極端紫外光光源装置における照度分布の検出方法および極端紫外光光源装置
【課題】中間集光点以降における照度分布測定を、露光装置側に照度分布を測定する手段を設けることなく、極端紫外光光源装置単体でも行うことができるようにすること。
【解決手段】ＥＵＶ光源装置において、集光鏡６と中間集光点ｆの間に、中間集光点ｆに集光するＥＵＶ光だけを抽出する多孔板２０１と蛍光板２０２と折り返しミラー２０３と受光検出器２０５を設ける。多孔板２０１には、中間集光点ｆに向かう光のみが通過するように配置された多数の貫通孔が設けられており、受光検出器２０５には中間集光点ｆに集光する光のみが受光される。受光検出器２０５で検出した点状の照度分布は画像処理部１０で補間処理され、中間集光点ｆに集光する光の照度分布が復元される。これにより、集光点ｆに集光するＥＵＶ光の照度分布の悪化を知ることができ、また、ＥＵＶ光の照度分布が良くなるように、集光鏡６を移動させ照度分布を改善することができる。
【解決手段】ＥＵＶ光源装置において、集光鏡６と中間集光点ｆの間に、中間集光点ｆに集光するＥＵＶ光だけを抽出する多孔板２０１と蛍光板２０２と折り返しミラー２０３と受光検出器２０５を設ける。多孔板２０１には、中間集光点ｆに向かう光のみが通過するように配置された多数の貫通孔が設けられており、受光検出器２０５には中間集光点ｆに集光する光のみが受光される。受光検出器２０５で検出した点状の照度分布は画像処理部１０で補間処理され、中間集光点ｆに集光する光の照度分布が復元される。これにより、集光点ｆに集光するＥＵＶ光の照度分布の悪化を知ることができ、また、ＥＵＶ光の照度分布が良くなるように、集光鏡６を移動させ照度分布を改善することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、極端紫外光を放射する極端紫外光光源装置における照度分布の検出方法および照度分布検出手段を備えた極端紫外光光源装置に関し、さらに詳細には、ＥＵＶ光源装置の集光光学手段の中間集光点以降に測定手段を設けることなく、中間集光点以降における放射照度分布を測定することができる極端紫外光光源装置における照度分布の検出方法および極端紫外光光源装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
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（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。
図６は、特許文献１記載された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６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）例えば液体状のスズであり、コンテナ１５に収容される。
【０００３】
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１５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１７ａよりレーザ光１７が照射される。レーザ光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がレーザ光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４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。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が放射される。
高温プラズマＰから放射したＥＵＶ光は、ＥＵＶ集光鏡６により集光鏡６の集光点（中間集光点ともいう）ｆに集められ、ＥＵＶ光出射口７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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特表２００７−５０５４６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ＥＵＶ光源装置を長時間にわたって点灯駆動した場合、高温プラズマＰとＥＵＶ集光鏡とのアライメントのズレが生じ、中間集光点ｆ以降のＥＵＶ光の放射強度分布特性（以下照度分布特性ともいう）が悪化し、分布が非対称になるという問題がある。
照度分布特性が悪化して非対称になる原因は、例えば以下の２つの原因が考えられる。
（１）点灯駆動時間の経過とともに放電電極が磨耗していくことにより、一対の放電電極間に形成されるプラズマの位置が、点灯初期の状態と比べて変動する。
（２）ＥＵＶ集光鏡が、放電電極や高温プラズマから発せられる熱により高温になり、熱歪みを生じて変形する。
このように、中間集光点ｆ以降におけるＥＵＶ光の照度分布特性が悪化して非対称になった場合は、露光機が処理する被処理体に露光ムラが生じる原因になることがある。
【０００６】
このような問題を防ぐためには、ＥＵＶ光が出射している状態で、反射鏡の光出射側に、ＥＵＶ光を受光し受光した光の強さを検出する検出手段（例えばＣＣＤ）を挿入する。そして挿入した検出手段からの出力に基づいて照度分布を測定し、測定した照度分布が均一になるように集光鏡の位置を移動させればよい。
しかしながら、これには次のような問題がある
中間集光点ｆ以降におけるＥＵＶ光の照度分布特性を測定するためには、光の強さを検出する検出手段を、中間集光点ｆ以降に設けることが考えられる。しかし、上記したように、中間集光点ｆ以降は、ＥＵＶ光源装置に接続する露光機の領域であり、露光機側に検出手段を取り付けるようにしたのでは、ＥＵＶ光源装置単体でＥＵＶ光の照度分布特性を測定すること、例えばＥＵＶ光源装置の製作中に反射鏡の位置調整を行うために照度分布特性を測定することなどができない。
【０００７】
しかし、検出手段を単に集光鏡と中間集光点ｆの間に挿入したのでは、検出手段には、中間集光点ｆに集光しない光も入射する。そのため中間集光点ｆに集光するＥＵＶ光の照度分布を測定することができない。
検出手段に中間集光点ｆに集光しない光が入射する理由は、一対の放電電極間に形成されるプラズマＰが空間的広がりを有するため、プラズマＰから出射したＥＵＶ光は、集光鏡により反射されても、全てが中間集光点ｆには集光するわけではないからである。むしろ、反射鏡６により中間集光点ｆに集光されるＥＵＶ光は、プラズマＰから放射されるＥＵＶ光の一部分である。
【０００８】
このように、検出手段に中間集光点ｆに集光しないＥＵＶ光までもが入射すると、中間集光点ｆ以降での照度分布を正確に測定することができない。
実際に、単に集光鏡６と中間集光点ｆの間に検出手段を挿入し、ＥＵＶ光の照度分布を測定したのでは、中間集光点ｆ以上での照度分布が不均一な場合であっても、検出手段が検出する照度分布は、全体がほぼ均一に光ったようなものとなり、照度分布が不均一になっていることを検出することができない。
