JP5534910B2 - 極端紫外光源装置 - Google Patents

Description

本発明は、極端紫外（ＥＵＶ：extreme ultraviolet）光を用いて処理を行う処理装置と組み合わせて用いられる極端紫外光源装置に関し、例えば、露光装置において半導体ウエハの露光処理を行う投影光学系と組み合わせて用いられ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、６０ｎｍ〜４５ｎｍの微細加工、更には３２ｎｍ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、３２ｎｍ以下の微細加工の要求に応えるべく、波長１３ｎｍ程度のＥＵＶ光を発生する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：レーザ生成プラズマ）光源と、放電によって生成されるプラズマを用いたＤＰＰ（discharge produced plasma：放電生成プラズマ）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。このようなＥＵＶ光源から出射されるＥＵＶ光は、ＥＵＶ光を用いて処理を行う処理装置、例えば露光装置の投影光学系に出力される。

関連する技術として、特許文献１には、ＥＵＶリソグラフィ装置（EUV lithographic apparatus）において、ＥＵＶ光を放射する放射ユニット（radiation unit）を重力方向に対して斜めに設置することにより、ＥＵＶ光を用いてマスクを照明する照明システム（illumination system）の光軸に一致するように、ＥＵＶ光を出射することが開示されている。

しかしながら、ＥＵＶ光を用いて処理を行う処理装置によって、ＥＵＶ光源装置に要求される開口数（ＮＡ：numerical aperture）、中間集光点（ＩＦ：intermediate focusing point）の位置、及び、処理装置が必要とする内部圧力等の仕様は様々である。このため、処理装置の仕様に合わせてＥＵＶチャンバの仕様を変更しなければならない場合が生じるという問題がある。

米国特許出願公開第２００６／１４６４１３号明細書（図２）

そこで、上記の点に鑑み、本発明の１つの観点においては、異なる処理装置の仕様に対してＥＵＶチャンバの仕様変更を少なくすることができるＥＵＶ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、極端紫外光を用いて処理を行う処理装置に極端紫外光を供給する極端紫外光源装置であって、処理装置に供給するための極端紫外光の生成が行われるチャンバと、チャンバ内において生成された極端紫外光を集光して前記処理装置に出射する集光ミラーと、チャンバと処理装置との間において極端紫外光の経路を外部から隔離する光路接続モジュールであって、チャンバから取り外し可能に構成された光路接続モジュールとを具備し、チャンバには、光路接続モジュールとの接続部に第１の密封バルブが設けられ、光路接続モジュールには、チャンバとの接続部に第２の密封バルブが設けられたものである。

本発明の１つの観点によれば、チャンバと処理装置との間に光路接続モジュールを具備するので、異なる処理装置の仕様に対して光路接続モジュールの変更で対応することにより、ＥＵＶチャンバの仕様変更を少なくすることができる。

本発明の第１の実施形態に係る極端紫外（ＥＵＶ）光源装置を含む露光装置の概略構成を示す側面図である。 図１に示すＥＵＶ光源装置における発光部の概要を示す模式図である。 第１の実施例に係るＥＵＶ光源装置を示す側面図である。 第２の実施例に係るＥＵＶ光源装置を示す側面図である。 第３の実施例に係るＥＵＶ光源装置を示す側面図である。 第４の実施例に係るＥＵＶ光源装置を示す側面図である。 第５の実施例に係るＥＵＶ光源装置を示す側面図である。 第６の実施例に係るＥＵＶ光源装置を示す側面図である。 第７の実施例に係るＥＵＶ光源装置を示す側面図である。 第８の実施例に係るＥＵＶ光源装置を示す側面図である。 第９の実施例に係るＥＵＶ光源装置を示す側面図である。 第１０の実施例に係るＥＵＶ光源装置を示す側面図である。 第１１の実施例に係るＥＵＶ光源装置を示す側面図である。 第１２の実施例に係るＥＵＶ光源装置を示す側面図である。 本発明の第２の実施形態に係るＥＵＶ光源装置における発光部の概要を示す模式図である。

以下、本発明の実施形態について、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符号を付して、重複する説明を省略する。
図１は、本発明の第１の実施形態に係る極端紫外（ＥＵＶ）光源装置を含む露光装置の概略構成を示す側面図である。この露光装置は、ＥＵＶ光源装置１と、投影光学系２０とを含んでいる。ここで、投影光学系２０は、ＥＵＶ光を用いて処理を行う処理装置の一例であり、マスクにＥＵＶ光を照射する光学系であるマスク照射部２１と、マスクのパターンをウエハ上に投影する光学系であるワークピース照射部２２とを含んでいる。

第１の実施形態に係るＥＵＶ光源装置１は、ＥＵＶ光の生成を行う発光部１０と、発光部１０と投影光学系２０との間に設置される光路接続モジュール１１と、発光部１０を位置決めする位置決め機構１２とを有している。発光部１０は、レーザビーム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ＬＰＰ（レーザ生成プラズマ）方式を採用している。

ＬＰＰ方式においては、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る。また、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る。さらに、光源の周囲に電極等の構造物がなく、ほぼ等方的な角度分布を持つ点光源であるので、２π〜４πsteradianという極めて大きな捕集立体角の確保が可能である。これらの利点から、ＬＰＰ方式は、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２は、図１に示すＥＵＶ光源装置における発光部の概要を示す模式図である。
発光部１０は、ドライバレーザ２と、ターゲット供給部３と、ＥＵＶチャンバ４と、ターゲット回収部５と、レーザ集光光学系６と、ＥＵＶ集光ミラー１５とを含んでいる。

ドライバレーザ２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生成する発振増幅型のレーザ光源である。ドライバレーザ２によって生成されたレーザ光は、少なくとも１つのレンズ及び／又は少なくとも１つのミラーを含んだレーザ集光光学系６により、ＥＵＶチャンバ４内のターゲット物質の軌道上に焦点を形成するように集光される。レーザ光がターゲットに集光して照射されるとプラズマが発生する。このプラズマの生成サイト（ＰＳ：plasma generation site）からＥＵＶ光が放出される。

