極端紫外光光源装置及び極端紫外光集光鏡のクリーニング方法
【課題】極端紫外光集光鏡において、金属または金属化合物に起因するデブリで汚染された部位にクリーニング手段を効率よく作用させてデブリを除去すること。
【解決手段】パルスパワー電源１５から第１電極１１と第２電極１２の間に電力を供給し、放電部１に高温のプラズマＰを発生させる。これによりＥＵＶ光が放出される。このＥＵＶ光は、集光鏡２を介してＥＵＶ光取出部７から放出される。また、それと同時に放電部１からスズなどを含むデブリも放出され、一部が集光鏡２に到達し反射面に付着する。集光鏡２の光射出側にはクリーニングガス供給ユニット５、ラジカル発生部６が設置され、集光鏡２の非反射面２ｂは、絶縁性の物質で被覆されている。このため、水素ラジカルが非反射面２ｂ等に触れたとしても失活することがなく、集光鏡に付着堆積したスズ等を含むデブリと反応することができ、クリーニングを効率よく行なうことができる。
【解決手段】パルスパワー電源１５から第１電極１１と第２電極１２の間に電力を供給し、放電部１に高温のプラズマＰを発生させる。これによりＥＵＶ光が放出される。このＥＵＶ光は、集光鏡２を介してＥＵＶ光取出部７から放出される。また、それと同時に放電部１からスズなどを含むデブリも放出され、一部が集光鏡２に到達し反射面に付着する。集光鏡２の光射出側にはクリーニングガス供給ユニット５、ラジカル発生部６が設置され、集光鏡２の非反射面２ｂは、絶縁性の物質で被覆されている。このため、水素ラジカルが非反射面２ｂ等に触れたとしても失活することがなく、集光鏡に付着堆積したスズ等を含むデブリと反応することができ、クリーニングを効率よく行なうことができる。
【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及び極端紫外光集光鏡のクリーニング方法に関する。より詳細には、極端紫外光発生部分から集光光学手段（集光鏡）に向けて放出され、集光鏡に付着、堆積して集光性能、すなわち反射率を低下させるデブリに対し、効率よくデブリ除去手段を機能させるための構造を備えた極端紫外光光源装置及び極端紫外光集光鏡のクリーニング方法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、その製造用の投影露光装置においては解像力の向上が要請されている。その要請に応えるため、露光用光源の短波長化が進められており、エキシマレーザ装置に続く次世代の半導体露光用光源として、波長１３〜１４ｎｍ、特に、波長１３．５ｎｍの極端紫外光（以下、ＥＵＶ（Ｅｘｔｒｅｍｅ Ｕｌｔｒａ Ｖｉｏｌｅｔ）ともいう）を放出する極端紫外光光源装置（以下、ＥＵＶ光源装置ともいう）が開発されている。
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１つにＥＵＶ光を放射する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、このプラズマからＥＵＶ光を取り出す方法がある。
このＥＵＶ光源装置は、高温プラズマの生成方式により、ＬＰＰ（Ｌａｓｅｒ Ｐｒｏｄｕｃｅｄ Ｐｌａｓｍａ、レーザ生成プラズマ）方式と、ＤＰＰ（Ｄｉｓｃｈａｒｇｅ Ｐｒｏｄｕｃｅｄ Ｐｌａｓｍａ、放電生成プラズマ）方式とに大きく分けられる。
【０００３】
ＬＰＰ方式のＥＵＶ光源装置では、ＥＵＶ放射種を含む原料からなるターゲットにレーザ光を照射し、レーザアブレーションにより生成した高温プラズマから放射されるＥＵＶ光を利用する。
一方、ＤＰＰ方式のＥＵＶ光源装置では、ＥＵＶ放射種を含む原料から電流駆動によって高温プラズマを生成し、そこから放射されるＥＵＶ光を利用する。ＤＰＰ方式のＥＵＶ光源装置は、ＬＰＰ方式のＥＵＶ光源装置と比較して、光源装置の小型化、光源システムの消費電力が小さいといった利点あり、実用化への期待も大きい。
上記したＥＵＶ光源装置において、波長１３．５ｎｍのＥＵＶ光を放射する放射種、すなわち高温プラズマの原料として、１０価前後のキセノン（Ｘｅ）イオンとスズ（Ｓｎ）イオンが知られている。
このうち、スズは、高温プラズマの発生に必要な電気入力と波長１３．５ｎｍのＥＵＶ光出力の比、すなわちＥＵＶ変換効率（＝光出力／電気入力）がキセノンより数倍大きく、高出力化が要求されている量産型ＥＵＶ光源の放射種として有力視されている。
例えば、特許文献１には、ＥＵＶ放射種であるスズを放電部に供給するための原料として、ガス状のスズ化合物（例えば、スタナンガス：ＳｎＨ4 ガス）を使うことが記載されている。
【０００４】
以下、ＤＰＰ方式を例にとり、ＥＵＶ光源装置の構成例を説明する。
図１２に、ＤＰＰ方式ＥＵＶ光源装置の概略構成例を示す。
ＥＵＶ光源装置は、放電容器である光源チャンバ１０を有する。チャンバ１０内には、例えば、リング状の第１電極（アノード）１１と第２電極（カソード）１２とがリング状の絶縁体１３を挟んで配置される。チャンバ１０は、導電材で形成された第２電極１２側に配置される第１チャンバ１０ａと、同じく導電材で形成された第１電極１１側に配置される第２チャンバ１０ｂとから構成される。これらの第１チャンバ１０ａと第２チャンバ１０ｂとは、絶縁体１３により電気的に分離、絶縁されている。
リング状の第１電極１１、第２電極１２、絶縁材１３は、それぞれの貫通穴が略同軸上に位置するように配置される。以下、第１電極１１、第２電極１２、絶縁材１３を総称して放電部１と呼ぶこともある。
【０００５】
第１チャンバ１０ａに設けられた原料導入口１４ａに接続された原料供給ユニット１４より、ＥＵＶ放射種を含む原料がチャンバ１０ａ内に供給される。上記原料は、例えばＳｎＨ4 ガス、Ｘｅガス等である。
また、第２チャンバ１０ｂ側には、図示を省略したチャンバ内圧力をモニタする圧力モニタの測定値に基づき、チャンバ内圧力調整やチャンバ内排気を行うためのガス排気ユニット９が、第２チャンバ１０ｂに設けられたガス排出口９ａに接続されている。
また、第２チャンバ１０ｂ内には、集光鏡２が設けられる。集光鏡２は、例えば、反射面形状が、回転楕円体、回転放物体形状、ウォルター型形状等の凹面ミラーを複数枚具える。これらの凹面ミラーは互いに径の異なる回転体形状である。集光鏡２は、これらの複数枚の凹面ミラーを、同一軸上に、焦点位置が略一致するように回転中心軸を重ねて入れ子状に配置された斜入射型の反射鏡として構成される。
【０００６】
このようなＥＵＶ光源装置において、第１電極１１、第２電極１２間にパルスパワー電源１５よりパルス電力が供給されると、絶縁体１３表面に沿面放電（ｃｒｅｅｐｉｎｇ ｄｉｓｃｈａｒｇｅ）が発生して第１電極１１、第２電極１２間は実質、短絡状態になり、パルス状の大電流が流れる。
このとき、略同軸上に配置されたリング状の第１電極１１、第２電極１２、絶縁体１３が形成する連通穴もしくは連通穴近傍にプラズマが形成される。その後、ピンチ効果およびジュール加熱等によって、上記プラズマの略中心部に高温プラズマ領域が形成され、この高温プラズマ領域から波長１３．５ｎｍのＥＵＶ光が放射される。
【０００７】
高温プラズマ領域から放射された波長１３．５ｎｍのＥＵＶ光は、集光鏡２により集光され、第２チャンバ１０ｂに設けられたＥＵＶ光取り出し部７より外部に取り出される。このＥＵＶ光取り出し部７は、不図示の露光機の露光機筐体に設けられたＥＵＶ光入射部と連結される。すなわち、集光鏡２より集光されるＥＵＶ光は、ＥＵＶ光取り出し部７、ＥＵＶ入射部を介して露光機へ入射する。
高温プラズマ領域（図１に示す構成例では、略同軸上に配置されたリング状の第１電極１１、第２電極１２、絶縁体１３が形成する連通穴もしくは連通穴近傍）と集光鏡２との間には、フォイルトラップ３が設置される。
フォイルトラップ３は、高温プラズマと接する金属（例えば、第１電極１１、第２電極１２）が上記プラズマによってスパッタされて生成する金属粉等のデブリや、スタナンガスを用いる場合は、スズ等の放射種に起因するデブリを捕捉して、ＥＵＶ光のみを通過させる。
上記デブリが集光鏡２に到達し、集光鏡２の反射面に衝突したり付着したりすると、集光鏡２の反射性能が損なわれる。フォイルトラップ３は、上記デブリが集光鏡２に到達することを抑制するために設けられる。上記フォイルトラップ３は、例えば特許文献２に記載されているように、高温プラズマ発生領域の径方向に設置される複数のプレートからなる。
【０００８】
なお、集光鏡２に到達するデブリの量を更に少なくするために、放電部１と集光鏡２との間の領域に、ガスカーテンを形成してもよい。具体的には、ＥＵＶ光を減衰させないガスを供給するガス供給ユニット１６に接続されたガスカーテンノズル４を配置する。
ガス供給ユニット１６から供給されるガスは、ガスカーテンノズル４によりガス流がデブリと交錯するように供給される。
このように形成されたガスカーテンは、放電部１から放出され集光鏡２に向かって飛散するデブリに対して、局所的にガスの圧力が高い部分を作り出してデブリを減速させ、デブリが集光鏡２に到達することを妨げる。
また図１２に示すＥＵＶ光源装置は、図示を省略した制御部を有する。この制御部は、露光機制御部からのＥＵＶ発光指令等に基づき、パルスパワー電源１５、原料供給ユニット１４、ガス排気ユニット９、ガス供給ユニット１６を制御する。
【特許文献１】特開２００４−２７９２４６号公報
【特許文献２】特表２００２−５０４７４６号公報
【特許文献３】特開２００６−２０２６７１号公報
【特許文献４】特開平１１−２１６７７号公報
【特許文献５】特開２０００−４５０７６号公報
【特許文献６】特開２０００−２１２７６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記したように、ＥＵＶ放射種であるスズを放電部に供給するための原料として、ガス状のスズ化合物（例えば、スタナンガス：ＳｎＨ4 ガス）を使ったＥＵＶ光源の開発が進められている。
しかしながら、スズは、蒸気圧が低く室温程度では固体である。したがって、光源チャンバ内に導入されるスズおよび／またはスズ化合物を加熱して励起し高温プラズマを発生させたときに、スズに起因する大量のデブリも発生するという問題がある。
ＥＵＶ光源装置では、光源チャンバ内で発生させた高温プラズマから放出されるＥＵＶ光を、光源チャンバ内に配置された集光鏡を介して外部に放出する。しかしながら、この集光鏡の反射面にスズに起因するデブリが付着した場合、集光鏡の波長１３．５ｎｍのＥＵＶ光に対する反射率が低下し、結果として、外部に放出されるＥＵＶ光出力が低下する。
【００１０】
この問題に対して、集光鏡の反射面に付着、堆積したスズを物理的および／または化学的に除去するクリーニング手段がある。例えば、特許文献３には、チャンバ内に水素ラジカルを導入して、集光鏡に付着したスズと反応させ、当該スズを化学的に除去する方法が提案されている。
図１２に示す構成例で説明すると、クリーニングガス供給ユニット５から水素ラジカルが供給され、クリーニングガス供給部５１から集光鏡２に対して水素ラジカルが供給される。なお、クリーニングガス供給部５１は、集光鏡２により集光されるＥＵＶ光をできるだけ遮光しないように構成される。
しかしながら、集光鏡２は上記したように、複数枚の凹面ミラーを、回転中心軸を重ねて入れ子状に配置した複雑な構造を持つため、クリーニング手段である水素ラジカルを、スズで汚染されたミラーの反射面に向けて吹き付けるといった方法で効率よく作用させることが困難であり、実際には、集光鏡２の光出射側や光入射側から、入れ子状に配置したミラーとミラーの間に、水素ラジカルを流し込むようにして供給する。
【００１１】
上記したような構成の集光鏡２に対して、例えば、水素ラジカルをクリーニングガス供給部５１から供給した場合を考える。
斜入射型の反射鏡である集光鏡２の複数のミラーは、上記のように入れ子構造になっている。よって、外側のミラーの反射面は、内側のミラーの非反射面近傍に位置する。
そのため、供給した水素ラジカルは、図１３に示すように、一部は直接スズで汚染した反射面に到達するが、一部は内側のミラーの非反射面に衝突して反射し対向する反射面に向かう。
しかし、水素ラジカルは不対電子を持ち、何らかの物質と電子を共有することで化学的に安定しようとする性質がある。したがって、水素ラジカルは、スズと反応するだけでなく、容器内の導体（金属）部分とも反応し、高い反応性を失う。このような現象を失活と呼ぶことがある。
上記したようにミラーの基体材料は金属製であるのでミラーの非反射面に衝突した水素ラジカルは失活する。
すなわち、上記したような構成に集光鏡２に対して水素ラジカルを供給する場合、供給した水素ラジカルが失活する割合が大きく、結果として、クリーニングの効率が低下する。
【００１２】
本発明は、この問題点を解決するためになされたものであって、本発明が解決しようとする課題は、極端紫外光集光鏡において、金属または金属化合物に起因するデブリで汚染された部位にクリーニング手段を効率よく作用させてデブリを除去することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
径が互いに異なる複数枚の凹面ミラーを入れ子状に配置してなる斜入射型の極端紫外光集光鏡において、各凹面ミラーにおける極端紫外光反射面の非反射面側（裏面側）を絶縁物で被覆する。
