JP5098019B2 - 極端紫外光源装置 - Google Patents
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Description
本発明は、露光装置の光源として用いられる極端紫外（ＥＵＶ：extreme ultra violet）光源装置において、ＥＵＶ光と共に生成される飛散物が付着した光学素子を洗浄する光学素子洗浄方法及び光学素子洗浄装置に関する。
近年、半導体プロセスの微細化に伴って光リソグラフィにおける微細化が急速に進展しており、次世代においては、１００nmから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。そのため、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、ターゲットにレーザビームを照射することによって生成されるプラズマを用いたＬＰＰ（laser produced plasma：レーザ励起プラズマ）光源（以下において、「ＬＰＰ式ＥＵＶ光源装置」ともいう）と、放電によって生成されるプラズマを用いたＤＰＰ（discharge produced plasma：レーザ励起プラズマ）光源と、軌道放射光を用いたＳＲ（synchrotoron radiation）光源の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、２πsteradian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。
ここで、ＬＰＰ方式によるＥＵＶ光の生成原理について説明する。真空チャンバ内に供給されるターゲット物質に対してレーザビームを照射すると、ターゲット物質が励起してプラズマ化する。このプラズマから、ＥＵＶ光を含む様々な波長成分が放射される。真空チャンバ内には所望の波長成分（例えば、１３．５nmの波長を有する成分）を選択的に反射するＥＵＶコレクタミラーが設置されており、このＥＵＶコレクタミラーによってＥＵＶ光が反射集光され、露光器に出力される。ターゲット物質としては錫（Ｓｎ）、リチウム（Ｌｉ）、キセノン（Ｘｅ）等が用いられるが、中でも高いＥＵＶ変換効率が得られる錫（Ｓｎ）が有望視されている。また、ＥＵＶコレクタミラーの反射面には、例えば、モリブデン（Ｍｏ）の薄膜とシリコン（Ｓｉ）の薄膜とを交互に積層した多層膜（Ｍｏ／Ｓｉ多層膜）が形成されている。
このようなＬＰＰ式ＥＵＶ光源装置においては、特に固体のターゲットを用いる場合に、プラズマ及びターゲットから放出される中性粒子やイオンによる影響が問題となっている。ＥＵＶコレクタミラーはプラズマ近傍に設置されるので、プラズマ及びターゲットから放出される中性粒子は、ＥＵＶコレクタミラーの反射面に付着してミラーの反射率を低下させる。一方、プラズマから放出されるイオンは、ＥＵＶコレクタミラーの反射面に形成されている多層膜を削り取る（本願においては、このことを「スパッタリング」ともいう）。本願明細書では、こうした中性粒子やイオンが光学素子に及ぼす悪影響を汚染と称している。なお、中性粒子やイオンを含むプラズマからの飛散物やターゲット物質の残骸は、デブリ（debris）と呼ばれている。
ＥＵＶコレクタミラーは、高い反射率を維持するために、例えば０．２nm（rms）程度の高い表面平坦性が要求されており、非常に高価である。そのため、ＥＵＶコレクタミラーを頻繁に交換するとなると、メンテナンス時間が増加するだけでなく運転コストが上昇することになる。そこで、露光装置の運転コストの削減や、メンテナンス時間の低減等の観点から、ＥＵＶコレクタミラーの長寿命化が望まれている。露光用ＥＵＶ光源装置におけるミラー寿命は、例えば、反射率が１０％低下するまでの期間として定義され、少なくとも１年間の寿命が要求されている。
上述したように、ＥＵＶコレクタミラーの表面にはデブリが付着し金属膜を形成する。金属膜はＥＵＶ光を吸収するため、ＥＵＶコレクタミラーの反射率が低下する。仮に金属膜の光透過率が約９５％であるとすると、ＥＵＶコレクタミラーの反射率は約９０％となる。ＥＵＶコレクタミラーの寿命を１年以上にするには、１３．５nmの波長を有するＥＵＶ光に対して、ＥＵＶコレクタミラーの反射率の低下を１０％以内にしなければならない。このためには、ＥＵＶコレクタミラーの反射面における金属膜の付着量（厚さ）の許容値は、リチウムで約５nmであり、錫に至っては約０．７５nmといった非常に僅かな値である。
デブリはＥＵＶコレクタミラーだけでなく、チャンバ内のあらゆる部品に付着する。特に、レーザビームやＥＵＶ光の光路に設けられた光学素子にデブリが付着すると、ＥＵＶ光源装置の出力低下を招く。また、センサ類などに設けられた光学素子にデブリが付着すると、センサ感度の低下を招く。こうした不具合を防止するためには、チャンバ内の各光学素子から定期的に金属膜を除去することが必要である。
しかし、金属膜を形成するデブリ粒子の付着力は大きいため、光学素子に付着するデブリに物理的な洗浄作用を付与しても光学素子からデブリを十分に除去できなかった。そこで、光学素子に付着するデブリに化学的な洗浄作用や加熱の洗浄作用を付与することによって、光学素子からデブリを除去する技術が下記特許文献で開示されている。
特許文献１には、チャンバのウインドウをフッ化カルシウムやフッ化マグネシウムのシールドで覆い、ウインドウにデブリが付着することを防止する技術が開示されている。この技術ではシールドを洗浄している。具体的には、ガスやプラズマを用いてシールド表面を化学的にエッチングする方法や、シールド自体を加熱してシールド表面に付着したデブリを液化あるいは蒸発させてシールド表面から離脱させる方法によって洗浄している。
米国特許出願公開第２００７／００１８１２２号明細書
上述したように、ターゲット物質としては、高いＥＵＶ変換効率が得られる錫（Ｓｎ）が有望視されている。
特許文献１のエッチング方法では、錫のデブリを洗浄するために臭化水素（ＨＢｒ）や塩素（Ｃｌ2）などのガスやそれらをプラズマ化したエッチャントが使用される。しかし、この方法をＥＵＶコレクタミラーの洗浄に用いると次のような問題が生じる。ＥＵＶコレクタミラーの反射面にはＭｏ／Ｓｉ多層膜が形成されている。特許文献１のエッチング方法によってＥＵＶコレクタミラーをエッチングすると、反射面の金属膜がエッチングされるだけでなく反射面自体すなわちＭｏ／Ｓｉ膜までエッチングされる。このためＥＵＶコレクタミラーの平坦度が損なわれるだけでなく、ＥＵＶコレクタミラーの短命化を招く。
また、特許文献１のデブリを蒸発させる方法には次のような問題がある。例えば、錫のデブリを蒸発させるためには光学素子自体を３００℃以上に加熱する必要がある。光学素子の反射面や透過面は種々のコーティング物質で被覆されているが、光学素子を３００℃以上に加熱すると、コーティング物質の熱膨張率の差に起因する疲労破壊やコーティング物質間の熱拡散により、反射率や透過率が劣化する。
したがって、従来の洗浄方法では、長期間に渡って光学素子本来の反射率や透過率を維持し、ＥＵＶコレクタミラーの耐用期間を延ばすことは期待できなかった。
本発明はこうした実状に鑑みてなされたものであり、チャンバ内のターゲットをレーザビームで励起することによって生成されるプラズマからＥＵＶ光と共に放出されるデブリを、チャンバ内に設けられた光学素子にダメージを与えることなくその表面から除去できるようにし、光学素子の耐用期間を延ばすことを解決課題とするものである。