ターゲット供給部３は、ＥＵＶ光を発生するために用いられるスズ（Ｓｎ）やリチウム（Ｌｉ）等のターゲット物質を、ターゲットノズル８を介してＥＵＶチャンバ４内に供給する装置である。供給されたターゲット物質の内で、レーザ光が照射されずに不要となったものは、ターゲット回収部５によって回収される。

ターゲット物質の状態は、固体、液体、気体の何れでも良く、ターゲット供給部３は、連続流れ（ターゲット噴流）や液滴（ドロップレット）等の、公知の何れの態様でターゲット物質をＥＵＶチャンバ４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スズ（Ｓｎ）の溶融金属を用いる場合には、ターゲット供給部３は、スズを溶融するためのヒータや溶融金属スズを噴出させるための高純度アルゴン（Ａｒ）ガスを供給するガスボンベ、マスフローコントローラ、ターゲット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、ターゲットノズル８にピエゾ素子等の加振装置が追加される。

ＥＵＶチャンバ４は、ＥＵＶ光の生成が行われる真空チャンバである。ＥＵＶチャンバ４には、ドライバレーザ２によって生成されたレーザ光をＥＵＶチャンバ４内に通過させるための窓７が設けられている。

ＥＵＶ集光ミラー１５は、ＥＵＶチャンバ４内に設けられている。ＥＵＶ集光ミラー１５は、所定の波長を有するＥＵＶ光を高い反射率で反射させる多層膜がコートされた反射面を有している。例えば、波長が１３．５ｎｍ付近のＥＵＶ光を集光するコレクタミラーとしては、反射面にモリブデン（Ｍｏ）及びシリコン（Ｓｉ）の膜が交互に積層されたミラーが用いられる。ＥＵＶ集光ミラー１５の反射面は回転楕円体の形状を有しており、このＥＵＶ集光ミラー１５は、回転楕円体の第１の焦点位置がプラズマ生成サイト（ＰＳ）となるように配置されている。ＥＵＶ集光ミラー１５によって反射されたＥＵＶ光は、回転楕円体の第２の焦点位置、すなわち中間集光点（ＩＦ）に集光される。

ＥＵＶチャンバ４内に供給されたターゲット物質にレーザビームを照射することにより、プラズマが生成され、そこからＥＵＶ光を含む様々な波長を有する光が放射される。この内の所定の波長成分（例えば、１３．５ｎｍの波長を有する成分）が、ＥＵＶ集光ミラー１５によって高い反射率で反射される。ＥＵＶ集光ミラー１５から射出されたＥＵＶ光は、光路接続モジュール１１内の中間集光点（ＩＦ）に一旦集光される。そして、ＥＵＶ光は中間集光点から広がりながら光路接続モジュール１１内を通過し、投影光学系２０に入射する。

図１を再び参照すると、光路接続モジュール１１は、発光部１０に含まれるＥＵＶチャンバ４と、投影光学系２０との間においてＥＵＶ光の経路を画定するように設置されている。光路接続モジュール１１は、ＥＵＶ光の経路を外部から隔離するとともに、ＥＵＶチャンバ４側の端部から投影光学系２０の端部へとＥＵＶ光を通過させるように筒状に構成されている。この光路接続モジュール１１は、投影光学系２０の仕様に適合する形状及び構成を備えており、投影光学系２０の仕様の変更に対してＥＵＶチャンバ４を変更しなくても光路接続モジュール１１の変更で対応できるようになっている。光路接続モジュール１１は、ＥＵＶチャンバ４及び投影光学系２０の一方又は両方から取り外し可能となっている。

位置決め機構１２は、発光部１０の形状に合わせたチャンバ台１３を含んでいる。このチャンバ台１３は、発光部１０から射出されるＥＵＶ光の光軸が投影光学系２０の光軸と一致するように、重力方向に対して斜めの姿勢に発光部１０を保持する。

投影光学系２０は、マスクにＥＵＶ光を照射するためのマスク照射部２１と、マスクの像をウエハ上に投影するためのワークピース照射部２２とを有している。マスク照射部２１は、ＥＵＶ光源装置１から入射したＥＵＶ光を、反射光学系を介してマスクテーブルＭＴのマスクパターン上に照射する。ワークピース照射部２２は、マスクテーブルＭＴから反射されたＥＵＶ光を、反射光学系を介してワークピーステーブルＷＴのワークピース（半導体ウエハ等）上に結像させる。そして、マスクテーブルＭＴとワークピーステーブルＷＴとを同時に平行移動させることにより、マスクパターンをワークピースに転写させる。

本実施形態によれば、ＥＵＶチャンバ４と露光装置の投影光学系２０との間に光路接続モジュール１１が設置されているので、異なる投影光学系の仕様に対して光路接続モジュール１１の変更で対応することにより、ＥＵＶチャンバ４の仕様変更を少なくすることができる。従って、異なる投影光学系の仕様に対応するＥＵＶチャンバ４をそれぞれ設計及び製作する必要性を低減し、コストを低減することができる。

なお、光路接続モジュール１１は、光路接続モジュール１１内を通るＥＵＶ光の光軸に垂直な断面が円形に形成される（光路接続モジュール１１が円筒状に形成される）ことが望ましいが、本発明はこれに限定されることなく、光路接続モジュール１１の断面を例えば四角形やその他の多角形としてもよい。また、ここでは、ドライバレーザ２がＥＵＶ光源装置１の発光部１０に含まれる例について説明したが、本発明はこれに限定されることなく、ドライバレーザ２がＥＵＶ光源装置１とは別個のレーザ光源として、ＥＵＶ光源装置１にレーザ光を出射するように構成されていても良い。また、ＥＵＶ光を用いて処理を行う処理装置として露光装置の投影光学系２０を例示したが、これに限らず、処理装置はレチクル検査装置（マスク検査装置）であっても良い。

次に、上記実施形態のＥＵＶ光源装置の具体的な実施例について説明する。なお、上記実施形態の説明は、その性質に反しない限り、そのまま以下の各実施例においても該当する。

