JP5962699B2 - エネルギービームの位置合わせ装置および位置合わせ方法 - Google Patents
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Description
本発明は、例えば、極端紫外光を発生させる光源装置に使用され、２つのエネルギービームの照射位置の位置合わせを行うためのエネルギービームの位置合わせ装置および位置合わせ方法に関する。
半導体集積回路の微細化、高集積化につれて、露光用光源の短波長化が進められ、次世代の半導体露光用光源として、特に波長１３．５ｎｍの極端紫外光（以下、ＥＵＶ（ＥｘｔｒｅｍｅＵｌｔｒａ Ｖｉｏｌｅｔ）光ともいう）を放射する極端紫外光光源装置（以下、ＥＵＶ光源装置ともいう）の開発が進められている。
ＥＵＶ光源装置において、ＥＵＶ光を発生させる方法はいくつか知られているが、そのうちの一つに極端紫外光放射種（以下、ＥＵＶ放射種）を加熱して励起することにより高温プラズマを発生させ、この高温プラズマからＥＵＶ光を取り出す方法がある。
このような方法を採用するＥＵＶ光源装置は、高温プラズマの生成方式により、ＬＰＰ（ＬａｓｅｒＰｒｏｄｕｃｅｄ Ｐｌａｓｍａ：レーザ生成プラズマ）方式ＥＵＶ光源装置とＤＰＰ（ＤｉｓｃｈａｒｇｅＰｒｏｄｕｃｅｄ Ｐｌａｓｍａ：放電生成プラズマ）方式ＥＵＶ光源装置とに大きく分けられる。
このような方法を採用するＥＵＶ光源装置は、高温プラズマの生成方式により、ＬＰＰ（ＬａｓｅｒＰｒｏｄｕｃｅｄ Ｐｌａｓｍａ：レーザ生成プラズマ）方式ＥＵＶ光源装置とＤＰＰ（ＤｉｓｃｈａｒｇｅＰｒｏｄｕｃｅｄ Ｐｌａｓｍａ：放電生成プラズマ）方式ＥＵＶ光源装置とに大きく分けられる。
〔ＤＰＰ方式のＥＵＶ光源装置〕
以下、ＤＰＰ方式に基づくＥＵＶ放射のメカニズムを簡単に説明する。
ＤＰＰ方式では、例えば内部に電極が配置された放電容器内をガス状の高温プラズマ原料雰囲気とし、当該雰囲気中の電極間において放電を発生させて初期プラズマを生成する。
ここで、放電により電極間を流れる直流電流の自己磁場の作用により、上記した初期プラズマは収縮される。これにより初期プラズマの密度は高くなり、プラズマ温度が急激に上昇する。このような作用を、以下ピンチ効果と称する。ピンチ効果による加熱によって高温となったプラズマからＥＵＶ光が放射される。
以下、ＤＰＰ方式に基づくＥＵＶ放射のメカニズムを簡単に説明する。
ＤＰＰ方式では、例えば内部に電極が配置された放電容器内をガス状の高温プラズマ原料雰囲気とし、当該雰囲気中の電極間において放電を発生させて初期プラズマを生成する。
ここで、放電により電極間を流れる直流電流の自己磁場の作用により、上記した初期プラズマは収縮される。これにより初期プラズマの密度は高くなり、プラズマ温度が急激に上昇する。このような作用を、以下ピンチ効果と称する。ピンチ効果による加熱によって高温となったプラズマからＥＵＶ光が放射される。
近年、ＤＰＰ方式において、放電が発生する電極表面に供給された固体もしくは液体のＳｎやＬｉにレーザ等のエネルギービームを照射して気化させ、その後、放電によって高温プラズマを生成する方法が提案されている。このような方式は、ＬＡＧＤＰＰ（Ｌａｓｅｒ Ａｓｓｉｓｔｅｄ Ｇａｓ Ｄｉｓｃｈａｒｇｅ Ｐｒｏｄｕｃｅｄ Ｐｌａｓｍａ）方式と称されることもある。以下、上記したエネルギービームがレーザビームである場合について説明する。
図９は、特許文献１記載されたＤＰＰ方式（ＬＡＧＤＰＰ方式）のＥＵＶ光源装置を簡易的に説明するための図である。
ＥＵＶ光源装置は、放電容器であるチャンバ１を有する。チャンバ１内には、一対の円板状の放電電極２ａ，２ｂなどが収容される放電部１ａと、ホイルトラップ５や集光光学手段であるＥＵＶ集光鏡９などが収容されるＥＵＶ集光部１ｂとを備えている。
１ｃは、放電部１ａ、ＥＵＶ集光部１ｂを排気して、チャンバ１内を真空状態にするためのガス排気ユニットである。
２ａ，２ｂは円盤状の電極である。電極２ａ，２ｂは所定間隔だけ互いに離間しており、それぞれ回転モータ１６ａ，１６ｂが回転することにより、１６ｃ，１６ｄを回転軸として回転する。
１４は、波長１３．５ｎｍのＥＵＶ光を放射する高温プラズマ用原料である。高温プラズマ原料１４は、加熱された溶融金属（ｍｅｌｔｅｄ ｍｅｔａｌ）例えば液体状のすず（Ｓｎ）であり、コンテナ１５に収容される。溶解金属の温度は、例えば、コンテナ内に設けられた不図示の温度調整手段により調整される。
ＥＵＶ光源装置は、放電容器であるチャンバ１を有する。チャンバ１内には、一対の円板状の放電電極２ａ，２ｂなどが収容される放電部１ａと、ホイルトラップ５や集光光学手段であるＥＵＶ集光鏡９などが収容されるＥＵＶ集光部１ｂとを備えている。
１ｃは、放電部１ａ、ＥＵＶ集光部１ｂを排気して、チャンバ１内を真空状態にするためのガス排気ユニットである。
２ａ，２ｂは円盤状の電極である。電極２ａ，２ｂは所定間隔だけ互いに離間しており、それぞれ回転モータ１６ａ，１６ｂが回転することにより、１６ｃ，１６ｄを回転軸として回転する。
１４は、波長１３．５ｎｍのＥＵＶ光を放射する高温プラズマ用原料である。高温プラズマ原料１４は、加熱された溶融金属（ｍｅｌｔｅｄ ｍｅｔａｌ）例えば液体状のすず（Ｓｎ）であり、コンテナ１５に収容される。溶解金属の温度は、例えば、コンテナ内に設けられた不図示の温度調整手段により調整される。
上記電極２ａ，２ｂは、その一部が高温プラズマ原料１４を収容するコンテナ１５ａ，１５ｂの中に浸されるように配置される。電極２ａ，２ｂの表面上に乗った液体状の高温プラズマ原料１４は、電極２ａ，２ｂが回転することにより、放電空間に輸送される。
上記放電空間に輸送された高温プラズマ原料１４に対してレーザ源（エネルギービーム照射手段）１２よりレーザビーム（エネルギービーム）１７が照射される。レーザビーム１７が照射された高温プラズマ原料１４は気化する。
高温プラズマ原料１４がレーザビーム１７の照射により気化された状態で、電極２ａ，２ｂに、電力供給手段３からパルス電力が印加されることにより、両電極２ａ，２ｂ間にパルス放電が開始し、高温プラズマ原料１４によるプラズマＰが形成される。なお、電力の電極２ａ，２ｂへの印加は、例えば、レーザビーム１７が上記高温プラズマ原料１４への照射が行われる前になされる。
放電時に流れる大電流によりプラズマが加熱励起され高温化すると、この高温プラズマＰからＥＵＶ光が放射される。
なお、上記したように放電電極２ａ，２ｂ間にはパルス電力が印加されるので放電はパルス放電となり、放射されるＥＵＶ光はパルス状に放射されるパルス光となる。
高温プラズマＰから放射したＥＵＶ光は、ＥＵＶ集光鏡９により集光鏡９の集光点（中間集光点ともいう）ｆに集められ、ＥＵＶ光取出部８から出射し、ＥＵＶ光源装置に接続された点線で示した露光機４０に入射する。
上記放電空間に輸送された高温プラズマ原料１４に対してレーザ源（エネルギービーム照射手段）１２よりレーザビーム（エネルギービーム）１７が照射される。レーザビーム１７が照射された高温プラズマ原料１４は気化する。
高温プラズマ原料１４がレーザビーム１７の照射により気化された状態で、電極２ａ，２ｂに、電力供給手段３からパルス電力が印加されることにより、両電極２ａ，２ｂ間にパルス放電が開始し、高温プラズマ原料１４によるプラズマＰが形成される。なお、電力の電極２ａ，２ｂへの印加は、例えば、レーザビーム１７が上記高温プラズマ原料１４への照射が行われる前になされる。
放電時に流れる大電流によりプラズマが加熱励起され高温化すると、この高温プラズマＰからＥＵＶ光が放射される。
なお、上記したように放電電極２ａ，２ｂ間にはパルス電力が印加されるので放電はパルス放電となり、放射されるＥＵＶ光はパルス状に放射されるパルス光となる。
高温プラズマＰから放射したＥＵＶ光は、ＥＵＶ集光鏡９により集光鏡９の集光点（中間集光点ともいう）ｆに集められ、ＥＵＶ光取出部８から出射し、ＥＵＶ光源装置に接続された点線で示した露光機４０に入射する。
上記したＥＵＶ集光鏡９は、一般に、複数枚の薄い凹面ミラーを入れ子状に高精度に配置した構造からなる。各凹面ミラーの反射面の形状は、例えば、回転楕円面形状、回転放物面形状、ウォルター型形状であり、各凹面ミラーは回転体形状である。ここで、ウォルター型形状とは、光入射面が、光入射側から順に回転双曲面と回転楕円面、もしくは、回転双曲面と回転放物面からなる凹面形状である。
本方式によれば、常温では固体であるＳｎを放電が発生する放電領域（放電電極間の放電が発生する空間）の近傍で気化させることが容易になる。すなわち、放電領域に効率よく気化したＳｎを供給できるので、放電後、効果的に波長１３．５ｎｍのＥＵＶ放射を取り出すことが可能となる。
また、特許文献１に記載されたＥＵＶ光源装置においては、放電電極を回転させているので、次のような利点がある。
（ｉ）常に新しいＥＵＶ発生種の高温プラズマ原料である固体または液体状の高温プラズマ原料を放電領域に供給することができる。
（ｉｉ）放電電極表面における、レーザビームが照射される位置、高温プラズマが発生する位置（放電部の位置）が常に変化するので、放電電極の熱負荷が低減し消耗を防ぐことができる。
また、特許文献１に記載されたＥＵＶ光源装置においては、放電電極を回転させているので、次のような利点がある。
（ｉ）常に新しいＥＵＶ発生種の高温プラズマ原料である固体または液体状の高温プラズマ原料を放電領域に供給することができる。
（ｉｉ）放電電極表面における、レーザビームが照射される位置、高温プラズマが発生する位置（放電部の位置）が常に変化するので、放電電極の熱負荷が低減し消耗を防ぐことができる。
ここで、上記ＥＵＶ光源装置によれば、レーザの照射により電極表面上の原料が気化し、電極間で放電が開始してプラズマが形成される。しかしながら、効率のよいＥＵＶ放射の生成を実現するには、放電領域に供給される気化したプラズマ原料（例えばすず）のガスの密度がある程度高いものである必要がある。なぜなら、ＥＵＶ光が放射される高温プラズマのイオン密度は、１０１７〜１０２０ｃｍ−３であり、この高温プラズマがピンチされる前の初期プラズマのイオン密度は１０１６ｃｍ−３程度必要だからである。言い換えると、放電が開始したとしても、例えば、放電領域に供給されたプラズマ原料のガスの密度が１０１６ｃｍ−３よりも低いと、放電により生成したプラズマから波長１３．５ｎｍのＥＵＶ光が発生しない。
特許文献１のＥＵＶ光源装置においては、プラズマ原料のガスは、レーザを電極表面に塗布した液体または固体の原料に照射することにより両電極間（放電空間）に供給される。しかし、レーザ照射により気化した原料は、両電極間の空間を３次元的に広がっていく。そのため、放電領域に供給されるプラズマ原料のガスの密度を制御することは困難であり、広がった原料ガスが対向する電極に達して放電が始まったときのガス密度は、必ずしもＥＵＶ放射に好適なものではない。
このような問題を克服するために、特許文献２のＥＵＶ光源装置においては、電極上に供給された原料に対し第１のエネルギービームを照射し、この原料を気化させて電極間に放電を開始させる第１のエネルギービーム照射手段と、第１のエネルギービームの照射後、一対の放電電極間で放電が開始するまでの間に、第１のエネルギービームを照射した領域にある放電電極上の原料に対して第２のエネルギービームを照射し、さらに原料を気化させる第２のエネルギービーム照射手段とを備える。例えば、図１０に示すように、第１のレーザビーム（エネルギービーム）１７ａを放出する第１のレーザ源（エネルギービーム照射手段）１２ａ、第２のレーザビーム（エネルギービーム）１７ｂを放出する第２のレーザ源（エネルギービーム照射手段）１２ｂを備える。各レーザビームは、集光光学系１３ａ，１３ｂを介して、回転電極２ａ，２ｂ上に供給された原料（すず）１４に対し照射される。
