極端紫外光源装置
【課題】ＬＰＰ型ＥＵＶ光源装置において、簡単な構成によりプラズマ発生室内の真空度や清浄度を高める。
【解決手段】液滴生成室１００と、該液滴生成室と開口部１０１ａを介して接続されているプラズマ発生室１１０と、プラズマ生成室内にターゲット物質を供給するノズル１０２と、ノズルから供給される溶融金属のターゲット物質に基づいて、繰り返し滴下する溶融金属の液滴１０８を生成するピエゾ素子１０３及びピエゾドライバ１０６と、生成されたターゲット物質の液滴１０８ａが、開口部を通過するのを妨げる液滴遮断ユニット１０７と、液滴遮断ユニットが所定のタイミングで動作するように制御する制御部１１５と、レーザ光を出射するレーザ光源１１１と、レーザ光源から出射したレーザ光を、液滴生成室において生成され、開口部を通過してプラズマ発生室に導入されたターゲット物質の液滴１０８ｂに照射させるレンズ１１２とを含む。
【解決手段】液滴生成室１００と、該液滴生成室と開口部１０１ａを介して接続されているプラズマ発生室１１０と、プラズマ生成室内にターゲット物質を供給するノズル１０２と、ノズルから供給される溶融金属のターゲット物質に基づいて、繰り返し滴下する溶融金属の液滴１０８を生成するピエゾ素子１０３及びピエゾドライバ１０６と、生成されたターゲット物質の液滴１０８ａが、開口部を通過するのを妨げる液滴遮断ユニット１０７と、液滴遮断ユニットが所定のタイミングで動作するように制御する制御部１１５と、レーザ光を出射するレーザ光源１１１と、レーザ光源から出射したレーザ光を、液滴生成室において生成され、開口部を通過してプラズマ発生室に導入されたターゲット物質の液滴１０８ｂに照射させるレンズ１１２とを含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ターゲットにレーザビームを照射することにより極端紫外（ＥＵＶ：extreme ultra violet）光を発生する極端紫外光源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体プロセスの微細化に伴って光リソグラフィも微細化が急速に進展しており、次世代においては、１００〜７０ｎｍの微細加工、更には５０ｎｍ以下の微細加工が要求されるようになる。例えば、５０ｎｍ以下の微細加工の要求に応えるべく、波長１３ｎｍ程度のＥＵＶ光源と縮小投影反射光学系（cataoptric system）とを組み合わせた露光装置の開発が期待されている。
【０００３】
ＥＵＶ光源としては、レーザビームをターゲットに照射することによって生成するプラズマを用いたＬＰＰ（laser produced plasma）光源と、放電によって生成するプラズマを用いたＤＰＰ（discharge produced plasma）光源と、軌道放射光を用いたＳＲ（synchrotron radiation）光源との３種類がある。これらの内でも、ＬＰＰ光源は、プラズマ密度をかなり大きくできるので黒体輻射に近い極めて高い輝度が得られ、ターゲット材料を選択することにより必要な波長帯のみの発光が可能であり、ほぼ等方的な角度分布を持つ点光源であるので光源の周囲に電極等の構造物がなく、２πsteradという極めて大きな捕集立体角の確保が可能であること等の利点から、数十ワット以上のパワーが要求されるＥＵＶリソグラフィ用の光源として有力であると考えられている。
【０００４】
図３１は、一般的なＬＰＰ型ＥＵＶ光源装置の構成を示す模式図である。このＥＵＶ光源装置は、ノズル１が配置されたプラズマ発生室２と、レーザ光源３と、レーザ光をプラズマ発生室２に導光する伝播光学系（例えば、レンズ４）と、排気ポンプ５とを含んでいる。以下、伝播光学系としてレンズを例示して説明する。
ノズル１は、加圧供給される液体又は気体のターゲット物質を噴射することにより、レーザ光照射点７を通るターゲット噴流を形成する。ターゲット物質として、キセノン（Ｘｅ）等の常温において気体の物質を用いる場合には、ノズルの上流側に、ターゲット物質を加圧冷却することにより液化させる機構を設けることもある。反対に、常温では固体である錫やリチウムを用いる場合には、ノズルの上流側に、ターゲット物質を溶融温度以上に加熱して液化させる機構が設けられる。
【０００５】
また、ノズル１にピエゾ素子６を設け、ノズル１を振動させながら液体のターゲット物質を噴射させることにより、ターゲット物質の液滴（ドロップレット）８を形成することができる。即ち、レイリーの微小擾乱の安定性理論によれば、速度ｖで流れる直径ｄのターゲット噴流を、周波数ｆで振動させることにより擾乱させるときに、ターゲット噴流に生じた振動の波長λ（λ＝ｖ／ｆ）が所定の条件（例えば、λ／ｄ＝４．５１）を満たす場合に、均一な大きさの液滴８が、周波数ｆで繰り返して形成される。そのときの周波数ｆは、レイリー周波数と呼ばれる。
【０００６】
レーザ光源３は、所定の繰り返し動作周波数でレーザ光を出力する。レーザ光源３から出力されたレーザ光は、レンズ４によってレーザ光照射点７に集光され、ターゲット噴流やドロップレットを照射する。それにより、ターゲット物質がプラズマ化してＥＵＶ光を放射する。なお、図３１には、レーザ光を照射された結果、プラズマ生成に寄与した液滴の跡８ａが示されている。このようにして生成されたＥＵＶ光は、例えば、半導体装置の露光を行う場合には、波長１３ｎｍ〜１４ｎｍの光を高反射率で反射するＭｏ（モリブデン）／Ｓｉ（シリコン）膜が形成された曲面型集光ミラーによって集められ、反射ミラー光学系によって露光装置へ導光される。ここで、ＥＵＶ光は、物質による吸収や物質との相互作用が大きいので、ＥＵＶ光を減衰させないために、ＥＵＶ光を露光装置等に導光する光学系や露光装置内部の投影光学系には、反射型が用いられる。
【０００７】
排気ポンプ５は、プラズマ発生室２内を排気することにより所望の圧力に維持すると共に、ターゲット物質の蒸発ガス９等の不要な物質を排出する。プラズマ発生室２内には、ガス化したターゲット物質によるＥＵＶ光の吸収や、さらには、ミラー等の光学系の汚染を防止するために、例えば、キセノンを用いる場合には０．１Ｐａ程度の高真空が要求される。
【０００８】
ところで、通常、均一な液滴を形成するためにノズル１に与えられる振動の周波数ｆは、照射レーザ光が出力される周波数の数倍から数十倍となる。例えば、ＬＰＰ型ＥＵＶ光源装置において一般に用いられるＹＡＧレーザにおける繰り返し動作周波数は、１０ｋＨｚ程度であるのに対し、速度約３０ｍ／ｓで滴下する直径約６０μｍの液滴を形成する場合に、振動により液滴が生成される周波数ｆは約１１０ｋＨｚとなる。そのため、生成された液滴８の多くは、レーザ光が照射されることなくレーザ光照射点７を通過してしまう。このような液滴（残留ターゲット物質）１０は、排気ポンプ５によってプラズマ発生室２の外部に排出される。しかしながら、排気ポンプ５しかプラズマ発生室２に設けられていない場合には、プラズマ発生室２の内部を高真空に維持することが困難である。その結果、生成されたＥＵＶ光がプラズマ発生室２の内部においてガス化したターゲットに吸収されてしまい、ＥＵＶ光の出力低下を招いてしまう。特に、ＥＵＶ光リソグラフィに用いられる１３．５ｎｍのＥＵＶ光はキセノンガスに吸収され易いので、ＥＵＶ光の発生効率が悪く、これが問題となっていた。
【０００９】
関連する技術として、特許文献１には、後続の標的小滴（ターゲット物質の液滴）が先行の標的小滴のイオン化により影響を受けないようにするために、ＥＵＶ放射線源において、自然レイリー不安定破壊周波数の理論に基づいて決定される小滴発生率で放出される小滴の内、励振レーザのパルス周波数との関係により標的とならない小滴を、イオン化された標的小滴から発生する放射線を吸収するバッファとして作用させることが開示されている。しかしながら、バッファとして作用させるとしても、不要な小滴が存在することにより、プラズマ発生室内の真空度や清浄度は低下するので、ＥＵＶ光の出力低下を招くことには変わりはない。
【００１０】
このような問題を解決するため、特許文献２には、図３１に示すようなＥＵＶ光源装置に対して、不要なターゲット物質の液滴を回収する回収チャンバを設けることが開示されている（第１０頁）。即ち、図３２に示すように、排気ポンプ１２が設けられた回収チャンバ１１を、プラズマ発生室２の下流側に配置する。回収チャンバ１１とプラズマ発生室２とは、開口部１３ａを有する狭窄部（スキマー又はオリフィス）１３を通じて接続される。これにより、ノズル１から噴射されたターゲット物質の液滴８の内、レーザ光を照射されずにプラズマ生成に寄与しなかった液滴１０は、開口部１３ａを通って回収チャンバ１１に回収され、排気ポンプ１２によって外部に排出される。この開口部１３ａの径や、排気ポンプ１２の排気量等を適切に選択することにより、プラズマ発生室２内の真空度や清浄度を、図３１に示すＥＵＶ光源装置と比較して、容易に高く維持することができる。また、トータルで２つの排気ポンプを設けることにより、各排気ポンプへの負担を小さくすることができるので、排気ポンプを小型化することができる。
