極端紫外光光源装置
【課題】ホイルトラップ開口を大きくしてホイルトラップの効果を低減させたり、光の利用効率を低下させたりすることなく、ＥＵＶ光の強度を測定できるようにすること。
【解決手段】チャンバ１内にＥＵＶ光放射種を含む放電ガスを導入し、第１、第２の主放電電極３ａ，３ｂ間に高電圧発生部１３から高電圧パルス電圧を印加する。これにより、主放電電極３ａ，３ｂ間に放電ガスによる高密度高温プラズマＰを発生し、このプラズマから波長１３．５ｎｍのＥＵＶ光が放射される。放射されたＥＵＶ光のうち、ＥＵＶ集光鏡６の光軸上の光は、ホイルトラップ５の貫通孔５ｄや集光鏡６の中央支柱の貫通孔を通過し、反射部材１１ａにより光軸外に反射され、ＥＵＶ光モニター１１に入射する。制御部１４は、ＥＵＶ光モニター１１に入力したＥＵＶ光の強度信号に基づき、ＥＵＶ光強度が一定になるように、高電圧発生部１３から供給する電力を調整する。
【解決手段】チャンバ１内にＥＵＶ光放射種を含む放電ガスを導入し、第１、第２の主放電電極３ａ，３ｂ間に高電圧発生部１３から高電圧パルス電圧を印加する。これにより、主放電電極３ａ，３ｂ間に放電ガスによる高密度高温プラズマＰを発生し、このプラズマから波長１３．５ｎｍのＥＵＶ光が放射される。放射されたＥＵＶ光のうち、ＥＵＶ集光鏡６の光軸上の光は、ホイルトラップ５の貫通孔５ｄや集光鏡６の中央支柱の貫通孔を通過し、反射部材１１ａにより光軸外に反射され、ＥＵＶ光モニター１１に入射する。制御部１４は、ＥＵＶ光モニター１１に入力したＥＵＶ光の強度信号に基づき、ＥＵＶ光強度が一定になるように、高電圧発生部１３から供給する電力を調整する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、極端紫外光を発生させる極端紫外光光源装置に関し、特に、極端紫外光の強度をモニターする測定器の配置に係わる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、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）光ともいう）光を照射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、そのうちの一つにＥＵＶ光を放射する物質（以下、ＥＵＶ光放射種ともいう）を加熱して励起することにより高密度高温プラズマを発生させ、このプラズマから放射されるＥＵＶ光を取り出す方法がある。
【０００３】
このような方法を採用するＥＵＶ光源装置は、高密度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。
ＬＰＰ方式のＥＵＶ光源装置は、レーザアプレーションにより高密度高温プラズマを生成する。一方、ＤＰＰ方式のＥＵＶ光源装置は、電流駆動により高密度高温プラズマを生成する。
ＤＰＰ方式のＥＵＶ光源装置における放電方式には、Ｚピンチ方式、キャピラリー放電方式、プラズマフォーカス方式、ホロカソードトリガーＺピンチ方式などがある。
ＤＰＰ方式のＥＵＶ光源装置は、ＬＰＰ方式のＥＵＶ光源装置と比較して、光源装置の小型化や光源システムの消費電力が小さいといったメリットがあり、実用化への期待も大きい。
【０００４】
上記した両方式のＥＵＶ光源装置において、波長１３．５ｎｍのＥＵＶ光を放出する放射種、すなわち、高密度高温プラズマの原料として、現在１０価前後のＸｅ（キセノン）イオンが知られているが、より強い放射強度を得るための原料としてＬｉ（リチウム）イオンとＳｎ（スズ）イオンが注目されている。
例えば、Ｓｎは、高密度高温プラズマの発生に必要な電気入力と波長１３．５ｎｍのＥＵＶ光放射強度の比であるＥＵＶ変換効率がＸｅより数倍大きく、大出力の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に示されるように、ＥＵＶ光放射種であるＳｎ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 ）を使ったＥＵＶ光源の開発が進められている。
【０００５】
図７に、ＤＰＰ方式のＥＵＶ光源装置の構成例を示す。
図７に示すように、ＤＰＰ方式の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、例えば、リング状の第１の主放電電極３ａ（カソード）と第２の主放電電極３ｂ（アノード）とが、リング状の絶縁材３ｃを挟んで配置され、放電部９を構成する。
第１の主放電電極３ａ、第２の主放電電極３ｂ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。また、絶縁材３ｃは、例えば、窒化ケイ素、窒化アルミニウム、ダイヤモンド等からなる。ここで、チャンバ１と第２の主放電電極３ｂは接地されている。
リング状の第１の主放電電極３ａ、第２の主放電電極３ｂ、絶縁材３ｃは貫通穴を有し、それぞれの貫通穴が略同軸上に位置するように配置し、連通穴を構成している。後述するように、第１の主放電電極３ａおよび第２の主放電電極３ｂ間に電力が供給されて放電が発生したとき、この連通穴もしくは連通穴近傍にて、ＥＵＶ光放射種が加熱励起され高密度高温プラズマＰが生成される。
放電部９の電力供給は、第１の主放電電極３ａおよび第２の主放電電極３ｂに接続された高電圧発生部１３によりなされる。高電圧発生部１３は、コンデンサと磁気スイッチとからなる磁気パルス圧縮回路部を介して、負荷である第１の主放電電極３ａと第２の主放電電極３ｂとの間にパルス幅の短いパルス電力を印加する。
なお、ＤＰＰ方式のＥＵＶ光源装置は、図７に示すもの以外にも様々な構成例があるが、それについては非特許文献１を参照されたい。
【０００６】
チャンバ１の第１の主放電電極３ａ側には、放電ガス導入口２が設けられ、ＥＵＶ光放射種を含む放電ガスを供給するガス供給ユニット７と接続されている。このガス導入口２を介してＥＵＶ光放射種がチャンバ１内に供給される。
チャンバ１の第２の主放電電極３ｂ側には、ガス排気口４が設けられ、放電部９の圧力を調整、およびチャンバ内を排気する排気ユニット８と接続されている。
また、チャンバ１の第２の主放電電極３ｂ側には、ＥＵＶ集光鏡６が設けられる。ＥＵＶ集光鏡６は、例えば、径の異なる回転楕円体、または回転放物体形状のミラーを複数枚、同一軸上に、焦点位置が略一致するように回転中心軸（光軸）を重ねて配置される。
このミラーは、例えば、ニッケル（Ｎｉ）等からなる平滑面を有する基体材料の反射面側に、ルテニウム（Ｒｕ）、モリブデン（Ｍｏ）、およびロジウム（Ｒｈ）などの金属を緻密にコーティングすることで、反射面に０°〜２５°の角度で入射するＥＵＶ光を良好に反射できるようにしたものである。
【０００７】
放電部９にて加熱励起されて生成した高密度高温プラズマＰから放射されたＥＵＶ光は、ＥＵＶ集光鏡６により反射されて集光し、チャンバ１のＥＵＶ光取り出し部１０から外部に出射する。なお、ＥＵＶ集光鏡６により反射されたＥＵＶ光が集光する位置は、中間集光点と呼ばれる。
また、放電部９とＥＵＶ集光鏡６との間には、ホイルトラップ５が設置される。ホイルトラップ５は、高密度高温プラズマＰによる金属（例えば電極）のスパッタや、Ｓｎ等の放射種に起因して生じるデブリが、ＥＵＶ集光鏡６に向かうのを防ぐ働きをする。
ホイルトラップ５は、図８に示すように、同心円状に配置された内部リングと外部リングの２個のリング５ａ，５ｂと、この２個のリング５ａ，５ｂにより両側が支持されて放射状に配置された複数の薄いプレート５ｃから構成されている。プレート５ｃは配置された空間を細かく分割することにより、その空間の圧力を上げ、デブリの運動エネルギーを低下させる。運動エネルギーが低下したデブリの多くは、ホイルトラップ５のプレート５ｃやリング５ａ，５ｂに捕捉される。一方、このホイルトラップ５は高密度高温プラズマＰから見ると、２個のリングを除けばプレートの厚みしか見えず、ＥＵＶ光のほとんどは通過する。
【０００８】
図７に戻り、ＥＵＶ光源装置の制御部１４は、露光機の制御部（不図示）からのＥＵＶ発光指令等に基づき、高電圧発生部１３、ガス供給ユニット７、ガス排気ユニット８を制御する。
例えば、制御部１４は、露光機の制御部（不図示）からのＥＵＶ発光指令を受信すると、ガス供給ユニット７を制御して、チャンバ１内にＥＵＶ光放射種を含む原料ガスを供給する。また、放電部９が所定の圧力となるよう、チャンバ１に設けた圧力モニター（不図示）からの圧力データに基づき、ガス供給ユニット７からの原料ガス供給量と、ガス排気ユニット８による排気量を制御する。その後、高電圧発生部１３を制御して、第１の主放電電極３ａおよび第２の主放電電極３ｂ間に電力を供給し、ＥＵＶ光を放射する高密度高温プラズマＰを発生させる。
【０００９】
ＥＵＶ光光源装置の動作は以下のように行われる。
（１）放電容器であるチャンバ１内に、放電ガス供給ユニット７より第１の主放電電極３ａ側に設けられたガス導入口２を介してＥＵＶ光放射種を含む放電ガスが導入される。
（２）放電ガスは、例えばスタナン（ＳｎＨ4 ）であり、導入されたＳｎＨ4 は、放電部９の第１の主放電電極３ａ、第２の主放電電極３ｂ、絶縁材３ｃにより形成されている連通穴を通過して、チャンバ１側に流れ、ガス排気口４に到達し、ガス排気ユニット８から排気される。
（３）ここで、放電部９の圧力は１〜２０Ｐａに調節される。この圧力調節は、例えば、以下のように行われる。まず、制御部１４が、チャンバ１に備えられた圧力モニター（不図示）により出力される圧力データを受信する。
制御部１４は受信した圧力データに基づき、ガス供給ユニット７及びガス排気ユニット８を制御して、チャンバ１内へのＳｎＨ4 の供給量ならびに排気量を調節することにより、放電部９の圧力を所定の圧力に調節する。
【００１０】