電極２ａ上の高温プラズマ原料（すず）１４に対して第１のレーザビーム１７ａを照射し、この第１のレーザビーム１７ａの照射によって発生した原料ガスが広がって対向する電極に達し、電極２ａ，２ｂ間を橋絡して電流が流れ始め放電が開始する。この第１のレーザビーム１７ａの照射によって発生した原料ガスが電極間を橋絡し放電が始まるまでに、第２のレーザビーム１７ｂを電極上の高温プラズマ原料（すず）１４に対して（第１のレーザビーム１７ａが照射された領域に）照射する。これにより、再び原料ガスが電極２ａ，２ｂ間に発生する。
放電は、第１のレーザビーム１７ａの照射によって発生した原料ガスによって引き起こされるが、その放電が開始される時点で、第２のレーザビーム１７ｂの照射によって発生した原料ガスは、第２のレーザビーム１７ｂの照射からまだ時間があまり経過していないため、３次元方向にそれほど大きく膨張していない状態、即ちガス密度が高い状態で電極間に存在する。
したがって、原料ガスが放電電流の増加とともに磁気圧によって圧縮加熱される時、ピンチの効率が高まり、到達イオン密度や電子温度が、高い変換効率のＥＵＶ光放射が得られる値となる。
また、第２のレーザビーム１７ｂの照射のタイミングを適宜設定することにより、放電領域に供給するプラズマ原料のガスの密度を、ＥＵＶ放射に好適なものに制御することが可能となる。
したがって、原料ガスが放電電流の増加とともに磁気圧によって圧縮加熱される時、ピンチの効率が高まり、到達イオン密度や電子温度が、高い変換効率のＥＵＶ光放射が得られる値となる。
また、第２のレーザビーム１７ｂの照射のタイミングを適宜設定することにより、放電領域に供給するプラズマ原料のガスの密度を、ＥＵＶ放射に好適なものに制御することが可能となる。
〔ＬＰＰ方式のＥＵＶ光源装置〕
図１１は、ＬＰＰ方式のＥＵＶ光源装置を簡易的に説明するための図である。
ＬＰＰ方式のＥＵＶ光源装置は、光源チャンバ１を有する。光源チャンバ１には、ＥＵＶ放射種である原料（高温プラズマ原料）を供給するための原料供給ユニット１０および原料供給ノズル２０が設けられている。原料供給ノズル２０からは、原料として、例えば液滴状のすず（Ｓｎ）が放出される。
光源チャンバ１の内部は、真空ポンプ等で構成されたガス排気ユニット１ｃにより真空状態に維持されている。
図１１は、ＬＰＰ方式のＥＵＶ光源装置を簡易的に説明するための図である。
ＬＰＰ方式のＥＵＶ光源装置は、光源チャンバ１を有する。光源チャンバ１には、ＥＵＶ放射種である原料（高温プラズマ原料）を供給するための原料供給ユニット１０および原料供給ノズル２０が設けられている。原料供給ノズル２０からは、原料として、例えば液滴状のすず（Ｓｎ）が放出される。
光源チャンバ１の内部は、真空ポンプ等で構成されたガス排気ユニット１ｃにより真空状態に維持されている。
レーザビーム照射手段である励起用レーザ光発生装置２１からのレーザ光（レーザビーム）２２は、レーザ光集光手段２４により集光されながらレーザ光入射窓部２３を介してチャンバ１内部へ導入され、ＥＵＶ集光鏡９の略中央部に設けられたレーザ光通過穴２５を通って、原料供給ノズル２０から放出される原料（例えば液滴状のすず）に照射される。ここで用いられる励起用レーザ光発生装置２１は、例えば、繰り返し周波数が数ｋＨｚであるパルスレーザ装置であり、炭酸ガス（ＣＯ２）レーザなどが使用される。
原料供給ノズル２０から供給された原料は、レーザ光２２の照射により加熱・励起されて高温プラズマとなり、この高温プラズマからＥＵＶ光が放射される。放射されたＥＵＶ光は、ＥＵＶ集光鏡９によりＥＵＶ光取出部８に向けて反射されてＥＵＶ集光鏡９の集光点（中間集光点）に集光され、ＥＵＶ光取出部８から出射し、ＥＵＶ光源装置に接続された点線で示した露光機４０入射する。
ここで、ＥＵＶ集光鏡９は、例えばモリブデンとシリコンの多層膜でコーティングされた球面形状の反射鏡であり、励起用レーザ光発生装置２１およびレーザ光入射窓部２３の配置によっては、レーザ光通過穴２５を必要としない場合もある。
また、高温プラズマ生成用のレーザ光２２は、迷光としてＥＵＶ光取出部８に到達することもある。よって、ＥＵＶ光取出部８の前方（高温プラズマ側）にＥＵＶ光を透過して、レーザ光２２を透過させない不図示のスペクトル純度フィルタを配置することもある。
また、高温プラズマ生成用のレーザ光２２は、迷光としてＥＵＶ光取出部８に到達することもある。よって、ＥＵＶ光取出部８の前方（高温プラズマ側）にＥＵＶ光を透過して、レーザ光２２を透過させない不図示のスペクトル純度フィルタを配置することもある。
近年、特許文献３、特許文献４に記載されているように、ＬＰＰ方式のＥＵＶ光源装置１つの原料に対して複数回レーザビームを照射するプリパルス・プロセスが採用されている。このプリパルス・プロセスを実施するための構成例を図１２に示す。同図に示す構成例においては、第１のレーザビーム（エネルギービーム）１７ａを放出する第１のレーザ源（エネルギービーム照射手段）１２ａ、第２のレーザビーム（エネルギービーム）１７ｂを放出する第２のレーザ源（エネルギービーム照射手段）１２ｂを備える。各レーザビームは、レーザ光集光手段１３ａ，１３ｂやミラー１３ｃ等を介して、供給ユニット１０より供給される液滴状の原料（すず）に対し照射される。なお、第１のレーザ源１２ａ、第２のレーザ源１２ｂ、供給ユニット１０は、制御部３０により制御される。
この手法では、ますＹＡＧレーザ等の第１のレーザビーム１７ａ（プリパルス）を原料に照射して弱いプラズマを生成して、当該原料の密度を低減する。次にＣＯ２レーザである第２のレーザビーム１７ｂ（メインレーザパルス）を当該弱いプラズマに照射するものである。
プリパルスにより原料の密度を低減させることで、この原料へのメインレーザパルスであるＣＯ２レーザの吸収が改善され、ＥＵＶ放射強度が増加する。
また、プラズマが比較的低密度となりＥＵＶ放射の再吸収が低減するため、ＥＵＶ発生効率の向上やデブリ発生の低減を図ることができる。
プリパルスにより原料の密度を低減させることで、この原料へのメインレーザパルスであるＣＯ２レーザの吸収が改善され、ＥＵＶ放射強度が増加する。
また、プラズマが比較的低密度となりＥＵＶ放射の再吸収が低減するため、ＥＵＶ発生効率の向上やデブリ発生の低減を図ることができる。
上記したように、ＤＰＰ方式（ＬＡＧＤＰＰ方式）のＥＵＶ光源装置においては、第２のエネルギービームは、第１のエネルギービームを照射した領域にある電極上の原料に対して照射される。仮に第２のエネルギービームを照射する位置がずれると、放電領域に供給するプラズマ原料のガスの密度をＥＵＶ放射に好適なものに制御することが不可能になる。よって、第１のエネルギービームに対する第２のエネルギービームの照射位置を位置合わせすることが重要となる。また当然ながら、第１のエネルギービームが電極上の原料を照射するように位置合わせすることも重要となる。
従来、第１のエネルギービーム、第２のエネルギービームの照射位置の位置合わせは、例えば以下のように行われてきた。ここでは、エネルギービームがレーザビームの場合を例にとって前記図１０により説明する。
まず、第１のレーザ源１２ａ、第２のレーザ源１２ｂから放出される第１および第２のレーザビーム１７ａ，１７ｂの照射方向が所定の方向となるように調整される。ここで、所定の方向とは、設計上定められた方向であり、第１および第２のレーザビーム１７ａ，１７ｂが電極２ａ，２ｂ上の所定の位置を照射するように設計された方向である。この調整により、第１および第２のレーザビーム１７ａ，１７ｂが電極２ａ，２ｂ上の所定の位置に照射されるように、両レーザビームの位置合わせがされる。
まず、第１のレーザ源１２ａ、第２のレーザ源１２ｂから放出される第１および第２のレーザビーム１７ａ，１７ｂの照射方向が所定の方向となるように調整される。ここで、所定の方向とは、設計上定められた方向であり、第１および第２のレーザビーム１７ａ，１７ｂが電極２ａ，２ｂ上の所定の位置を照射するように設計された方向である。この調整により、第１および第２のレーザビーム１７ａ，１７ｂが電極２ａ，２ｂ上の所定の位置に照射されるように、両レーザビームの位置合わせがされる。
次に、ＥＵＶ放射を発生させる。すなわち、電極２ａ，２ｂが回転して、放電空間に高温プラズマ原料１４が輸送され、両電極間へ電力が供給される。そして、第１のレーザビーム１７ａの照射とそれに続く第２のレーザビーム１７ｂの照射が行われ、プラズマが形成され、放電時に流れる大電流により上記プラズマが加熱励起され高温化し、ＥＵＶが放射される。
この放射されるＥＵＶ出力をモニタし、当該ＥＵＶ出力が最大となるように、第２レーザビーム１７ｂの照射位置を微調整することにより、第１のエネルギービームに対する第２のエネルギービームの照射位置を位置合わせが行われる。
この放射されるＥＵＶ出力をモニタし、当該ＥＵＶ出力が最大となるように、第２レーザビーム１７ｂの照射位置を微調整することにより、第１のエネルギービームに対する第２のエネルギービームの照射位置を位置合わせが行われる。
上記した第２レーザビーム１７ｂの照射位置の位置合わせは、ＥＵＶ出力をモニタしながら実施されるので、最初の位置調整方向は必ずしも正しい方向であるとは限らない。仮に最初の位置調整によりＥＵＶ出力が低下した場合、調整位置を初期位置に戻して、他の位置調整方向に関する位置調整を行う必要がある。このように、ＥＵＶ出力をモニタしながらの位置合わせは手探り状態で行われるので、手間がかかる。
また、位置合わせのためにＥＵＶ放射を発生させるので、その分、ＥＵＶ光源装置への投入電力コストが増大する。
また、位置合わせのためにＥＵＶ放射を発生させるので、その分、ＥＵＶ光源装置への投入電力コストが増大する。
更に、設計上定められた方向に第１および第２のレーザビーム１７ａ，１７ｂの照射方向を調整してもＥＵＶ放射が発生しなかった場合、第１および第２のレーザビーム１７ａ，１７ｂが電極２ａ，２ｂに照射されていないので、ＥＵＶ出力をモニタしながら、まず第１のレーザビーム１７ａの照射位置を調整し、引き続き、第２のレーザビーム１７ｂの照射位置を調整することになる。この場合も位置合わせは手探り状態であり、また、余分な投入電力コストがかかる。
ＬＰＰ方式のＥＵＶ光源装置においても第１のレーザビームや第２のレーザビームの位置合わせが重要となる。ここでは、前記ＤＰＰ方式の場合と同様、エネルギービームがレーザビームの場合を例にとって前記図１２により説明する。
図１２において、仮に第１のレーザビーム１７ａの照射位置がずれると、液滴状の原料１４にレーザビームが照射されず弱いプラズマが形成されない。よって、第２のレーザビーム１７ｂが原料１４に照射されたとしても、デブリが増加し、効率も低下する。また仮に第２のレーザビーム１７ｂの照射位置がずれると、ＥＵＶ放射そのものが起こらない。
よって、ＤＰＰ方式のＥＵＶ光源装置と同様、ＬＰＰ方式のＥＵＶ光源装置においても、第１のレーザビームに対する第２のレーザビームの照射位置の位置合わせや、第１のレーザビーム１７ａが液滴状の原料を照射するように位置合わせすることも重要となる。
図１２において、仮に第１のレーザビーム１７ａの照射位置がずれると、液滴状の原料１４にレーザビームが照射されず弱いプラズマが形成されない。よって、第２のレーザビーム１７ｂが原料１４に照射されたとしても、デブリが増加し、効率も低下する。また仮に第２のレーザビーム１７ｂの照射位置がずれると、ＥＵＶ放射そのものが起こらない。
よって、ＤＰＰ方式のＥＵＶ光源装置と同様、ＬＰＰ方式のＥＵＶ光源装置においても、第１のレーザビームに対する第２のレーザビームの照射位置の位置合わせや、第１のレーザビーム１７ａが液滴状の原料を照射するように位置合わせすることも重要となる。