本発明は上記に基づきなされたものであって、本発明の目的は、極端紫外光光源装置の中間集光点以降における照度分布測定を、露光装置側に照度分布を測定する手段を設けることなく、極端紫外光光源装置単体でも行うことができるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係るＥＵＶ光源装置においては、ＥＵＶ光を放射するプラズマが空間的広がりを有するため、当該プラズマから放射されて集光鏡により反射されても、反射したＥＵＶ光の全てが、ＥＵＶ光源装置の中間集光点に集光するわけではない。
そこで、本発明においては、集光鏡と中間集光点ｆの間で、集光鏡により反射したＥＵＶ光の中から中間集光点に集光するＥＵＶ光だけを抽出し、その抽出したＥＵＶ光を用い、その変動を検出することにより、中間集光点に集光するＥＵＶ光の照度分布変動を検出する。
集光鏡により反射したＥＵＶ光の中から中間集光点に集光するＥＵＶ光だけを抽出する方法は、集光点に集光する極端紫外光が通過する貫通孔を複数形成した多孔板を用いる。
多孔板に形成する複数の貫通孔は、多孔板を光路に挿入した時にＥＵＶ光の光軸が通過する位置を中心にして同心円状に配置されている。
また、貫通孔は、各貫通孔が配置されている位置と中間集光点ｆとを結ぶ直線が通過するように角度をつけて形成されている。このことにより、集光鏡により反射されて多孔板に照射されるＥＵＶ光のうち、中間集光点ｆに向かう光はこの貫通孔を通過することができるが、中間集光点ｆに向かわない光は通過できず遮られる。したがって、多孔板から出射する光は全て中間集光点ｆに向かう光である。
【００１０】
上記多孔板の光出射側に、ＥＵＶ光を可視光に変換する蛍光板（シンチレータ）を配置し、多孔板を通過したＥＵＶ光を可視光に変換するようにしてもよい。これにより、可視光を検出する検出手段を用いてＥＵＶ光の照度分布を検出することができる。
検出手段により検出される光は、同心円状に配置された複数の貫通孔を通過した多数の点状の光であるが、ＥＵＶ光源装置の制御部において、検出した光（照度）のデータを補間し照度分布画像を復元すれば、中間集光点以降の位置で測定した照度分布測定結果に近い画像を得ることができる。
【００１１】
以上に基づき本発明においては、次のようにして前記課題を解決する。
（１）集光鏡と該集光鏡の集光点との間であって、上記集光鏡の光軸上に、上記集光点に集光する光のみが通過する貫通孔が複数形成された多孔板を挿入し、上記多孔板を通過した極端紫外光の照度分布を測定する。そして、この照度分布に基づき、上記多孔板が挿入されていないときに上記集光点に集光する光の照度分布を求める。
（２）極端紫外光を集光する集光鏡と、上記集光鏡と該集光鏡の集光点との間であって、上記集光鏡の光軸上に挿入可能に配置され、上記光軸上に挿入されたときに上記集光点に集光する光のみが通過する貫通孔が複数形成された多孔板と、この多孔板を通過した極端紫外光を受光し、該受光した光の強さを検出する検出手段とを極端紫外光光源装置に設ける。
（３）上記（２）において、上記多孔板の光出射側に、極端紫外光を可視光に変換する蛍光板を設ける。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のＥＵＶ光源装置によれば、集光鏡と中間集光点との間で、中間集光点に集光するＥＵＶ光のみを取り出して照度分布の変動を検出する手段を備えているため、上記したような種々の要因によって極端紫外光の照度分布特性が変動した場合であっても、ＥＵＶ光源装置単体で、中間集光点以降における当該ＥＵＶ光の照度分布特性の変動を検出することができる。
また、ＥＵＶ光源装置単体で、中間集光点以降における当該ＥＵＶ光の照度分布特性の変動を検出することができるので、ＥＵＶ装置の製作中、あるいは集光鏡の交換時等に、照度分布特性の確認を行ったり、また、検出した極端紫外光の照度分布特性に基づき、最適な極端紫外光の照度分布特性になるように集光鏡の位置調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施例のＥＵＶ光源装置の構成の概略構成を示す図である。
【図２】図１において検出手段の部分を拡大して示した図である。
【図３】中間集光点ｆ以降の照度分布画像と、多孔板を介して受光した画像を比較して示した図である。
【図４】図３の画像を得るために使用した装置構成を示す図である。
【図５】放電電極を備えないＥＵＶ光源装置に本発明を適用した場合の概略構成を示す図である。
【図６】ＥＵＶ光源装置の構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１に、本発明の実施例のＥＵＶ光源装置の構成の概略を示す。
ＥＵＶ光源装置の構成は、図６に示したものと同様であり、放電電極２ａ，２ｂを収容する放電部１ａと、ホイルトラップ５と集光鏡（集光光学手段）６とを収容するＥＵＶ集光部１ｂとにより構成されるチャンバ１を備える。
チャンバ１には、放電部１ａと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１ｃが設けられている。一対の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）例えば液体状のスズであり、コンテナ１５に収容される。
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１５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１７ａよりレーザ光１７が照射される。レーザ光１７が照射された高温プラズマ原料１４は気化する。この状態で、放電電極２ａと２ｂの間に電力供給手段４からパルス電力が供給されると、放電電極２ａのエッジ部分と放電電極２ｂのエッジ部分との間で放電が発生し、高温プラズマ原料１４によるプラズマＰが形成され、放電時に流れる大電流により加熱励起され高温化し、この高温プラズマＰからＥＵＶ光が放射される。
【００１５】
集光点ｆに集光するＥＵＶ光を検出するための検出手段２０は、このとき、同図の点線に示す退避位置にあり、高温プラズマＰから放射したＥＵＶ光は、ＥＵＶ集光鏡６により集光鏡６の集光点ｆに集められ、ＥＵＶ光出射口７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。
ＥＵＶ集光部１ｂに配置された集光鏡６は、高温プラズマＰから放射された波長１３．５ｎｍのＥＵＶ光を反射するための光反射面６ａが形成されている。
集光鏡６は、互いに接触することなく入れ子状に配置された複数の光反射面６ａにより構成されている。
各光反射面６ａは、Ｎｉ（ニッケル）などからなる平滑面を有する基体材料の反射面側に、Ｒｕ（ルテニウム）、Ｍｏ（モリブデン）、Ｒｈ（ロジウム）などの金属を緻密にコーティングすることにより、０〜２５°の射入射角度の極端紫外光を良好に反射するように形成されている。各光反射面６ａは、集光点ｆが一致するように構成される。