（４）放電ガスが、リング状の第１の主放電電極３ａ、第２の主放電電極３ｂ、絶縁材３ｃにより形成されている連通穴を流れている状態で、第２の主放電電極３ｂと第１の主放電電極３ａとの間に、高電圧発生部１３からおよそ＋２０ｋＶ〜−２０ｋＶの高電圧パルス電圧が印加される。
その結果、絶縁材３ｃ表面に沿面放電（ｃｒｅｅｐｉｎｇ ｄｉｓｃｈａｒｇｅ）が発生して第１の主放電電極３ａ、第２の主放電電極３ｂ間は実質、短絡状態になり、第１の主放電電極３ａ、第２の主放電電極３ｂ間にパルス状の大電流が流れる。その後、ピンチ効果によるジュール加熱によってリング状の第１、第２の各主放電電極３ａ，３ｂ間の高密度高温プラズマ発生部には、放電ガスによる高密度高温プラズマＰが発生し、このプラズマから波長１３．５ｎｍのＥＵＶ光が放射される。
【００１１】
（５）放射されたＥＵＶ光は、ＥＵＶ集光鏡６により反射されて集光され、ＥＵＶ光取り出し部１０より、図示を省略した露光機側光学系である照射部に出射される。
ＥＵＶ光モニター１１は入射するＥＵＶ光をモニタし、ＥＵＶ光の強度信号はＥＵＶ出力モニター装置１２から制御部１４に出力される。制御部１４は、入力したＥＵＶ光の強度信号に基づき、ＥＵＶ光強度が一定になるように、高電圧発生部１３から放電部９に供給する電力を調整する。
【特許文献１】特開２００４−２７９２４６号公報
【非特許文献１】「リソグラフィ用ＥＵＶ（極端紫外）光源研究の現状と将来展望」、Ｊ．ＰｌａｓｍａＦｕｓｉｏｎＲｅｓ．Ｖｏｌ．７９．Ｎｏ．３，Ｐ２１９−２６０，２００３年３月
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
高密度高温プラズマＰから放射されるＥＵＶ光の強度の変動は、露光機の露光面における照度の変動に結びつき、露光精度に影響を与える可能性がある。
したがって、ＥＵＶ光源装置の容器内には、前述したようにＥＵＶ光の強度を測定するＥＵＶ光モニター１１が設けられる。
ＥＵＶ光モニター１１は、基本的にはフォトダイオードと、１３．５ｎｍのＥＵＶ光を通過させるフィルタとから構成され、入射するＥＵＶ光の強度信号はＥＵＶ出力モニター装置１２に送られ、ＥＵＶ出力モニター装置１２から制御部１４に出力される。制御部１４は、入力したＥＵＶ光の強度信号に基づき、高密度高温プラズマＰから放射されるＥＵＶ光の相対的な強度の変化に基づき、ＥＵＶ光強度が一定になるように、高電圧発生部１３から放電部９に供給する電力を調整する。具体的には、ＥＵＶ光モニター１１によるＥＵＶ光強度が小さくなると、高電圧発生部１３から放電部９に供給する電圧を上げ、また、ＥＵＶ光強度が大きくなると、放電部９に供給する電圧を下げる。
【００１３】
従来、ＥＵＶ光モニター１１は、ＥＵＶ集光鏡６に入射しない成分を受光するようにしていた。
具体的には、図７に示すように、デブリの影響を防ぐため、ホイルトラップ５の光出射側に設け、ホイルトラップ５を通過した光のうち、ＥＵＶ集光鏡６に入射しない成分を受光する。ＥＵＶ集光鏡６に入射しない成分を利用することにより、光の利用効率を低下させることなく、ＥＵＶ光強度を測定することができる。
しかし、上記の方法では、強度測定用のＥＵＶ光を取り出すために、ホイルトラップ５の開口を、ＥＵＶ集光鏡６の受光範囲以上に広げる必要がある。しかし、上記したように、ホイルトラップ５は、配置された空間を細かく分割することにより圧力を上げ、デブリの運動エネルギーを低下させる働きをするものであり、開口が広くなるとその分圧力は上がりにくくなって、その効果が低下する。
【００１４】
ホイルトラップ５の効果を高めるためには、その開口は、ＥＵＶ集光鏡６の受光範囲と同じ大きさまで、できるだけ小さくすることが望ましい。
また、上記の方法では、ＥＵＶ光モニター１１には、高密度高温プラズマＰとＥＵＶ集光鏡６の中間集光点を結ぶ光軸に対し、大きな広がり角度を持つ光が入射することになる。しかし、高密度高温プラズマＰからの光は、光軸からの広がり角度が増すほど、光の強度は弱くなるので、高感度の高価なモニターを利用しなくてはならず、装置のコストが高くなる。
また、上記以外の強度測定用のＥＵＶ光の取り出し方法として、ＥＵＶ集光鏡６に貫通穴を設け、ＥＵＶ集光鏡６に入射した光の一部を取り出すことが考えられる。そのようにすれば、ホイルトラップ５の開口を大きくしないですむ。しかし、この場合、本来なら露光に利用されるはずのＥＵＶ光を失うことになるので、光の利用効率が低下し、露光面での照度が低下する。
本発明は上述した事情に鑑みなされたものであって、本発明の目的は、ＥＵＶ光源装置において、ホイルトラップ開口を大きくしてホイルトラップの効果を低減させたり、ＥＵＶ集光鏡に貫通孔を設けて光の利用効率を低下させたりすることなく、ＥＵＶ光の強度を測定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】
【００１５】
上記課題を本発明においては、次のように解決する。
（１）高密度高温プラズマから放射され、集光鏡に入るＥＵＶ光のうち、集光鏡の反射面により反射されず露光には利用されない光、例えば集光鏡の光軸上の光、あるいは集光鏡の光軸に対して所定の角度内で入る、反射面で反射集光されない光を、ＥＵＶ光モニターに入射させ、ＥＵＶ光の強度を測定する。
ＤＰＰ方式のＥＵＶ光源装置においては、集光鏡の設計条件にもよるが、高密度高温プラズマから、高密度高温プラズマとＥＵＶ集光鏡の中間集光点を結ぶ光軸に対して０°〜５°や０°〜１０°の角度で放射されるＥＵＶ光は、集光鏡の内側に入っていくが、反射面で反射集光されず、露光には使用されない。
したがって、反射面で反射されない光が中間集光点に来ることがないよう、ＥＵＶ光源装置の容器内の放電部から光取り出し部の間の光軸上には、遮光物、たとえばホイルトラップやＥＵＶ集光鏡の支持部材が配置され、積極的に遮光されている。
そこで、この光軸上の遮光物に適切な径（数百μ〜数ｍｍ）の貫通孔を形成し、この貫通孔を通過する光軸上の集光されない光を取り出してＥＵＶ光モニターに入射させ、光強度を測定する。
（２）上記（１）において、光軸上にＥＵＶ光モニターを配置し、貫通孔を通過した光が、直接ＥＵＶ光モニターに入射するようにしてもよい。あるいは、光軸上に反射部材を配置し、反射部材により反射したＥＵＶ光を、ＥＵＶ光モニターに入射するようにしてもよい。
（３）上記（１）（２）において、上記容器内に上記ＥＵＶ光モニターの出力を補正するための膜厚モニターが設けてもよい。
すなわち、放電ガスが放電により固体になるガスである場合等、付着物を発生するガスである場合には、ＥＵＶ光モニターへの入射光の光路中に設けられた上記反射部材の反射面あるいはＥＵＶ光モニターの受光面に付着物が堆積し、ＥＵＶ光モニターの感度が低下する。
そこで、チャンバ内に膜厚モニターをさらに設け、ＥＵＶ光モニターの受光面や、上記反射部材の表面に付着する付着物の厚さを測定し、あらかじめ測定しておいた付着物の膜厚に対するＥＵＶ光の反射率（透過率であってもよい）に基づき、ＥＵＶ光モニターにより測定されるＥＵＶ光の強度を補正する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明においては、以下の効果を得ることができる。
（１）高密度高温プラズマから放射され、集光鏡に入るＥＵＶ光のうち、集光鏡の反射面により反射されず露光には利用されない光をＥＵＶ光モニターに入射させるようにしたので、もともと露光用に使用されていない光を利用して測定を行うことができ、光の利用効率を低下させることはない。
（２）集光鏡に入るＥＵＶ光のうち、集光鏡の反射面により反射されず露光には利用されない、光軸上の光あるいは光軸に対して所定の角度内で集光鏡に入る光を利用するので、ホイルトラップの開口を広げる必要がなく、ＥＵＶ集光鏡の受光範囲と同じ大きさまで、狭めることができ、ホイルトラップの効果をそこなうことがない。
（３）光軸上の光あるいは光軸に対して所定の角度内で集光鏡に入る光は、光の強度が最も強いので、安価な低い感度のＥＵＶ光モニターを使用することができる。また、ミラーで反射させても測定が可能である。
（４）光軸上の遮光物に貫通孔を設けても、その径を小さくすることで、孔の内部で圧力上昇が生じ、ホイルトラップと同様の効果が得られる。したがって、ＥＵＶ光モニターや反射部材が、デブリで汚染されるのを抑えることができる。
（５）膜厚モニターを設けることにより、放電ガスが、付着物を発生するガスであり、それらがＥＵＶ光モニターの受光部や反射部材の表面に堆積しＥＵＶ光モニターの受光面や反射部材の表面に付着したとしても、付着物の厚さを測定することにより、膜厚に対するＥＵＶ光の反射率（透過率）に基づき、ＥＵＶ光モニターにより測定されるＥＵＶ光の強度を補正することができ、精度よくＥＵＶ光の強度を測定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
図１は、ＥＵＶ光モニターを備えたＥＵＶ光源装置の本発明の第１の実施例を示す図である。
なお、以下の実施例では、集光鏡には入るがその反射面で反射集光されずにＥＵＶ光モニターに入射する光として、高密度高温プラズマとＥＵＶ集光鏡の中間集光点を結ぶ光軸上の光を例にして説明するが、厳密に光軸上の光でなければならないわけではない。
集光鏡の内側には入るが反射面で反射集光されない光であれば、光軸上の光でなくても、ＥＵＶ光モニターに入射させる光として使用することができる。
図１は前記図７に示したものと同様、ＤＰＰ方式のＥＵＶ光源装置を示しており、前記図７に示したものと同一のものには同一の符号が付されている。
【００１８】
図７に示したものと同様、放電容器であるチャンバ１内に、放電ガス供給ユニット７より第１の主放電電極３ａ側に設けられたガス導入口２を介してＥＵＶ光放射種を含む放電ガスが導入される。放電ガスは、例えばスタナン（ＳｎＨ4 ）であり、導入されたＳｎＨ4 は、放電部９の第１の主放電電極３ａ、第２の主放電電極３ｂ、絶縁材３ｃにより形成されている連通穴を通過して、チャンバ１側に流れ、ガス排気口４に到達し、ガス排気ユニット８から排気される。