図３は、第１の実施例に係るＥＵＶ光源装置を示す側面図である。図３においては、光路接続モジュール１１ａ、１１ｂ、１１ｃを拡大して示すため、発光部１０と投影光学系２０ａ、２０ｂ、２０ｃは一部のみ示されている。
第１の実施例は、投影光学系２０ａ、２０ｂ、２０ｃが互いに異なる開口数（ＮＡ）又は中間集光点（ＩＦ）の位置を要求している場合に、共通のＥＵＶチャンバ４を備えた発光部１０を用いて、それぞれの仕様に対応することを可能とするものである。

投影光学系２０ａが、投影光学系２０ａに近い位置に中間集光点（ＩＦ）を要求しているときには、図３（Ａ）に示すように、光路接続モジュール１１ａの内部壁面の形状を、最も内径の小さい絞り部分が投影光学系２０ａに近い位置となるような形状とする。
また、投影光学系２０ｂが、小さい開口数（ＮＡ）を要求しているときには、図３（Ｂ）に示すように、光路接続モジュール１１ｂの内部壁面において、中間集光点（ＩＦ）の位置から光路接続モジュール１１ｂの両端に向かって開く角度を小さくする。
また、投影光学系２０ｃが、投影光学系２０ｃから遠い位置に中間集光点（ＩＦ）を要求しているときには、図３（Ｃ）に示すように、光路接続モジュール１１ｃの内部壁面の形状を、最も内径の小さい絞り部分が投影光学系２０ｃから遠い位置となるような形状とする。

第１の実施例によれば、投影光学系２０ａ、２０ｂ、２０ｃにより要求される中間集光点（ＩＦ）の位置と開口数（ＮＡ）の仕様に応じて、光路接続モジュール１１ａ、１１ｂ、１１ｃ及びＥＵＶ集光ミラー１５ａ、１５ｂ、１５ｃを変更することにより、ＥＵＶチャンバ４の仕様変更を少なくすることができる。

図４は、第２の実施例に係るＥＵＶ光源装置を示す側面図である。図４においては、光路接続モジュール１１ｄ、１１ｅ、１１ｆを拡大して示すため、発光部１０と投影光学系２０ｄ、２０ｅ、２０ｆは一部のみ示されている。
第２の実施例は、投影光学系２０ｄ、２０ｅ、２０ｆが互いに異なる内部圧力を必要としている場合に、共通のＥＵＶチャンバ４を備えた発光部１０を用いてそれぞれの仕様に対応し、ＥＵＶチャンバ４の内部圧力と投影光学系２０ｄ、２０ｅ、２０ｆの内部圧力との差圧を維持することを可能とするものである。

図４（Ａ）は、光路接続モジュール１１ｄのうち中間集光点（ＩＦ）に対応する絞り部分よりもＥＵＶチャンバ４側にのみ、排気経路１４ｄ及びこれに接続された真空排気ポンプ１４ａを設けた例を示す。図４（Ｂ）は、光路接続モジュール１１ｅのうち中間集光点（ＩＦ）に対応する絞り部分よりも投影光学系２０ｅ側にのみ、排気経路１４ｅ及びこれに接続された真空排気ポンプ１４ａを設けた例を示す。図４（Ｃ）は、光路接続モジュール１１ｆのうち中間集光点（ＩＦ）に対応する絞り部分よりもＥＵＶチャンバ４側に排気経路１４ｄ及び真空排気ポンプ１４ａを設けるとともに、投影光学系２０ｆ側にも排気経路１４ｅ及び真空排気ポンプ１４ａを設けた例を示す。

これらの例は、投影光学系２０ｄ、２０ｅ、２０ｆが必要としている内部圧力と、ＥＵＶチャンバ４に必要な内部圧力との差圧を維持するために、それぞれ、ＥＵＶチャンバ４側を排気する場合、投影光学系２０ｄ、２０ｅ、２０ｆ側を排気する場合、及び、両方を排気する場合において、各場合に対応した光路接続モジュール１１ｄ、１１ｅ、１１ｆを用いることにより、共通のＥＵＶチャンバ４を備えた発光部１０を用いることを可能としている。

第２の実施例によれば、投影光学系２０ｄ、２０ｅ、２０ｆが必要としている内部圧力の仕様に応じて、光路接続モジュール１１ｄ、１１ｅ、１１ｆを変更することにより、ＥＵＶチャンバ４の仕様変更を少なくすることができる。従って、異なる投影光学系の仕様に対応するＥＵＶチャンバをそれぞれ設計及び製作する必要性を低減し、コストを低減することができる。

第２の実施例において、上述の第１の実施例のように、投影光学系２０ｄ、２０ｅ、２０ｆによって要求される中間集光点（ＩＦ）の位置と開口数（ＮＡ）の仕様に応じて、光路接続モジュール１１ｄ、１１ｅ、１１ｆ及びＥＵＶ集光ミラー１５を変更することにより、ＥＵＶチャンバ４の仕様変更をさらに少なくすることもできる。なお、第２の実施例では、真空排気ポンプ１４ａが光路接続モジュール１１ｄ、１１ｅ、１１ｆと一体となった場合について示したが、この実施例に限定されることなく、真空排気ポンプ１４ａが大きかったり、真空排気ポンプ１４ａの数が多かったりする場合は、真空排気ポンプ１４ａは、光路接続モジュール１１ｄ、１１ｅ、１１ｆからの排気経路上において光路接続モジュール１１ｄ、１１ｅ、１１ｆから切り離せるようにしてもよい。

図５は、第３の実施例に係るＥＵＶ光源装置を示す側面図である。図５においては、光路接続モジュール１１ｇ及び１１ｈを拡大して示すため、発光部１０と投影光学系２０は一部のみ示されている。
第３の実施例は、上述の第１又は第２の実施例において、光路接続モジュールの内部壁面が種々の形状に形成されたものである。

図５（Ａ）は、光路接続モジュール１１ｇの内部壁面を、光路接続モジュール１１ｇ内を通るＥＵＶ光の光軸に沿った断面が波形になるように構成した例を示す。図５（Ｂ）は、光路接続モジュール１１ｈの内部壁面を、光路接続モジュール１１ｈ内を通るＥＵＶ光の光軸にほぼ垂直な穴あき平板若しくは穴あき膜が光軸方向に複数配列されることによって構成した例を示す。