第１発明は、
チャンバ内のターゲットをレーザビームで励起することによって生成されるプラズマから極端紫外光と共に放出された飛散物を、チャンバ内の光学素子から除去する極端紫外光源装置の光学素子洗浄方法において、
ターゲットを固体の錫とし且つこの固体の錫の励起源をＣＯ2レーザにすることによって、プラズマから放出される飛散物の大きさをナノサイズ以下にし、
光学素子に付着するナノサイズ以下の飛散物に、当該飛散物の付着力を断ち切る作用を付与すること
を特徴とする。
チャンバ内のターゲットをレーザビームで励起することによって生成されるプラズマから極端紫外光と共に放出された飛散物を、チャンバ内の光学素子から除去する極端紫外光源装置の光学素子洗浄方法において、
ターゲットを固体の錫とし且つこの固体の錫の励起源をＣＯ2レーザにすることによって、プラズマから放出される飛散物の大きさをナノサイズ以下にし、
光学素子に付着するナノサイズ以下の飛散物に、当該飛散物の付着力を断ち切る作用を付与すること
を特徴とする。
第２発明は、
チャンバ内のターゲットをレーザビームで励起することによって生成されるプラズマから極端紫外光と共に放出された飛散物を、チャンバ内の光学素子から除去する極端紫外光源装置の光学素子洗浄装置において、
ターゲットを固体の錫とし、
固体の錫の励起源をＣＯ2レーザとし、
固体の錫をＣＯ2レーザで励起することによって生成されるプラズマから放出されて光学素子に付着したナノサイズの飛散物に、当該飛散物の付着力を断ち切る作用を付与する洗浄手段を備えたこと
を特徴とする。
チャンバ内のターゲットをレーザビームで励起することによって生成されるプラズマから極端紫外光と共に放出された飛散物を、チャンバ内の光学素子から除去する極端紫外光源装置の光学素子洗浄装置において、
ターゲットを固体の錫とし、
固体の錫の励起源をＣＯ2レーザとし、
固体の錫をＣＯ2レーザで励起することによって生成されるプラズマから放出されて光学素子に付着したナノサイズの飛散物に、当該飛散物の付着力を断ち切る作用を付与する洗浄手段を備えたこと
を特徴とする。
第３発明は、第２発明において、
前記洗浄手段は、
光学素子に付着したナノサイズの飛散物を払拭する払拭手段を有すること
を特徴とする。
前記洗浄手段は、
光学素子に付着したナノサイズの飛散物を払拭する払拭手段を有すること
を特徴とする。
第４発明は、第２発明において、
前記洗浄手段は、
光学素子に付着したナノサイズの飛散物をスパッタリングによって除去するスパッタリング手段を有すること
を特徴とする。
前記洗浄手段は、
光学素子に付着したナノサイズの飛散物をスパッタリングによって除去するスパッタリング手段を有すること
を特徴とする。
第５発明は、第２発明において、
前記洗浄手段は、
光学素子に付着したナノサイズの飛散物にレーザ光を照射して、当該飛散物をレーザ光の照射により発生する熱衝撃波で光学素子から離脱させるレーザ光照射手段を有すること
を特徴とする。
前記洗浄手段は、
光学素子に付着したナノサイズの飛散物にレーザ光を照射して、当該飛散物をレーザ光の照射により発生する熱衝撃波で光学素子から離脱させるレーザ光照射手段を有すること
を特徴とする。
第６発明は、第２発明において、
前記洗浄手段は、
光学素子に付着したナノサイズの飛散物に水分を供給する水分供給手段と、
水分を含んだ飛散物にレーザ光を照射して、当該飛散物を水分と共に蒸発させるレーザ光照射手段と、を有すること
を特徴とする。
前記洗浄手段は、
光学素子に付着したナノサイズの飛散物に水分を供給する水分供給手段と、
水分を含んだ飛散物にレーザ光を照射して、当該飛散物を水分と共に蒸発させるレーザ光照射手段と、を有すること
を特徴とする。
第７発明は、第２発明において、
前記洗浄手段は、
光学素子に付着したナノサイズの飛散物に不活性ガスを噴射して、当該飛散物を不活性ガスの噴射圧で光学素子から剥離させるガス噴射手段を有すること
を特徴とする。
前記洗浄手段は、
光学素子に付着したナノサイズの飛散物に不活性ガスを噴射して、当該飛散物を不活性ガスの噴射圧で光学素子から剥離させるガス噴射手段を有すること
を特徴とする。
第８発明は、第２発明において、
前記洗浄手段は、
光学素子に付着したナノサイズの飛散物に粒子を噴射して、当該飛散物を粒子の噴射圧で光学素子から剥離させる粒子噴射手段を有すること
を特徴とする。
前記洗浄手段は、
光学素子に付着したナノサイズの飛散物に粒子を噴射して、当該飛散物を粒子の噴射圧で光学素子から剥離させる粒子噴射手段を有すること
を特徴とする。
第９発明は、第２発明において、
前記洗浄手段は、
前記チャンバ内に液体を満たし、光学素子に付着したナノサイズの飛散物を液体によって除去する液体充満手段を有すること
を特徴とする。
前記洗浄手段は、
前記チャンバ内に液体を満たし、光学素子に付着したナノサイズの飛散物を液体によって除去する液体充満手段を有すること
を特徴とする。
第１０発明は、第２発明において、
前記洗浄手段は、
光学素子に付着したナノサイズの飛散物に液体を噴射して、当該飛散物を液体の噴射圧又は洗浄力で光学素子から剥離させる液体噴射手段を有すること
を特徴とする。
前記洗浄手段は、
光学素子に付着したナノサイズの飛散物に液体を噴射して、当該飛散物を液体の噴射圧又は洗浄力で光学素子から剥離させる液体噴射手段を有すること
を特徴とする。
第１１発明は、第２発明において、
前記洗浄手段は、
光学素子を振動して、光学素子に付着したナノサイズの飛散物を光学素子から離脱させる振動手段を有すること
を特徴とする。
前記洗浄手段は、
光学素子を振動して、光学素子に付着したナノサイズの飛散物を光学素子から離脱させる振動手段を有すること
を特徴とする。
第１２発明は、第２発明において、
前記光学素子は、
他の光学素子を覆うようにして当該他の光学素子とプラズマ発生領域との間に設けられ、当該他の光学素子に飛散物が付着することを防止する透過性の防護板を含むことを
特徴とする。さらに、付記的事項として、本願明細書には、チャンバ内の錫ターゲットを前記チャンバに設けられた光学素子の窓からＣＯ２レーザービームで励起する極端紫外光源装置であって、
前記ＣＯ２レーザービームが前記錫ターゲットを励起するプラズマ発生領域と前記窓を有する側の前記チャンバの内壁との間に設けられた前記ＣＯ２レーザービームを透過するデブリ防護光学素子と、
前記デブリ防護光学素子の第１の領域は、前記窓と前記プラズマ発生領域との空間に位置し、前記デブリ防護光学素子の第２の領域は、前記チャンバの内壁と前記プラズマ発生領域との空間に位置し、
前記第２の領域を囲う洗浄室と、
前記デブリ防護光学素子の第１の領域を第２の領域を交代させる駆動手段と
前記洗浄室内であって、前記デブリ防護光学素子の第２の領域に接するブラシを有すること特徴とする発明を含む。さらに、本願明細書には、前記ブラシを前記デブリ防護光学素子との化学反応が許容できる程度まで希釈された洗浄液に浸潤させる手段を有することを特徴とする発明を含む。さらに本願明細書には、前記デブリ防護光学素子は回転軸を有し、この回転軸が前記駆動手段と連結していることを特徴とする発明を含む。
前記光学素子は、
