JP5448402B2 - ガスフロー式ｓｐｆを備えた極端紫外光源装置 - Google Patents

Description

本発明は、レーザ光をターゲット物質に照射してプラズマ化し極端紫外（ＥＵＶ）光を放射させる極端紫外光源装置に関し、特にターゲット物質に照射する炭酸ガスレーザ光の影響を排除して純度の高い極端紫外光を供給する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、さらには５０ｎｍ以下の微細加工が要求されるようになった。そのため、例えば、波長１３ｎｍ程度のＥＵＶ光源と縮小投影反射光学系（reduced projection reflective optics）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、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：レーザ生成プラズマ）光源（以下において、「ＬＰＰ式ＥＵＶ光源装置」ともいう）がある。

ＬＰＰ式ＥＵＶ光源装置では、ノズルからターゲット物質を噴射し、このターゲット物質に向けてレーザビームを照射することにより、ターゲット物質を励起してプラズマ化させる。このプラズマからは、極端紫外（ＥＵＶ）光を含む様々な波長成分が放射される。そこで、所定波長の光を選択的に反射集光する集光ミラー（ＥＵＶ集光ミラー）を用いて、所望のＥＵＶ光を選択し、例えば露光装置などの外部機器に出力する。例えば、波長が１３．５ｎｍ付近のＥＵＶ光を集光するときは、モリブデンとシリコンが交互に積層された膜（Ｍｏ／Ｓｉ多層膜）を反射面に形成した集光ミラーが用いられる。

従来、特許文献１に開示されているように、ＬＰＰ式ＥＵＶ光源装置においてＥＵＶプラズマの発光するスペクトラムからＥＵＶ露光に不要な成分を除くために、スペクトル純化フィルタ（ＳＰＦ：Spectrum Purity Filter）を用いていた。開示技術では、図４に示すように、炭酸ガス（ＣＯ_２）レーザ光（波長１０．６μｍの赤外線）をＥＵＶ真空チャンバ内に導いて集光して、ターゲット供給装置により供給される例えばスズ（Ｓｎ）液滴などのターゲットを照射してプラズマ化し、プラズマから放射される光をＥＵＶミラーで集光し、平面グレーティング型ＳＰＦで分光し、波長１３．５ｎｍを中心とするＥＵＶ光（図中の−１次光）のみを図外の露光機の光学系に導く。

露光機とＥＵＶ真空チャンバの間には薄膜フィルタを配置することにより、ＥＵＶ真空チャンバ内に導入されるＳｎターゲット材料やターゲットプラズマから飛散するＳｎデブリが露光機側に流入するのを防ぎ、露光装置内の光学部品を汚染しないようにしている。この薄膜フィルタは、波長１３．５ｎｍを中心とするＥＵＶ光の透過率が他の波長に比較して高いＺｒやＳｉなどの材料を選ぶことによりＳＰＦとしても作用する。なお、図４に示す従来のＬＰＰ式ＥＵＶ光源装置では、平面グレーティング型ＳＰＦで分光され排除される光は、薄膜フィルタの周囲に隣接して設けられるダンパに入射して吸収され熱エネルギーとなって搬出される。

ターゲットプラズマで発光する光の内、波長１３０−４００ｎｍの光は、ＥＵＶ露光機で使用する露光用レジストを感光させるので、露光コントラストを下げる要因となる。また、赤外光は露光機内の光学部品、マスク、ウエハなどに吸収されて熱的膨張を引き起こし、パターニングの精度を低下させる可能性があるので、上記ＳＰＦでこれらを抑制して、純度の高いＥＵＶ光を生成する。

なお、特許文献２には、分子がＥＵＶに対しては吸収能を有せず、排除したい波長においては大きな吸収能を有するガスを必要な数組み合わせて構成するガスカーテンをＳＰＦとして利用することが記載されている。しかし、特許文献２の記載は、赤外線の除去に使用する技術として、２．８５μｍ−３．５５μｍの波長範囲の赤外放射線をフィルタするためにメタン、メタノール、蟻酸などを具体例とするアルカン、アルコール、カルボン酸、水が有効であることを教示するだけで、赤外線における他の波長領域またこの他の吸収ガス、すなわちＣＯ_２レーザの波長領域やＣＯ_２レーザのための吸収ガスについて言及がない。