【００１１】
しかしながら、図３２に示すＥＵＶ光源装置においても、ノズル１から噴射されてから狭窄部１３を通過するまでの間に、液滴８の表面から絶えずターゲット物質が蒸発している。また、照射レーザ光のエネルギーは非常に高いので、レーザ光が照射される液滴の前後数個の範囲に位置する液滴８ｂは、レーザ光照射時の衝撃による変形又は位置ずれ等の影響を受ける他、最悪の場合には熱により蒸発してしまう。そのため、レーザ光が照射されない液滴の全てが回収チャンバ１１に回収されるとは限らない。このようなターゲット物質の蒸発ガス９や未回収液滴は、プラズマ発生室２に設けられた排気ポンプ５によって排出しなければならない。そのため、プラズマ発生室２内の真空度を要求されるレベル（例えば、キセノンの場合には０．１Ｐａ程度）まで低くすることは困難である。従って、このＥＵＶ光源装置においても、プラズマ発生室２内を高真空度に維持することができないので、生成されたＥＵＶ光が吸収されてしまい、ＥＵＶ光の出力低下を招来するという問題が依然として残っている。
【００１２】
そこで、特許文献２においては、図３２に示すＥＵＶ光源装置に対し、さらに真空スペース（回収チャンバ）を設けることが開示されている。即ち、図３３に示すように、排気ポンプ１５が設けられた第２の回収チャンバ１４を、プラズマ発生室２の上流側に配置する。回収チャンバ１４とプラズマ発生室２とは、狭窄部１６に形成された開口部１６ａを通じて接続される。これにより、ノズル１から噴射された液滴８の表面から蒸発する蒸発ガス９は排気ポンプ１５によって外部に排出されるので、プラズマ発生室２の真空度や清浄度を、図３２に示すＥＵＶ光源装置と比較して、高く維持することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開２００４−３１３４２（図２）
【特許文献２】特表２００３−５１８７３１（第１頁、第９頁）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかしながら、プラズマ発生室２の内部には、依然としてレーザ光が照射されない液滴１０が存在している。そのような液滴は、近隣の液滴へのレーザ光照射時の衝撃によって変形又は位置ずれ等の影響を受けるのに加えて、最悪の場合には熱によって蒸発してしまう。このように、プラズマ発生室２においては意図しない蒸発等が生じうるので、不要な液滴１０の全てが回収チャンバ１１に回収されるとは限らない。そのため、プラズマ発生室２内を高真空度に維持することや、ガス化したターゲット物質からミラー等のチャンバ内構成部品を防御することは、やはり困難である。また、トータルで３つのチャンバ及び３つの排気ポンプが必要になるので、システムが大型化及び複雑化してしまう。
【００１５】
このように、プラズマ化したターゲットが近隣のターゲットに与える影響は、特許文献１及び２に記載されているキセノンのような常温で気体のターゲット物質だけでなく、常温で固体のターゲット物質や、常温で固体の物質を含む液体のターゲット物質においても問題となっている（例えば、錫やリチウム等の溶融金属、水又はアルコールに錫や酸化銅や銅等の微小な金属粒子を分散させたもの、水にフッ化リチウムや塩化リチウム等を溶解させたイオン溶液）。これらのターゲット物質もプラズマの熱等の影響によって蒸発する可能性があるので、一旦ガス化した金属原子がミラー等のチャンバ内構成部品を汚染し、更には、ＥＵＶ光源としての性能を劣化させてしまうからである。
【００１６】
そこで、上記の点に鑑み、本発明は、ＬＰＰ型ＥＵＶ光源装置において、簡単な構成によりプラズマ発生室内の真空度や清浄度を高めることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記課題を解決するため、本発明の１つの観点に係る極端紫外光源装置は、レーザ光源から出力されたレーザ光をターゲット物質に照射することにより、前記ターゲット物質をプラズマ化して極端紫外光を放射させる極端紫外光源装置であって、第１のチャンバと、該第１のチャンバと開口を介して接続されている第２のチャンバと、第１のチャンバ内にターゲット物質を供給するターゲット物質供給手段と、ターゲット物質供給手段によって供給される溶融金属のターゲット物質に基づいて、繰り返し滴下する溶融金属の液滴を生成する液滴生成手段と、該液滴生成手段によって生成されたターゲット物質の液滴が前記開口を通過するのを妨げる少なくとも１つの遮断手段と、該少なくとも１つの遮断手段が所定のタイミングで動作するように前記少なくとも１つの遮断手段を制御する制御手段と、レーザ光を出射するレーザ光源と、該レーザ光源から出射したレーザ光を、前記第１のチャンバにおいて生成され、前記開口を通過して前記第２のチャンバに導入されたターゲット物質の液滴に照射させる光学系とを具備する。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、生成されたターゲット物質の液滴の内、レーザ光が照射されない液滴を遮断して、余分な液滴が第２のチャンバに導入されるのを妨げるので、安価で簡単な構成により、第２のチャンバ内の真空度や清浄度を高く維持することができる。従って、プラズマ化したターゲット物質から放射される極端紫外光の出力効率を、低コストで高めることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明に係るＥＵＶ光源装置の原理を説明するための図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係るＥＵＶ光源装置の構成を示す模式図である。
【図３】図２に示すＥＵＶ光源装置の変形例について説明するための図である。
【図４】本発明の第２の実施形態に係るＥＵＶ光源装置の構成を示す模式図である。
【図５】本発明の第３の実施形態に係るＥＵＶ光源装置の構成を示す模式図である。
【図６】本発明の第４の実施形態に係るＥＵＶ光源装置の構成を示す模式図である。
【図７】図６に示すピエゾ素子及び遮断部が動作する様子を示す模式図である。
【図８】本発明の第５の実施形態に係るＥＵＶ光源装置の構成を示す模式図である。
【図９】バイモルフ型のピエゾ素子の構造を示す模式図である。
【図１０】本発明の第６の実施形態に係るＥＵＶ光源装置の構成を示す模式図である。
【図１１】図１０に示すピエゾ素子及び遮断棒の動作を説明するための図である。
【図１２】本発明の第７の実施形態に係るＥＵＶ光源装置の構成を示す模式図である。
【図１３】図１２に示すモータ及び遮断棒と、遮断棒の変形例を示す平面図である。
【図１４】本発明の第８の実施形態に係るＥＵＶ光源装置の構成を示す模式図である。
【図１５】図１４に示すモータ及び穴開き円盤の動作を説明するための平面図である。
【図１６】本発明の第９の実施形態に係るＥＵＶ光源装置の構成を示す模式図である。
【図１７】本発明の第１０の実施形態に係るＥＵＶ光源装置の構成を示す模式図である。
【図１８】レーザ伝搬光学系によって集光されるレーザ光の断面を示す図である。
【図１９】本発明の第１１の実施形態に係るＥＵＶ光源装置の構成を示す模式図である。
【図２０】本発明の第１２の実施形態に係るＥＵＶ光源装置の構成を示す模式図である。
【図２１】本発明の第１３の実施形態に係るＥＵＶ光源装置の構成を示す模式図である。
【図２２】本発明の第１４の実施形態に係るＥＵＶ光源装置の構成を示す模式図である。
【図２３】本発明の第１５の実施形態に係るＥＵＶ光源装置の構成を示す模式図である。
【図２４】本発明の第１６の実施形態に係るＥＵＶ光源装置の構成を示す模式図である。
【図２５】本発明の第１７の実施形態に係るＥＵＶ光源装置の構成を示す模式図である。
【図２６】ノズルから噴射される液滴を間引く態様について説明するための図である。
【図２７】液滴遮断ユニットの駆動タイミングを制御する第１の方法について説明するための図である。
【図２８】液滴遮断ユニットの駆動タイミングを制御する第２の方法について説明するための図である。
【図２９】液滴遮断ユニットの駆動タイミングを制御する第３の方法について説明するための図である。
【図３０】液滴遮断ユニットの駆動タイミングを制御する第４の方法について説明するための図である。
【図３１】一般的なＬＰＰ型ＥＵＶ光源装置の構成を示す模式図である。
【図３２】ＬＰＰ型ＥＵＶ光源装置において、液滴回収チャンバを設けた例を示す模式図である。
【図３３】ＬＰＰ型ＥＵＶ光源装置において、第２の回収チャンバを設けた例を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照しながら詳しく説明する。なお、同一の構成要素には同一の参照番号を付して、説明を省略する。