他の光学素子を覆うようにして当該他の光学素子とプラズマ発生領域との間に設けられ、当該他の光学素子に飛散物が付着することを防止する透過性の防護板を含むことを
特徴とする。さらに、付記的事項として、本願明細書には、チャンバ内の錫ターゲットを前記チャンバに設けられた光学素子の窓からＣＯ２レーザービームで励起する極端紫外光源装置であって、
前記ＣＯ２レーザービームが前記錫ターゲットを励起するプラズマ発生領域と前記窓を有する側の前記チャンバの内壁との間に設けられた前記ＣＯ２レーザービームを透過するデブリ防護光学素子と、
前記デブリ防護光学素子の第１の領域は、前記窓と前記プラズマ発生領域との空間に位置し、前記デブリ防護光学素子の第２の領域は、前記チャンバの内壁と前記プラズマ発生領域との空間に位置し、
前記第２の領域を囲う洗浄室と、
前記デブリ防護光学素子の第１の領域を第２の領域を交代させる駆動手段と
前記洗浄室内であって、前記デブリ防護光学素子の第２の領域に接するブラシを有すること特徴とする発明を含む。さらに、本願明細書には、前記ブラシを前記デブリ防護光学素子との化学反応が許容できる程度まで希釈された洗浄液に浸潤させる手段を有することを特徴とする発明を含む。さらに本願明細書には、前記デブリ防護光学素子は回転軸を有し、この回転軸が前記駆動手段と連結していることを特徴とする発明を含む。
本発明は、ＥＵＶ光源装置において、ターゲットを固体の錫（Ｓｎ）とし、ターゲットの励起源をＣＯ2レーザとし、固体の錫をＣＯ2レーザから出力されるレーザビームで励起することによってプラズマから放出するデブリの大きさをナノサイズ以下にしたうえで、光学素子に付着するナノサイズのデブリに対して、デブリの付着力を断ち切る作用を付与することとしている。
本発明者らは、固体の錫をＣＯ2レーザで励起すると、プラズマから放出されるデブリの多くがサブナノ〜ナノサイズの粒子（分子・原子レベル）になることを発見した。これは従来知られていなかった現象である。マイクロサイズのデブリの付着力を断ち切ることは困難であるが、サブナノ〜ナノサイズのデブリの付着力を断ち切ることは比較的容易である。
例えば、光学素子表面のデブリを払拭したり、光学素子表面のデブリをスパッタリングしたり、光学素子表面のデブリにレーザ光を照射して熱衝撃波を発生させたり、光学素子表面のデブリに水分を浸潤させて水分と共に蒸発させたり、光学素子表面のデブリをガス・流体・液体で吹き飛ばしたり、光学素子表面のデブリを洗浄液で洗浄したり、光学素子表面のデブリに振動をあたえたり、することでサブナノ〜ナノサイズのデブリの付着力を断ち切ることが可能である。
本発明によれば、固体の錫のターゲットをＣＯ2レーザで励起することによってプラズマから放出されるデブリをナノサイズにしている。ナノサイズのデブリの付着力は非常に弱く、その付着力を断ち切るのは容易である。そこで、光学素子に付着するなナノサイズのデブリに対して付着力を断ち切るような力又はエネルギーを作用させることによって、光学素子からナノサイズのデブリを除去することができる。こうして光学素子の耐用期間を延ばすことが可能になる。
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
本発明の各実施形態を説明する前に、本発明に係るＥＵＶ光源装置の基本的な構成について、図１を参照して説明する。なお、後述する全ての実施形態は、図１を用いて説明する構成を有するものとする。
本発明の各実施形態を説明する前に、本発明に係るＥＵＶ光源装置の基本的な構成について、図１を参照して説明する。なお、後述する全ての実施形態は、図１を用いて説明する構成を有するものとする。
図１は本発明に係るＥＵＶ光源装置の基本的な構成を示す図である。本発明に係るＥＵＶ光源装置は、レーザビームをターゲットに照射して励起させてＥＵＶ光を生成するレーザ励起プラズマ（ＬＰＰ）方式を採用している。
図１に示すように、ＥＵＶ光源装置は、ＥＵＶ光４の生成が行われる真空チャンバ１０と、Ｓｎターゲット１に照射される励起用レーザビーム２を生成するＣＯ2レーザ１３と、ＣＯ2レーザ１３によって生成される励起用レーザビーム２を集光するレーザ集光光学系１４と、Ｓｎターゲット１に励起用レーザビーム２が照射されることによって発生するプラズマ３から放出されるＥＵＶ光４を集光して出射するＥＵＶコレクタミラー１５と、一定の短波長側のＥＵＶ光を露光器側に透過させるＳＰＦ１６（材質はＺｒ、Ｓｉ、Ｍｏのいずれか）と、ＥＵＶ光源装置全体を制御する制御部３０とを備えている。
真空チャンバ１０には、励起用レーザビーム２を導入する導入窓１８（材質はＺｎＳｅ、ＢａＦ2、ＮａＣｌ、Ｓｉ、Ｇｅ、ＣｓＩ、ＫＲＳ−５のいずれか）が設けられている。また、ＥＵＶコレクタミラー１５で反射されたＥＵＶ光４を露光器に導出する導出窓側にはゲートバルブ１０ａが設けられている。なお、露光器の内部も、真空チャンバ１０の内部と同様に、真空又は減圧状態に保たれる。
Ｓｎターゲット１は固体の錫（Ｓｎ）である。固体の錫の形態としては、ワイヤー状、テープ状、プレート状、ロッド状、球状等様々な形態が可能である。また、除熱のために心材に錫をコーティイングしたものでも良い。心材としては、例えば熱伝導性に優れる銅（熱伝導率３９０W/mk）、タングステン（熱伝導率１３０W/mk）、モリブデン（熱伝導率１４５W/mk）等や、融点の高いタングステン（融点３３８２℃）、タンタル（融点２９９６℃）、モリブデン（融点２６２２℃）等を使用することができる。あるいは、多層構造を有する材料を使用しても良い。例えば、硬質材料を切断する際に使用されるステンレスの芯線に銅及びダイヤモンドの多層コーティングを施したワイヤーなどを使用することができる。また、熱伝導性に優れたヒートパイプを使用しても良い。
また、Ｓｎターゲット１は、図示しないターゲット供給装置によって真空チャンバ１０内に供給され、同じく図示しないターゲット回収装置によって真空チャンバ１０外に回収される。ターゲット位置検出器１１（材質はＢＫ７、ＳｉＯ2のいずれか）は光学素子を備えた位置センサを有し、この位置センサでターゲット供給装置から真空チャンバ１０の内部に供給されたＳｎターゲット１の位置を検出する。ターゲット位置検出器１１の検出結果は制御部３０に出力される。制御部３０はターゲット供給装置を制御する。そして、ターゲット１が所望の位置に調整される。
ＣＯ2レーザ１３は、高い繰り返し周波数（例えば、パルス幅が数ｎ秒〜数十ｎ秒程度、周波数が１kHz〜１００kHz程度）でパルス発振可能なレーザビーム源である。レーザ集光光学系１４は、少なくとも１つのレンズ及び／又は少なくとも１つのミラーで構成される。図１においては、レーザ集光光学系１４（材質はＣｕ、Ｓｉ、Ｍｏ、Ａｕのいずれか）として集光ミラーが示されているが、他のレンズやミラーで構成することも可能である。また、図１においては、レーザ集光光学系１４が真空チャンバ１０の内部に設けられているが、真空チャンバ１０の外部に設けられる場合もある。レーザ集光光学系１４は制御部３０によって制御される駆動装置に取り付けられており、駆動装置の動作によって位置を調整する。ＣＯ2レーザ１３から出射したレーザビーム２はレーザ集光光学系１４に入射した後に、真空チャンバ１０内の所定の位置に集光され、Ｓｎターゲット１に照射される。レーザビーム２が照射されたＳｎターゲット１は一部が励起してプラズマ化し、このプラズマ３から様々な波長成分が放射される。