さらに、特許文献３には、目的のＥＵＶ光をよく通す塩化ジルコニウムＺｒＣｌ_４やペンタボランＢ_５Ｈ_１１のガスを使ったガスカーテンを用いることにより、ＬＰＰ式ＥＵＶ光源装置のＥＵＶ光出力を効果的に純化することが開示されている。しかし、特許文献３は、ガスカーテンに用いるガスのＣＯ_２レーザに対する減衰能については何らの開示も教示もしていない。

ところで、上記のＣＯ_２レーザをＳｎターゲットの励起源とするＬＰＰ式ＥＵＶ光源装置においては、出力の高いＣＯ_２レーザ光（波長１０．６μｍの赤外線）がターゲットにより散乱・反射してＥＵＶ光と混在する場合にも、たとえば、中心波長１３．５ｎｍのＥＵＶ光強度を１として０．１以下の強度に抑えることが要求される。
上記従来技術には、不要光の内でも特にＣＯ_２レーザ光を除去する観点から、次のような課題があった。

１）露光機とＥＵＶ光源を隔離する薄膜フィルタ型のＳＰＦの透過率は４０%程度と低いため、ＥＵＶ光の出力効率が非常に悪くなる。また、薄膜はデブリの入射によって容易に破損し、また、デブリが付着するとデブリがＥＵＶ光を吸収して温度が上昇しフィルタ自体が溶けてしまう可能性があり、ＳＰＦとしての機能を維持することが困難である。
２）開口（アレイ）を用いるＳＰＦにおいては、ＳＰＦの構造強度を維持しつつ開口率を向上し露光機に出力するＥＵＶ光の効率を改善すること、阻止したいＣＯ_２レーザの反射率を向上させること、光の吸収で発生する温度上昇に伴う変形、破損のリスクを抑制すること、が問題となる。また、開口アレイで発生するＥＵＶ光の光強度分布の微細な揺らぎが半導体の露光均一性を阻害して露光ムラを生じる可能性がある。
３）ガスの選択吸収作用を利用したＳＰＦにおいては、目的とするＥＵＶ光以外の不要な光線を吸収させるが、本発明の目的とする上記ＣＯ_２レーザ光を吸収するのに適したガス種は明らかになっていない。
米国特許第６，８０９，３２７号明細書 特開２００７−１２９２０９号公報 米国特許出願公開第２００７／００１２８８９Ａ号明細書

そこで、本願発明が解決しようとする課題は、炭酸ガス（ＣＯ_２）レーザ光をターゲット物質に照射してプラズマ化し極端紫外（ＥＵＶ）光を放射させＥＵＶミラーで中間集光点（ＩＦ）に集光して外部機器に供給するＬＰＰ式の極端紫外光源装置において、出力光中のＣＯ_２レーザ光を減少させＥＵＶ光の割合を高めたＥＵＶ光源装置を提供することである。

上記課題を解決するため、本発明の極端紫外（ＥＵＶ）光源装置は、ターゲット物質を真空室内に供給するターゲット供給装置と、炭酸ガスレーザ光を真空室内に導入するためのレーザ光導入口と、炭酸ガスレーザ光をターゲット供給装置から供給されるターゲット物質に照射させてターゲット物質のプラズマを生成するための励起レーザ集光光学系と、このプラズマから放射される放射光の一部を反射してＥＵＶ光を含む反射光を中間集光点（ＩＦ）に集光するＥＵＶ集光光学系と、反射光の光路に配置された波長選択素子を含み、反射光におけるＥＵＶ光の純度を高める第１のスペクトル純化フィルタ（ＳＰＦ）と、スリットノズルとこれに対向するガスシンクを備えて反射光の光路に炭酸ガスレーザ光を吸収するガスを含むガスカーテンを形成し、反射光におけるＥＵＶ光の純度を高めるための第２のスペクトル純化フィルタ（ＳＰＦ）と、を具備することを特徴とする。