図５（Ａ）及び（Ｂ）の何れにおいても、投影光学系２０によって要求される中間集光点（ＩＦ）の位置に、光路接続モジュール１１ｇ又は１１ｈ内の最も内径の小さい絞り部分が位置づけられている。また、光路接続モジュール１１ｇ又は１１ｈの内部壁面は、投影光学系２０によって要求される開口数（ＮＡ）に応じて、中間集光点（ＩＦ）の位置から光路接続モジュール１１ｇ又は１１ｈの両端に向かって開く角度が決定されている。更に、投影光学系２０が必要としている内部圧力とＥＵＶチャンバ４に必要な内部圧力との差圧を維持するために、必要な排気経路１４ｄが設けられ、この排気経路は真空排気ポンプに接続されている。

第３の実施例によれば、ＥＵＶチャンバ４内で発生するターゲット物質のデブリを光路接続モジュール１１ｇ又は１１ｈの内部壁面によりトラップし、デブリの投影光学系２０内への進入を抑制することができる。

図６は、第４の実施例に係るＥＵＶ光源装置を示す側面図である。
第４の実施例は、上述の第１〜第３の実施例において、光路接続モジュールを取り外し、それにより空いた空間に、発光部１０の性能検査をする検査装置１６を取り付けることを可能とするものである。

第４の実施例によれば、発光部１０を移動させることなく、ＥＵＶチャンバ４を含む発光部１０と投影光学系２０とから光路接続モジュール１１を取り外し、検査装置１６を取り付けるだけで、発光部１０の性能検査をすることができる。従って、検査後に発光部１０のアライメントを再度行う必要性を低減することができ、発光部１０と投影光学系２０との接続を容易にすることができる。

図７は、第５の実施例に係るＥＵＶ光源装置を示す側面図である。
第５の実施例は、上述の第１〜第４の実施例において、ＥＵＶチャンバ４の光路接続モジュール１１との接続部と、投影光学系２０の光路接続モジュール１１との接続部に、それぞれゲートバルブ１７ａ、１７ｂなどの密封バルブが設置されたものである。

第５の実施例によれば、ＥＵＶチャンバ４から光路接続モジュール１１を取り外したとき、或いは、投影光学系２０から光路接続モジュール１１を取り外したときに、これらＥＵＶチャンバ４及び投影光学系２０の内部が空気に汚染されることを抑制することができる。そして、光路接続モジュール１１の両端にもそれぞれゲートバルブ１７ｃ、１７ｄが設置されている。その結果、光路接続モジュール１１に内蔵される後述の光学部品等を保護することができる。

図８は、第６の実施例に係るＥＵＶ光源装置を示す側面図である。図８においては、光路接続モジュール１１ｉ及び１１ｊを拡大して示すため、発光部１０と投影光学系２０は一部のみ示されている。
第６の実施例に係るＥＵＶ光源装置は、上述の第１〜第５の実施例において、光路接続モジュールにスペクトル純化フィルタ（spectral purity filter：ＳＰＦ）１８ａ又は１８ｂを内蔵している。スペクトル純化フィルタ１８ａ、１８ｂは、投影光学系２０が使用するＥＵＶ光（例えば、１３．５ｎｍの波長を有するＥＵＶ光）を透過し、その他の波長の光を反射又は吸収する働きがある。

図８（Ａ）は、光路接続モジュール１１ｉ内の中間集光点（ＩＦ）の位置に設けられる絞り部分よりもＥＵＶチャンバ４側に排気経路１４ｄを設け、この排気経路１４ｄよりも更にＥＵＶチャンバ４側にスペクトル純化フィルタ１８ａを設けた例を示す。スペクトル純化フィルタとしてはジルコニウム（Ｚｒ）薄膜が使用されるため、ＥＵＶチャンバ４と投影光学系２０との圧力差によって破損する恐れがある。そこで、ＥＵＶチャンバ４内の圧力Ｐ１と投影光学系２０内の圧力Ｐ２がＰ１＜Ｐ２の関係にある場合は、図８（Ａ）のように光路接続モジュール１１ｉが構成される。これにより、中間集光点（ＩＦ）の位置にある絞り部分とスペクトル純化フィルタ１８ａとの間の空間を排気経路１４ｄにより排気し、スペクトル純化フィルタ１８ａの破損を回避することができる。

図８（Ｂ）は、光路接続モジュール１１ｊ内の中間集光点（ＩＦ）の位置に設けられる絞り部分よりも投影光学系２０側に排気経路１４ｅを設け、この排気経路１４ｅよりも更に投影光学系２０側にスペクトル純化フィルタ１８ｂを設けた例を示す。ＥＵＶチャンバ４内の圧力Ｐ１と投影光学系２０内の圧力Ｐ２がＰ１＞Ｐ２の関係にある場合は、図８（Ｂ）のように光路接続モジュール１１ｊが構成される。これにより、中間集光点（ＩＦ）の位置にある絞り部分とスペクトル純化フィルタ１８ｂとの間の空間を排気経路１４ｅにより排気し、スペクトル純化フィルタ１８ｂの破損を回避することができる。

第６の実施例によれば、スペクトル純化フィルタ１８ａ又は１８ｂが寿命により交換を要する場合に、発光部１０を移動させることなく、ＥＵＶチャンバ４を含む発光部１０と投影光学系２０とから光路接続モジュール１１ｉ又は１１ｊを取り外すだけで、スペクトル純化フィルタ１８ａ又は１８ｂを交換することができる。従って、交換後に発光部１０のアライメントを再度行う必要性を低減することができ、発光部１０と投影光学系２０との接続を容易にすることができる。