各凹面ミラーの非反射面側を絶縁物で被覆すると、ガスラジカルを含むクリーニングガスが各凹面ミラーの非反射面側に触れたとしても失活が少ない。このため、上記集光鏡の反射面に付着堆積した、極端紫外光を放射させるための放射種である金属または金属化合物に起因するデブリと反応することができ、クリーニングを効率よく行なうことができる。なお、後述するように各凹面ミラーの非反射面側を絶縁物で被覆するとクリーニングの効率が上がることは実験で確認している。
すなわち、本発明においては、前記課題を次のように解決する。
（１）ガスラジカルを含むクリーニングガスを前記集光鏡の反射面に供給するクリーニングガス供給手段を有する、径が互いに異なる複数枚の凹面ミラーを入れ子状に配置してなる斜入射型の極端紫外光集光鏡において、前記集光鏡の各凹面ミラーにおける極端紫外光反射面の非反射面側を絶縁物で被覆する。
（２）極端紫外光を放射させるための放射種である金属または金属化合物を含む原料が供給され、高温プラズマが発生する容器と、当該容器内に配置され、径が互いに異なる複数枚の凹面ミラーを入れ子状に配置してなり、前記高温プラズマから放射される極端紫外光を集光する斜入射型の極端紫外光集光鏡を有する極端紫外光光源装置において、ガスラジカルを含むクリーニングガスを前記集光鏡の反射面に供給するクリーニングガス供給手段を設け、前記各凹面ミラーにおける極端紫外光反射面の非反射面側を絶縁物で被覆する。（３）上記（２）において、前記クリーニングガス供給手段を、容器内を移動可能に構成する。
（４）上記（２）（３）において、前記ガスラジカルとして、高温プラズマ発生の結果生じるデブリと反応することにより高蒸気圧の化合物を形成するものを用いる。
（５）上記（２）（３）（４）において、前記ガスラジカルとして、水素ラジカル、もしくは塩素ラジカルを用いる。
（６）径が互いに異なる複数枚の凹面ミラーを入れ子状に配置してなる斜入射型の極端紫外光集光鏡に付着した、極端紫外光を放射させるための放射種である金属または金属化合物に起因するデブリを除去する極端紫外光集光鏡のクリーニング方法において、予め、各凹面ミラーにおける極端紫外光反射面の非反射面側を絶縁物で被覆しておき、上記金属または金属化合物に起因するデブリと反応したとき高蒸気圧の化合物となるガスラジカルを含むクリーニングガスを前記極端紫外光集光鏡に対し導入する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明では以下の効果を得ることができる。
極端紫外光集光鏡の非反射面側を絶縁物で被覆することにより、クリーニングガスが金属または金属化合物に起因するデブリで汚染された反射面以外に作用してクリーニング能力が消失することを少なくすることができる。
これにより、極端紫外光集光鏡の反射面にクリーニングガスを効果的に作用させることができ、クリーニング手段による極端紫外光集光鏡のＥＵＶ反射率回復に要する時間短縮が期待できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
（１）第１の実施形態
図１は、本発明の第１の実施例に係るＤＰＰ方式のＥＵＶ光源装置の概略構成例を示す図であり、図１（ａ）はＥＵＶ光源装置の断面図（ＥＵＶ光の光軸を通る平面で切った断面図）、図１（ｂ）は、ラジカル発生部の断面図（ＥＵＶ光の光軸に垂直な平面で切った断面図）を示し、図１２と同じ構成の部分については詳細な説明を省略する。
図１（ａ）において、真空容器である光源チャンバ１０内には、第１電極１１と第２電極１２が、絶縁体１３を挟んで配置され、ＥＵＶ光源装置の放電部１を構成する。
第１電極１１および第２電極１２はリング状であり、絶縁体１３もリング状であって、貫通穴が略同軸上に位置するよう配置される。
ここで、第１電極１１と第２電極１２はパルスパワー電源１５に接続され、絶縁体１３によって電極１１、１２間は電気的に絶縁されている。第１電極１１および第２電極１２は、例えば、タングステン、モリブデン、タンタルなどの高融点金属から構成される。絶縁体１３は、例えば、窒化ケイ素、窒化アルミニウム、窒化ホウ素などのプラズマ耐性の高いセラミックスなどから構成される。
【００１６】
光源チャンバ１０は、第１チャンバ１０ａと第２チャンバ１０ｂとから構成される。第１チャンバ１０ａに接続された原料供給ユニット１４から、ＥＵＶ放射種であるスズを供給するための原料として、例えばスタナン（ＳｎＨ4 ）を放電部１に供給しながら、第１電極１１と第２電極１２の間で放電させると、ＥＵＶ放射種を含む原料が加熱され励起され、放電部１の略中心部（貫通穴の中心部）でプラズマＰが発生する。
このプラズマＰは、極めて高温でなければリソグラフィに利用する波長１３．５ｎｍのＥＵＶ光を放出することができない。そこで、ＤＰＰ方式のＥＵＶ光源装置では、電源１５からプラズマＰに入力する電力をパルス電力としている。すなわち、短時間に大きなピーク値を持つ電力を投入して、高温プラズマを発生させる。具体的には、瞬間的な放電を繰り返し行うパルス駆動方式を採用している。
すなわち、パルスパワー電源１５から第１電極１１と第２電極１２との間に電力が供給されると、絶縁体１３表面に沿面放電（ｃｒｅｅｐｉｎｇ ｄｉｓｃｈａｒｇｅ）が発生して、第１電極１１と第２電極１２間は実質、短絡状態になり、第１電極１１、第２電極１２間にパルス状の大電流が流れる。そこで生じる自己磁場により、プラズマを強力に圧縮して衝撃波加熱を行うと同時にジュール加熱も行われる。このようにして放電部１の略中心部（貫通穴の中心部）に高温のプラズマＰが発生し、この高温のプラズマＰからＥＵＶ光が放出される。
【００１７】
放電部１で発生したＥＵＶ光は、第２チャンバ１０ｂ内に配置された集光鏡２を介してＥＵＶ光取出部７より図示略の露光機側光学系に向けて放出される。
集光鏡２は、上記したように、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の斜入射型反射鏡である。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。
上記した各凹面ミラーの基体材料は、例えば、ニッケル（Ｎｉ）等の金属であり、金、銀、銅など電鋳法で基体を形成できる他の材質でも良い。波長が非常に短いＥＵＶ光を反射させるので、凹面ミラーの反射面は、非常に良好な平滑面が要求される。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。各凹面ミラーの反射面には、このような金属膜が緻密にコーティングされる。
なお、ＬＰＰ方式のＥＵＶ光源装置においては、光学系が直入射型集光光学系で構成されることもあり、ミラーの反射面に施される反射材としては無機多層膜が使用される。
【００１８】
集光鏡２は、反射面形状が回転楕円面形状、回転放物面形状、ウォルター型形状等いずれかの形状であって、径が互いに異なる回転体形状の凹面ミラーを複数枚具える。ＥＵＶ集光鏡を構成するこれらの凹面ミラーは、同一軸上に、焦点位置が略一致するように回転中心軸を重ねて入れ子状に配置される。このように凹面ミラーを入れ子状に高精度に配置することにより、ＥＵＶ集光鏡は、０°〜２５°の斜入射角度のＥＵＶ光を良好に反射し、かつ、集光できるように構成される。なお、外側のミラーと内側のミラーの形状は異なるものであっても良い。
【００１９】
図２、図３は集光鏡２の構造例を示す図であり、図２は集光鏡を光軸を通る平面で切った断面図（図３のＡ−Ａ断面図）、図３は集光鏡を光出射側から見た図を示す。なお、同図は、各凹面ミラーの反射面形状がウォルター型形状の場合を示しているが、回転楕円面形状、回転放物面形状、等いすれかの形状であってもよい。以下、反射面形状がウォルター型形状の凹面ミラーをウォルターミラーと呼ぶことにする。
図２、図３では、例として径が互いに異なる５枚のウォルターミラーａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅを入れ子状に配置したものを示している。各ウォルターミラーａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅの反射面は、光入射側から双曲面形状、楕円面形状となっている。
図３に示すように、各ウォルターミラーａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅの光出射側には、例えば銅製の外周リング（スパイダーフランジ）２００ｂとミラー保持板（スポーク）２００ｃから構成されるミラー固定用部材（スパイダー）２００ａが設けられる。各ウォルターミラーａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅの光出射側の端部は、図２に示すように、ミラー保持板（スポーク）２００ｃの溝に嵌め込まれ、例えば接着剤あるいは固定金具などで固定される。
なお、図１や以下に示す図４、図５、図６においては、理解を容易にするために、集光鏡２の凹面ミラーは、２枚のみ示されている。
【００２０】
放電部１において発生した高温プラズマＰからＥＵＶ光が放出されるのは上記の通りであるが、それと同時に放電部１からはデブリも同時に放出され、光源チャンバ１０内に飛散する。ここでいうデブリとは、高温プラズマにより浸食された電極や絶縁体、放電に寄与して分解された原料、放電に寄与せずに排出された原料、反応生成物などのことである。
そこで、放電部１と集光鏡２との間の領域に、図１に示すように水素、水素とヘリウム、アルゴン、キセノン、クリプトン、または窒素のうち、少なくとも１つを含む混合ガスを供給するガス供給ユニット１６に接続されたガスカーテンノズル４を配置する。また、チャンバ内圧力調整やチャンバ内排気を行うためのガス排気ユニット９が、第２チャンバ１０ｂに設けられたガス排出口９ａに接続されている。
また図１に示すＥＵＶ光源装置は、図示を省略した制御部を有する。この制御部は、露光機制御部からのＥＵＶ発光指令等に基づき、パルスパワー電源１５、原料供給ユニット１４、ガス排気ユニット９、ガス供給ユニット１６を制御する。
第１ガス供給ユニット１６から供給されるガスは、ガスカーテンノズル４によりガス流がデブリと交錯するように供給される。このように形成されたガスカーテンは、放電部１から放出され集光鏡２に向かって飛散するデブリに対して、局所的にガスの圧力が高い部分を作り出してデブリを減速させ、デブリが集光鏡２に到達することを妨げる。
【００２１】
さらに、ガスカーテンノズル４と集光鏡２との間の領域には、フォイルトラップ３が配置される。フォイルトラップ３は、例えば、タングステンやモリブデンといった高融点金属から構成される。
しかしながら、実際にはガスカーテンおよびフォイルトラップ３によってデブリを全て阻止することは困難であり、集光鏡２に到達してしまうデブリもある。ここで、集光鏡２に到達にするデブリの主成分はスズである。特に、集光鏡２に到達し、集光鏡２の反射面にスズに起因するデブリが付着した場合、集光鏡の波長１３．５ｎｍのＥＵＶ光に対する反射率が低下し、結果として、ＥＵＶ光取出部７から外部に放出されるＥＵＶ光出力が低下する。
このようにして付着したスズを除去するために、ＥＵＶ光源装置においては、光源チャンバ１０内の常温、減圧下で固体であるスズに対して、クリーニングガスを供給している。このクリーニングガスは、主にスズとの化学反応により高蒸気圧のスズ化合物を生成するものである。すなわち、クリーニングガスとスズとを化学反応させて、高蒸気圧のスズ化合物を生成し、それらが気化することにより、集光光学手段からスズを除去する。
【００２２】
本実施例のＥＵＶ光源装置は、ＥＵＶ光源装置を発光動作させながら集光鏡２のクリーニングを行なうことが可能なように構成されている。具体的には、集光鏡２の光射出側にクリーニングガス供給ユニット５を配置する。
また、光源チャンバ１０内にラジカル発生部６を設置する。ラジカル発生部６は、クリーニングガス供給ノズル６ａとフィラメント６ｂで構成される。フィラメント６ｂは、図１（ｂ）に示すように集光鏡２の各凹面ミラーの端部に沿うように形成されている。
また、クリーニングガス供給ノズル６ａは、フィラメント６ｂに対してクリーニングガスを供給するようなノズル開口形状に構成されている。更にクリーニングガス供給ノズル６ａは、ガス供給管形状が図３に示すスパイダー２００ａの形状に相似するように形成され、スパイダー２００ａに沿うように配置されている。
上記のように、クリーニングガス供給ノズル６ａ並びにフィラメント６ｂを構成、配置することにより、集光鏡２で反射され、そして、集光されるＥＵＶ光が、クリーニングガス供給ノズル６ａ並びにフィラメント６ｂによってできるだけ遮光されないようにしている。
なお、クリーニングが必要な集光鏡２の内部に水素ラジカルを集中させるために、クリーニングガス供給ノズル６ａのガス出口部分をシャワー状としてもよい。
【００２３】