ガス通路にＣＯ_２レーザ光を吸収するガスを流すことにより、ＣＯ_２レーザ光を低減し極端紫外線の純度を高めて放出することができる。
特に、ガスフローに６フッ化硫黄（ＳＦ_６）を含むガスを用いると、ＣＯ_２レーザ光をよく吸収するので、効率よく極端紫外光の純度を高めることができる。また、ＳＦ_６は、ＣＯ_２レーザ光のエネルギー密度強度が低いときには吸収率が高く、ＣＯ_２レーザ光のエネルギー密度強度が高い部分では吸収率が低くなる非線形な吸収率特性をもっている。そこで、ＳＦ_６のガスカーテンをＳＰＦとして利用すれば、真空室内にガスが充満した場合でも、ＥＵＶプラズマを励起させるためにＣＯ_２レーザを集光して光エネルギ密度強度が非常に高くなった部分では吸収が少なく、ターゲットあるいはＥＵＶプラズマで散乱反射した後のＣＯ_２レーザ光のエネルギー密度強度が低い部分では有効に吸収する、合目的的なＳＰＦとすることができる。なお、ガスカーテンは、超音速ノズルを使用して形成することが好ましい。超音速ノズルから供給されるガスフローは広がりにくいため、室内にガスが漏洩しにくいからである。

なお、さらに、プラズマ化するＣＯ_２レーザ光が、ＣＯ_２レーザ光を吸収するガスにより減衰すると、ターゲット物質のプラズマ化効率が低減するので、励起レーザ集光光学系の光路中にバッファガスを供給するノズルを備えて、励起レーザ集光光学系の光路中の、ＳＦ_６などのＣＯ_２レーザ光を吸収するガスをバッファガスで排斥する機構を備えることが好ましい。

露光機などにＥＵＶ光を供給するＥＵＶ光源装置に適用することにより、露光機などにＣＯ_２レーザ光が漏れ込むことを防止し、ＣＯ_２レーザ光の吸収に伴う温度上昇により発生する変形・破損のリスクを抑制し、出力効率が高く精密なＥＵＶ光を提供することができる。

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。

（実施態様１）
図１は、本発明の第１の実施態様に係る極端紫外（ＥＵＶ）光源装置の構成を示す図である。本実施態様のＥＵＶ光源装置は、炭酸ガス（ＣＯ_２）レーザ光をターゲット物質に照射して励起させることによりＥＵＶ光を生成するレーザ励起プラズマ（ＬＰＰ）方式を採用するもので、出力光路中にＣＯ_２レーザ光を吸収するガスをカーテンのように流してガス吸収式のスペクトル純化フィルタ（ＳＰＦ）を形成した例である。ＣＯ_２レーザ吸収ガスとして６フッ化硫黄（ＳＦ_６）を用いると特に効果的である。

図1のＥＵＶ光源装置は、ＣＯ_２レーザ装置と、ＥＵＶ光の生成が行われるＥＵＶ真空チャンバと、生成されたＥＵＶ光を外部の露光機（図示せず）に導く孔を有しデブリなどの流れを遮断する遮断用真空チャンバと、ＣＯ_２レーザ光を吸収するガスを流すガスフロー式ＳＰＦとを備えたもので、生成されたＥＵＶ光に混入するＣＯ_２レーザ光をＳＰＦにより除去しＥＵＶ光を良質化して露光機に供給するものである。

ＥＵＶ光源装置は、ＥＵＶ真空チャンバ１内の所定の集光点９位置にターゲット４を供給するターゲット供給装置５と、ＥＵＶ真空チャンバ１の外側に設けられたドライバレーザ装置６と、ＥＵＶ真空チャンバ１に励起用レーザ光７を導入する入射ウィンドウ３４と、励起用レーザ光７を集光点９位置に導光及び集光する励起レーザ集光光学系８と、集光点９から放射されるＥＵＶ光１０を集光するＥＵＶ集光光学系と、励起用レーザを吸収するガスをカーテン状に形成するガスカーテン装置４５と、ＥＵＶ真空チャンバ１を排気する第１真空ポンプ１２と、遮断用真空チャンバ２を排気する第２真空ポンプ２５とを備えている。

励起レーザ集光光学系８は、ＥＵＶ真空チャンバ１の外側及び／又は内側に配置された少なくとも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、ドライバレーザ装置６から射出される励起用レーザ光７を集光点９位置に導光及び集光する。ＥＵＶ集光光学系は、ＥＵＶ集光ミラー１１などからなる光学系であって、集光点９においてターゲット４に励起用レーザ光７が照射することによって発生するプラズマから放射されるＥＵＶ光１０を反射して中間集光点（ＩＦ）３７に向けて集光する。ＥＵＶ集光ミラー１１は、反射面にモリブデン・シリコン（Ｍｏ／Ｓｉ）多層膜が形成され、波長が１３．４ｎｍ付近のＥＵＶ光を選択的に反射するようになっている。