ＬＰＰ方式のＥＵＶ光源装置においても、従来の第１のレーザビーム１７ａや第２のレーザビーム１７ｂの位置合わせにおいては、実際にＥＵＶ放射を発生させ、ＥＵＶ出力をモニタし、当該ＥＵＶ出力が最大となるように、位置合わせが行われる。よって、ＤＰＰ方式のＥＵＶ光源装置の場合と同様、ＥＵＶ出力をモニタしながらの位置合わせは手探り状態で行われるので、手間がかかる。また、位置合わせのためにＥＵＶ放射を発生させるので、その分、ＥＵＶ光源装置への投入電力コストが増大する。
更に、設計上定められた方向に第１および第２のレーザビーム１７ａ，１７ｂの照射方向を調整してもＥＵＶ放射が発生しなかった場合、第１のレーザビーム１７ａがずれているのか、第２のレーザビーム１７ｂがずれているのか判別できない。
よって、ＥＵＶ出力をモニタしながら、まず第１のレーザビーム１７ａの照射位置を調整し、引き続き、第２のレーザビーム１７ｂの照射位置を調整することになる。この場合も位置合わせは手探り状態であり、また、余分な投入電力コストがかかる。
また第１のレーザビームの照射により生成される弱いプラズマからＥＵＶ放射が発生しない場合は、別途、プラズマモニタが必要となり、装置が複雑化する。
よって、ＥＵＶ出力をモニタしながら、まず第１のレーザビーム１７ａの照射位置を調整し、引き続き、第２のレーザビーム１７ｂの照射位置を調整することになる。この場合も位置合わせは手探り状態であり、また、余分な投入電力コストがかかる。
また第１のレーザビームの照射により生成される弱いプラズマからＥＵＶ放射が発生しない場合は、別途、プラズマモニタが必要となり、装置が複雑化する。
本発明は上記したような事情に鑑みなされたものであり、その課題は、２つのエネルギービームの位置合わせを可視化し、短時間で両エネルギービームの位置合わせを可能とし、また、位置合わせにおける光源装置への投入電力コストを削減することが可能なエネルギービームの位置合わせ装置および位置合わせ方法を提供することである。
本発明においては、エネルギービーム位置合わせ装置を、第２のエネルギービームを反射する可動ミラーと、第１のエネルギービームを通過させ、上記可動ミラーで反射した第２のエネルギービームを反射して第１のエネルギービームの進行方向と同方向に導光する光学手段と、例えば画像検出手段から構成され入射するエネルギービームの入射位置を検出するビーム検出手段と、上記光学手段を透過した第１のエネルギービームと上記光学手段で反射した第２のエネルギービームが入射し、入射するエネルギービームの一部を分岐して上記極端紫外光放射用原料のビーム照射位置方向に導光するとともに、他の一部を透過させて上記ビーム検出手段の方向に導光する可動な分岐手段とから構成する。
上記ビーム検出手段には、上記分岐手段を介して第１および第２のエネルギービームが入射するが、この検出手段によりモニタ（検出）されるビーム入射位置は、上記分岐手段を介して極端紫外光放射用原料上の照射位置に照射される第１、第２のエネルギービームの照射位置と対応している。そこで、上記ビーム検出手段により上記第１と第２のエネルギービームの入射位置をモニタ（検出）しながら、上記可動ミラーの角度を制御して上記第２のエネルギービームの上記光学手段への入射位置を調整することにより、上記第１のエネルギービームと上記第２のエネルギービームの相対的な位置合わせを行うことができる。また、上記分岐手段の角度を制御することにより第１および第２のエネルギービームの照射位置が調整されるので、これにより、第１および第２のエネルギービームが極端紫外光放射用原料上に照射されるように調整することができる。
また、上記光学手段として偏光ビームスプリッタを用い、該偏光ビームスプリッタに偏光光である第１エネルギービームを入射させるとともに、偏光方向を上記第１のエネルギービームの偏光方向と直交する方向に偏光させた第２のエネルギービームを入射させ、第１のエネルギービームを通過させ、第２のエネルギービームを反射させるように構成してもよい。このような構成とすることにより、上記光学手段におけるエネルギービームの減衰量を小さくすることができる。
さらに、上記において、上記光学手段と分岐手段の間に、第１および第２のエネルギービームのスポット径を調整するための光軸方向に駆動可能な可動レンズを設けてもよい。このように構成することで、第１および第２のエネルギービームの照射位置におけるスポット径を容易に調整することができる。
またさらに、上記画像検出手段から構成されるビーム検出手段の入射側に、中央に上記エネルギービームを透過させる開口を有する拡散板と波長変換素子の積層体を、該拡散板が画像検出手段側になるように配置し、上記開口の径を、第１のエネルギービームと第２のエネルギービームが所望の位置関係にあるとき両方のエネルギー光を透過させる大きさとし、上記積層体の近くに積層体から出射する拡散光の有無を検出する光検出手段を設けることにより、第１および第２のエネルギービームの照射位置が所望の位置関係でなくなったことを検出することができる。
上記ビーム検出手段には、上記分岐手段を介して第１および第２のエネルギービームが入射するが、この検出手段によりモニタ（検出）されるビーム入射位置は、上記分岐手段を介して極端紫外光放射用原料上の照射位置に照射される第１、第２のエネルギービームの照射位置と対応している。そこで、上記ビーム検出手段により上記第１と第２のエネルギービームの入射位置をモニタ（検出）しながら、上記可動ミラーの角度を制御して上記第２のエネルギービームの上記光学手段への入射位置を調整することにより、上記第１のエネルギービームと上記第２のエネルギービームの相対的な位置合わせを行うことができる。また、上記分岐手段の角度を制御することにより第１および第２のエネルギービームの照射位置が調整されるので、これにより、第１および第２のエネルギービームが極端紫外光放射用原料上に照射されるように調整することができる。
また、上記光学手段として偏光ビームスプリッタを用い、該偏光ビームスプリッタに偏光光である第１エネルギービームを入射させるとともに、偏光方向を上記第１のエネルギービームの偏光方向と直交する方向に偏光させた第２のエネルギービームを入射させ、第１のエネルギービームを通過させ、第２のエネルギービームを反射させるように構成してもよい。このような構成とすることにより、上記光学手段におけるエネルギービームの減衰量を小さくすることができる。
さらに、上記において、上記光学手段と分岐手段の間に、第１および第２のエネルギービームのスポット径を調整するための光軸方向に駆動可能な可動レンズを設けてもよい。このように構成することで、第１および第２のエネルギービームの照射位置におけるスポット径を容易に調整することができる。
またさらに、上記画像検出手段から構成されるビーム検出手段の入射側に、中央に上記エネルギービームを透過させる開口を有する拡散板と波長変換素子の積層体を、該拡散板が画像検出手段側になるように配置し、上記開口の径を、第１のエネルギービームと第２のエネルギービームが所望の位置関係にあるとき両方のエネルギー光を透過させる大きさとし、上記積層体の近くに積層体から出射する拡散光の有無を検出する光検出手段を設けることにより、第１および第２のエネルギービームの照射位置が所望の位置関係でなくなったことを検出することができる。
すなわち、本発明においては、以下のようにして前記課題を解決する。
（１）極端紫外光放射用原料に第１のエネルギービームを照射し、上記極端紫外光放射用原料の第１のエネルギービームが照射される位置もしくはその近傍に第２のエネルギービームを照射し、上記極端紫外光放射用原料を励起してプラズマを生成し当該プラズマから放出される極端紫外光を取り出す光源装置に使用され、上記第１のエネルギービームと第２のエネルギービームの上記極端紫外光放射用原料上の照射位置の位置合わせを行う装置であって、第１のエネルギービーム照射手段から放出される第１のエネルギービームを通過させ、第２のエネルギービームを反射して、第１のエネルギービームの進行方向と同方向に導光する光学手段と、第２のエネルギービーム照射手段から放出される第２のエネルギービームを反射して、上記光学手段方向に導光する可動ミラーと、入射するエネルギービームの入射位置を検出するビーム検出手段と、上記光学手段を透過した第１のエネルギービームと、上記光学手段で反射した第２のエネルギービームが入射し、入射するエネルギービームの一部を分岐して、上記極端紫外光放射用原料のビーム照射位置方向に導光するとともに、他の一部を透過させて上記ビーム検出手段の方向に導光する可動な分岐手段とを設ける。
上記ビーム検出手段は、入射するエネルギービームを受像して入射位置を検出する画像検出手段を有し、上記画像検出手段の入射側に、中央に上記エネルギービームを透過させる開口を有する拡散板と波長変換素子の積層体が、該拡散板が画像検出手段側になるように配置され、上記開口の径は、第１のエネルギービームと第２のエネルギービームが所望の位置関係にあるとき両方のエネルギー光を透過させる大きさであり、上記積層体の近くには、積層体から出射する拡散光の有無を検出することにより、第１、および第２のエネルギービームの照射位置が所望の位置関係でなくなったことを検出する光検出手段が配置され、上記可動ミラーは、その角度を制御することにより上記第２のエネルギービームの上記光学手段への入射位置を調整することができ、上記分岐手段は、その角度を調整することにより、上記極端紫外光放射用原料のビーム照射位置方向に進行する第１および第２のエネルギービームの照射位置を調整することができる。
（２）上記（１）において、光学手段として偏光ビームスプリッタを用い、該偏光ビームスプリッタに入射する第１、第２のエネルギービームを偏光光とし、該偏光ビームスプリッタの前段に、第２のエネルギービームの偏光方向を上記第１のエネルギービームの偏光方向と直交する方向に偏光させる偏光手段を設ける。上記偏光ビームスプリッタは、該偏光ビームスプリッタに入射する第１のエネルギービームを通過させ、第２のエネルギービームを反射する。
（３）上記（１）（２）において、上記光学手段と分岐手段の間に、第１および第２のエネルギービームのスポット径を調整するための光軸方向に駆動可能な可動レンズを設ける。
（４）極端紫外光放射用原料に第１のエネルギービームを照射し、上記極端紫外光放射用原料の第１のエネルギービームが照射される位置の近傍に第２のエネルギービームを照射し、上記極端紫外光放射用原料を励起してプラズマを生成し当該プラズマから放出される極端紫外光を取り出すにあたり、上記第１のエネルギービームと第２のエネルギービームの上記極端紫外光放射用原料上の照射位置を位置合わせする方法であって、上記第１のエネルギービームを透過させ、第２のエネルギービームを反射する光学手段を設け、第１のエネルギービームを上記光学手段に入射し、該光学手段を透過した第１のエネルギービームを可動の分岐手段に入射して反射させ、上記極端紫外光放射用原料のビーム照射位置に向かって導光するとともに、上記分岐手段により、第１のエネルギービームの一部を分岐してこの分岐した第１のエネルギービームをビーム検出手段で検出し、上記第２のエネルギービームを、可動ミラーで反射して上記光学手段に入射し、該光学手段で反射したエネルギービームを上記第１のエネルギービームの進行方向とほぼ同じ方向に進行させ、上記分岐手段に入射して反射させ、上記極端紫外光放射用原料のビーム照射位置に向かって導光するとともに、上記分岐手段により、光学手段で反射した第２のエネルギービームの一部を分岐してこの分岐した第２のエネルギービームをビーム検出手段で検出し、上記ビーム検出手段は、入射するエネルギービームを受像して入射位置を検出する画像検出手段を有し、上記画像検出手段の入射側に、中央に上記エネルギービームを透過させる開口を有する拡散板と波長変換素子の積層体が、該拡散板が画像検出手段側になるように配置され、上記開口の径は、第１のエネルギービームと第２のエネルギービームが所望の位置関係にあるとき両方のエネルギー光を透過させる大きさであり、上記積層体の近くには、積層体から出射する拡散光の有無を検出することにより、第１、および第２のエネルギービームの照射位置が所望の位置関係でなくなったことを検出する光検出手段が配置され、上記ビーム検出手段による検出結果に基づき、上記第１のエネルギービームと上記第２のエネルギービームの極端紫外光放射用原料上のビーム照射位置が所望の位置関係となるように、上記可動ミラー及び分岐手段を駆動する。