【００１６】
本発明のＥＵＶ光源装置はＥＵＶ光源装置の集光点（中間集光点）ｆ以降におけるＥＵＶ光の照度分布変動を検出することを目的とし、このための検出手段２０を備えている。
これは、中間集光点ｆを通過した光がＥＵＶ光源装置に接続される露光機４０内に入射するため、中間集光点ｆ以降におけるＥＵＶ光の照度の照度分布変動を検出することによって、露光機４０で露光処理する被処理体に露光ムラが発生することを防止するためである。
前記したように、ＥＵＶ光源装置は、一対の放電電極間に形成されるプラズマが空間的広がりを有するため、プラズマＰから放射され集光鏡６の反射面６ａにより反射されても、反射されたＥＵＶ光の全てが中間集光点ｆに集光する訳ではない。
そこで、中間集光点ｆに集光するＥＵＶ光の照度分布変動を検出するために、集光鏡６の反射面６ａにより反射されるＥＵＶ光の中から、中間集光点ｆに集光するＥＵＶ光を抽出し、抽出したＥＵＶ光により照度分布特性を測定する。
【００１７】
以下、中間集光点ｆに集光するＥＵＶ光を検出するための検出手段について、図１と図２を用いて説明する。
中間集光点ｆに集光するＥＵＶ光を抽出して検出するための検出手段２０は、図１、図２に示すように、中間集光点ｆに集光するＥＵＶ光を含む光は通過するが中間集光点ｆに集光しないＥＵＶ光を含む光は遮光する多孔板２０１と、多孔板２０１を通過したＥＵＶ光を可視光に変換するシンチレータ（蛍光板）２０２と、蛍光板２０２により可視光に変換された光を受光検出器２０５の方向に反射する折り返しミラー２０３と、折り返しミラー２０３により反射した光を受光し、受光した光の強度に応じた信号を出力する受光検出器２０５とを備える。
なお、図１においては、検出手段２０の多孔板２０１とシンチレータ（蛍光板）２０２折り返しミラー２０３は、一体で集光鏡６から出射するＥＵＶ光の光路内に挿入退避できるよう、移動機構２０４が設けられている。
【００１８】
図２は、検出手段２０の部分を拡大して示した図である。同図においてアパーチャ３０１が配置されている集光点ｆより右側が露光機側であり、左側がＥＵＶ光源装置側である。また、同図では多孔板２０１の正面図（同図（ａ））と側面図（同図（ｂ））を示している。
同図に示すように、多孔板２０１には、集光点ｆに集光する極端紫外光が通過する貫通孔（例えばφ１ｍｍの細孔）が複数（約２００個）形成されている。多孔板２０１に形成する複数の貫通孔は、多孔板を光路に挿入した時にＥＵＶ光の光軸が通過する位置を中心にして同心円状に配置されている。なお、多孔板の材質はアルミニウムであり、表面は光の乱反射を防ぐために黒アルマイト処理が施されている。
【００１９】
また、貫通孔は、多孔板２０１の各貫通孔が配置されている位置と中間集光点ｆとを結ぶ直線が通過するように角度（同図に示すように例えば、光軸方向に対する角度が３〜１５°）をつけて形成されている。このことにより、集光鏡６により反射されて多孔板２０１に照射されるＥＵＶ光のうち、中間集光点ｆに向かう光はこの貫通孔を通過することができるが、中間集光点ｆに向かわない光は通過できず遮られる。したがって、多孔板２０１から出射する光は全て中間集光点ｆに向かう光となる。
ＥＵＶ光が通過する距離が長いほど、即ち孔の長さが長いほど、多孔板２０１は中間集光点ｆに向かう光のみを精度良く取り出すことができる。したがって、多孔板２０１の板厚は厚いほうが良いが、実際には１０ｍｍ〜３０ｍｍの厚さのものを使用している。
【００２０】
多孔板２０１を通過したＥＵＶ光は、多孔板２０１の光出射側に設けた蛍光板（シンチレータ）２０２により可視光に変換される。蛍光板２０２は、ＥＵＶ光が入射する、多孔板に形成された同心円状の多数の貫通孔の部分だけが光る。そして、貫通孔の各点の明るさはＥＵＶ光の強さに応じている。
この、蛍光板２０２が光っている状態を、折り返しミラー２０３により反射し、受光検出器２０５により検出する。受光検出器２０５は、例えばＣＣＤであり、受光部が受光した照度データを電気信号として画像処理部１０に送信する。
画像処理部１０が、受光検出器２０５から受信した照度データに基づく画像は、図２（ｃ）に示すような、同心円状に配置された複数の貫通孔を通過した多数の点状の光の画像である。画像処理部１０は、各点状の光の強さに基づいて各点間の光の強度のデータを補間し、中間集光点ｆ以降における照度分布の画像を復元する。画像処理部１０により復元した照度分布の画像は、例えばモニタ１１に表示される。
【００２１】
図１に示したように、検出手段２０は集光鏡６から出射するＥＵＶ光の光路内に挿入退避できるよう、移動機構２０４が設けられている。
このため、ＥＵＶ光源装置の運転中には、上記移動機構２０４により、検出手段２０を同図の上側の点線で示した退避位置に退避させることができる。また、ＥＵＶ光源装置の休止中には、上記移動機構に２０４により検出手段２０を、同図の実線で示した位置に移動させ、ＥＵＶ光源装置を動作させ、検出手段２０により照度分布を測定することができる。
また、集光鏡６には集光鏡６を移動させるための集光鏡位置移動手段１３が設けられ、集光鏡位置移動手段１３は位置調整手段１２により駆動される。
したがって、検出手段２０を、同図の実線で示した位置に移動させることにより、照度分布を確認することができ、モニタ１１に表示される照度分布が、あらかじめ測定した初期の照度分布に比べて悪化していれば、位置調整手段１２により集光鏡位置移動手段１３を駆動して集光鏡６の位置を修正することができる。
即ち、復元した照度分布がよくなるように、位置調整手段１２により集光鏡位置移動手段１３を駆動して集光鏡６の位置を移動し、集光点ｆに集光して露光機内に入射するＥＵＶ光の照度分布を改善することができる。
【００２２】
図３は、中間集光点ｆ以降のＥＵＶ光の照度分布の画像（ａ）と、多孔板２０１を介して受光検出器２０５が受光する画像（ｂ）と、（ｂ）から画像処理部１０が復元した照度分布の画像（ｃ）を比較して示したものである。
図３に示す画像は、図４に示すようにして測定した。
すなわち、図４に示すように、ＥＵＶ光の中間集光点ｆにアパーチャ３０１を配置し、アパーチャ３０１を配置した中間集光点ｆの集光鏡６側に、前述した多孔板２０１を介してＥＵＶ光の照度分布を測定する検出手段２０を配置した。また、中間集光点ｆ以降（中間集光点ｆに対して集光鏡６の反対側）に、ＥＵＶ光の照度分布を測定するための蛍光板３０２と受光検出器３０３からなる第２の検出手段３０を配置した。
そして、多孔板２０１を有する検出手段２０を同図の位置に挿入して、多孔板２０１を介して測定した時のＥＵＶ光の照度分布を測定し、また、上記検出手段２０をＥＵＶ光の光路中から退避させ、上記検出手段３０により、多孔板２０１を設けない状態において中間集光点ｆに集光するＥＵＶ光の照度分布を測定し、両者を比較した。
【００２３】
図３（ａ）が中間集光点ｆに集光されるＥＵＶ光の照度分布（中間集光点ｆ以降のあらかじめ設定された位置において測定）であり、（ｂ）が多孔板を介して測定したＥＵＶ光の照度分布、（ｃ）が（ｂ）の照度分布を画像処理部１０において復元した照度分布である。
