JP6036785B2 - ホイルトラップ及びマスク検査用極端紫外光光源装置 - Google Patents

Description

本発明は、高温プラズマから放出されるデブリを捕捉するホイルトラップ、及びそのホイルトラップを備えるマスク検査用極端紫外光光源装置に関する。

近年、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ている。次世代の半導体露光用光源としては、特に波長１３．５ｎｍの極端紫外光（以下、ＥＵＶ（Extreme Ultra 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。
波長１３．５ｎｍのＥＵＶに対して透明な光学材料は存在しないため、ＥＵＶを用いる露光光学系は反射投影光学系となる。この光学系に用いられるマスクは、例えば、低熱膨張ガラス基板上にモリブデン（Ｍｏ）膜とシリコン（Ｓｉ）膜とを交互に積層してなるＥＵＶ反射用の多層膜が形成されたマスクブランクス上に、ＥＵＶを吸収する材料からなる吸収体パターンが形成される反射型マスクとなる。このような反射型マスクにおいて、マスクブランクスを構成する基板（低熱膨張ガラス基板）上に微粒子やピットが存在したり多層膜（例えば、Ｍｏ／Ｓｉ膜）中に微粒子が介在したりしてしまうと、位相欠陥となる。

そのため、高精度なＥＵＶ露光を実現するためには露光用原版である反射型マスクの無欠陥化が重要となり、その実現のために高精度のマスク検査技術が求められている。
マスクブランクスを検査するための検査光として深紫外光（Deep UV：ＤＵＶ）を使用した場合、マスクブランクスの表面状態検出は可能であるが、多層膜内部や多層膜底面の基板に存在する欠陥の検出は難しい。一方、検査光としてＥＵＶ光を使用した場合には、多層膜内部の欠陥や基板欠陥からのＥＵＶ散乱光を検出することが可能である。すなわち、ＥＵＶ露光用の反射型マスクのマスクブランクスの検査は、検査光として露光光（ＥＵＶ）を使用するアクティニック（Actinic）検査となる。
このように、ＥＵＶ光源装置は、マスクブランクスの検査用光源として使用される。また、ＥＵＶ光源装置は、マスクブランクスの検査以外に、マスク上に施されているパターン欠陥の有無を検査するマスクパターンの検査等にも使用される。

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、そ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ＥＵＶ光源装置では、高温プラズマから種々のデブリが発生するため、当該デブリを捕捉するために、ホイルトラップ（フォイル・トラップ）を用いるのが一般的である。
ホイルトラップとしては、例えば、特許文献１に記載の技術がある。この技術は、回転機能を有するホイルトラップ（回転式ホイルトラップ）と、回転せず固定型のホイルトラップ（固定式ホイルトラップ）とを備えるものである。
回転式ホイルトラップは、中央に配置された回転軸を中心として、半径方向に放射状に配置された複数のホイル（薄膜や薄い平板）を備え、上記回転軸を中心に複数のホイルを回転させることでプラズマから飛来するデブリを捕捉する。ここで、上記回転軸は、例えば、プラズマの略中心を貫通する軸である。

固定式ホイルトラップは、回転式ホイルトラップにより捕捉しきれなかった高速で進行するデブリを捕捉する。固定式ホイルトラップは、回転式ホイルトラップの回転軸と同一軸上に中心軸を有し、当該中心軸から半径方向に放射状に配置された複数のホイル（薄膜
や薄い平板）を備える。固定式ホイルトラップの複数のホイルは、配置された空間を細かく分割することにより、その部分のコンダクタンスを下げて圧力を上げる働きをする。すなわち、回転式ホイルトラップで捕捉しきれなかった高速のデブリは、固定式ホイルトラップにおける圧力が上がった領域で衝突確率が上がるために速度が低下し、固定式ホイルトラップのホイルやホイルの支持体によって捕捉されやすくなる。

特表２０１２−５１３６５３号公報

マスク検査用のＥＵＶ光源装置の場合、露光用光源として用いるものと比較すると、ＥＵＶ光は、ワーク（例えば、マスクブランク上）のかなり小さな照射領域にのみ照射すればよい。したがって、マスク検査用に使用するためにプラズマから取り出すＥＵＶ光の取出立体角は、露光用光源として用いる場合と比較して小さく設定される。
このようなマスク検査用ＥＵＶ光源装置にも、高温プラズマから発生するデブリがマスク検査部に到達することを抑制したり、高温プラズマから発生するＥＵＶ光をマスク検査部に導くための凹面ミラーのスパッタリングを抑制したりするために、高温プラズマと上記検査システム（又は凹面ミラー）との間にデブリトラップを配置する必要がある。

この場合、マスク検査用ＥＵＶ光源装置に、例えば上記特許文献１に記載のホイルトラップを搭載することが考えられる。しかしながら、上述したように、マスク検査用にプラズマから取り出すＥＵＶ光の取出立体角は、露光用のＥＵＶ光と比較して小さいため、露光用のＥＵＶ光源装置に採用されているホイルトラップをマスク検査用ＥＵＶ光源装置に適用すると、デブリトラップ部が必要以上に大型化してしまい、コストが嵩む。
そこで、本発明は、必要以上に大型化することなく、適切にデブリを捕捉することができるホイルトラップ、及びそれを備えたマスク検査用極端紫外光光源装置を提供することを課題としている。

上記課題を解決するために、本発明に係るデブリトラップ装置の一態様は、プラズマの近傍に配置され、前記プラズマから放射される光を通過させ、当該プラズマから発生するデブリを捕捉するホイルトラップであって、複数のホイルと、前記複数のホイルを固定する固定部材と、を有する固定式ホイルトラップを備えるホイルトラップと、前記プラズマと前記固定式ホイルトラップとの間に配設され、開口を有し、前記プラズマから放射される放射光の一部を、前記開口を介して所定の立体角で取り出すアパーチャ部材と、を備え、前記固定式ホイルトラップの前記複数のホイルは、前記アパーチャ部材により取り出された光の光線束の通過領域に相当する大きさを有し、当該光線束の主光線上に配置されている。
このように、固定式ホイルトラップのホイルを、プラズマから放射される光の一部を取り出した光線束（取出光）の通過領域に相当する大きさとするので、固定式ホイルトラップが必要以上に大きくなるのを抑制することができる。そのため、その分のコストを削減することができる。