放電ガスが、リング状の第１の主放電電極３ａ、第２の主放電電極３ｂ、絶縁材３ｃにより形成されている連通穴を流れている状態で、第２の主放電電極３ｂと第１の主放電電極３ａとの間に、高電圧発生部１３から高電圧パルス電圧が印加され、第１の主放電電極３ａ、第２の主放電電極３ｂ間にパルス状の大電流が流れる。その後、ピンチ効果によるジュール加熱によってリング状の第１、第２の各主放電電極３ａ，３ｂ間には、放電ガスによる高密度高温プラズマＰが発生し、このプラズマから波長１３．５ｎｍのＥＵＶ光が放射される。
【００１９】
放電部９とＥＵＶ集光鏡６との間には、ホイルトラップ５が設置され、高密度高温プラズマＰによる金属（例えば電極）のスパッタや、Ｓｎ等の放射種に起因して生じるデブリが、ＥＵＶ集光鏡６に向かうのを防ぐ働きをする。
放射されたＥＵＶ光は、ＥＵＶ集光鏡６により反射されて集光され、ＥＵＶ光取り出し部１０より、図示を省略した露光機側光学系である照射部に出射される。
ＥＵＶ集光鏡６の光出射側に、光軸上のＥＵＶ光を光軸外に反射する反射部材１１ａが配置され、高密度高温プラズマＰから放射されたＥＵＶ光のうち、ＥＵＶ集光鏡の光軸上の光は反射部材１１ａにより反射され、ＥＵＶ光モニター１１に入射する。
ＥＵＶ光モニター１１は入射するＥＵＶ光をモニタし、ＥＵＶ光の強度信号はＥＵＶ出力モニター装置１２から制御部１４に出力される。制御部１４は、入力したＥＵＶ光の強度信号に基づき、ＥＵＶ光強度が一定になるように、高電圧発生部１３から放電部９に供給する電力を調整する。
【００２０】
従来は、放電部９と反射部材１１ａの間の光軸上には、ホイルトラップ５の内部リング５ｂやＥＵＶ集光鏡６のミラーを支持する支柱等の構造物が配置され、ＥＵＶ集光鏡６により反射されない光軸上の光が、中間集光点に来ることを防いでいる。
しかし、本発明では、このＥＵＶ集光鏡６の内側には入るが、反射面で反射集光されない光軸上の光をＥＵＶ光の強度測定に利用している。そこで、光軸上に配置されている支柱等の構造物には、図１に示すようにＥＵＶ光を通過させる貫通孔５ｄが形成される。
例えば、図２に、本発明で使用するホイルトラップ５を示す。同図に示すように、光軸上にあるホイルトラップ５の内部リング５ｂに貫通孔５ｄを設ける。
貫通孔５ｄの径は、ＥＵＶ光モニター１１が強度を測定するために十分な光量が得られるよう適宜設定する。しかし、光軸上の光の強度は強いので、貫通孔５ｄの径は直径数百μｍ〜数ｍｍ程度と小さくてよい。
ホイルトラップ５の内部リング５ｂに貫通孔５ｄがあると、電極からのデブリがこの貫通孔５ｄを通過して集光鏡６に達することも考えられるが、上記のように貫通孔５ｄの径は小さくできるので、貫通孔５ｄ内部のコンダクタンスは高く、内部の圧力は高くなり、通過するデブリの運動エネルギーが小さくなり、集光鏡６の反射ミラーへのデブリの影響はほとんどないと考えられる。
【００２１】
また、図３に本発明で使用するＥＵＶ集光鏡６の概略構成を示す。同図はＥＵＶ集光鏡６の一部を切り欠いた斜視図でありＥＵＶ光出射側から見た図を示している。
同図に示すように、ＥＵＶ集光鏡６は、中心軸を含む平面で切ったときの断面形状が楕円もしくは放物線となる回転楕円体形状、もしくは回転放物体形状（以下この中心軸を回転中心軸という）のミラー６ａを複数枚（この例では２枚であるが、５〜７枚でも良い）具備する。
これらのミラー６ａは、同一軸上に、焦点位置が略一致するように回転中心軸が重ねて配置されており、該回転中心軸の位置には、中央支柱６ｂが設けられ、該中央支柱６ｂには、放射状にハブ状支柱６ｃが取り付けられている。各ミラー６ａ（回転楕円体、回転放物体の内側の面がミラー面）は、このハブ状支柱６ｃにより支持されている。
【００２２】
上記中央支柱６ｂ、ハブ状支柱６ｃは、集光鏡６に入出射するＥＵＶ光を出来るだけ遮らないような位置に配置される。
同図に示すように、図２のホイルトラップ５と同様に、光軸上にある中央支柱６ｂに貫通孔６ｄを設ける。
そして、放電部９で発生する高密度高温プラズマＰとＥＵＶ集光鏡６の中間集光点を結ぶ光軸上であって、ＥＵＶ集光鏡６の光出射側に、光軸上のＥＵＶ光を光軸外に反射する（折り返す）反射部材１１ａを配置する。具体的には、図３に示すように、中央支柱６ｂに反射部材１１ａを取り付ける。
【００２３】
高密度高温プラズマＰから放射されたＥＵＶ光のうち、ＥＵＶ集光鏡６の光軸上の光は、ホイルトラップ５の内部リング５ｂの貫通孔５ｄを通過し、続いて集光鏡６の中央支柱６ｂの貫通孔６ｄに入射する。
そして、中央支柱６ｂの貫通孔６ｄに入射したＥＵＶ光は、貫通孔６ｄを通過すると、中央支柱の光出射側に設けた反射部材１１ａにより光軸外に反射され、ＥＵＶ光モニター１１に入射する。
反射部材１１ａは、表面にモリブデン（Ｍｏ）とシリコン（Ｓｉ）の多層膜を蒸着により形成した反射ミラーであり、多層膜は、折り返し角度を考慮して、反射する光の中心波長が１３．５ｎｍになるように、設計されている。
反射部材１１ａは、光軸上の光が中間集光点に入射することを防ぐ遮光部材の役割も果たすので、中間集光点には、集光鏡６には入射するが反射面で反射集光されない光軸上の不要な光が入射することがない。なお、反射部材１１ａによりＥＵＶ光を折り返す角度は、同図のように直角でなくても良い。
また、ＥＵＶ集光鏡６の外側を通過するＥＵＶ光を利用する必要がなくなるので、ホイルトラップ５の開口は、ＥＵＶ集光鏡６の受光範囲と同じ大きさでよい。
【００２４】
図４に第１の実施例の変形例を示す。
第１の実施例では反射部材１１ａによりＥＵＶ光を折り返し、ＥＵＶ光モニター１１に入射させているが、本実施例では、反射部材１１ａを配置した位置に、直接ＥＵＶ光モニター１１を配置した例であり、その他の構成は第１の実施例と同じである。
この場合も、上記と同様に、放電部９とＥＵＶ光モニター１１の間の光軸上にある構造物には、ＥＵＶ光を通過させる貫通孔を形成する。
このように構成しても、上記と同様にＥＵＶ光をモニターすることができ、またＥＵＶ光モニター１１は、光軸上の光が中間集光点に入射することを防ぐ遮光部材の役割を果たす。
なお、本実施例の場合、光軸上に配置したＥＵＶ光モニター１１を支持する支持部材１１ｂや、ＥＵＶ光モニター１１に接続する配線が、ＥＵＶ集光鏡６の光出射側を横切ることになる。そのため、これらの支持部材や配線は、ＥＵＶ集光鏡６から出射する光をさえぎらないように、図３に示したＥＵＶ集光鏡６のミラーを支持するハブ状支柱６ｃに沿わせて設ける。
【００２５】
図５に本発明の第２の実施例を示す。
第１の実施例に対して異なるのは、チャンバ１内に膜厚モニター１５を配置し、ＥＵＶ光モニター１１からのＥＵＶ光の強度データを膜厚モニター１５の測定結果により補正するようにしたことであり、その他の構成、動作は前記第１の実施例と同じである。
膜厚モニター１５は、付着物により生じる水晶振動子の周波数変化に基づき付着物の厚さを測定する。
例えば、ＥＵＶ光発生種としてＳｎを使用するため、放電ガスとしてスタナン（ＳｎＨ4 ）を使用すると、放電によりスズまたはスズの化合物が発生する。これらはほとんどホイルトラップ５や排気等により取り除かれるが、一部がＥＵＶ光モニター１１の受光面（光入射面）や、反射部材１１ａミラーを使用する場合はその表面に付着堆積する可能性がある。
反射部材１１ａやＥＵＶ光モニター１１の光入射部に付着堆積物があると、その分ＥＵＶ光モニター１１に受光される光の量が少なくなるので、高密度高温プラズマＰから同じ強度のＥＵＶ光が放射されていても、ＥＵＶ光モニター１１から出力されるＥＵＶ光の強度の信号は小さくなる。そのため、制御部１４は、放電部に供給する電圧を上げてしまう。
【００２６】
これを防ぐために、本実施例ではチャンバ内に膜厚モニターを配置し、ＥＵＶ光モニター１１や反射部材１１ａに付着堆積する堆積物の膜厚を測定し、そのデータ信号を制御部１４に出力する。
また、堆積物の厚さに対するＥＵＶ光の反射率（透過率）を予め実験により測定しておき、制御部１４にそのデータを記憶させておく。
制御部１４は、上記記憶された堆積物の厚さに対するＥＵＶ光の反射率（透過率）と、入力される反射部材１１ａあるいはＥＵＶ光モニター１１等のチャンバ１内に堆積している膜厚データとに基づき、ＥＵＶモニター１１あるいは反射部材１１ａのＥＵＶ光に対する反射率（透過率）を求め、ＥＵＶ光モニター１１からのＥＵＶ光の強度データを補正する。
例えば、膜厚に基づく透過率が５０％であり、反射部材１１ａにもＥＵＶ光モニター１１にも同じ厚さの堆積物が生じている場合は、ＥＵＶ光モニター１１からのＥＵＶ光の強度を４倍した値が、実際のＥＵＶ光の強度になる。
【００２７】
このように、チャンバ１内に膜厚モニター１５を設けることにより、放電により固体になる（付着物を発生する）放電ガスを使用する場合であっても、ＥＵＶ光の強度を測定することができる。
さらに膜が堆積し、膜厚モニター１５に堆積する膜厚が、あらかじめ決められた厚さ以上になり補正も困難になった場合は、ＥＵＶ光モニター１１や反射部材１１ａを交換する。また、ＥＵＶ光モニター１１や反射部材１１ａを交換する際には、ＥＵＶ集光鏡６にも同様に付着物が厚く堆積している可能性が高いので、ＥＵＶ集光鏡６と一式で交換を行なっても良い。
【００２８】
図６は本発明の第３の実施例であり、本実施例は放電部９に回転する電極を用いた場合の構成例である。
なお、同図では上記実施例と同様、高密度高温プラズマＰとＥＵＶ集光鏡６の中間集光点を結ぶ光軸上であって、ＥＵＶ集光鏡６の光出射側にＥＵＶ光モニター１１を設けているが、図１に示したように、反射部材１１ａを配置して、反射部材１１ａにより反射した光をＥＵＶ光モニター１１が受光するようにしても良い。
