JP5312959B2 - 極端紫外光源装置 - Google Patents

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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、６０ｎｍ〜４５ｎｍの微細加工、さらには３２ｎｍ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、３２ｎｍ以下の微細加工に応じるべく、波長１３ｎｍ程度の極端紫外（ＥＵＶ）光を発生するＥＵＶ光源と縮小投影反射光学系（reduced projection reflective 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、２π〜５π sterad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、１００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１５は、従来のＬＰＰ型のＥＵＶ光源装置の概要を示す図である。図１５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とを主要な構成要素として構成される。
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。
ところで、図１５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、デブリとも呼ばれ、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デブリや電磁波の照射により、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。
（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する。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、本願出願人は、既に特許文献２および特許文献３により、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開示している。
開示した発明の１の観点に係る極端紫外光源装置は、レーザ光を極端紫外光発生チャンバに導入するウインドウに温度センサを設置し、温度センサによって検出されたウインドウの温度に基づいて、ウインドウの劣化を判定する。
本開示発明によれば、ＥＵＶ光発生チャンバのウインドウ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。
また、開示した発明の別の観点に係る極端紫外光源装置は、極端紫外光発生チャンバの外部に設けたレーザ光強度検出器により、極端紫外光の発生が行われないときに、レーザ光集光光学系によって集光された後にターゲット物質に照射されることなく発散して極端紫外光発生チャンバから出射したレーザ光の強度を検出して、極端紫外光の発生が行われないときに、レーザ光強度検出器によって検出されたレーザ光の強度に基づいて、ウインドウ及び／又は光学素子の劣化を判定する。
開示した発明のさらに別の観点に係る開示された極端紫外光源装置は、レーザ光強度検出器の代わりにエリアセンサを備え、極端紫外光発生チャンバから出射したレーザ光を再び集光して、エリアセンサで検出したレーザ光の画像に基づいて、ウインドウ及び／又は光学素子の劣化及び／又は歪み、及び／又は、レーザ光集光光学系によって集光されたレーザ光の焦点がプラズマを発生させる位置からずれていることを判定する。
図１６は、典型的な極端紫外光源装置（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１６に示すように、このＥＵＶ光源装置は、ドライバーレーザ２０１と、ＥＵＶ光発生チャンバ２０２と、ターゲット物質供給部２０３と、レーザ光集光光学系２０４とを含んでいる。
ドライバーレーザ２０１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２０２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２０２には、ドライバーレーザ２０１から発生したレーザ光２２０をＥＵＶ光発生チャンバ２０２内に通過させるためのウインドウ２０６が取り付けられている。また、ＥＵＶ光発生チャンバ２０２の内部には、ターゲット噴射ノズル２０３ａと、ターゲット回収筒２０７と、ＥＵＶ光集光ミラー２０８とが配置されている。
ターゲット物質供給部２０３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２０３の一部であるターゲット噴射ノズル２０３ａを介して、ＥＵＶ光発生チャンバ２０２内に供給する。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２０２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２０２内に供給しない。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２０７によって回収される。
レーザ光集光光学系２０４は、ドライバーレーザ２０１から出射したレーザ光２２０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２０９が励起してプラズマ化し、ＥＵＶ光２２１が発生する。なお、レーザ光集光光学系２０４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２０４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２０２内に配置することも可能である。
ＥＵＶ光集光ミラー２０８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２２１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２２１は、伝送光学系を介して露光器等へ導かれる。なお、図１６において、ＥＵＶ光集光ミラー２０８は、紙面の手前方向にＥＵＶ光２２１を集光する。
図１７および図１８は、特許文献２に開示された第１の観点に係る極端紫外光源装置のＥＵＶ光発生時の様子を示す模式図である。図１７は、開示された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１８は、開示された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１７及び図１８においては、ターゲット物質供給部２０３及びターゲット物質回収筒２０７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１７を主に参照しながら、開示された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１８を主に参照しながら、開示された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１７に示すように、ドライバーレーザ２０１から図中の右方向に出射されたレーザ光２２０は、凹レンズ２４１によって発散され、凸レンズ２４２によってコリメートされ、ウインドウ２０６を透過してＥＵＶ光発生チャンバ２０２内に入射する。
ＥＵＶ光発生チャンバ２０２内には、放物凹面鏡２４３と、放物凹面鏡２４３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２４４とが配置されている。
ウインドウ２０６を透過してＥＵＶ光発生チャンバ２０２内に入射したレーザ光２２０は、放物凹面鏡２４３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２２１が発生する。
ＥＵＶ光集光ミラー２０８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２２１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２０８によって反射されたＥＵＶ光２２１は、ＥＵＶ光発生チャンバ２０２に設けられたゲートバルブ２１０、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２１１を通過する。ＩＦ（中間集光点）に集光されたＥＵＶ光２２１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２３１、２３２と、パージガス供給部２３１から噴出されるパージガスをウインドウ２０６のＥＵＶ光発生チャンバ２０２の内部側の面に導くためのパージガス導入路２３３と、パージガス供給部２３２から噴出されるパージガスを放物凹面鏡２４３の反射面に導くためのパージガス導入路２３４とを具備する。
パージガスとしては、不活性ガス（例えば、Ａｒ、Ｈｅ、Ｎ２、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２３１、２３２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２０２の内壁には、ウインドウ２０６、放物凹面鏡２４３、及び、放物凹面鏡駆動機構２４４を囲むパージガスチャンバ２５０が取り付けられている。パージガスチャンバ２５０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２４３によって反射されたレーザ光２２０を通過させるための開口部２５０ａが設けられている。
さらに、ＥＵＶ光発生チャンバ２０２の図中の上方の部分には、ゲートバルブ２１６が配置されている。ゲートバルブ２１６は、ＥＵＶ光源装置がＥＵＶ光の発生を行う場合には閉じられ、ＥＵＶ光源装置がＥＵＶ光の発生を行わない場合には開かれる。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２０２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２１６によって遮蔽され、ＥＵＶ光発生チャンバ２０２の外に出射することはない。
次に、図１８を参照しながら、開示された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２０３は、ターゲット物質をＥＵＶ光発生チャンバ２０２内に供給せず、また、ゲートバルブ２１６は、開かれる。そのため、放物凹面鏡２４３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２１６を通過して、ＥＵＶ光発生チャンバ２０２から図中の上方に出射する。