また、上記のホイルトラップにおいて、前記複数のホイルは、前記光線束の主光線方向に直交する断面において、それぞれ等間隔に配置されていてもよい。
このように、固定式ホイルトラップのホイルを等間隔に配置することで、固定式ホイルトラップにおけるデブリの透過率（デブリの捕捉確率）及び取出光の透過率を、当該取出光の通過領域において均一化することができる。
さらに、上記のホイルトラップにおいて、前記複数のホイルは、前記光線束の主光線方向に直交する方向から見たとき、前記光線束の光線方向に伸びるように放射状に配置されていてもよい。
これにより、固定式ホイルトラップにおける取出光の透過率を高め、光の取出効率を向上させることができる。

また、上記のホイルトラップにおいて、前記複数のホイルは、前記プラズマを通る仮想軸から放射状に配置されていてもよい。これにより、固定式ホイルトラップにおける取出光の透過率を確保しつつ、デブリを適切に捕捉することができる。
さらにまた、上記のホイルトラップにおいて、前記プラズマを通る軸を回転軸として回転可能な複数の回転ホイルと、前記回転軸上に配置され前記回転ホイルを支持する支持部材と、を有し、前記固定式ホイルトラップに対して前記回転軸方向に並設される回転式ホイルトラップをさらに備え、前記仮想軸は、前記回転軸と一致していてもよい。これにより、固定式ホイルトラップの設計を容易に行うことができる。

さらに、上記のホイルトラップにおいて、前記プラズマを通る軸を回転軸として回転可能な複数の回転ホイルと、前記回転軸上に配置され前記回転ホイルを支持する支持部材と、を有し、前記固定式ホイルトラップに対して前記回転軸方向に並設される回転式ホイルトラップをさらに備え、前記仮想軸は、前記光線束の主光線を挟んで前記回転軸と対向する位置に設定されていてもよい。
このように、回転軸側のホイル間隔が仮想軸側のホイル間隔に比べて小さい回転式ホイルトラップと、回転軸側のホイル間隔が仮想軸側のホイル間隔に比べて大きい固定式ホイルトラップとを並設した構成とする。すなわち、回転式ホイルトラップと固定式ホイルトラップとで、ホイル間隔の不均一さを相殺した構成とする。したがって、回転式ホイルトラップと固定式ホイルトラップの両方を考慮したデブリの透過率（デブリの捕捉確率）及び取出光の透過率を、当該取出光の通過領域において均一化することができる。

また、本発明に係るマスク検査用極端紫外光光源装置の一態様は、マスク検査用の極端紫外光を放射するマスク検査用極端紫外光光源装置であって、前記極端紫外光を放射する原料を励起し、プラズマを発生させるプラズマ発生部と、上記いずれかのデブリトラップ装置と、を備える。
このように、アパーチャ部材によって、容易にマスク検査に適した立体角を有する極端紫外光（ＥＵＶ光）を取り出すことができる。また、アパーチャ部材の光取出側にホイルトラップを配置するので、ＥＵＶ取出光を入射するマスク検査装置等にデブリが到達しないようにすることができる。

本発明のホイルトラップでは、固定式ホイルトラップのホイルを、プラズマから放射される光の一部を、所定の立体角で取り出した光線束の通過領域に相当する大きさとし、当該光線束の主光線上に配置する。したがって、デブリを捕捉する固定式ホイルトラップを必要以上に大型化することがなく、コストダウンを図ることができる。

本実施形態の極端紫外光光源装置を示す概略構成図である。 第１の実施形態におけるホイルトラップの構成を示す図である。 回転式ホイルトラップの一例を示す正面図である。 アパーチャ部材を通過したＥＵＶ光と回転式ホイルトラップとの関係を示す図である。 第１の実施形態における固定式ホイルトラップの斜視図である。 第１の実施形態における固定式ホイルトラップの正面図である。 第１の実施形態における固定式ホイルトラップのホイルの上面図である。 従来のホイルトラップの一例を示す図である。 第２の実施形態におけるホイルトラップの構成を示す図である。 第２の実施形態における固定式ホイルトラップの斜視図である。 第２の実施形態における固定式ホイルトラップの正面図である。 第２の実施形態における固定式ホイルトラップのホイルの上面図である。 第３の実施形態におけるホイルトラップの構成を示す図である。 第３の実施形態における固定式ホイルトラップの正面図である。 第３の実施形態における固定式ホイルトラップのホイルの上面図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
（第１の実施形態）
図１は、本実施形態の極端紫外光光源装置を示す概略構成図である。
極端紫外光光源装置（ＥＵＶ光源装置）１００は、マスク検査装置用の光源装置であり、例えば、ＥＵＶ光を用いた半導体露光に用いられるマスクの欠陥を検査するためのマスク検査装置に対して検査光を放出する。当該マスク検査装置の検査対象は、例えば、低熱膨張ガラス基板上にモリブデン（Ｍｏ）膜とシリコン（Ｓｉ）膜とを交互に積層してなるＥＵＶ反射用の多層膜が形成されたマスクブランクス上に、ＥＵＶを吸収する材料からなる吸収体パターンが形成される反射型マスクである。マスク検査装置は、ＥＵＶ光源装置１００から放出される光を検査光として、上記マスクのブランクス検査やパターン検査を行う。