本実施例のＥＵＶ光源装置の構成は、放電部９の電極構造等を除き基本的には前記第１の実施例と同様であるが、後述するように、ＥＵＶ光発生種である原料のＳｎやＬｉを例えば加熱により液化し供給している。このため、前記第１の実施例に示したガス供給ユニット７、ガス導入口２は設けられておらず、第１、第２の排気口４ａ，４ｂ、第１、第２のガス排気ユニット８ａ，８ｂが設けられている。また、上記原料のＳｎまたはＬｉを気化させるためのレーザ照射器２４が設けられている。
【００２９】
次に図６に示す第３の実施例において、放電部９の構造について説明する。
放電部９は、金属製の円盤状部材である第１の主放電電極２３ａと、同じく金属製の円盤状部材である第２の主放電電極２３ｂとが絶縁材２３ｃを挟むように配置された構造である。第１の主放電電極２３ａの中心と第２の主放電電極２３ｂの中心とは略同軸上に配置され、第１の主放電電極２３ａと第２の主放電電極２３ｂは、絶縁材２３ｃの厚みの分だけ離間した位置に固定される。ここで、第２の主放電電極２３ｂの直径は、第１の主放電電極２３ａの直径よりも大きい。また、絶縁材２３ｃの厚み、すなわち、第１の主放電電極２３ａと第２の主放電電極２３ｂの離間距離は１ｍｍ〜１０ｍｍ程度である。
【００３０】
第２の主放電電極２３ｂには、モータ２１の回転シャフト２３ｄが取り付けられている。ここで、回転シャフト２３ｄは、第１の主放電電極２３ａの中心と第２の主放電電極２３ｂの中心が回転軸の略同軸上に位置するように、第２の主放電電極２３ｂの略中心に取り付けられる。
回転シャフト２３ｄは、例えば、メカニカルシールを介してチャンバ１内に導入される。メカニカルシールは、チャンバ１内の減圧雰囲気を維持しつつ、回転シャフト２３ｄの回転を許容する。
第２の主放電電極２３ｂの一側面には、例えばカーボンブラシ等で構成される第１の摺動子２３ｅおよび第２の摺動子２３ｆが設けられている。第２の摺動子２３ｆは第２の放電電極２３ｂと電気的に接続される。
一方、第１の摺動子２３ｅは、例えば第２の主放電電極２３ｂを貫通する貫通孔を介して第１の主放電電極２３ａと電気的に接続される。なお、図示を省略した絶縁機構により、第１の主放電電極２３ａと電気的に接続される第１の摺動子２３ｅと第２の主放電電極２３ｂとの間では絶縁破壊が発生しないように構成されている。
【００３１】
第１の摺動子２３ｅと第２の摺動子２３ｆは摺動しながらも電気的接続を維持する電気接点であり、高電圧発生部１３と接続される。高電圧発生部１３は、第１の摺動子２３ｅ、第２の摺動子２３ｆを介して、第１の主放電電極２３ａと第２の主放電電極２３ｂとの間にパルス電力を供給する。
すなわち、モータ２１が動作して第１の主放電電極２３ａと第２の主放電電極２３ｂとが回転していても、第１の主放電電極２３ａと第２の主放電電極２３ｂとの間には、第１の摺動子２３ｅ、第２の摺動子２３ｆを介して、高電圧発生部１３よりパルス電力が印加される。
なお、第１の主放電電極２３ａ、第２の主放電電極と高電圧発生部１３とを電気的に接続可能な構造であれば、その他の構造であってもよい。
【００３２】
高電圧発生部１３は、コンデンサと磁気スイッチとからなる磁気パルス圧縮回路部を介して、負荷である第１の主放電電極２３ａと第２の主放電電極２３ｂとの間にパルス幅の短いパルス電力を印加する。なお、高電圧発生部１３から第１の摺動子２３ｅ、第２の摺動子２３ｆとの配線は、図示を省略した絶縁性の電流導入端子を介してなされる。
電流導入端子は、チャンバ１に取り付けられ、チャンバ１内の減圧雰囲気を維持しつつ、高電圧発生部１３から第１の摺動子２３ｅ、第２の摺動子２３ｆとの電気的接続を可能とする。
金属製の円盤状部材である第１の主放電電極２３ａ、第２の主放電電極２３ｂの周辺部は、エッジ形状に構成される。後で示すように、高電圧発生部１３より第１の主放電電極２３ａ、第２の主放電電極２３ｂに電力が印加されると、両電極のエッジ形状部分間で放電が発生する。
電極は、高密度高温プラズマにより高温となるので、第１の主放電電極２３ａ、第２の主放電電極２３ｂ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。また、絶縁材２３ｃは、例えば、窒化ケイ素、窒化アルミニウム、ダイヤモンド等からなる。
【００３３】
第２の主放電電極２３ｂの周辺部には溝部２３ｇが設けられ、この溝部２３ｇにＥＵＶ光発生種である固体Ｓｎや固体Ｌｉが供給される。ＥＵＶ光発生種の供給は、原料供給部２２より供給される。
原料供給部２２は、例えばＥＵＶ光発生種である原料のＳｎやＬｉを加熱により液化し、第２の主放電電極２３ｂの溝部２３ｇに供給する。
原料供給部２２から液化した原料のＳｎやＬｉを供給する場合、ＥＵＶ光源装置は、原料供給部２２が左側に、ＥＵＶ光取出し部が右側に位置するように、図６に示すＥＵＶ光源装置を反時計周りに９０度回転した配置となり、原料供給部２２から液化した原料のＳｎやＬｉを溝部２３ｇに例えば滴下させる。
あるいは、原料供給ユニットは、固形のＳｎやＬｉを定期的に第２の主放電電極２３ｂの溝部に供給するように構成してもよい。
モータ２１は一方向にのみ回転し、モータ２１が動作する事により回転シャフト２３ｄが回転し、回転シャフト２３ｄに取り付けられた第２の主放電電極２３ｂ及び第１の主放電電極２３ａが一方向に回転する。第２の主放電電極２３ｂの溝部２３ｇに配置もしくは供給されたＳｎまたはＬｉは移動する。
【００３４】
一方、チャンバ１には、ＥＵＶ集光鏡６側に移動したＳｎまたはＬｉに対してレーザ光を照射するレーザ照射器２４が設けられる。レーザ照射器２４からのレーザ光は、チャンバ１に設けられた不図示のレーザ光透過窓部、レーザ光集光手段を介して、上記ＥＵＶ集光鏡６側に移動したＳｎまたはＬｉ上に集光して照射される。
上記したように、第２の主放電電極２３ｂの直径は、第１の主放電電極２３ａの直径よりも大きい。よって、レーザ光は、第１の主放電電極２３ａの側面を通過して第２の主放電電極２３ｂの溝部２３ｇに照射されるように容易にアライメントすることができる。
放電部からのＥＵＶ光の放射は以下のようにして行われる。
【００３５】
レーザ照射器２４により、レーザ光がＳｎまたはＬｉに照射される。レーザ光が照射されたＳｎまたはＬｉは、第１の主放電電極２３ａ、第２の主放電電極２３ｂ間で気化し、一部は電離する。このような状態下で、第１、第２の主放電電極２３ａ，２３ｂ間に高電圧発生部１３より電圧が約＋２０ｋＶ〜−２０ｋＶであるようなパルス電力を印加すると、第１の主放電電極２３ａ、第２の主放電電極２３ｂの周辺部に設けられたエッジ形状部分間で放電が発生する。
このとき第１の主放電電極２３ａ、第２の主放電電極２３ｂ間で気化したＳｎまたはＬｉの一部電離した部分にパルス状の大電流が流れる。その後、ジュール加熱によって、両電極間の周辺部には、気化したＳｎまたはＬｉによる高密度高温プラズマＰが形成され、この高密度高温プラズマＰから波長１３．５ｎｍのＥＵＶ光が放射される。
放射された光は、ホイルトラップ５を介し、ＥＵＶ集光鏡６に入射し、中間集光点であるＥＵＶ光取り出し部１０に集光され、ＥＵＶ光取り出し部１０から、ＥＵＶ光光源装置外に出射する。
【００３６】
ＥＵＶ集光鏡６の光出射側の光軸上にはＥＵＶ光モニター１１が配置され、前記実施例と同様に、放電部とＥＵＶ光モニター１１の間の光軸上にある構造物にはＥＵＶ光を通過させる貫通孔が形成されている。高密度高温プラズマＰから放射されたＥＵＶ光のうち、ＥＵＶ集光鏡６の光軸上の光はＥＵＶ光モニター１１に入射する。
ＥＵＶ光モニター１１は入射するＥＵＶ光をモニタし、ＥＵＶ光の強度信号はＥＵＶ出力モニター装置１２から制御部１４に出力される。制御部１４は、入力したＥＵＶ光の強度信号に基づき、ＥＵＶ光強度が一定になるように、高電圧発生部１３から供給する電力を調整する。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の第１の実施例を示す図である。
【図２】本発明で使用されるホイルトラップを示す図である。
【図３】本発明で使用されるＥＵＶ集光鏡の概略構成を示す図である。
【図４】第１の実施例の変形例を示す図である。
【図５】本発明の第２の実施例を示す図である。
【図６】本発明の第３の実施例を示す図である。
【図７】ＤＰＰ方式のＥＵＶ光源装置の構成例を示す図である。
【図８】ホイルトラップの構成例を示す図である。
【符号の説明】
【００３８】
１ チャンバ
２ 放電ガス導入口
３ａ 第１の主放電電極
３ｂ 第２の主放電電極
３ｃ 絶縁材
４ ガス排気口
５ ホイルトラップ
６ ＥＵＶ集光鏡
７ ガス供給ユニット
８ ガス排気ユニット
９ 放電部
１０ ＥＵＶ光取り出し部
１１ ＥＵＶ光モニター
１１ａ 反射部材
１２ ＥＵＶ出力モニター装置
１３ 高電圧発生部
１４ 制御部
１５ 膜厚モニター
２１ モータ
２２ 原料供給部
２３ａ 第１の主放電電極
２３ｂ 第２の主放電電極
２３ｃ 絶縁材
２３ｄ 回転シャフト
２４ レーザ照射器
Ｐ 高密度高温プラズマ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、極端紫外光を発生させる極端紫外光光源装置に関し、特に、極端紫外光の強度をモニターする測定器の配置に係わる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、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）光ともいう）光を照射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、そのうちの一つにＥＵＶ光を放射する物質（以下、ＥＵＶ光放射種ともいう）を加熱して励起することにより高密度高温プラズマを発生させ、このプラズマから放射されるＥＵＶ光を取り出す方法がある。
【０００３】