図９は、第７の実施例に係るＥＵＶ光源装置を示す側面図である。図９においては、光路接続モジュール１１ｋ及び１１ｍを拡大して示すため、発光部１０と投影光学系２０は一部のみ示されている。
第７の実施例に係るＥＵＶ光源装置は、光路接続モジュール１１ｋ又は１１ｍ内をスペクトル純化フィルタによって遮断せず、光路接続モジュール１１ｋ又は１１ｍの内部壁面とスペクトル純化フィルタ１８ｃ又は１８ｄとの間に隙間を空けた点で上述の第６の実施例と異なる。このように光路接続モジュール１１ｋ又は１１ｍ内に隙間を空けた場合でも、排気経路１４ｄ又は１４ｅより排気を行うことで、ＥＵＶチャンバ４と投影光学系２０との差圧を維持するとともに、ＥＵＶチャンバ４内で発生するターゲット物質のデブリが投影光学系２０内へ進入することを抑制することができる。

第７の実施例によれば、スペクトル純化フィルタ１８ｃ又は１８ｄが寿命により交換を要する場合に、発光部１０を移動させることなく、ＥＵＶチャンバ４を含む発光部１０と投影光学系２０とから光路接続モジュール１１ｋ又は１１ｍを取り外すだけで、スペクトル純化フィルタ１８ｃ又は１８ｄを交換することができる。従って、交換後に発光部１０のアライメントを再度行う必要性を低減することができ、発光部１０と投影光学系２０との接続を容易にすることができる。

図１０は、第８の実施例に係るＥＵＶ光源装置を示す側面図である。図１０においては、光路接続モジュール１１ｎ及び１１ｏを拡大して示すため、発光部１０と投影光学系２０は一部のみ示されている。
第８の実施例は、上述の第１〜第５の実施例において、光路接続モジュール内のＥＵＶ光の経路上であって中間集光点（ＩＦ）よりＥＵＶチャンバ４側の位置に、光を反射する光学素子が配置され、この光学素子による反射光の経路上に、反射光を検出する光検出器が設置されたものである。第８の実施例においては、光を反射する光学素子として、スペクトル純化フィルタ１８ｅ又はミラー３４が配置されており、光検出器として、蛍光板３１、転写光学系３２、電荷結合素子３３を含む中間集光点（ＩＦ）検出器が設置されている。

図１０（Ａ）では、光路接続モジュール１１ｎ内に、光路接続モジュール１１ｎ内を通るＥＵＶ光の光軸に対してほぼ４５度の傾きとなるようにスペクトル純化フィルタ１８ｅが設置されている。そして、スペクトル純化フィルタ１８ｅからの反射光が集光された第２の集光点が、蛍光板３１上に形成されるように、当該集光点に蛍光板３１が設置されている。

ここで、蛍光板３１は、スペクトル純化フィルタ１８ｅから中間集光点（ＩＦ）までの光路の距離と同じ光路の距離となる位置に配置されている。この蛍光板３１は、スペクトル純化フィルタ１８ｅからの反射光を受けると、可視光の蛍光を発する。この可視光による蛍光板３１上の像を、転写光学系３２が電荷結合素子（charge coupled device：ＣＣＤ）３３等の２次元センサ上に転写結像させる。これにより、中間集光点（ＩＦ）の位置及び形状が検出される。この情報に基づいて、ＥＵＶ集光ミラー１５の配置等を制御しＥＵＶ光の光軸を調整しても良い。一方、スペクトル純化フィルタ１８ｅを透過したＥＵＶ光は、光路接続モジュール１１ｎ内の中間集光点（ＩＦ）を通って投影光学系２０に出力される。

図１０（Ａ）の構成によれば、投影光学系２０にＥＵＶ光を供給している状態で、中間集光点（ＩＦ）の位置及び形状を計測できる。なお、ここではスペクトル純化フィルタ１８ｅを用いる例について説明したが、ＥＵＶ光を透過し、他の波長の光を反射するような他の光学素子を用いても良い。

図１０（Ｂ）では、光路接続モジュール１１ｏ内に、光路接続モジュール１１ｏ内を通るＥＵＶ光の光軸に対してほぼ４５度の傾きとなるようにミラー３４を設置してあり、ミラー３４からの反射光を用いて図１０（Ａ）と同様に中間集光点（ＩＦ）の位置及び集光形状を検出する。ミラー３４は、ノブ３５、検出時固定部材３６及び待機時固定部材３７を設けたシャフト３８に固定されており、このシャフト３８は、光路接続モジュール１１ｏに固定されたシール部材１９を介して往復動可能になっている。

中間集光点（ＩＦ）を検出するときには、図１０（Ｂ）に示すように検出時固定部材３６をシール部材１９に当接させることによって、再現性よくミラー３４を位置決めすることができる。一方、投影光学系２０へＥＵＶ光を出力するときには、図１０（Ｃ）に示すようにノブ３５を光路接続モジュール１１ｏの壁面から引き離し、待機時固定部材３７がシール部材１９に当接するまでミラー３４を移動させることにより、ミラー３４をＥＵＶ光の光路上から退避させる。

第８の実施例によれば、発光部１０を移動させることなく、ＥＵＶチャンバ４を含む発光部１０と投影光学系２０とから光路接続モジュール１１ｎ又は１１ｏを取り外すだけで、焦点検出器（中間集光点（ＩＦ）検出器）等を交換することができる。従って、交換後に発光部１０のアライメントを再度行う必要性を低減することができ、発光部１０と投影光学系２０との接続を容易にすることができる。

図１１は、第９の実施例に係るＥＵＶ光源装置を示す側面図である。図１１においては、光路接続モジュール１１ｐを拡大して示すため、発光部１０と投影光学系２０は一部のみ示されている。
第９の実施例は、上述の第１〜第５の実施例において、光路接続モジュール内のＥＵＶ光の経路上に、光を反射するミラー３４等の光学素子が配置され、この光学素子による反射光の経路上に、反射光を検出する光検出器が設置されたものである。第９の実施例においては、光検出器として、ＥＵＶ透過フィルタ４１及びエネルギー計測器４２が設置されている。