ＥＵＶ真空チャンバ１内のＥＵＶ光路中の遮断用真空チャンバ２前に配置されたガスカーテン装置４５は、ＳＦ_６ガスを供給するガスノズル４３と、ガスノズル４３に対向して配置したガス排気ノズル４７を備え、図外の真空排気ポンプで吸引することで、ＳＦ_６のガスカーテンをＥＵＶ光路中に生成する。ＳＦ_６のガスカーテンは、ＩＦ３７に向けて集光される光のうちＣＯ_２レーザの光を吸収し、露光機に侵入しないように遮断する。

ＳＦ_６ガスは、波長１０．６μｍのＣＯ_２レーザ光を強く吸収する。また、ＳＦ_６ガスは、弱い光に対して吸収率が大きく強い光に対して収集率が小さくなる性質を有する。
図２は、ＳＦ_６を透過したＣＯ_２レーザ光の光強度と透過率の関係を示すグラフである。グラフは、ＳＦ_６ガスを窒素ガスと混合して７６０Ｔｏｒｒとしたガスの厚さ１ｃｍ分をＣＯ_２レーザ光が透過したときについて、ＣＯ_２レーザ光の入射強度に対する透過率をＳＦ_６ガスの分圧をパラメータにしてプロットしたものである。グラフから、ガス濃度が小さいほど光の吸収率が小さくなって透過率が上がるが、入射光強度が大きいほど透過率が大きいことが読み取れる。

このように、ＳＦ_６ガスはＣＯ_２レーザ光に対して非線形な吸収率をもち、入射光のエネルギー強度が低いときには吸収率が高く、入射光のエネルギー強度が高くなると吸収率が低くなる。ＳＦ_６ガスをガス吸収式のＳＰＦとして用いると、ＥＵＶプラズマを励起させる光のエネルギー密度強度が非常に高いＣＯ_２レーザの集光部分では吸収が少ない一方、ターゲットあるいはＥＵＶプラズマで散乱、反射するＣＯ_２レーザ光は光のエネルギー密度強度が低くこれらを有効に吸収できる。したがって、Ｓｎプラズマを励起するエネルギーを維持したまま、ターゲットで反射、散乱するＣＯ_２レーザ光を効率的に吸収、遮断することができる。

なお、ガスノズル４３は、ＥＵＶ真空チャンバ１内で、ＳＦ_６ガスを超音速で噴射するように設計された超音速ノズルとして形成されることが好ましい。超音速ノズルから供給されるガスフローは広がる前にガス排気ノズル４７でほとんど吸引されるので、ＥＵＶ真空チャンバ１内にＳＦ_６ガスが拡散しにくい。

ＥＵＶ真空チャンバ１内のＳＦ_６ガス濃度が高くなると、ＣＯ_２レーザ光が吸収されてターゲット４のプラズマ化効率が低下し、ＥＵＶ光源装置の出力が低下する。そこで、図1のＥＵＶ光源装置は、さらに、入射ウィンドウ３４と集光点９の間のＣＯ_２レーザ光を包むフード４９と、このフード内にアルゴン（Ａｒ）などのパージガスを供給するパージノズル５１を備えて、ターゲットに照射する前の強いＣＯ_２レーザ光が通過する光路中のＳＦ_６ガスをパージガスで排除もしくは希釈することができるようになっている。ターゲット４に照射するＣＯ_２レーザ光は強い上、光路中のＳＦ_６ガスはパージガスで希釈されるので、ＣＯ_２レーザ光はターゲット4のプラズマ化に十分な光強度を残すことができる。

ターゲット供給装置５は、固体のスズ（Ｓｎ）を加熱溶解し固体あるいは液滴のドロップレットとしてＥＵＶ真空チャンバ１中に供給してターゲット４とする。ターゲット４は励起用レーザ７の収束する集光点９を通るようにする。
ドライバレーザ装置６から射出される高出力ＣＯ_２パルスレーザ（２０ｋＷ、パルス繰返し周波数１００ｋＨｚ、パルス幅２０ｎｓ）の励起用レーザ光７は、励起レーザ集光光学系８およびＥＵＶ真空チャンバ１の入射ウィンドウ３４を通してドロップレットターゲットの軌跡と重なる集光点９に集光し、ターゲット４を励起してプラズマ化しＥＵＶ光（中心波長１３．５ｎｍ）を含む種々の光線１０を放射させる。