このような方法を採用するＥＵＶ光源装置は、高密度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。
ＬＰＰ方式のＥＵＶ光源装置は、レーザアプレーションにより高密度高温プラズマを生成する。一方、ＤＰＰ方式のＥＵＶ光源装置は、電流駆動により高密度高温プラズマを生成する。
ＤＰＰ方式のＥＵＶ光源装置における放電方式には、Ｚピンチ方式、キャピラリー放電方式、プラズマフォーカス方式、ホロカソードトリガーＺピンチ方式などがある。
ＤＰＰ方式のＥＵＶ光源装置は、ＬＰＰ方式のＥＵＶ光源装置と比較して、光源装置の小型化や光源システムの消費電力が小さいといったメリットがあり、実用化への期待も大きい。
【０００４】
上記した両方式のＥＵＶ光源装置において、波長１３．５ｎｍのＥＵＶ光を放出する放射種、すなわち、高密度高温プラズマの原料として、現在１０価前後のＸｅ（キセノン）イオンが知られているが、より強い放射強度を得るための原料としてＬｉ（リチウム）イオンとＳｎ（スズ）イオンが注目されている。
例えば、Ｓｎは、高密度高温プラズマの発生に必要な電気入力と波長１３．５ｎｍのＥＵＶ光放射強度の比であるＥＵＶ変換効率がＸｅより数倍大きく、大出力の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に示されるように、ＥＵＶ光放射種であるＳｎ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 ）を使ったＥＵＶ光源の開発が進められている。
【０００５】
図７に、ＤＰＰ方式のＥＵＶ光源装置の構成例を示す。
図７に示すように、ＤＰＰ方式の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、例えば、リング状の第１の主放電電極３ａ（カソード）と第２の主放電電極３ｂ（アノード）とが、リング状の絶縁材３ｃを挟んで配置され、放電部９を構成する。
第１の主放電電極３ａ、第２の主放電電極３ｂ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。また、絶縁材３ｃは、例えば、窒化ケイ素、窒化アルミニウム、ダイヤモンド等からなる。ここで、チャンバ１と第２の主放電電極３ｂは接地されている。
リング状の第１の主放電電極３ａ、第２の主放電電極３ｂ、絶縁材３ｃは貫通穴を有し、それぞれの貫通穴が略同軸上に位置するように配置し、連通穴を構成している。後述するように、第１の主放電電極３ａおよび第２の主放電電極３ｂ間に電力が供給されて放電が発生したとき、この連通穴もしくは連通穴近傍にて、ＥＵＶ光放射種が加熱励起され高密度高温プラズマＰが生成される。
放電部９の電力供給は、第１の主放電電極３ａおよび第２の主放電電極３ｂに接続された高電圧発生部１３によりなされる。高電圧発生部１３は、コンデンサと磁気スイッチとからなる磁気パルス圧縮回路部を介して、負荷である第１の主放電電極３ａと第２の主放電電極３ｂとの間にパルス幅の短いパルス電力を印加する。
なお、ＤＰＰ方式のＥＵＶ光源装置は、図７に示すもの以外にも様々な構成例があるが、それについては非特許文献１を参照されたい。
【０００６】
チャンバ１の第１の主放電電極３ａ側には、放電ガス導入口２が設けられ、ＥＵＶ光放射種を含む放電ガスを供給するガス供給ユニット７と接続されている。このガス導入口２を介してＥＵＶ光放射種がチャンバ１内に供給される。
チャンバ１の第２の主放電電極３ｂ側には、ガス排気口４が設けられ、放電部９の圧力を調整、およびチャンバ内を排気する排気ユニット８と接続されている。
また、チャンバ１の第２の主放電電極３ｂ側には、ＥＵＶ集光鏡６が設けられる。ＥＵＶ集光鏡６は、例えば、径の異なる回転楕円体、または回転放物体形状のミラーを複数枚、同一軸上に、焦点位置が略一致するように回転中心軸（光軸）を重ねて配置される。
このミラーは、例えば、ニッケル（Ｎｉ）等からなる平滑面を有する基体材料の反射面側に、ルテニウム（Ｒｕ）、モリブデン（Ｍｏ）、およびロジウム（Ｒｈ）などの金属を緻密にコーティングすることで、反射面に０°〜２５°の角度で入射するＥＵＶ光を良好に反射できるようにしたものである。
【０００７】
放電部９にて加熱励起されて生成した高密度高温プラズマＰから放射されたＥＵＶ光は、ＥＵＶ集光鏡６により反射されて集光し、チャンバ１のＥＵＶ光取り出し部１０から外部に出射する。なお、ＥＵＶ集光鏡６により反射されたＥＵＶ光が集光する位置は、中間集光点と呼ばれる。
また、放電部９とＥＵＶ集光鏡６との間には、ホイルトラップ５が設置される。ホイルトラップ５は、高密度高温プラズマＰによる金属（例えば電極）のスパッタや、Ｓｎ等の放射種に起因して生じるデブリが、ＥＵＶ集光鏡６に向かうのを防ぐ働きをする。
ホイルトラップ５は、図８に示すように、同心円状に配置された内部リングと外部リングの２個のリング５ａ，５ｂと、この２個のリング５ａ，５ｂにより両側が支持されて放射状に配置された複数の薄いプレート５ｃから構成されている。プレート５ｃは配置された空間を細かく分割することにより、その空間の圧力を上げ、デブリの運動エネルギーを低下させる。運動エネルギーが低下したデブリの多くは、ホイルトラップ５のプレート５ｃやリング５ａ，５ｂに捕捉される。一方、このホイルトラップ５は高密度高温プラズマＰから見ると、２個のリングを除けばプレートの厚みしか見えず、ＥＵＶ光のほとんどは通過する。
【０００８】
図７に戻り、ＥＵＶ光源装置の制御部１４は、露光機の制御部（不図示）からのＥＵＶ発光指令等に基づき、高電圧発生部１３、ガス供給ユニット７、ガス排気ユニット８を制御する。
例えば、制御部１４は、露光機の制御部（不図示）からのＥＵＶ発光指令を受信すると、ガス供給ユニット７を制御して、チャンバ１内にＥＵＶ光放射種を含む原料ガスを供給する。また、放電部９が所定の圧力となるよう、チャンバ１に設けた圧力モニター（不図示）からの圧力データに基づき、ガス供給ユニット７からの原料ガス供給量と、ガス排気ユニット８による排気量を制御する。その後、高電圧発生部１３を制御して、第１の主放電電極３ａおよび第２の主放電電極３ｂ間に電力を供給し、ＥＵＶ光を放射する高密度高温プラズマＰを発生させる。
【０００９】
ＥＵＶ光光源装置の動作は以下のように行われる。
（１）放電容器であるチャンバ１内に、放電ガス供給ユニット７より第１の主放電電極３ａ側に設けられたガス導入口２を介してＥＵＶ光放射種を含む放電ガスが導入される。
（２）放電ガスは、例えばスタナン（ＳｎＨ4 ）であり、導入されたＳｎＨ4 は、放電部９の第１の主放電電極３ａ、第２の主放電電極３ｂ、絶縁材３ｃにより形成されている連通穴を通過して、チャンバ１側に流れ、ガス排気口４に到達し、ガス排気ユニット８から排気される。
（３）ここで、放電部９の圧力は１〜２０Ｐａに調節される。この圧力調節は、例えば、以下のように行われる。まず、制御部１４が、チャンバ１に備えられた圧力モニター（不図示）により出力される圧力データを受信する。
制御部１４は受信した圧力データに基づき、ガス供給ユニット７及びガス排気ユニット８を制御して、チャンバ１内へのＳｎＨ4 の供給量ならびに排気量を調節することにより、放電部９の圧力を所定の圧力に調節する。
【００１０】
（４）放電ガスが、リング状の第１の主放電電極３ａ、第２の主放電電極３ｂ、絶縁材３ｃにより形成されている連通穴を流れている状態で、第２の主放電電極３ｂと第１の主放電電極３ａとの間に、高電圧発生部１３からおよそ＋２０ｋＶ〜−２０ｋＶの高電圧パルス電圧が印加される。
その結果、絶縁材３ｃ表面に沿面放電（ｃｒｅｅｐｉｎｇ ｄｉｓｃｈａｒｇｅ）が発生して第１の主放電電極３ａ、第２の主放電電極３ｂ間は実質、短絡状態になり、第１の主放電電極３ａ、第２の主放電電極３ｂ間にパルス状の大電流が流れる。その後、ピンチ効果によるジュール加熱によってリング状の第１、第２の各主放電電極３ａ，３ｂ間の高密度高温プラズマ発生部には、放電ガスによる高密度高温プラズマＰが発生し、このプラズマから波長１３．５ｎｍのＥＵＶ光が放射される。
【００１１】
（５）放射されたＥＵＶ光は、ＥＵＶ集光鏡６により反射されて集光され、ＥＵＶ光取り出し部１０より、図示を省略した露光機側光学系である照射部に出射される。
ＥＵＶ光モニター１１は入射するＥＵＶ光をモニタし、ＥＵＶ光の強度信号はＥＵＶ出力モニター装置１２から制御部１４に出力される。制御部１４は、入力したＥＵＶ光の強度信号に基づき、ＥＵＶ光強度が一定になるように、高電圧発生部１３から放電部９に供給する電力を調整する。
【特許文献１】特開２００４−２７９２４６号公報
【非特許文献１】「リソグラフィ用ＥＵＶ（極端紫外）光源研究の現状と将来展望」、Ｊ．ＰｌａｓｍａＦｕｓｉｏｎＲｅｓ．Ｖｏｌ．７９．Ｎｏ．３，Ｐ２１９−２６０，２００３年３月
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
高密度高温プラズマＰから放射されるＥＵＶ光の強度の変動は、露光機の露光面における照度の変動に結びつき、露光精度に影響を与える可能性がある。
したがって、ＥＵＶ光源装置の容器内には、前述したようにＥＵＶ光の強度を測定するＥＵＶ光モニター１１が設けられる。
ＥＵＶ光モニター１１は、基本的にはフォトダイオードと、１３．５ｎｍのＥＵＶ光を通過させるフィルタとから構成され、入射するＥＵＶ光の強度信号はＥＵＶ出力モニター装置１２に送られ、ＥＵＶ出力モニター装置１２から制御部１４に出力される。制御部１４は、入力したＥＵＶ光の強度信号に基づき、高密度高温プラズマＰから放射されるＥＵＶ光の相対的な強度の変化に基づき、ＥＵＶ光強度が一定になるように、高電圧発生部１３から放電部９に供給する電力を調整する。具体的には、ＥＵＶ光モニター１１によるＥＵＶ光強度が小さくなると、高電圧発生部１３から放電部９に供給する電圧を上げ、また、ＥＵＶ光強度が大きくなると、放電部９に供給する電圧を下げる。