ＥＵＶ光源装置１００は、例えば波長１３．５ｎｍの極端紫外光（ＥＵＶ光）を放出する。
本実施形態のＥＵＶ光源装置１００は、ＤＰＰ方式のＥＵＶ光源装置である。より具体的には、ＥＵＶ光源装置１００は、放電を発生させる電極表面に供給された高温プラズマ原料に対してレーザビーム等のエネルギービームを照射して当該高温プラズマ原料を気化し、その後、放電によって高温プラズマを発生するＬＤＰ方式のＥＵＶ光源装置である。
ＥＵＶ光源装置１００は、図１に示すように、放電容器であるチャンバ１１を有する。チャンバ１１は、開口を有する隔壁１１ａによって、大きく２つの空間に分割されている。一方の空間は放電空間１１ｂであり、他方の空間は集光空間１１ｃである。

放電空間１１ｂには、各々独立して回転可能な一対の放電電極２１ａ，２１ｂが互いに離間して対向配置されている。放電電極２１ａ，２１ｂは、ＥＵＶ放射種を含む高温プラズマ原料を加熱して励起するためのものである。
放電空間１１ｂの圧力は、高温プラズマ原料を加熱励起するための放電が良好に発生するように、真空雰囲気に維持されている。
集光空間１１ｃには、凹面鏡１２と、デブリトラップ１３と、アパーチャ部材１４とが配置されている。

凹面鏡１２は、例えば楕円面鏡や放物面鏡であり、高温プラズマ原料が加熱励起されることで放出されるＥＵＶ光を、チャンバ１１に設けられたＥＵＶ取出部１１ｄから、例えばマスク検査装置のマスク検査部へ導くものである。
凹面鏡１２の基体材料は、例えば、ニッケル（Ｎｉ）等である。波長が非常に短いＥＵＶ光を反射させるため、凹面鏡１２の反射面は、非常に良好な平滑面として構成される。この平滑面に施される反射材は、例えば、ルテニウム（Ｒｕ）、モリブデン（Ｍｏ）、およびロジウム（Ｒｈ）などの金属膜である。凹面鏡１２の反射面には、このような金属膜が緻密にコーティングされている。
デブリトラップ１３は、放電によるプラズマ生成の結果生じるデブリを捕捉し、ＥＵＶ光のみを通過させるような働きをするものである。デブリトラップ１３の具体的構成につ
いては後で詳述する。

アパーチャ部材１４は、高温プラズマ原料から放出されるＥＵＶ光の一部を取り出すための開口部を有する。具体的には、アパーチャ部材１４は、高温プラズマ原料から放出されるＥＵＶ光の一部を所定の立体角で取り出す。具体的には後で述べる回転式ホイルトラップ３０の回転軸（図１におけるＺ方向）に対して傾斜角度をもって所定の立体角で取り出す。ここで、上記傾斜角度は、例えば２０°〜３０°程度であり、ＥＵＶ光の取出角度は、例えば１４°〜１６°程度である。このアパーチャ部材１４は、高温プラズマの近傍に配置されるため、例えば、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）等の高融点材料から構成する。
なお、凹面鏡１２はＥＵＶ光源装置内には必ずしも設置する必要はなく、アパーチャ部材１４の開口部を通過したＥＵＶ光を直接マスク検査装置のマスク検査部に導光してもよい。但し、この場合にも、上記マスク検査部にデブリが到達しないように、高温プラズマとマスク検査部との間にはデブリトラップ１３が配置される。

放電空間１１ｂに配置された一対の放電電極２１ａ，２１ｂは、金属製の円盤状部材である。放電電極２１ａ，２１ｂは、例えば、タングステン、モリブデン、タンタル等の高融点金属からなる。ここで、２つの放電電極２１ａ，２１ｂのうち、一方の放電電極２１ａがカソードであり、他方の放電電極２１ｂがアノードである。
放電電極２１ａは、その一部が高温プラズマ原料２２ａを収容するコンテナ２３ａの中に浸されるように配置される。放電電極２１ａの略中心部には、モータ２４ａの回転軸２５ａが取り付けられている。すなわち、モータ２４ａが回転軸２５ａを回転させることにより、放電電極２１ａは回転する。モータ２４ａは、制御部２９によって駆動制御される。

また、回転軸２５ａは、例えば、メカニカルシール２６ａを介してチャンバ１１内に導入される。メカニカルシール２６ａは、チャンバ１１内の減圧雰囲気を維持しつつ、回転軸２５ａの回転を許容する。
放電電極２１ｂも、放電電極２１ａと同様に、その一部が高温プラズマ原料２２ｂを収容するコンテナ２３ｂの中に浸されるように配置される。放電電極２１ｂの略中心部には、モータ２４ｂの回転軸２５ｂが取り付けられている。すなわち、モータ２４ｂが回転軸２５ｂを回転させることにより、放電電極２１ｂは回転する。モータ２４ｂは、制御部２９によって駆動制御される。

また、回転軸２５ｂは、例えば、メカニカルシール２６ｂを介してチャンバ１１内に導入される。メカニカルシール２６ｂは、チャンバ１１内の減圧雰囲気を維持しつつ、回転軸２５ｂの回転を許容する。
放電電極２１ａ，２１ｂの表面上に乗った液体状の高温プラズマ原料２２ａ，２２ｂは、放電電極２１ａ，２１ｂが回転することで放電領域に輸送される。
ここで、放電領域とは、両電極２１ａ，２１ｂ間の放電が発生する空間であり、両電極２１ａ，２１ｂの周縁部のエッジ部分間距離が最も短い部分である。
高温プラズマ原料２２ａ，２２ｂとしては、溶融金属、例えば液体状のスズ（Ｓｎ）を用いる。この高温プラズマ原料２２ａ，２２ｂは、放電電極２１ａ，２１ｂに電力を供給する給電用の導電体としても働く。