（５）上記（４）において、上記光学手段と、上記分岐手段との間に光軸方向に駆動可能な可動レンズを設け、上記ビーム検出手段で検出される上記第１のエネルギービームのスポット径ならびに上記第２のエネルギービームのスポット径が予め定められたスポット径に一致するように上記可動レンズを駆動する。
（１）極端紫外光放射用原料に第１のエネルギービームを照射し、上記極端紫外光放射用原料の第１のエネルギービームが照射される位置もしくはその近傍に第２のエネルギービームを照射し、上記極端紫外光放射用原料を励起してプラズマを生成し当該プラズマから放出される極端紫外光を取り出す光源装置に使用され、上記第１のエネルギービームと第２のエネルギービームの上記極端紫外光放射用原料上の照射位置の位置合わせを行う装置であって、第１のエネルギービーム照射手段から放出される第１のエネルギービームを通過させ、第２のエネルギービームを反射して、第１のエネルギービームの進行方向と同方向に導光する光学手段と、第２のエネルギービーム照射手段から放出される第２のエネルギービームを反射して、上記光学手段方向に導光する可動ミラーと、入射するエネルギービームの入射位置を検出するビーム検出手段と、上記光学手段を透過した第１のエネルギービームと、上記光学手段で反射した第２のエネルギービームが入射し、入射するエネルギービームの一部を分岐して、上記極端紫外光放射用原料のビーム照射位置方向に導光するとともに、他の一部を透過させて上記ビーム検出手段の方向に導光する可動な分岐手段とを設ける。
上記ビーム検出手段は、入射するエネルギービームを受像して入射位置を検出する画像検出手段を有し、上記画像検出手段の入射側に、中央に上記エネルギービームを透過させる開口を有する拡散板と波長変換素子の積層体が、該拡散板が画像検出手段側になるように配置され、上記開口の径は、第１のエネルギービームと第２のエネルギービームが所望の位置関係にあるとき両方のエネルギー光を透過させる大きさであり、上記積層体の近くには、積層体から出射する拡散光の有無を検出することにより、第１、および第２のエネルギービームの照射位置が所望の位置関係でなくなったことを検出する光検出手段が配置され、上記可動ミラーは、その角度を制御することにより上記第２のエネルギービームの上記光学手段への入射位置を調整することができ、上記分岐手段は、その角度を調整することにより、上記極端紫外光放射用原料のビーム照射位置方向に進行する第１および第２のエネルギービームの照射位置を調整することができる。
（２）上記（１）において、光学手段として偏光ビームスプリッタを用い、該偏光ビームスプリッタに入射する第１、第２のエネルギービームを偏光光とし、該偏光ビームスプリッタの前段に、第２のエネルギービームの偏光方向を上記第１のエネルギービームの偏光方向と直交する方向に偏光させる偏光手段を設ける。上記偏光ビームスプリッタは、該偏光ビームスプリッタに入射する第１のエネルギービームを通過させ、第２のエネルギービームを反射する。
（３）上記（１）（２）において、上記光学手段と分岐手段の間に、第１および第２のエネルギービームのスポット径を調整するための光軸方向に駆動可能な可動レンズを設ける。
（４）極端紫外光放射用原料に第１のエネルギービームを照射し、上記極端紫外光放射用原料の第１のエネルギービームが照射される位置の近傍に第２のエネルギービームを照射し、上記極端紫外光放射用原料を励起してプラズマを生成し当該プラズマから放出される極端紫外光を取り出すにあたり、上記第１のエネルギービームと第２のエネルギービームの上記極端紫外光放射用原料上の照射位置を位置合わせする方法であって、上記第１のエネルギービームを透過させ、第２のエネルギービームを反射する光学手段を設け、第１のエネルギービームを上記光学手段に入射し、該光学手段を透過した第１のエネルギービームを可動の分岐手段に入射して反射させ、上記極端紫外光放射用原料のビーム照射位置に向かって導光するとともに、上記分岐手段により、第１のエネルギービームの一部を分岐してこの分岐した第１のエネルギービームをビーム検出手段で検出し、上記第２のエネルギービームを、可動ミラーで反射して上記光学手段に入射し、該光学手段で反射したエネルギービームを上記第１のエネルギービームの進行方向とほぼ同じ方向に進行させ、上記分岐手段に入射して反射させ、上記極端紫外光放射用原料のビーム照射位置に向かって導光するとともに、上記分岐手段により、光学手段で反射した第２のエネルギービームの一部を分岐してこの分岐した第２のエネルギービームをビーム検出手段で検出し、上記ビーム検出手段は、入射するエネルギービームを受像して入射位置を検出する画像検出手段を有し、上記画像検出手段の入射側に、中央に上記エネルギービームを透過させる開口を有する拡散板と波長変換素子の積層体が、該拡散板が画像検出手段側になるように配置され、上記開口の径は、第１のエネルギービームと第２のエネルギービームが所望の位置関係にあるとき両方のエネルギー光を透過させる大きさであり、上記積層体の近くには、積層体から出射する拡散光の有無を検出することにより、第１、および第２のエネルギービームの照射位置が所望の位置関係でなくなったことを検出する光検出手段が配置され、上記ビーム検出手段による検出結果に基づき、上記第１のエネルギービームと上記第２のエネルギービームの極端紫外光放射用原料上のビーム照射位置が所望の位置関係となるように、上記可動ミラー及び分岐手段を駆動する。
（５）上記（４）において、上記光学手段と、上記分岐手段との間に光軸方向に駆動可能な可動レンズを設け、上記ビーム検出手段で検出される上記第１のエネルギービームのスポット径ならびに上記第２のエネルギービームのスポット径が予め定められたスポット径に一致するように上記可動レンズを駆動する。
本発明においては、以下の効果を得ることができる。
（１）エネルギービーム位置合わせ装置を、第２のエネルギービームを反射する可動ミラーと、第１のエネルギービームを通過させ、第２のエネルギービームを反射して第１のエネルギービームの進行方向と同方向に導光する光学手段と、入射するエネルギービームの入射位置を検出するビーム検出手段と、上記光学手段を透過した第１のエネルギービームと上記光学手段で反射した第２のエネルギービームが入射し入射するエネルギービームの一部を分岐して上記極端紫外光放射用原料のビーム照射位置方向に導光するとともに、他の一部を透過させて上記ビーム検出手段の方向に導光する可動な分岐手段とから構成し、上記ビーム検出手段により上記第１と第２のエネルギービームの入射位置をモニタしながら、上記可動ミラーの角度を制御して上記第２のエネルギービームの上記光学手段への入射位置を調整するとともに上記分岐手段の角度を制御し、第１および第２のエネルギービームの照射位置を位置決めするようにしたので、ＥＵＶ放射を発生させることなく、第１のエネルギービームと第２のエネルギービームの照射位置の位置合わせを容易に行うことが可能となる。特に、上記位置合わせのためにＥＵＶ放射を発生させる必要がないので、従来よりＥＵＶ光源装置への投入電力コストを削減することができる。
（２）光学手段として偏光ビームスプリッタを用い、該偏光ビームスプリッタに入射する第１、第２のエネルギービームを偏光光とし、該偏光ビームスプリッタの前段に、第２のエネルギービームの偏光方向を上記第１のエネルギービームの偏光方向と直交する方向に偏光させる偏光手段を設けることにより、光学手段におけるエネルギービームの減衰量を少なくすることができ効率を向上させることができる。
（３）上記光学手段と分岐手段の間に、第１および第２のエネルギービームのスポット径を調整するための光軸方向に駆動可能な可動レンズを設けることにより、容易に照射位置における第１および第２のエネルギービームのスポット径を調整することが可能となる。
（４）ビームを検出する手段として画像検出手段を設け、第１のエネルギービームの照射位置と第２のエネルギービームの照射位置をビーム検出手段により検出することにより、モニタ上に第１及び第２のエネルギービームの位置情報を表示することができる。このため、ＥＵＶ放射を発生させることなく正しい位置調整方向を把握することが可能となり、従来と比較して短時間で第１および第２のエネルギービームの照射位置の位置合わせを行うことが可能となる。
（５）上記画像検出手段の入射側に、中央に上記エネルギービームを透過させる開口を有する拡散板と波長変換素子の積層体を、該拡散板が画像検出手段側になるように配置し、上記開口の径を、第１のエネルギービームと第２のエネルギービームが所望の位置関係にあるとき両方のエネルギー光を透過させる大きさとし、上記積層体の近くに、上記積層体から出射する拡散光の有無を検出する光検出手段を配置することにより、第１及び／または第２のエネルギービームの照射位置が予め設定した位置からずれたことを検出することが可能となる。
すなわち、第１及び／または第２のエネルギービームの照射位置が上記開口の位置からずれて拡散板と波長変換素子の積層体上に照射されると、上記積層体から拡散光が出射し、この拡散光が上記光検出手段で検出され、第１及び／または第２のエネルギービームの照射位置が所望の位置からずれたことを検出することができる。
また、上記積層体の開口の径を、予め設定された両エネルギービームの集光径程度の大きさとすれば、第１及び／または第２エネルギービームのスポット径が上記集光径以内となっているかを検出することができる。すなわち、第１及び／または第２エネルギービームのスポット径が上記集光径程度以上になると上記積層体から拡散光が出射し、この拡散光が上記光検出手段より検出されるので、第１及び／または第２エネルギービームのスポット径が上記集光径以上となったことを検出することができる。
（１）エネルギービーム位置合わせ装置を、第２のエネルギービームを反射する可動ミラーと、第１のエネルギービームを通過させ、第２のエネルギービームを反射して第１のエネルギービームの進行方向と同方向に導光する光学手段と、入射するエネルギービームの入射位置を検出するビーム検出手段と、上記光学手段を透過した第１のエネルギービームと上記光学手段で反射した第２のエネルギービームが入射し入射するエネルギービームの一部を分岐して上記極端紫外光放射用原料のビーム照射位置方向に導光するとともに、他の一部を透過させて上記ビーム検出手段の方向に導光する可動な分岐手段とから構成し、上記ビーム検出手段により上記第１と第２のエネルギービームの入射位置をモニタしながら、上記可動ミラーの角度を制御して上記第２のエネルギービームの上記光学手段への入射位置を調整するとともに上記分岐手段の角度を制御し、第１および第２のエネルギービームの照射位置を位置決めするようにしたので、ＥＵＶ放射を発生させることなく、第１のエネルギービームと第２のエネルギービームの照射位置の位置合わせを容易に行うことが可能となる。特に、上記位置合わせのためにＥＵＶ放射を発生させる必要がないので、従来よりＥＵＶ光源装置への投入電力コストを削減することができる。