【００１３】
従来、ＥＵＶ光モニター１１は、ＥＵＶ集光鏡６に入射しない成分を受光するようにしていた。
具体的には、図７に示すように、デブリの影響を防ぐため、ホイルトラップ５の光出射側に設け、ホイルトラップ５を通過した光のうち、ＥＵＶ集光鏡６に入射しない成分を受光する。ＥＵＶ集光鏡６に入射しない成分を利用することにより、光の利用効率を低下させることなく、ＥＵＶ光強度を測定することができる。
しかし、上記の方法では、強度測定用のＥＵＶ光を取り出すために、ホイルトラップ５の開口を、ＥＵＶ集光鏡６の受光範囲以上に広げる必要がある。しかし、上記したように、ホイルトラップ５は、配置された空間を細かく分割することにより圧力を上げ、デブリの運動エネルギーを低下させる働きをするものであり、開口が広くなるとその分圧力は上がりにくくなって、その効果が低下する。
【００１４】
ホイルトラップ５の効果を高めるためには、その開口は、ＥＵＶ集光鏡６の受光範囲と同じ大きさまで、できるだけ小さくすることが望ましい。
また、上記の方法では、ＥＵＶ光モニター１１には、高密度高温プラズマＰとＥＵＶ集光鏡６の中間集光点を結ぶ光軸に対し、大きな広がり角度を持つ光が入射することになる。しかし、高密度高温プラズマＰからの光は、光軸からの広がり角度が増すほど、光の強度は弱くなるので、高感度の高価なモニターを利用しなくてはならず、装置のコストが高くなる。
また、上記以外の強度測定用のＥＵＶ光の取り出し方法として、ＥＵＶ集光鏡６に貫通穴を設け、ＥＵＶ集光鏡６に入射した光の一部を取り出すことが考えられる。そのようにすれば、ホイルトラップ５の開口を大きくしないですむ。しかし、この場合、本来なら露光に利用されるはずのＥＵＶ光を失うことになるので、光の利用効率が低下し、露光面での照度が低下する。
本発明は上述した事情に鑑みなされたものであって、本発明の目的は、ＥＵＶ光源装置において、ホイルトラップ開口を大きくしてホイルトラップの効果を低減させたり、ＥＵＶ集光鏡に貫通孔を設けて光の利用効率を低下させたりすることなく、ＥＵＶ光の強度を測定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】
【００１５】
上記課題を本発明においては、次のように解決する。
（１）高密度高温プラズマから放射され、集光鏡に入るＥＵＶ光のうち、集光鏡の反射面により反射されず露光には利用されない光、例えば集光鏡の光軸上の光、あるいは集光鏡の光軸に対して所定の角度内で入る、反射面で反射集光されない光を、ＥＵＶ光モニターに入射させ、ＥＵＶ光の強度を測定する。
ＤＰＰ方式のＥＵＶ光源装置においては、集光鏡の設計条件にもよるが、高密度高温プラズマから、高密度高温プラズマとＥＵＶ集光鏡の中間集光点を結ぶ光軸に対して０°〜５°や０°〜１０°の角度で放射されるＥＵＶ光は、集光鏡の内側に入っていくが、反射面で反射集光されず、露光には使用されない。
したがって、反射面で反射されない光が中間集光点に来ることがないよう、ＥＵＶ光源装置の容器内の放電部から光取り出し部の間の光軸上には、遮光物、たとえばホイルトラップやＥＵＶ集光鏡の支持部材が配置され、積極的に遮光されている。
そこで、この光軸上の遮光物に適切な径（数百μ〜数ｍｍ）の貫通孔を形成し、この貫通孔を通過する光軸上の集光されない光を取り出してＥＵＶ光モニターに入射させ、光強度を測定する。
（２）上記（１）において、光軸上にＥＵＶ光モニターを配置し、貫通孔を通過した光が、直接ＥＵＶ光モニターに入射するようにしてもよい。あるいは、光軸上に反射部材を配置し、反射部材により反射したＥＵＶ光を、ＥＵＶ光モニターに入射するようにしてもよい。
（３）上記（１）（２）において、上記容器内に上記ＥＵＶ光モニターの出力を補正するための膜厚モニターが設けてもよい。
すなわち、放電ガスが放電により固体になるガスである場合等、付着物を発生するガスである場合には、ＥＵＶ光モニターへの入射光の光路中に設けられた上記反射部材の反射面あるいはＥＵＶ光モニターの受光面に付着物が堆積し、ＥＵＶ光モニターの感度が低下する。
そこで、チャンバ内に膜厚モニターをさらに設け、ＥＵＶ光モニターの受光面や、上記反射部材の表面に付着する付着物の厚さを測定し、あらかじめ測定しておいた付着物の膜厚に対するＥＵＶ光の反射率（透過率であってもよい）に基づき、ＥＵＶ光モニターにより測定されるＥＵＶ光の強度を補正する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明においては、以下の効果を得ることができる。
（１）高密度高温プラズマから放射され、集光鏡に入るＥＵＶ光のうち、集光鏡の反射面により反射されず露光には利用されない光をＥＵＶ光モニターに入射させるようにしたので、もともと露光用に使用されていない光を利用して測定を行うことができ、光の利用効率を低下させることはない。
（２）集光鏡に入るＥＵＶ光のうち、集光鏡の反射面により反射されず露光には利用されない、光軸上の光あるいは光軸に対して所定の角度内で集光鏡に入る光を利用するので、ホイルトラップの開口を広げる必要がなく、ＥＵＶ集光鏡の受光範囲と同じ大きさまで、狭めることができ、ホイルトラップの効果をそこなうことがない。
（３）光軸上の光あるいは光軸に対して所定の角度内で集光鏡に入る光は、光の強度が最も強いので、安価な低い感度のＥＵＶ光モニターを使用することができる。また、ミラーで反射させても測定が可能である。
（４）光軸上の遮光物に貫通孔を設けても、その径を小さくすることで、孔の内部で圧力上昇が生じ、ホイルトラップと同様の効果が得られる。したがって、ＥＵＶ光モニターや反射部材が、デブリで汚染されるのを抑えることができる。
（５）膜厚モニターを設けることにより、放電ガスが、付着物を発生するガスであり、それらがＥＵＶ光モニターの受光部や反射部材の表面に堆積しＥＵＶ光モニターの受光面や反射部材の表面に付着したとしても、付着物の厚さを測定することにより、膜厚に対するＥＵＶ光の反射率（透過率）に基づき、ＥＵＶ光モニターにより測定されるＥＵＶ光の強度を補正することができ、精度よくＥＵＶ光の強度を測定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
図１は、ＥＵＶ光モニターを備えたＥＵＶ光源装置の本発明の第１の実施例を示す図である。
なお、以下の実施例では、集光鏡には入るがその反射面で反射集光されずにＥＵＶ光モニターに入射する光として、高密度高温プラズマとＥＵＶ集光鏡の中間集光点を結ぶ光軸上の光を例にして説明するが、厳密に光軸上の光でなければならないわけではない。
集光鏡の内側には入るが反射面で反射集光されない光であれば、光軸上の光でなくても、ＥＵＶ光モニターに入射させる光として使用することができる。
図１は前記図７に示したものと同様、ＤＰＰ方式のＥＵＶ光源装置を示しており、前記図７に示したものと同一のものには同一の符号が付されている。
【００１８】
図７に示したものと同様、放電容器であるチャンバ１内に、放電ガス供給ユニット７より第１の主放電電極３ａ側に設けられたガス導入口２を介してＥＵＶ光放射種を含む放電ガスが導入される。放電ガスは、例えばスタナン（ＳｎＨ4 ）であり、導入されたＳｎＨ4 は、放電部９の第１の主放電電極３ａ、第２の主放電電極３ｂ、絶縁材３ｃにより形成されている連通穴を通過して、チャンバ１側に流れ、ガス排気口４に到達し、ガス排気ユニット８から排気される。
放電ガスが、リング状の第１の主放電電極３ａ、第２の主放電電極３ｂ、絶縁材３ｃにより形成されている連通穴を流れている状態で、第２の主放電電極３ｂと第１の主放電電極３ａとの間に、高電圧発生部１３から高電圧パルス電圧が印加され、第１の主放電電極３ａ、第２の主放電電極３ｂ間にパルス状の大電流が流れる。その後、ピンチ効果によるジュール加熱によってリング状の第１、第２の各主放電電極３ａ，３ｂ間には、放電ガスによる高密度高温プラズマＰが発生し、このプラズマから波長１３．５ｎｍのＥＵＶ光が放射される。
【００１９】
放電部９とＥＵＶ集光鏡６との間には、ホイルトラップ５が設置され、高密度高温プラズマＰによる金属（例えば電極）のスパッタや、Ｓｎ等の放射種に起因して生じるデブリが、ＥＵＶ集光鏡６に向かうのを防ぐ働きをする。
放射されたＥＵＶ光は、ＥＵＶ集光鏡６により反射されて集光され、ＥＵＶ光取り出し部１０より、図示を省略した露光機側光学系である照射部に出射される。
ＥＵＶ集光鏡６の光出射側に、光軸上のＥＵＶ光を光軸外に反射する反射部材１１ａが配置され、高密度高温プラズマＰから放射されたＥＵＶ光のうち、ＥＵＶ集光鏡の光軸上の光は反射部材１１ａにより反射され、ＥＵＶ光モニター１１に入射する。
ＥＵＶ光モニター１１は入射するＥＵＶ光をモニタし、ＥＵＶ光の強度信号はＥＵＶ出力モニター装置１２から制御部１４に出力される。制御部１４は、入力したＥＵＶ光の強度信号に基づき、ＥＵＶ光強度が一定になるように、高電圧発生部１３から放電部９に供給する電力を調整する。
【００２０】
従来は、放電部９と反射部材１１ａの間の光軸上には、ホイルトラップ５の内部リング５ｂやＥＵＶ集光鏡６のミラーを支持する支柱等の構造物が配置され、ＥＵＶ集光鏡６により反射されない光軸上の光が、中間集光点に来ることを防いでいる。
しかし、本発明では、このＥＵＶ集光鏡６の内側には入るが、反射面で反射集光されない光軸上の光をＥＵＶ光の強度測定に利用している。そこで、光軸上に配置されている支柱等の構造物には、図１に示すようにＥＵＶ光を通過させる貫通孔５ｄが形成される。
例えば、図２に、本発明で使用するホイルトラップ５を示す。同図に示すように、光軸上にあるホイルトラップ５の内部リング５ｂに貫通孔５ｄを設ける。
貫通孔５ｄの径は、ＥＵＶ光モニター１１が強度を測定するために十分な光量が得られるよう適宜設定する。しかし、光軸上の光の強度は強いので、貫通孔５ｄの径は直径数百μｍ〜数ｍｍ程度と小さくてよい。