ラジカル発生部６は、クリーニングガス供給ユニット５に接続される。加熱電源１７により１６００℃〜２０００℃に通電加熱されたタングステン製のフィラメント６ｂに向けて、クリーニングガス供給ノズル６ａから水素ガスを供給すると、フィラメント表面で水素ガスの分子が接触、解離して、化学的活性の高い水素ラジカル（原子状水素）となる。このとき、フィラメント６ｂの温度は高ければ高いほど多くの水素ラジカルを生成できるが、フィラメント自身が蒸発して消耗するとともに集光鏡２を汚染するため、１６００°Ｃ〜２０００°Ｃが適当である。
生成した水素ラジカルは、集光鏡２の反射面２ａに付着、堆積したスズと反応し、スズ水素化物となる。スズ水素化物、例えば四水素化スズ（ＳｎＨ4 ）は常温で気体なので、スズと水素が化合した後ただちに気化する。したがって、集光鏡２の反射面２ａからスズを取り去ることができる。ここで、水素分子（Ｈ2 ）を集光鏡２に供給してスズと反応させてもよいが、分子状の水素だけでは化学的に安定なため、集光鏡のスズ除去に十分な量の反応が得られないことが実験的にわかっている。
【００２４】
しかしながら、上記のように、クリーニングガスである水素ラジカルは金属に接触しても、高い反応性は失われる（失活する）。しかし、水素ラジカルの失活は、自由電子を多数持つ金属等の導電物質では顕著だが、プラスチックやセラミックスなどの絶縁性の物質では起こりにくくなる。
そこで、本発明では集光鏡２の非反射面２ｂに絶縁性の物質、例えばＰＴＦＥ（四フッ化エチレン）といったフッ素樹脂で被覆する。この被覆は、集光鏡２の非反射面２ｂだけでなく、光源チャンバ１０の壁面にも行ってよい。
このように集光鏡２の反射面２ａ以外の金属面を絶縁性の物質により被覆することにより、クリーニングガスである水素ラジカルは、たとえ非反射面２ｂや光源チャンバ１０の壁面に触れたとしても失活することないので、非反射面２ｂに対向する反射面２ａに付着堆積したスズと反応することができ、クリーニングを効率よく行なうことができる。
すなわち、真空チャンバ内に供給された水素ラジカルの利用効率が向上するのでクリーニング時間を短縮できる。
【００２５】
各凹面ミラーの非反射面側を絶縁物で被覆すると、クリーニングの効率が上がることは、次のような簡易的な実験により確認した。
図７に示すように、圧力０．５Ｔｏｒｒ（６６．７Ｐａ）の真空容器（チャンバ）１００内に２枚の板１０１を立て、その間に、ラジカル源１０２から水素ラジカルを５００ｓｃｃｍの流量で流し、分光器１０３により２枚の板１０１の間を通過した後の水素ラジカルの密度を測定した。
２枚の板１０１が、両方ともアルミ板（金属板）である場合、水素ラジカルの密度は１×１０15〜１．５×１０15ｃｍ-3であったが、２枚のうち一方をマイカ板（絶縁板）とすると、水素ラジカルの密度は２×１０15〜４×１０15ｃｍ-3となり、１．２倍から４倍に増えた。なお、密度は室温（３００Ｋ）を想定しているが、ラジカル源のガス温度はもっと高温なので、密度の数値は、これより少ない可能性がある。
水素ラジカルの密度が多いということは、活性なラジカルが多く残存しているということを示すものであり、その分ミラーをクリーニングする効果が大きい。
【００２６】
集光鏡２の非反射面２ｂに被覆する材料としては、上記のＰＴＦＥ（四フッ化エチレン）や、ＰＦＡ（四フッ化エチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体樹脂）やＦＥＰ（四フッ化エチレン・六フッ化プロピレン共重合体樹脂）といったフッ素樹脂があげられる。これらのフッ素樹脂被覆は塗装と焼成により形成される。
集光鏡２を形成する複数のミラーの間隔は約５ｍｍであり、非反射面２ｂに形成する被覆の厚さは、厚すぎると集光鏡の反射面２ａに入射する光や、反射面２ａにより反射された光をさえぎる可能性があるため、０．１ｍｍ〜０．３ｍｍが適切と考えられる。
また、非反射面２ｂに被覆する材料として、セラミックスを用いても良く、具体的には、アルミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）、チタニア（ＴｉＯ2 ）、ジルコニア（ＺｒＯ2 ）等があげられる。これらのセラミックス被覆は溶射により形成される。
溶射とは、被覆する物質を、加熱して柔らかくし、これを吹き付けて貼り付ける方法であり、例えば、前記特許文献４，５，６に記載されている。
被覆するセラミックスの厚さは、厚いと基体である金属の膨張率の違いから割れやすくなり、反対に薄いとはがれやすいので、やはり０．１ｍｍ〜０．３ｍｍが適切と考えられる。
【００２７】
次に、図８に基づき、非反射面２ｂに、絶縁物であるフッ素樹脂やセラミックスを被覆した集光鏡２の製造手順を簡単に示す。なお、同図はミラーの断面図を示している。
図８（ａ）に示すように、集光鏡２の各凹面ミラーの基体材料（例えばニッケル）の反射面に、例えばルテニウムの反射膜を、真空中でスパッタにより形成する。基体材料の厚さは、例えば２ｍｍであり、図８（ｂ）に示すように、集光鏡２の凹面ミラーの、光が入射する側と出射する側の開口を蓋２ｃでふさぎ、被膜が反射面側に回りこまないようにして、凹面ミラーの外側にセラミックスを溶射する。溶射時、ミラーの温度が１００°Ｃ〜２００°Ｃ程度に上昇すると考えられるが、反射膜は８００°Ｃ程度にまで耐えられるので問題はない。
なお、溶射を行う雰囲気は、水分を含まない雰囲気であることが望ましい。なぜなら、凹面ミラーを、水分を含む雰囲気中に長時間さらしておくと、凹面ミラーの表面に水分が吸着する。そのような凹面ミラーを極端紫外光光源装置のチャンバ内に配置すると、凹面ミラーからの水分がチャンバ内を汚染する可能性があるためである。
また、被覆としてフッ素樹脂を用いる場合であれば、被覆を凹面ミラーに形成する方法として、溶射ではなく塗布でも良い。
上記のようにして、内側に反射面が、外側に化学的に不活性な被覆が形成された径の異なる凹面ミラーを複数作成する。複数の凹面ミラーを径の小さいものから順番に、図８（ｃ）に示すように入れ子状に中心軸を重ねて、ミラー固定用部材２００ａに固定し、図２に示す集光鏡を製作する。
【００２８】
（２）第２の実施形態
次に、水素ラジカル発生手段として高周波放電を適用した実施例を図４に示す。図４は前記図１に示した加熱電源１７とフィラメント６ｂに代えて、高周波電源１８とコイル６ｃを用いたものであり、その他の構成は、図１と同様である。
図４に示すように集光鏡２の光射出側にクリーニングガス供給ユニット５を配置する。また、光源チャンバ１０内にラジカル発生部６を設置する。ラジカル発生部６は、クリーニングガス供給ノズル６ａとコイル６ｃで構成される。ラジカル発生部６は、クリーニングガス供給ユニット５に接続される。コイル６ｃは高周波電源１８に接続されている。クリーニングガス供給ノズル６ａから水素ガスを供給すると、コイル６ｃに印加された高周波電力によりプラズマが発生する。プラズマ中ではガスが電離してイオンとなるが、イオンの寿命は数ナノ秒から数十ナノ秒なので、実際に集光鏡２のクリーニングに寄与するのは、水素ラジカルである。
【００２９】
このようにして発生した水素ラジカルは、第１の実施例と同様に集光鏡２の反射面２ａに作用して、付着したスズと反応することでクリーニングを行う。なお、高周波放電を用いた方法では、クリーニングガスとして塩素を含むガスを用いてもよい。塩素はイオン化エネルギーが高く塩素のみでは放電しにくいため、アルゴンなどに塩素を混合して塩素プラズマを発生させることが多い。プラズマ中で発生した塩素ラジカルは、スズと結合して塩化スズとなる。塩化スズは、水素化スズと同様に蒸気圧が比較的高いため、スズを気化させることで集光鏡２がクリーニングされる。
【００３０】
本実施例においても、集光鏡２の非反射面２ｂは、フッ素樹脂やセラミックスといった化学的に不活性な物質により被覆されている。そのため、被覆のない金属を非反射面２ｂとした場合と比較して、クリーニングガスである水素ラジカルや塩素ラジカルが失活することなく集光鏡の反射面２ａに作用するので、クリーニングを効率よく行なうことができる。
すなわち、真空チャンバ内に供給された水素ラジカルや塩素ラジカルの利用効率が向上するのでクリーニング時間を短縮できる。
なお、実施例１に示すＥＵＶ光源装置と同様、集光鏡２の非反射面２ｂだけでなく、光源チャンバ１０の壁面も同時に化学的に不活性な物質を被覆してもよい。
【００３１】
（３）第３の実施形態
第１の実施例および第２の実施例で示したラジカル発生部６は、必ずしも光源チャンバ１０内に設置する必要はなく、例えば図５に示すように光源チャンバ１０に接続して使用してもよい。なお、図５は前記図４に示したコイル６ｃを有するラジカル発生部６をチャンバ１０に接続された容器内に設けたものであり、その他の構成は図４と同様である。
この場合、集光鏡２により集光されるＥＵＶ光の光路から外れた位置にラジカル発生部６を設置することが可能であり、これにより、ラジカル発生部６の少なくとも一部がＥＵＶ光を遮光し、結果としてＥＵＶ光の利用効率が低下するという不具合は発生しなくなる。
【００３２】
本実施例においても、第１の実施例、第２の実施例と同様、集光鏡２の非反射面２ｂは、フッ素樹脂やセラミックスといった化学的に不活性な物質により被覆されている。そのため、被覆のない金属を非反射面２ｂとした場合と比較して、クリーニングガスである水素ラジカルや塩素ラジカルが失活することなく集光鏡の反射面２ａに作用するので、クリーニングを効率よく行なうことができる。すなわち、真空チャンバ内に供給された水素ラジカルや塩素ラジカルの利用効率が向上するのでクリーニング時間を短縮できる。
なお、本実施例においては、集光鏡２により集光されるＥＵＶ光の光路から外れた位置にラジカル発生部６を設置するので、ラジカル発生部６と集光鏡２との距離が、幾分、遠くなる可能性がある。よって、生成後のラジカルの流路においてラジカルの失活をできるだけ最小限としたい。
そこで、集光鏡２の非反射面２ｂのみならず、ラジカルの流路にある導電性物質表面（例えば、光源チャンバ１０の壁面）に、化学的に不活性な物質、例えばＰＴＦＥ（フッ素樹脂）で被覆すると効果的である。
【００３３】
図１〜図５に示した実施例では、ラジカルの失活を抑制するための構造を備えた集光鏡２に対するラジカル発生、輸送の形態について記した。ＥＵＶ光源における集光鏡２の寿命は、例えば、反射率が使用開始時の９０％以下になったときと定義される場合がある。したがって、ガスカーテン、フォイルトラップなどのデブリ低減手段の性能や、放電部のデブリ発生量次第で、クリーニングの実施タイミングを決定してもよい。
【００３４】
（４）第４の実施形態
クリーニングに使用する水素や塩素などのガスは、ＥＵＶ光の吸収が全くないとは言えず、また、例えば、第１の実施例にて用いるクリーニングガス供給ノズル６ａなどの構造物により遮蔽されるＥＵＶ光もある。そのため、放電動作中の集光鏡クリーニングは、ＥＵＶ光取り出し部７に到達するＥＵＶ光を減衰させるというデメリットもある。そこで、放電動作中にクリーニングを行うのではなく、例えば、反射率が９５％以下に低下したとき、例えば、集光鏡上のスズ堆積量が０．５ｎｍ以上になったとき、などにＥＵＶ光源装置を停止させてクリーニングを行ってもよい。
【００３５】
図６は、ラジカル発生部を退避させる機構、膜厚センサ等を備えたＥＵＶ光源装置の構成を示す図であり、その他の構成は、実施例１に示すＥＵＶ光源装置と同様である。なお図６では、露光機制御部３１からのＥＵＶ発光指令等に基づき、パルスパワー電源１５、原料供給ユニット１４、ガス排気ユニット９、ガス供給ユニット１６を制御する制御部３０が示されている。
図６に示すように、集光鏡２の付近に膜厚センサ１９を設置して、集光鏡上に堆積するスズの膜厚を監視する。あるいは、ＥＵＶ光センサ２０を設置して、ＥＵＶ光源装置の放電動作開始時の光出力と比較、監視する。ここで、ＥＵＶ光センサ２０は、一定期間ごとに集光鏡２で反射されたＥＵＶ光の監視を行い、それ以外のときは集光鏡２の光路外に移動して、極力ＥＵＶ光を遮らないようにする。
まず、クリーニングにより発生するスズ化合物がＥＵＶ光取出部７を通過して露光機まで到達しないように、ゲートバルブ２１を閉じる。
【００３６】
そして、発生したラジカルを効率よく集光鏡２まで輸送できるように、ラジカル発生部６を集光鏡２付近まで移動させる。なお、図６では図１と同様のフィラメント型ラジカル源を用いているが、図４のようなプラズマ源を使用してもよい。
ラジカルを発生させ、膜厚センサ１９の測定値から堆積したスズが除去されたことを確認したら、クリーニングを終了する。終了後は、ラジカル発生部６を移動させ、ゲートバルブ２１を開いてから、放電動作を再開する。あるいは、ゲートバルブ２１を閉じたままで放電を再開してＥＵＶ光センサ２０で光出力を測定し、堆積したスズが除去されたことを確認したら、クリーニングを終了する。終了後は、ラジカル発生部６を移動させ、ゲートバルブ２１を開いてから、放電動作を再開する。
【００３７】
以下、本実施例のＥＵＶ光源装置におけるクリーニング処理例について、図９、図１０のフローチャート、図１１のタイムチャートを用いて説明する。なお、下記の手順では、クリーニングガスとして水素ラジカルを用いた例を示す。しかしながら、クリーニングガスは水素ラジカルに限るものではなく、上記したような塩素ラジカルを用いてもよい。