ゲートバルブ２１６の図中の上方には、ＥＵＶ光発生チャンバ２０２からゲートバルブ２１６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２６１が配置されている。レーザ光検出器２６１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２１６を通過したレーザ光は、レーザ光検出器２６１に入射し、レーザ光検出器２６１は、入射したレーザ光の強度を検出する。レーザ光検出器２６１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２０６及び／又は放物凹面鏡２４３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２８０に送られる。なお、レーザ光光学系劣化チェック処理部２８０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２８０には、ウインドウ２０６及び／又は放物凹面鏡２４３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２８１が接続されている。
図１９は、レーザ光光学系劣化チェック処理部２８０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２８０は、ＥＵＶ光源装置がＥＵＶ光の発光を行わない場合に、図１９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２８０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２６１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２０６に劣化が生じている場合には、レーザ光２２０がウインドウ２０６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２０２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２４３の反射面に劣化が生じている場合には、放物凹面鏡２４３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２８０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２０６及び放物凹面鏡２４３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２０６及び／又は放物凹面鏡２４３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２８０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２０６及び／又は放物凹面鏡２４３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２０６及び／又は放物凹面鏡２４３に劣化が生じていることを、警告灯２８１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、開示されたＥＵＶ光源装置によれば、ＥＵＶ光非発生時において、ウインドウ２０６及び／又は放物凹面鏡２４３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２０６及び／又は放物凹面鏡２４３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、ＥＵＶ光源装置がＥＵＶ光の発生を行う場合（図１８）にゲートバルブ２１６が閉じられるので、レーザ光検出器２６１がプラズマやＥＵＶ光発生チャンバ２０２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。
開示されたＥＵＶ光源装置は、図１７等に示すように、ウインドウ２０６の温度を検出する温度センサ２８２を更に含んでいる。温度センサ２８２としては、ＥＵＶ光発生チャンバ２０２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２８２によって検出されたウインドウ２０６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２８０に送られる。
図２０は、開示されたＥＵＶ光源装置のＥＵＶ光発生時にレーザ光光学系劣化チェック処理部２８０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２８０は、ウインドウ２０６の温度Ｔを表す信号又はデータを温度センサ２８２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２０６に劣化が生じている場合には、ウインドウ２０６がレーザ光２２０を吸収し、それにより、ウインドウ２０６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２８０は、ウインドウ２０６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２０６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２０６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２０６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２０６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２８０は、ウインドウ２０６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２０６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２０６及び／又は放物凹面鏡２４３に劣化が生じていることを、警告灯２８１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２８０が、ドライバーレーザ２０１に動作停止制御信号を出力し、ドライバーレーザ２０１の動作を停止させるようにしても良い。
このように、開示されたＥＵＶ光源装置によれば、ＥＵＶ光発生時において、ウインドウ２０６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２０６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。
図２１は、開示されたＥＵＶ光源装置の別の形態に係るＥＵＶ光源装置を示す模式図である。図２１は、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。このＥＵＶ光源装置は、凸レンズ２６３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２７１と、レーザ光検出器２６４と、エリアセンサ２６７とを更に具備する。
次に、図２１を参照しながら、開示の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。
開示のＥＵＶ光源装置では、ＥＵＶ光非発生時において、ゲートバルブ２１６を通過したレーザ光は、凸レンズ２６３によって集光され、ビームスプリッタ２７１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２７１を第１の方向に通過したレーザ光は、レーザ光検出器２６４に入射し、ビームスプリッタ２７１を第２の方向に通過したレーザ光は、エリアセンサ２６７に入射する。
レーザ光光学系劣化チェック処理部２８０は、ＥＵＶ光源装置のＥＵＶ光非発生時において、レーザ光検出器２６４からの信号又はデータを用いて図１９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２６７からの画像データを用いて図２２のフローチャートに示す処理を実行する。
図２２は、開示されたＥＵＶ光源装置のＥＵＶ光非発生時にレーザ光光学系劣化チェック処理部２８０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２８０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２６７から受け取る（ステップＳ３１）。
次に、レーザ光光学系劣化チェック処理部２８０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、テンプレート画像データは、ウインドウ２０６及び放物凹面鏡２４３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。テンプレート画像における座標（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ｉｏｆｆとし、ｊ軸方向のオフセットをｊｏｆｆとする。
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。
Figure 0005312959
この（１）式において、
Figure 0005312959
 である。
また、
Figure 0005312959
 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ｉｏｆｆ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ｊｏｆｆ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＋ｉｏｆｆ …（４）
ｙ＝ｖｍａｘ＋ｊｏｆｆ …（５）
Ｒ＝ＮＲ（ｕｍａｘ，ｖｍａｘ） …（６）
である。
再び図２２を参照すると、レーザ光光学系劣化チェック処理部２８０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２８０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２０６及び／又は放物凹面鏡２４３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２０６及び放物凹面鏡２４３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２８０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２０６及び／又は放物凹面鏡２４３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２０６及び放物凹面鏡２４３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２８０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２０６及び／又は放物凹面鏡２４３に劣化が生じているとともに、ウインドウ２０６及び／又は放物凹面鏡２４３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２０６及び／又は放物凹面鏡２４３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２０６及び／又は放物凹面鏡２４３に劣化及び歪みが生じていることを、警告灯２８１