（２）光学手段として偏光ビームスプリッタを用い、該偏光ビームスプリッタに入射する第１、第２のエネルギービームを偏光光とし、該偏光ビームスプリッタの前段に、第２のエネルギービームの偏光方向を上記第１のエネルギービームの偏光方向と直交する方向に偏光させる偏光手段を設けることにより、光学手段におけるエネルギービームの減衰量を少なくすることができ効率を向上させることができる。
（３）上記光学手段と分岐手段の間に、第１および第２のエネルギービームのスポット径を調整するための光軸方向に駆動可能な可動レンズを設けることにより、容易に照射位置における第１および第２のエネルギービームのスポット径を調整することが可能となる。
（４）ビームを検出する手段として画像検出手段を設け、第１のエネルギービームの照射位置と第２のエネルギービームの照射位置をビーム検出手段により検出することにより、モニタ上に第１及び第２のエネルギービームの位置情報を表示することができる。このため、ＥＵＶ放射を発生させることなく正しい位置調整方向を把握することが可能となり、従来と比較して短時間で第１および第２のエネルギービームの照射位置の位置合わせを行うことが可能となる。
（５）上記画像検出手段の入射側に、中央に上記エネルギービームを透過させる開口を有する拡散板と波長変換素子の積層体を、該拡散板が画像検出手段側になるように配置し、上記開口の径を、第１のエネルギービームと第２のエネルギービームが所望の位置関係にあるとき両方のエネルギー光を透過させる大きさとし、上記積層体の近くに、上記積層体から出射する拡散光の有無を検出する光検出手段を配置することにより、第１及び／または第２のエネルギービームの照射位置が予め設定した位置からずれたことを検出することが可能となる。
すなわち、第１及び／または第２のエネルギービームの照射位置が上記開口の位置からずれて拡散板と波長変換素子の積層体上に照射されると、上記積層体から拡散光が出射し、この拡散光が上記光検出手段で検出され、第１及び／または第２のエネルギービームの照射位置が所望の位置からずれたことを検出することができる。
また、上記積層体の開口の径を、予め設定された両エネルギービームの集光径程度の大きさとすれば、第１及び／または第２エネルギービームのスポット径が上記集光径以内となっているかを検出することができる。すなわち、第１及び／または第２エネルギービームのスポット径が上記集光径程度以上になると上記積層体から拡散光が出射し、この拡散光が上記光検出手段より検出されるので、第１及び／または第２エネルギービームのスポット径が上記集光径以上となったことを検出することができる。
図１に本発明の実施例のエネルギービームの位置合わせ装置の構成例を示す。なお、以下では、この位置合わせ装置をアライメント機構ともいう。
ここでは、例として、ＤＰＰ方式のＥＵＶ光源装置において、エネルギービームとしてレーザビームを採用する場合について説明する。
第１のエネルギービーム照射手段である第１のレーザ源１２ａは、第１のエネルギービームである第１のレーザビーム１７ａを放出するものであり、例えば、Ｎｄ：ＹＶＯ４レーザ装置から構成される。また、第２のエネルギービーム照射手段である第２のレーザ源１２ｂは、第２のエネルギービームである第２のレーザビーム１７ｂを放出するものであり、例えば、Ｎｄ：ＹＶＯ４レーザ装置から構成される。
ここでは、例として、ＤＰＰ方式のＥＵＶ光源装置において、エネルギービームとしてレーザビームを採用する場合について説明する。
第１のエネルギービーム照射手段である第１のレーザ源１２ａは、第１のエネルギービームである第１のレーザビーム１７ａを放出するものであり、例えば、Ｎｄ：ＹＶＯ４レーザ装置から構成される。また、第２のエネルギービーム照射手段である第２のレーザ源１２ｂは、第２のエネルギービームである第２のレーザビーム１７ｂを放出するものであり、例えば、Ｎｄ：ＹＶＯ４レーザ装置から構成される。
アライメントチャンバ１１は、１／２波長板１１ａ、可動ミラーＭ１、光学手段であるビームスプリッタＭ２を収容する。これらの光学素子は、後で述べるように、第１レーザビーム１７ａと第２のレーザビーム１７ｂとの位置を調整するために使用される。
またアライメントチャンバ１１は、可動レンズ１１ｂ、可動ミラーＭ３、ＮＤフィルタ１１ｄ、ビーム検出手段として機能する画像検出手段であるＣＣＤ３１を収容する。
これらの光学素子は、後で述べるように、第１のレーザビーム１７ａと第２のレーザビーム１７ｂとの位置調整のモニタリング、電極２ａ，２ｂに照射される両レーザビームのスポット系の調整、両レーザビームの電極２ａ，２ｂ上の照射位置を調整するために使用される。また、ＮＤフィルタ１１ｄの光入射側に図１に示すように、ＮＤフィルタ１１ｄからレーザビームを遮光する遮光用シャッター１１ｃを設けてもよい。
またアライメントチャンバ１１は、可動レンズ１１ｂ、可動ミラーＭ３、ＮＤフィルタ１１ｄ、ビーム検出手段として機能する画像検出手段であるＣＣＤ３１を収容する。
これらの光学素子は、後で述べるように、第１のレーザビーム１７ａと第２のレーザビーム１７ｂとの位置調整のモニタリング、電極２ａ，２ｂに照射される両レーザビームのスポット系の調整、両レーザビームの電極２ａ，２ｂ上の照射位置を調整するために使用される。また、ＮＤフィルタ１１ｄの光入射側に図１に示すように、ＮＤフィルタ１１ｄからレーザビームを遮光する遮光用シャッター１１ｃを設けてもよい。
アライメントチャンバ１１内は、乾燥窒素や清浄乾燥空気（ＣＤＡ）等で内部がパージされている。これは、アライメントチャンバ１１内に収容された光学素子表面が水分等で曇ることを防止するためである。
第１のレーザ源１２ａからは、例えば、Ｓ偏光の波長１０６４ｎｍのＮｄ：ＹＶＯ４レーザビームが放出される。以下、第１のレーザ源１２ａから放出されるＮｄ：ＹＶＯ４レーザビームを第１のレーザビーム１７ａと呼ぶ。
第１のレーザビーム１７ａは、アライメントチャンバ１１の窓部１８ａを通過し、ビームスプリッタＭ２に到達する。ビームスプリッタＭ２は偏光ビームスプリッタであり、例えば、Ｓ偏光成分を通過させ、Ｐ偏光成分を反射するように構成される。第１のレーザビーム１７ａの偏光はＳ偏光であるので、当該第１のレーザビーム１７ａは、ビームスプリッタＭ２を通過し可動レンズ１１ｂへ導光される。
偏光ビームスプリッタとしては、例えば、合成石英基板の表面に誘電体多層偏光膜を施したものが使用される。
第１のレーザビーム１７ａは、アライメントチャンバ１１の窓部１８ａを通過し、ビームスプリッタＭ２に到達する。ビームスプリッタＭ２は偏光ビームスプリッタであり、例えば、Ｓ偏光成分を通過させ、Ｐ偏光成分を反射するように構成される。第１のレーザビーム１７ａの偏光はＳ偏光であるので、当該第１のレーザビーム１７ａは、ビームスプリッタＭ２を通過し可動レンズ１１ｂへ導光される。
偏光ビームスプリッタとしては、例えば、合成石英基板の表面に誘電体多層偏光膜を施したものが使用される。
一方、第２のレーザビーム１７ｂは、アライメントチャンバ１１の窓部１８ｂを通過し、１／２波長板１１ａに到達する。１／２波長板１１ａにより、第２のレーザビーム１７ｂの偏光はＰ偏光となる。１／２波長板１１ａとしては、例えば、水晶波長板等が使用される。
１／２波長板１１ａを通過しＰ偏光となった第２のレーザビーム１７ｂは、可動ミラーＭ１により反射され、ビームスプリッタＭ２に到達する。上記したように、第２のレーザビーム１７ｂの偏光はＰ偏光であるので、当該第２のレーザビーム１７ｂは、ビームスプリッタＭ２により反射され、可動レンズ１１ｂへ導光される。可動ミラーＭ１は図１の矢印方向に回動可能に構成されており、後で述べるように、第２のレーザビーム１７ｂのビームスプリッタＭ２上での照射位置を調整するために使用される。
１／２波長板１１ａを通過しＰ偏光となった第２のレーザビーム１７ｂは、可動ミラーＭ１により反射され、ビームスプリッタＭ２に到達する。上記したように、第２のレーザビーム１７ｂの偏光はＰ偏光であるので、当該第２のレーザビーム１７ｂは、ビームスプリッタＭ２により反射され、可動レンズ１１ｂへ導光される。可動ミラーＭ１は図１の矢印方向に回動可能に構成されており、後で述べるように、第２のレーザビーム１７ｂのビームスプリッタＭ２上での照射位置を調整するために使用される。
可動レンズ１１ｂに導光された第１のレーザビーム１７ａ、第２のレーザビーム１７ｂは、可動レンズ１１ｂを通過して、分岐手段である可動ミラーＭ３に到達する。可動レンズ１１ｂは、図１の矢印方向に直線移動可能に構成されており、後で述べるように、第１および第２のレーザビーム１７ａ，１７ｂのスポット径を調整するために使用される。可動ミラーＭ３は、入射した第１および第２のレーザビーム１７ａ，１７ｂの一部を反射し、残りを透過するように構成されている。可動ミラーＭ３により反射された第１および第２のレーザビーム１７ａ，１７ｂは、アライメントチャンバ１１の窓部１９ａを通過し、チャンバ１の窓部１９ｂに入射して一対の電極２ａ，２ｂのうちの一方（例えば、カソード）に照射されるよう導光される。
可動ミラーＭ３を通過した第１および第２のレーザビーム１７ａ、１７ｂは、ＮＤフィルタ１１ｄに到達する。ＮＤフィルタ１１ｄにより強度が減衰した第１および第２のレーザビーム１７ａ，１７ｂは、ＣＣＤ３１に入射する。なお、ＮＤフィルタ１１ｄは、ＣＣＤ３１に入射する第１および第２のレーザビーム１７ａ，１７ｂの強度が、ＣＣＤ３１の入射面において許容可能なレーザビーム強度以下となるように減衰させる。
ＣＣＤ３１はその入射面に入射した第１のレーザビーム１７ａ、第２のレーザビーム１７ｂの位置情報を図示を省略したモニタに出力する。
ＣＣＤ３１はその入射面に入射した第１のレーザビーム１７ａ、第２のレーザビーム１７ｂの位置情報を図示を省略したモニタに出力する。
なお、可動ミラーＭ３におけるレーザビームの入射位置から一対の電極２ａ，２ｂのレーザビーム照射位置までの光路長Ｌ１と、可動ミラーＭ３におけるレーザビームの入射位置からＣＣＤ３１入射面までの光路長Ｌ２は同じになるように構成される。
また、ＮＤフィルタ１１ｄの光入射側に設けられた遮光用シャッター１１ｃは、アライメント終了後にＮＤフィルタ１１ｄからレーザビームを遮光する。これにより、ＥＵＶ放射動作時にはＮＤフィルタ１１ｄ、ＣＣＤ３１にはレーザビームが到達しないので、両者の劣化を抑制することが可能となる。
また、ＮＤフィルタ１１ｄの光入射側に設けられた遮光用シャッター１１ｃは、アライメント終了後にＮＤフィルタ１１ｄからレーザビームを遮光する。これにより、ＥＵＶ放射動作時にはＮＤフィルタ１１ｄ、ＣＣＤ３１にはレーザビームが到達しないので、両者の劣化を抑制することが可能となる。
図２は、電極２ａ，２ｂ上のレーザビームの位置とＣＣＤ３１入射面上のレーザビームの位置との対応を説明する図である。
レーザビームの波長は１０６４ｎｍとし、可動ミラーＭ３は、合成石英からなり厚みｔ＝５ｍｍとした。可動ミラーＭ３の屈折率ｎ＝１．４４９であり、波長１０６４ｎｍに対する透過率は、９４％（ｔ＝５ｍｍの場合）である。
可動ミラーＭ３におけるレーザビームの入射位置から一対の電極２ａ，２ｂのレーザビーム照射位置までの光路長Ｌ１と、可動ミラーＭ３におけるレーザビームの入射位置からＣＣＤ３１入射面までの光路長Ｌ２は、それぞれ１００ｍｍとした。
レーザビームの波長は１０６４ｎｍとし、可動ミラーＭ３は、合成石英からなり厚みｔ＝５ｍｍとした。可動ミラーＭ３の屈折率ｎ＝１．４４９であり、波長１０６４ｎｍに対する透過率は、９４％（ｔ＝５ｍｍの場合）である。
可動ミラーＭ３におけるレーザビームの入射位置から一対の電極２ａ，２ｂのレーザビーム照射位置までの光路長Ｌ１と、可動ミラーＭ３におけるレーザビームの入射位置からＣＣＤ３１入射面までの光路長Ｌ２は、それぞれ１００ｍｍとした。