また、以下に示すクリーニング処理例は、主として膜厚センサ１９の測定データに基づく例を示す。
まず、図９に示すように、露光機の制御部３１より、ＥＵＶ光源装置の制御部３０にＥＵＶ発光指令信号が送出される（図９のＳ１０１、図１１のａ）。ＥＵＶ発光指令待機状態であった制御部３０は、ＥＵＶ発光指令信号を受信後、パルスパワー電源１５を駆動して第１電極１１、第２電極１２間に高電圧パルスを印加させる。上記電極間への高電圧パルスの印加の結果、高温プラズマが発生して、ＥＵＶ光が放出される（Ｓ１０２、図１１のｅ）。
このとき、集光鏡２の反射面には、スズ等のデブリが堆積していないものとする。また、ラジカル発生部６はラジカル発生部駆動機構６ｇにより、集光鏡２からのＥＵＶ光を遮光しない位置に位置決めされている。また、ゲートバルブ２１は開状態となっている。
ＥＵＶ発光後、膜厚センサ１９より膜厚検出信号が膜厚測定手段１９０に送出される（Ｓ１０３）。膜厚測定手段１９０は、受信した検出信号に基づき、集光鏡２に堆積するスズ等のデブリ量を算出し、算出結果をＥＵＶ光源装置の制御部３０に送出する（Ｓ１０４）。
【００３８】
ＥＵＶ光源装置の制御部３０は、スズ等のデブリの許容堆積量のしきい値データ（ｔｍ）を予め記憶しているものとする。ステップＳ１０４において膜厚測定手段１９０から算出堆積量データを受信したＥＵＶ光源装置の制御部３０は、この算出堆積量データ（ｔｃ）と上記しきい値データ（ｔｍ）との大小を検定する（Ｓ１０５）。
検定の結果、ｔｃ＜ｔｍのとき、ＥＵＶ発光指令待機状態に戻る。すなわち、ステップＳ１０２に戻る。
一方、検定の結果、ｔｃ≧ｔｍのとき、ＥＵＶ光源装置の制御部３０は露光機の制御部３１に発光指令拒否信号を送出するとともに、パルスパワー電源１５の駆動を停止する（Ｓ１０６、図１１のｂ）。
ＥＵＶ光源装置の制御部３０より発光指令拒否信号を受信した露光機の制御部３１は、ＥＵＶ光源装置の制御部３０へのＥＵＶ発光指令信号の送出を停止する（Ｓ１０７、図１１のａ）。ＥＵＶ光源装置の制御部３０は、ラジカル発生部駆動機構６ｇにラジカル発生部移動指令を送出する。同時にゲートバルブ２１を閉める（Ｓ１０８、図１１のｆ，ｈ）。
【００３９】
ラジカル発生部駆動機構６ｇは、ラジカル発生部６を集光鏡２の光出射側、かつ、集光鏡２近傍の所定の位置（クリーニング位置）まで移動させ、ラジカル発生部６を当該所定の位置（クリーニング位置）に位置決めする（Ｓ１０９、図１１のｇ）。
ラジカル発生部６は、クリーニングガス供給ノズル６ａとフィラメント６ｂとから構成される。クリーニングガス供給ノズル６ａは、クリーニングガス供給ユニット５から供給される水素ガスをフィラメント６ｂに対して噴きつける。その際、加熱電源１７によりフィラメント６ｂに電力が供給されて当該フィラメント６ｂが高温状態である場合、上記水素ガスは水素ラジカルとなる。すなわち、水素ラジカルが所定の領域に供給される。
【００４０】
ここで上記クリーニングガス供給ノズル６ａとフィラメント６ｂは固定部材６ｄにより固定される。なお、クリーニングガス供給ノズル６ａは、固定部材６ｄを介してフレキシブルチューブ６ｈに接続され、フレキシブルチューブ６ｈは、ガス導入部６ｅを介してクリーニングガス供給部５と接続される。同様に、フィラメント６ｂは、固定部材６ｄ、フィラメント導入部６ｆを介して加熱電源１７と接続される。
ガス導入部６ｅは、クリーニングガス供給部５とフレキシブルチューブ６ｈとを、チャンバ内の気密性が破壊されないように接続する構造を有する。同様に、フィラメント導入部６ｆは加熱電源１７とフィラメント６ｂとを、チャンバ内の気密性が破壊されないように接続する構造を有する。
ここで、フィラメント導入部６ｆと固定部材６ｄとの間のフィラメント長は、ラジカル発生部６が移動しても断線しないように設定されている。また、ガス導入部６ｅと固定部材６ｄとの間のフレキシブルチューブ６ｈの可動範囲も、ラジカル発生部６の移動に追従可能なように設定されている。
【００４１】
図９に戻り、ラジカル発生部駆動機構６ｇは、ラジカル発生部６の位置決め終了後、位置決め終了信号をＥＵＶ光源装置の制御部３０に送出する（Ｓ１１０、図１１のｉ）
上記ステップＳ１１０において位置決め終了信号を受信したＥＵＶ光源装置の制御部３０は、加熱電源１７に電力供給開始信号を送出する。同時に、クリーニングガス供給ユニット５に水素ガス供給開始信号を送出する（図１１のｊ，ｌ）。
なお、ＥＵＶ光源装置の制御部３０は、また、図示を省略した例えば、カウンタから構成されるクリーニング時間計測手段を有しており、電力供給開始信号、および、水素ガス供給開始信号を送出すると同時に、クリーニング時間計測手段のカウントの動作を開始させる（Ｓ１１１、図１１のｎ）。
電力供給開始信号を受信した加熱電源１７は、フィラメント６ｂに電力を供給する。また、水素ガス供給開始信号を受信したクリーニングガス供給ユニット５は、クリーニングガス供給ノズル６ａへの水素ガス供給を開始する。この結果、高温状態のフィラメント６ｂに対しクリーニングガス供給ノズル６ａより水素ガスが吹き付けられる。水素ガスは水素ラジカルとなり、集光鏡２の反射面に対して供給される（Ｓ１１２、図１１のｐ）。
【００４２】
所定時間経過後にクリーニング時間計測手段から発せられるカウント終了信号に基づき（図１１のｎ）、ＥＵＶ光源装置の制御部３０は、加熱電源１７に電力供給停止信号を送出する（図１１のｋ）。同時に、クリーニングガス供給ユニット５に水素ガス供給停止信号を送出する（Ｓ１１３、図１１のｍ）。
ここで、上記所定時間とは、集光鏡２の反射面に堆積したスズ等のデブリが除去されるまでの時間である。
上記したように、集光鏡２に堆積するスズ等のデブリの量は、膜厚測定手段１９０により算出される。一方、ラジカル発生部６より放出される水素ラジカルの量は一定であるとし、この一定量の水素ラジカルが単位時間あたりにスズ等のデブリと反応する量もＥＵＶ光源装置の制御部３０において記憶されているものとする。この単位時間あたりの反応量と集光鏡２におけるスズ等のデブリの堆積量とから、ステップＳ１１３における上記所定時間は決定される。
なお、クリーニング時間計測手段のカウントの動作は、ＥＵＶ光源装置の制御部３０が電力供給開始信号、および、水素ガス供給開始信号を送出すると同時に開始される。よって、カウンタの開始から、ラジカル発生部６から供給される水素ラジカルの供給状態が安定になるまでには、所定の遅延時間が生じる。ステップＳ１１３における所定時間は、この遅延時間の分も考慮されている。
【００４３】
ステップＳ１１３において、電力供給停止信号を受信した加熱電源１７は、フィラメント６ｂへの電力供給を停止する。また、水素ガス供給停止信号を受信したクリーニングガス供給ユニット５は、クリーニングガス供給ノズル６ａへの水素ガス供給を停止する（Ｓ１１４）。
ＥＵＶ光源装置の制御部３０は、ラジカル発生部駆動機構６ｇにラジカル発生部移動指令を送出する（図１０のＳ１１５、図１１のｆ）。
ラジカル発生部駆動機構６ｇは、ラジカル発生部６をクリーニング位置から退避位置（最初の位置：集光鏡２からのＥＵＶ光を遮光しない位置）まで退避させて、位置決めする（Ｓ１１６、図１１のｇ）。
ラジカル発生部駆動機構６ｇは、ラジカル発生部６の位置決め終了後、位置決め終了信号をＥＵＶ光源装置の制御部３０に送出する。またこの時点でクリーニング時間計測手段であるカウンタのカウント値がリセットされる（Ｓ１１７）
【００４４】
ＥＵＶ光源装置の制御部３０は、位置決め終了信号を受信後、ゲートバルブ２１を開く。また、露光機の制御部３１に発光指令許容信号を送出する（Ｓ１１８、図１１のｃ）。露光機の制御部３１より、ＥＵＶ光源装置の制御部３０にＥＵＶ発光指令信号が送出される（Ｓ１１９、図１１のａ）。
ＥＵＶ発光指令待機状態であったＥＵＶ光源装置の制御部３０は、ＥＵＶ発光指令信号を受信後、パルスパワー電源１５を駆動して第１電極１１、第２電極１２に高電圧パルスを印加する。上記電極間への高電圧パルスの印加の結果、高温プラズマが発生して、ＥＵＶ光が放出される。すなわち、露光処理が再開する（Ｓ１２０、図１１のｅ）。
なお、膜厚センサ１９の代わりに、ＥＵＶ光センサ２０を用いる場合は、ＥＵＶ光センサ２０からの測定値から、ＥＵＶ光強度を算出するＥＵＶ光センサ制御部２０ａからのＥＵＶ光強度を参照して、クリーニング処理を行うとよい。
また、図１〜図６の実施例では、ラジカル発生手段としてフィラメントおよび高周波放電を使用した。しかしながら、ラジカル発生手段は以上に限るものではなく、例えば、電子ビーム照射、レーザ光照射、マイクロ波放電、直流放電、光源プラズマから放射されるＥＵＶやＤＵＶなどの高エネルギー光子照射を用いてもよい。
【００４５】
以上に説明したように、本発明に係る極端紫外光光源装置（ＥＵＶ光源装置）は、集光鏡２の非反射面２ｂを化学的に不活性な絶縁物等で被覆することでラジカルの失活を抑制するので、反射面２ａに作用するラジカルが増える。したがって、クリーニング速度が上がり、短時間でクリーニングを完了させることができる。
なお、本実施例においては、ＤＰＰ方式の極端紫外光光源装置を例にして説明したが、ＬＰＰ方式の極端紫外光光源装置も、ＥＵＶ光を反射する集光鏡を有しており、本技術を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の第１の実施例のＤＰＰ方式のＥＵＶ光源装置の概略構成例を示す図である。
【図２】集光鏡の構造例を示す図（光軸を通る平面で切った断面図）である。
【図３】集光鏡の構造例を示す図（光出射側から見た図）である。
【図４】本発明の第２の実施例のＤＰＰ方式のＥＵＶ光源装置の概略構成例を示す図である。
【図５】本発明の第３の実施例のＤＰＰ方式のＥＵＶ光源装置の概略構成例を示す図である。
【図６】本発明の第４の実施例のＤＰＰ方式のＥＵＶ光源装置の概略構成例を示す図である。
【図７】集光鏡の非反射面側を絶縁物で被覆することによりクリーニングの効率が上がることを検証する実験装置の構成例を示す図である。
【図８】非反射面に絶縁物を被覆した集光鏡の製造手順を説明する図である。
【図９】クリーニング処理例のフローチャート（１）である。
【図１０】クリーニング処理例のフローチャート（２）である。
【図１１】クリーニング処理のタイムチャートである。
【図１２】ＤＰＰ方式ＥＵＶ光源装置の概略構成例を示す図である。
【図１３】水素ラジカルが失活する様子を説明する図である。
【符号の説明】
【００４７】
１ 放電部
２ 集光鏡
３ フォイルトラップ
５ クリーニングガス供給ユニット
６ ラジカル発生部
６ａ クリーニングガス供給ノズル
６ｂ フィラメント
６ｃ コイル
７ ＥＵＶ光取出部
９ ガス排気ユニット
１０ 光源チャンバ
１１ 第１電極
１２ 第２電極
１３ 絶縁体
１４ 原料供給ユニット
１５ パルスパワー電源
１６ ガス供給ユニット
１７ 加熱電源
１８ 高周波電源
１９ 膜厚センサ
２０ ＥＵＶ光センサ
２１ ゲートバルブ
３０ 制御部
３１ 露光機制御部
【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及び極端紫外光集光鏡のクリーニング方法に関する。より詳細には、極端紫外光発生部分から集光光学手段（集光鏡）に向けて放出され、集光鏡に付着、堆積して集光性能、すなわち反射率を低下させるデブリに対し、効率よくデブリ除去手段を機能させるための構造を備えた極端紫外光光源装置及び極端紫外光集光鏡のクリーニング方法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、その製造用の投影露光装置においては解像力の向上が要請されている。その要請に応えるため、露光用光源の短波長化が進められており、エキシマレーザ装置に続く次世代の半導体露光用光源として、波長１３〜１４ｎｍ、特に、波長１３．５ｎｍの極端紫外光（以下、ＥＵＶ（Ｅｘｔｒｅｍｅ Ｕｌｔｒａ Ｖｉｏｌｅｔ）ともいう）を放出する極端紫外光光源装置（以下、ＥＵＶ光源装置ともいう）が開発されている。
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１つにＥＵＶ光を放射する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、このプラズマからＥＵＶ光を取り出す方法がある。
このＥＵＶ光源装置は、高温プラズマの生成方式により、ＬＰＰ（Ｌａｓｅｒ Ｐｒｏｄｕｃｅｄ Ｐｌａｓｍａ、レーザ生成プラズマ）方式と、ＤＰＰ（Ｄｉｓｃｈａｒｇｅ Ｐｒｏｄｕｃｅｄ Ｐｌａｓｍａ、放電生成プラズマ）方式とに大きく分けられる。
【０００３】
ＬＰＰ方式のＥＵＶ光源装置では、ＥＵＶ放射種を含む原料からなるターゲットにレーザ光を照射し、レーザアブレーションにより生成した高温プラズマから放射されるＥＵＶ光を利用する。
一方、ＤＰＰ方式のＥＵＶ光源装置では、ＥＵＶ放射種を含む原料から電流駆動によって高温プラズマを生成し、そこから放射されるＥＵＶ光を利用する。ＤＰＰ方式のＥＵＶ光源装置は、ＬＰＰ方式のＥＵＶ光源装置と比較して、光源装置の小型化、光源システムの消費電力が小さいといった利点あり、実用化への期待も大きい。