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２８０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２０６及び／又は放物凹面鏡２４３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２０６及び／又は放物凹面鏡２４３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２８０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２８０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２４４を操作して放物凹面鏡２４３を光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２８０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２８０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２０６及び／又は放物凹面鏡２４３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２４３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２４３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２４３が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２４３のアオリ角が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２０６及び放物凹面鏡２４３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２８０は、放物凹面鏡２４３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２４４を操作して放物凹面鏡２４３をｘ軸方向及び／又はｙ軸方向に移動させたり、放物凹面鏡２４３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、開示のＥＵＶ光源装置によれば、ＥＵＶ光非発生時において、ウインドウ２０６及び／又は放物凹面鏡２４３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２０６及び／又は放物凹面鏡２４３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。
このように、開示のＥＵＶ光源装置によれば、レーザ光の強度をレーザ光検出器２６４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２６７によって検出することができる。これにより、ウインドウ２０６及び／又は放物凹面鏡２４３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。
なお、図２１に示した開示のＥＵＶ光源装置は、温度センサ２８２を更に具備しており、レーザ光光学系劣化チェック処理部２８０が、図２０のフローチャートに示す処理を実行するようにすることができる。
開示された発明によれば、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。
特開２００３−２２９２９８号公報（第１頁、図１） 特開２００８−０９７８８３号公報 特開２００８−１０３１５１号公報
しかし、先に開示した発明では、温度センサをウインドウに設けて、ウインドウ温度を監視することで劣化の判定を行うので、ウインドウに劣化が生じたときには検出ができるが、レーザ光集光光学系の凹面鏡など他の光学素子に劣化があったときに検出することができない。特に、ＥＵＶ光源装置の光出力が大きくなると、デブリの発生量も大きくなり、ウインドウ以外にも、ＥＵＶ光発生チャンバ内に設けられた種々の光学素子の表面が簡単に汚染されるようになり、劣化の状態を的確に把握して清掃したり取り替えたりする必要がある。
そこで、本発明が解決しようとする課題は、ドライバーレーザのウインドウ及びＥＵＶ光発生チャンバ内に設置されたレーザ光集光光学系の光学素子の劣化を確実に検出して、的確な劣化判定を行えるようにすることである。
上記課題を解決するため、本発明の第１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に噴射するターゲット物質供給部と、レーザ光を出射するドライバーレーザと、極端紫外光発生チャンバに設けられ、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、光学素子を含むレーザ光集光光学系であって、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噴射されるターゲット物質の軌道上に集光させることによりプラズマを発生させる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して出射する極端紫外光集光光学系と、ウインドウ及び極端紫外光発生チャンバ内に設けられた光学素子のそれぞれに設けられ、それらの温度を検出する温度センサと、極端紫外光の発生が行われるときに、温度センサによって検出されたウインドウ及び光学素子の温度に基づいて、ウインドウ及び光学素子の劣化を判定する処理部と、極端紫外光の発生が行われないときに、レーザ光集光光学系によって集光された後にターゲット物質に照射されることなく発散したレーザ光のエネルギーを検出する第１のエネルギー検出器と、極端紫外光の発生が行われないときに、第１のエネルギー検出器によって検出されたレーザ光のエネルギーに基づいて、ウインドウ及び光学素子の劣化を判定する判定部と、を具備し、メインパルスレーザ用の第１のエネルギー検出器は極端紫外光発生チャンバの外部に設けられ、ターゲット物質に照射せずに発散したレーザ光を第１のエネルギー検出器に導く凹面ミラーが極端紫外光発生チャンバ内に設けられる。
また、上記課題を解決するため、本発明の第２の観点に係るＥＵＶ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に噴射するターゲット物質供給部と、レーザ光を出射するドライバーレーザと、極端紫外光発生チャンバに設けられ、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、極端紫外光発生チャンバ内に配置された光学素子を含むレーザ光集光光学系であって、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噴射されるターゲット物質の軌道上に集光させることによりプラズマを発生させる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して出射する極端紫外光集光光学系と、ウインドウ及び極端紫外光発生チャンバ内に設けられた光学素子のそれぞれに冷却水を供給する冷却水路と、冷却水路の冷却水の還流位置に設けられ還流水の温度を検出する温度センサと、極端紫外光の発生が行われるときに温度センサで検出された温度を使って求めた冷却水による廃熱量に基づいて、ウインドウ及び極端紫外光発生チャンバに設けられた光学素子の劣化を判定する処理部とを具備する。
なお、ドライバーレーザは、メインパルスレーザとプリパルスレーザを備えたものであってもよい。
本発明によれば、ＥＵＶ光発生チャンバ内に設けられたレーザ光集光光学系の光学素子の劣化を、レーザ装置やチャンバ外の光学素子の劣化と区別して、確実に検出することができる。これにより、ＥＵＶ光発生チャンバ内のレーザ光集光光学系光学素子を的確に効率よく保全して、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。
（第１実施形態）
図１は、本発明の１実施形態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）の概要を示す平面模式図、図２はその立面模式図である。
本実施形態のＥＵＶ光源装置は、ＥＵＶ光発生チャンバのレーザ光集光光学系における劣化等を的確に検出することにより、ＥＵＶ光発生効率の低下や変動に迅速に対処することができるところに特徴を有する。本実施形態のＥＵＶ光源装置は、図に示すように、ドライバーレーザと、ＥＵＶ光発生チャンバ２と、ターゲット物質供給部３と、ビームエキスパンダを含むレーザ光集光光学系とを具備する。
本実施形態のＥＵＶ光源装置は、ターゲットであるドロップレットにプリパルスレーザ光を照射して、ターゲットを膨張またはプラズマ化し、膨張またはプラズマ化したターゲットにメインパルスレーザ光を照射することにより、効率よくプラズマ発光させるシステムである。
ドライバーレーザは、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が、本実施形態では、図中一点鎖線で示すように、メインパルスレーザ１２とプリパルスレーザ１３で構成されている。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、ＣＯ２、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のメインパルスレーザ１２とプリパルスレーザ１３から発生したレーザ光を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（１），６（２）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、ドロップレット発生器３のターゲット噴射ノズルと、ドロップレット回収装置７と、ＥＵＶ光集光ミラー８とが配置されている。
ドロップレット発生器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、ターゲット噴射ノズルを介して、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残ったものは、ドロップレット回収装置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、ドロップレット発生器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。一方、ターゲット物質として錫（Ｓｎ）を使用する場合は、ドロップレット発生器３は、Ｓｎを液体にするために加熱する加熱装置、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、ドロップレット発生器３は、ドロップレットコントローラ３０に制御され、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。