ターゲットプラズマで発生したＥＵＶ光を含む放射光線１０は、楕円面を有するＥＵＶミラー１１により中間集光点（ＩＦ：Intermediate Focus）３７に集光される。励起用レーザ光７としてターゲット４に照射するＣＯ_２レーザ光の一部は、ターゲット４で反射したり、集光点９に発生したプラズマで反射・散乱したりして、ＥＵＶミラー１１に入射し、ＥＵＶミラーで反射・集光されてＥＵＶ光と一緒にＩＦ３７へと向かう。ＩＦ３７は、遮断用真空チャンバ２内に配置される。ＩＦ３７に向けて集光される放射光線１０は、ガスカーテン装置４５を通る間にＣＯ_２レーザ光をＳＦ_６ガスで吸収されＥＵＶ光の純度を増して、第１のピンホールアパーチャ１４と第２のピンホールアパーチャ２３を通って図外の露光機へと導かれる。

ＥＵＶ光源装置は、集光点９のＳｎプラズマから飛散するデブリから真空チャンバ１内の、ＳＰＦ、ＥＵＶ集光鏡、レーザ集光用レンズ・ミラー、レーザ光入射ウィンドウ、ＥＵＶセンサ、光学式センサの入射窓などの光学素子を保護するため、ミティゲーション(Mitigation)装置１６を備えても良い。ミティゲーション装置１６は、例えば、超伝導コイル電磁石１９によってプラズマを囲むように磁力線２０を生起させるもので構成することができる。ターゲットプラズマで発生するＳｎイオンは電荷を持つため、磁場中でローレンツ力を受け、磁力線２０に拘束されて周囲に飛散する前に第1真空ポンプ１２によってＥＵＶ真空チャンバ１外に排出される。

一方、ターゲットプラズマで発生するイオン以外の中性のＳｎ粒子は、磁場に拘束されないので、Ｓｎデブリとして、磁力線の外側に飛散して、光学素子を徐々に汚染したり、露光機に侵入して障害をもたらしたりする。露光機側にデブリが侵入することを防ぐために遮断用真空チャンバ２が設けられている。
遮断用真空チャンバ２は、ＥＵＶ真空チャンバ１との間の隔壁に設けた第１のピンホールアパーチャ（開口部）１４と、露光機側の壁に設けた第２のピンホールアパーチャ（開口部）２３で挟まれた空間である。

第１のピンホールアパーチャ１４は、ＥＵＶ真空チャンバ１と遮断用真空チャンバ２とを連通させ、第２のピンホールアパーチャ２３は第１のピンホールアパーチャ１４から入射するＥＵＶ光を露光機に導光する。ピンホールアパーチャ１４，２３の孔径は数ｍｍ程度である。この２つのピンホールアパーチャ１４，２３に挟まれた遮断用真空チャンバ２を、第２真空ポンプ２５を使ってＥＵＶ真空チャンバ１や露光機に繋がる空間より高真空にする。

すると、第１のピンホールアパーチャ１４により空間的に制限してＥＵＶ真空チャンバ１内で発生するデブリが第１のピンホールアパーチャ１４を通過する確率を低くすると共に、第１のピンホールアパーチャ１４を通過したデブリは、通過後第２真空ポンプ２５によって回収されるため、実質上、第２のピンホールアパーチャ２３を通って露光機に流入するデブリはほとんどなくなる。このようにして、透過光を減衰させてしまう物理的な隔膜を使わずに、差動排気の原理に基づいて、ＥＵＶ真空チャンバ１内のターゲット燃料やデブリが露光機に流入するのを防止することができる。

上記磁場を用いたミティゲーション装置１６によりＳｎイオンによる光学素子の表面の傷や汚れは有効に防止されるが、中性のＳｎデブリにはその作用が及ばない。したがって、ＥＵＶ真空チャンバ１に収容されたＳＰＦ、ＥＵＶ集光鏡、レーザ集光用レンズ・ミラー、レーザ光入射ウィンドウ、ＥＵＶセンサ、入射窓などの光学素子の表面がデブリで徐々に汚染される。このため、光学素子などのＣＯ_２レーザ反射率は運転と共に徐々に低下し、光を吸収して温度が上昇する場合がある。