上記したＥＵＶ光源装置において、波長１３．５ｎｍのＥＵＶ光を放射する放射種、すなわち高温プラズマの原料として、１０価前後のキセノン（Ｘｅ）イオンとスズ（Ｓｎ）イオンが知られている。
このうち、スズは、高温プラズマの発生に必要な電気入力と波長１３．５ｎｍのＥＵＶ光出力の比、すなわちＥＵＶ変換効率（＝光出力／電気入力）がキセノンより数倍大きく、高出力化が要求されている量産型ＥＵＶ光源の放射種として有力視されている。
例えば、特許文献１には、ＥＵＶ放射種であるスズを放電部に供給するための原料として、ガス状のスズ化合物（例えば、スタナンガス：ＳｎＨ4 ガス）を使うことが記載されている。
【０００４】
以下、ＤＰＰ方式を例にとり、ＥＵＶ光源装置の構成例を説明する。
図１２に、ＤＰＰ方式ＥＵＶ光源装置の概略構成例を示す。
ＥＵＶ光源装置は、放電容器である光源チャンバ１０を有する。チャンバ１０内には、例えば、リング状の第１電極（アノード）１１と第２電極（カソード）１２とがリング状の絶縁体１３を挟んで配置される。チャンバ１０は、導電材で形成された第２電極１２側に配置される第１チャンバ１０ａと、同じく導電材で形成された第１電極１１側に配置される第２チャンバ１０ｂとから構成される。これらの第１チャンバ１０ａと第２チャンバ１０ｂとは、絶縁体１３により電気的に分離、絶縁されている。
リング状の第１電極１１、第２電極１２、絶縁材１３は、それぞれの貫通穴が略同軸上に位置するように配置される。以下、第１電極１１、第２電極１２、絶縁材１３を総称して放電部１と呼ぶこともある。
【０００５】
第１チャンバ１０ａに設けられた原料導入口１４ａに接続された原料供給ユニット１４より、ＥＵＶ放射種を含む原料がチャンバ１０ａ内に供給される。上記原料は、例えばＳｎＨ4 ガス、Ｘｅガス等である。
また、第２チャンバ１０ｂ側には、図示を省略したチャンバ内圧力をモニタする圧力モニタの測定値に基づき、チャンバ内圧力調整やチャンバ内排気を行うためのガス排気ユニット９が、第２チャンバ１０ｂに設けられたガス排出口９ａに接続されている。
また、第２チャンバ１０ｂ内には、集光鏡２が設けられる。集光鏡２は、例えば、反射面形状が、回転楕円体、回転放物体形状、ウォルター型形状等の凹面ミラーを複数枚具える。これらの凹面ミラーは互いに径の異なる回転体形状である。集光鏡２は、これらの複数枚の凹面ミラーを、同一軸上に、焦点位置が略一致するように回転中心軸を重ねて入れ子状に配置された斜入射型の反射鏡として構成される。
【０００６】
このようなＥＵＶ光源装置において、第１電極１１、第２電極１２間にパルスパワー電源１５よりパルス電力が供給されると、絶縁体１３表面に沿面放電（ｃｒｅｅｐｉｎｇ ｄｉｓｃｈａｒｇｅ）が発生して第１電極１１、第２電極１２間は実質、短絡状態になり、パルス状の大電流が流れる。
このとき、略同軸上に配置されたリング状の第１電極１１、第２電極１２、絶縁体１３が形成する連通穴もしくは連通穴近傍にプラズマが形成される。その後、ピンチ効果およびジュール加熱等によって、上記プラズマの略中心部に高温プラズマ領域が形成され、この高温プラズマ領域から波長１３．５ｎｍのＥＵＶ光が放射される。
【０００７】
高温プラズマ領域から放射された波長１３．５ｎｍのＥＵＶ光は、集光鏡２により集光され、第２チャンバ１０ｂに設けられたＥＵＶ光取り出し部７より外部に取り出される。このＥＵＶ光取り出し部７は、不図示の露光機の露光機筐体に設けられたＥＵＶ光入射部と連結される。すなわち、集光鏡２より集光されるＥＵＶ光は、ＥＵＶ光取り出し部７、ＥＵＶ入射部を介して露光機へ入射する。
高温プラズマ領域（図１に示す構成例では、略同軸上に配置されたリング状の第１電極１１、第２電極１２、絶縁体１３が形成する連通穴もしくは連通穴近傍）と集光鏡２との間には、フォイルトラップ３が設置される。
フォイルトラップ３は、高温プラズマと接する金属（例えば、第１電極１１、第２電極１２）が上記プラズマによってスパッタされて生成する金属粉等のデブリや、スタナンガスを用いる場合は、スズ等の放射種に起因するデブリを捕捉して、ＥＵＶ光のみを通過させる。
上記デブリが集光鏡２に到達し、集光鏡２の反射面に衝突したり付着したりすると、集光鏡２の反射性能が損なわれる。フォイルトラップ３は、上記デブリが集光鏡２に到達することを抑制するために設けられる。上記フォイルトラップ３は、例えば特許文献２に記載されているように、高温プラズマ発生領域の径方向に設置される複数のプレートからなる。
【０００８】
なお、集光鏡２に到達するデブリの量を更に少なくするために、放電部１と集光鏡２との間の領域に、ガスカーテンを形成してもよい。具体的には、ＥＵＶ光を減衰させないガスを供給するガス供給ユニット１６に接続されたガスカーテンノズル４を配置する。
ガス供給ユニット１６から供給されるガスは、ガスカーテンノズル４によりガス流がデブリと交錯するように供給される。
このように形成されたガスカーテンは、放電部１から放出され集光鏡２に向かって飛散するデブリに対して、局所的にガスの圧力が高い部分を作り出してデブリを減速させ、デブリが集光鏡２に到達することを妨げる。
また図１２に示すＥＵＶ光源装置は、図示を省略した制御部を有する。この制御部は、露光機制御部からのＥＵＶ発光指令等に基づき、パルスパワー電源１５、原料供給ユニット１４、ガス排気ユニット９、ガス供給ユニット１６を制御する。
【特許文献１】特開２００４−２７９２４６号公報
【特許文献２】特表２００２−５０４７４６号公報
【特許文献３】特開２００６−２０２６７１号公報
【特許文献４】特開平１１−２１６７７号公報
【特許文献５】特開２０００−４５０７６号公報
【特許文献６】特開２０００−２１２７６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記したように、ＥＵＶ放射種であるスズを放電部に供給するための原料として、ガス状のスズ化合物（例えば、スタナンガス：ＳｎＨ4 ガス）を使ったＥＵＶ光源の開発が進められている。
しかしながら、スズは、蒸気圧が低く室温程度では固体である。したがって、光源チャンバ内に導入されるスズおよび／またはスズ化合物を加熱して励起し高温プラズマを発生させたときに、スズに起因する大量のデブリも発生するという問題がある。
ＥＵＶ光源装置では、光源チャンバ内で発生させた高温プラズマから放出されるＥＵＶ光を、光源チャンバ内に配置された集光鏡を介して外部に放出する。しかしながら、この集光鏡の反射面にスズに起因するデブリが付着した場合、集光鏡の波長１３．５ｎｍのＥＵＶ光に対する反射率が低下し、結果として、外部に放出されるＥＵＶ光出力が低下する。
【００１０】
この問題に対して、集光鏡の反射面に付着、堆積したスズを物理的および／または化学的に除去するクリーニング手段がある。例えば、特許文献３には、チャンバ内に水素ラジカルを導入して、集光鏡に付着したスズと反応させ、当該スズを化学的に除去する方法が提案されている。
図１２に示す構成例で説明すると、クリーニングガス供給ユニット５から水素ラジカルが供給され、クリーニングガス供給部５１から集光鏡２に対して水素ラジカルが供給される。なお、クリーニングガス供給部５１は、集光鏡２により集光されるＥＵＶ光をできるだけ遮光しないように構成される。
しかしながら、集光鏡２は上記したように、複数枚の凹面ミラーを、回転中心軸を重ねて入れ子状に配置した複雑な構造を持つため、クリーニング手段である水素ラジカルを、スズで汚染されたミラーの反射面に向けて吹き付けるといった方法で効率よく作用させることが困難であり、実際には、集光鏡２の光出射側や光入射側から、入れ子状に配置したミラーとミラーの間に、水素ラジカルを流し込むようにして供給する。
【００１１】
上記したような構成の集光鏡２に対して、例えば、水素ラジカルをクリーニングガス供給部５１から供給した場合を考える。
斜入射型の反射鏡である集光鏡２の複数のミラーは、上記のように入れ子構造になっている。よって、外側のミラーの反射面は、内側のミラーの非反射面近傍に位置する。
そのため、供給した水素ラジカルは、図１３に示すように、一部は直接スズで汚染した反射面に到達するが、一部は内側のミラーの非反射面に衝突して反射し対向する反射面に向かう。
しかし、水素ラジカルは不対電子を持ち、何らかの物質と電子を共有することで化学的に安定しようとする性質がある。したがって、水素ラジカルは、スズと反応するだけでなく、容器内の導体（金属）部分とも反応し、高い反応性を失う。このような現象を失活と呼ぶことがある。
上記したようにミラーの基体材料は金属製であるのでミラーの非反射面に衝突した水素ラジカルは失活する。
すなわち、上記したような構成に集光鏡２に対して水素ラジカルを供給する場合、供給した水素ラジカルが失活する割合が大きく、結果として、クリーニングの効率が低下する。
【００１２】
本発明は、この問題点を解決するためになされたものであって、本発明が解決しようとする課題は、極端紫外光集光鏡において、金属または金属化合物に起因するデブリで汚染された部位にクリーニング手段を効率よく作用させてデブリを除去することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
径が互いに異なる複数枚の凹面ミラーを入れ子状に配置してなる斜入射型の極端紫外光集光鏡において、各凹面ミラーにおける極端紫外光反射面の非反射面側（裏面側）を絶縁物で被覆する。
各凹面ミラーの非反射面側を絶縁物で被覆すると、ガスラジカルを含むクリーニングガスが各凹面ミラーの非反射面側に触れたとしても失活が少ない。このため、上記集光鏡の反射面に付着堆積した、極端紫外光を放射させるための放射種である金属または金属化合物に起因するデブリと反応することができ、クリーニングを効率よく行なうことができる。なお、後述するように各凹面ミラーの非反射面側を絶縁物で被覆するとクリーニングの効率が上がることは実験で確認している。
すなわち、本発明においては、前記課題を次のように解決する。
（１）ガスラジカルを含むクリーニングガスを前記集光鏡の反射面に供給するクリーニングガス供給手段を有する、径が互いに異なる複数枚の凹面ミラーを入れ子状に配置してなる斜入射型の極端紫外光集光鏡において、前記集光鏡の各凹面ミラーにおける極端紫外光反射面の非反射面側を絶縁物で被覆する。
（２）極端紫外光を放射させるための放射種である金属または金属化合物を含む原料が供給され、高温プラズマが発生する容器と、当該容器内に配置され、径が互いに異なる複数枚の凹面ミラーを入れ子状に配置してなり、前記高温プラズマから放射される極端紫外光を集光する斜入射型の極端紫外光集光鏡を有する極端紫外光光源装置において、ガスラジカルを含むクリーニングガスを前記集光鏡の反射面に供給するクリーニングガス供給手段を設け、前記各凹面ミラーにおける極端紫外光反射面の非反射面側を絶縁物で被覆する。（３）上記（２）において、前記クリーニングガス供給手段を、容器内を移動可能に構成する。
（４）上記（２）（３）において、前記ガスラジカルとして、高温プラズマ発生の結果生じるデブリと反応することにより高蒸気圧の化合物を形成するものを用いる。
（５）上記（２）（３）（４）において、前記ガスラジカルとして、水素ラジカル、もしくは塩素ラジカルを用いる。
（６）径が互いに異なる複数枚の凹面ミラーを入れ子状に配置してなる斜入射型の極端紫外光集光鏡に付着した、極端紫外光を放射させるための放射種である金属または金属化合物に起因するデブリを除去する極端紫外光集光鏡のクリーニング方法において、予め、各凹面ミラーにおける極端紫外光反射面の非反射面側を絶縁物で被覆しておき、上記金属または金属化合物に起因するデブリと反応したとき高蒸気圧の化合物となるガスラジカルを含むクリーニングガスを前記極端紫外光集光鏡に対し導入する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明では以下の効果を得ることができる。
極端紫外光集光鏡の非反射面側を絶縁物で被覆することにより、クリーニングガスが金属または金属化合物に起因するデブリで汚染された反射面以外に作用してクリーニング能力が消失することを少なくすることができる。
これにより、極端紫外光集光鏡の反射面にクリーニングガスを効果的に作用させることができ、クリーニング手段による極端紫外光集光鏡のＥＵＶ反射率回復に要する時間短縮が期待できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
（１）第１の実施形態
図１は、本発明の第１の実施例に係るＤＰＰ方式のＥＵＶ光源装置の概略構成例を示す図であり、図１（ａ）はＥＵＶ光源装置の断面図（ＥＵＶ光の光軸を通る平面で切った断面図）、図１（ｂ）は、ラジカル発生部の断面図（ＥＵＶ光の光軸に垂直な平面で切った断面図）を示し、図１２と同じ構成の部分については詳細な説明を省略する。
図１（ａ）において、真空容器である光源チャンバ１０内には、第１電極１１と第２電極１２が、絶縁体１３を挟んで配置され、ＥＵＶ光源装置の放電部１を構成する。
第１電極１１および第２電極１２はリング状であり、絶縁体１３もリング状であって、貫通穴が略同軸上に位置するよう配置される。