プリパルスレーザ光集光光学系は、ビームエキスパンダ４（２）とウインドウ６（２）と放物面鏡４３（２）で構成され、プリパルスレーザ１３から出射したレーザ光を、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。また、メインパルスレーザ光集光光学系は、ビームエキスパンダ４（１）とウインドウ６（１）と放物面鏡４３（１）で構成され、メインパルスレーザ１２から出射したレーザ光を、プリパルスレーザ光で膨張したターゲット物質９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光が発生する。なお、レーザ光集光光学系は、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。
なお、メインパルスレーザ１２やプリパルスレーザ１３として、エキシマレーザやＹＡＧレーザの高調波光や基本波のＹＡＧレーザを用いる場合は、エキスパンダ４を形成する凹レンズや凸レンズ、及び、ウインドウ６の材質としては、合成石英、ＣａＦ２、ＭｇＦ２等のようにレーザ光の吸収が少ないものが望ましい。メインパルスレーザ１２としてＣＯ２レーザ等の赤外レーザを用いる場合には、凹レンズ、凸レンズ、及び、ウインドウ６の材質として、ＺｎＳｅ、ＧａＡｓ、Ｇｅ、Ｓｉ、ダイヤモンド等が適する。また、凹レンズ、凸レンズ、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楕円形状の凹面鏡であり、発生したＥＵＶ光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光は、伝送光学系を介して露光器等へ導かれる。
図１に示すように、プリパルスレーザ光はビームエキスパンダ４（２）によりビーム拡大して、ビームスプリッタ７１（２）により一部を分岐し、凸レンズ２６（２）を介してパワーメータ２５（２）に入力して、ＥＵＶ光発生チャンバ２に入射する前のプリパルスレーザの出力Ｗｐ０をモニタする。
一方、ビームスプリッタ７１（２）を透過したプリパルスレーザ光は、ウインドウ６（２）を透過してＥＵＶ光発生チャンバ２内に入り、軸外放物面鏡４３（２）に入射反射させて、ドロップレット発生器３から供給されるドロップレット９が所定の位置に到達するタイミングに同期して、ドロップレット９の上に集光照射される。すると、レーザ光が照射した部分のドロップレット９が瞬時に膨張あるいはプラズマ化する。
一方、メインパルスレーザ光は、ビームエキスパンダ４（１）によりビーム拡大されて、ビームスプリッタ７１（１）で分割され、一部が凸レンズ２６（１）を介してパワーメータ２５（１）に入射して、ＥＵＶ光発生チャンバ２に入射する前のメインパルスレーザ光の出力Ｗｍ０をモニタする。分割された残りは、ウインドウ６（１）を透過してＥＵＶ光発生チャンバ２内に入り、軸外放物面鏡４３（１）に入射反射させて、プリパルスレーザ光により膨張したターゲットに集光照射する。
このように、ドロップレット９がプリパルスレーザ光の照射により膨張あるいはプラズマ化したところにメインパルスレーザ光が照射するので、ＥＵＶへの変換効率が高いＥＵＶ発光を実現することができる。
なお、プリパルスレーザの集光用の放物凹面鏡４３（２）の基板材質としては、合成石英、ＣａＦ２、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高反射コートを施すことが好ましい。
また、メインパルスレーザ１２がＣＯ2レーザの場合、集光用の放物凹面鏡４３（１）の基板材質としては、冷却装置を組み込んだＣｕ等を用いることができ、そのような基板の表面にＡｕによる高反射コートを施すことが好ましい。
本実施形態のＥＵＶ光源装置は、レーザ用光学素子に温度モニタを設置している。
メインパルスレーザ用ウインドウ６（１）、放物面鏡４３（１）、およびプリパルスレーザ用ウインドウ６（２）、放物面鏡４３（２）に、熱電対や白金測温抵抗体、あるいは放射温度計などの温度センサ８２（１），８２（２），８２（３），８２（４）が設置されており、これらの光学素子が劣化するとレーザ光を吸収し発熱し温度が上昇するので、温度を検出することにより光学素子の劣化を検知するようにしたものである。
本実施形態のＥＵＶ光源装置は、さらに、メインパルスレーザ光用のレーザダンパ兼カロリーメータ３５（１）とプリパルスレーザ光用のレーザダンパ兼カロリーメータ３５（２）を備えていて、プリパルスレーザ光とメインパルスレーザ光のターゲット位置（集光点１５）におけるエネルギーを測定することができる。
レーザ光のターゲット位置（集光点１５）におけるエネルギーを測定するときは、レーザ光光学系劣化チェック処理部８０がドロップレットコントローラ３０とメインパルスレーザ装置１２あるいはプリパルスレーザ装置１３に指令を送り、レーザ光が集光照射するタイミングの集光点１５位置にドロップレットが存在しないようにする。
プリパルスレーザ光は、放物面鏡４３（２）で一旦集光点１５に集光し、集光点１５をドロップレットに衝突することなく通過し、その後広がりながら開口部５０ａ（４）の開口を通過し、ウインドウ６（３）を透過して、レーザダンパ兼カロリーメータ３５（２）に入射し、吸収される。レーザダンパ兼カロリーメータ３５（２）のカロリーメータにより、プリパルスレーザ光の集光点１５におけるエネルギーＷｐが検出される。
また、メインパルスレーザ光は、放物面鏡４３（１）で一旦集光点１５に集光し、集光点１５をドロップレットに衝突することなく通過し、その後広がりながら、レーザダンパ兼カロリーメータ３５（１）に入射し、吸収される。レーザダンパ兼カロリーメータ３５（１）のカロリーメータにより、プリパルスレーザ光の集光点１５におけるエネルギーＷｍが検出される。
なお、各ウインドウ６（１），６（２），６（３），６（４）および放物面鏡４３（１），４３（２）をデブリから保護するために、集光点１５に向けてロート状に開口する部分以外を壁で囲ったデブリシールドを設置することが好ましい。
図２に示すように、レーザ光の集光点１５は、図中紙面と平行に走行するメインパルスレーザ光と紙面に垂直に走行するプリパルスレーザ光の光路とドロップレット９の軌跡とが互いに交差する点となっている。なお、Ｓｎのような金属ターゲットの場合には、プレパルスレーザ光によりターゲットを膨張またはプラズマ化すると、膨張またはプラズマ化したターゲットの中心位置が、多少ずれる場合がある。このような場合はかならずしもプレパルスレーザ光とメインパルスレーザ光の集光点は一致しない。ただし、両集光点のずれは非常に小さいので、両レーザ光のエネルギーを検出するのに誤差を発生することはない。本文では、集光点１５は一致するように記載されているが、両集光点がずれていても、本実施例を適用するには問題のない程度である。
ここで、レーザ光の照射エネルギーを測定するときに、ドロップレットが集光点１５に存在しないようにする方法として、以下に挙げる３つの方法がある。
（ａ）ドロップレットの発生を止めて、メインパルスレーザ光とプリパルスレーザ光のエネルギーを測定する。この方法は、両レーザ光の光軸を変化させることなく、測定ができる利点がある。
（ｂ）ドロップレットの発生タイミングもしくはメインパルスレーザ光あるいはプリパルスレーザ光の発振タイミングをずらすことにより、ドロップレットとレーザ光の衝突を避けてレーザ光のエネルギー測定をする。ドロップレットの発生を一旦中止すると、定常にドロップレットを発生させるようにするまでかなりの時間が必要である。この方法では、ドロップレットの発生タイミングをずらすだけなので、正常に復帰するために短い時間しか要しないという利点がある。また、レーザ光の光軸は変化しない。一方、メインパルスレーザ光あるいはプリパルスレーザ光の発振タイミングをずらすことによりドロップレットとレーザ光の衝突を避けて測定するレーザ光のエネルギー測定方法においては、ドロップレットの発生のタイミングも変化させる必要なく、レーザ発振のみのタイミング変化ですむため、両レーザの光軸とドロップレットの発生非常に安定した状態を維持できるので、ＥＵＶ光の立ち上がり時間が短くて済むという利点がある。
（ｃ）ドロップレットの発生はそのままにして、メインパルスレーザ光とプリパルスレーザ光の光軸をターゲットから僅かにずらして、それぞれドロップレットおよび膨張若しくはプラズマ化した状態のターゲットに当たらないようにして、レーザ光のエネルギーを測定する。ドロップレットの滴下を止めずに安定なドロップレットを発生させながら、レーザ光のエネルギーを検出するので、復帰後の立ち上がり時間が短くて済むという利点がある。
図３は、本実施形態のＥＵＶ光源装置において、レーザ光光学系劣化チェック処理部８０で実行されるレーザ光学系の劣化を検出する手順例を説明するメイン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、初めに、レーザ用光学素子異常診断要否判定サブルーチン（Ｓ１０１）を実行して、レーザ用光学素子の劣化診断を行うか否かを決定する。ここで、診断しない（ＮＯ）と判定された場合は、再びＳ１０１に戻って、劣化診断を行うことになるまで何度でもサブルーチンを実行することになる。
一方、光学素子の劣化診断を実行する（ＹＥＳ）と判定されたときは、次のステップに進んで、ドロップレット非照射制御サブルーチン（Ｓ１０２）を実行し、続いてレーザ光学素子劣化検出サブルーチン（Ｓ１０３）を実行して、その結果に基づいて、プリパルスとメインパルスレーザの光学素子劣化判定サブルーチン（Ｓ１０４）を実行して、劣化あり（ＹＥＳ）と判定されたときは、Ｓ１０５に進んで、警告灯に出力して光学素子に劣化が生じたことをオペレータに告知すると共に、露光装置の制御装置に通知した上で、ＥＵＶ光源装置を停止する（Ｓ１０７）。一方、プリパルスレーザとメインパルスレーザの光学素子劣化判定サブルーチン（Ｓ１０４）を実行して、劣化が許容範囲にある（ＮＯ）と判定されたときは、レーザの光学素子異常なしサブルーチン（Ｓ１０６）に移行し、その後、最初のＳ１０１に戻って、このルーチンを繰り返す。
図４と図５は、レーザ用光学素子異常診断要否判定サブルーチン（Ｓ１０１）の内容を示すフローチャートである。
光学素子の異常診断の要否を判定する基準として、先回の診断からの経過時間に基づくものと、ＥＵＶ出力に基づくものと、先回の診断時からレーザ光のパルス数の累積値に基づくものと、ＥＵＶ光発生チャンバ内に設けられたレーザ光集光光学系の光学素子の温度に基づくものとを使用する。これらの基準は、いくつかを選択して使用してもよいし、全てを使っていずれか１つでも抵触したら異常診断を行うようにしてもよい。
図４には、（ａ）光学素子の温度管理ルーチンが、また図５には、（ｂ）時間管理ルーチン、（ｃ）ＥＵＶ出力管理ルーチン、（ｄ）パルス数管理ルーチンが、いずれか１個が実行される場合として表示されている。なお、これらのルーチンを直列に繋いで、１個のルーチンを実行してＮＯの結果が出た場合に、次のルーチンに進むようにすれば、全ての条件をチェックして１つでも該当したら異常診断を行うようにすることができる。
（ａ）光学素子の温度管理ルーチンは、各光学素子の温度を管理して、温度管理する光学素子それぞれについて、１個でも所定の閾値を超えた場合に、異常診断を実行すると判定するサブルーチンである。
まず、メインパルスレーザ用ウインドウ６（１）の温度Ｔ１がその閾値Ｔ１ｔｈを超えたか、あるいはメインパルスレーザ用放物面鏡４３（１）の温度Ｔ２がその閾値Ｔ２ｔｈを超えたか、プリパルスレーザ用ウインドウ６（２）の温度Ｔ３がその閾値Ｔ３ｔｈを超えたか、プリパルスレーザ用放物面鏡４３（２）の温度Ｔ４がその閾値Ｔ４ｔｈを超えたか、を判定して（Ｓ１３１）、いずれか１つでも温度が閾値を超える光学素子があったときは、レーザ用光学素子における異常発生をオペレータあるいは露光装置等の外部に通知し（Ｓ１３２）、異常診断を必要（ＹＥＳ）とすると判定して（Ｓ１１３）、温度管理ルーチンを抜ける。