白の部分がＥＵＶ光の強度が強い部分であり、灰色から黒の部分がＥＵＶ光の強度が弱い部分である。
図３（ｃ）の復元画像は、図３（ｂ）の画像を補間して復元した画像である。すなわち、同図（ｂ）に示す同心円状に並んだ各測定点の照度を、同一の円周上で補間して、同心円上の照度分布を求め、さらに、図３（ｄ）に示すように同心円の中心と、円周上の各点を直線で結んで、直線上で照度分布を補間することにより、図３（ｃ）に示す画像を復元した。
【００２４】
図３（ａ）は、画像の右側にＥＵＶ光の強度が強い部分があるが、図３（ｃ）の画像にも右側にＥＵＶ光の強度が強い部分がある。このように、多孔板を介して測定したＥＵＶ光に基づいて復元した照度分布は、中間集光点ｆに集光されるＥＵＶ光の照度分布と同様の分布を示し、両者には相関性がある。
したがって、検出手段２０により多孔板を介して検出したＥＵＶ光に基づいて復元した照度分布により、そのＥＵＶ光の照度分布が均一になるように、集光鏡６の位置を調整すれば、中間集光点ｆに集光されるＥＵＶ光の照度分布が均一にすることができる。
【００２５】
以上のように本実施例によれば、ＥＵＶ光源装置単体で、中間集光点以降における当該ＥＵＶ光の照度分布特性の変動を検出することができ、検出手段２０をＥＵＶ光の光路中に挿入することで、ＥＵＶ光源装置の製作時に、あるいは、ＥＵＶ光源装置の運転を休止しているときに、照度分布特性の確認を行ったり、また、検出した極端紫外光の照度分布特性に基づき、最適な極端紫外光の照度分布特性になるように集光鏡の位置調整することができる。
また、多孔板を介して検出したＥＵＶ光に基づいて復元した照度分布による集光鏡６の位置の調整は、集光鏡６を新しいものに交換した際の、集光鏡の位置調整においても使用することができる。
【００２６】
上記実施例においては、放電電極間に生じる放電によりＥＵＶ光を放射するＥＵＶ光源装置を例にして説明を行ったが、ＥＵＶ光源装置には放電電極を備えないものもあり、そのような装置にも、本発明の集光鏡の位置調整方法を適用することができる。
図５に、放電電極を備えないＥＵＶ光源装置に本発明を適用した構成の概略を示す。
ＥＵＶ光源装置は、集光光学手段である集光鏡５１を収容するチャンバ１を備える。集光鏡５１は、高温プラズマから放射された波長１３．５ｎｍのＥＵＶ光を反射し、その光を集光点ｆに集光するための光反射面５１ａが形成されている。
チャンバ１には、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１ｃが設けられている。
ＥＵＶ光源装置は、集光鏡５１の光反射面５１ａ側に、高温プラズマ生成用の液体または固体の原料Ｍを落下（滴下）して供給する原料供給手段５２を備える。原料Ｍは、例えば、スズ（Ｓｎ）、リチウム（Ｌｉ）である。
【００２７】
ＥＵＶ光源装置は、原料供給手段５２により供給された原料Ｍに対して、非常に高いエネルギーのレーザビームを照射する高出力のレーザ装置５３を備える。
原料供給手段５２により、集光鏡５１の光反射面５１ａ側に供給された高温プラズマ用の原料Ｍに対し、高出力のレーザ装置５３からレーザ入射窓５３ａを介して非常に高いエネルギーを有するレーザビームが照射される。これによって、原料Ｍが高温プラズマとなり、波長１３．５ｎｍのＥＵＶ光を放射する。高温プラズマから放射されたＥＵＶ光は、集光鏡５１の光反射面５１ａにより反射され、集光点ｆに集光する。
しかし、上記したように、生成されたプラズマは空間的広がりを有するため、プラズマから放射され集光鏡５１により反射されても、反射されたＥＵＶ光の全てが中間集光点ｆに集光する訳ではなく、中間集光点ｆに集光されない、中間集光点ｆの周囲に照射される成分が生じる。
そこで、上記実施例と同様に、多孔板２０１を介してＥＵＶ光を検出するための検出手段２０を、集光鏡５１と集光鏡５１の集光点（中間集光点）ｆとの間であって、集光鏡５１の光軸上に配置し、ＥＵＶ光の照度分布を測定する。
【００２８】
検出手段２０は、前記したように、中間集光点ｆに集光するＥＵＶ光を含む光は通過するが中間集光点ｆに集光しないＥＵＶ光を含む光は遮光する多孔板２０１と、多孔板２０１を通過したＥＵＶ光を可視光に変換するシンチレータ（蛍光板）２０２と、蛍光板２０２により可視光に変換された光を受光検出器２０５の方向に反射する折り返しミラー２０３と、折り返しミラー２０３により反射した光を受光し、受光した光の強度に応じた信号を出力する受光検出器２０５とを備える。
上記検出手段２０を設けることで、前記したように、集光点ｆ以降に集光するＥＵＶ光の照度分布を測定することができる。
したがって、測定したＥＵＶ光に基づき復元した照度分布を用いて、集光鏡５１の位置を移動させ、中間集光点ｆに集光するＥＵＶ光の照度分布変動を補正することができる。
なお、上記実施例では、シンチレータ（蛍光板）２０２を用いて多孔板を通過した光を可視光に変換しているが、ＥＵＶ光を直接測定できる受光検出器を用いる場合には、蛍光板２０２を使用する必要はない。
【符号の説明】
【００２９】
１ チャンバ
１ａ 放電部
１ｂ ＥＵＶ集光部
２ａ，２ｂ 電極
３ パルス電力供給部
４ 電力供給手段
５ ホイルトラップ
６ 集光鏡
１０ 画像処理部
１１ モニタ
１２ 位置調整手段
１３ 集光鏡位置移動手段
１４ 高温プラズマ原料
１５ コンテナ
１６ａ，１６ｂ 回転モータ
１７ レーザ光
１７ａ レーザ源
２０ 検出手段
２０１ 多孔板
２０２ 蛍光板（シンチレータ）
２０３ 折り返しミラー
２０４ 移動機構
２０５ 受光検出器（ＣＣＤ）
３０ 第２の検出手段
３０１ アパーチャ
３０２ 蛍光板
３０３ 受光検出器
４０ 露光機
５１ 集光鏡
５２ 原料供給手段
５３ 高出力レーザ装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、極端紫外光を放射する極端紫外光光源装置における照度分布の検出方法および照度分布検出手段を備えた極端紫外光光源装置に関し、さらに詳細には、ＥＵＶ光源装置の集光光学手段の中間集光点以降に測定手段を設けることなく、中間集光点以降における放射照度分布を測定することができる極端紫外光光源装置における照度分布の検出方法および極端紫外光光源装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
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（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。
図６は、特許文献１記載された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６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）例えば液体状のスズであり、コンテナ１５に収容される。
【０００３】