図１は、本発明の原理を説明するための図であり、極端紫外（extreme ultra violet:ＥＵＶ）光源装置の一部を模式的に示している。このＥＵＶ光源装置は、ＬＰＰ（Laser Produced Plasma）型であり、液滴生成室１００と、ピエゾドライバ１０６と、ＥＵＶ光を生成するためのプラズマ発生が行われるプラズマ発生室１１０と、プラズマ発生室においてターゲット物質の液滴を照射するレーザ光を発生するレーザ光源１１１と、レーザ光源１１１から出射したレーザ光Ｌ１をレーザ光照射点１１３に導くレンズ１１２と、制御部１１５とを含んでいる。液滴生成室１００とプラズマ発生室１１０とは、狭窄部１０１に設けられた開口部１０１ａを通じて接続されている。
【００２１】
液滴生成室１００には、ピエゾ素子１０３が設けられたノズル１０２と、排気ポンプ１０５とが設けられている。また、ピエゾ素子１０３には、ピエゾ素子１０３に供給される駆動信号を発生するピエゾドライバ１０６が接続されている。さらに、液滴生成室１００の内部には、滴下する液滴を遮断する液滴遮断ユニット１０７が配置されている。
【００２２】
ノズル１０２は、外部から供給されるターゲット物質を、液滴生成室１００内に向けて噴射する。ターゲット物質としては、溶融させた錫（Ｓｎ）やリチウム（Ｌｉ）等の溶融金属、水又はアルコールに錫、酸化錫、銅等の微小な金属粒子を分散させたもの、水にフッ化リチウム（ＬｉＦ）や塩化リチウム（ＬｉＣｌ）を溶解させたイオン溶液等が用いられる。本実施形態においては、ターゲット物質として溶融錫（Ｓｎ）を用いる場合について説明するが、それ以外のターゲット物質を用いる場合においても、本発明はチャンバの真空度及び清浄度の向上に有効である。
【００２３】
ピエゾ素子１０３は、ピエゾドライバ１０６から供給される駆動信号に基づいて伸縮することにより、ノズル１０２に所定の周波数ｆの振動を与える。このように、ノズル１０２を介して、ノズル１０２から噴射されるターゲット物質の流れ（ターゲット噴流）を擾乱させることにより、繰り返して滴下するターゲット物質の液滴１０８を生成することができる。即ち、ターゲット噴流の速度をｖ、ターゲット噴流に生じた振動の波長をλ（λ＝ｖ／ｆ）、ターゲット噴流の直径をｄとした場合に、所定の条件（例えば、λ／ｄ＝４．５１）を満たすときに、均一な大きさの理想的な液滴が形成される。このターゲット噴流に生じさせる擾乱の周波数ｆは、レイリー周波数と呼ばれている。実際には、λ／ｄ＝３〜８程度であれば、ほぼ均一な大きさの液滴が形成される。ＥＵＶ光源装置において一般的に用いられるノズルから噴射されるターゲット噴流の速度ｖは２０ｍ／ｓ〜３０ｍ／ｓ程度であるので、直径が１０μｍ〜１００μｍ程度の液滴を形成する場合に、ノズルに与えるべき周波数は、数１０ｋＨｚ〜数１００ｋＨｚ程度となる。以下において、このようにして１秒間あたりに生成される液滴の数のことを、液滴生成周波数、又は、単に生成周波数という。
【００２４】
排気ポンプ１０５は、液滴生成室１００内を所望の真空度に維持すると共に、生成された液滴１０８の表面から蒸発した蒸発ガス１０９や、後述するように、不要となったターゲット物質を外部に排出する。
【００２５】
液滴遮断ユニット１０７は、制御部１１５の制御の下、所定のタイミングで動作することにより、滴下する液滴１０８を破壊し、又は、その軌道を変更し、若しくは、開口部１０１ａを液滴から遮蔽することにより、所定の液滴が開口部１０１ａを通過するのを妨げる。
【００２６】
液滴遮断ユニット１０７によって遮断される液滴は、次のように選択される。先に説明したように、液滴１０８の生成周波数は、通常、数１０ｋＨｚ〜数１００ｋＨｚ程度となるのに対し、一般的なＥＵＶ光源に求められる繰り返し周波数は、１０ｋＨｚ程度である。そこで、液滴１０８がレーザ光照射点１１３を通過するタイミングが、レーザ光源の繰り返し動作周波数と一致するように、液滴１０８を間引く。例えば、液滴１０８の生成周波数が１００ｋＨｚ、レーザの発振周波数が１０ｋＨｚである場合には、液滴１０８を１／１０に間引けば良い。即ち、９個の液滴を連続して遮断した後に、１個の液滴を通過させる動作を繰り返す。なお、図１には、液滴遮断ユニット１０７によって遮断すべき液滴１０８ａと、開口部１０１ａを通過させるべき液滴１０８ｂとが示されている。
【００２７】
図１に示すように、このような液滴遮断ユニット１０７に、移動ステージ１０７ａを設けても良い。液滴１０８の径は、通常、１０μｍ〜１００μｍ程度と小さいので、液滴遮断ユニット１０７と液滴１０８との距離や位置関係を調整する必要が生じるからである。移動ステージ１０７ａは、リモートコントロール装置等を用いたチャンバ外からの制御に従い、液滴遮断ユニット１０７の位置をＸ方向、Ｙ方向及びＺ方向について微調整する。
【００２８】
プラズマ発生室１１０には、排気ポンプ１１４が設けられている。排気ポンプ１１４は、開口部１０１ａを通過してプラズマ発生室１１０に導入された液滴１０８ｂの表面から蒸発した蒸発ガス等の不要な物質を外部に排出することにより、プラズマ発生室１１０内を所望の真空度に維持する。
【００２９】
レーザ光源１１１から出射したレーザ光Ｌ１は、レンズ１１２によって集光され、プラズマ発生室１１０内のレーザ光照射点１１３を所定の繰り返し動作周波数（例えば、１０ｋＨｚ）で照射する。このようなプラズマ発生室１１０において、所定の間隔に間引かれた液滴１０８ｂが、レーザ光照射点１１３を通過する際にレーザ光Ｌ１を照射されると、ターゲット物質がプラズマ化してＥＵＶ光が放射される。このようにして生成されたＥＵＶ光は、例えば、Ｍｏ／Ｓｉ膜が形成された反射光学系により、露光装置等に導かれる。
【００３０】
制御部１１５は、ノズル１０２の径やターゲット物質の噴射速度等に応じてピエゾドライバ１０６の液滴生成周波数を設定すると共に、設定された液滴生成周波数と、レーザ光源１１１の繰り返し動作周波数とに応じて、液滴遮断ユニット１０７の動作タイミングを制御する。
【００３１】
図２は、本発明の第１の実施形態に係るＥＵＶ光源装置の構成を示す模式図である。このＥＵＶ光源装置は、図１に示す液滴遮断ユニット１０７を、ピエゾ素子を用いる構造としたものである。その他の構成については、図１に示すＥＵＶ光源装置と同様である。
図２に示すように、このＥＵＶ光源装置は、遮断棒１２１が取り付けられたピエゾ素子１２０と、ピエゾ素子１２０に供給される駆動信号を発生するピエゾドライバ１２２とを含んでいる。本実施形態においては、アクチュエータタイプのピエゾ素子を用いている。アクチュエータタイプのピエゾ素子は、印加される電圧の極性に応じた方向に伸縮する素子であり、駆動信号に対する時間応答性が高いことを特徴としている。ピエゾドライバ１２２は、制御部１１５の制御の下で、ピエゾ素子１２０を伸張又は収縮させるための駆動信号を、所定の時間間隔で発生する。遮断棒１２１は、ピエゾ素子１２０が伸張したときに、液滴１０８の軌道に達し、ピエゾ素子１２０が収縮したときに、液滴１０８の軌道から外れるように、ピエゾ素子１２０に対する位置及び長さを調整されている。
【００３２】
生成された液滴１０８を間引くために、具体的には以下に示す２つの方法が考えられる。第１の方法として、レーザ光を照射されない液滴１０８ａが遮断棒１２１の高さ（ターゲットが上から下へ進行する場合を例にした。以下、同様。）を通過しようとする度にピエゾ素子１２０を伸張させ、遮断棒１２１によって液滴１０８ａを突くことにより、液滴１０８ａを破壊し、又は、液滴１０８ａの軌道を変更させる。反対に、レーザ光を照射される液滴１０８ｂが遮断棒１２１の高さを通過しようとする際には、ピエゾ素子１２０を駆動しない。これにより、液滴１０８ｂのみに開口部１０１ａを通過させることができる。また、第２の方法として、液滴１０８ａが滴下している間中、ピエゾ素子１２０を伸張し、遮断棒１２１を液滴１０８ａの軌道に挿入しておくことにより開口部１０１ａを液滴１０８ａから遮蔽する。そして、液滴１０８ｂが遮断棒１２１の高さを通過しようとする際にのみ、ピエゾ素子１２０を収縮させることにより、液滴１０８ｂに開口部１０１ａを通過させる。
【００３３】
上記の第２の方法を用いる場合には、ピエゾ素子１２０の駆動周波数を、液滴１０８の生成周波数（例えば、１００ｋＨｚ）ではなく、レーザ光源１１１の繰り返し動作周波数（例えば、１０ｋＨｚ）に合わせれば良い。そのため、ピエゾ素子１２０を駆動するための消費電力を低減すると共に、ピエゾ素子１２０を長寿命化することができるので、図２に示すＥＵＶ光源装置の信頼性を高めることができる。
【００３４】
図３は、図２に示すＥＵＶ光源装置の変形例について説明するための図である。本実施形態においては、図２に示す遮断棒１２１の形状や構造を変更することにより、様々な効果を付加することができる。例えば、図２に示す遮断棒１２１の替わりに、図３に示す遮断棒１２３を用いても良い。遮断棒１２３の液滴衝突面１２３ａは、法線が液滴１０８の軌道と角度θを為すように形成されている。このように、遮断棒１２３の先端に傾斜をつけることにより、液滴衝突面１２３ａに衝突した液滴１０８ａやその残滓１０８ｃが、傾斜に沿って流れるようになる。それにより、遮断棒１２３上に残滓１０８ｃが滞留したり、滞留した残滓１０８ｃが固化することがなくなるので、遮断棒１２３の動作効率の低下を防ぐことができる。また、遮断棒の先端や液滴衝突面１２３ａ付近に、ヒータ１２４を設けても良い。液滴１０８ａが衝突する領域を加熱することにより、液滴１０８ａの残滓１０８ｃが固化して遮断棒に蓄積するのを防ぐことができる。