コンテナ２３ａ，２３ｂは、チャンバ１１内の減圧雰囲気を維持可能な絶縁性の電力導入部１１ｆ，１１ｇを介して、パルス電力供給部２７に接続されている。コンテナ２３ａ及び２３ｂ、並びにスズ２２ａ及び２２ｂは導電性である。放電電極２１ａの一部及び放電電極２１ｂの一部はそれぞれスズ２２ａ，２２ｂに浸漬しているので、コンテナ２３ａ，２３ｂ間にパルス電力供給部２７からパルス電力を印加することで、放電電極２１ａ，
２１ｂ間にパルス電力を印加することができる。
なお、特に図示しないが、コンテナ２３ａ及び２３ｂには、スズ２２ａ，２２ｂを溶融状態に維持する温度調節機構が設けられている。

パルス電力供給部２７は、コンテナ２３ａ及び２３ｂ間、すなわち放電電極２１ａ及び２１ｂ間にパルス幅の短いパルス電力を印加する。パルス電力供給部２７は、制御部２９によって駆動制御される。
レーザ源２８は、放電領域に輸送された放電電極２１ａ上のスズ２２ａに対してレーザ光（エネルギービーム）を照射するエネルギービーム照射部である。レーザ源２８は、例えばＮｄ：ＹＶＯ_４レーザ装置（Neodymium-doped Yttrium Orthovanadate レーザ装置）である。
このレーザ源２８が放出するレーザ光Ｌは、レーザ光集光部等を介してチャンバ１１の窓部１１ｇに入射し、放電電極２１ａ上に導かれる。レーザ源２８によるレーザ光の照射タイミングは、制御部２９が制御する。

パルス電力供給部２７により放電電極２１ａ，２１ｂにパルス電力を印加した状態で、放電領域に輸送された高温プラズマ原料に対してレーザ光が照射されると、当該高温プラズマ原料が気化し、両電極２１ａ，２１ｂ間でパルス放電が開始される。その結果、高温プラズマ原料によるプラズマＰが形成される。そして、放電時に流れる大電流によりプラズマＰ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、上述したように放電電極２１ａ，２１ｂ間にはパルス電力を印加するため、上記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。

次に、デブリトラップ１３の具体的構成について説明する。
ＥＵＶ光源装置１００では、例えば、高温プラズマＰと接する金属（例えば、一対の放電電極２１ａ，２１ｂ）が上記プラズマＰによってスパッタされて生成する金属粉等のデブリや、高温プラズマ原料であるスズ（Ｓｎ）に起因するデブリが発生する。
これらのデブリは、プラズマの収縮・膨張過程を経て、大きな運動エネルギーを得る。すなわち、高温プラズマＰから発生するデブリは高速で移動するイオンや中性原子であり、このようなデブリは凹面鏡１２にぶつかって反射面を削ったり、反射面上に堆積したりして、ＥＵＶ光の反射率を低下させるおそれがある。

そこで、ＥＵＶ光源装置１００では、放電空間１１ｂと集光空間１１ｃに収容された凹面鏡１２との間に、上記デブリによる凹面鏡１２のダメージを防ぐためのデブリトラップ１３を配置する。デブリトラップ１３は、デブリを捕捉してＥＵＶ光のみを通過させる働きをする。
図２は、デブリトラップ１３の後で述べる光軸Ｏを含むＹ−Ｚ断面図である。デブリトラップ１３は、回転機能を有するホイルトラップ（回転式ホイルトラップ）３０と、回転せず固定型のホイルトラップ（固定式ホイルトラップ）４０とを備える。
回転式ホイルトラップ３０は、図３に当該回転式ホイルトラップ３０をプラズマ側から眺望した図を示すように、回転軸から半径方向に放射状に伸びる複数のホイル（回転ホイル）３１を備える。なお、ホイル３１は、薄膜（ホイル）または薄い平板（プレート）により構成されており、本明細書では薄膜と平板を併せて「ホイル」と呼ぶ。

ホイル３１は、半径方向内側端部を同心円状に配置された中心支柱（支持部材）３２よって支持され、半径方向外側端部をリング状支持体である外側リング３３によって支持されている。これら複数のホイル３１は、支持体（中心支柱３２と外側リング３３）に支持された状態で、中心支柱３２の回転軸を中心に回転可能となっている。
また、ホイル３１は、その平面が回転軸に対して平行になるように配置され支持されている。そのため、回転式ホイルトラップ３０を極端紫外光源（高温プラズマＰ）側から見
ると、図３に示すように、中心支柱３２及び外側リング３３によって構成される支持体を除けば、ホイル３１の厚みしか見えない。

アパーチャ部材１４には、図４に示すように、回転式ホイルトラップ３０の回転軸から偏心した位置に、任意の形状（例えば、円形）の開口部１４ａが形成されている。そして、回転式ホイルトラップ３０は、アパーチャ部材１４の開口部１４ａを通過したＥＵＶ光の光線束（以下、「ＥＵＶ取出光」ともいう。）の主光線（光軸Ｏ）上にホイル３１が位置するように配置される。なお、この図４では、回転式ホイルトラップ３０のホイル３１のみ図示している。
ここで、回転式ホイルトラップ３０の回転軸は、中心支柱３２によってＥＵＶ取出光が遮光されないように当該回転式ホイルトラップ３０を回転させる軸であって、かつ、プラズマＰを通過する軸である。
このような構成により、回転式ホイルトラップ３０の複数のホイル３１は、中心支柱３２の回転軸を中心に回転することで、高温プラズマＰからのデブリを捕捉する。このとき、回転式ホイルトラップ３０は、上記デブリのうち比較的低速のデブリを捕捉する。

固定式ホイルトラップ４０は、高温プラズマＰからのデブリのうち、回転式ホイルトラップ３０で捕捉しきれなかった高速で進行するデブリを捕捉する。図２に示すように、固定式ホイルトラップ４０は、ＥＵＶ取出光の光軸Ｏ上に配置する。
図５は、ＥＵＶ取出光と固定式ホイルトラップ４０との位置関係を示す図である。この図５に示すように、固定式ホイルトラップ４０は、ＥＵＶ取出光の光線束が通過する領域に相当する大きさを有する。このように、固定式ホイルトラップ４０は、回転式ホイルトラップ３０の回転軸に直交する平面において、当該回転軸に対してアパーチャ部材１４の開口部１４ａが形成された側（図２では回転軸の上側）のみに配置される。