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１５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１７ａよりレーザ光１７が照射される。レーザ光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がレーザ光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４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。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が放射される。
高温プラズマＰから放射したＥＵＶ光は、ＥＵＶ集光鏡６により集光鏡６の集光点（中間集光点ともいう）ｆに集められ、ＥＵＶ光出射口７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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特表２００７−５０５４６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ＥＵＶ光源装置を長時間にわたって点灯駆動した場合、高温プラズマＰとＥＵＶ集光鏡とのアライメントのズレが生じ、中間集光点ｆ以降のＥＵＶ光の放射強度分布特性（以下照度分布特性ともいう）が悪化し、分布が非対称になるという問題がある。
照度分布特性が悪化して非対称になる原因は、例えば以下の２つの原因が考えられる。
（１）点灯駆動時間の経過とともに放電電極が磨耗していくことにより、一対の放電電極間に形成されるプラズマの位置が、点灯初期の状態と比べて変動する。
（２）ＥＵＶ集光鏡が、放電電極や高温プラズマから発せられる熱により高温になり、熱歪みを生じて変形する。
このように、中間集光点ｆ以降におけるＥＵＶ光の照度分布特性が悪化して非対称になった場合は、露光機が処理する被処理体に露光ムラが生じる原因になることがある。
【０００６】
このような問題を防ぐためには、ＥＵＶ光が出射している状態で、反射鏡の光出射側に、ＥＵＶ光を受光し受光した光の強さを検出する検出手段（例えばＣＣＤ）を挿入する。そして挿入した検出手段からの出力に基づいて照度分布を測定し、測定した照度分布が均一になるように集光鏡の位置を移動させればよい。
しかしながら、これには次のような問題がある
中間集光点ｆ以降におけるＥＵＶ光の照度分布特性を測定するためには、光の強さを検出する検出手段を、中間集光点ｆ以降に設けることが考えられる。しかし、上記したように、中間集光点ｆ以降は、ＥＵＶ光源装置に接続する露光機の領域であり、露光機側に検出手段を取り付けるようにしたのでは、ＥＵＶ光源装置単体でＥＵＶ光の照度分布特性を測定すること、例えばＥＵＶ光源装置の製作中に反射鏡の位置調整を行うために照度分布特性を測定することなどができない。
【０００７】
しかし、検出手段を単に集光鏡と中間集光点ｆの間に挿入したのでは、検出手段には、中間集光点ｆに集光しない光も入射する。そのため中間集光点ｆに集光するＥＵＶ光の照度分布を測定することができない。
検出手段に中間集光点ｆに集光しない光が入射する理由は、一対の放電電極間に形成されるプラズマＰが空間的広がりを有するため、プラズマＰから出射したＥＵＶ光は、集光鏡により反射されても、全てが中間集光点ｆには集光するわけではないからである。むしろ、反射鏡６により中間集光点ｆに集光されるＥＵＶ光は、プラズマＰから放射されるＥＵＶ光の一部分である。
【０００８】
このように、検出手段に中間集光点ｆに集光しないＥＵＶ光までもが入射すると、中間集光点ｆ以降での照度分布を正確に測定することができない。
実際に、単に集光鏡６と中間集光点ｆの間に検出手段を挿入し、ＥＵＶ光の照度分布を測定したのでは、中間集光点ｆ以上での照度分布が不均一な場合であっても、検出手段が検出する照度分布は、全体がほぼ均一に光ったようなものとなり、照度分布が不均一になっていることを検出することができない。
本発明は上記に基づきなされたものであって、本発明の目的は、極端紫外光光源装置の中間集光点以降における照度分布測定を、露光装置側に照度分布を測定する手段を設けることなく、極端紫外光光源装置単体でも行うことができるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係るＥＵＶ光源装置においては、ＥＵＶ光を放射するプラズマが空間的広がりを有するため、当該プラズマから放射されて集光鏡により反射されても、反射したＥＵＶ光の全てが、ＥＵＶ光源装置の中間集光点に集光するわけではない。
そこで、本発明においては、集光鏡と中間集光点ｆの間で、集光鏡により反射したＥＵＶ光の中から中間集光点に集光するＥＵＶ光だけを抽出し、その抽出したＥＵＶ光を用い、その変動を検出することにより、中間集光点に集光するＥＵＶ光の照度分布変動を検出する。
集光鏡により反射したＥＵＶ光の中から中間集光点に集光するＥＵＶ光だけを抽出する方法は、集光点に集光する極端紫外光が通過する貫通孔を複数形成した多孔板を用いる。
多孔板に形成する複数の貫通孔は、多孔板を光路に挿入した時にＥＵＶ光の光軸が通過する位置を中心にして同心円状に配置されている。
また、貫通孔は、各貫通孔が配置されている位置と中間集光点ｆとを結ぶ直線が通過するように角度をつけて形成されている。このことにより、集光鏡により反射されて多孔板に照射されるＥＵＶ光のうち、中間集光点ｆに向かう光はこの貫通孔を通過することができるが、中間集光点ｆに向かわない光は通過できず遮られる。したがって、多孔板から出射する光は全て中間集光点ｆに向かう光である。
【００１０】
上記多孔板の光出射側に、ＥＵＶ光を可視光に変換する蛍光板（シンチレータ）を配置し、多孔板を通過したＥＵＶ光を可視光に変換するようにしてもよい。これにより、可視光を検出する検出手段を用いてＥＵＶ光の照度分布を検出することができる。
検出手段により検出される光は、同心円状に配置された複数の貫通孔を通過した多数の点状の光であるが、ＥＵＶ光源装置の制御部において、検出した光（照度）のデータを補間し照度分布画像を復元すれば、中間集光点以降の位置で測定した照度分布測定結果に近い画像を得ることができる。
【００１１】
以上に基づき本発明においては、次のようにして前記課題を解決する。
（１）集光鏡と該集光鏡の集光点との間であって、上記集光鏡の光軸上に、上記集光点に集光する光のみが通過する貫通孔が複数形成された多孔板を挿入し、上記多孔板を通過した極端紫外光の照度分布を測定する。そして、この照度分布に基づき、上記多孔板が挿入されていないときに上記集光点に集光する光の照度分布を求める。
（２）極端紫外光を集光する集光鏡と、上記集光鏡と該集光鏡の集光点との間であって、上記集光鏡の光軸上に挿入可能に配置され、上記光軸上に挿入されたときに上記集光点に集光する光のみが通過する貫通孔が複数形成された多孔板と、この多孔板を通過した極端紫外光を受光し、該受光した光の強さを検出する検出手段とを極端紫外光光源装置に設ける。