【００３５】
図４は、本発明の第２の実施形態に係るＥＵＶ光源装置の構成を示す模式図である。このＥＵＶ光源装置は、図１に示す液滴遮断ユニット１０７を、複数のピエゾ素子を用いる構造としたものである。なお、図４には、２つのピエゾ素子を用いる例が示されているが、３つ以上のピエゾ素子を用いても良い。その他の構成については、図１に示すＥＵＶ光源装置と同様である。
【００３６】
図４に示すように、このＥＵＶ光源装置は、遮断棒１３１が取り付けられたアクチュエータタイプのピエゾ素子１３０と、遮断棒１３３が取り付けられたアクチュエータタイプのピエゾ素子１３２と、ピエゾ素子１３０及び１３２にそれぞれ供給される駆動信号を発生するピエゾドライバ１３４とを含んでいる。遮断棒１３１及び１３３は、ピエゾ素子が伸張したときに、液滴１０８の軌道に達し、ピエゾ素子が収縮したときに、液滴１０８の軌道から外れるように、ピエゾ素子１３０及び１３２における位置及び長さを調整されている。
【００３７】
ピエゾドライバ１３４は、制御部１１５の制御の下で、ピエゾ素子１３０及び１３２に駆動信号を同時に又は交互に供給する。これにより、遮断棒１３１及び１３３が、同時に又は交互に液滴１０８ａを破壊し、又は、その軌道を変更し、若しくは、開口部１０１ａを液滴１０８ａから遮蔽する。このように、複数のピエゾ素子を用いることにより、各ピエゾ素子の駆動周波数を、１つのピエゾ素子のみを用いる場合と比較して低減することができる。例えば、図４に示すように２つのピエゾ素子を用いる場合には、駆動周波数は１／２となり、３つのピエゾ素子を用いる場合には、駆動周波数は１／３となるので、各ピエゾ素子の負担を減らし、長寿命化することが可能になる。
なお、本実施形態においても、図３に示すものと同様に、遮断棒１３１及び１３３の先端に傾斜をつけたり、ヒータを設けても良い。
【００３８】
以上説明した本発明の第１及び第２の実施形態においては、ピエゾ素子に遮断棒を取り付けているが、棒の替わりに板状の遮蔽部材（遮蔽板）をピエゾ素子に取り付けても良い。この場合には、液滴の軌道に対する遮蔽板の位置調整を緩和することができる。
【００３９】
図５は、本発明の第３の実施形態に係るＥＵＶ光源装置の構成を示す模式図である。本実施形態は、図１に示す液滴遮断ユニット１０７として、ピエゾ素子を用いる他の具体例を示すものである。その他の構成については、図１に示すＥＵＶ光源装置と同様である。
図５に示すＥＵＶ光源装置は、遮断部１４１が取り付けられたアクチュエータタイプのピエゾ素子１４０と、ピエゾ素子１４０に供給される駆動信号を発生するピエゾドライバ１４２とを含んでいる。遮断部１４１は、液滴列の方向に長さを有する遮断棒１４１ａを含んでいる。遮断棒１４１ａは、ピエゾ素子１４１が１回伸縮することにより、複数の液滴１０８ａと衝突し、それらの液滴１０８ａを破壊し、又は、それらの軌道を変更させる。このように、１度に複数の液滴１０８ａを破壊等することにより、ピエゾ素子の駆動周波数を小さくすることができるので、ピエゾ素子の長寿命化を図ることができる。
【００４０】
なお、本実施形態においては、遮断棒１４１ａの替わりに、液滴列に対向する広い面積を有する遮蔽板を設けても良い。また、本実施形態においても、図３に示すものと同様に、遮断棒１４１ａの先端に傾斜をつけたり、ヒータを設けても良い。さらに、図４に示すものと同様に、各々に遮断棒１４１ａを含む遮断部１４１が取り付けられた複数のピエゾ素子を設け、それらを同時に又は交互に駆動しても良い。
【００４１】
図６は、本発明の第４の実施形態に係るＥＵＶ光源装置の構成を示す模式図である。本実施形態は、図１に示す液滴遮断ユニット１０７として、ピエゾ素子を用いる他の具体例を示すものである。その他の構成については、図１に示すＥＵＶ光源装置と同様である。
図６に示すように、このＥＵＶ光源装置は、２つのアクチュエータタイプのピエゾ素子１５０及び１５１と、２つのピエゾ素子１５０及び１５１の間に取り付けられている遮断部１５２と、２つのピエゾ素子１５０及び１５１に供給される駆動信号を発生するピエゾドライバ１５３とを含んでいる。
【００４２】
図７は、図６に示すピエゾ素子１５０及び１５１、並びに、遮断部１５２の動作を、ノズル１０２側（Ｚ軸方向）から見た様子を示している。遮断部１５２は、ピエゾ素子１５０及び１５１に接続された移動部１５２ａと、移動部１５２ａに設けられた突部１５２ｂとを含んでいる。ピエゾドライバ１５３は、制御部１１５の制御の下で、レーザ光を照射されない液滴１０８ａが通過しようとするときに、ピエゾ素子１５０及び１５１の内の一方を伸張させるための駆動信号を発生し、他方を収縮させるための駆動信号を発生する。これにより、ピエゾ素子１５０及び１５１の伸縮に伴って移動部１５２ａが移動し、その際に突部１５２ｂが液滴１０８ａに衝突する。
【００４３】
本実施形態において、２つのピエゾ素子を用いて遮断部１５２を移動させる理由は次のとおりである。一般に、アクチュエータタイプのピエゾ素子は、伸張時の圧縮応力に対する機械的強度は大きいが、収縮時の引張応力に対しては機械的強度が小さい。そのため、遮断部を「押す」作用と「引く」作用との両方を行うことは、ピエゾ素子にとって大きな負担となる。そこで、２つのピエゾ素子１５０及び１５１を同期して駆動することにより、一方の素子が収縮するときの応力負担を、他方の素子が伸張することによってカバーするようにしている。これにより、ピエゾ素子１５０及び１５１の各々に対する機械的な負担を減らし、長寿命化を図ることができる。
【００４４】
なお、ピエゾ素子１５０及び１５１の一方を伸張し、他方を収縮するためには、圧電体の分極の向きが互いに反対を向くようにピエゾ素子１５０及び１５１を配置し、ピエゾ素子１５０及び１５１に同じ位相の駆動信号をそれぞれ供給すれば良い。或いは、圧電体の分極が同じ向きとなるようにピエゾ素子１５０及び１５１を配置し、ピエゾ素子１５０及び１５１に互いに位相が反転する駆動信号をそれぞれ供給する方法を用いても良い。
【００４５】
なお、本実施形態においても、図３に示すものと同様に、突部１５２ｂの一端に傾斜をつけたり、ヒータを設けても良い。或いは、突部１５２ｂの形状を、液滴列の方向に長さを有する面形状とすることにより、図５に示すものと同様に、複数の液滴１０８ａを１度に破壊等できるようにしても良い。さらに、図４に示すものと同様に、遮断部及びその両端に取り付けられた２つピエゾ素子を含む複数の液滴遮断ユニットを設け、それらを交互に駆動しても良い。
【００４６】
図８は、本発明の第５の実施形態に係るＥＵＶ光源装置の構成を示す模式図である。本実施形態は、図１に示す液滴遮断ユニット１０７として、ピエゾ素子を用いる他の具体例を示すものである。その他の構成については、図１に示すＥＵＶ光源装置と同様である。
図８に示すように、このＥＵＶ光源装置は、遮断棒１６１が取り付けられたピエゾ素子１６０と、ピエゾ素子に供給される駆動信号を発生するピエゾドライバ１６２とを含んでいる。本実施形態においては、ピエゾ素子１６０として、バイモルフ型やマルチモルフ型のベンディングタイプ（屈曲変位型）を用いている。
【００４７】
図９の（ａ）及び（ｂ）は、バイモルフ型のピエゾ素子の構造を示す模式図である。図９の（ａ）及び（ｂ）において、圧電体１６５ａ及び１６５ｂ、並びに、１６８ａ及び１６８ｂ中に示す矢印は、分極の向きを表している。図９の（ａ）に示すピエゾ素子は、パラレル型と呼ばれており、２つの圧電体１６５ａ及び１６５ｂを、分極方向が同じ方向を向くように電極１６６を介して張り合わせ、それらの圧電体１６５ａ及び１６５ｂに電極１６７ａ及び１６７ｂをそれぞれ形成することによって作製される。このようなピエゾ素子において、電極１６７ａ及び１６６を介して、圧電体１６５ａに電界ＥＡを加え、電極１６７ｂ及び１６６を介して、圧電体１６５ｂに電界ＥＡとは反対向きの電界ＥＢを加える。それにより、一方の圧電体１６５ａは伸張し、他方の圧電体１６５ｂは収縮するので、結果として、ピエゾ素子は矢印の方向（図の右方向）に屈曲する。一方、図９の（ｂ）に示すピエゾ素子はシリーズ型と呼ばれている。シリーズ型のピエゾ素子において、２つの圧電体１６８ａ及び１６８ｂは、分極が互いに反対方向を向くように張り合わせられている。これらの圧電体に、電極１６９ａ及び１６９ｂを介して同じ向きの電界Ｅを加えることにより、一方の圧電体は伸張し、他方の圧電体が収縮するので、結果として、ピエゾ素子が屈曲する。また、マルチモルフ型のピエゾ素子においては、さらに複数の圧電体が積層されている。
【００４８】
再び、図８を参照すると、ピエゾドライバ１６２が、制御部１１５の制御の下で、ピエゾ素子１６０を駆動するための駆動信号を発生すると、ピエゾ素子１６０が屈曲する。その結果、ピエゾ素子１６０に取り付けられた遮断棒１６１が液滴１０８ａと衝突して、液滴１０８ａを破壊し、又は、軌道を変更させる。