ＥＵＶコレクタミラー１５は、プラズマ３から放射される様々な波長成分の内から、所定の波長成分（例えば、１３、５nm付近のＥＵＶ光）を選択的に反射することにより集光する集光光学系である。ＥＵＶコレクタミラー１５は凹状の反射面を有しており、この反射面には、例えば、波長が１３．５nm付近のＥＵＶ光を選択的に反射するためのモリブデン（Ｍｏ）及びシリコン（Ｓｉ）の多層膜が形成されている。図１において、ＥＵＶコレクタミラー１５によりＥＵＶ光が右方向に反射され、ＥＵＶ中間集光点に集光された後、露光器に出力される。なお、ＥＵＶ光の集光光学系は、図１に示すＥＵＶコレクタミラー１５に限定されず、複数の光学部品を用いて構成しても良いが、ＥＵＶ光の吸収を抑えるために反射光学系とすることが必要である。
さらに、このＥＵＶ光源装置は、ＥＵＶ光パワー検出器２４を備える。ＥＵＶ光パワー検出器２４は、例えば、ジルコニウム（Ｚｒ）フィルタ及びフォトダイオードによって構成される。フィルタの材質はＺｒ以外にＳｉまたはＭｏでもよい。ジルコニウムフィルタは、波長が２０nm以上の光をカットする。フォトダイオードは、入射した光の強度又はエネルギーに応じた検出信号を制御部３０に出力する。
真空チャンバ１０には真空ポンプ３５が接続されている。真空ポンプ３５は、真空チャンバ１０を真空引きしており、後述する各実施形態にて光学素子から除去されたデブリを回収している。
本発明で固体の錫とＣＯ2レーザを用いるのは、固体の錫とＣＯ2レーザを組み合わせることによって、プラズマから放出されるデブリの多くがサブナノ〜ナノサイズの粒子（分子・原子レベル）になるためである。これは従来知られていなかった現象であり、本発明者らが行った下記実験によって新たに発見されたものである。
図２は本発明者らが行った実験の装置構成を示す図である。
この装置は、プレート状の錫１′と、錫１′の表面に対する鉛直方向に配置されたＴＥＡ−ＣＯ2レーザ１３′と、錫１′の表面に対する鉛直方向から約３０度傾いた方向であって錫から約１２０mmだけ離間した位置に配置された分析用のＭｏ／Ｓｉサンプルミラー１５′とを備える。本発明者らは、ＴＥＡ−ＣＯ2レーザ１３′のエネルギーを約１５〜２５mJ程度、パルス時間半値幅１０ns、集光スポットサイズ約１００μm程度において、ＥＵＶ発光が十分可能な条件のレーザビームを１５万ショット以上照射して、Ｍｏ／Ｓｉサンプルミラー１５′に付着したデブリを観察した。
この装置は、プレート状の錫１′と、錫１′の表面に対する鉛直方向に配置されたＴＥＡ−ＣＯ2レーザ１３′と、錫１′の表面に対する鉛直方向から約３０度傾いた方向であって錫から約１２０mmだけ離間した位置に配置された分析用のＭｏ／Ｓｉサンプルミラー１５′とを備える。本発明者らは、ＴＥＡ−ＣＯ2レーザ１３′のエネルギーを約１５〜２５mJ程度、パルス時間半値幅１０ns、集光スポットサイズ約１００μm程度において、ＥＵＶ発光が十分可能な条件のレーザビームを１５万ショット以上照射して、Ｍｏ／Ｓｉサンプルミラー１５′に付着したデブリを観察した。
図３は本発明者らが行った実験によって得られた金属膜の断面写真である。図４は真空蒸着によって得られた金属膜の断面写真であり、本実験の比較例である。
図３からは、Ｍｏ／Ｓｉサンプルミラー１５′の表面に金属膜が形成されていることを確認できる。しかしながら、図３からは、Ｍｏ／Ｓｉサンプルミラー１５′の表面に粒子が付着していることは確認できない。一方、真空蒸着によってサンプル表面にマイクロサイズの錫を付着させた場合は、図４に示すように、サンプル表面にマイクロサイズの粒子が付着していることを確認できる。これらの結果から、Ｍｏ／Ｓｉサンプルミラー１５′の表面に形成される金属膜は、マイクロサイズより小さいサブナノ〜ナノサイズ程度の粒子によって構成されていると推測される。すなわち、固体の錫をＣＯ2レーザで励起した場合に、プラズマから放出されるデブリの多くはサブナノ〜ナノサイズ程度であると推測される。
図３からは、Ｍｏ／Ｓｉサンプルミラー１５′の表面に金属膜が形成されていることを確認できる。しかしながら、図３からは、Ｍｏ／Ｓｉサンプルミラー１５′の表面に粒子が付着していることは確認できない。一方、真空蒸着によってサンプル表面にマイクロサイズの錫を付着させた場合は、図４に示すように、サンプル表面にマイクロサイズの粒子が付着していることを確認できる。これらの結果から、Ｍｏ／Ｓｉサンプルミラー１５′の表面に形成される金属膜は、マイクロサイズより小さいサブナノ〜ナノサイズ程度の粒子によって構成されていると推測される。すなわち、固体の錫をＣＯ2レーザで励起した場合に、プラズマから放出されるデブリの多くはサブナノ〜ナノサイズ程度であると推測される。
粒径が小さいデブリは粒径が大きいデブリよりも付着力が小さい。デブリがマイクロサイズ程度であると、その付着力は物理的な洗浄作用によって十分に断ち切ることができないが、デブリがナノサイズ程度であれば、その付着力は物理的な洗浄作用によって十分に断ち切ることが可能であると推測される。つまり、固体の錫をＣＯ2レーザで励起することによってデブリをナノサイズにしたうえで、デブリの付着力を断ち切る作用を付与するようにすれば、物理的な洗浄作用程度の小さな力で光学素子からデブリを除去できるようになる。以下で、ナノサイズのデブリの付着力を断ち切る作用について、具体的な実施形態を説明する。
図５は第１実施形態の構成を示す図である。なお、図５において、図１と同一の構成については同一の符号を付し、その説明を省略する。
本実施形態では、導入窓１８の出力側表面を払拭することによって導入窓１８に付着するナノサイズのデブリの付着力を断ち切っている。
本実施形態では、導入窓１８の出力側表面を払拭することによって導入窓１８に付着するナノサイズのデブリの付着力を断ち切っている。
真空チャンバ１０の内部であって、導入窓１８の近傍にはスクラバー４１が設けられる。スクラバー４１は、円柱状の軸部４１ａの周囲にナイロンやモヘアやＰＶＡ（ポリビニルアルコール）やＰＰ（ポリエチレン）などの材質のブラシ部４１ｂを備えた回転式のブラシである。図示しない駆動装置は、スクラバー４１を軸中心に回転させつつ導入窓１８に沿って摺動させる。スクラバー４１は回転式のブラシではなく、固定式のブラシでも良い。
スクラバー４１のブラシ部４１ｂに洗浄液、例えば、純水、ＲＣＡ洗浄液に使用される弱アルカリ性水又は弱酸性水、電界イオン水、オゾン水など、を浸潤させて、弱い化学的洗浄作用を付与しても良い。洗浄液を使用すれば、スクラバー４１による洗浄効果がさらに向上する。但し、洗浄液は光学素子との化学反応が許容できる程度まで希釈されている必要がある。こうした洗浄液は光学素子との化学的反応が非常に弱いため、コーティング物質や光学基板の本来の反射率や透過率を劣化させることはない。
導入窓１８の表面上でスクラバー４１を回転させつつ摺動させると、導入窓１８に付着するナノサイズのデブリはブラシ部４１ｂによって除去される。本実施形態の洗浄作業はレーザ照射の停止中に行うようにする。洗浄作業を繰り返し行うとスクラバー４１自体にデブリが蓄積されるので、スクラバー４１自体を定期的に交換又は洗浄することが望ましい。
本実施形態によると、固体のＳｎターゲット１をＣＯ2レーザ１３で励起することによってプラズマから放出されるデブリをナノサイズにしている。ナノサイズのデブリの付着力は非常に弱く、スクラバー４１の拭き取り作用によって断ち切ることができる。したがって、導入窓１８からデブリを除去することが可能である。