ここで、第１電極１１と第２電極１２はパルスパワー電源１５に接続され、絶縁体１３によって電極１１、１２間は電気的に絶縁されている。第１電極１１および第２電極１２は、例えば、タングステン、モリブデン、タンタルなどの高融点金属から構成される。絶縁体１３は、例えば、窒化ケイ素、窒化アルミニウム、窒化ホウ素などのプラズマ耐性の高いセラミックスなどから構成される。
【００１６】
光源チャンバ１０は、第１チャンバ１０ａと第２チャンバ１０ｂとから構成される。第１チャンバ１０ａに接続された原料供給ユニット１４から、ＥＵＶ放射種であるスズを供給するための原料として、例えばスタナン（ＳｎＨ4 ）を放電部１に供給しながら、第１電極１１と第２電極１２の間で放電させると、ＥＵＶ放射種を含む原料が加熱され励起され、放電部１の略中心部（貫通穴の中心部）でプラズマＰが発生する。
このプラズマＰは、極めて高温でなければリソグラフィに利用する波長１３．５ｎｍのＥＵＶ光を放出することができない。そこで、ＤＰＰ方式のＥＵＶ光源装置では、電源１５からプラズマＰに入力する電力をパルス電力としている。すなわち、短時間に大きなピーク値を持つ電力を投入して、高温プラズマを発生させる。具体的には、瞬間的な放電を繰り返し行うパルス駆動方式を採用している。
すなわち、パルスパワー電源１５から第１電極１１と第２電極１２との間に電力が供給されると、絶縁体１３表面に沿面放電（ｃｒｅｅｐｉｎｇ ｄｉｓｃｈａｒｇｅ）が発生して、第１電極１１と第２電極１２間は実質、短絡状態になり、第１電極１１、第２電極１２間にパルス状の大電流が流れる。そこで生じる自己磁場により、プラズマを強力に圧縮して衝撃波加熱を行うと同時にジュール加熱も行われる。このようにして放電部１の略中心部（貫通穴の中心部）に高温のプラズマＰが発生し、この高温のプラズマＰからＥＵＶ光が放出される。
【００１７】
放電部１で発生したＥＵＶ光は、第２チャンバ１０ｂ内に配置された集光鏡２を介してＥＵＶ光取出部７より図示略の露光機側光学系に向けて放出される。
集光鏡２は、上記したように、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の斜入射型反射鏡である。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。
上記した各凹面ミラーの基体材料は、例えば、ニッケル（Ｎｉ）等の金属であり、金、銀、銅など電鋳法で基体を形成できる他の材質でも良い。波長が非常に短いＥＵＶ光を反射させるので、凹面ミラーの反射面は、非常に良好な平滑面が要求される。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。各凹面ミラーの反射面には、このような金属膜が緻密にコーティングされる。
なお、ＬＰＰ方式のＥＵＶ光源装置においては、光学系が直入射型集光光学系で構成されることもあり、ミラーの反射面に施される反射材としては無機多層膜が使用される。
【００１８】
集光鏡２は、反射面形状が回転楕円面形状、回転放物面形状、ウォルター型形状等いずれかの形状であって、径が互いに異なる回転体形状の凹面ミラーを複数枚具える。ＥＵＶ集光鏡を構成するこれらの凹面ミラーは、同一軸上に、焦点位置が略一致するように回転中心軸を重ねて入れ子状に配置される。このように凹面ミラーを入れ子状に高精度に配置することにより、ＥＵＶ集光鏡は、０°〜２５°の斜入射角度のＥＵＶ光を良好に反射し、かつ、集光できるように構成される。なお、外側のミラーと内側のミラーの形状は異なるものであっても良い。
【００１９】
図２、図３は集光鏡２の構造例を示す図であり、図２は集光鏡を光軸を通る平面で切った断面図（図３のＡ−Ａ断面図）、図３は集光鏡を光出射側から見た図を示す。なお、同図は、各凹面ミラーの反射面形状がウォルター型形状の場合を示しているが、回転楕円面形状、回転放物面形状、等いすれかの形状であってもよい。以下、反射面形状がウォルター型形状の凹面ミラーをウォルターミラーと呼ぶことにする。
図２、図３では、例として径が互いに異なる５枚のウォルターミラーａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅを入れ子状に配置したものを示している。各ウォルターミラーａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅの反射面は、光入射側から双曲面形状、楕円面形状となっている。
図３に示すように、各ウォルターミラーａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅの光出射側には、例えば銅製の外周リング（スパイダーフランジ）２００ｂとミラー保持板（スポーク）２００ｃから構成されるミラー固定用部材（スパイダー）２００ａが設けられる。各ウォルターミラーａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅの光出射側の端部は、図２に示すように、ミラー保持板（スポーク）２００ｃの溝に嵌め込まれ、例えば接着剤あるいは固定金具などで固定される。
なお、図１や以下に示す図４、図５、図６においては、理解を容易にするために、集光鏡２の凹面ミラーは、２枚のみ示されている。
【００２０】
放電部１において発生した高温プラズマＰからＥＵＶ光が放出されるのは上記の通りであるが、それと同時に放電部１からはデブリも同時に放出され、光源チャンバ１０内に飛散する。ここでいうデブリとは、高温プラズマにより浸食された電極や絶縁体、放電に寄与して分解された原料、放電に寄与せずに排出された原料、反応生成物などのことである。
そこで、放電部１と集光鏡２との間の領域に、図１に示すように水素、水素とヘリウム、アルゴン、キセノン、クリプトン、または窒素のうち、少なくとも１つを含む混合ガスを供給するガス供給ユニット１６に接続されたガスカーテンノズル４を配置する。また、チャンバ内圧力調整やチャンバ内排気を行うためのガス排気ユニット９が、第２チャンバ１０ｂに設けられたガス排出口９ａに接続されている。
また図１に示すＥＵＶ光源装置は、図示を省略した制御部を有する。この制御部は、露光機制御部からのＥＵＶ発光指令等に基づき、パルスパワー電源１５、原料供給ユニット１４、ガス排気ユニット９、ガス供給ユニット１６を制御する。
第１ガス供給ユニット１６から供給されるガスは、ガスカーテンノズル４によりガス流がデブリと交錯するように供給される。このように形成されたガスカーテンは、放電部１から放出され集光鏡２に向かって飛散するデブリに対して、局所的にガスの圧力が高い部分を作り出してデブリを減速させ、デブリが集光鏡２に到達することを妨げる。
【００２１】
さらに、ガスカーテンノズル４と集光鏡２との間の領域には、フォイルトラップ３が配置される。フォイルトラップ３は、例えば、タングステンやモリブデンといった高融点金属から構成される。
しかしながら、実際にはガスカーテンおよびフォイルトラップ３によってデブリを全て阻止することは困難であり、集光鏡２に到達してしまうデブリもある。ここで、集光鏡２に到達にするデブリの主成分はスズである。特に、集光鏡２に到達し、集光鏡２の反射面にスズに起因するデブリが付着した場合、集光鏡の波長１３．５ｎｍのＥＵＶ光に対する反射率が低下し、結果として、ＥＵＶ光取出部７から外部に放出されるＥＵＶ光出力が低下する。
このようにして付着したスズを除去するために、ＥＵＶ光源装置においては、光源チャンバ１０内の常温、減圧下で固体であるスズに対して、クリーニングガスを供給している。このクリーニングガスは、主にスズとの化学反応により高蒸気圧のスズ化合物を生成するものである。すなわち、クリーニングガスとスズとを化学反応させて、高蒸気圧のスズ化合物を生成し、それらが気化することにより、集光光学手段からスズを除去する。
【００２２】
本実施例のＥＵＶ光源装置は、ＥＵＶ光源装置を発光動作させながら集光鏡２のクリーニングを行なうことが可能なように構成されている。具体的には、集光鏡２の光射出側にクリーニングガス供給ユニット５を配置する。
また、光源チャンバ１０内にラジカル発生部６を設置する。ラジカル発生部６は、クリーニングガス供給ノズル６ａとフィラメント６ｂで構成される。フィラメント６ｂは、図１（ｂ）に示すように集光鏡２の各凹面ミラーの端部に沿うように形成されている。
また、クリーニングガス供給ノズル６ａは、フィラメント６ｂに対してクリーニングガスを供給するようなノズル開口形状に構成されている。更にクリーニングガス供給ノズル６ａは、ガス供給管形状が図３に示すスパイダー２００ａの形状に相似するように形成され、スパイダー２００ａに沿うように配置されている。
上記のように、クリーニングガス供給ノズル６ａ並びにフィラメント６ｂを構成、配置することにより、集光鏡２で反射され、そして、集光されるＥＵＶ光が、クリーニングガス供給ノズル６ａ並びにフィラメント６ｂによってできるだけ遮光されないようにしている。
なお、クリーニングが必要な集光鏡２の内部に水素ラジカルを集中させるために、クリーニングガス供給ノズル６ａのガス出口部分をシャワー状としてもよい。
【００２３】
ラジカル発生部６は、クリーニングガス供給ユニット５に接続される。加熱電源１７により１６００℃〜２０００℃に通電加熱されたタングステン製のフィラメント６ｂに向けて、クリーニングガス供給ノズル６ａから水素ガスを供給すると、フィラメント表面で水素ガスの分子が接触、解離して、化学的活性の高い水素ラジカル（原子状水素）となる。このとき、フィラメント６ｂの温度は高ければ高いほど多くの水素ラジカルを生成できるが、フィラメント自身が蒸発して消耗するとともに集光鏡２を汚染するため、１６００°Ｃ〜２０００°Ｃが適当である。
生成した水素ラジカルは、集光鏡２の反射面２ａに付着、堆積したスズと反応し、スズ水素化物となる。スズ水素化物、例えば四水素化スズ（ＳｎＨ4 ）は常温で気体なので、スズと水素が化合した後ただちに気化する。したがって、集光鏡２の反射面２ａからスズを取り去ることができる。ここで、水素分子（Ｈ2 ）を集光鏡２に供給してスズと反応させてもよいが、分子状の水素だけでは化学的に安定なため、集光鏡のスズ除去に十分な量の反応が得られないことが実験的にわかっている。
【００２４】
しかしながら、上記のように、クリーニングガスである水素ラジカルは金属に接触しても、高い反応性は失われる（失活する）。しかし、水素ラジカルの失活は、自由電子を多数持つ金属等の導電物質では顕著だが、プラスチックやセラミックスなどの絶縁性の物質では起こりにくくなる。
そこで、本発明では集光鏡２の非反射面２ｂに絶縁性の物質、例えばＰＴＦＥ（四フッ化エチレン）といったフッ素樹脂で被覆する。この被覆は、集光鏡２の非反射面２ｂだけでなく、光源チャンバ１０の壁面にも行ってよい。
このように集光鏡２の反射面２ａ以外の金属面を絶縁性の物質により被覆することにより、クリーニングガスである水素ラジカルは、たとえ非反射面２ｂや光源チャンバ１０の壁面に触れたとしても失活することないので、非反射面２ｂに対向する反射面２ａに付着堆積したスズと反応することができ、クリーニングを効率よく行なうことができる。
すなわち、真空チャンバ内に供給された水素ラジカルの利用効率が向上するのでクリーニング時間を短縮できる。
【００２５】
各凹面ミラーの非反射面側を絶縁物で被覆すると、クリーニングの効率が上がることは、次のような簡易的な実験により確認した。
図７に示すように、圧力０．５Ｔｏｒｒ（６６．７Ｐａ）の真空容器（チャンバ）１００内に２枚の板１０１を立て、その間に、ラジカル源１０２から水素ラジカルを５００ｓｃｃｍの流量で流し、分光器１０３により２枚の板１０１の間を通過した後の水素ラジカルの密度を測定した。
２枚の板１０１が、両方ともアルミ板（金属板）である場合、水素ラジカルの密度は１×１０15〜１．５×１０15ｃｍ-3であったが、２枚のうち一方をマイカ板（絶縁板）とすると、水素ラジカルの密度は２×１０15〜４×１０15ｃｍ-3となり、１．２倍から４倍に増えた。なお、密度は室温（３００Ｋ）を想定しているが、ラジカル源のガス温度はもっと高温なので、密度の数値は、これより少ない可能性がある。
水素ラジカルの密度が多いということは、活性なラジカルが多く残存しているということを示すものであり、その分ミラーをクリーニングする効果が大きい。
【００２６】
集光鏡２の非反射面２ｂに被覆する材料としては、上記のＰＴＦＥ（四フッ化エチレン）や、ＰＦＡ（四フッ化エチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体樹脂）やＦＥＰ（四フッ化エチレン・六フッ化プロピレン共重合体樹脂）といったフッ素樹脂があげられる。これらのフッ素樹脂被覆は塗装と焼成により形成される。
集光鏡２を形成する複数のミラーの間隔は約５ｍｍであり、非反射面２ｂに形成する被覆の厚さは、厚すぎると集光鏡の反射面２ａに入射する光や、反射面２ａにより反射された光をさえぎる可能性があるため、０．１ｍｍ〜０．３ｍｍが適切と考えられる。