【００４９】
一般に、ベンディングタイプのピエゾ素子においては、アクチュエータタイプのピエゾ素子と比較して、遮断棒が取り付けられる先端の変位量が大きい。そのため、液滴１０８ａをより確実に遮断することが可能になる。なお、本実施形態においても、図３に示すものと同様に、遮断棒１６１の先端に傾斜をつけたり、ヒータを設けても良い。また、遮断棒１６１の先端に、液滴列の方向に長さを有する遮断部材（遮断棒や遮断板）を設けることにより、図５に示すものと同様に、複数の液滴１０８ａを１度に破壊等できるようにしても良い。或いは、図４に示すように、複数個のユニットを配置しても良い。
【００５０】
図１０は、本発明の第６の実施形態に係るＥＵＶ光源装置の構成を示す模式図である。本実施形態は、図１に示す液滴遮断ユニット１０７として、ピエゾ素子を用いる他の具体例を示すものである。その他の構成については、図１に示すＥＵＶ光源装置と同様である。
図１０に示すように、このＥＵＶ光源装置は、遮断棒１７１が取り付けられたアクチュエータタイプのピエゾ素子１７０と、ピエゾドライバ１７２とを含んでいる。
【００５１】
図１１は、ピエゾ素子１７０及び遮断棒１７１を拡大して示している。遮断棒１７１は、支点１７３において回転可能に支持されていると共に、一端においてピエゾ素子１７０と係合している。このピエゾ素子１７０を、ピエゾドライバ１７２から供給される駆動信号によって収縮させる。その結果、図１１に示すように、遮断棒１７１の他端（衝突点１７１ａ）が支点１７３を軸として回転して、液滴１０８ａに衝突する。
【００５２】
このように、本実施形態においては、梃子の原理を利用して、遮断棒１７１における液滴との衝突点１７１ａを移動させる。そのため、ピエゾ素子１７０の変位量が小さい場合においても、支点の位置を調節することにより、衝突点１７１ａの変位量を大きくすることができる。従って、液滴１０８ａをより確実に破壊等することが可能になる。なお、本実施形態においても、図３に示すものと同様に、遮断棒１７１の衝突点１７１ａに傾斜をつけたり、ヒータを設けても良い。或いは、遮断棒１７１の先端に、液滴列の方向に長さを有する遮断部を設けることにより、図５に示すものと同様に、複数の液滴１０８ａを１度に破壊等できるようにしても良い。さらに、図４に示すものと同様に、ピエゾ素子及び固定された支点を有する遮断棒を含む複数の遮蔽ユニットを設け、それらを交互に駆動しても良い。
【００５３】
図１２は、本発明の第７の実施形態に係るＥＵＶ光源装置の構成を示す模式図である。このＥＵＶ光源装置は、図１に示す液滴遮断ユニット１０７を、モータを用いる構造としたものである。その他の構成については、図１に示すＥＵＶ光源装置と同様である。
図１２に示すように、このＥＵＶ光源装置は、遮断棒１８１が取り付けられたモータ１８０と、モータ１８０の動作を制御するモータ制御部１８２とを含んでいる。また、図１３の（ａ）は、モータ１８０及び遮断棒１８１をＺ軸方向から見た図を示している。図１３の（ａ）に示すように、モータ１８０は、Ｚ軸を回転軸として回転し、それに伴い、遮断棒１８１は、ＸＹ平面内において回転する。遮断棒１８１は、液滴１０８の軌道を横切るように、長さを調節されている。
【００５４】
モータ制御部１８２は、制御部１１５の制御の下で、モータ１８０を所定の速度及びタイミングで回転させる。例えば、モータ制御部１８２は、遮断棒１８１が液滴１０８ａと衝突するタイミングで、液滴の生成周波数とほぼ等しい周波数でモータ１８０を回転させる。これにより、液滴１０８ａは、回転する遮断棒１８１によって次々と破壊等される。反対に、モータ制御部１８２は、液滴１０８ｂが通過しようとするときには、モータ１８０の回転を停止させ、又は、回転速度を変化させる。これにより、液滴１０８ｂは、遮断棒１８１と衝突することなく開口部１０１ａを通過する。
【００５５】
図１３の（ｂ）〜（ｄ）は、モータに取り付けられる遮断棒のバリエーションを示している。例えば、図１３の（ｂ）に示すように、モータ１８３における向かい合う位置に２つの遮断棒１８４を設けても良い。この場合には、図１３の（ａ）に示すものと比較して、モータの回転速度（回転周波数）を約半分にすることができ、モータへの負担を軽くすることができる。また、図１３の（ｃ）に示すように、モータ１８５の周囲に複数の遮断翼１８６を設けても良い。さらに、図１３の（ｄ）に示すように、モータ１８７の周囲に、歯車状の遮断部１８８を設けても良い。
【００５６】
なお、本実施形態においても、図３に示すものと同様に、遮断棒等の先端に傾斜をつけたり、ヒータを設けても良い。或いは、遮断棒等の先端に、液滴列の方向に長さを有する部材（遮断棒や遮断板）を取り付けることにより、図５に示すものと同様に、複数の液滴１０８ａを１度に破壊等できるようにしても良い。さらに、図４に示すものと同様に、モータ及び遮断棒等を含む複数の遮蔽ユニットを設け、それらを同時に又は交互に駆動しても良い。
【００５７】
図１４は、本発明の第８の実施形態に係るＥＵＶ光源装置の構成を示す模式図である。本実施形態は、図１に示す液滴遮断ユニット１０７として、モータを用いる他の具体例を示すものである。その他の構成については、図１に示すＥＵＶ光源装置と同様である。
図１４に示すように、このＥＵＶ光原装置は、穴開き円盤１９１が取り付けられたモータ１９０と、モータ１９０の動作を制御するモータ制御部１９２とを含んでいる。また、図１５の（ａ）は、モータ１９０及び穴開き円盤１９１をＺ軸方向から見た図を示している。図１５の（ａ）に示すように、モータ１９０は、Ｚ軸を回転軸として回転し、それに伴い、穴開き円盤１９１は、ＸＹ平面内において回転する。穴開き円盤１９１には、液滴１０８の軌道を通るように位置調節された液滴通過口１９１ａが形成されている。
【００５８】
モータ制御部１９２は、制御部１１５の制御の下で、モータ１９０を所定の速度及びタイミングで回転させる。例えば、モータ制御部１９２は、液滴１０８ｂが穴開き円盤１９１の高さを通過しようとするときに、液滴通過口１９１ａが液滴１０８の軌道を通るようにタイミングを合わせ、液滴の生成周波数とほぼ等しい速度でモータ１９０を回転させる。これにより、液滴１０８ｂは、液滴通過口１９１ａを通過して開口部１０１ａに導かれ、一方、液滴１０８ａは、穴開き円盤１９１に衝突して破壊等される。
【００５９】
本実施形態において、穴開き円盤には、２つ以上の液滴通過口を形成しても良い。例えば、図１５の（ｂ）に示すように、穴開き円盤１９３に４つの液滴通過口１９３ａを形成することにより、図１５の（ａ）に示す場合と比較して、モータの回転速度を１／４にすることができ、モータへの負担を軽くすることができる。
【００６０】
図１６は、本発明の第９の実施形態に係るＥＵＶ光源装置の構成を示す模式図である。このＥＵＶ光原装置は、図１に示す液滴遮断ユニット１０７を、レーザ光源を用いる構造としたものである。その他の構成については、図１に示すＥＵＶ光源装置と同様である。
図１６に示すように、このＥＵＶ光源装置は、液滴を破壊するために用いられるレーザ光源２００と、レーザ光源２００から出射したレーザ光Ｌ２を液滴１０８の軌道上に導くレーザ伝播光学系２０１とを含んでいる。レーザ光源２００は、制御部１１５の制御の下で、所定の繰り返し動作周波数及びタイミングでレーザ光Ｌ２を出射する。例えば、レーザ光源２００は、液滴の生成周波数に合わせてレーザ光Ｌ２を出射すると共に、プラズマを発生させるためのレーザ光源１１１の繰り返し動作周波数に合わせてレーザ光Ｌ２の出射を停止する。また、レーザ伝播光学系２０１は、レーザ光Ｌ２を、液滴１０８の軌道上において所定のスポット径となるように集光する。これにより、液滴１０８ａはレーザ光を照射されて破壊され、又は、その軌道を変更される。一方、液滴１０８ｂは、レーザ光を照射されることなく開口部１０１ａを通過し、プラズマ発生室１１０に導入される。
【００６１】
液滴破壊用のレーザ光Ｌ２のエネルギーは、少なくとも、液滴１０８ａを破砕又は蒸発させることができる程度であれば十分であり、それによって破砕された液滴の残滓の大部分が開口部１０１ａを通過しないように、残滓の軌道を変更できることが望ましい。また、レーザ光Ｌ２のエネルギーは、液滴１０８ａを破壊する際に生じる熱衝撃により、周囲の液滴に影響を与えたり、周囲の構成部品にダメージを与えない範囲内であることが望ましい。特に、プラズマ生成室１１０に導入される液滴１０８ｂの速度や軌道が変化しないように留意すべきである。
【００６２】
レーザ光源２００としては、ＹＡＧレーザ、エキシマレーザ、炭酸ガスレーザ、半導体レーザ等、液滴を破壊する程度のエネルギーを出力できるものであれば、どのような種類のものを用いても良い。
また、レーザ光Ｌ２のスポット径は、１つの液滴を破壊し得る十分な大きさを有していれば良い。なお、レーザ伝播光学系２０１は、図１６に示すように、液滴生成室１００の外部に設けても良いし、その一部又は全部を内部に設けても良い。