固定式ホイルトラップ４０は、複数のホイル４１と、ホイル４１を支持する固定枠（固定部材）４２とを備える。
ホイル４１は、図６に固定式ホイルトラップ４０の正面図（主光線方向から見た図）を示すように、上述した回転式ホイルトラップ４０のホイル３１のように回転式ホイルトラップ３０の回転軸と一致する仮想軸を中心として半径方向に放射状に配置されたホイルについて、その一部を切り取った形状を有する。すなわち、複数のホイル４１は、上記回転軸に一致する仮想軸から放射状に伸びる形状を有する。また、固定枠４２は、図６に示す正面図において、例えば、上記仮想軸を中心とした円弧を有する扇形である。なお、固定枠４２の外形は任意の形状であってよい。

さらに、複数のホイル４１は、仮想軸に直交する方向から見ると、図７に示すように、仮想軸に対して平行となっている。
固定式ホイルトラップ４０の複数のホイル４１は、配置された空間を細かく分割することにより、その部分のコンダクタンスを下げて圧力を上げる働きをする。本実施形態では、固定式ホイルトラップ４０に対して透明なガスを供給することにより、固定式ホイルトラップ４０における圧力を上げるようにする。言い換えると、チャンバ１１内においてガスを局在化させて圧力が比較的高い部分を設定する。ここで、固定式ホイルトラップ４０に供給するガスは、ＥＵＶ光に対して透過率の高いガスが望ましく、例えば、ヘリウム（Ｈｅ）、アルゴン（Ａｒ）等の希ガスや、水素（Ｈ₂）等が用いられる。

回転式ホイルトラップ３０で捕捉しきれなかった高速のデブリは、固定式ホイルトラップ４０における圧力が上がった領域で衝突確率が上がるために速度が低下する。固定式ホイルトラップ４０は、このようにして速度が低下したデブリを、ホイル４１やホイル４１の支持体（固定枠４２）により捕捉する。
また、回転式ホイルトラップ３０及び固定式ホイルトラップ４０は、高温プラズマＰの
近くに配置されるため、これらホイルトラップを構成するホイルや支持体は、例えば、モリブデン（Ｍｏ）などの高耐熱材料から形成するものとする。
このように、本実施形態における固定式ホイルトラップ４０は、アパーチャ部材１４の開口部１４ａにより進行方向が制限されたＥＵＶ光が通過する領域にのみ対応させた構造とする。したがって、形状がコンパクトであり、チャンバ１１内でのガスの局在化も容易に行うことができる。

ところで、一般に露光用光源として用いるＥＵＶ光源装置の場合、ＥＵＶ光源装置から放出されるＥＵＶ光は、ワーク（ウエハ）上の比較的大きい照射領域に照射される。露光のスループットはＥＵＶ光のｄｏｓｅ量に依存するので、高温プラズマから立体角４πで放出されるＥＵＶ光をできるだけ多く利用することが望ましい。すなわち、露光に使用するためプラズマから取り出すＥＵＶ光の取出立体角はある程度大きくする必要がある。よって、上記ＥＵＶ光のエタンデュ（高温プラズマの大きさとプラズマからのＥＵＶ光の取出立体角との積）もある程度大きくなる。

一方、マスク検査用ＥＵＶ光源装置の場合、露光用光源として用いるＥＵＶ光源装置と比較すると、ＥＵＶ光源装置から放出されるＥＵＶ光は、ワーク（例えば、マスクブランク上）のかなり小さな照射領域に照射される。よって、マスク検査用に使用するためにプラズマから取り出すＥＵＶ光の取出立体角は、露光用光源として用いる場合と比較して小さくなる。上述したように、マスク検査用の場合、例えばＥＵＶ光の取出角は１４°〜１６°程度である。

図８は、露光用光源として用いるＥＵＶ光源装置に適用されるホイルトラップを、マスク検査用ＥＵＶ光源装置に適用した場合の概略構成図である。
露光用ＥＵＶ光源装置に適用される回転式ホイルトラップ１３０は、回転軸を中心として半径方向に放射状に配置された複数のホイル１３１と、当該ホイル１３１を支持する中心支柱１３２及び外側リング１３３とを備える。ホイル１３１は、半径方向内側端部を同心円状に配置された中心支柱１３２よって支持され、半径方向外側端部をリング状支持体である外側リング１３３によって支持されている。これら複数のホイル１３１は、支持体（中心支柱１３２と外側リング１３３）に支持された状態で、中心支柱１３２の回転軸を中心に回転可能となっている。

また、露光用ＥＵＶ光源装置に適用される固定式ホイルトラップ１４０も、回転式ホイルトラップ１３０と同様に、回転軸を中心として半径方向に放射状に配置された複数のホイル１４１と、当該ホイル１４１を支持する中心支柱１４２及び外側リング１４３とを備える。そして、ホイル１４１は、半径方向内側端部を同心円状に配置された中心支柱１４２よって支持され、半径方向外側端部をリング状支持体である外側リング１４３によって支持されている。但し、固定式ホイルトラップ１４０は、回転式ホイルトラップ１３０のように回転せず、固定されている。