また、非反射面２ｂに被覆する材料として、セラミックスを用いても良く、具体的には、アルミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）、チタニア（ＴｉＯ2 ）、ジルコニア（ＺｒＯ2 ）等があげられる。これらのセラミックス被覆は溶射により形成される。
溶射とは、被覆する物質を、加熱して柔らかくし、これを吹き付けて貼り付ける方法であり、例えば、前記特許文献４，５，６に記載されている。
被覆するセラミックスの厚さは、厚いと基体である金属の膨張率の違いから割れやすくなり、反対に薄いとはがれやすいので、やはり０．１ｍｍ〜０．３ｍｍが適切と考えられる。
【００２７】
次に、図８に基づき、非反射面２ｂに、絶縁物であるフッ素樹脂やセラミックスを被覆した集光鏡２の製造手順を簡単に示す。なお、同図はミラーの断面図を示している。
図８（ａ）に示すように、集光鏡２の各凹面ミラーの基体材料（例えばニッケル）の反射面に、例えばルテニウムの反射膜を、真空中でスパッタにより形成する。基体材料の厚さは、例えば２ｍｍであり、図８（ｂ）に示すように、集光鏡２の凹面ミラーの、光が入射する側と出射する側の開口を蓋２ｃでふさぎ、被膜が反射面側に回りこまないようにして、凹面ミラーの外側にセラミックスを溶射する。溶射時、ミラーの温度が１００°Ｃ〜２００°Ｃ程度に上昇すると考えられるが、反射膜は８００°Ｃ程度にまで耐えられるので問題はない。
なお、溶射を行う雰囲気は、水分を含まない雰囲気であることが望ましい。なぜなら、凹面ミラーを、水分を含む雰囲気中に長時間さらしておくと、凹面ミラーの表面に水分が吸着する。そのような凹面ミラーを極端紫外光光源装置のチャンバ内に配置すると、凹面ミラーからの水分がチャンバ内を汚染する可能性があるためである。
また、被覆としてフッ素樹脂を用いる場合であれば、被覆を凹面ミラーに形成する方法として、溶射ではなく塗布でも良い。
上記のようにして、内側に反射面が、外側に化学的に不活性な被覆が形成された径の異なる凹面ミラーを複数作成する。複数の凹面ミラーを径の小さいものから順番に、図８（ｃ）に示すように入れ子状に中心軸を重ねて、ミラー固定用部材２００ａに固定し、図２に示す集光鏡を製作する。
【００２８】
（２）第２の実施形態
次に、水素ラジカル発生手段として高周波放電を適用した実施例を図４に示す。図４は前記図１に示した加熱電源１７とフィラメント６ｂに代えて、高周波電源１８とコイル６ｃを用いたものであり、その他の構成は、図１と同様である。
図４に示すように集光鏡２の光射出側にクリーニングガス供給ユニット５を配置する。また、光源チャンバ１０内にラジカル発生部６を設置する。ラジカル発生部６は、クリーニングガス供給ノズル６ａとコイル６ｃで構成される。ラジカル発生部６は、クリーニングガス供給ユニット５に接続される。コイル６ｃは高周波電源１８に接続されている。クリーニングガス供給ノズル６ａから水素ガスを供給すると、コイル６ｃに印加された高周波電力によりプラズマが発生する。プラズマ中ではガスが電離してイオンとなるが、イオンの寿命は数ナノ秒から数十ナノ秒なので、実際に集光鏡２のクリーニングに寄与するのは、水素ラジカルである。
【００２９】
このようにして発生した水素ラジカルは、第１の実施例と同様に集光鏡２の反射面２ａに作用して、付着したスズと反応することでクリーニングを行う。なお、高周波放電を用いた方法では、クリーニングガスとして塩素を含むガスを用いてもよい。塩素はイオン化エネルギーが高く塩素のみでは放電しにくいため、アルゴンなどに塩素を混合して塩素プラズマを発生させることが多い。プラズマ中で発生した塩素ラジカルは、スズと結合して塩化スズとなる。塩化スズは、水素化スズと同様に蒸気圧が比較的高いため、スズを気化させることで集光鏡２がクリーニングされる。
【００３０】
本実施例においても、集光鏡２の非反射面２ｂは、フッ素樹脂やセラミックスといった化学的に不活性な物質により被覆されている。そのため、被覆のない金属を非反射面２ｂとした場合と比較して、クリーニングガスである水素ラジカルや塩素ラジカルが失活することなく集光鏡の反射面２ａに作用するので、クリーニングを効率よく行なうことができる。
すなわち、真空チャンバ内に供給された水素ラジカルや塩素ラジカルの利用効率が向上するのでクリーニング時間を短縮できる。
なお、実施例１に示すＥＵＶ光源装置と同様、集光鏡２の非反射面２ｂだけでなく、光源チャンバ１０の壁面も同時に化学的に不活性な物質を被覆してもよい。
【００３１】
（３）第３の実施形態
第１の実施例および第２の実施例で示したラジカル発生部６は、必ずしも光源チャンバ１０内に設置する必要はなく、例えば図５に示すように光源チャンバ１０に接続して使用してもよい。なお、図５は前記図４に示したコイル６ｃを有するラジカル発生部６をチャンバ１０に接続された容器内に設けたものであり、その他の構成は図４と同様である。
この場合、集光鏡２により集光されるＥＵＶ光の光路から外れた位置にラジカル発生部６を設置することが可能であり、これにより、ラジカル発生部６の少なくとも一部がＥＵＶ光を遮光し、結果としてＥＵＶ光の利用効率が低下するという不具合は発生しなくなる。
【００３２】
本実施例においても、第１の実施例、第２の実施例と同様、集光鏡２の非反射面２ｂは、フッ素樹脂やセラミックスといった化学的に不活性な物質により被覆されている。そのため、被覆のない金属を非反射面２ｂとした場合と比較して、クリーニングガスである水素ラジカルや塩素ラジカルが失活することなく集光鏡の反射面２ａに作用するので、クリーニングを効率よく行なうことができる。すなわち、真空チャンバ内に供給された水素ラジカルや塩素ラジカルの利用効率が向上するのでクリーニング時間を短縮できる。
なお、本実施例においては、集光鏡２により集光されるＥＵＶ光の光路から外れた位置にラジカル発生部６を設置するので、ラジカル発生部６と集光鏡２との距離が、幾分、遠くなる可能性がある。よって、生成後のラジカルの流路においてラジカルの失活をできるだけ最小限としたい。
そこで、集光鏡２の非反射面２ｂのみならず、ラジカルの流路にある導電性物質表面（例えば、光源チャンバ１０の壁面）に、化学的に不活性な物質、例えばＰＴＦＥ（フッ素樹脂）で被覆すると効果的である。
【００３３】
図１〜図５に示した実施例では、ラジカルの失活を抑制するための構造を備えた集光鏡２に対するラジカル発生、輸送の形態について記した。ＥＵＶ光源における集光鏡２の寿命は、例えば、反射率が使用開始時の９０％以下になったときと定義される場合がある。したがって、ガスカーテン、フォイルトラップなどのデブリ低減手段の性能や、放電部のデブリ発生量次第で、クリーニングの実施タイミングを決定してもよい。
【００３４】
（４）第４の実施形態
クリーニングに使用する水素や塩素などのガスは、ＥＵＶ光の吸収が全くないとは言えず、また、例えば、第１の実施例にて用いるクリーニングガス供給ノズル６ａなどの構造物により遮蔽されるＥＵＶ光もある。そのため、放電動作中の集光鏡クリーニングは、ＥＵＶ光取り出し部７に到達するＥＵＶ光を減衰させるというデメリットもある。そこで、放電動作中にクリーニングを行うのではなく、例えば、反射率が９５％以下に低下したとき、例えば、集光鏡上のスズ堆積量が０．５ｎｍ以上になったとき、などにＥＵＶ光源装置を停止させてクリーニングを行ってもよい。
【００３５】
図６は、ラジカル発生部を退避させる機構、膜厚センサ等を備えたＥＵＶ光源装置の構成を示す図であり、その他の構成は、実施例１に示すＥＵＶ光源装置と同様である。なお図６では、露光機制御部３１からのＥＵＶ発光指令等に基づき、パルスパワー電源１５、原料供給ユニット１４、ガス排気ユニット９、ガス供給ユニット１６を制御する制御部３０が示されている。
図６に示すように、集光鏡２の付近に膜厚センサ１９を設置して、集光鏡上に堆積するスズの膜厚を監視する。あるいは、ＥＵＶ光センサ２０を設置して、ＥＵＶ光源装置の放電動作開始時の光出力と比較、監視する。ここで、ＥＵＶ光センサ２０は、一定期間ごとに集光鏡２で反射されたＥＵＶ光の監視を行い、それ以外のときは集光鏡２の光路外に移動して、極力ＥＵＶ光を遮らないようにする。
まず、クリーニングにより発生するスズ化合物がＥＵＶ光取出部７を通過して露光機まで到達しないように、ゲートバルブ２１を閉じる。
【００３６】
そして、発生したラジカルを効率よく集光鏡２まで輸送できるように、ラジカル発生部６を集光鏡２付近まで移動させる。なお、図６では図１と同様のフィラメント型ラジカル源を用いているが、図４のようなプラズマ源を使用してもよい。
ラジカルを発生させ、膜厚センサ１９の測定値から堆積したスズが除去されたことを確認したら、クリーニングを終了する。終了後は、ラジカル発生部６を移動させ、ゲートバルブ２１を開いてから、放電動作を再開する。あるいは、ゲートバルブ２１を閉じたままで放電を再開してＥＵＶ光センサ２０で光出力を測定し、堆積したスズが除去されたことを確認したら、クリーニングを終了する。終了後は、ラジカル発生部６を移動させ、ゲートバルブ２１を開いてから、放電動作を再開する。
【００３７】
以下、本実施例のＥＵＶ光源装置におけるクリーニング処理例について、図９、図１０のフローチャート、図１１のタイムチャートを用いて説明する。なお、下記の手順では、クリーニングガスとして水素ラジカルを用いた例を示す。しかしながら、クリーニングガスは水素ラジカルに限るものではなく、上記したような塩素ラジカルを用いてもよい。
また、以下に示すクリーニング処理例は、主として膜厚センサ１９の測定データに基づく例を示す。
まず、図９に示すように、露光機の制御部３１より、ＥＵＶ光源装置の制御部３０にＥＵＶ発光指令信号が送出される（図９のＳ１０１、図１１のａ）。ＥＵＶ発光指令待機状態であった制御部３０は、ＥＵＶ発光指令信号を受信後、パルスパワー電源１５を駆動して第１電極１１、第２電極１２間に高電圧パルスを印加させる。上記電極間への高電圧パルスの印加の結果、高温プラズマが発生して、ＥＵＶ光が放出される（Ｓ１０２、図１１のｅ）。
このとき、集光鏡２の反射面には、スズ等のデブリが堆積していないものとする。また、ラジカル発生部６はラジカル発生部駆動機構６ｇにより、集光鏡２からのＥＵＶ光を遮光しない位置に位置決めされている。また、ゲートバルブ２１は開状態となっている。
ＥＵＶ発光後、膜厚センサ１９より膜厚検出信号が膜厚測定手段１９０に送出される（Ｓ１０３）。膜厚測定手段１９０は、受信した検出信号に基づき、集光鏡２に堆積するスズ等のデブリ量を算出し、算出結果をＥＵＶ光源装置の制御部３０に送出する（Ｓ１０４）。
【００３８】
ＥＵＶ光源装置の制御部３０は、スズ等のデブリの許容堆積量のしきい値データ（ｔｍ）を予め記憶しているものとする。ステップＳ１０４において膜厚測定手段１９０から算出堆積量データを受信したＥＵＶ光源装置の制御部３０は、この算出堆積量データ（ｔｃ）と上記しきい値データ（ｔｍ）との大小を検定する（Ｓ１０５）。
検定の結果、ｔｃ＜ｔｍのとき、ＥＵＶ発光指令待機状態に戻る。すなわち、ステップＳ１０２に戻る。
一方、検定の結果、ｔｃ≧ｔｍのとき、ＥＵＶ光源装置の制御部３０は露光機の制御部３１に発光指令拒否信号を送出するとともに、パルスパワー電源１５の駆動を停止する（Ｓ１０６、図１１のｂ）。
ＥＵＶ光源装置の制御部３０より発光指令拒否信号を受信した露光機の制御部３１は、ＥＵＶ光源装置の制御部３０へのＥＵＶ発光指令信号の送出を停止する（Ｓ１０７、図１１のａ）。ＥＵＶ光源装置の制御部３０は、ラジカル発生部駆動機構６ｇにラジカル発生部移動指令を送出する。同時にゲートバルブ２１を閉める（Ｓ１０８、図１１のｆ，ｈ）。
【００３９】
ラジカル発生部駆動機構６ｇは、ラジカル発生部６を集光鏡２の光出射側、かつ、集光鏡２近傍の所定の位置（クリーニング位置）まで移動させ、ラジカル発生部６を当該所定の位置（クリーニング位置）に位置決めする（Ｓ１０９、図１１のｇ）。
ラジカル発生部６は、クリーニングガス供給ノズル６ａとフィラメント６ｂとから構成される。クリーニングガス供給ノズル６ａは、クリーニングガス供給ユニット５から供給される水素ガスをフィラメント６ｂに対して噴きつける。その際、加熱電源１７によりフィラメント６ｂに電力が供給されて当該フィラメント６ｂが高温状態である場合、上記水素ガスは水素ラジカルとなる。すなわち、水素ラジカルが所定の領域に供給される。
【００４０】
ここで上記クリーニングガス供給ノズル６ａとフィラメント６ｂは固定部材６ｄにより固定される。なお、クリーニングガス供給ノズル６ａは、固定部材６ｄを介してフレキシブルチューブ６ｈに接続され、フレキシブルチューブ６ｈは、ガス導入部６ｅを介してクリーニングガス供給部５と接続される。同様に、フィラメント６ｂは、固定部材６ｄ、フィラメント導入部６ｆを介して加熱電源１７と接続される。
ガス導入部６ｅは、クリーニングガス供給部５とフレキシブルチューブ６ｈとを、チャンバ内の気密性が破壊されないように接続する構造を有する。同様に、フィラメント導入部６ｆは加熱電源１７とフィラメント６ｂとを、チャンバ内の気密性が破壊されないように接続する構造を有する。
ここで、フィラメント導入部６ｆと固定部材６ｄとの間のフィラメント長は、ラジカル発生部６が移動しても断線しないように設定されている。また、ガス導入部６ｅと固定部材６ｄとの間のフレキシブルチューブ６ｈの可動範囲も、ラジカル発生部６の移動に追従可能なように設定されている。