（３）上記（２）において、上記多孔板の光出射側に、極端紫外光を可視光に変換する蛍光板を設ける。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のＥＵＶ光源装置によれば、集光鏡と中間集光点との間で、中間集光点に集光するＥＵＶ光のみを取り出して照度分布の変動を検出する手段を備えているため、上記したような種々の要因によって極端紫外光の照度分布特性が変動した場合であっても、ＥＵＶ光源装置単体で、中間集光点以降における当該ＥＵＶ光の照度分布特性の変動を検出することができる。
また、ＥＵＶ光源装置単体で、中間集光点以降における当該ＥＵＶ光の照度分布特性の変動を検出することができるので、ＥＵＶ装置の製作中、あるいは集光鏡の交換時等に、照度分布特性の確認を行ったり、また、検出した極端紫外光の照度分布特性に基づき、最適な極端紫外光の照度分布特性になるように集光鏡の位置調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施例のＥＵＶ光源装置の構成の概略構成を示す図である。
【図２】図１において検出手段の部分を拡大して示した図である。
【図３】中間集光点ｆ以降の照度分布画像と、多孔板を介して受光した画像を比較して示した図である。
【図４】図３の画像を得るために使用した装置構成を示す図である。
【図５】放電電極を備えないＥＵＶ光源装置に本発明を適用した場合の概略構成を示す図である。
【図６】ＥＵＶ光源装置の構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１に、本発明の実施例のＥＵＶ光源装置の構成の概略を示す。
ＥＵＶ光源装置の構成は、図６に示したものと同様であり、放電電極２ａ，２ｂを収容する放電部１ａと、ホイルトラップ５と集光鏡（集光光学手段）６とを収容するＥＵＶ集光部１ｂとにより構成されるチャンバ１を備える。
チャンバ１には、放電部１ａと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１ｃが設けられている。一対の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）例えば液体状のスズであり、コンテナ１５に収容される。
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１５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１７ａよりレーザ光１７が照射される。レーザ光１７が照射された高温プラズマ原料１４は気化する。この状態で、放電電極２ａと２ｂの間に電力供給手段４からパルス電力が供給されると、放電電極２ａのエッジ部分と放電電極２ｂのエッジ部分との間で放電が発生し、高温プラズマ原料１４によるプラズマＰが形成され、放電時に流れる大電流により加熱励起され高温化し、この高温プラズマＰからＥＵＶ光が放射される。
【００１５】
集光点ｆに集光するＥＵＶ光を検出するための検出手段２０は、このとき、同図の点線に示す退避位置にあり、高温プラズマＰから放射したＥＵＶ光は、ＥＵＶ集光鏡６により集光鏡６の集光点ｆに集められ、ＥＵＶ光出射口７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。
ＥＵＶ集光部１ｂに配置された集光鏡６は、高温プラズマＰから放射された波長１３．５ｎｍのＥＵＶ光を反射するための光反射面６ａが形成されている。
集光鏡６は、互いに接触することなく入れ子状に配置された複数の光反射面６ａにより構成されている。
各光反射面６ａは、Ｎｉ（ニッケル）などからなる平滑面を有する基体材料の反射面側に、Ｒｕ（ルテニウム）、Ｍｏ（モリブデン）、Ｒｈ（ロジウム）などの金属を緻密にコーティングすることにより、０〜２５°の射入射角度の極端紫外光を良好に反射するように形成されている。各光反射面６ａは、集光点ｆが一致するように構成される。
【００１６】
本発明のＥＵＶ光源装置はＥＵＶ光源装置の集光点（中間集光点）ｆ以降におけるＥＵＶ光の照度分布変動を検出することを目的とし、このための検出手段２０を備えている。
これは、中間集光点ｆを通過した光がＥＵＶ光源装置に接続される露光機４０内に入射するため、中間集光点ｆ以降におけるＥＵＶ光の照度の照度分布変動を検出することによって、露光機４０で露光処理する被処理体に露光ムラが発生することを防止するためである。
前記したように、ＥＵＶ光源装置は、一対の放電電極間に形成されるプラズマが空間的広がりを有するため、プラズマＰから放射され集光鏡６の反射面６ａにより反射されても、反射されたＥＵＶ光の全てが中間集光点ｆに集光する訳ではない。
そこで、中間集光点ｆに集光するＥＵＶ光の照度分布変動を検出するために、集光鏡６の反射面６ａにより反射されるＥＵＶ光の中から、中間集光点ｆに集光するＥＵＶ光を抽出し、抽出したＥＵＶ光により照度分布特性を測定する。
【００１７】
以下、中間集光点ｆに集光するＥＵＶ光を検出するための検出手段について、図１と図２を用いて説明する。
中間集光点ｆに集光するＥＵＶ光を抽出して検出するための検出手段２０は、図１、図２に示すように、中間集光点ｆに集光するＥＵＶ光を含む光は通過するが中間集光点ｆに集光しないＥＵＶ光を含む光は遮光する多孔板２０１と、多孔板２０１を通過したＥＵＶ光を可視光に変換するシンチレータ（蛍光板）２０２と、蛍光板２０２により可視光に変換された光を受光検出器２０５の方向に反射する折り返しミラー２０３と、折り返しミラー２０３により反射した光を受光し、受光した光の強度に応じた信号を出力する受光検出器２０５とを備える。
なお、図１においては、検出手段２０の多孔板２０１とシンチレータ（蛍光板）２０２折り返しミラー２０３は、一体で集光鏡６から出射するＥＵＶ光の光路内に挿入退避できるよう、移動機構２０４が設けられている。
【００１８】
図２は、検出手段２０の部分を拡大して示した図である。同図においてアパーチャ３０１が配置されている集光点ｆより右側が露光機側であり、左側がＥＵＶ光源装置側である。また、同図では多孔板２０１の正面図（同図（ａ））と側面図（同図（ｂ））を示している。
同図に示すように、多孔板２０１には、集光点ｆに集光する極端紫外光が通過する貫通孔（例えばφ１ｍｍの細孔）が複数（約２００個）形成されている。多孔板２０１に形成する複数の貫通孔は、多孔板を光路に挿入した時にＥＵＶ光の光軸が通過する位置を中心にして同心円状に配置されている。なお、多孔板の材質はアルミニウムであり、表面は光の乱反射を防ぐために黒アルマイト処理が施されている。
【００１９】
また、貫通孔は、多孔板２０１の各貫通孔が配置されている位置と中間集光点ｆとを結ぶ直線が通過するように角度（同図に示すように例えば、光軸方向に対する角度が３〜１５°）をつけて形成されている。このことにより、集光鏡６により反射されて多孔板２０１に照射されるＥＵＶ光のうち、中間集光点ｆに向かう光はこの貫通孔を通過することができるが、中間集光点ｆに向かわない光は通過できず遮られる。したがって、多孔板２０１から出射する光は全て中間集光点ｆに向かう光となる。