露光用ＥＵＶ光源装置に適用される固定式ホイルトラップ１４０は、露光用のＥＵＶ光取出立体角に応じて、比較的大きな形状を有する。マスク検査用のＥＵＶ光取出立体角は、上述したように露光用よりも小さく設定されるため、露光用ＥＵＶ光源装置に適用される固定式ホイルトラップ１４０をそのままの形状でマスク検査用ＥＵＶ光源装置に適用すると、固定式ホイルトラップ１４０においてＥＵＶ光が通過しない領域が存在する。つまり、固定式ホイルトラップ１４０において不要な領域が存在してしまう。
このように、露光用ＥＵＶ光源装置に適用される固定式ホイルトラップ１４０をそのままの形状でマスク検査用ＥＵＶ光源装置に適用すると、必要以上に固定式ホイルトラップ１４０が大型化すると共に、固定式ホイルトラップ１４０への供給ガスにもロスが生じる。したがって、その分コストが増大してしまう。

これに対して、本実施形態では、固定式ホイルトラップ４０を、ＥＵＶ取出光が通過する領域にのみ対応させた構造とする。これにより、露光用と比較して固定式ホイルトラップを小型化することができ、マスク検査用ＥＵＶ光源装置自体の小型化を図ることができる。また、固定式ホイルトラップ４０に対して選択的にガスを供給することができるので、供給ガスのロスを低減することができる。したがって、コストダウンを図ることができる。

（変形例）
なお、上記第１の実施形態においては、デブリトラップ１３として回転式ホイルトラップ３０と固定式ホイルトラップ４０とを両方用いる場合について説明したが、例えば、放電材料がキセノン（Ｘｅ）等のガスの場合には、固定式ホイルトラップ４０のみでもよい。
また、上記第１の実施形態においては、固定式ホイルトラップ４０の仮想軸を回転式ホイルトラップ３０の回転軸に一致させる場合について説明したが、特に、回転式ホイルトラップ３０を用いず、固定式ホイルトラップ４０のみを用いる場合には、上記仮想軸は、プラズマＰを通る軸であれば、任意に設定可能である。

（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
この第２の実施形態は、固定式ホイルトラップを通過するＥＵＶ光の透過率を、当該固定式ホイルトラップのＥＵＶ光通過領域において均一化するようにしたものである。
図９は、第２の実施形態のデブリトラップ１３を回転式ホイルトラップ３０の回転軸に直交する方向から見た断面図である。この図９において、図２に示すデブリトラップ１３と同一構成を有する部分には同一符号を付し、構成の異なる部分を中心に説明する。

デブリトラップ１３は、回転機能を有するホイルトラップ（回転式ホイルトラップ）３０と、回転せず固定型のホイルトラップ（固定式ホイルトラップ）５０とを備える。
固定式ホイルトラップ５０は、図９に示すように、ＥＵＶ取出光の光軸Ｏ上に配置する。
図１０は、ＥＵＶ取出光と固定式ホイルトラップ５０との関係を示す図である。この図１０に示すように、固定式ホイルトラップ５０は、ＥＵＶ取出光の光線束が通過する領域に相当する大きさを有する。このように、固定式ホイルトラップ５０は、回転式ホイルトラップ３０の回転軸に直交する平面において、当該回転軸に対してアパーチャ部材１４の開口部１４ａが形成された側（図９では回転軸の上側）のみに配置される。

固定式ホイルトラップ５０は、複数のホイル５１と、ホイル５１を支持する固定枠（固定部材）５２とを備える。
ホイル５１は、図１１に固定式ホイルトラップ５０の正面図（主光線方向から見た図）を示すように、ＥＵＶ取出光の主光線方向に直交する断面において、それぞれ等間隔に配置されている。また、固定枠５２は、例えば、図１１に示す正面図において矩形状となっている。なお、固定枠５２の外形は任意の形状であってよい。
さらに、複数のホイル５１は、主光線方向に直交する方向から見ると、図１２に示すように、ＥＵＶ取出光の光線方向に伸びるように放射状に配置されている。

上述した第１の実施形態における固定式ホイルトラップ４０の場合、図６に示すように、プラズマ側から臨むと、上側（回転式ホイルトラップ３０の回転軸から遠い側）のホイル間隔が広く、下側（回転式ホイルトラップ３０の回転軸から近い側）のホイル間隔が狭い。
上記したように、固定式ホイルトラップは、ホイル間の圧力が上がった領域で高速で進
行するデブリを捕捉するものである。そして、その捕捉確率は、ホイル間隔、ホイルの奥行（高速デブリの進行方向における奥行）、ガス圧力に依存する。すなわち、ホイル間隔が大きいほど圧力は下がり、その分、デブリがホイルトラップを通過してしまう確率が高い。

図６に示す第１の実施形態における固定式ホイルトラップ４０の場合、上側のホイル間隔が広く、下側のホイル間隔が狭いので、当該固定式ホイルトラップ４０の上側におけるデブリの透過率は、下側のデブリ透過率よりも高くなる。すなわち、デブリの捕捉確率は、固定式ホイルトラップ４０の上側の方が、下側と比べて低くなる。
また、図６に示すホイルトラップ４０の場合、上側のホイル間隔が広く、下側のホイル間隔が狭いので、該固定式ホイルトラップ４０の下側におけるＥＵＶ光の透過率は、上側のＥＵＶ光透過率よりも小さくなる。このように、デブリの透過率やＥＵＶ光の透過率がＥＵＶ光通過領域において不均一となる。

これに対して、本実施形態における固定式ホイルトラップ５０は、図１１に示すように、ＥＵＶ取出光の主光線方向に直交する断面において、各ホイル５１が等間隔となるように配置されている。すなわち、プラズマ側からＥＵＶ取出光の主光線方向に固定式ホイルトラップ５０を臨んだとき、各ホイル５１のプラズマ側の辺が等間隔に見えるので、固定式ホイルトラップ５０におけるデブリの捕捉確率の場所的分布は均一となる。また、固定式ホイルトラップ５０におけるＥＵＶ光の透過率も均一となる。したがって、本実施形態におけるマスク検査用ＥＵＶ光源装置１００は、マスク検査装置のマスク検査部に対して、均一な検査光を入射することができる。