また、可動ミラーＭ３に入射角４５度で入射したレーザビームのうち、可動ミラーＭ３で反射されたレーザビームの光軸と電極２ａ，２ｂ上の照射面との交点である照射面（電極２ａ，２ｂ）での原点を０とした。一方、可動ミラーＭ３への入射レーザビームの光軸とＣＣＤ３１入射面との交点である照射面（ＣＣＤ３１）での原点を０とした。
図２（ａ）に示すように、可動ミラーＭ３に入射角４５度で入射し、当該可動ミラーＭ３を通過するレーザビームは、２回屈折して照射面（ＣＣＤ３１）に到達する。到達地点と照射面（ＣＣＤ３１）の原点との偏差は３ｍｍであった。
図２（ａ）に示すように、可動ミラーＭ３に入射角４５度で入射し、当該可動ミラーＭ３を通過するレーザビームは、２回屈折して照射面（ＣＣＤ３１）に到達する。到達地点と照射面（ＣＣＤ３１）の原点との偏差は３ｍｍであった。
一方、図２（ｂ）に示すように、可動ミラーＭ３に入射角５０度で入射し、当該可動ミラーＭ３を通過するレーザビームの照射面（ＣＣＤ３１）到達地点と照射面（ＣＣＤ３１）の原点との偏差は３．６ｍｍであった。また、可動ミラーＭ３で反射されたレーザビームの照射面（電極２ａ，２ｂ）到達地点と照射面（電極２ａ，２ｂ）の原点との偏差は１１７．６ｍｍであった。
以上のように、電極２ａ，２ｂ上のレーザビームの照射位置とＣＣＤ３１のモニタ上のレーザビームの位置とは、１：１に対応づけることが可能となる。
以上のように、電極２ａ，２ｂ上のレーザビームの照射位置とＣＣＤ３１のモニタ上のレーザビームの位置とは、１：１に対応づけることが可能となる。
図３にＣＣＤ３１より出力された第１のレーザビーム１７ａ、第２のレーザビーム１７ｂの位置情報がモニタ上に表示された例を示す。図３（ａ）の例は第１のレーザビーム１７ａ、第２のレーザビーム１７ｂの位置合わせ前の状態を示し、図３（ｂ）の例は位置合わせされた状態を示す。
図３に示すモニタ上の第１のレーザビーム１７ａの位置と電極２ａ，２ｂ（カソード）上の第１のレーザビーム１７ａの照射位置との対応関係は予め設定されている。
アライメントチャンバ１１の可動ミラーＭ１を動かすことにより、第２のレーザビーム１７ｂのビームスプリッタＭ２、可動ミラーＭ３、ＮＤフィルタ１１ｄへの入射位置が動き、ＣＣＤ３１入射面への入射位置が動く。また、可動ミラーＭ３に反射されて電極２ａ，２ｂ（カソード）に入射する第２のレーザビーム１７ｂの入射位置も動く。
よって、第１および第２のレーザビーム１７ａ，１７ｂが図３（ａ）に示す状態であるとき、モニタに表示される第２のレーザビーム１７ｂの位置を第１のレーザビーム１７ａの位置となるように可動ミラーＭ１を調整することにより、図３（ｂ）に示すように第１および第２のレーザビーム１７ａ，１７ｂが重なり、電極２ａ，２ｂ上の第１のレーザビーム１７ａの照射位置と第２のレーザビーム１７ｂの照射位置とが同じなるように調整される。すなわち、第１のエネルギービームを照射した領域にある放電電極２ａ，２ｂ上の原料１４に対して第２のエネルギービームが照射されるように、第２のエネルギービームの照射位置が調整される。
図３に示すモニタ上の第１のレーザビーム１７ａの位置と電極２ａ，２ｂ（カソード）上の第１のレーザビーム１７ａの照射位置との対応関係は予め設定されている。
アライメントチャンバ１１の可動ミラーＭ１を動かすことにより、第２のレーザビーム１７ｂのビームスプリッタＭ２、可動ミラーＭ３、ＮＤフィルタ１１ｄへの入射位置が動き、ＣＣＤ３１入射面への入射位置が動く。また、可動ミラーＭ３に反射されて電極２ａ，２ｂ（カソード）に入射する第２のレーザビーム１７ｂの入射位置も動く。
よって、第１および第２のレーザビーム１７ａ，１７ｂが図３（ａ）に示す状態であるとき、モニタに表示される第２のレーザビーム１７ｂの位置を第１のレーザビーム１７ａの位置となるように可動ミラーＭ１を調整することにより、図３（ｂ）に示すように第１および第２のレーザビーム１７ａ，１７ｂが重なり、電極２ａ，２ｂ上の第１のレーザビーム１７ａの照射位置と第２のレーザビーム１７ｂの照射位置とが同じなるように調整される。すなわち、第１のエネルギービームを照射した領域にある放電電極２ａ，２ｂ上の原料１４に対して第２のエネルギービームが照射されるように、第２のエネルギービームの照射位置が調整される。
なお、第２のエネルギービームの照射位置の位置合わせは、作業者がモニタを見ながら可動ミラーＭ３を駆動させてもよいし、制御部３０を用いて、ＣＣＤ３１から出力される位置情報から位置合わせ目標までの偏差を演算し、その偏差情報を用いて当該制御部３０が可動ミラーＭ３を駆動するように構成してもよい。
第２のレーザビーム１７ｂの位置を調整したあと、可動レンズ１１ｂの位置を調整することにより、第１および第２のレーザビーム１７ａ，１７ｂのスポット径が調整される。上記したように、可動ミラーＭ３におけるレーザビームの入射位置から一対の電極２ａ，２ｂのレーザビーム照射位置までの光路長Ｌ１と、可動ミラーＭ３におけるレーザビームの入射位置からＣＣＤ３１入射面までの光路長Ｌ２は同じであるので、ＣＣＤ３１入射面上の第１および第２のレーザビーム１７ａ，１７ｂのスポット径は、電極２ａ，２ｂ（カソード）上の第１および第２のレーザビーム１７ａ，１７ｂのスポット径と等しくなる。
なお、第１および第２のレーザビーム１７ａ，１７ｂのスポット径の調整は、作業者がモニタを見ながら可動レンズ１１ｂを駆動させてもよいし、制御部３０を用いて、ＣＣＤ３１から出力される両レーザビームのスポット径の報から予め制御部３０が記憶しているスポット径目標までの偏差を演算し、その偏差情報を用いて当該制御部３０が可動レンズ１１ｂを駆動するように構成してもよい。
図４に本発明のアライメント機構を用いた第１のエネルギービーム、第２のエネルギービームの位置合わせ手順の例を示す。以下に示す例は、制御部３０を用いる場合を示す。なお、制御部３０には、目標となる第１および第２のレーザビーム１７ａ，１７ｂ（エネルギービーム）のスポット径のデータが予め記憶されているものとする。
まず、制御部３０は遮光用シャッター１１ｃを駆動し開状態にする（ステップＳ１）。次いで、制御部３０は、第１のレーザ源１２ａを駆動し、第１のエネルギービームとして第１のレーザビーム１７ａを放出させる（ステップＳ２）。そして制御部３０は、設計上定められた方向と第１のレーザビーム１７ａの照射方向とが一致するように可動ミラーＭ３の位置を調整する（ステップＳ３）。ここで、電極２ａ，２ｂ上の第１のレーザビーム１７ａの照射位置をより精度よく調整する場合は、従来通り、ＥＵＶ放射を発生させてその出力をモニタし、このＥＵＶ出力が最大となるように、可動ミラーＭ３の位置を調整させてもよい。
次に、制御部３０は、ＣＣＤ３１から出力される第１のレーザビーム１７ａの位置情報を記憶する（ステップＳ４）。この記憶した位置情報が電極２ａ，２ｂ上の第１のレーザビーム１７ａの照射位置に相当する。
ここで、電極２ａ，２ｂと本発明のアライメント機構との位置関係が変わらない限り、この第１のレーザビーム１７ａの位置情報も変わらない。第１のレーザビーム１７ａの照射位置を再調整する場合、ＥＵＶ放射を発生させずともこの記憶した第１のレーザビーム１７ａの位置に第１のレーザビーム１７ａの位置が一致するように可動ミラーＭ３の位置を調整することで、電極２ａ，２ｂ上の第１のレーザビーム１７ａの照射位置をより精度よく調整することが可能となる。
次に、制御部３０は、ＣＣＤ３１から出力される第１のレーザビーム１７ａの位置情報を記憶する（ステップＳ４）。この記憶した位置情報が電極２ａ，２ｂ上の第１のレーザビーム１７ａの照射位置に相当する。
ここで、電極２ａ，２ｂと本発明のアライメント機構との位置関係が変わらない限り、この第１のレーザビーム１７ａの位置情報も変わらない。第１のレーザビーム１７ａの照射位置を再調整する場合、ＥＵＶ放射を発生させずともこの記憶した第１のレーザビーム１７ａの位置に第１のレーザビーム１７ａの位置が一致するように可動ミラーＭ３の位置を調整することで、電極２ａ，２ｂ上の第１のレーザビーム１７ａの照射位置をより精度よく調整することが可能となる。
次に、制御部３０は、第２のレーザ源１２ｂを駆動し、第２のエネルギービームとして第２のレーザビーム１７ｂを放出させる（ステップＳ５）。次いで制御部３０は、ＣＣＤ３１から出力される第２のレーザビーム１７ｂの位置情報を取得し、演算により第１のレーザビーム１７ａの位置と第２のレーザビーム１７ｂの位置との偏差を算出する（ステップＳ６）。制御部３０は、ステップＳ６で算出した偏差に基づき、第１のレーザビーム１７ａの位置と第２のレーザビーム１７ｂの位置とが一致するように、可動ミラーＭ１の位置を調整する（ステップＳ７）。この結果、電極２ａ，２ｂ上の第１のレーザビーム１７ａの照射位置と第２のレーザビーム１７ｂの照射位置とが同じなるように調整される。すなわち、第１のエネルギービームを照射した領域にある放電電極２ａ，２ｂ上の原料１４に対して第２のエネルギービームが照射されるように、第２のエネルギービームの照射位置が調整される。
次に制御部３０は、ＣＣＤ３１から出力される第１および第２のレーザビーム１７ａ，１７ｂのスポット径の情報を取得し、演算により予め記憶しておいた目標スポット径と、取得した上記スポット径との偏差を算出する（ステップＳ８）。制御部３０は、ステップＳ６で算出した偏差に基づき、上記スポット径の値が、目標スポット径の値と一致するように、可動レンズ１１ｂの位置を調整する（ステップＳ９）。この結果、電極２ａ，２ｂ上の第１および第２のレーザビーム１７ｂのスポット径が所定の大きさとなるように調整される。なお、この所定の大きさとは、電極上の原料にエネルギービームが照射され、原料が気化する際に、ＥＵＶ光の出力が最大となるスポット径の大きさである。
そして、制御部３０は、遮光用シャッター１１ｃを駆動し閉状態にする（ステップＳ１０）。
そして、制御部３０は、遮光用シャッター１１ｃを駆動し閉状態にする（ステップＳ１０）。
以上のように、本発明のアライメント機構を用いることにより、ＥＵＶ放射を発生させることなく電極２ａ，２ｂ上における第１のエネルギービームの照射位置に対する第２のエネルギービームの照射位置を位置合わせすることが可能となる。
第１のエネルギービームの照射位置と第２のエネルギービームの照射位置は、モニタ上に位置情報が表示されるので、最初から正しい位置調整方向を把握することが可能となり、従来と比較して短時間で第２のエネルギービームの照射位置の位置合わせを行うことが可能となる。また、上記位置合わせのためにＥＵＶ放射を発生させる必要がないので、その分、従来よりＥＵＶ光源装置への投入電力コストを削減することができる。
また、本発明のアライメント機構を用いることにより、容易に第１および第２のエネルギービームのスポット径を調整することが可能となる。
第１のエネルギービームの照射位置と第２のエネルギービームの照射位置は、モニタ上に位置情報が表示されるので、最初から正しい位置調整方向を把握することが可能となり、従来と比較して短時間で第２のエネルギービームの照射位置の位置合わせを行うことが可能となる。また、上記位置合わせのためにＥＵＶ放射を発生させる必要がないので、その分、従来よりＥＵＶ光源装置への投入電力コストを削減することができる。
また、本発明のアライメント機構を用いることにより、容易に第１および第２のエネルギービームのスポット径を調整することが可能となる。
上記した例では、ＤＰＰ方式のＥＵＶ光源装置を例に取り説明してきたが、これに限るものではない。本発明のアライメント機構はＬＰＰ方式のＥＵＶ光源装置についても適用可能である。
図５に本発明のアライメント機構をＬＰＰ方式のＥＵＶ光源装置に適用させた例を示す。基本的なアライメント機構の構成・動作は、図１に示すものと同じであるので詳細な説明は省略する。ここに示す例では、原料供給ユニット１０から供給される液滴状の原料１４に対する第１のレーザビーム１７ａと第２のレーザビーム１７ｂの位置合わせを行うものである。