一方、ステップＳ１３１において、管理対象の光学素子の温度が全て閾値を超えなかった場合は、異常診断の用はない（ＮＯ）として（Ｓ１３４）、温度管理ルーチンを抜ける。
光学素子の温度管理ルーチンにより、ドライバーレーザ用集光光学系における光学素子のうち、ＥＵＶ光発生チャンバ内に配置されてデブリに汚染される可能性を有するウインドウと放物面鏡のいずれかが、光学特性を劣化させたときに、レーザ光を余分に吸収して常態より高温になるので、温度センサにより昇温を検知したときには、さらに異常診断手順を実行して異常の有無を確認することができる。
また、温度測定値が閾値を超えた温度センサを特定すれば、劣化した可能性のある光学素子を特定することもできる。
さらに、光学素子の温度管理ルーチンで異常診断の有無を判断するのではなく、このルーチンを実行した結果から直接に劣化した光学素子を特定して警報するようにしてもよい。
（ｂ）時間管理ルーチンは、一定周期で異常診断をする場合のルーチンである。
タイマーを使って、計時結果が周期とするＫ時間に達しているかを判断する（Ｓ２０１）。Ｋ時間に満たなければ、異常診断は不要（ＮＯ）として、このルーチンを抜ける。また、Ｋ時間を経過した場合は、タイマーをリセットして（Ｓ２０２）、異常診断を必要（ＹＥＳ）とすると判定して（Ｓ２０３）、時間管理ルーチンを抜ける。
（ｃ）ＥＵＶ出力管理ルーチンは、ＥＵＶ出力を監視していて、ＥＵＶ出力が所定の値に達しなければ異常診断をするようにした場合のルーチンである。
ＥＵＶ出力測定器で測定したＥＵＶ出力Ｅｅｕｖを予め決められた閾値Ｅｅｕｖｔｈと比較し（Ｓ２１１）、ＥｅｕｖがＥｅｕｖｔｈより小さくなければ異常診断を不要（ＮＯ）として（Ｓ２１３）このルーチンを抜け、ＥｅｕｖがＥｅｕｖｔｈより小さければ、異常診断を必要（ＹＥＳ）とすると判定して（Ｓ２１２）、ＥＵＶ出力管理ルーチンを抜ける。
（ｄ）パルス数管理ルーチンは、ＥＵＶ光の照射パルス数が所定数に達するごとに異常診断をするようにした場合のルーチンである。
カウンターでＥＵＶ光のパルス数Ｎを計数しておき、カウンターの計数値が予め設定した閾値Ｎｔｈと比較し（Ｓ２２１）、ＮがＮｔｈを超えなければ異常診断を不要（ＮＯ）として（Ｓ２２４）このルーチンを抜け、ＮがＮｔｈを超えたときに、カウンターをリセットして（Ｓ２２２）、異常診断を必要（ＹＥＳ）とすると判定して（Ｓ２２３）、パルス数管理ルーチンを抜ける。
図６は、ドロップレット非照射制御サブルーチン（Ｓ１０２）の内容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、集光点１５におけるレーザ光の照射エネルギーを測定するために、レーザ光の集光点１５にドロップレットが存在しないようにする３つの方法を予め選択して実行する。したがって、ドロップレット非照射制御サブルーチン（Ｓ１０２）は、（ａ）ドロップレット発生停止するルーチンと、（ｂ）ドロップレットとレーザ光のタイミングを変更するルーチンと、（ｃ）パルスレーザの光軸を変更するルーチンを持ち、レーザ光光学系劣化チェック処理部８０は、いずれか１つのルーチンを選択して実行する。
（ａ）ドロップレット発生停止するルーチンは、ドロップレットコントローラ３０を介してドロップレット発生器３にドロップレット発生停止信号を出力して（Ｓ３０１）、ドロップレットの発生を停止させてからリターンするルーチンである。このルーチンを実行することにより、プリパルスレーザ光とメインパルスレーザ光は、ドロップレットを照射しないでカロリーメータに入射するようになる。
（ｂ）ドロップレットとレーザ光のタイミングを変更するルーチンは、ドロップレットコントローラ３０を介してドロップレット発生器３によるドロップレット発生タイミングをプリパルスレーザ光とメインパルスレーザ光の発振タイミングとずらすか、プリパルスレーザ制御装置とメインパルスレーザ制御装置を介してこれらパルスレーザ光の発振タイミングをドロップレット発生タイミングとずらすことにより、パルスレーザ光がドロップレットに照射しないようにして（Ｓ３１１）、リターンするルーチンである。
（ｃ）パルスレーザの光軸を変更するルーチンは、プリパルスレーザの光軸とメインパルスレーザの光軸をドロップレットの軌道から僅かに変更させて（Ｓ３２１）、両パルスレーザ光がドロップレットに当たらずにカロリーメータに入射するようにしてからリターンするルーチンである。ドロップレットの径は３０μｍから１００μｍ程度なので、光軸は数１００μｍ程度ずらせば十分で、光軸の移動が両パルスレーザのエネルギー計測値に影響を与えることはない。
図７は、レーザ用光学素子劣化検出サブルーチン（Ｓ１０３）の１例における内容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、集光点１５におけるレーザ光の照射エネルギーを測定して、出力低下からレーザ用光学素子劣化状態を検知する。レーザ用光学素子劣化検出サブルーチン（Ｓ１０３）は、（ａ）メインパルスレーザ光学素子について劣化検出するルーチンと、（ｂ）プリパルスレーザ光学素子について劣化検出するルーチンで構成される。
（ａ）メインパルスレーザ光学素子劣化検出ルーチンは、初めにメインパルスレーザ用のパワーメータ２５（１）でＥＵＶ光発生チャンバ２に射入する前のメインパルスレーザの出力Ｗｍ０を検出する（Ｓ４０１）。次に、メインパルスレーザ用のレーザダンパ兼カロリーメータ３５（１）でメインパルスレーザの集光点１５における出力Ｗｍを測定し（Ｓ４０２）、次の工程に進む。
（ｂ）プリパルスレーザ光学素子劣化検出ルーチンは、初めにプリパルスレーザ用のパワーメータ２５（２）でＥＵＶ光発生チャンバ２に射入する前のプリパルスレーザの出力Ｗｐ０を検出する（Ｓ４０３）。次に、プリパルスレーザ用のレーザダンパ兼カロリーメータ３５（２）でプリパルスレーザの集光点１５における出力Ｗｐを測定し（Ｓ４０４）、リターンしてメインルーチンに戻る。
なお、ＥＵＶ光発生チャンバ２に射入する前のメインパルスレーザ出力Ｗｍ０とプリパルスレーザ出力Ｗｐ０は、それぞれレーザ装置に内蔵されるパワーモニタの出力を利用することもできる。
図８は、レーザ用光学素子劣化判定サブルーチン（Ｓ１０４）の内容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、プリパルスレーザとメインパルスレーザに用いられる光学素子のうち、ＥＵＶ光発生チャンバ２の中に設置される光学素子について、透過率を算出して、劣化の状態を判定する。
レーザ用光学素子劣化判定サブルーチン（Ｓ１０４）では、初めに、ＥＵＶ光発生チャンバ２に射入する前のレーザ出力Ｗｍ０，Ｗｐ０と集光点１５におけるレーザ出力Ｗｍ，Ｗｐを用い、下の式に従って、メインパルスレーザとプリパルスレーザに用いられる光学素子のトータルの透過率Ｔｍ，Ｔｐを算出する（Ｓ５０１）。
Ｔｍ＝Ｗｍ／Ｗｍ０
Ｔｐ＝Ｗｐ／Ｗｐ０
次に、トータルの透過率Ｔｍ，Ｔｐを透過率の下限閾値Ｔｍｔ，Ｔｐｔと比較して（Ｓ５０２）、光学素子の劣化を判定する。プリパルスレーザとメインパルスレーザのトータルの透過率Ｔｍ，Ｔｐのいずれかが下限閾値Ｔｍｔ，Ｔｐｔより低ければ、光学素子に劣化があると判定して、異常を通知すると共に（Ｓ５０３）、劣化した（ＹＥＳ）として（Ｓ５０４）、メインルーチンに戻る。また、透過率Ｔｍ，Ｔｐのいずれも下限閾値Ｔｍｔ，Ｔｐｔに達していなければ、劣化していない（ＮＯ）として（Ｓ５０５）、メインルーチンに戻る。
レーザ光光学系劣化チェック処理部８０は、レーザ用光学素子劣化判定サブルーチン（Ｓ１０４）でプリパルスレーザとメインパルスレーザの光学素子の劣化が許容範囲にあると判定されたときに、レーザ用光学素子異常なし通知サブルーチン（Ｓ１０６）を実行する。
図９は、レーザ用光学素子異常なし通知サブルーチン（Ｓ１０６）の内容を示すフローチャートである。
このサブルーチンでは、まず、レーザ用光学素子に異常がないことをオペレータまたは露光装置に通知する（Ｓ６０１）。そして、メインパルスレーザの光学素子とプリパルスレーザの光学素子それぞれのトータルの透過率Ｔｍｃ，Ｔｐｃを、最新の測定値Ｔｍ，Ｔｐに置き換えて（Ｓ６０２）、判定指標に現状を正確に反映するようにする。
Ｔｍｃ＝Ｔｍ
Ｔｐｃ＝Ｔｐ
なお、両レーザの光学系の透過率変化を経時的に記憶しておいてもよい。
さらに、両パルスレーザの必要とされる出力エネルギーＥｍ，Ｅｐを、トータルの透過率と集光点１５において必要とされるレーザ光エネルギーＥｍｔ，Ｅｐｔとから、下の式を用いて算出する（Ｓ６０３）。その後、メインフローにリターンする。
Ｅｍ＝Ｅｍｔ／Ｔｍｃ
Ｅｐ＝Ｅｐｔ／Ｔｐｃ
フローチャートには表示されていないが、レーザ光光学系劣化チェック処理部８０は、この結果に基づいてレーザ装置の出力を調整する。メインフローにおいては、メインパルスレーザの光学素子とプリパルスレーザの光学素子それぞれのトータルの最新の透過率Ｔｍｃ，Ｔｐｃを用いて、メインパルスレーザ１２及びプリパルスレーザ１３のエネルギーを制御する。
上記の処理により、下の利益が期待できる。
（１）レーザ用光学系の最新の透過率に基づいて、ドロップレットに集光照射することができるため、ＥＵＶ光のパルスエネルギーを安定させることができる。
（２）両レーザの光学系について透過率の経時変化を計測することで、レーザ光学系の劣化予測が可能となり、予防的な保守保全ができる。たとえば、事前に警告を出すことにより、ＥＵＶ光源装置の突発的な停止を避けて、メンテナンス上都合のよい時を選んで交換修理をすることができ、装置のダウンタイムが減少する。
（第２実施形態）
図１０は、本発明の第２の実施形態に係るＥＵＶ光源装置の概要を示す平面模式図である。本実施形態のＥＵＶ光源装置は、第１の実施形態のＥＵＶ光源装置に対して、メインパルスレーザ光のカロリーメータをデブリから保護した配置にしたことが異なるだけで、その他の構成要素はほぼ同じである。
すなわち、メインパルスレーザ光用のレーザダンパ兼カロリーメータ３５（３）は、集光点１５の直ぐ際に設ける代わりに、ＥＵＶ光発生チャンバ２の壁に開口部５０ａ（４）を設けて、その外側に配置されている。そして、集光点１５で一旦集光して発散するメインパルスレーザ光は、凹面ミラー２１により反射し再び集光して、デブリシールドになっている開口部５０ａ（４）の穴を通して、ウインドウ６（３）を透過し、レーザダンパ兼カロリーメータ３５（３）に達するようになっている。
さらに、凹面ミラー２１は、常時は集光（またはコリメートミラー）交換装置２０の保護筐体中に収納され、デブリから保護されていて、測定時のみミラー交換アクチュエータ２２によりメインパルスレーザ光路中に挿入されるようになっている。したがって、凹面ミラー２１は、デブリに汚染されず劣化が小さい。
また、レーザダンパ兼カロリーメータ３５（３）は、デブリシールドとウインドウ６（３）によりデブリによる劣化を効果的に防止されている。
メインパルスレーザ用光学素子のトータルの透過率を計測するときには、汚染劣化していない凹面ミラー２１を引き出して使うので、正確な測定結果を得ることができる。