【００６３】
さらに、本実施形態においても、図４に示すものと同様に、液滴破壊用のレーザ光源及びレーザ伝播光学系を含む複数のユニットを設け、それらを同時に又は交互に駆動するようにしても良い。その場合には、各レーザ光源の駆動周波数を低減させることができるので、レーザ光源の長寿命化を図ることが可能になる。また、パルス繰り返し数の低いレーザ光源を用いることもできる。
【００６４】
図１７は、本発明の第１０の実施形態に係るＥＵＶ光源装置の構成を示す模式図である。このＥＵＶ光源装置は、図１６に示すレーザ光源２００及びレーザ伝播光学系２０１の替わりに、レーザ光源２１０及びレーザ伝播光学系２１１を有している。その他の構成については、図１６に示すＥＵＶ光源装置と同様である。
【００６５】
図１７に示すように、レーザ伝播光学系２１１は、レーザ光源２１０から出射されたレーザ光Ｌ３を、液滴１０８の軌道上において複数の液滴を含むスポット径となるように集光する。これにより、１回のレーザ出射によって複数の液滴１０８ａを破壊できるようになるので、レーザ光源の駆動周波数を低減して、レーザ光源２１０の長寿命化を図ることが可能になる。
【００６６】
図１８の（ａ）〜（ｃ）は、レーザ伝播光学系２１１によって集光されたレーザ光Ｌ３のＹＺ平面における断面（レーザプロファイル）を示している。本実施形態においては、図１８の（ａ）に示すように、円形のスポット形状を用いている。しかしながら、図１８の（ｂ）に示すように、液滴列方向に長い楕円形状や、図１８の（ｃ）に示すように、液滴列方向に長い矩形状を用いても良い。これらの場合には、レーザ光を狭い範囲に集中させてエネルギー密度を高くすることができるので、確実且つ効率的に液滴を破壊することができる。
【００６７】
図１９は、本発明の第１１の実施形態に係るＥＵＶ光源装置の構成を示す模式図である。このＥＵＶ光源装置は、図１に示す液滴遮断ユニット１０７を、高圧ガスノズルを用いる構造としたものである。その他の構成については、図１に示すＥＵＶ光源装置と同様である。
図１９に示すように、このＥＵＶ光源装置は、高圧ガスノズル２２０と、ガスボンベ２２１と、ガス供給管２２２と、ガス遮蔽板２２３と、ガス遮蔽板駆動部２２４と、ガス遮蔽板制御部２２５とを含んでいる。
【００６８】
高圧ガスノズル２２０は、液滴を破壊するために用いられる高圧ガス（以下において、「液滴破壊ガス」ともいう）を噴射する。高圧ガスノズル２２０のガス噴出力は、液滴を破壊、又は、液滴の軌道を変更させることができる程度であれば良い。反対に、過剰にガスを噴出することは、液滴生成室１００やプラズマ発生室１１０内の圧力を上昇させる要因となるので、好ましくない。
【００６９】
ガスボンベ２２１は、ガス供給管２２２を介して高圧ガスノズル２２０にガスを供給する。液滴破壊ガスの種類としては、水素ガス（Ｈ２）、ヘリウム（Ｈｅ）、アルゴン（Ａｒ）等のように、ＥＵＶ光を吸収し難い気体を用いることが望ましい。液滴破壊ガスの一部は、開口部１０１ａを通ってプラズマ発生室１１０に流入する可能性があるからである。
【００７０】
ガス供給管２２２には、コンプレッサ２２２ａが設けられている。コンプレッサ２２２ａは、ガスボンベ２２１内のガス残量が少なくなりガスの供給圧力が低下した場合に、ガスボンベ２２１から供給されるガスを圧縮することにより、高圧ガスノズル２２０に高圧ガスを供給する。
【００７１】
ガス遮蔽板２２３には、高圧ガスノズル２２０から噴射されるガスを遮蔽するシャッタが設けられている。このシャッタは、ガス遮蔽板制御部２２５の制御の下で動作するガス遮蔽板駆動部２２４によって開閉される。ガス遮蔽板駆動部２２４は、液滴１０８ａがシャッタ前を通過しようとするときには、シャッタを開いておく。これにより、液滴１０８ａは、高圧ガス噴射ノズル２２０から噴射されたガスを吹き付けられることにより、破壊され、又は、その軌道を変更させられる。一方、ガス遮蔽板駆動部２２４は、液滴１０８ｂがシャッタ前を通過しようとするときに、シャッタを閉じる。これにより、液滴１０８ｂは、ガスを吹き付けられることなく、開口部１０１ａを通過し、プラズマ発生室１１０に導入される。
【００７２】
液滴破壊用ガスの液滴１０８の軌道上におけるスポット径は、図１６に示すものと同様に、１回の噴射により、１つの液滴１０７ａを破壊できる大きさでも良いし、図１８の（ａ）〜（ｃ）に示すものと同様に、１回の噴射により、複数の液滴１０７ａを破壊できる大きさでも良い。このようなスポット径は、高圧ガスノズル２２０のノズル径と、ガスの噴射速度とを適切に選択することにより、調節することができる。
【００７３】
また、本実施形態においても、図４に示すものと同様に、高圧ガスノズル及びガスボンベを含む複数のユニットを設け、複数の高圧ガスノズルから交互に液滴破壊用ガスを噴射させても良い。その場合には、液滴破壊用ガスを長時間に渡って安定して噴射させることができるので、ＥＵＶ光源装置の動作の信頼性を向上させることができる。
【００７４】
図２０は、本発明の第１２の実施形態に係るＥＵＶ光源装置の構成を示す模式図である。このＥＵＶ光源装置は、図１に示すＥＵＶ光源装置に対し、破壊された液滴等を回収する回収筒をさらに設けたものである。その他の構成については、図１に示すＥＵＶ光源装置と同様である。
【００７５】
図２０に示すように、このＥＵＶ光源装置は、回収筒２３０、及び、回収筒２３０と接続された排気ポンプ２３１を含んでいる。回収筒２３０及び排気ポンプ２３１は、液滴遮断ユニット１０７によって破壊された液滴の残滓や、軌道を変更された液滴を集中的に回収する。回収筒２３０の回収口２３０ａは、液滴等を効率良く回収できるように、液滴破壊ポイント近傍に配置されている。具体的には、回収口２３０ａを、液滴列を挟み、液滴遮断ユニット１０７に対向する位置に設けることが望ましい。
【００７６】
本実施形態によれば、破壊された液滴の残滓１０８ｃや軌道を変更された液滴１０８ａが液滴生成室１００に拡散する前に、それらを回収することができる。そのため、液滴の残滓１０８ｃや蒸発ガスがプラズマ発生室１１０内に流入するのを抑制できるので、プラズマ発生室１１０内を高真空に維持することが可能になる。その結果、ＥＵＶ光の出力効率を向上させるだけでなく、プラズマ発生室１１０に設けられている排気ポンプ１１４等を小型化することも可能になる。従って、ＥＵＶ光源装置の性能および信頼性を向上させることが可能になる。
【００７７】
なお、図２０においては、液滴生成室１００に、排気ポンプ１０５及び２３１が設けられているが、本実施形態においては、排気ポンプ１０５を省くことも可能である。即ち、排気ポンプ２３１に、液滴の残滓１０８ｃの回収と、液滴生成室１００内部の排気との両方を兼ねさせる。それにより、ＥＵＶ光源装置全体を小型化することが可能になる。
【００７８】
図２１は、本発明の第１３の実施形態に係るＥＵＶ光源装置の構成を示す模式図である。このＥＵＶ光源装置は、図１に示すＥＵＶ光源装置において、液滴遮断ユニット１０７を設ける替わりに、ターゲット物質を噴射するノズル１０２を移動させる機構を設けている。その他の構成については、図１に示すＥＵＶ光源装置と同様である。
【００７９】
図２１に示すように、このＥＵＶ光源装置は、ノズル１０２に設けられた第２のピエゾ素子２４０と、ピエゾ素子２４０に供給される駆動信号を発生するピエゾドライバ２４１と、狭窄部１０１近傍に設けられたヒータ２４２とを含んでいる。
ピエゾドライバ２４１は、制御部１１５の制御の下で、ピエゾ素子２４０を伸縮させる駆動信号を所定のタイミングで発生する。ピエゾ素子２４０は、供給される駆動信号に基づいて伸縮することにより、ノズル１０２の位置を変位させ、又は、ノズル１０２の向きを傾斜させる。その結果、ノズル１０２から滴下する液滴１０８の軌道を変更することができる。制御部１１５は、液滴１０８ａが滴下するときに、液滴の軌道を開口部１０１ａの方向からずれるように、ピエゾ素子２４０を駆動させる。それにより、液滴１０８ａが開口部１０１ａを通過してプラズマ発生室１１０に進入するのを妨げ、液滴１０８ｂのみをプラズマ発生室１１０に導入することができる。
【００８０】
ここで、ノズル１０２を傾斜させる場合に、液滴１０８ａの軌道は、傾斜させない本来の軌道に対して非平行となる。そのため、時間の経過に伴い、液滴１０８ａの軌道と本来の軌道とのズレΔＸは次第に大きくなる。従って、ノズルを傾斜させる場合には、ノズルの位置をずらす場合と比較して、ピエゾ素子２４０の振幅は小さくて済むので、ピエゾ素子の負担を抑制することができる。
【００８１】
ところで、軌道を変更されて狭窄部１０１近傍に着地した液滴１０８ａは、即座に固化して開口部１０１ａを塞いでしまうおそれがある。そのため、本実施形態においては、狭窄部１０１近傍にヒータ２４２を設け、液滴１０８ａの固化を防止している。
【００８２】