そこで、たとえば、光学素子の温度分布をサーモビューア（図示せず）で観測することにより光学素子の温度の上昇が中性のＳｎデブリの付着に伴い大きくなったことを検知したときに、装置を停止して光学素子の交換あるいはＥＵＶ真空チャンバ１内のクリーニングをするようにしてもよい。
このため、エッチャントガスを導入するバルブ（図示しない）と、ゲートバルブ２８を備えることができる。ゲートバルブ２８は、第２のピンホールアパーチャ２３と露光機の間に設けられ、クリーニング時にエッチャントガスが露光機に流出するのを防止するものである。

エッチャントガスは、水素ガス、ハロゲンガス、ハロゲン化水素、アルゴンガスあるいはそれらの混合ガスを用い、ＳＰＦなど特定の光学素子を加熱装置（図示せず）により加熱してクリーニングを促進してもよい。また、ＲＦやマイクロ波によりエッチャントガスを励起して促進することもできる。
光学素子のクリーニングは、一旦ＥＵＶ光源装置の運転を停止し、ゲートバルブ２８を閉じて露光機とＥＵＶ真空チャンバ１を隔離した状態にして、エッチャントガスによる光学素子のクリーニングを実施する。クリーニングが終了したら、エッチャントガスの供給を停止し、真空ポンプ２５で遮断用真空チャンバ２の真空引きをし、真空度が十分低くなったことを確認してゲートバルブ２８を開けば、ＥＵＶ光源の運転を再開することができる。

本実施態様では、ＳＦ_６ガスおよびＡｒガスは３個の真空排気ポンプにより排出されるが、真空チャンバ１内のガス濃度がＥＵＶ光を十分透過できる、たとえば１Ｔｏｒｒ以下の濃度に維持することが必要である。
なお、本実施形態におけるガスカーテンのＣＯ_２レーザ光透過率は、供給するＳＦ_６ガスの分圧、温度、さらにレーザの透過距離により容易に調整することができる。
また、ガスカーテンはデブリの堆積や温度の影響などがなく、ＳＰＦとして長期間安定に作動する。

（実施態様２）
図３は、本発明の第２の実施態様に係るＥＵＶ光源装置の構成を示す図である。本実施態様のＥＵＶ光源装置は、ＣＯ_２レーザ光をターゲット物質に照射してＥＵＶ光を含む放射光線を生成しグレーティング型ＳＰＦを用いて波長選択するＥＵＶ光源装置であって、第1の実施態様と同様のＳＦ_６ガスカーテンを用いてＣＯ_２レーザ光を吸収してＥＵＶ光を純化して出力するものである。

第２の実施態様に係るＥＵＶ光源装置は、ＥＵＶ真空チャンバ１内で発生したＥＵＶ光を含んだ放射光線１０をＥＵＶ集光ミラー１１によりＩＦ３７に集光する途中の光路中にグレーティング型ＳＰＦ６１を設けて、放射光線１０中の不要光を排除して純度の高いＥＵＶ光とし、薄膜フィルタ型ＳＰＦ３８を介して次の工程の露光機に供給する。

本実施態様に係るＥＵＶ光源装置は、集光ミラー１１から薄膜フィルタ型ＳＰＦ３８までのＥＵＶ光の光路中の任意の位置に、ガスカーテン装置４５を配置する。図３においては、ガスカーテン装置４５が、グレーティング型ＳＰＦ６１と薄膜フィルタ型ＳＰＦ３８の間に、ＳＦ_６ガスを供給するガスノズル４３と、ガスノズル４３に対向して配置したガス排気ノズル４７を配置して構成される。ガスカーテン装置４５は、ＥＵＶ光を横切るようにＳＦ_６のガスカーテンを生成する。
ＳＦ_６のガスカーテンは、露光機に向けて放射されようとする放射光線中からＣＯ_２レーザ光を吸収し、高純度のＥＵＶ光として露光機に供給する。

また、ＥＵＶ真空チャンバ１に励起用レーザ光７を導入する入射ウィンドウ３４と、ターゲット４の軌道と励起用レーザ光７の光路が交差する集光点９との間に、フード４９を設けている。フード４９にはパージノズル５１からパージガスが供給される。フード４９内はＳＦ_６ガスが希薄になっているので、フード４９を通過するＣＯ_２レーザ光は減衰せずにターゲット４に当たり効率的にプラズマ化することができる。
第２実施態様に係るＥＵＶ光源装置も第１実施態様のものと同じように、不要光であるＣＯ_２レーザ光を除去して高純度のＥＵＶ光を供給することができる。