図５に本発明のアライメント機構をＬＰＰ方式のＥＵＶ光源装置に適用させた例を示す。基本的なアライメント機構の構成・動作は、図１に示すものと同じであるので詳細な説明は省略する。ここに示す例では、原料供給ユニット１０から供給される液滴状の原料１４に対する第１のレーザビーム１７ａと第２のレーザビーム１７ｂの位置合わせを行うものである。
以下、図５に示すアライメント機構を用いた第１のエネルギービーム、第２のエネルギービームの位置合わせ手順の例を図６に示す。以下に示す例は、制御部３０を用いる場合を示す。なお、制御部３０には、目標となる第１および第２のレーザビーム１７ａ，１７ｂ（エネルギービーム）のスポット径のデータが予め記憶されているものとする。
まず、制御部３０は遮光用シャッター１１ｃを駆動し開状態にする（ステップＳ１０１）。次いで、制御部３０は、原料供給ユニット１０を駆動して、液滴状の原料１４の供給を開始する（ステップＳ１０２）。
制御部３０は、第１のレーザ源１２ａを駆動し、第１のエネルギービームとして第１のレーザビーム１７ａを放出させる（ステップＳ１０３）。そして制御部３０は、設計上定められた方向と第１のレーザビーム１７ａの照射方向とが一致するように可動ミラーＭ３の位置を調整する（ステップＳ１０４）。ここで、液滴状の原料１４に対する第１のレーザビーム１７ａの照射位置をより精度よく調整する場合は、従来通り、別途設けたプラズマモニタにより弱いプラズマの発生の有無をモニタし、弱いプラズマが発生するように、可動ミラーＭ３の位置を調整させてもよい。
制御部３０は、第１のレーザ源１２ａを駆動し、第１のエネルギービームとして第１のレーザビーム１７ａを放出させる（ステップＳ１０３）。そして制御部３０は、設計上定められた方向と第１のレーザビーム１７ａの照射方向とが一致するように可動ミラーＭ３の位置を調整する（ステップＳ１０４）。ここで、液滴状の原料１４に対する第１のレーザビーム１７ａの照射位置をより精度よく調整する場合は、従来通り、別途設けたプラズマモニタにより弱いプラズマの発生の有無をモニタし、弱いプラズマが発生するように、可動ミラーＭ３の位置を調整させてもよい。
次に、制御部３０は、ＣＣＤ３１から出力される第１のレーザビーム１７ａの位置情報を記憶する（ステップＳ１０５）。この記憶した位置情報が液滴状の原料１４への第１のレーザビーム１７ａの照射位置に相当する。
ここで、液滴状の原料１４と本発明のアライメント機構との位置関係が変わらない限り、この第１のレーザビーム１７ａの位置情報も変わらない。第１のレーザビーム１７ａの照射位置を再調整する場合、プラズマモニタを用いずともこの記憶した第１のレーザビーム１７ａの位置に第１のレーザビーム１７ａの位置が一致するように可動ミラーＭ３の位置を調整することで、液滴状の原料１４に対する第１のレーザビーム１７ａの照射位置をより精度よく調整することが可能となる。
ここで、液滴状の原料１４と本発明のアライメント機構との位置関係が変わらない限り、この第１のレーザビーム１７ａの位置情報も変わらない。第１のレーザビーム１７ａの照射位置を再調整する場合、プラズマモニタを用いずともこの記憶した第１のレーザビーム１７ａの位置に第１のレーザビーム１７ａの位置が一致するように可動ミラーＭ３の位置を調整することで、液滴状の原料１４に対する第１のレーザビーム１７ａの照射位置をより精度よく調整することが可能となる。
次に、制御部３０は、第２のレーザ源１２ｂを駆動し、第２のエネルギービームとして第２のレーザビーム１７ｂを放出させる（ステップＳ１０６）。次いで制御部３０は、ＣＣＤ３１から出力される第２のレーザビーム１７ｂの位置情報を取得し、演算により第１のレーザビーム１７ａの位置と第２のレーザビーム１７ｂの位置との偏差を算出する（ステップＳ１０７）。制御部３０は、ステップＳ１０7で算出した偏差に基づき、第１のレーザビーム１７ａの位置と第２のレーザビーム１７ｂの位置との関係が所定の関係となるように、可動ミラーＭ１の位置を調整する（ステップＳ１０８）。この結果、液滴状の原料１４に対する第１のレーザビーム１７ａの照射位置と第２のレーザビーム１７ｂの照射位置との関係が所定の関係となるように調整される。
例えば、制御部３０がＣＣＤ３１上の第１のレーザビーム１７ａの位置と第２のレーザビーム１７ｂの位置の位置とが一致するように可動ミラーＭ１の位置を調整すると、液滴状の原料１４に対する第１のレーザビーム１７ａの照射位置と第２のレーザビーム１７ｂの照射位置とは一致する。
また、液滴状の原料１４を照射する位置と、弱いプラズマが存在する位置とにある程度の偏差が発生する場合は、上記した両レーザビームの位置関係はこの偏差を反映した所定の関係となる。
制御部３０がこの位置関係に対応するように可動ミラーＭ１の位置を調整すると、液滴状の原料１４に第１のレーザビーム１７ａを照射した際に発生する弱いプラズマの位置に、第２のレーザビーム１７ｂが照射されることになる。
また、液滴状の原料１４を照射する位置と、弱いプラズマが存在する位置とにある程度の偏差が発生する場合は、上記した両レーザビームの位置関係はこの偏差を反映した所定の関係となる。
制御部３０がこの位置関係に対応するように可動ミラーＭ１の位置を調整すると、液滴状の原料１４に第１のレーザビーム１７ａを照射した際に発生する弱いプラズマの位置に、第２のレーザビーム１７ｂが照射されることになる。
次に制御部３０は、ＣＣＤ３１から出力される第１および第２のレーザビーム１７ａ，１７ｂのスポット径の情報を取得し、演算により予め記憶しておいた目標スポット径と、取得した上記スポット径との偏差を算出する（ステップＳ１０９）。制御部３０は、ステップＳ１０９で算出した偏差に基づき、上記スポット径の値が、目標スポット径の値と一致するように、可動レンズ１１ｂの位置を調整する（ステップＳ１１０）。この結果、電極２ａ，２ｂ上の第１および第２のレーザビーム１７ｂのスポット径が所定の大きさとなるように調整される。なお、この所定の大きさとは、前記したように、ＥＵＶ光の出力が最大となるスポット径の大きさである。
そして、制御部３０は、原料供給ユニット１０を駆動して液滴状の原料１４の供給を停止する（ステップＳ１１１）。次いで、制御部３０は、遮光用シャッター１１ｃを駆動し閉状態にする（ステップＳ１１２）。
そして、制御部３０は、原料供給ユニット１０を駆動して液滴状の原料１４の供給を停止する（ステップＳ１１１）。次いで、制御部３０は、遮光用シャッター１１ｃを駆動し閉状態にする（ステップＳ１１２）。
以上のように、本発明のアライメント機構を用いることにより、液滴状の原料１４への第１のエネルギービームの照射位置と、弱いプラズマに対する第２のエネルギービームの照射位置を位置合わせすることが可能となる。
第１のエネルギービームの照射位置と第２のエネルギービームの照射位置は、モニタ上に位置情報が表示されるので、最初から正しい位置調整方向を把握することが可能となり、従来と比較して短時間で第２のエネルギービームの照射位置の位置合わせを行うことが可能となる。そのため従来よりＥＵＶ光源装置への投入電力コストを削減することができる。
また、本発明のアライメント機構を用いることにより、容易に第１および第２のエネルギービームのスポット径を調整することが可能となる。
第１のエネルギービームの照射位置と第２のエネルギービームの照射位置は、モニタ上に位置情報が表示されるので、最初から正しい位置調整方向を把握することが可能となり、従来と比較して短時間で第２のエネルギービームの照射位置の位置合わせを行うことが可能となる。そのため従来よりＥＵＶ光源装置への投入電力コストを削減することができる。
また、本発明のアライメント機構を用いることにより、容易に第１および第２のエネルギービームのスポット径を調整することが可能となる。
〔上記実施例の変形例〕
図７に上記実施例の変形例を示す。
上記した実施例においては、ビーム検出手段として機能するＣＣＤ３１を用いて第１のエネルギービーム、第２のエネルギービームの位置情報を入手し、第１のエネルギービームの位置と第２のエネルギービームの位置とが一致するように位置合わせを行っていた。
図７に示す例においては、第１のエネルギービーム、第２のエネルギービームをそれぞれレーザビームとし、ＣＣＤ３１の前面に第１のレーザビーム１７ａの集光径程度、第２のレーザビーム１７ｂの集光径程度の開口（貫通孔）Ｈを有する拡散板３２ａを設置し、さらに拡散板３２ａの前面に、両レーザビームの集光径程度の開口（貫通孔）Ｈを有し、両レーザビームの波長を変換する波長変換素子３２ｂ（非線形光学結晶）を配置する。すなわち、上記画像検出手段であるＣＣＤ３１の光入射側に、上記開口（貫通孔）Ｈを有する拡散板３２ａと波長変換素子３２ｂからなる積層体３２を配置する。
図７に上記実施例の変形例を示す。
上記した実施例においては、ビーム検出手段として機能するＣＣＤ３１を用いて第１のエネルギービーム、第２のエネルギービームの位置情報を入手し、第１のエネルギービームの位置と第２のエネルギービームの位置とが一致するように位置合わせを行っていた。
図７に示す例においては、第１のエネルギービーム、第２のエネルギービームをそれぞれレーザビームとし、ＣＣＤ３１の前面に第１のレーザビーム１７ａの集光径程度、第２のレーザビーム１７ｂの集光径程度の開口（貫通孔）Ｈを有する拡散板３２ａを設置し、さらに拡散板３２ａの前面に、両レーザビームの集光径程度の開口（貫通孔）Ｈを有し、両レーザビームの波長を変換する波長変換素子３２ｂ（非線形光学結晶）を配置する。すなわち、上記画像検出手段であるＣＣＤ３１の光入射側に、上記開口（貫通孔）Ｈを有する拡散板３２ａと波長変換素子３２ｂからなる積層体３２を配置する。
また、上記積層体３２の近傍に、基本波カットフィルタ３３ａと第２のＣＣＤ３３ｂからなる光検出手段３３を配置する。基本波カットフィルタ３３ａは上記波長変換素子３２ｂで波長変換された光を通過させ、その背後に配置された第２のＣＣＤ３３ｂは基本波カットフィルタ３３ａを通過した光を検知する。
なお、拡散板３２ａおよび波長変換素子３２ｂ（非線形光学結晶）の開口Ｈの位置は、貫通孔を形成するように略一致している。また、上記した貫通孔を形成する開口ＨのＣＣＤ３１上の位置は、電極２ａ，２ｂ（カソード）上の第１のレーザビーム１７ａの照射位置と対応するように設定されている。また、上記拡散板３２ａと波長変換素子３２ｂからなる積層体３２は、必ずしも拡散板３２ａと波長変換素子３２ｂを密着させて一体構造としたものである必要はなく、拡散板３２ａと波長変換素子３２ｂからなる板状体を重ね合わせたり、距離をおいて配置したものであってもよい。
なお、拡散板３２ａおよび波長変換素子３２ｂ（非線形光学結晶）の開口Ｈの位置は、貫通孔を形成するように略一致している。また、上記した貫通孔を形成する開口ＨのＣＣＤ３１上の位置は、電極２ａ，２ｂ（カソード）上の第１のレーザビーム１７ａの照射位置と対応するように設定されている。また、上記拡散板３２ａと波長変換素子３２ｂからなる積層体３２は、必ずしも拡散板３２ａと波長変換素子３２ｂを密着させて一体構造としたものである必要はなく、拡散板３２ａと波長変換素子３２ｂからなる板状体を重ね合わせたり、距離をおいて配置したものであってもよい。
図８は、本変形例における位置合わせを説明する図である。図８（ａ）は、第１のレーザビーム１７ａと第２のレーザビーム１７ｂが所定の位置に位置合わせされている状態を示し、図８（ｂ）は、第１のレーザビーム１７ａと第２のレーザビーム１７ｂが所定の位置にない場合を示す。
図８（ａ）に示すように、第１のレーザビーム１７ａの位置が所定の位置（電極２ａ，２ｂ上の所定の位置に第１のレーザビーム１７ａが照射される位置）に位置合わせされていて、更に第２のレーザビーム１７ｂの位置が第１のレーザビーム１７ａの位置と一致している場合、両レーザビームは、拡散板３２ａおよび波長変換素子３２ｂの開口Ｈを通過し、ＣＣＤ３１上に到達する。