ピエゾ素子２４０の駆動方式としては、液滴１０８ａが生成される毎にノズル１０２が変位又は傾斜するように、液滴の生成周波数に同期して駆動する方式を用いても良い。或いは、液滴１０８ａが生成されている間中ノズルが変位又は傾斜した状態を保ち、液滴１０８ｂが滴下されるときにノズル１０２が本来の位置に戻るように、レーザ光源１１１の繰り返し動作周波数に同期して駆動する方式を用いても良い。なお、前者の場合には、ピエゾ素子２４０の駆動周波数を、均一な液滴を生成するためのピエゾ素子１０３による液滴生成周波数よりも小さくする必要がある。例えば、ピエゾ素子２４０の駆動周波数を、液滴生成周波数の１／４以下にすることが望ましい。
【００８３】
図２２は、本発明の第１４の実施形態に係るＥＵＶ光源装置の構成を示す模式図である。このＥＵＶ光源装置は、図１に示すＥＵＶ光源装置において、液滴遮断ユニット１０７を設ける替わりに、液滴生成室１００とプラズマ発生室１１０とを導通している開口部を変位させる機構を設けている。その他の構成については、図１に示すＥＵＶ光源装置と同様である。
【００８４】
図２２に示すように、このＥＵＶ光源装置は、開口部２５０ａを有する狭窄部２５０と、狭窄部２５０に取り付けられたピエゾ素子２５１と、ピエゾ素子２５１に供給される駆動信号を発生するピエゾドライバ２５２とを含んでいる。
本実施形態において、狭窄部２５０は、例えば、フレキシブルチューブのように、適当な外力を加えることによって変形可能な部材によって作製されている。また、狭窄部２５０に外力を加える機構として、ピエゾ素子２５１を用いている。
【００８５】
ピエゾドライバ２５２は、制御部１１５の制御の下で、ピエゾ素子２５１を伸張又は収縮させる駆動信号を、所定のタイミングで発生する。ピエゾ素子２５１は、供給される駆動信号に基づいて伸縮することにより、狭窄部２５０を変形させる。これにより、狭窄部２５０に形成された開口部２５０ａを変位させることができる。そこで、ノズル１０２から液滴１０８ａが滴下するときに、ピエゾ素子２５１を駆動して開口部２５０ａの位置を液滴の軌道からずらすことにより、液滴１０８ａがプラズマ発生室１１０に侵入するのを妨げることができる。一方、液滴１０８ｂが滴下するときには、開口部２５０ａを液滴の軌道からずらすことなく、液滴１０８ｂをプラズマ発生室１１０に導入する。
【００８６】
なお、本実施形態においても、図２１に示すものと同様に、狭窄部２５０近傍にヒータを設けても良い。それにより、狭窄部２５０近傍に着地した液滴１０８ａの固化を防止し、開口部２５０ａが塞がれるのを防ぐことができる。
【００８７】
図２３は、本発明の第１５の実施形態に係るＥＵＶ光源装置の構成を示す模式図である。このＥＵＶ光源装置は、図１に示すＥＵＶ光源装置における液滴遮断ユニット１０７を、液滴の軌道を変更するための２種類の電極を用いる構造としたものである。その他の構成については、図１に示すものと同様である。
【００８８】
図２３に示すように、このＥＵＶ光源装置は、帯電用電極２６０ａ及び２６０ｂと、帯電用電源２６１と、偏向用電極２６２ａ及び２６２ｂと、偏向用電源２６３とを含んでいる。
帯電用電極２６０ａ及び２６０ｂは、ノズル１０２の近傍に、ノズル１０２から滴下する液滴１０８の軌道を挟み、対向して配置されている。また、帯電用電極２６０ａは接地配線に接続されており、帯電用電極２６０ｂは帯電用電源２６１に接続されている。ノズル１０２から滴下した液滴１０８は、帯電用電極２６０ａ及び２６０ｂの間を通過する間に、帯電用電源２６０から、帯電用電極２６０ａ及び２６０ｂを介して電荷を供給され、帯電する。
【００８９】
偏向用電極２６２ａ及び２６２ｂは、帯電用電極２６０ａ及び２６０ｂの下流に、液滴１０８の軌道を挟み、対向して配置されている。また、偏向用電極２６２ａは偏向用電源２６３の正の高電圧の端子に接続されており、偏向用電極２６２ｂは偏向用電源２６３の負の高電圧の端子に接続されている。偏向用電源２６３は、制御部１１５によって制御されており、偏向用電極２６２ａ及び２６２ｂの間に電位差を与えることにより、それらの電極２６２ａ及び２６２ｂの間に電界を生成する。
【００９０】
制御部１１５は、帯電用電極２６０ａ及び２６０ｂによって帯電させられた液滴１０８ａが滴下してくるときに、偏向用電源２６３を活性化する。それにより、偏向用電極２６２ａ及び２６２ｂの間において液滴１０８ａが偏向するので、その軌道が開口部１０１ａからずれてしまい、液滴１０８ａは開口部１０１ａを通過することができなくなる。一方、制御部１１５は、帯電用電極２６０ａ及び２６０ｂによって帯電させられた液滴１０８ｂが滴下するときに、偏向用電源２６３を非活性化する。それにより、液滴１０８ｂは、偏向することなく開口部１０１ａを通過し、プラズマ発生室１１０に導入される。
【００９１】
ここで、本実施形態は、ターゲット物質の液滴を帯電させるため、導電性のターゲット物質を用いる場合に有効である。そのようなターゲット物質として、例えば、溶融させた錫やリチウム等の溶融金属、水又はアルコールに錫や銅等の微小な金属粒子を分散させたものや、水にフッ化リチウム（ＬｉＦ）を溶解させたイオン溶液等を用いることができる。
【００９２】
図２４は、本発明の第１６の実施形態に係るＥＵＶ光源装置の構成を示す模式図である。このＥＵＶ光源装置は、図１に示すＥＵＶ光源装置における液滴遮断ユニット１０７を、液滴を微粒化するための電極を用いる構造としたものである。その他の構成については、図１に示すものと同様である。
【００９３】
図２４に示すように、このＥＵＶ光源装置は、リング状の微粒化用電極２７０及び微粒化用電源２７１を含んでいる。微粒化用電極２７０は、ノズル１０２から滴下する液滴１０８がリング内を通過するように配置されている。微粒化用電源２７１は、制御部１１５の制御の下で動作しており、微粒化用電極２７０とノズル１０２との間に電位差を与えることにより、ノズル１０２から滴下する液滴１０８に電圧を印加する。
【００９４】
制御部１１５は、液滴１０８ａが微粒化用電極２７０を通過しようとするときに、微粒化用電源２７１を活性化する。その結果、液滴１０８ａは、過剰な電圧を印加されて破壊され、微粒化する。それによって生じたターゲット物質の微粒子１０８ｄは、液滴生成室１００内に散逸し、その内の大部分は開口部１０１ａを通過することなく排気ポンプ１０５に回収される。一方、制御部１１５は、液滴１０８ｂが微粒化用電極２７０を通過しようとするときには、微粒化用電源２７１を非活性化する。その結果、液滴１０８ｂは、微粒化されることなく開口部１０１ａを通過し、プラズマ発生室１１０に導入される。
なお、本実施形態も、溶融させた錫やリチウム等の溶融金属、水又はアルコールに錫や銅等の微小な金属粒子を分散させたものや、水にフッ化リチウム（ＬｉＦ）を溶解させたイオン溶液等のように、導電性のターゲット物質を用いる場合に有効である。
【００９５】
図２５は、本発明の第１７の実施形態に係るＥＵＶ光源装置の構成を示す模式図である。このＥＵＶ光源装置は、図２４に示すＥＵＶ光源装置に、微粒化されたターゲット物質を捕捉する捕捉用電極２８０ａ及び２８０ｂと、捕捉用電源２８１とをさらに設けたものである。その他の構成については、図２４に示すものと同様である。
【００９６】
捕捉用電極２８０ａ及び２８０ｂは、微粒化用電極２７０の下流に、液滴１０８の軌道を挟み、対向して配置されている。捕捉用電源２８１は、制御部１１５の制御の下で動作しており、捕捉用電極２８０ａ及び２８０ｂの間に電位差を与えることにより、それらの電極２８０ａ及び２８０ｂの間に電界を形成する。
【００９７】
ここで、微粒化用電極２７０のリング内を通過することによって微粒化されたターゲット物質の微粒子１０８ｄは、印加された電圧と微粒子の径とに応じた電荷を与えられている。制御部１１５は、そのようなターゲット物質の微粒子１０８ｄが、捕捉用電極２８０ａ及び２８０ｂの間を通過するタイミングで、捕捉用電源の２８１を活性化する。その結果、ターゲット物質の微粒子１０８ｄは、捕捉用電極２８０ａ又は２８０ｂに捕捉される。一方、制御部１１５は、液滴１０８ｂが捕捉用電極２８０ａ及び２８０ｂの間を通過しようとするときには、捕捉用電源２８１を非活性化する。その結果、液滴１０８ｂは、電極に捕捉されることなく、開口部１０１ａを通過し、プラズマ発生室１１０に導入される。
【００９８】
なお、本実施形態も、溶融させた錫やリチウム等の溶融金属、水又はアルコールに錫や銅等の微小な金属粒子を分散させたものや、水にフッ化リチウム（ＬｉＦ）を溶解させたイオン溶液のように、導電性のターゲット物質を用いる場合に有効である。
本実施形態によれば、微粒化されたターゲット物質の内のほとんどが捕捉用電極２８０ａ及び２８０ｂに捕捉されるので、開口部１０１ａを通ってプラズマ発生室１１０に流入するターゲット物質を大幅に低減することができる。
【００９９】
なお、以上説明した本発明の第１５〜第１７の実施形態においても、図２１に示すものと同様に、狭窄部１０１又は２５０の近傍にヒータを設けても良い。それにより、狭窄部１０１近傍に着地した液滴１０８ａやその微粒子の固化を防止し、開口部１０１ａが塞がれるのを防ぐことができる。
【０１００】