【００４１】
図９に戻り、ラジカル発生部駆動機構６ｇは、ラジカル発生部６の位置決め終了後、位置決め終了信号をＥＵＶ光源装置の制御部３０に送出する（Ｓ１１０、図１１のｉ）
上記ステップＳ１１０において位置決め終了信号を受信したＥＵＶ光源装置の制御部３０は、加熱電源１７に電力供給開始信号を送出する。同時に、クリーニングガス供給ユニット５に水素ガス供給開始信号を送出する（図１１のｊ，ｌ）。
なお、ＥＵＶ光源装置の制御部３０は、また、図示を省略した例えば、カウンタから構成されるクリーニング時間計測手段を有しており、電力供給開始信号、および、水素ガス供給開始信号を送出すると同時に、クリーニング時間計測手段のカウントの動作を開始させる（Ｓ１１１、図１１のｎ）。
電力供給開始信号を受信した加熱電源１７は、フィラメント６ｂに電力を供給する。また、水素ガス供給開始信号を受信したクリーニングガス供給ユニット５は、クリーニングガス供給ノズル６ａへの水素ガス供給を開始する。この結果、高温状態のフィラメント６ｂに対しクリーニングガス供給ノズル６ａより水素ガスが吹き付けられる。水素ガスは水素ラジカルとなり、集光鏡２の反射面に対して供給される（Ｓ１１２、図１１のｐ）。
【００４２】
所定時間経過後にクリーニング時間計測手段から発せられるカウント終了信号に基づき（図１１のｎ）、ＥＵＶ光源装置の制御部３０は、加熱電源１７に電力供給停止信号を送出する（図１１のｋ）。同時に、クリーニングガス供給ユニット５に水素ガス供給停止信号を送出する（Ｓ１１３、図１１のｍ）。
ここで、上記所定時間とは、集光鏡２の反射面に堆積したスズ等のデブリが除去されるまでの時間である。
上記したように、集光鏡２に堆積するスズ等のデブリの量は、膜厚測定手段１９０により算出される。一方、ラジカル発生部６より放出される水素ラジカルの量は一定であるとし、この一定量の水素ラジカルが単位時間あたりにスズ等のデブリと反応する量もＥＵＶ光源装置の制御部３０において記憶されているものとする。この単位時間あたりの反応量と集光鏡２におけるスズ等のデブリの堆積量とから、ステップＳ１１３における上記所定時間は決定される。
なお、クリーニング時間計測手段のカウントの動作は、ＥＵＶ光源装置の制御部３０が電力供給開始信号、および、水素ガス供給開始信号を送出すると同時に開始される。よって、カウンタの開始から、ラジカル発生部６から供給される水素ラジカルの供給状態が安定になるまでには、所定の遅延時間が生じる。ステップＳ１１３における所定時間は、この遅延時間の分も考慮されている。
【００４３】
ステップＳ１１３において、電力供給停止信号を受信した加熱電源１７は、フィラメント６ｂへの電力供給を停止する。また、水素ガス供給停止信号を受信したクリーニングガス供給ユニット５は、クリーニングガス供給ノズル６ａへの水素ガス供給を停止する（Ｓ１１４）。
ＥＵＶ光源装置の制御部３０は、ラジカル発生部駆動機構６ｇにラジカル発生部移動指令を送出する（図１０のＳ１１５、図１１のｆ）。
ラジカル発生部駆動機構６ｇは、ラジカル発生部６をクリーニング位置から退避位置（最初の位置：集光鏡２からのＥＵＶ光を遮光しない位置）まで退避させて、位置決めする（Ｓ１１６、図１１のｇ）。
ラジカル発生部駆動機構６ｇは、ラジカル発生部６の位置決め終了後、位置決め終了信号をＥＵＶ光源装置の制御部３０に送出する。またこの時点でクリーニング時間計測手段であるカウンタのカウント値がリセットされる（Ｓ１１７）
【００４４】
ＥＵＶ光源装置の制御部３０は、位置決め終了信号を受信後、ゲートバルブ２１を開く。また、露光機の制御部３１に発光指令許容信号を送出する（Ｓ１１８、図１１のｃ）。露光機の制御部３１より、ＥＵＶ光源装置の制御部３０にＥＵＶ発光指令信号が送出される（Ｓ１１９、図１１のａ）。
ＥＵＶ発光指令待機状態であったＥＵＶ光源装置の制御部３０は、ＥＵＶ発光指令信号を受信後、パルスパワー電源１５を駆動して第１電極１１、第２電極１２に高電圧パルスを印加する。上記電極間への高電圧パルスの印加の結果、高温プラズマが発生して、ＥＵＶ光が放出される。すなわち、露光処理が再開する（Ｓ１２０、図１１のｅ）。
なお、膜厚センサ１９の代わりに、ＥＵＶ光センサ２０を用いる場合は、ＥＵＶ光センサ２０からの測定値から、ＥＵＶ光強度を算出するＥＵＶ光センサ制御部２０ａからのＥＵＶ光強度を参照して、クリーニング処理を行うとよい。
また、図１〜図６の実施例では、ラジカル発生手段としてフィラメントおよび高周波放電を使用した。しかしながら、ラジカル発生手段は以上に限るものではなく、例えば、電子ビーム照射、レーザ光照射、マイクロ波放電、直流放電、光源プラズマから放射されるＥＵＶやＤＵＶなどの高エネルギー光子照射を用いてもよい。
【００４５】
以上に説明したように、本発明に係る極端紫外光光源装置（ＥＵＶ光源装置）は、集光鏡２の非反射面２ｂを化学的に不活性な絶縁物等で被覆することでラジカルの失活を抑制するので、反射面２ａに作用するラジカルが増える。したがって、クリーニング速度が上がり、短時間でクリーニングを完了させることができる。
なお、本実施例においては、ＤＰＰ方式の極端紫外光光源装置を例にして説明したが、ＬＰＰ方式の極端紫外光光源装置も、ＥＵＶ光を反射する集光鏡を有しており、本技術を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の第１の実施例のＤＰＰ方式のＥＵＶ光源装置の概略構成例を示す図である。
【図２】集光鏡の構造例を示す図（光軸を通る平面で切った断面図）である。
【図３】集光鏡の構造例を示す図（光出射側から見た図）である。
【図４】本発明の第２の実施例のＤＰＰ方式のＥＵＶ光源装置の概略構成例を示す図である。
【図５】本発明の第３の実施例のＤＰＰ方式のＥＵＶ光源装置の概略構成例を示す図である。
【図６】本発明の第４の実施例のＤＰＰ方式のＥＵＶ光源装置の概略構成例を示す図である。
【図７】集光鏡の非反射面側を絶縁物で被覆することによりクリーニングの効率が上がることを検証する実験装置の構成例を示す図である。
【図８】非反射面に絶縁物を被覆した集光鏡の製造手順を説明する図である。
【図９】クリーニング処理例のフローチャート（１）である。
【図１０】クリーニング処理例のフローチャート（２）である。
【図１１】クリーニング処理のタイムチャートである。
【図１２】ＤＰＰ方式ＥＵＶ光源装置の概略構成例を示す図である。
【図１３】水素ラジカルが失活する様子を説明する図である。
【符号の説明】
【００４７】
１ 放電部
２ 集光鏡
３ フォイルトラップ
５ クリーニングガス供給ユニット
６ ラジカル発生部
６ａ クリーニングガス供給ノズル
６ｂ フィラメント
６ｃ コイル
７ ＥＵＶ光取出部
９ ガス排気ユニット
１０ 光源チャンバ
１１ 第１電極
１２ 第２電極
１３ 絶縁体
１４ 原料供給ユニット
１５ パルスパワー電源
１６ ガス供給ユニット
１７ 加熱電源
１８ 高周波電源
１９ 膜厚センサ
２０ ＥＵＶ光センサ
２１ ゲートバルブ
３０ 制御部
３１ 露光機制御部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
径が互いに異なる複数枚の凹面ミラーを入れ子状に配置してなる斜入射型の極端紫外光集光鏡であって、
上記集光鏡は、ガスラジカルを含むクリーニングガスを該集光鏡の反射面に供給するクリーニングガス供給手段を有し、
前記集光鏡の各凹面ミラーにおける極端紫外光反射面の非反射面側が絶縁物で被覆されている
ことを特徴とする極端紫外光集光鏡。
【請求項２】
極端紫外光を放射させるための放射種である金属または金属化合物を含む原料が供給され、高温プラズマが発生する容器と、当該容器内に配置され、径が互いに異なる複数枚の凹面ミラーを入れ子状に配置してなり、前記高温プラズマから放射される極端紫外光を集光する斜入射型の極端紫外光集光鏡を有する極端紫外光光源装置であって、
ガスラジカルを含むクリーニングガスを前記集光鏡の反射面に供給するクリーニングガス供給手段を備え、
前記各凹面ミラーにおける極端紫外光反射面の非反射面側が絶縁物で被覆されている
ことを特徴とする極端紫外光光源装置。
【請求項３】
前記クリーニングガス供給手段は、容器内を移動可能であるように構成されている
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４】
前記ガスラジカルは、高温プラズマ発生の結果生じるデブリと反応することにより高蒸気圧の化合物を形成するものである
ことを特徴とする請求項２または請求項３に記載の極端紫外光光源装置。
【請求項５】
前記ガスラジカルが水素ラジカル、もしくは塩素ラジカルである
ことを特徴とする請求項２，３または請求項４に記載の極端紫外光光源装置。
【請求項６】
径が互いに異なる複数枚の凹面ミラーを入れ子状に配置してなる斜入射型の極端紫外光集光鏡に付着した、極端紫外光を放射させるための放射種である金属または金属化合物に起因するデブリを除去する極端紫外光集光鏡のクリーニング方法であって、
予め、各凹面ミラーにおける極端紫外光反射面の非反射面側を絶縁物で被覆しておき、 上記金属または金属化合物に起因するデブリと反応したとき高蒸気圧の化合物となるガスラジカルを含むクリーニングガスを前記極端紫外光集光鏡に対し導入する
ことを特徴とする極端紫外光集光鏡のクリーニング方法。
【請求項１】
径が互いに異なる複数枚の凹面ミラーを入れ子状に配置してなる斜入射型の極端紫外光集光鏡であって、
上記集光鏡は、ガスラジカルを含むクリーニングガスを該集光鏡の反射面に供給するクリーニングガス供給手段を有し、
前記集光鏡の各凹面ミラーにおける極端紫外光反射面の非反射面側が絶縁物で被覆されている
ことを特徴とする極端紫外光集光鏡。
【請求項２】
極端紫外光を放射させるための放射種である金属または金属化合物を含む原料が供給され、高温プラズマが発生する容器と、当該容器内に配置され、径が互いに異なる複数枚の凹面ミラーを入れ子状に配置してなり、前記高温プラズマから放射される極端紫外光を集光する斜入射型の極端紫外光集光鏡を有する極端紫外光光源装置であって、
ガスラジカルを含むクリーニングガスを前記集光鏡の反射面に供給するクリーニングガス供給手段を備え、
前記各凹面ミラーにおける極端紫外光反射面の非反射面側が絶縁物で被覆されている
ことを特徴とする極端紫外光光源装置。
【請求項３】
前記クリーニングガス供給手段は、容器内を移動可能であるように構成されている
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４】
前記ガスラジカルは、高温プラズマ発生の結果生じるデブリと反応することにより高蒸気圧の化合物を形成するものである
ことを特徴とする請求項２または請求項３に記載の極端紫外光光源装置。
【請求項５】
前記ガスラジカルが水素ラジカル、もしくは塩素ラジカルである
ことを特徴とする請求項２，３または請求項４に記載の極端紫外光光源装置。
【請求項６】
径が互いに異なる複数枚の凹面ミラーを入れ子状に配置してなる斜入射型の極端紫外光集光鏡に付着した、極端紫外光を放射させるための放射種である金属または金属化合物に起因するデブリを除去する極端紫外光集光鏡のクリーニング方法であって、
予め、各凹面ミラーにおける極端紫外光反射面の非反射面側を絶縁物で被覆しておき、 上記金属または金属化合物に起因するデブリと反応したとき高蒸気圧の化合物となるガスラジカルを含むクリーニングガスを前記極端紫外光集光鏡に対し導入する
ことを特徴とする極端紫外光集光鏡のクリーニング方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２００９−１６６４０（Ｐ２００９−１６６４０Ａ）
【公開日】平成２１年１月２２日（２００９．１．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１７８０１７（Ｐ２００７−１７８０１７）
【出願日】平成１９年７月６日（２００７．７．６）
【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１９年度新エネルギー・産業技術総合開発機構「極端紫外線（ＥＵＶ）露光システムの基盤技術開発」委託研究、産業活力再生特別措置法第３０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２１年１月２２日（２００９．１．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年７月６日（２００７．７．６）
【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１９年度新エネルギー・産業技術総合開発機構「極端紫外線（ＥＵＶ）露光システムの基盤技術開発」委託研究、産業活力再生特別措置法第３０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）】
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