本実施形態は導入窓１８の洗浄だけでなく、真空チャンバ１０内のあらゆる光学素子、例えば図１に示すターゲット位置検出器１１やレーザ集光光学系１４やＥＵＶコレクタミラー１５やＳＰＦ１６やＥＵＶ光パワー検出器２４などに適用可能である。
図６は第２実施形態の構成を示す図である。なお、図６において、図１と同一の構成については同一の符号を付し、その説明を省略する。
本実施形態では、導入窓１８の出力側に設けられたデブリ防護板４６の表面を払拭することによってデブリ防護板４６（材質はＺｎＳｅ、ＢａＦ2、ＮａＣｌ、Ｓｉ、Ｇｅ、ＣｓＩ、ＫＲＳ−５のいずれか）に付着するナノサイズのデブリの付着力を断ち切っている。
本実施形態では、導入窓１８の出力側に設けられたデブリ防護板４６の表面を払拭することによってデブリ防護板４６（材質はＺｎＳｅ、ＢａＦ2、ＮａＣｌ、Ｓｉ、Ｇｅ、ＣｓＩ、ＫＲＳ−５のいずれか）に付着するナノサイズのデブリの付着力を断ち切っている。
真空チャンバ１０の内部であって、導入窓１８の近傍にはレーザビーム２を妨げない形態にて洗浄室４５が画設されている。洗浄室４５の内部には、円板状のデブリ防護板４６が軸支されている。デブリ防護板４６は、例えば、ジンクセレン（ＺｎＳｅ）やフッ化バリウム（ＢａＦ2）などで形成された透過性の光学素子である。デブリ防護板４６の一部は、洗浄室４５の外部であって導入窓１８とプラズマ３の発生領域との間に設けられる。デブリ防護板４６は回転軸４８を中心にして回転し、一部が導入窓１８とプラズマ３の発生領域との間に送出される。デブリ防護板４５は回転式でなくスライド式であっても良い。
洗浄室４５の内部には、デブリ防護板４６の表面に接するようにしてスクラバー４７が設けられる。スクラバー４７は、円柱状の軸部４７ａの周囲にナイロンやモヘアやＰＶＡ（ポリビニルアルコール）やＰＰ（ポリエチレン）などの材質のブラシ部４７ｂを備えた回転式のブラシである。図示しない駆動装置は、スクラバー４７を軸中心に回転させる。スクラバー４７は回転式のブラシではなく、固定式のブラシでも良い。また、第１実施形態と同様に、ブラシ部４７ｂに洗浄液を浸潤させて、弱い化学的洗浄作用を付与しても良い。
スクラバー４１を回転させつつデブリ防護板４６を回転させると、デブリ防護板４６に付着するナノサイズのデブリはブラシ部４１ｂによって除去される。本実施形態の洗浄作業はレーザ照射中でも行うことができ、レーザを停止させる必要がないため、効率面で優れている。また、真空チャンバ１０内の他の光学素子とは別空間の洗浄室４５で洗浄が行われるため、デブリ防護板４６から除去したデブリが他の光学素子に再度付着することを防止できる。
本実施形態によると、固体のＳｎターゲット１をＣＯ2レーザ１３で励起することによってプラズマから放出されるデブリをナノサイズにしている。ナノサイズのデブリの付着力は非常に弱く、スクラバー４７の拭き取り作用によって断ち切ることができる。したがって、デブリ防護板４６からデブリを除去することが可能である。
本実施形態は導入窓１８の洗浄だけでなく、図１に示すターゲット位置検出器１１やレーザ集光光学系１４などに適用可能である。なお、レーザ集光光学系１４であるレンズの材質はＺｎＳｅ、ＢａＦ2、ＮａＣｌ、Ｓｉ、Ｇｅ、ＣｓＩ、ＫＲＳ−５のいずれかを用いる。一方、図１に示すＥＵＶコレクタミラー１５やＳＰＦ１６やＥＵＶ光パワー検出器２４をデブリ防護板で覆う場合は高い透過率が必要であるが、現状では所望の透過率を満たす材料がないため、本実施形態はこれらの光学素子に適用するには不向きである。
図７は第３実施形態の構成を示す図である。なお、図７において、図１と同一の構成については同一の符号を付し、その説明を省略する。
本実施形態では、プラズマにバイアスをかけるスパッタリング（プラズマエッチング）によってＥＵＶコレクタミラー１５の反射面に付着するナノサイズのデブリの付着力を断ち切っている。
本実施形態では、プラズマにバイアスをかけるスパッタリング（プラズマエッチング）によってＥＵＶコレクタミラー１５の反射面に付着するナノサイズのデブリの付着力を断ち切っている。
真空チャンバ１０の内部には、導電体基板からなるＥＵＶコレクタミラー１５の背後に接続された平面電極５１と、プラズマ３の発生領域を挟みＥＵＶコレクトミラー１５の反射面に対向するグリッド電極５２とが設けられている。平面電極５１はブロッキングコンデンサ５３を介して１３．５６ＭＨｚのＲＦ電源５４に接続され、グリッド電極５２はアースに接続される。この構成において、平面電極５１をカソード（陰極）とし、グリッド電極５２をアノード（陽極）とする。
真空チャンバ１０にはガス供給装置５５が接続される。ガス供給装置５５は、真空チャンバ１０の内部に所望の量のエッチャントガス（Ａｒガス）を供給する。また、ガス供給装置５５は、マスフローなどの流量制御部を備えており、この流量制御部は、真空チャンバ１０の内部を所望の真空度に保つようにエッチャントガスの流量を制御する。真空チャンバ１０の内部は数Ｐａ程度以下に保持される。
平面電極５１とグリッド電極５２との間にＲＦが印加されると、ガス供給装置５５から電極５１、５２間に流入したＡｒガスがイオン化され、Ａｒプラズマ５６が発生する。カソードに到達した電子は、ブロッキングコンデンサ５３で回路が遮断されているため、平面電極５１を負に帯電させる。Ａｒイオンは、陰極効果で発生した垂直な電界に沿ってＥＵＶコレクタミラー１５の反射面に入射する。すると、ＡｒイオンによってＥＵＶコレクタミラー１５の物理的なエッチングがなされ、ＥＵＶコレクタミラー１５の反射面に付着するナノサイズのデブリが除去される。
グリッド電極５２はＥＵＶ中間集光点へのＥＵＶ光の集光を妨げることが少ない。このため、本実施形態の洗浄作業はレーザ照射中でも行うことができ、レーザを停止させる必要がないため、効率面で優れている。アノード側をグリッド電極５２に代えて平板状の電極にすることも可能である。その場合は、平板状の電極をスライドさせる駆動装置を設ける。駆動装置は、ＥＵＶ光源装置の稼働停止中に平板状の電極をＥＵＶコレクタミラー１５の対向位置に移動させ、ＥＵＶ光源装置の稼働中に平板状の電極をＥＵＶ光を遮らない位置に退避させる。
本実施形態ではＡｒプラズマ５６をＣＣＰ（capacitively coupled plasma：容量結合型プラズマ）方式で発生させているが、他の方式でプラズマを発生させても良い。例えば、ＥＣＲ（electron cyclotron resonance plasma：電子サイクロトロン共鳴プラズマ）、ＨＷＰ（helicon wave plasma：ヘリコン波励起プラズマ）、ＩＣＰ（inductively coupled plasma：誘導結合型プラズマ）、ＳＷＰ（surface wave plasma：マイクロ波励起表面波プラズマ）等の方式を採用することも可能である。
また、本実施形態ではエッチャントガスとしてＡｒガスを用いて物理的なエッチングを行うようにしているが、ＡｒガスにＨ2、ＨＢｒ、Ｂｒ2、Ｃｌ2、ＨＣｌなどの化学反応ガス種を加えて化学的なエッチングも合わせて行うようにしても良い。但し、化学反応ガス種は光学素子との化学反応が許容できる程度まで希釈されている必要がある。こうした化学反応ガス種は光学素子との化学的反応が非常に弱いため、コーティング物質や光学基板の本来の反射率や透過率を劣化させることはない。Ａｒガスに加えて化学反応ガス種を加えることで、エッチャントプラズマイオンの物理的なエッチング作用を主体とした洗浄に化学的なエッチング作用が加わることになり、より高い洗浄効果を得ることができる。