図８（ａ）に示すように、第１のレーザビーム１７ａの位置が所定の位置（電極２ａ，２ｂ上の所定の位置に第１のレーザビーム１７ａが照射される位置）に位置合わせされていて、更に第２のレーザビーム１７ｂの位置が第１のレーザビーム１７ａの位置と一致している場合、両レーザビームは、拡散板３２ａおよび波長変換素子３２ｂの開口Ｈを通過し、ＣＣＤ３１上に到達する。
一方、図８（ｂ）に示すように、第１のレーザビーム１７ａの位置および／または第２のレーザビーム１７ｂの位置がずれている場合、上記レーザビームの全部あるいは一部は、上記開口Ｈを通過せず、拡散板３２ａと波長変換素子３２ｂからなる積層体３２に入射する。
このレーザビームは、波長変換素子３２ｂを通過して波長変換され、拡散板３２ａに到達する。拡散板３２ａに到達したレーザビームは再び波長変換素子３２ｂを通過して拡散光となり、拡散光の到達位置に配置された光検出手段３３に入射する。
上記光検出手段３３は、第１のレーザビーム１７ａ、第２のレーザビーム１７ｂの波長をカットし波長変換された光を通過させる基本波カットフィルタ３３ａと、第２のＣＣＤ３３ｂから構成されており、上記拡散光が上記基本波カットフィルタ３３ａを介して上記第２のＣＣＤ３３ｂに入射し、第２のＣＣＤ３３ｂにより拡散光となった波長変換光を検出する。
したがって、上記光検出手段３３により、波長変換光が検出されたか否かを監視することにより、第１のレーザビーム１７ａの位置および／または第２のレーザビーム１７ｂの位置がずれているか否かを監視することができる。
なお、第１のレーザビーム１７ａ、第２のレーザビーム１７ｂの波長が１０６４ｎｍである場合、基本波カットフィルタ３３ａは波長１０６４ｎｍの光をカットするＩＲカットフィルタとなる。
このレーザビームは、波長変換素子３２ｂを通過して波長変換され、拡散板３２ａに到達する。拡散板３２ａに到達したレーザビームは再び波長変換素子３２ｂを通過して拡散光となり、拡散光の到達位置に配置された光検出手段３３に入射する。
上記光検出手段３３は、第１のレーザビーム１７ａ、第２のレーザビーム１７ｂの波長をカットし波長変換された光を通過させる基本波カットフィルタ３３ａと、第２のＣＣＤ３３ｂから構成されており、上記拡散光が上記基本波カットフィルタ３３ａを介して上記第２のＣＣＤ３３ｂに入射し、第２のＣＣＤ３３ｂにより拡散光となった波長変換光を検出する。
したがって、上記光検出手段３３により、波長変換光が検出されたか否かを監視することにより、第１のレーザビーム１７ａの位置および／または第２のレーザビーム１７ｂの位置がずれているか否かを監視することができる。
なお、第１のレーザビーム１７ａ、第２のレーザビーム１７ｂの波長が１０６４ｎｍである場合、基本波カットフィルタ３３ａは波長１０６４ｎｍの光をカットするＩＲカットフィルタとなる。
上記構成によれば、第２のＣＣＤ３３ｂにより波長変換光が検出されないように第１のレーザビーム１７ａの位置、第２のレーザビーム１７ｂの位置を位置合わせすることにより、両レーザビームの位置を所定の位置とすることができる。また、上記装置稼働中に、上記光検出手段３３の出力を監視することにより、ビーム位置がずれたことを検出することもでき、これによりアラームを出力するようにしてもよい。
なお、拡散板３２ａおよび波長変換素子３２ｂの開口Ｈの大きさを、両レーザビームの集光径程度とすることで、ＣＣＤ３１上での両レーザビームのスポット径が所定の大きさより大きい場合、上記と同様に第２のＣＣＤ３３ｂにて波長変換光が検出される。よって、上記スポット径の大きさも第２のＣＣＤ３３ｂからの位置情報を用いて調整することができる。なお、上記第２のＣＣＤ３３ｂに代えて、フォトダイオード等の光検出素子を用いてもよい。
１ チャンバ
１ａ 放電部
１ｂ ＥＵＶ集光部
１ｃ ガス排気ユニット
２ａ，２ｂ 電極
３ 電力供給手段
５ ホイルトラップ
８ ＥＵＶ光取出部
９ ＥＵＶ集光鏡
１０ 原料供給ユニット
１１ アライメントチャンバ
１１ａ １／２波長板
１１ｂ 可動レンズ
１１ｃ 遮光用シャッター
１１ｄ ＮＤフィルタ
１２ａ 第１のレーザ源
１２ｂ 第２のレーザ源
１４ 高温プラズマ原料
１５ コンテナ
１６ａ，１６ｂ 回転モータ
１６ｃ，１６ｄ 回転軸
１７ レーザ光
１７ａ 第１のレーザビーム
１７ｂ 第２のレーザビーム
２０ 原料供給ノズル
２１ 励起用レーザ光発生装置
２３ レーザ光入射窓部
２４ レーザ光集光手段
３０ 制御部
３１ ＣＣＤ
３２ 積層体
３２ａ 拡散板
３２ｂ 波長変換素子
３３ 光検出手段
３３ａ 基本波カットフィルタ
３３ｂ 第２のＣＣＤ
４０ 露光機
Ｈ 開口
１ａ 放電部
１ｂ ＥＵＶ集光部
１ｃ ガス排気ユニット
２ａ，２ｂ 電極
３ 電力供給手段
５ ホイルトラップ
８ ＥＵＶ光取出部
９ ＥＵＶ集光鏡
１０ 原料供給ユニット
１１ アライメントチャンバ
１１ａ １／２波長板
１１ｂ 可動レンズ
１１ｃ 遮光用シャッター
１１ｄ ＮＤフィルタ
１２ａ 第１のレーザ源
１２ｂ 第２のレーザ源
１４ 高温プラズマ原料
１５ コンテナ
１６ａ，１６ｂ 回転モータ
１６ｃ，１６ｄ 回転軸
１７ レーザ光
１７ａ 第１のレーザビーム
１７ｂ 第２のレーザビーム
２０ 原料供給ノズル
２１ 励起用レーザ光発生装置
２３ レーザ光入射窓部
２４ レーザ光集光手段
３０ 制御部
３１ ＣＣＤ
３２ 積層体
３２ａ 拡散板
３２ｂ 波長変換素子
３３ 光検出手段
３３ａ 基本波カットフィルタ
３３ｂ 第２のＣＣＤ
４０ 露光機
Ｈ 開口
Claims (5)
- 極端紫外光放射用原料に第１のエネルギービームを照射し、上記極端紫外光放射用原料の第１のエネルギービームが照射される位置もしくはその近傍に第２のエネルギービームを照射し、上記極端紫外光放射用原料を励起してプラズマを生成し当該プラズマから放出される極端紫外光を取り出す光源装置に使用され、上記第１のエネルギービームと第２のエネルギービームの上記極端紫外光放射用原料上の照射位置の位置合わせを行う装置であって、
第１のエネルギービーム照射手段から放出される第１のエネルギービームを通過させ、第２のエネルギービーム照射手段から放出される第２のエネルギービームを反射して、第１のエネルギービームの進行方向と同方向に導光する光学手段と、
上記第２のエネルギービームを反射して、上記光学手段方向に導光する可動ミラーと、
入射するエネルギービームの入射位置を検出するビーム検出手段と、
上記光学手段を透過した第１のエネルギービームと、上記光学手段で反射した第２のエネルギービームが入射し、入射するエネルギービームの一部を分岐して、上記極端紫外光放射用原料のビーム照射位置方向に導光するとともに、他の一部を透過させて上記ビーム検出手段の方向に導光する、可動な分岐手段とを備え、
上記ビーム検出手段は、入射するエネルギービームを受像して入射位置を検出する画像検出手段を有し、
上記画像検出手段の入射側に、中央に上記エネルギービームを透過させる開口を有する拡散板と波長変換素子の積層体が、該拡散板が画像検出手段側になるように配置され、上記開口の径は、第１のエネルギービームと第２のエネルギービームが所望の位置関係にあるとき両方のエネルギー光を透過させる大きさであり、
上記積層体の近くには、積層体から出射する拡散光の有無を検出することにより、第１、および第２のエネルギービームの照射位置が所望の位置関係でなくなったことを検出する光検出手段が配置され、
上記可動ミラーは、その角度を制御することにより上記第２のエネルギービームの上記光学手段への入射位置を調整することが可能であり、上記分岐手段は、その角度を調整することにより、上記極端紫外光放射用原料のビーム照射位置方向に進行する第１および第２のエネルギービームの照射位置を調整可能である
ことを特徴とするエネルギービームの位置合わせ装置。 - 上記光学手段は偏光ビームスプリッタであり、該偏光ビームスプリッタに入射する第１、第２のエネルギービームは偏光光であって、該偏光ビームスプリッタの前段には、第２のエネルギービームの偏光方向を上記第１のエネルギービームの偏光方向と直交する方向に偏光させる偏光手段が設けられており、上記偏光ビームスプリッタは、該偏光ビームスプリッタに入射する第１のエネルギービームを通過させ、第２のエネルギービームを反射する
ことを特徴とする請求項１に記載のエネルギービームの位置合わせ装置。 - 上記光学手段と分岐手段の間に、第１および第２のエネルギービームのスポット径を調整するための光軸方向に駆動可能な可動レンズが設けられている
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のエネルギービームの位置合わせ装置。 - 極端紫外光放射用原料に第１のエネルギービームを照射し、上記極端紫外光放射用原料の第１のエネルギービームが照射される位置の近傍に第２のエネルギービームを照射し、上記極端紫外光放射用原料を励起してプラズマを生成し当該プラズマから放出される極端紫外光を取り出すにあたり、上記第１のエネルギービームと第２のエネルギービームの上記極端紫外光放射用原料上の照射位置を位置合わせする方法であって、
上記第１のエネルギービームを透過させ、第２のエネルギービームを反射する光学手段を設け、
第１のエネルギービームを上記光学手段に入射し、該光学手段を透過した第１のエネルギービームを可動の分岐手段に入射して反射させ、上記極端紫外光放射用原料のビーム照射位置に向かって導光するとともに、上記分岐手段により、第１のエネルギービームの一部を分岐してこの分岐した第１のエネルギービームをビーム検出手段で検出し、
上記第２のエネルギービームを、可動ミラーで反射して上記光学手段に入射し、該光学手段で反射したエネルギービームを上記第１のエネルギービームの進行方向とほぼ同じ方向に進行させ、上記分岐手段に入射して反射させ、上記極端紫外光放射用原料のビーム照射位置に向かって導光するとともに、上記分岐手段により、光学手段で反射した第２のエネルギービームの一部を分岐してこの分岐した第２のエネルギービームをビーム検出手段で検出し、
上記ビーム検出手段は、入射するエネルギービームを受像して入射位置を検出する画像検出手段を有し、
上記画像検出手段の入射側に、中央に上記エネルギービームを透過させる開口を有する拡散板と波長変換素子の積層体が、該拡散板が画像検出手段側になるように配置され、上記開口の径は、第１のエネルギービームと第２のエネルギービームが所望の位置関係にあるとき両方のエネルギー光を透過させる大きさであり、
上記積層体の近くには、積層体から出射する拡散光の有無を検出することにより、第１、および第２のエネルギービームの照射位置が所望の位置関係でなくなったことを検出する光検出手段が配置され、
上記ビーム検出手段による検出結果に基づき、上記第１のエネルギービームと上記第２のエネルギービームの極端紫外光放射用原料上のビーム照射位置が所望の位置関係となるように、上記可動ミラー及び分岐手段を駆動する
ことを特徴とする第１のエネルギービームと第２のエネルギービームの位置合わせ方法。 - 上記光学手段と、上記分岐手段との間に光軸方向に駆動可能な可動レンズを設け、
上記ビーム検出手段で検出される上記第１のエネルギービームのスポット径ならびに上記第２のエネルギービームのスポット径が予め定められたスポット径に一致するように上記可動レンズを駆動する工程を含む
ことを特徴とする請求項４に記載の第１のエネルギービームと第２のエネルギービームの位置合わせ方法。
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