（変形例）
なお、上記第２の実施形態においては、デブリトラップ１３として回転式ホイルトラップ３０と固定式ホイルトラップ５０とを両方用いる場合について説明したが、例えば、放電材料がキセノン（Ｘｅ）等のガスの場合には、固定式ホイルトラップ５０のみでもよい。
また、上記第２の実施形態においては、固定式ホイルトラップ５０のホイル５１を、図１１に示すように、ＥＵＶ取出光の光軸方向（主光線方向）に直交する断面において、上下方向に伸びる配置とする場合について説明したが、ホイル５１の伸びる方向は任意に設定可能である。また、固定式ホイルトラップ４０のみを設けるようにしてもよい。

（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。
この第３の実施形態は、回転式ホイルトラップと固定式ホイルトラップとを通過するＥＵＶ光の透過率を、これらホイルトラップのＥＵＶ光通過領域において均一化するようにしたものである。
図１３は、第３の実施形態のデブリトラップ１３を回転式ホイルトラップ３０の回転軸に直交する方向から見た断面図である。この図１３において、図２に示すデブリトラップ１３と同一構成を有する部分には同一符号を付し、構成の異なる部分を中心に説明する。

デブリトラップ１３は、回転機能を有するホイルトラップ（回転式ホイルトラップ）３０と、回転せず固定型のホイルトラップ（固定式ホイルトラップ）６０とを備える。
固定式ホイルトラップ６０は、図１３に示すように、ＥＵＶ取出光の光軸Ｏ上に配置する。また、固定式ホイルトラップ６０は、図５に示す固定式ホイルトラップ４０と同様に、ＥＵＶ取出光の光線束が通過する領域に相当する大きさを有する。

固定式ホイルトラップ６０は、複数のホイル６１と、ホイル６１を支持する固定枠（固定部材）６２とを備える。
ホイル６１は、図１４に固定式ホイルトラップ６０の正面図（主光線方向から見た図）を示すように、所定の仮想軸を中心として半径方向に放射状に配置されたホイルの一部を切り取った形状を有する。ここで、上記仮想軸は、回転式ホイルトラップ３０の回転軸から垂直方向に離間した位置、より具体的には、ＥＵＶ取出光の光軸Ｏを挟んで、回転式ホイルトラップ３０の回転軸と対向する位置に設定される。

また、固定枠６２は、図１４に示す正面視において、例えば、上記仮想軸を中心とした円弧を有する扇形である。なお、固定枠６２の外形は任意の形状であってよい。さらに、複数のホイル６１は、主光線方向に直交する方向から見ると、図１５に示すように、仮想軸に対して平行となっている。
回転式ホイルトラップ３０は、回転軸から放射状にホイル３１が延びている構造であるため、ホイル間隔は、回転軸から離れるにつれ大きくなる。すなわち、回転式ホイルトラップ３０の各ホイル３１は、プラズマ側から臨むと、上側のホイル間隔が広く、下側のホイル間隔が狭い。そのため、高温プラズマＰから発生したデブリが回転式ホイルトラップ３０を通過する確率は、回転式ホイルトラップ３０の上側の方が高い。すなわち、デブリの捕捉確率は、回転式ホイルトラップ３０の上側の方が、下側と比べて低い。また、回転式ホイルトラップ３０を通過するＥＵＶ光の透過率は、回転式ホイルトラップ３０の下側の方が、上側と比べて低い。

一方、本実施形態における固定式ホイルトラップ６０のホイル６１は、ＥＵＶ取出光の光軸Ｏを挟んで、回転式ホイルトラップ３０の回転軸と対向する位置に設定された仮想軸から放射状に延びた構造である。つまり、回転式ホイルトラップ６０の各ホイル６１は、プラズマ側から臨むと、上側のホイル間隔が狭く、下側のホイル間隔が広い。そのため、高温プラズマＰから発生したデブリが固定式ホイルトラップ６０を通過する確率は、固定式ホイルトラップ６０の下側の方が高くなる。すなわち、デブリの捕捉確率は、固定式ホイルトラップ６０の下側の方が、上側と比べて低くなる。また、固定式ホイルトラップ６０を通過するＥＵＶ光の透過率は、回転式ホイルトラップ６０の上側の方が低くなる。
このように、本実施形態では、固定式ホイルトラップ６０を、プラズマ側からＥＵＶ取出光の光軸方向（主光線方向）に臨んだ場合のホイルの間隔の不均一さが、回転式ホイルトラップ３０と固定式ホイルトラップ６０とで相殺されるように配置する。

したがって、高温プラズマＰから発生したデブリが、回転式ホイルトラップ３０を通過してさらに固定式ホイルトラップ６０を通過する確率は、デブリトラップ１３の上側と下側とで同程度とすることができる。すなわち、高温プラズマＰから発生したデブリの捕捉確率の場所的分布を一様にすることができる。また、ＥＵＶ光の透過率についても、場所的分布を均一化することができる。
以上、本発明の第１〜第３の実施形態について詳述したが、どの固定式ホイルトラップを採用するかは、デブリの捕捉確率の場所的分布の均一度やＥＵＶ光の透過率の観点から、マスク検査装置で要求されるＥＵＶ光の仕様に応じて適宜決定することが好ましい。

上記したように、高速で移動するデブリは、固定式ホイルトラップによって圧力が上がった領域を通過することにより移動速度が低下し、捕捉される。つまり、高速で移動するデブリは、回転式ホイルトラップよりも固定式ホイルトラップの方でより効果的に捕捉される。
例えば、高速で移動するデブリの捕捉確率について着目した場合、第２の実施形態の固定式ホイルトラップ５０と第３の実施形態の固定式ホイルトラップ６０とを比較すると、第２の実施形態の固定式ホイルトラップ５０の方が、プラズマ側からＥＵＶ取出光の主光線方向に臨んだ場合のホイルの間隔が等間隔である分、当該デブリの捕捉確率の場所的分布はより均一となる。

