａ…穴、９、１０９…ターゲット物質、１０、１１０…レーザ光、１１、１１１…レーザ光照射点、１２、１１２…ＥＵＶ光、１３、１１３…ゲートバルブ、１４、１６、１７、６１、６２、６６、７１〜７４、１１４…ＳＰＦ、１５、３１〜３６…ＳＰＦ防護板、１６…ＳＰＦ防護板支持部材、２０、２０ａ〜２０ｅ…飛散物、２１、２２…飛散物捕集部、４１、４２…圧力センサ、４３…圧力差検出器、４４、５４…報知器、５１…ミラー、５２…受光素子、５３…スペクトル分析器、６３、６４、７５…ＳＰＦホルダ、６５…ＳＰＦホルダ収容部、７６…軸

Claims (5)

1. ターゲット物質にレーザ光を照射することによりプラズマから極端紫外光を発生する極端紫外光源装置であって、
   極端紫外光の生成が行われるチャンバと、
   前記チャンバ内のプラズマ発生位置にターゲット物質を供給するターゲット物質供給手段と、
   前記プラズマから放射される極端紫外光を集光点に集光する集光光学系と、
   前記集光光学系によって集光される極端紫外光を遮らない範囲において、前記プラズマ発生位置よりも前記集光点側における前記チャンバの内壁から突出して前記プラズマ発生位置側に略同じ角度で傾けて配置された板形状を有する複数の第１の部材と、
   を具備する極端紫外光源装置。
2. 前記複数の第１の部材の表面に、多孔体が取り付けられ又はコーティングされている、請求項１に記載の極端紫外光源装置。
3. 前記プラズマ発生位置よりも前記集光光学系側における前記チャンバの内壁にも突出して配置されている多孔体を含む第２の部材を更に具備する、請求項１又は２に記載の極端紫外光源装置。
4. 前記チャンバ内において、前記プラズマ発生位置と前記集光点との間に配置された第３の部材を更に具備する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の極端紫外光源装置。
5. 前記集光光学系と前記集光点との間の光路に配置されるミラーと、
   通常動作時において、前記ミラーを前記光路外の位置に支持し、検査時において、前記ミラーを前記光路内に移動させるミラーホルダと、
   前記ミラーによる極端紫外光の反射方向に配置される受光素子と、
   前記受光素子からの計測信号に基づいて報知器を駆動するスペクトル分析器と、
   を更に具備する、請求項１〜４のいずれか１項に記載の極端紫外光源装置。

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