図１１では、光を反射する光学素子として、図１０（Ｂ）と同様の往復動可能なミラー３４が光路接続モジュール１１ｐ内に設置されている。ミラー３４からの反射光は、スペクトル純化フィルタ等のＥＵＶ透過フィルタ４１を透過し、エネルギー計測器４２に入射して、ＥＵＶ光のエネルギーが計測される。これにより、投影光学系２０に出力されている実際のエネルギーの較正やエネルギー安定性の計測を行うことができる。このＥＵＶ透過フィルタ４１は、必ずしもＥＵＶ光の集光位置に設置する必要はなく、ＥＵＶ光の経路上において、ＥＵＶ光によって損傷しない位置にオフセットして設置されている。

なお、ミラー３４からの反射光の代わりに、図１０（Ａ）に示すようなスペクトル純化フィルタ１８ｅからの反射光が、ＥＵＶ透過フィルタ４１を介さずに直接エネルギー計測器４２に入射するようにして、エネルギーを計測しても良い。
また、ＥＵＶ透過フィルタ４１の代わりにＣａＦ_２（フッ化カルシウム）ウィンドウをＥＵＶ光の経路上に挿入配置した状態での透過光のエネルギーＥ１と、ＣａＦ_２ウィンドウをＥＵＶ光の光路外に待機させた状態でのＥＵＶ光全体のエネルギーＥ２とを計測して、波長１６０ｎｍ以下の光のエネルギーを（Ｅ２−Ｅ１）により求めることも可能である。

第９の実施例によれば、発光部１０を移動させることなく、ＥＵＶチャンバ４を含む発光部１０と投影光学系２０とから光路接続モジュール１１ｐを取り外すだけでエネルギー計測器４２等を交換することができる。従って、交換後に発光部１０のアライメントを再度行う必要性を低減することができ、発光部１０と投影光学系２０との接続を容易にすることができる。

図１２は、第１０の実施例に係るＥＵＶ光源装置を示す側面図である。図１２においては、光路接続モジュール１１ｑを拡大して示すため、発光部１０と投影光学系２０は一部のみ示されている。
第１０の実施例は、上述の第１〜第５の実施例において、光路接続モジュール内のＥＵＶ光の経路上に、光を反射するミラー３４等の光学素子が配置され、この光学素子による反射光の経路上に、反射光を検出する光検出器が設置されたものである。第１０の実施例においては、光検出器として、蛍光板５１、転写光学系３２、電荷結合素子３３を含むファーフィールドパターン計測器が設置されている。

図１２では、光を反射する光学素子として、図１０（Ｂ）と同様の往復動可能なミラー３４が光路接続モジュール１１ｑ内に設置されている。ミラー３４からの反射光は、蛍光板５１の手前で一旦集光される。そして、この集光点から広がった後の光が蛍光板５１に照射されるように、集光点より後方に蛍光板５１が配置されている。これにより、投影光学系２０へ出力されるＥＵＶ光のファーフィールドパターンのビームプロファイルが計測される。このファーフィールドパターンのビームプロファイルを計測することによって、ＥＵＶ光の発光分布を計測することができる。この計測結果に基づいて、ＥＵＶ光の発光分布が均一となるように、ターゲットの吐出タイミング、レーザ光の照射タイミング、ターゲットの位置、レーザ光の集光位置等の、発光部１０の微調整を行うことができる。

なお、ミラー３４からの反射光の代わりに、図１０（Ａ）に示すようなスペクトル純化フィルタ１８ｅからの反射光を用いてファーフィールドパターンのビームプロファイルを計測しても良い。

第１０の実施例によれば、発光部１０を移動させることなく、ＥＵＶチャンバ４を含む発光部１０と投影光学系２０とから光路接続モジュール１１ｑを取り外すだけでファーフィールドパターン計測器等を交換することができる。従って、交換後に発光部１０のアライメントを再度行う必要性を低減することができ、発光部１０と投影光学系２０との接続を容易にすることができる。

図１３は、第１１の実施例に係るＥＵＶ光源装置を示す側面図である。
第１１の実施例は、上述の第１〜第１０の実施例において、光路接続モジュール１１を投影光学系２０に接続したまま、ＥＵＶチャンバ４を含む発光部１０を光路接続モジュール１１から取り外すことを可能とするものである。

光路接続モジュール１１は、投影光学系２０の仕様に合わせて設計及び製作されたものであるので、発光部１０を交換する場合に必ずしも光路接続モジュール１１の交換が必要とは限らない。また、発光部１０内の光学素子に比べて光路接続モジュール１１内の光学素子は頻繁なメンテナンスを必要としない場合がある。さらに、光路接続モジュール１１内に光学素子を有しない場合もある。本実施例は、光路接続モジュール１１を投影光学系２０に接続したまま、発光部１０を光路接続モジュール１１から取り外すことにより、発光部１０のみを交換又はメンテナンス可能としたものである。

ＥＵＶチャンバ４の光路接続モジュール１１との接続部、投影光学系２０の光路接続モジュール１１との接続部には、それぞれゲートバルブ１７ａ、１７ｂなどの密封バルブが設置されていてもよい。そして、光路接続モジュール１１の両端にもそれぞれゲートバルブ１７ｃ、１７ｄなどの密封バルブが設置されていてもよい。ゲートバルブ１７ａ、１７ｃが設置されている場合、メンテナンス時にＥＵＶチャンバ４及び投影光学系２０の内部が空気に汚染されることを抑制することができる。また、光路接続モジュール１１に内蔵される光学部品等を保護することができる。しかし、ＥＵＶチャンバ４又は投影光学系２０に空気の進入が許容される場合は、ゲートバルブ１７ａ又は１７ｃは開閉可能な密封バルブではなく、単なる封止蓋としてもよい。さらに光路接続モジュール１１にのみ空気の進入が許容される場合には、メンテナンス時に、ゲートバルブ１７ａとゲートバルブ１７ｂ又は１７ｄとを開閉するようにしてもよい。

発光部１０を取り外すには、例えば、位置決め機構１２において、発光部１０を保持したチャンバ台１３を移動させれば良い。発光部１０の交換又はメンテナンスが終了したら、発光部１０をチャンバ台１３に保持させた状態で、位置決め機構１２においてチャンバ台１３を位置決めする。これにより、発光部１０から射出されるＥＵＶ光の光軸が投影光学系２０の光軸と一致するように、発光部１０が位置決めされる。