ホイルトラップ５の内部リング５ｂに貫通孔５ｄがあると、電極からのデブリがこの貫通孔５ｄを通過して集光鏡６に達することも考えられるが、上記のように貫通孔５ｄの径は小さくできるので、貫通孔５ｄ内部のコンダクタンスは高く、内部の圧力は高くなり、通過するデブリの運動エネルギーが小さくなり、集光鏡６の反射ミラーへのデブリの影響はほとんどないと考えられる。
【００２１】
また、図３に本発明で使用するＥＵＶ集光鏡６の概略構成を示す。同図はＥＵＶ集光鏡６の一部を切り欠いた斜視図でありＥＵＶ光出射側から見た図を示している。
同図に示すように、ＥＵＶ集光鏡６は、中心軸を含む平面で切ったときの断面形状が楕円もしくは放物線となる回転楕円体形状、もしくは回転放物体形状（以下この中心軸を回転中心軸という）のミラー６ａを複数枚（この例では２枚であるが、５〜７枚でも良い）具備する。
これらのミラー６ａは、同一軸上に、焦点位置が略一致するように回転中心軸が重ねて配置されており、該回転中心軸の位置には、中央支柱６ｂが設けられ、該中央支柱６ｂには、放射状にハブ状支柱６ｃが取り付けられている。各ミラー６ａ（回転楕円体、回転放物体の内側の面がミラー面）は、このハブ状支柱６ｃにより支持されている。
【００２２】
上記中央支柱６ｂ、ハブ状支柱６ｃは、集光鏡６に入出射するＥＵＶ光を出来るだけ遮らないような位置に配置される。
同図に示すように、図２のホイルトラップ５と同様に、光軸上にある中央支柱６ｂに貫通孔６ｄを設ける。
そして、放電部９で発生する高密度高温プラズマＰとＥＵＶ集光鏡６の中間集光点を結ぶ光軸上であって、ＥＵＶ集光鏡６の光出射側に、光軸上のＥＵＶ光を光軸外に反射する（折り返す）反射部材１１ａを配置する。具体的には、図３に示すように、中央支柱６ｂに反射部材１１ａを取り付ける。
【００２３】
高密度高温プラズマＰから放射されたＥＵＶ光のうち、ＥＵＶ集光鏡６の光軸上の光は、ホイルトラップ５の内部リング５ｂの貫通孔５ｄを通過し、続いて集光鏡６の中央支柱６ｂの貫通孔６ｄに入射する。
そして、中央支柱６ｂの貫通孔６ｄに入射したＥＵＶ光は、貫通孔６ｄを通過すると、中央支柱の光出射側に設けた反射部材１１ａにより光軸外に反射され、ＥＵＶ光モニター１１に入射する。
反射部材１１ａは、表面にモリブデン（Ｍｏ）とシリコン（Ｓｉ）の多層膜を蒸着により形成した反射ミラーであり、多層膜は、折り返し角度を考慮して、反射する光の中心波長が１３．５ｎｍになるように、設計されている。
反射部材１１ａは、光軸上の光が中間集光点に入射することを防ぐ遮光部材の役割も果たすので、中間集光点には、集光鏡６には入射するが反射面で反射集光されない光軸上の不要な光が入射することがない。なお、反射部材１１ａによりＥＵＶ光を折り返す角度は、同図のように直角でなくても良い。
また、ＥＵＶ集光鏡６の外側を通過するＥＵＶ光を利用する必要がなくなるので、ホイルトラップ５の開口は、ＥＵＶ集光鏡６の受光範囲と同じ大きさでよい。
【００２４】
図４に第１の実施例の変形例を示す。
第１の実施例では反射部材１１ａによりＥＵＶ光を折り返し、ＥＵＶ光モニター１１に入射させているが、本実施例では、反射部材１１ａを配置した位置に、直接ＥＵＶ光モニター１１を配置した例であり、その他の構成は第１の実施例と同じである。
この場合も、上記と同様に、放電部９とＥＵＶ光モニター１１の間の光軸上にある構造物には、ＥＵＶ光を通過させる貫通孔を形成する。
このように構成しても、上記と同様にＥＵＶ光をモニターすることができ、またＥＵＶ光モニター１１は、光軸上の光が中間集光点に入射することを防ぐ遮光部材の役割を果たす。
なお、本実施例の場合、光軸上に配置したＥＵＶ光モニター１１を支持する支持部材１１ｂや、ＥＵＶ光モニター１１に接続する配線が、ＥＵＶ集光鏡６の光出射側を横切ることになる。そのため、これらの支持部材や配線は、ＥＵＶ集光鏡６から出射する光をさえぎらないように、図３に示したＥＵＶ集光鏡６のミラーを支持するハブ状支柱６ｃに沿わせて設ける。
【００２５】
図５に本発明の第２の実施例を示す。
第１の実施例に対して異なるのは、チャンバ１内に膜厚モニター１５を配置し、ＥＵＶ光モニター１１からのＥＵＶ光の強度データを膜厚モニター１５の測定結果により補正するようにしたことであり、その他の構成、動作は前記第１の実施例と同じである。
膜厚モニター１５は、付着物により生じる水晶振動子の周波数変化に基づき付着物の厚さを測定する。
例えば、ＥＵＶ光発生種としてＳｎを使用するため、放電ガスとしてスタナン（ＳｎＨ4 ）を使用すると、放電によりスズまたはスズの化合物が発生する。これらはほとんどホイルトラップ５や排気等により取り除かれるが、一部がＥＵＶ光モニター１１の受光面（光入射面）や、反射部材１１ａミラーを使用する場合はその表面に付着堆積する可能性がある。
反射部材１１ａやＥＵＶ光モニター１１の光入射部に付着堆積物があると、その分ＥＵＶ光モニター１１に受光される光の量が少なくなるので、高密度高温プラズマＰから同じ強度のＥＵＶ光が放射されていても、ＥＵＶ光モニター１１から出力されるＥＵＶ光の強度の信号は小さくなる。そのため、制御部１４は、放電部に供給する電圧を上げてしまう。
【００２６】
これを防ぐために、本実施例ではチャンバ内に膜厚モニターを配置し、ＥＵＶ光モニター１１や反射部材１１ａに付着堆積する堆積物の膜厚を測定し、そのデータ信号を制御部１４に出力する。
また、堆積物の厚さに対するＥＵＶ光の反射率（透過率）を予め実験により測定しておき、制御部１４にそのデータを記憶させておく。
制御部１４は、上記記憶された堆積物の厚さに対するＥＵＶ光の反射率（透過率）と、入力される反射部材１１ａあるいはＥＵＶ光モニター１１等のチャンバ１内に堆積している膜厚データとに基づき、ＥＵＶモニター１１あるいは反射部材１１ａのＥＵＶ光に対する反射率（透過率）を求め、ＥＵＶ光モニター１１からのＥＵＶ光の強度データを補正する。
例えば、膜厚に基づく透過率が５０％であり、反射部材１１ａにもＥＵＶ光モニター１１にも同じ厚さの堆積物が生じている場合は、ＥＵＶ光モニター１１からのＥＵＶ光の強度を４倍した値が、実際のＥＵＶ光の強度になる。
【００２７】
このように、チャンバ１内に膜厚モニター１５を設けることにより、放電により固体になる（付着物を発生する）放電ガスを使用する場合であっても、ＥＵＶ光の強度を測定することができる。
さらに膜が堆積し、膜厚モニター１５に堆積する膜厚が、あらかじめ決められた厚さ以上になり補正も困難になった場合は、ＥＵＶ光モニター１１や反射部材１１ａを交換する。また、ＥＵＶ光モニター１１や反射部材１１ａを交換する際には、ＥＵＶ集光鏡６にも同様に付着物が厚く堆積している可能性が高いので、ＥＵＶ集光鏡６と一式で交換を行なっても良い。
【００２８】
図６は本発明の第３の実施例であり、本実施例は放電部９に回転する電極を用いた場合の構成例である。
なお、同図では上記実施例と同様、高密度高温プラズマＰとＥＵＶ集光鏡６の中間集光点を結ぶ光軸上であって、ＥＵＶ集光鏡６の光出射側にＥＵＶ光モニター１１を設けているが、図１に示したように、反射部材１１ａを配置して、反射部材１１ａにより反射した光をＥＵＶ光モニター１１が受光するようにしても良い。
本実施例のＥＵＶ光源装置の構成は、放電部９の電極構造等を除き基本的には前記第１の実施例と同様であるが、後述するように、ＥＵＶ光発生種である原料のＳｎやＬｉを例えば加熱により液化し供給している。このため、前記第１の実施例に示したガス供給ユニット７、ガス導入口２は設けられておらず、第１、第２の排気口４ａ，４ｂ、第１、第２のガス排気ユニット８ａ，８ｂが設けられている。また、上記原料のＳｎまたはＬｉを気化させるためのレーザ照射器２４が設けられている。
【００２９】
次に図６に示す第３の実施例において、放電部９の構造について説明する。
放電部９は、金属製の円盤状部材である第１の主放電電極２３ａと、同じく金属製の円盤状部材である第２の主放電電極２３ｂとが絶縁材２３ｃを挟むように配置された構造である。第１の主放電電極２３ａの中心と第２の主放電電極２３ｂの中心とは略同軸上に配置され、第１の主放電電極２３ａと第２の主放電電極２３ｂは、絶縁材２３ｃの厚みの分だけ離間した位置に固定される。ここで、第２の主放電電極２３ｂの直径は、第１の主放電電極２３ａの直径よりも大きい。また、絶縁材２３ｃの厚み、すなわち、第１の主放電電極２３ａと第２の主放電電極２３ｂの離間距離は１ｍｍ〜１０ｍｍ程度である。
【００３０】
第２の主放電電極２３ｂには、モータ２１の回転シャフト２３ｄが取り付けられている。ここで、回転シャフト２３ｄは、第１の主放電電極２３ａの中心と第２の主放電電極２３ｂの中心が回転軸の略同軸上に位置するように、第２の主放電電極２３ｂの略中心に取り付けられる。
回転シャフト２３ｄは、例えば、メカニカルシールを介してチャンバ１内に導入される。メカニカルシールは、チャンバ１内の減圧雰囲気を維持しつつ、回転シャフト２３ｄの回転を許容する。
第２の主放電電極２３ｂの一側面には、例えばカーボンブラシ等で構成される第１の摺動子２３ｅおよび第２の摺動子２３ｆが設けられている。第２の摺動子２３ｆは第２の放電電極２３ｂと電気的に接続される。
一方、第１の摺動子２３ｅは、例えば第２の主放電電極２３ｂを貫通する貫通孔を介して第１の主放電電極２３ａと電気的に接続される。なお、図示を省略した絶縁機構により、第１の主放電電極２３ａと電気的に接続される第１の摺動子２３ｅと第２の主放電電極２３ｂとの間では絶縁破壊が発生しないように構成されている。
【００３１】
第１の摺動子２３ｅと第２の摺動子２３ｆは摺動しながらも電気的接続を維持する電気接点であり、高電圧発生部１３と接続される。高電圧発生部１３は、第１の摺動子２３ｅ、第２の摺動子２３ｆを介して、第１の主放電電極２３ａと第２の主放電電極２３ｂとの間にパルス電力を供給する。