第３の実施形態のデブリトラップ１３は、プラズマ側からＥＵＶ取出光の主光線方向に臨んだ場合のホイルの間隔の不均一さが、回転式ホイルトラップ３０と固定式ホイルトラップ６０とで相殺されるように配置されている。しかしながら、固定式ホイルトラップの方が回転式ホイルトラップよりも高速で移動するデブリの捕捉機能が大きいことを考えると、高速で移動するデブリの捕捉確率の場所的分布の均一度は、第２の実施形態の固定式ホイルトラップ５０を使用した場合と比較すると、第３の実施形態の固定式ホイルトラップ６０の方がやや劣るものと考えられる。
したがって、例えば、高速で移動する移動するデブリの捕捉確率の場所的分布の均一度を重視した場合には、第２の実施形態の固定式ホイルトラップ５０を採用する方が好ましいといえる。

一方、ＥＵＶ光の透過率について着目すると、第２の実施形態の固定式ホイルトラップ５０のホイル間隔を、第３の実施形態の固定式ホイルトラップ６０におけるホイル間隔が狭い側のホイル間隔と同じとした場合、第２の実施形態の固定式ホイルトラップ５０を通過するＥＵＶ光の透過率は、第３の実施形態の固定式ホイルトラップ６０を通過するＥＵＶ光の透過率よりも低くなる。そのため、第２の実施形態のデブリトラップ１３（回転式ホイルトラップ３０＋固定式ホイルトラップ５０）を通過するＥＵＶ光の透過率は、第３の実施形態のデブリトラップ１３（回転式ホイルトラップ３０＋固定式ホイルトラップ６０）を通過するＥＵＶ光の透過率よりも低くなる。
したがって、例えば、ＥＵＶ光の透過率を重視した場合には、第３の実施形態の固定式ホイルトラップ６０を採用する方が好ましいといえる。
但し、ホイル間隔を調節することで、いずれの配置方式によらずＥＵＶ光の透過率を増減させることは可能である。

（応用例）
上記各実施形態においては、高温プラズマ原料に照射するエネルギービームとしてレーザを用いる場合について説明したが、レーザに代えてイオンビームや電子ビーム等を用いることもできる。
また、上記各実施形態においては、ＤＰＰ方式のＥＵＶ光源装置に適用する場合について説明したが、ＬＰＰ方式のＥＵＶ光源装置にも適用可能である。なお、ＬＰＰ方式とは、プラズマ生成用ドライバレーザをターゲット材料に照射し、当該ターゲット材料を励起させてプラズマを生成する方式である。

１１…チャンバ、１１ａ…隔壁、１１ｂ…放電空間、１１ｃ…集光空間、１１ｄ…ＥＵＶ取出部、１２…ＥＵＶ集光鏡、１３…ホイルトラップ、２１ａ，２１ｂ…放電電極、２２ａ，２２ｂ…高温プラズマ原料、２３ａ，２３ｂ…コンテナ、２４ａ，２４ｂ…モータ、２５ａ，２５ｂ…回転軸、２６ａ，２６ｂ…メカニカルシール、２７…パルス電力発供給部、２８…レーザ源、２９…制御部、３０…回転式ホイルトラップ、３１…ホイル、３２…中心支柱、３３…外側リング、４０，５０，６０…固定式ホイルトラップ、４１，５１，６１…ホイル、４２，５２，６２…固定枠、１００…極端紫外光光源装置（マスク検査用ＥＵＶ光源装置）

Claims (7)

1. プラズマの近傍に配置され、前記プラズマから放射される光を通過させ、当該プラズマから発生するデブリを捕捉するホイルトラップであって、複数のホイルと、前記複数のホイルを固定する固定部材と、を有する固定式ホイルトラップを備えるホイルトラップと、
   前記プラズマと前記固定式ホイルトラップとの間に配設され、開口を有し、前記プラズマから放射される放射光の一部を、前記開口を介して所定の立体角で取り出すアパーチャ部材と、を備え、
   前記固定式ホイルトラップの前記複数のホイルは、前記アパーチャ部材により取り出された光の光線束の通過領域に相当する大きさを有し、当該光線束の主光線上に配置されていることを特徴とするデブリトラップ装置。
2. 前記複数のホイルは、前記光線束の主光線方向に直交する断面において、それぞれ等間隔に配置されていることを特徴とする請求項１に記載のデブリトラップ装置。
3. 前記複数のホイルは、前記光線束の主光線方向に直交する方向から見たとき、前記光線束の光線方向に伸びるように放射状に配置されていることを特徴とする請求項２に記載のデブリトラップ装置。
4. 前記複数のホイルは、前記プラズマを通る仮想軸から放射状に配置されていることを特徴とする請求項１に記載のデブリトラップ装置。
5. 前記プラズマを通る軸を回転軸として回転可能な複数の回転ホイルと、
   前記回転軸上に配置され前記回転ホイルを支持する支持部材と、を有し、
   前記固定式ホイルトラップに対して前記回転軸方向に併設される回転式ホイルトラップをさらに備え、
   前記仮想軸は、前記回転軸と一致していることを特徴とする請求項４に記載のデブリトラップ装置。
6. 前記プラズマを通る軸を回転軸として回転可能な複数の回転ホイルと、
   前記回転軸上に配置され前記回転ホイルを支持する支持部材と、を有し、
   前記固定式ホイルトラップに対して前記回転軸方向に併設される回転式ホイルトラップをさらに備え、
   前記仮想軸は、前記光線束の主光線を挟んで前記回転軸と対向する位置に設定されていることを特徴とする請求項４に記載のデブリトラップ装置。
7. マスク検査用の極端紫外光を放射するマスク検査用極端紫外光光源装置であって、
   前記極端紫外光を放射する原料を励起し、プラズマを発生させるプラズマ発生部と、
   前記請求項１〜６のいずれか１項に記載のデブリトラップ装置と、を備えることを特徴とするマスク検査用極端紫外光光源装置。

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