図１４は、第１２の実施例に係るＥＵＶ光源装置を示す側面図である。
第１２の実施例は、上述の第１〜第１０の実施例において、光路接続モジュール１１と発光部１０とを接続させたまま、これらを投影光学系２０から取り外すことを可能とするものである。

ＥＵＶチャンバ４の光路接続モジュール１１との接続部、投影光学系２０の光路接続モジュール１１との接続部には、それぞれゲートバルブ１７ａ、１７ｂなどの密封バルブが設置されていてもよい。そして、光路接続モジュール１１の両端にもそれぞれゲートバルブ１７ｃ、１７ｄなどの密封バルブが設置されていてもよい。ゲートバルブ１７ｂ、１７ｄが設置されている場合、メンテナンス時にＥＵＶチャンバ４及び投影光学系２０の内部が空気に汚染されることを抑制することができる。また、光路接続モジュール１１に内蔵される光学部品等を保護することができる。しかし、ＥＵＶチャンバ４又は投影光学系２０に空気の進入が許容される場合は、ゲートバルブ１７ｂ又は１７ｄは開閉可能な密封バルブではなく、単なる封止蓋としてもよい。さらに光路接続モジュール１１にのみ空気の進入が許容される場合には、メンテナンス時に、ゲートバルブ１７ｂとゲートバルブ１７ａ又は１７ｃとを開閉するようにしてもよい。

本実施例のように、光路接続モジュール１１と発光部１０とを接続させたまま、これらを投影光学系２０から取り外すことにより、光路接続モジュール１１と発光部１０とを同時にメンテナンスすることができる。

以上の説明において、ドライバレーザ２によるレーザ光を照射されるターゲット物質には、ターゲット供給部３から供給された物質そのものを含む他、周知のプリパルスレーザを用いて、そのプリパルスレーザ光を照射されて気化またはプラズマ化した状態のターゲット物質も含む。
また、本発明の説明において投影光学系２０も図示しているが、それはＥＵＶ光源装置１に含まれる発光部１０及び光路接続モジュール１１の説明のためであって、発明者はＥＵＶ光源装置１が露光装置の投影光学系２０までも含むという意図を持っていない。

次に、第２の実施形態について説明する。
図１５は、本発明の第２の実施形態に係るＥＵＶ光源装置における発光部の概要を示す模式図である。第２の実施形態における発光部１０ａは、電極間に放電を生じさせてターゲット物質をプラズマ化させ、ＥＵＶ光を発光するＤＰＰ（放電生成プラズマ）方式を採用している。
ＤＰＰ方式においては、ＥＵＶ光源装置を小型化することができ、さらに、ＥＵＶ光源装置を低消費電力化することができるという利点がある。

発光部１０ａは、ターゲット供給部３ａと、ＥＵＶチャンバ４ａと、一対の放電電極９ａ及び９ｂと、ＥＵＶ集光ミラー１５ａとを含んでいるとともに、光路接続モジュール１１に接続されている。

ターゲット供給部３ａは、ＥＵＶ光を発生するために用いられるキセノン（Ｘｅ）ガス、リチウム（Ｌｉ）蒸気、スズ（Ｓｎ）蒸気等のターゲット物質を、ＥＵＶチャンバ４ａ内の一対の放電電極９ａ及び９ｂ間に供給する装置である。
ＥＵＶチャンバ４ａは、プラズマを生成し、ＥＵＶ光の発光が行われる真空チャンバである。

一対の放電電極９ａ及び９ｂは、ＥＵＶチャンバ４ａ内に設けられている。一対の放電電極９ａ及び９ｂは、高電圧パルス発生部９ｃに接続されている。或いは、一対の放電電極９ａ及び９ｂの内の一方が高電圧パルス発生部９ｃに接続され、他方が接地されていても良い。高電圧パルス発生部９ｃが高電圧パルスを発生させると、一対の放電電極９ａ及び９ｂ間に放電が生じる。一対の放電電極９ａ及び９ｂ間に供給されたターゲット物質は、この放電によって励起されてプラズマ化する。このプラズマからは、ＥＵＶ光を含む様々な波長を有する光が放射される。

ＥＵＶ集光ミラー１５ａは、ＥＵＶチャンバ４ａ内に設けられている。ＥＵＶ集光ミラー１５ａは、径の異なる複数の回転楕円体形状の反射面を含んでいる。
ＥＵＶ集光ミラー１５ａは、例えば、ニッケル（Ｎｉ）等からなる平滑面を有する基体材料の反射面側に、ルテニウム（Ｒｕ）、モリブデン（Ｍｏ）、およびロジウム（Ｒｈ）などの金属をコーティングしたものである。これにより、ＥＵＶ集光ミラー１５ａは、０°〜２５°の斜入射角度のＥＵＶ光を、高い反射率で反射できるようになっている。

このＥＵＶ集光ミラー１５ａは、各々の回転楕円体の第１の焦点位置がプラズマ生成サイト（ＰＳ）となるように配置されている。ＥＵＶ集光ミラー１５ａによって反射されたＥＵＶ光は、各々の回転楕円体の第２の焦点位置、すなわち、光路接続モジュール１１内の中間集光点（ＩＦ）に集光される。そして、ＥＵＶ光は中間集光点から広がりながら光路接続モジュール１１内を通過し、露光装置の投影光学系又はその他の処理装置に入射する。

第２の実施形態においても、上述の第１〜第１２の実施例と同様の変形が可能である。
第２の実施形態においても、ＥＵＶチャンバ４ａと処理装置との間に光路接続モジュール１１を設置し、異なる処理装置の仕様に対して光路接続モジュール１１の変更で対応することにより、ＥＵＶチャンバ４ａの仕様変更を少なくすることができる。従って、異なる処理装置の仕様に対応するＥＵＶチャンバ４ａをそれぞれ設計及び製作する必要性を低減し、コストを低減することができる。