本発明は、露光装置の光源として用いられる極端紫外光源装置に適用することにより、純度の高いＥＵＶを得ることができ、かつそのためのスペクトラム純化フィルタの長寿命化が可能である。

本発明の第１の実施態様に係る極端紫外光源装置の構成図である。 ６フッ化硫黄の炭酸ガスレーザ光透過特性を示すグラフである。 本発明の第２の実施態様に係る極端紫外光源装置の構成図である。 従来の極端紫外光源装置の構成図である。

符号の説明

１・・・ＥＵＶ真空チャンバ、２・・・遮断用真空チャンバ、４・・・ターゲット、５・・・ターゲット射出装置、６・・・ドライバレーザ、７・・・励起用レーザ光、８・・・レーザ集光光学系、９・・・集光点、１０・・・ＥＵＶ光、１１・・・ＥＵＶ集光ミラー、１２・・・第１真空ポンプ、１４・・・第１のピンホールアパーチャ、１６・・・ミティゲーション装置、１９・・・超伝導コイル電磁石、２０・・・磁力線、２３・・・第２のピンホールアパーチャ、２５・・・第２真空ポンプ、２８・・・ゲートバルブ、３４・・・入射ウィンドウ、３７・・・中間集光点（ＩＦ）、３８・・・薄膜フィルタ型ＳＰＦ、４３・・・ガスノズル、４５・・・ガスカーテン装置、４７・・・排気ノズル、４９・・・フード、５１・・・パージノズル、６１・・・グレーティング型ＳＰＦ。

Claims (6)

1. ターゲット物質を真空室内に供給するターゲット供給装置と、
   炭酸ガスレーザ光を前記真空室内に導入するためのレーザ光導入口と、
   前記炭酸ガスレーザ光を前記ターゲット供給装置から供給される前記ターゲット物質に照射させて前記ターゲット物質のプラズマを生成するための励起レーザ集光光学系と、
   該プラズマから放射される放射光の一部を反射してＥＵＶ光を含む反射光を中間集光点（ＩＦ）に集光するＥＵＶ集光光学系と、
   前記反射光の光路に配置された波長選択素子を含み、前記反射光における前記ＥＵＶ光の純度を高める第１のスペクトル純化フィルタ（ＳＰＦ）と、
   スリットノズルとこれに対向するガスシンクを備えて前記反射光の光路に前記炭酸ガスレーザ光を吸収するガスを含むガスカーテンを形成し、前記反射光における前記ＥＵＶ光の純度を高めるための第２のスペクトル純化フィルタ（ＳＰＦ）と、
   を具備する極端紫外光源装置。
2. 前記炭酸ガスレーザ光を吸収するガスは６フッ化硫黄（ＳＦ_６）を含むものであることを特徴とする請求項１記載の極端紫外光源装置。
3. 前記スリットノズルは前記炭酸ガスレーザ光を吸収するガスを超音速で噴出させるものであることを特徴とする請求項１または２記載の極端紫外光源装置。
4. 前記励起レーザ集光光学系の光路中にバッファガスを供給するノズルを備えて、該バッファガスで該励起レーザ集光光学系の光路中の前記炭酸ガスレーザ光を吸収するガスを排斥することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の極端紫外光源装置。
5. 前記第１のスペクトル純化フィルタは、グレーティング型ＳＰＦである、請求項１から４のいずれか１項に記載の極端紫外光源装置。
6. 前記第２のスペクトル純化フィルタは、前記反射光が、前記反射光の光路の第１の位置において前記スリットノズルと前記ガスシンクとの間に入射し、前記第１の位置よりも前記反射光の光路の下流側であって前記中間集光点よりも前記反射光の光路の上流側の第２の位置において前記スリットノズルと前記ガスシンクとの間から出射するように配置され、
   前記第１の位置における前記スリットノズルと前記ガスシンクとの間隔が、前記第２の位置における前記スリットノズルと前記ガスシンクとの間隔よりも大きくなるように、前記スリットノズルと前記ガスシンクとが配置されている、請求項１から５のいずれか１項に記載の極端紫外光源装置。