本実施形態によると、固体のＳｎターゲット１をＣＯ2レーザ１３で励起することによってプラズマから放出されるデブリをナノサイズにしている。ナノサイズのデブリの付着力は非常に弱く、弱いＡｒイオンのスパッタリング作用によって断ち切ることができる。したがって、ＥＵＶコレクタミラー１５からデブリを除去することが可能である。Ａｒイオンのエッチング作用は弱いので、基板表面を直接エッチングして本来の反射率・透過率を劣化させることは殆どない。
本実施形態はＥＵＶコレクタミラー１５の洗浄だけでなく、例えば図１に示すレーザ集光光学系１４やＳＰＦ１６などに適用可能である。
図８は第４実施形態の構成を示す図である。なお、図８において、図１と同一の構成については同一の符号を付し、その説明を省略する。
本実施形態では、イオンを加速するスパッタリング（イオンミリング）によってＥＵＶコレクタミラー１５の反射面に付着するナノサイズのデブリの付着力を断ち切っている。
本実施形態では、イオンを加速するスパッタリング（イオンミリング）によってＥＵＶコレクタミラー１５の反射面に付着するナノサイズのデブリの付着力を断ち切っている。
真空チャンバ１０の内部には、ＥＵＶコレクタミラー１５の反射面にビーム出射口を向けたイオンガン５８が設けられる。イオンガン５８はＡｒイオンを加速したイオンビームを所定角度をもってＥＵＶコレクタミラー１５の反射面に照射する。イオンビームがＥＵＶコレクタミラー１５の反射面にまんべんなく照射されるように、イオンガン５８は真空チャンバ１０内を移動する。
イオンガン５８から出射されたＡｒイオンは、ＥＵＶコレクタミラー１５の反射面に入射する。すると、ＡｒイオンによってＥＵＶコレクタミラー１５の物理的なエッチングがなされ、ＥＵＶコレクタミラー１５の反射面に付着するナノサイズのデブリが除去される。本実施形態の洗浄作業はレーザ照射中でも行うことができ、レーザを停止させる必要がないため、効率面で優れている。
本実施形態によると、固体のＳｎターゲット１をＣＯ2レーザ１３で励起することによってプラズマから放出されるデブリをナノサイズにしている。ナノサイズのデブリの付着力は非常に弱く、弱いＡｒイオンのイオンミリング作用によって断ち切ることができる。したがって、ＥＵＶコレクタミラー１５からデブリを除去することが可能である。Ａｒイオンのイオンミリング作用は弱いので、基板表面を直接エッチングして本来の反射率・透過率を劣化させることは殆どない。
本実施形態はＥＵＶコレクタミラー１５の洗浄だけでなく、真空チャンバ１０内のあらゆる光学素子、例えば図１に示すターゲット位置検出器１１やレーザ集光光学系１４やＳＰＦ１６や導入窓１８やＥＵＶ光パワー検出器２４などに適用可能である。
図９は第５実施形態の構成を示す図である。なお、図９において、図１と同一の構成については同一の符号を付し、その説明を省略する。
本実施形態では、パルスレーザ光の照射に応じて発生する熱衝撃波によって導入窓１８及びレーザ集光光学系１４に付着するナノサイズのデブリの付着力（van der Waals 力など）を断ち切っている。
本実施形態では、パルスレーザ光の照射に応じて発生する熱衝撃波によって導入窓１８及びレーザ集光光学系１４に付着するナノサイズのデブリの付着力（van der Waals 力など）を断ち切っている。
真空チャンバ１０の外部には、導入窓１８を介してレーザ集光光学系１４にレーザビーム６３を照射するパルスレーザ６１と、パルスレーザ６１から出射されるレーザビーム６３をＣＯ2レーザ１３から出射されるレーザビーム２と併合して真空チャンバ１０の内部に導入するビームコンバイナ６２とが設けられている。
パルスレーザ６１は、例えばＮｄ：ＹＡＧレーザ（波長１０６４nm、５１２nm）、エキシマレーザ（波長２４８nm、１９３nm）など、波長が短いものが適している。また、本実施形態ではレーザビーム２、６３が透過する導入窓１８にＢａＦ2が用いられる。
パルスレーザ６１から出射されたレーザビーム６３は、ビームコンバイナ６２で反射し、導入窓１８を透過し、レーザ集光光学系１４に入射する。レーザビーム６３が導入窓１８の出射面とレーザ集光光学系１４の反射面に照射されると、それらの光学素子１８、１４に熱衝撃波が発生する。すると、それらの光学素子１８、１４に付着していたナノサイズのデブリの付着力が断ち切られる。
本実施形態では導入窓１８を介してレーザ集光光学素子１４にレーザビーム６３が入射されており、導入窓１８とレーザ集光光学素子１４とを同時に洗浄できるという点で優れている。しかし、他の導入窓を設けて、その導入窓を介してレーザ集光光学素子１４にレーザビーム６３が入射されるようにしても良い。その場合は、ビームコンバイナ６２は必要無い。さらに、洗浄効果を最適にするためには、レーザビーム６３のエネルギー密度が所望の密度になるように、レーザビーム６３を拡大あるいは縮小する光学系を設けることが望ましい。また、レーザビーム６３の断面面積が導入窓１８やレーザ集光光学素子１４の洗浄面積よりも小さい場合は、レーザビーム６３をスキャンできるような駆動装置を設けても良い。
本実施形態によると、固体のＳｎターゲット１をＣＯ2レーザ１３で励起することによってプラズマから放出されるデブリをナノサイズにしている。ナノサイズのデブリの付着力は非常に弱く、パルスレーザ光の熱衝撃波作用によって断ち切ることができる。したがって、導入窓１８やレーザ集光光学系１４からデブリを除去することが可能である。
本実施形態は導入窓１８やレーザ集光光学系１４の洗浄だけでなく、真空チャンバ１０内のあらゆる光学素子、例えば図１に示すターゲット位置検出器１１やＥＵＶコレクタミラー１５やＳＰＦ１６やＥＵＶ光パワー検出器２４などに適用可能である。
図１０は第６実施形態の構成を示す図である。なお、図１０において、図１と同一の構成については同一の符号を付し、その説明を省略する。
本実施形態では、水分の蒸発に伴い発生する力によってレーザ集光光学系１４に付着するナノサイズのデブリの付着力を断ち切っている。
本実施形態では、水分の蒸発に伴い発生する力によってレーザ集光光学系１４に付着するナノサイズのデブリの付着力を断ち切っている。
真空チャンバ１０には、チャンバ内外に光を透過自在にする導入窓６５が設けられ、真空チャンバ１０の外部には、導入窓６５を介してレーザ集光光学系１４にレーザビーム６６を照射するパルスレーザ６７と、真空チャンバ１０内に配置された噴出口６８ａからレーザ集光光学系１４に純水を吹き付ける水分供給装置６８が設けられる。また、パルスレーザ６７と導入窓６５との間には、レーザ集光光学系１４にレーザビーム６６を集光するレンズ６９が設けられる。
最初に、真空チャンバ１０がゲートバルブ１０ｂ、１０ｃで閉鎖され、レーザ集光光学系１４の周辺が隔離されて洗浄室１０′が形成される。次に、水分供給装置６８の噴出口６８ａからレーザ集光光学系１４に純水が吹き付けられる。または、水分供給装置６８の噴出口６８ａから洗浄室１０′の内部に水蒸気が噴霧され、洗浄室１０′の内部が水蒸気で満たされる。このとき、レーザ集光光学系１４の表面に形成された金属膜に水分が浸潤し、ナノサイズの各デブリ間に水分が入り込む。この状態で、パルスレーザ６７からレーザ集光光学系１４にレーザビーム６６が照射される。すると、レーザ集光光学系１４の表面上の水分が瞬間的に蒸発し、その蒸発に伴い発生する力によってナノサイズのデブリの付着力が断ち切られる。