本発明は、ＥＵＶ光を用いて処理を行う処理装置と組み合わせて用いられるＥＵＶ光源装置、例えば、露光装置において半導体ウエハの露光処理を行う投影光学系と組み合わせて用いられるＥＵＶ光源装置において利用することが可能である。

１…ＥＵＶ光源装置、２…ドライバレーザ、３、３ａ…ターゲット供給部、４、４ａ…ＥＵＶチャンバ、５…ターゲット回収部、６…レーザ集光光学系、７…窓、８…ターゲットノズル、９ａ、９ｂ…放電電極、９ｃ…高電圧パルス発生部、１０、１０ａ…発光部、１１、１１ａ〜１１ｑ…光路接続モジュール、１２…位置決め機構、１３…チャンバ台、１４ａ…真空排気ポンプ、１４ｄ、１４ｅ…排気経路、１５、１５ａ…ＥＵＶ集光ミラー、１６…検査装置、１７ａ〜１７ｄ…ゲートバルブ、１８ａ〜１８ｅ…スペクトル純化フィルタ、１９…シール部材、２０、２０ａ〜２０ｆ…投影光学系、２１…マスク照射部、２２…ワークピース照射部、３１…蛍光板、３２…転写光学系、３３…電荷結合素子、３４…ミラー、３５…ノブ、３６…検出時固定部材、３７…待機時固定部材、３８…シャフト、４１…ＥＵＶ透過フィルタ、４２…エネルギー計測器、５１…蛍光板、ＭＴ…マスクテーブル、ＷＴ…ワークピーステーブル

Claims (15)

1. 極端紫外光を用いて処理を行う処理装置に極端紫外光を供給する極端紫外光源装置であって、
   前記処理装置に供給するための極端紫外光の生成が行われるチャンバと、
   前記チャンバ内において生成された極端紫外光を集光して前記処理装置に出射する集光ミラーと、
   前記チャンバと前記処理装置との間において極端紫外光の経路を外部から隔離する光路接続モジュールであって、前記チャンバから取り外し可能に構成された前記光路接続モジュールと、
   を具備し、
   前記チャンバには、前記光路接続モジュールとの接続部に第１の密封バルブが設けられ、前記光路接続モジュールには、前記チャンバとの接続部に第２の密封バルブが設けられた、極端紫外光源装置。
2. レーザ光をターゲット物質に照射することによりプラズマを発生させ、該プラズマから放射される極端紫外光を、前記極端紫外光を用いて処理を行う処理装置に供給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、
   ターゲット物質を前記チャンバ内に供給するターゲット供給部と、
   前記ターゲット供給部によって供給されたターゲット物質にレーザ光を照射することによってプラズマを発生させるドライバレーザと、
   プラズマから放射される極端紫外光を集光して前記処理装置に出射する集光ミラーと、
   前記チャンバと前記処理装置との間において極端紫外光の経路を外部から隔離する光路接続モジュールであって、前記チャンバから取り外し可能に構成された前記光路接続モジュールと、
   を具備し、
   前記チャンバには、前記光路接続モジュールとの接続部に第１の密封バルブが設けられ、前記光路接続モジュールには、前記チャンバとの接続部に第２の密封バルブが設けられた、極端紫外光源装置。
3. 前記光路接続モジュールが、前記処理装置から取り外し可能に構成され、
   前記光路接続モジュールには、前記処理装置との接続部に第３の密封バルブが設けられた、請求項１又は２記載の極端紫外光源装置。
4. 前記光路接続モジュールは、前記処理装置に設けられた第４の密封バルブが位置する接続部に接続可能に構成された、請求項３記載の極端紫外光源装置。
5. 前記光路接続モジュールが、前記集光ミラーの仕様に対応する内面形状を有する、請求項１乃至４のいずれか一項記載の極端紫外光源装置。
6. 前記光路接続モジュールが、前記チャンバにおいて生成された極端紫外光を通過させる絞り部分を有し、前記光路接続モジュールの内部壁面は、前記絞り部分から前記光路接続モジュールの両端に向かって所定の角度で開く形状を有する、請求項１乃至４のいずれか一項記載の極端紫外光源装置。
7. 前記光路接続モジュールが、前記チャンバにおいて生成された極端紫外光を通過させる絞り部分を有し、前記光路接続モジュールの内部壁面は、前記光路接続モジュール内を通る極端紫外光の光軸に沿った断面が波形の形状を有する、請求項１乃至４のいずれか一項記載の極端紫外光源装置。
8. 前記光路接続モジュールが、前記絞り部分からみて前記チャンバ側又は前記処理装置側又はこれらの両方側の壁面に排気経路を有している、請求項６記載の極端紫外光源装置。
9. 前記光路接続モジュール内の極端紫外光の経路上に、スペクトル純化フィルタが配置され、
   該スペクトル純化フィルタと前記絞り部分との間に、前記排気経路を有している、請求項８記載の極端紫外光源装置。
10. 前記光路接続モジュール内の極端紫外光の経路上に、極端紫外光を反射する光学素子が配置され、
    前記光学素子による反射光の経路上に、該反射光を検出する光検出器を有している、請求項１乃至９のいずれか一項記載の極端紫外光源装置。
11. 前記光学素子が、極端紫外光の経路上から退避可能に構成された、請求項１０記載の極端紫外光源装置。
12. 前記光路接続モジュール内の極端紫外光の経路上に、前記処理装置において使用される極端紫外光を透過するとともに、他の光の内の少なくとも一部を反射する光学素子が配置され、
    前記光学素子による反射光の経路上に、該反射光を検出する光検出器を有している、請求項１乃至９のいずれか一項記載の極端紫外光源装置。
13. 前記光検出器が、前記集光ミラーによる集光点に配置された、請求項９乃至１２のいずれか一項記載の極端紫外光源装置。
14. 前記光検出器が、前記集光ミラーによる集光点より後方に配置された、請求項９乃至１２のいずれか一項記載の極端紫外光源装置。
15. 前記光検出器が、前記光学素子による反射光のエネルギーを計測する、請求項９乃至１４のいずれか一項記載の極端紫外光源装置。

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