なお、図１０には、メインパルスレーザ光とプリパルスレーザ光がＥＵＶ光発生チャンバ２に入射する前の出力を測定するパワーメータが記載されていないが、それぞれのレーザ装置に内蔵されたレーザ出力モニタで測定された値をＷｍ０，Ｗｐ０とすることで代用することができる。
また、メインパルスレーザ光のエネルギーを測定した後は、劣化のない凹面ミラー２１を集光（またはコリメートミラー）交換装置２０の筐体中に戻し、常用する元の凹面ミラー２１に戻して、凹面ミラーに入射するメインパルスレーザ光をレーザダンパ兼カロリーメータ３５（３）にダンプするようにしてもよい。また、凹面ミラー２１の下流にレーザダンプを設けておいて、凹面ミラー２１を退避させると、レーザダンプにダンプするようにしてもよい。
図１１は、本発明のＥＵＶ光源装置におけるメインフローチャートを第２実施形態に適用するときに、第１例のレーザ用光学素子劣化検出サブルーチンに代えて適用される第２例のレーザ用光学素子劣化検出サブルーチン（Ｓ１０３）の内容を示すフローチャートである。第２例のサブルーチンが図７に示した第１例のサブルーチンと異なるのは、主として、メインパルスレーザの光学素子劣化検出ルーチン（ａ）で、他の部分には大きな差異はない。以下、第２例のレーザ用光学素子劣化検出サブルーチン（Ｓ１０３）について説明する。
第２例のレーザ用光学素子劣化検出サブルーチン（Ｓ１０３）の（ａ）メインパルスレーザ光学素子劣化検出ルーチンでは、初めに、デブリに汚染されていない基準凹面ミラー２１を集光（またはコリメートミラー）交換装置２０の筐体から引き出して、測定光路中に据える作業を行う（Ｓ４１１）。
次に、メインパルスレーザ装置に内蔵するパワーモニタを使って、メインパルスレーザをＷｍ０のパワーにロックして出力させる（Ｓ４１２）。メインパルスレーザ用のレーザダンパ兼カロリーメータ３５（３）でメインパルスレーザの集光点１５における出力Ｗｍを測定し（Ｓ４１３）、基準凹面ミラー２１を元のミラーに戻して（Ｓ４１４）、次の（ｂ）プリパルスレーザ光学素子劣化検出ルーチンに進む。
（ｂ）プリパルスレーザ光学素子劣化検出ルーチンでは、初めにプリパルスレーザ装置によりプリパルスレーザをＷｐ０となるように出力する（Ｓ４１５）。そして、プリパルスレーザ用のレーザダンパ兼カロリーメータ３５（２）でプリパルスレーザの集光点１５における出力Ｗｐを測定し（Ｓ４１６）、リターンしてメインルーチンに戻る。
（第３実施形態）
図１２は本発明の第３の実施形態に係るＥＵＶ光源装置の概要を示す平面模式図、図１３は第３実施形態における冷却水循環回路図である。本実施形態のＥＵＶ光源装置は、図１０に示した第２の実施形態のＥＵＶ光源装置に対して、レーザ用光学素子に冷却水を流して廃熱量管理したところに特徴がある。その他の構成要素はほぼ同じである。
メインパルスレーザの出力は１０ｋＷ〜２０ｋＷであるから、光学素子は表面劣化していなくても、発熱のため波面がゆがむので、集光性能を維持するために冷却することが好ましい。
そこで、本実施形態に係るＥＵＶ光源装置では、メインパルスレーザ用ウインドウ６（１）、放物面鏡４３（１）、およびプリパルスレーザ用ウインドウ６（２）、放物面鏡４３（２）に、冷却水を流し、光学素子が熱応力等で歪まないようにしている。
プリパルスレーザは出力が１００Ｗから２００Ｗであるので、デブリによる劣化がなければ冷却の必要はないが、光学素子が多少劣化していて熱を吸収する場合でも、冷却することにより波面の歪みを抑制して集光性能を維持することができる。
したがって、レーザ用光学素子を冷却することは、集光性能のためにも好ましい。
図１３に示す通り、本実施形態では、チラー４０から出た冷却水は、ウインドウ６（１），６（２）および放物面鏡４３（１），４３（２）の各光学素子へ並列に分岐して供給され、光学素子を冷却して、チラー４０への戻り配管に並列に排出されている。各光学素子について、冷却水の入口温度Ｔｉｎ（Ｔ１ｉｎ，Ｔ２ｉｎ，Ｔ３ｉｎ，Ｔ４ｉｎ）と出口温度Ｔｏｕｔ（Ｔ１ｏｕｔ，Ｔ２ｏｕｔ，Ｔ３ｏｕｔ，Ｔ４ｏｕｔ）、および冷却水の流量Ｖ（Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４）を計測し、廃熱量を算出して光学素子の劣化状態を検出し適正管理する。
なお、各光学素子に一定温度の冷却水を供給する場合は、冷却水量と出口温度の測定値を用いて廃熱量を算定することができる。
なお、図には、関連する全ての光学素子について冷却水を並列に循環させたシステムを記載しているが、この例に限定されるものでなく、たとえば全ての光学素子について直列に配管したり、直列配管と並列配管を組み合わせたりしてもよいことは言うまでもない。要するに、メインパルスレーザとプリパルスレーザの集光性能に影響を与えない配管経路を組み、各光学素子について出入り口の温度と冷却水流量を計測するものであればよい。
また、たとえば、直列配管で全ての光学素子について冷却水量が同じ値になるように構成した場合ならば、各光学素子の出入り口の温度だけを計測するものであってもよい。
図１４は、第４実施形態のレーザ用光学素子異常診断要否判定サブルーチン（Ｓ１０１）における光学素子の異常診断の要否を判定するルーチンとして必要な（ｅ）光学素子の廃熱量管理ルーチンを示すフローチャートである。
（ｅ）光学素子の廃熱量管理ルーチンは、冷却水により搬出された各光学素子の廃熱量に基づいて、異常診断を実行するか否かを判定するサブルーチンである。各光学素子の廃熱量Ｑは、冷却水量Ｖと冷却水入口温度Ｔｉｎと冷却水出口温度Ｔｏｕｔから、Ｑ＝Ｖ（Ｔｏｕｔ−Ｔｉｎ）の式にしたがって求めることができる。
まず、メインパルスレーザ用のウインドウ６（１）、放物面鏡４３（１）、およびプリパルスレーザ用のウインドウ６（２）、放物面鏡４３（２）の各々について、冷却水流量Ｖ、冷却水入口温度Ｔｉｎ、冷却水出口温度Ｔｏｕｔの測定値を使用して、廃熱量Ｑ（Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４）を求める（Ｓ１４１）。
次に、メインパルスレーザ用のウインドウ６（１）の廃熱量Ｑ１がその閾値Ｑ１ｔｈを超えたか、あるいはメインパルスレーザ用放物面鏡４３（１）の廃熱量Ｑ２がその閾値Ｑ２ｔｈを超えたか、プリパルスレーザ用ウインドウ６（２）の廃熱量Ｑ３がその閾値Ｑ３ｔｈを超えたか、プリパルスレーザ用放物面鏡４３（２）の廃熱量Ｑ４がその閾値Ｑ４ｔｈを超えたか、を判定して（Ｓ１４２）、いずれか１つでも廃熱量が閾値を超える光学素子があったときは、レーザ用光学素子における異常発生をオペレータあるいは露光装置等の外部に通知し（Ｓ１４３）、異常診断を必要（ＹＥＳ）とすると判定して（Ｓ１４４）、光学素子の廃熱量管理ルーチンを抜ける。
一方、ステップＳ１４２において、管理対象の光学素子の廃熱量が全て閾値を超えなかった場合は、異常診断の用はない（ＮＯ）として（Ｓ１４５）、廃熱量管理ルーチンを抜ける。
上記説明では、各光学素子に対する冷却水の入口温度Ｔｉｎ、出口温度Ｔｏｕｔ、冷却水量Ｖをそれぞれ測定して、廃熱量Ｑを求めて診断の要否を判断したが、この例に限定されることなく、廃熱量に相当する計測値に基づいて判断することもできる。
たとえば、冷却水を直列に供給するようにした場合は、流量計測は１カ所でよい。また、流量が所定の値となるように制御している場合は、流量計測は必要なく、冷却水出入口の温度差を用いて管理することができる。
また、各光学素子における冷却水の入口温度が全て同じで流量も互いに同じになるように制御した場合は、各光学素子における冷却水出口温度Ｔｏｕｔのみを使って、図１４に示すフローに従って管理することができる。
また、図１０、図１２の実施例では、メインレーザ光を凹面ミラー２１により集光して開口部５０ａ（４）入射させていたが、この実施例に限定されることなく、開口部５０ａ（４）を多少広くして、この凹面ミラーで一旦コリメートして入射させてもよい。さらに、この凹面ミラー２１が凹面ではなく平面ミラーの場合でも、広がったメインレーザ光を開口部５０ａ（４）とレーザダンパ兼カロリーメータｃ３５（３）に入射させることができれば、問題はない。このように、メインパルスレーザ光を一旦反射させて、レーザダンパ兼カロリーメータに導入するような光学素子であればなんでもよい。ただし、図１０、図１２の実施例のように凹面ミラー２１により一旦集光して、小さな開口５０ａ（４）に入射させた場合は、ウインドウ６（４）へのデブリの汚染を避けることができるので効果が大きくなる。また、プレパルスレーザ光の場合にもレーザダンパ兼カロリーメータに導入するのに光学素子を使用してもよい。
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光源装置に利用することが可能である。
本発明の第１実施形態に係るＥＵＶ光源装置の概要を示す平面模式図である。 第１実施形態に係るＥＵＶ光源装置の立面模式図である。 第１実施形態のＥＵＶ光源装置において実行されるレーザ光学系の劣化を検出する手順例を説明するメインフローチャートである。 レーザ用光学素子異常診断要否判定サブルーチンで使用される光学素子の温度管理ルーチンを示すフローチャートである。 レーザ用光学素子異常診断要否判定サブルーチンで使用される他の３個のルーチンを示すフローチャートである。 ドロップレット非照射制御サブルーチンの内容を示すフローチャートである。 レーザ用光学素子劣化検出サブルーチンの第１例における内容を示すフローチャートである。 レーザ用光学素子劣化判定サブルーチンの内容を示すフローチャートである。 レーザ用光学素子異常なし通知サブルーチンの内容を示すフローチャートである。 本発明の第２実施形態に係るＥＵＶ光源装置の概要を示す平面模式図である。 第２実施形態において適用される第２例のレーザ用光学素子劣化検出サブルーチンの内容を示すフローチャートである。 本発明の第３実施形態に係るＥＵＶ光源装置の概要を示す平面模式図である。 第３実施形態における冷却水循環回路図である。 第３実施形態のレーザ用光学素子異常診断要否判定サブルーチンにおいて使用される光学素子の廃熱量管理ルーチンを示すフローチャートである。 従来のＬＰＰ型のＥＵＶ光源装置の概要を示す図である。 典型的なＥＵＶ光源装置の概要を示す模式図である。 開示発明の第１の観点に係るＥＵＶ光源装置のＥＵＶ光発生時の様子を示す模式図である。 開示発明の第１の観点に係るＥＵＶ光源装置のＥＵＶ光非発生時の様子を示す模式図である。 開示発明において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。 開示発明においてレーザ光光学系劣化チェック処理部がＥＵＶ光発生時に実行する処理を示すフローチャートである。 開示されたＥＵＶ光源装置の別の形態に係る装置を示す模式図である。 開示されたＥＵＶ光源装置のＥＵＶ光非発生時に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。