本実施形態によると、固体のＳｎターゲット１をＣＯ2レーザ１３で励起することによってプラズマから放出されるデブリをナノサイズにしている。ナノサイズのデブリの付着力は非常に弱く、水分の蒸発に伴い発生する力の作用によって断ち切ることができる。したがって、レーザ集光光学系１４からデブリを除去することが可能である。
本実施形態はレーザ集光光学系１４の洗浄だけでなく、真空チャンバ１０内のあらゆる光学素子、例えば図１に示すターゲット位置検出器１１やＥＵＶコレクタミラー１５やＳＰＦ１６や導入窓１８やＥＵＶ光パワー検出器２４などに適用可能である。
図１１は第７実施形態の構成を示す図である。なお、図１１において、図１と同一の構成については同一の符号を付し、その説明を省略する。
本実施形態では、ＥＵＶコレクタミラー１５の反射面にガスを噴射することによってＥＵＶコレクタミラー１５に付着するナノサイズのデブリの付着力を断ち切っている。
本実施形態では、ＥＵＶコレクタミラー１５の反射面にガスを噴射することによってＥＵＶコレクタミラー１５に付着するナノサイズのデブリの付着力を断ち切っている。
真空チャンバ１０の内部には、ＥＵＶコレクタミラー１５の反射面に噴射口を向けたガスノズルヘッド７１が設けられる。ガスノズルヘッド７１は可撓性を有する配管７２を介して圧縮器７３に接続される。圧縮器７３はＮ2、Ａｒ、Ｈｅなどの不活性ガスを圧縮し、圧縮した不活性ガスをガスノズルヘッド７１からＥＵＶコレクタミラー１５の反射面に高速で噴射する。不活性ガスがＥＵＶコレクタミラー１５の反射面にまんべんなく噴射されるように、ガスノズルヘッド７１は真空チャンバ１０内を移動する。また、複数のガスノズルヘッド７１によって、不活性ガスがＥＵＶコレクタミラー１５の反射面にまんべんなく噴射されるようにしても良い。さらに、複数のガスノズルヘッド７１が移動するようにしても良い。
ガスノズルヘッド７１から噴射された不活性ガスは、ＥＵＶコレクタミラー１５の反射面に高速で吹き付けられる。すると、不活性ガスの噴射圧によってＥＵＶコレクタミラー１５の反射面に付着するナノサイズのデブリが除去される。本実施形態の洗浄作業はレーザ照射中でも行うことができ、レーザを停止させる必要がないため、効率面で優れている。
本実施形態によると、固体のＳｎターゲット１をＣＯ2レーザ１３で励起することによってプラズマから放出されるデブリをナノサイズにしている。ナノサイズのデブリの付着力は非常に弱く、不活性ガスの噴射作用によって断ち切ることができる。したがって、ＥＵＶコレクタミラー１５からデブリを除去することが可能である。
本実施形態はＥＵＶコレクタミラー１５の洗浄だけでなく、真空チャンバ１０内のあらゆる光学素子、例えば図１に示すターゲット位置検出器１１やレーザ集光光学系１４やＳＰＦ１６や導入窓１８やＥＵＶ光パワー検出器２４などに適用可能である。
図１２は第８実施形態の構成を示す図である。なお、図１２において、図１と同一の構成については同一の符号を付し、その説明を省略する。
本実施形態では、ＥＵＶコレクタミラー１５の反射面に粒子を噴射することによってＥＵＶコレクタミラー１５に付着するナノサイズのデブリの付着力を断ち切っている。
本実施形態では、ＥＵＶコレクタミラー１５の反射面に粒子を噴射することによってＥＵＶコレクタミラー１５に付着するナノサイズのデブリの付着力を断ち切っている。
真空チャンバ１０の内部には、ＥＵＶコレクタミラー１５の反射面に噴射口を向けたドライアイスノズルヘッド７６が設けられる。ドライアイスノズルヘッド７６は可撓性を有する配管７７を介して圧縮器７８に接続される。圧縮器７８はＣＯ2、Ｎ2、Ａｒなどの気体を低温圧縮し、低温圧縮した気体をドライアイスノズルヘッド７６からＥＵＶコレクタミラー１５の反射面に高速で排出する。排出された気体は断熱膨張の作用でドライアイスのジェットとなる。粒子がＥＵＶコレクタミラー１５の反射面にまんべんなく噴射されるように、ドライアイスノズルヘッド７６は真空チャンバ１０内を移動する。また、複数のドライアイスノズルヘッド７６によって、粒子がＥＵＶコレクタミラー１５の反射面にまんべんなく噴射されるようにしても良い。さらに、複数のドライアイスノズルヘッド７６が移動するようにしても良い。また、圧縮器７８を低温液体加圧器にしてＣＯ2、Ｎ2、Ａｒなどの液体を使用しても良い。
ドライアイスノズルヘッド７６から噴射されたドライアイスは、ＥＵＶコレクタミラー１５の反射面に高速で吹き付けられる。すると、ドライアイス粒子の衝突によってＥＵＶコレクタミラー１５の反射面に付着するナノサイズのデブリが除去される。本実施形態の洗浄作業はレーザ照射中でも行うことができ、レーザを停止させる必要がないため、効率面で優れている。
本実施形態によると、固体のＳｎターゲット１をＣＯ2レーザ１３で励起することによってプラズマから放出されるデブリをナノサイズにしている。ナノサイズのデブリの付着力は非常に弱く、粒子の噴射作用によって断ち切ることができる。したがって、ＥＵＶコレクタミラー１５からデブリを除去することが可能である。
本実施形態はＥＵＶコレクタミラー１５の洗浄だけでなく、真空チャンバ１０内のあらゆる光学素子、例えば図１に示すターゲット位置検出器１１やレーザ集光光学系１４やＳＰＦ１６や導入窓１８やＥＵＶ光パワー検出器２４などに適用可能である。
図１３は第９実施形態の構成を示す図である。なお、図１３において、図１と同一の構成については同一の符号を付し、その説明を省略する。
本実施形態では、真空チャンバ１０内に洗浄液を充満させることによって真空チャンバ１０内のあらゆる光学素子に付着するナノサイズのデブリの付着力を断ち切っている。
本実施形態では、真空チャンバ１０内に洗浄液を充満させることによって真空チャンバ１０内のあらゆる光学素子に付着するナノサイズのデブリの付着力を断ち切っている。
真空チャンバ１０には、チャンバ内に洗浄液を供給する洗浄液供給装置８１と、チャンバ内から洗浄液を排出する洗浄液排出装置８２とが設けられている。洗浄液としては、例えば、純水、ＲＣＡ洗浄液に使用されるアルカリ性水又は酸性水、電界イオン水、オゾン水などが用いられる。また、流体ファンなどで真空チャンバ１０の内部で洗浄液の流れが形成されるようにすることも可能である。また、各光学素子表面にスクラバーを設けて、表面を払拭するようにすることも可能である。また、真空チャンバ１０の内部に超音波発生装置を設けて、超音波洗浄することも可能である。
最初に、真空チャンバ１０の各種導入・排出口がゲートバルブ１０ａ、１０ｂで閉鎖され、真空チャンバ１０内が隔離される。次に、洗浄液供給装置８１によって真空チャンバ１０の内部に洗浄液が供給され、チャンバ内部が洗浄液で満たされる。各光学素子からナノサイズのデブリが除去される程度の時間が経過すると、洗浄液排出装置８２によって真空チャンバ１０の内部から洗浄液が排出される。洗浄液の排出が終了すると、ゲートバルブ１０ａ、１０ｂが開放され、真空チャンバ１０内が乾燥される。なお、洗浄液の蒸発を促進するために、真空チャンバ１０の内部をベーキング用ヒータで加熱しても良い。
本実施形態では、真空チャンバ１０内の各光学素子の他に、真空チャンバ１０内の各構造物や壁面も合わせて洗浄できる。このため、光学素子の二次汚染、すなわち真空チャンバ１０内の各構造物や壁面に付着したデブリが剥離して洗浄後の光学素子に付着することを防止できる。