ＥＵＶ光が通過する距離が長いほど、即ち孔の長さが長いほど、多孔板２０１は中間集光点ｆに向かう光のみを精度良く取り出すことができる。したがって、多孔板２０１の板厚は厚いほうが良いが、実際には１０ｍｍ〜３０ｍｍの厚さのものを使用している。
【００２０】
多孔板２０１を通過したＥＵＶ光は、多孔板２０１の光出射側に設けた蛍光板（シンチレータ）２０２により可視光に変換される。蛍光板２０２は、ＥＵＶ光が入射する、多孔板に形成された同心円状の多数の貫通孔の部分だけが光る。そして、貫通孔の各点の明るさはＥＵＶ光の強さに応じている。
この、蛍光板２０２が光っている状態を、折り返しミラー２０３により反射し、受光検出器２０５により検出する。受光検出器２０５は、例えばＣＣＤであり、受光部が受光した照度データを電気信号として画像処理部１０に送信する。
画像処理部１０が、受光検出器２０５から受信した照度データに基づく画像は、図２（ｃ）に示すような、同心円状に配置された複数の貫通孔を通過した多数の点状の光の画像である。画像処理部１０は、各点状の光の強さに基づいて各点間の光の強度のデータを補間し、中間集光点ｆ以降における照度分布の画像を復元する。画像処理部１０により復元した照度分布の画像は、例えばモニタ１１に表示される。
【００２１】
図１に示したように、検出手段２０は集光鏡６から出射するＥＵＶ光の光路内に挿入退避できるよう、移動機構２０４が設けられている。
このため、ＥＵＶ光源装置の運転中には、上記移動機構２０４により、検出手段２０を同図の上側の点線で示した退避位置に退避させることができる。また、ＥＵＶ光源装置の休止中には、上記移動機構に２０４により検出手段２０を、同図の実線で示した位置に移動させ、ＥＵＶ光源装置を動作させ、検出手段２０により照度分布を測定することができる。
また、集光鏡６には集光鏡６を移動させるための集光鏡位置移動手段１３が設けられ、集光鏡位置移動手段１３は位置調整手段１２により駆動される。
したがって、検出手段２０を、同図の実線で示した位置に移動させることにより、照度分布を確認することができ、モニタ１１に表示される照度分布が、あらかじめ測定した初期の照度分布に比べて悪化していれば、位置調整手段１２により集光鏡位置移動手段１３を駆動して集光鏡６の位置を修正することができる。
即ち、復元した照度分布がよくなるように、位置調整手段１２により集光鏡位置移動手段１３を駆動して集光鏡６の位置を移動し、集光点ｆに集光して露光機内に入射するＥＵＶ光の照度分布を改善することができる。
【００２２】
図３は、中間集光点ｆ以降のＥＵＶ光の照度分布の画像（ａ）と、多孔板２０１を介して受光検出器２０５が受光する画像（ｂ）と、（ｂ）から画像処理部１０が復元した照度分布の画像（ｃ）を比較して示したものである。
図３に示す画像は、図４に示すようにして測定した。
すなわち、図４に示すように、ＥＵＶ光の中間集光点ｆにアパーチャ３０１を配置し、アパーチャ３０１を配置した中間集光点ｆの集光鏡６側に、前述した多孔板２０１を介してＥＵＶ光の照度分布を測定する検出手段２０を配置した。また、中間集光点ｆ以降（中間集光点ｆに対して集光鏡６の反対側）に、ＥＵＶ光の照度分布を測定するための蛍光板３０２と受光検出器３０３からなる第２の検出手段３０を配置した。
そして、多孔板２０１を有する検出手段２０を同図の位置に挿入して、多孔板２０１を介して測定した時のＥＵＶ光の照度分布を測定し、また、上記検出手段２０をＥＵＶ光の光路中から退避させ、上記検出手段３０により、多孔板２０１を設けない状態において中間集光点ｆに集光するＥＵＶ光の照度分布を測定し、両者を比較した。
【００２３】
図３（ａ）が中間集光点ｆに集光されるＥＵＶ光の照度分布（中間集光点ｆ以降のあらかじめ設定された位置において測定）であり、（ｂ）が多孔板を介して測定したＥＵＶ光の照度分布、（ｃ）が（ｂ）の照度分布を画像処理部１０において復元した照度分布である。
白の部分がＥＵＶ光の強度が強い部分であり、灰色から黒の部分がＥＵＶ光の強度が弱い部分である。
図３（ｃ）の復元画像は、図３（ｂ）の画像を補間して復元した画像である。すなわち、同図（ｂ）に示す同心円状に並んだ各測定点の照度を、同一の円周上で補間して、同心円上の照度分布を求め、さらに、図３（ｄ）に示すように同心円の中心と、円周上の各点を直線で結んで、直線上で照度分布を補間することにより、図３（ｃ）に示す画像を復元した。
【００２４】
図３（ａ）は、画像の右側にＥＵＶ光の強度が強い部分があるが、図３（ｃ）の画像にも右側にＥＵＶ光の強度が強い部分がある。このように、多孔板を介して測定したＥＵＶ光に基づいて復元した照度分布は、中間集光点ｆに集光されるＥＵＶ光の照度分布と同様の分布を示し、両者には相関性がある。
したがって、検出手段２０により多孔板を介して検出したＥＵＶ光に基づいて復元した照度分布により、そのＥＵＶ光の照度分布が均一になるように、集光鏡６の位置を調整すれば、中間集光点ｆに集光されるＥＵＶ光の照度分布が均一にすることができる。
【００２５】
以上のように本実施例によれば、ＥＵＶ光源装置単体で、中間集光点以降における当該ＥＵＶ光の照度分布特性の変動を検出することができ、検出手段２０をＥＵＶ光の光路中に挿入することで、ＥＵＶ光源装置の製作時に、あるいは、ＥＵＶ光源装置の運転を休止しているときに、照度分布特性の確認を行ったり、また、検出した極端紫外光の照度分布特性に基づき、最適な極端紫外光の照度分布特性になるように集光鏡の位置調整することができる。
また、多孔板を介して検出したＥＵＶ光に基づいて復元した照度分布による集光鏡６の位置の調整は、集光鏡６を新しいものに交換した際の、集光鏡の位置調整においても使用することができる。
【００２６】
上記実施例においては、放電電極間に生じる放電によりＥＵＶ光を放射するＥＵＶ光源装置を例にして説明を行ったが、ＥＵＶ光源装置には放電電極を備えないものもあり、そのような装置にも、本発明の集光鏡の位置調整方法を適用することができる。
図５に、放電電極を備えないＥＵＶ光源装置に本発明を適用した構成の概略を示す。
ＥＵＶ光源装置は、集光光学手段である集光鏡５１を収容するチャンバ１を備える。集光鏡５１は、高温プラズマから放射された波長１３．５ｎｍのＥＵＶ光を反射し、その光を集光点ｆに集光するための光反射面５１ａが形成されている。
チャンバ１には、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１ｃが設けられている。
ＥＵＶ光源装置は、集光鏡５１の光反射面５１ａ側に、高温プラズマ生成用の液体または固体の原料Ｍを落下（滴下）して供給する原料供給手段５２を備える。原料Ｍは、例えば、スズ（Ｓｎ）、リチウム（Ｌｉ）である。
【００２７】
ＥＵＶ光源装置は、原料供給手段５２により供給された原料Ｍに対して、非常に高いエネルギーのレーザビームを照射する高出力のレーザ装置５３を備える。