すなわち、モータ２１が動作して第１の主放電電極２３ａと第２の主放電電極２３ｂとが回転していても、第１の主放電電極２３ａと第２の主放電電極２３ｂとの間には、第１の摺動子２３ｅ、第２の摺動子２３ｆを介して、高電圧発生部１３よりパルス電力が印加される。
なお、第１の主放電電極２３ａ、第２の主放電電極と高電圧発生部１３とを電気的に接続可能な構造であれば、その他の構造であってもよい。
【００３２】
高電圧発生部１３は、コンデンサと磁気スイッチとからなる磁気パルス圧縮回路部を介して、負荷である第１の主放電電極２３ａと第２の主放電電極２３ｂとの間にパルス幅の短いパルス電力を印加する。なお、高電圧発生部１３から第１の摺動子２３ｅ、第２の摺動子２３ｆとの配線は、図示を省略した絶縁性の電流導入端子を介してなされる。
電流導入端子は、チャンバ１に取り付けられ、チャンバ１内の減圧雰囲気を維持しつつ、高電圧発生部１３から第１の摺動子２３ｅ、第２の摺動子２３ｆとの電気的接続を可能とする。
金属製の円盤状部材である第１の主放電電極２３ａ、第２の主放電電極２３ｂの周辺部は、エッジ形状に構成される。後で示すように、高電圧発生部１３より第１の主放電電極２３ａ、第２の主放電電極２３ｂに電力が印加されると、両電極のエッジ形状部分間で放電が発生する。
電極は、高密度高温プラズマにより高温となるので、第１の主放電電極２３ａ、第２の主放電電極２３ｂ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。また、絶縁材２３ｃは、例えば、窒化ケイ素、窒化アルミニウム、ダイヤモンド等からなる。
【００３３】
第２の主放電電極２３ｂの周辺部には溝部２３ｇが設けられ、この溝部２３ｇにＥＵＶ光発生種である固体Ｓｎや固体Ｌｉが供給される。ＥＵＶ光発生種の供給は、原料供給部２２より供給される。
原料供給部２２は、例えばＥＵＶ光発生種である原料のＳｎやＬｉを加熱により液化し、第２の主放電電極２３ｂの溝部２３ｇに供給する。
原料供給部２２から液化した原料のＳｎやＬｉを供給する場合、ＥＵＶ光源装置は、原料供給部２２が左側に、ＥＵＶ光取出し部が右側に位置するように、図６に示すＥＵＶ光源装置を反時計周りに９０度回転した配置となり、原料供給部２２から液化した原料のＳｎやＬｉを溝部２３ｇに例えば滴下させる。
あるいは、原料供給ユニットは、固形のＳｎやＬｉを定期的に第２の主放電電極２３ｂの溝部に供給するように構成してもよい。
モータ２１は一方向にのみ回転し、モータ２１が動作する事により回転シャフト２３ｄが回転し、回転シャフト２３ｄに取り付けられた第２の主放電電極２３ｂ及び第１の主放電電極２３ａが一方向に回転する。第２の主放電電極２３ｂの溝部２３ｇに配置もしくは供給されたＳｎまたはＬｉは移動する。
【００３４】
一方、チャンバ１には、ＥＵＶ集光鏡６側に移動したＳｎまたはＬｉに対してレーザ光を照射するレーザ照射器２４が設けられる。レーザ照射器２４からのレーザ光は、チャンバ１に設けられた不図示のレーザ光透過窓部、レーザ光集光手段を介して、上記ＥＵＶ集光鏡６側に移動したＳｎまたはＬｉ上に集光して照射される。
上記したように、第２の主放電電極２３ｂの直径は、第１の主放電電極２３ａの直径よりも大きい。よって、レーザ光は、第１の主放電電極２３ａの側面を通過して第２の主放電電極２３ｂの溝部２３ｇに照射されるように容易にアライメントすることができる。
放電部からのＥＵＶ光の放射は以下のようにして行われる。
【００３５】
レーザ照射器２４により、レーザ光がＳｎまたはＬｉに照射される。レーザ光が照射されたＳｎまたはＬｉは、第１の主放電電極２３ａ、第２の主放電電極２３ｂ間で気化し、一部は電離する。このような状態下で、第１、第２の主放電電極２３ａ，２３ｂ間に高電圧発生部１３より電圧が約＋２０ｋＶ〜−２０ｋＶであるようなパルス電力を印加すると、第１の主放電電極２３ａ、第２の主放電電極２３ｂの周辺部に設けられたエッジ形状部分間で放電が発生する。
このとき第１の主放電電極２３ａ、第２の主放電電極２３ｂ間で気化したＳｎまたはＬｉの一部電離した部分にパルス状の大電流が流れる。その後、ジュール加熱によって、両電極間の周辺部には、気化したＳｎまたはＬｉによる高密度高温プラズマＰが形成され、この高密度高温プラズマＰから波長１３．５ｎｍのＥＵＶ光が放射される。
放射された光は、ホイルトラップ５を介し、ＥＵＶ集光鏡６に入射し、中間集光点であるＥＵＶ光取り出し部１０に集光され、ＥＵＶ光取り出し部１０から、ＥＵＶ光光源装置外に出射する。
【００３６】
ＥＵＶ集光鏡６の光出射側の光軸上にはＥＵＶ光モニター１１が配置され、前記実施例と同様に、放電部とＥＵＶ光モニター１１の間の光軸上にある構造物にはＥＵＶ光を通過させる貫通孔が形成されている。高密度高温プラズマＰから放射されたＥＵＶ光のうち、ＥＵＶ集光鏡６の光軸上の光はＥＵＶ光モニター１１に入射する。
ＥＵＶ光モニター１１は入射するＥＵＶ光をモニタし、ＥＵＶ光の強度信号はＥＵＶ出力モニター装置１２から制御部１４に出力される。制御部１４は、入力したＥＵＶ光の強度信号に基づき、ＥＵＶ光強度が一定になるように、高電圧発生部１３から供給する電力を調整する。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の第１の実施例を示す図である。
【図２】本発明で使用されるホイルトラップを示す図である。
【図３】本発明で使用されるＥＵＶ集光鏡の概略構成を示す図である。
【図４】第１の実施例の変形例を示す図である。
【図５】本発明の第２の実施例を示す図である。
【図６】本発明の第３の実施例を示す図である。
【図７】ＤＰＰ方式のＥＵＶ光源装置の構成例を示す図である。
【図８】ホイルトラップの構成例を示す図である。
【符号の説明】
【００３８】
１ チャンバ
２ 放電ガス導入口
３ａ 第１の主放電電極
３ｂ 第２の主放電電極
３ｃ 絶縁材
４ ガス排気口
５ ホイルトラップ
６ ＥＵＶ集光鏡
７ ガス供給ユニット
８ ガス排気ユニット
９ 放電部
１０ ＥＵＶ光取り出し部
１１ ＥＵＶ光モニター
１１ａ 反射部材
１２ ＥＵＶ出力モニター装置
１３ 高電圧発生部
１４ 制御部
１５ 膜厚モニター
２１ モータ
２２ 原料供給部
２３ａ 第１の主放電電極
２３ｂ 第２の主放電電極
２３ｃ 絶縁材
２３ｄ 回転シャフト
２４ レーザ照射器
Ｐ 高密度高温プラズマ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
容器と、
上記容器内に極端紫外光放射種を供給する極端紫外光放射種供給手段と、
上記極端紫外光放射種を加熱して励起し、高密度高温プラズマを発生させる加熱励起手段と、
上記高密度高温プラズマから放射される極端紫外光を反射して集光する集光鏡と、
上記集光された光を取り出す、上記容器に形成された光取り出し部と、上記容器内を排気する排気手段とを備えた極端紫外光光源装置において、
上記高密度高温プラズマから上記集光鏡内に入る極端紫外光のうち、上記集光鏡の反射面により反射されない光を、極端紫外光の強度を測定する光モニターに入射させる
ことを特徴とする極端紫外光光源装置。
【請求項２】
上記集光鏡の反射面により反射されない光を反射する反射部材が配置され、該反射部材により反射された極端紫外光が、極端紫外光の強度を測定する光モニターに入射する
ことを特徴とする請求項１の極端紫外光光源装置。
【請求項３】
上記容器内に、上記光モニターの出力を補正するための膜厚モニター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に記載の極端紫外光光源装置。
【請求項１】
容器と、
上記容器内に極端紫外光放射種を供給する極端紫外光放射種供給手段と、
上記極端紫外光放射種を加熱して励起し、高密度高温プラズマを発生させる加熱励起手段と、
上記高密度高温プラズマから放射される極端紫外光を反射して集光する集光鏡と、
上記集光された光を取り出す、上記容器に形成された光取り出し部と、上記容器内を排気する排気手段とを備えた極端紫外光光源装置において、
上記高密度高温プラズマから上記集光鏡内に入る極端紫外光のうち、上記集光鏡の反射面により反射されない光を、極端紫外光の強度を測定する光モニターに入射させる
ことを特徴とする極端紫外光光源装置。
【請求項２】
上記集光鏡の反射面により反射されない光を反射する反射部材が配置され、該反射部材により反射された極端紫外光が、極端紫外光の強度を測定する光モニターに入射する
ことを特徴とする請求項１の極端紫外光光源装置。
【請求項３】
上記容器内に、上記光モニターの出力を補正するための膜厚モニター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に記載の極端紫外光光源装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００８−４１７４２（Ｐ２００８−４１７４２Ａ）
【公開日】平成２０年２月２１日（２００８．２．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２１０８１３（Ｐ２００６−２１０８１３）
【出願日】平成１８年８月２日（２００６．８．２）
【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２０年２月２１日（２００８．２．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年８月２日（２００６．８．２）
【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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