１…ドライブレーザ、２，１０２，２０２，２１２〜２１４…ＥＵＶ光発生チャンバ、３，１０３，２０３…ターゲット物質供給部、４，１０４，２０４…レーザ光集光光学系、４（１）〜（２）…ビームエキスパンダ、５，１０５，２０５…真空ポンプ、６（１）〜（４），１０６，２０６…ウインドウ、７…ドロップレット回収装置、８，１０８，２０８…ＥＵＶ光集光ミラー、９，１０９，２０９…ターゲット物質、１０，１１０，２１０，２１６…ゲートバルブ、１１，１１１，２１１…フィルタ、１２…メインパルスレーザ、１３…プリパルスレーザ、１５…集光点、２０…コリメートミラー交換装置、２１…凹面ミラー、２２…ミラー交換アクチュエータ、２５（１）〜（２）…パワーメータ、２６（１）〜（２）…凸レンズ、３０…ドロップレットコントローラ、３５（１）〜（３）…レーザダンパ兼カロリーメータ、４０…チラー、４３（１）〜（２），２４３…放物凹面鏡、４４（１）〜（２），２４４…放物凹面鏡調整機構、５０ａ（１）〜（４），２５０ａ，２５１ａ，２５２ａ，２５３ａ…開口部、７１（１）〜（２），２７１…ビームスプリッタ、８０，２８０…レーザ光光学系劣化チェック処理部、８１，２８１…警告灯、８２（１）〜（４），２８２…温度センサ、１０１，２０１…ドライバーレーザ、１０３ａ，２０３ａ…ターゲット噴射ノズル、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、１０７，２０７…ターゲット回収筒、１２０，２２０…レーザ光、１２１，２２１…ＥＵＶ光、２３１，２３２…パージガス供給部、２３３〜２３７…パージガス導入路、２４１，２４５，２４９ｂ…凹レンズ、２４２，２４６，２４９ｃ，２４９ｄ，２６３，２６９…凸レンズ、２５０〜２５３…パージガスチャンバ、２６１，２６４…レーザ光検出器、２６７…エリアセンサ、

Claims (12)

  1. 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に噴射するターゲット物質供給部と、
    レーザ光を出射するドライバーレーザと、
    前記極端紫外光発生チャンバに設けられ、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、
    前記極端紫外光発生チャンバ内に設けられた光学素子を含むレーザ光集光光学系であって、前記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噴射されるターゲット物質の軌道上に集光させることによりプラズマを発生させる前記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して出射する極端紫外光集光光学系と、
    前記ウインドウ及び前記極端紫外光発生チャンバ内に設けられた前記光学素子のそれぞれに冷却水を供給する冷却水路と、
    前記冷却水路の冷却水の還流位置に設けられ、還流冷却水の温度を検出する温度センサと、
    極端紫外光の発生が行われるときに、該温度センサで検出された温度を使って求めた該冷却水による廃熱量に基づいて、前記ウインドウ及び前記光学素子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。
  2. 前記ドライバーレーザは、プリパルスレーザとメインパルスレーザにより構成され、それぞれのレーザごとに前記ウインドウと前記レーザ光集光光学系を備える、請求項１記載の極端紫外光源装置。
  3. 前記処理部が、前記ウインドウが劣化していると判定した場合に、レーザ光の出射を停止させるための制御信号を前記ドライバーレーザに出力する、請求項１または２記載の極端紫外光源装置。
  4. さらに、極端紫外光の発生が行われないときに、前記レーザ光集光光学系によって集光された後にターゲット物質に照射されることなく発散したレーザ光のエネルギーを検出する第１のエネルギー検出器を備え、
    前記処理部が、極端紫外光の発生が行われないときに、前記第１のエネルギー検出器によって検出されたレーザ光のエネルギーに基づいて、前記ウインドウ及び前記光学素子の劣化を判定する、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. さらに、前記極端紫外光発生チャンバの外部に設けられウインドウを透過する前のレーザ光のエネルギーを検出する第２のエネルギー検出器を備えて、
    前記処理部が、極端紫外光の発生が行われないときに、前記第１のエネルギー検出器と前記第２のエネルギー検出器とによって検出されたレーザ光のエネルギーに基づいて、前記ウインドウ及び前記光学素子の劣化を判定する、請求項４記載の極端紫外光源装置。
  6. 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に噴射するターゲット物質供給部と、
    レーザ光を出射するドライバーレーザと、
    前記極端紫外光発生チャンバに設けられ、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、
    光学素子を含むレーザ光集光光学系であって、前記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噴射されるターゲット物質の軌道上に集光させることによりプラズマを発生させる前記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して出射する極端紫外光集光光学系と、
    前記ウインドウ及び前記極端紫外光発生チャンバ内に設けられた光学素子のそれぞれに設けられ、それらの温度を検出する温度センサと、
    極端紫外光の発生が行われるときに、前記温度センサによって検出された前記ウインドウ及び前記光学素子の温度に基づいて、前記ウインドウ及び前記光学素子の劣化を判定する処理部と、
    極端紫外光の発生が行われないときに、前記レーザ光集光光学系によって集光された後にターゲット物質に照射されることなく発散したレーザ光のエネルギーを検出する第１のエネルギー検出器と、
    極端紫外光の発生が行われないときに、前記第１のエネルギー検出器によって検出されたレーザ光のエネルギーに基づいて、前記ウインドウ及び前記光学素子の劣化を判定する判定部と、
    を具備し、
    前記メインパルスレーザ用の第１のエネルギー検出器は前記極端紫外光発生チャンバの外部に設けられ、ターゲット物質に照射せずに発散したレーザ光を前記第１のエネルギー検出器に導く凹面ミラーが前記極端紫外光発生チャンバ内に設けられた、極端紫外光源装置。
  7. 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に噴射するターゲット物質供給部と、
    レーザ光を出射するドライバーレーザと、
    前記極端紫外光発生チャンバに設けられ、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、
    光学素子を含むレーザ光集光光学系であって、前記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噴射されるターゲット物質の軌道上に集光させることによりプラズマを発生させる前記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して出射する極端紫外光集光光学系と、
    極端紫外光の発生が行われないときに、前記レーザ光集光光学系によって集光された後にターゲット物質に照射されることなく発散したレーザ光のエネルギーを検出する第１のエネルギー検出器と、
    極端紫外光の発生が行われないときに、前記第１のエネルギー検出器によって検出されたレーザ光のエネルギーに基づいて、前記ウインドウ及び前記光学素子の劣化を判定する判定部と、
    を具備し、
    前記メインパルスレーザ用の第１のエネルギー検出器は前記極端紫外光発生チャンバの外部に設けられ、ターゲット物質に照射せずに発散したレーザ光を前記第１のエネルギー検出器に導く凹面ミラーが前記極端紫外光発生チャンバ内に設けられた、極端紫外光源装置。
  8. 前記凹面ミラーは、保護筐体中に出入可能に格納され、前記第１のエネルギー検出器による測定時に前記レーザ光の光路中に挿入される、請求項６または７記載の極端紫外光源装置。
  9. 前記極端紫外光の発生が行われないときに、前記ターゲット物質供給部が前記ターゲット物質を噴射せず、前記ドライバーレーザがレーザ光を出射する、請求項４〜８のいずれか１項に記載の極端紫外光源装置。
  10. 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に噴射するターゲット物質供給部と、
    レーザ光を出射するドライバーレーザと、
    前記極端紫外光発生チャンバに設けられ、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、
    光学素子を含むレーザ光集光光学系であって、前記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噴射されるターゲット物質の軌道上に集光させることによりプラズマを発生させる前記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して出射する極端紫外光集光光学系と、
    前記ウインドウ及び前記極端紫外光発生チャンバ内に設けられた光学素子のそれぞれに設けられ、それらの温度を検出する温度センサと、
    極端紫外光の発生が行われるときに、前記温度センサによって検出された前記ウインドウ及び前記光学素子の温度に基づいて、前記ウインドウ及び前記光学素子の劣化を判定する処理部と、
    極端紫外光の発生が行われないときに、前記レーザ光集光光学系によって集光された後にターゲット物質に照射されることなく発散したレーザ光のエネルギーを検出する第１のエネルギー検出器と、
    極端紫外光の発生が行われないときに、前記第１のエネルギー検出器によって検出されたレーザ光のエネルギーに基づいて、前記ウインドウ及び前記光学素子の劣化を判定する判定部と、
    を具備し、
    前記極端紫外光の発生が行われないときに、前記ターゲット物質供給部による前記ターゲット物質の噴射タイミングと、前記ドライバーレーザによるレーザ光の出射タイミングを調整して、前記レーザ光が前記ターゲット物質に照射しないようにした、極端紫外光源装置。
  11. 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に噴射するターゲット物質供給部と、
    レーザ光を出射するドライバーレーザと、
    前記極端紫外光発生チャンバに設けられ、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、
    光学素子を含むレーザ光集光光学系であって、前記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噴射されるターゲット物質の軌道上に集光させることによりプラズマを発生させる前記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して出射する極端紫外光集光光学系と、
    前記ウインドウ及び前記極端紫外光発生チャンバ内に設けられた光学素子のそれぞれに設けられ、それらの温度を検出する温度センサと、
    極端紫外光の発生が行われるときに、前記温度センサによって検出された前記ウインドウ及び前記光学素子の温度に基づいて、前記ウインドウ及び前記光学素子の劣化を判定する処理部と、