原料供給手段５２により、集光鏡５１の光反射面５１ａ側に供給された高温プラズマ用の原料Ｍに対し、高出力のレーザ装置５３からレーザ入射窓５３ａを介して非常に高いエネルギーを有するレーザビームが照射される。これによって、原料Ｍが高温プラズマとなり、波長１３．５ｎｍのＥＵＶ光を放射する。高温プラズマから放射されたＥＵＶ光は、集光鏡５１の光反射面５１ａにより反射され、集光点ｆに集光する。
しかし、上記したように、生成されたプラズマは空間的広がりを有するため、プラズマから放射され集光鏡５１により反射されても、反射されたＥＵＶ光の全てが中間集光点ｆに集光する訳ではなく、中間集光点ｆに集光されない、中間集光点ｆの周囲に照射される成分が生じる。
そこで、上記実施例と同様に、多孔板２０１を介してＥＵＶ光を検出するための検出手段２０を、集光鏡５１と集光鏡５１の集光点（中間集光点）ｆとの間であって、集光鏡５１の光軸上に配置し、ＥＵＶ光の照度分布を測定する。
【００２８】
検出手段２０は、前記したように、中間集光点ｆに集光するＥＵＶ光を含む光は通過するが中間集光点ｆに集光しないＥＵＶ光を含む光は遮光する多孔板２０１と、多孔板２０１を通過したＥＵＶ光を可視光に変換するシンチレータ（蛍光板）２０２と、蛍光板２０２により可視光に変換された光を受光検出器２０５の方向に反射する折り返しミラー２０３と、折り返しミラー２０３により反射した光を受光し、受光した光の強度に応じた信号を出力する受光検出器２０５とを備える。
上記検出手段２０を設けることで、前記したように、集光点ｆ以降に集光するＥＵＶ光の照度分布を測定することができる。
したがって、測定したＥＵＶ光に基づき復元した照度分布を用いて、集光鏡５１の位置を移動させ、中間集光点ｆに集光するＥＵＶ光の照度分布変動を補正することができる。
なお、上記実施例では、シンチレータ（蛍光板）２０２を用いて多孔板を通過した光を可視光に変換しているが、ＥＵＶ光を直接測定できる受光検出器を用いる場合には、蛍光板２０２を使用する必要はない。
【符号の説明】
【００２９】
１ チャンバ
１ａ 放電部
１ｂ ＥＵＶ集光部
２ａ，２ｂ 電極
３ パルス電力供給部
４ 電力供給手段
５ ホイルトラップ
６ 集光鏡
１０ 画像処理部
１１ モニタ
１２ 位置調整手段
１３ 集光鏡位置移動手段
１４ 高温プラズマ原料
１５ コンテナ
１６ａ，１６ｂ 回転モータ
１７ レーザ光
１７ａ レーザ源
２０ 検出手段
２０１ 多孔板
２０２ 蛍光板（シンチレータ）
２０３ 折り返しミラー
２０４ 移動機構
２０５ 受光検出器（ＣＣＤ）
３０ 第２の検出手段
３０１ アパーチャ
３０２ 蛍光板
３０３ 受光検出器
４０ 露光機
５１ 集光鏡
５２ 原料供給手段
５３ 高出力レーザ装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
極端紫外光を反射して集光する集光光学手段を備えた極端紫外光光源装置における照度分布の検出方法であって、
上記集光鏡と該集光鏡の集光点との間であって、上記集光鏡の光軸上に、上記集光点に集光する光のみが通過する貫通孔が複数形成された多孔板を挿入し、
上記多孔板を通過した極端紫外光の照度分布を測定し、
該照度分布に基づき、上記多孔板が挿入されていないときに上記集光点に集光する光の照度分布を求める
ことを特徴とする極端紫外光光源装置における照度分布の検出方法。
【請求項２】
極端紫外光を集光する集光鏡と、
上記集光鏡と該集光鏡の集光点との間であって、上記集光鏡の光軸上に挿入可能に配置され、上記光軸上に挿入されたときに上記集光点に集光する光のみが通過する貫通孔が複数形成された多孔板と、
上記多孔板を通過した極端紫外光を受光し、該受光した光の強さを検出する検出手段と、を備えた
ことを特徴とする極端紫外光光源装置。
【請求項３】
上記多孔板の光出射側には、極端紫外光を可視光に変換する蛍光板が設けられている
ことを特徴とする請求項２に記載の極端紫外光光源装置。
【請求項１】
極端紫外光を反射して集光する集光光学手段を備えた極端紫外光光源装置における照度分布の検出方法であって、
上記集光鏡と該集光鏡の集光点との間であって、上記集光鏡の光軸上に、上記集光点に集光する光のみが通過する貫通孔が複数形成された多孔板を挿入し、
上記多孔板を通過した極端紫外光の照度分布を測定し、
該照度分布に基づき、上記多孔板が挿入されていないときに上記集光点に集光する光の照度分布を求める
ことを特徴とする極端紫外光光源装置における照度分布の検出方法。
【請求項２】
極端紫外光を集光する集光鏡と、
上記集光鏡と該集光鏡の集光点との間であって、上記集光鏡の光軸上に挿入可能に配置され、上記光軸上に挿入されたときに上記集光点に集光する光のみが通過する貫通孔が複数形成された多孔板と、
上記多孔板を通過した極端紫外光を受光し、該受光した光の強さを検出する検出手段と、を備えた
ことを特徴とする極端紫外光光源装置。
【請求項３】
上記多孔板の光出射側には、極端紫外光を可視光に変換する蛍光板が設けられている
ことを特徴とする請求項２に記載の極端紫外光光源装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１２−１０４３６８（Ｐ２０１２−１０４３６８Ａ）
【公開日】平成２４年５月３１日（２０１２．５．３１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２５１６２６（Ｐ２０１０−２５１６２６）
【出願日】平成２２年１１月１０日（２０１０．１１．１０）
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）平成２２年度新エネルギー・産業技術総合開発機構「次世代半導体材料・プロセス基盤（ＭＩＲＡＩ）プロジェクト／次世代半導体材料・プロセス基盤（ＭＩＲＡＩ）プロジェクト（石特会計／ＥＵＶ光源高信頼化技術開発）」委託研究、産業技術力強化法第１９条の適用を受ける特許出願
【出願人】（０００１０２２１２）ウシオ電機株式会社 (1,414)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年５月３１日（２０１２．５．３１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１１月１０日（２０１０．１１．１０）
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）平成２２年度新エネルギー・産業技術総合開発機構「次世代半導体材料・プロセス基盤（ＭＩＲＡＩ）プロジェクト／次世代半導体材料・プロセス基盤（ＭＩＲＡＩ）プロジェクト（石特会計／ＥＵＶ光源高信頼化技術開発）」委託研究、産業技術力強化法第１９条の適用を受ける特許出願
【出願人】（０００１０２２１２）ウシオ電機株式会社 (1,414)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]