本実施形態によると、固体のＳｎターゲット１をＣＯ2レーザ１３で励起することによってプラズマから放出されるデブリをナノサイズにしている。ナノサイズのデブリの付着力は非常に弱く、洗浄液の作用によって断ち切ることができる。したがって、各光学素子からデブリを除去することが可能である。
図１４は第１０実施形態の構成を示す図である。なお、図１４において、図１と同一の構成については同一の符号を付し、その説明を省略する。
本実施形態では、ＥＵＶコレクタミラー１５の反射面に洗浄液を噴射することによってＥＵＶコレクタミラー１５に付着するナノサイズのデブリの付着力を断ち切っている。
本実施形態では、ＥＵＶコレクタミラー１５の反射面に洗浄液を噴射することによってＥＵＶコレクタミラー１５に付着するナノサイズのデブリの付着力を断ち切っている。
真空チャンバ１０の内部には、ＥＵＶコレクタミラー１５の反射面に噴射口を向けたウォータノズルヘッド８６が設けられる。また、真空チャンバ１０の内部から洗浄液を排出する洗浄液排出装置８２が設けられている。ウォータノズルヘッド８６は可撓性を有する配管８７を介して圧縮器８８に接続される。圧縮器８８は洗浄液、例えば、純水、ＲＣＡ洗浄液に使用されるアルカリ性水又は酸性水、電界イオン水、オゾン水など、をウォータノズルヘッド８６からＥＵＶコレクタミラー１５の反射面に高速で噴射する。洗浄液がＥＵＶコレクタミラー１５の反射面にまんべんなく噴射されるように、ウォータノズルヘッド８６は真空チャンバ１０内を移動する。また、複数のウォータノズルヘッド８６によって、洗浄液がＥＵＶコレクタミラー１５の反射面にまんべんなく噴射されるようにしても良い。さらに、複数のウォータノズルヘッド８６が移動するようにしても良い。また、洗浄対象の光学素子周辺の空間を他の光学素子周辺の空間から隔離するバルブ１０ｄを設けても良い。
最初に、真空チャンバ１０の各種導入・排出口がゲートバルブ１０ｂ、１０ｄで閉鎖され、真空チャンバ１０内が隔離される。次に、ウォータノズルヘッド８６から噴射された洗浄液が、ＥＵＶコレクタミラー１５の反射面に高速で吹き付けられる。すると、洗浄液の噴射圧によってＥＵＶコレクタミラー１５の反射面に付着するナノサイズのデブリが除去される。洗浄液の噴射が終了すると、洗浄液排出装置８２によって真空チャンバ１０の内部から洗浄液が排出される。洗浄液の排出が終了すると、ゲートバルブ１０ａ、１０ｄが開放され、真空チャンバ１０内が乾燥される。なお、洗浄液の蒸発を促進するために、真空チャンバ１０の内部をベーキング用ヒータで加熱しても良い。
本実施形態によると、固体のＳｎターゲット１をＣＯ2レーザ１３で励起することによってプラズマから放出されるデブリをナノサイズにしている。ナノサイズのデブリの付着力は非常に弱く、洗浄液の噴射作用によって断ち切ることができる。したがって、ＥＵＶコレクタミラー１５からデブリを除去することが可能である。
本実施形態はＥＵＶコレクタミラー１５の洗浄だけでなく、真空チャンバ１０内のあらゆる光学素子、例えば図１に示すターゲット位置検出器１１やレーザ集光光学系１４やＳＰＦ１６や導入窓１８やＥＵＶ光パワー検出器２４などに適用可能である。
図１５は第１１実施形態の構成を示す図である。なお、図１５において、図１と同一の構成については同一の符号を付し、その説明を省略する。
本実施形態では、超音波振動によってＥＵＶコレクトミラー１５に付着するナノサイズのデブリの付着力を断ち切っている。
本実施形態では、超音波振動によってＥＵＶコレクトミラー１５に付着するナノサイズのデブリの付着力を断ち切っている。
ＥＵＶコレクタミラー１５の背面にはピエゾ振動子９１が取り付けられている。ピエゾ振動子９１は交流電源９２に接続される。ピエゾ振動子９１は交流電源９２から供給される電気エネルギーを超音波振動に変換してＥＵＶコレクタミラー１５に付与する。
本実施形態によると、固体のＳｎターゲット１をＣＯ2レーザ１３で励起することによってプラズマから放出されるデブリをナノサイズにしている。ナノサイズのデブリの付着力は非常に弱く、超音波振動作用によって断ち切ることができる。したがって、ＥＵＶコレクタミラー１５からデブリを除去することが可能である。
本実施形態はＥＵＶコレクタミラー１５の洗浄だけでなく、真空チャンバ１０内のあらゆる光学素子、例えば図１に示すターゲット位置検出器１１やレーザ集光光学系１４やＳＰＦ１６や導入窓１８やＥＵＶ光パワー検出器２４などに適用可能である。
以上説明した第１〜第１１実施形態を適宜組み合わせることによって、洗浄効果をより強く得られるようにすることも可能である。また、第２実施形態で説明したようなデブリ防護板を設け、デブリ防護板の洗浄に第３〜第１１実施形態を適用することも可能である。
１…Ｓｎターゲット、２…レーザビーム、３…プラズマ、４…ＥＵＶ光、
１０…真空チャンバ、１１…ターゲット位置検出器、１３…ＣＯ2レーザ、
１４…レーザ集光光学系、１５…ＥＵＶコレクタミラー、
１８…導入窓、２４…ＥＵＶ光パワー検出器
１０…真空チャンバ、１１…ターゲット位置検出器、１３…ＣＯ2レーザ、
１４…レーザ集光光学系、１５…ＥＵＶコレクタミラー、
１８…導入窓、２４…ＥＵＶ光パワー検出器
Claims (4)
- チャンバ内の錫ターゲットを前記チャンバに設けられた光学素子の窓からＣＯ２レーザービームで励起し、発生した光をコレクタミラーで反射集光する極端紫外光源装置であって、
前記チャンバ内にエッチャントガスを供給するガス供給手段と、
前記コレクタミラーの裏面に接続されたカソードと
前記ＣＯ２レーザービームが前記錫ターゲットを励起するプラズマ発生領域を挟んで前記コレクターミラーに対抗する位置に設けられたグリッド形状のアノードと、
前記カソードと前記アノード間に接続される電源を有することを特徴とする極端紫外光源装置。 - 前記ガス供給手段が、前記コレクタミラーとの化学反応が許容できる程度まで希釈された化学的反応ガス種を加える手段を有することを特徴とする請求項１記載の極端紫外光源装置
- チャンバ内の錫ターゲットを前記チャンバに設けられた光学素子の窓からＣＯ２レーザー装置から出射するレーザビームで励起する極端紫外光源装置であって、
パルスレーザー装置であって、前記チャンバ内の光学素子に付着したデブリにパルスレーザービームを照射して、前記デブリを前記パルスレーザービームの照射により発生する熱衝撃波で前記光学素子から離脱させるパルスレーザー装置と、
前記ＣＯ２レーザー装置と前記窓との間に、前記パルスレーザー装置から出射されるパルスレーザービームと、前記ＣＯ２レーザー装置から出射されるレーザービームを併合するように配置されたビームコンバイナを有することを特徴とする極端紫外光源装置。 - チャンバ内の錫ターゲットを前記チャンバに設けられた光学素子の窓からＣＯ２レーザービームで励起する極端紫外光源装置であって、
前記チャンバの内壁の最上部に設けられた第１の開口部と、
前記開口部に接続され、前記チャンバの外部に設けられた洗浄液供給手段と、
前記チャンバの内壁の最下部に設けられた第２の開口部と、
前記第２の開口部を開閉するバルブを有することを特徴とする極端紫外光源装置。
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