    極端紫外光の発生が行われないときに、前記レーザ光集光光学系によって集光された後にターゲット物質に照射されることなく発散したレーザ光のエネルギーを検出する第１のエネルギー検出器と、
    極端紫外光の発生が行われないときに、前記第１のエネルギー検出器によって検出されたレーザ光のエネルギーに基づいて、前記ウインドウ及び前記光学素子の劣化を判定する判定部と、
    を具備し、
    前記極端紫外光の発生が行われないときに、前記ターゲット物質供給部による前記ターゲット物質の軌道と、前記ドライバーレーザによるレーザ光の光路を調整して、前記レーザ光が前記ターゲット物質に照射しないようにした、請求項４〜８のいずれか１項に記載の極端紫外光源装置。
  12. 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ウインドウ及び前記極端紫外光発生チャンバ内に設けられた前記光学素子を保護する遮蔽手段を更に具備する、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の極端紫外光源装置。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10062550B2 (en) 2015-08-27 2018-08-28 Samsung Electronics Co., Ltd. Substrate processing apparatus

Families Citing this family (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5314433B2 (ja) * 2009-01-06 2013-10-16 ギガフォトン株式会社 極端紫外光源装置
JP2012119098A (ja) * 2010-11-29 2012-06-21 Gigaphoton Inc 光学装置、レーザ装置および極端紫外光生成装置
JP2012178534A (ja) * 2011-02-02 2012-09-13 Gigaphoton Inc 光学システムおよびそれを用いた極端紫外光生成システム
JP2012199512A (ja) 2011-03-10 2012-10-18 Gigaphoton Inc 極端紫外光生成装置及び極端紫外光生成方法
US8368041B2 (en) * 2011-03-31 2013-02-05 Cymer, Inc. System and method for compensating for thermal effects in an EUV light source
JP5856898B2 (ja) * 2011-06-02 2016-02-10 ギガフォトン株式会社 極端紫外光生成装置および極端紫外光生成方法
US9516730B2 (en) * 2011-06-08 2016-12-06 Asml Netherlands B.V. Systems and methods for buffer gas flow stabilization in a laser produced plasma light source
US9148941B2 (en) * 2013-01-22 2015-09-29 Asml Netherlands B.V. Thermal monitor for an extreme ultraviolet light source
US8791440B1 (en) * 2013-03-14 2014-07-29 Asml Netherlands B.V. Target for extreme ultraviolet light source
US8872143B2 (en) 2013-03-14 2014-10-28 Asml Netherlands B.V. Target for laser produced plasma extreme ultraviolet light source
JP5956949B2 (ja) * 2013-03-22 2016-07-27 株式会社日立エルジーデータストレージ 画像表示装置
JP2015022096A (ja) * 2013-07-18 2015-02-02 株式会社日立エルジーデータストレージ 画像表示装置
NL2013811A (en) * 2013-12-13 2015-06-16 Asml Netherlands Bv Radiation source, metrology apparatus, lithographic system and device manufacturing method.
US9338870B2 (en) 2013-12-30 2016-05-10 Asml Netherlands B.V. Extreme ultraviolet light source
US9232623B2 (en) 2014-01-22 2016-01-05 Asml Netherlands B.V. Extreme ultraviolet light source
EP3142823B1 (de) * 2014-05-13 2020-07-29 Trumpf Laser- und Systemtechnik GmbH Einrichtung zur überwachung der ausrichtung eines laserstrahls und euv-strahlungserzeugungsvorrichtung damit
US9357625B2 (en) 2014-07-07 2016-05-31 Asml Netherlands B.V. Extreme ultraviolet light source
TWI700965B (zh) * 2015-06-22 2020-08-01 美商克萊譚克公司 高效率雷射支持之電漿光源
US10887974B2 (en) 2015-06-22 2021-01-05 Kla Corporation High efficiency laser-sustained plasma light source
KR101736055B1 (ko) * 2015-07-24 2017-05-29 한국기초과학지원연구원 초고분해능 현미경 광원용 파장가변 uv 레이저 발진 장치 및 그 방법
US20170311429A1 (en) 2016-04-25 2017-10-26 Asml Netherlands B.V. Reducing the effect of plasma on an object in an extreme ultraviolet light source
WO2017216847A1 (ja) * 2016-06-13 2017-12-21 ギガフォトン株式会社 チャンバ装置及び極端紫外光生成装置
US10345714B2 (en) * 2016-07-12 2019-07-09 Cymer, Llc Lithography optics adjustment and monitoring
JP6828438B2 (ja) * 2017-01-06 2021-02-10 セイコーエプソン株式会社 熱輸送装置及びプロジェクター
US10128017B1 (en) * 2017-05-12 2018-11-13 Asml Netherlands B.V. Apparatus for and method of controlling debris in an EUV light source
US10824083B2 (en) * 2017-09-28 2020-11-03 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Light source, EUV lithography system, and method for generating EUV radiation
WO2019150441A1 (ja) * 2018-01-30 2019-08-08 ギガフォトン株式会社 極端紫外光生成装置及び電子デバイスの製造方法
CN111999989B (zh) * 2020-09-01 2023-07-14 广东省智能机器人研究院 激光等离子体极紫外光源和极紫外光产生方法
US12520385B2 (en) * 2022-03-22 2026-01-06 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Semiconductor processing tool and methods of operation
KR102673037B1 (ko) * 2022-05-10 2024-06-07 주식회사 이솔 Ｅｕｖ 광원 생성장치

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05217844A (ja) * 1992-01-30 1993-08-27 Matsushita Electric Ind Co Ltd 投影露光装置
JP4029200B2 (ja) * 1997-12-08 2008-01-09 株式会社ニコン 投影露光装置、投影露光方法、光洗浄方法および半導体デバイスの製造方法
FR2814599B1 (fr) * 2000-09-27 2005-05-20 Commissariat Energie Atomique Dispositif laser de forte puissance crete et application a la generation de lumiere dans l'extreme ultra violet
JP4320999B2 (ja) 2002-02-04 2009-08-26 株式会社ニコン Ｘ線発生装置及び露光装置
JP2004111454A (ja) * 2002-09-13 2004-04-08 Canon Inc Ｅｕｖ光源における消耗品管理方法
US7109503B1 (en) * 2005-02-25 2006-09-19 Cymer, Inc. Systems for protecting internal components of an EUV light source from plasma-generated debris
JP2006245255A (ja) * 2005-03-03 2006-09-14 Nikon Corp 露光装置、露光方法、および微細パターンを有するデバイスの製造方法
JP2007013054A (ja) * 2005-07-04 2007-01-18 Nikon Corp 投影露光装置及びマイクロデバイスの製造方法
JP5076078B2 (ja) * 2006-10-06 2012-11-21 ギガフォトン株式会社 極端紫外光源装置
JP4842088B2 (ja) * 2006-10-24 2011-12-21 株式会社小松製作所 極端紫外光源装置及びコレクタミラー装置
JP5314433B2 (ja) * 2009-01-06 2013-10-16 ギガフォトン株式会社 極端紫外光源装置
JP5455661B2 (ja) * 2009-01-29 2014-03-26 ギガフォトン株式会社 極端紫外光源装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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