図２６は、本発明の第１〜第１７の実施形態において、ノズルから噴射される液滴１０８を間引く態様について説明するための図である。図２６の（ａ）〜（ｆ）においては、液滴の生成周波数を１００ｋＨｚ、レーザ光の繰り返し動作周波数を１０ｋＨｚとしており、生成される液滴１０個の内の１個にレーザ光が照射されるものとする。図２６の（ａ）〜（ｆ）において、二重丸印は、生成される液滴１０８の内、プラズマ発生室においてレーザ光が照射される予定の液滴１０８ｂを示しており、破線の丸印は、レーザ光が照射されないため間引かれる液滴１０８ａを示しており、実線の丸印は、レーザ光は照射されないが、間引かれない液滴１０８ｅを示している。また、矢印は、液滴１０８の進行方向を表している。
【０１０１】
図２６の（ａ）は、参考のために、従来のＥＵＶ光源装置におけるレーザ光照射方法を示している。従来は、液滴を間引くことが行われていなかったので、不要な液滴１０８ｅがプラズマ発生室１１０（図１）に導入されてしまい、それが真空度や清浄度を低下させる要因の１つとなっていた。
【０１０２】
図２６の（ｂ）は、レーザ光が照射される液滴１０８ｂ以外の全ての液滴を間引く例を示している。この例によれば、不要な液滴が開口部１０１ａを通過するのを最小限に留めることができるので、プラズマ発生室１１０の真空度や清浄度を最も高く維持することが可能になる。この場合には、プラズマ発生室１１０内の真空度や清浄度を、図２６の（ａ）に示す場合と比較して、約１０倍にすることができる。
【０１０３】
図２６の（ｃ）〜（ｅ）は、レーザ光が照射される液滴１０８ｂ以外の液滴を間欠的に間引く例を示している。このように、液滴遮断ユニットの構造や動作に応じて駆動周波数を調整することにより、液滴遮断ユニットを安定して動作させることができると共に、液滴遮断ユニットを長寿命化させることができる。例えば、図２６の（ｃ）に示すように、液滴遮断ユニット１０７（図１）を５０ｋＨｚで駆動することにより、不要な液滴を１個おきに間引くことができる。この場合には、プラズマ発生室１１０内の真空度や清浄度を、図２６の（ａ）に示す場合と比較して約２倍にすることができる。また、図２６の（ｄ）に示すように、液滴遮断ユニット１０７を１０ｋＨｚで駆動することにより、プラズマ発生室１１０内の真空度や清浄度を、図２６の（ａ）に示す場合と比較して約１．１倍にすることができる。さらに、図２６の（ｅ）に示すように、液滴遮断ユニット１０７を５ｋＨｚで駆動することにより、プラズマ発生室１１０内の真空度や清浄度を、図２６の（ａ）に示す場合と比較して約１．０５倍にすることができる。
【０１０４】
図２６の（ｆ）は、液滴１０８ｂの前後に位置する液滴１０８ｅを残し、それ以外の液滴１０８ａを間引く例を示している。ここで、液滴遮断ユニット１０７によりある液滴を破壊すると、その周辺に存在する液滴がその影響を受けて、破壊されたり、変形したり、その軌道が変更されてしまう事態が生じる可能性もある。そのため、図２６の（ｆ）においては、レーザ光が照射される予定の液滴１０８ｂがそのような影響を受けないように、その前後の液滴１０８ｅを残存させている。この残存させる液滴１０８ｅの数は、レーザ光を照射される予定の液滴１０８ｂの前後１個ずつでも良いし、複数ずつでも良い。それらの液滴数は、使用される液滴遮断ユニット１０７の構造や破壊力等に応じて、破壊された液滴が近隣の液滴に与える影響を考慮しつつ、プラズマ発生室１１０内の真空度や清浄度を図２６の（ａ）に示す場合と比較して高くすることができる範囲で選択することが望ましい。
【０１０５】
図２７〜３０は、液滴遮断ユニットの駆動タイミングを制御する方法について説明するための図であり、本発明の第１〜第１７の実施形態における制御部１１５（図１〜図２５）の構成を具体的に示したものである。
図２７には、液滴を生成するためのピエゾ素子１０３に供給される駆動信号を発生するピエゾドライバ１０６を制御する液滴生成用コントローラ３００と、液滴遮断ユニット１０７を制御する液滴遮断用コントローラ３０１と、ターゲット物質を照射するレーザ光を出射するレーザ光源を制御するレーザ光源用コントローラ３０２とが示されている。液滴生成用コントローラ３００は、例えば、１００ｋＨｚで駆動信号を発生するようにピエゾドライバ１０６を制御している。また、レーザ光源用コントローラ３０２は、液滴生成用コントローラから供給されるトリガ信号に同期して、例えば、１０ｋＨｚの繰り返し動作周波数でレーザ光を出射するようにレーザ光源１１１を制御している。また、液滴遮断用コントローラ３０１には、液滴遮断ユニットを動作させるための駆動周波数や、動作時間の長さや、動作周期や、動作強度等が予めプログラムされている。
【０１０６】
このような装置において、液滴生成用コントローラ３００は、自身が動作を開始するのと同時に、液滴遮断用コントローラ３０１に、スタートトリガ信号を供給する。それにより、液滴遮断用コントローラ３０１は、予めプログラムされた動作を開始する。例えば、液滴遮断用コントローラ３０１において、駆動周波数として５０ｋＨｚを用いることをプログラムしておくことにより、図２６の（ｃ）を用いて説明したような動作をさせることができる。このように、コントローラ３００〜３０２における動作を、トリガ信号を用いて同期させることにより、簡単且つ安価に制御系を構成することができる。
【０１０７】
図２８に示す構成は、図２７に示す構成に対して、液滴生成用コントローラ３００と液滴遮断用コントローラ３０１との間に、遅延部３０３をさらに設けたものである。遅延部３０３は、液滴生成用コントローラ３００から出力されるスタートトリガ信号に適切な遅延を与えて、液滴遮断用コントローラ３０１に供給することにより、これらのコントローラ３００及び３０１の間で動作タイミングを調整する。
【０１０８】
ここで、例えば、流速２５ｍ／ｓ、生成周波数１００ｋＨｚの液滴を生成する場合に、ノズル１０２から滴下する液滴の列において、隣接する液滴間の距離は約２５０μｍ、時間間隔は約１０μｓとなる。そのため、ノズル１０２と液滴遮断ユニット１０７との間の距離によっては、液滴１０８が液滴遮断ユニット１０７の高さを通過するタイミングと、液滴遮断ユニット１０７の動作タイミングとがずれてしまう場合がある。そこで、予め、スタートトリガ信号の発信タイミングを遅延部３０３によって調整しておくことにより、不要な液滴１０８を液滴遮断ユニット１０７によって確実に間引けるようになる。この遅延部３０３の調整は、手動で行うこともできる。或いは、遅延部３０３を設ける替わりに、液滴遮断用コントローラ３０１内において、スタートトリガ信号が活性化されてから動作開始タイミングまでの遅延時間を調整して良い。
【０１０９】
図２９に示す構成は、図２７に示す構成に対して、液滴生成用コントローラ３００と、液滴遮断用コントローラ３０１と、レーザコントローラ３０２とを制御する総合コントローラ３０４をさらに設けたものである。
図２９において、総合コントローラ３０４は、液滴生成用コントローラ３００及び液滴遮断用コントローラ３０１にスタートトリガ信号を供給し、レーザコントローラ３０２にトリガ信号を供給する。それにより、液滴生成用コントローラ３００は、設定された生成周波数で液滴の生成を開始し、液滴遮断用コントローラ３０１は、予めプログラムされた駆動周波数や、動作時間の長さや、動作周期や、動作強度等に従って動作を開始する。また、レーザコントローラ３０２は、レーザ光源１１１に所定の繰り返し動作周波数でレーザ発振を起こさせる。
【０１１０】
図３０に示す構成は、図２９に示す総合コントローラ３０４の替わりに、総合コントローラ３０５を設けたものである。総合コントローラ３０５には、液滴１０８の生成周波数や、液滴遮断ユニット１０７の駆動周波数や、動作時間の長さや、動作周期や、動作強度等がプログラムされている。総合コントローラ３０５は、液滴生成用コントローラ３００に対し、生成周波数に応じたパルストリガ信号（例えば、１００ｋＨｚ）を供給し、液滴遮断用コントローラ３０１に対し、駆動周波数に応じたパルストリガ信号（例えば、５０ｋＨｚ）を供給し、レーザ光源用コントローラ３０２に対し、繰り返し動作周波数に応じたパルストリガ信号（例えば、１０ｋＨｚ）を供給する。これに応じて、液滴生成用コントローラ３００は、パルストリガ信号が供給されたときに１回動作し、液滴遮断用コントローラ３０１は、パルストリガ信号が供給されたときに１回動作し、レーザ光源用コントローラ３０２は、パルストリガ信号が供給されたときに１回動作する。
【０１１１】
図２９又は図３０において、液滴１０８の通過タイミングと液滴遮断ユニット１０７の動作タイミングとの間にずれが生じるおそれがある場合には、ずれを解消するために、総合コントローラ３０４又は３０５から液滴生成用コントローラ３００及び液滴遮断用コントローラ３０１に、所定の時間差を設けてスタートトリガ信号を供給しても良い。或いは、総合コントローラ３０４又は３０５と液滴遮断用コントローラ３０１との間に遅延部を設けても良いし、液滴遮断用コントローラ３０１内において、スタートトリガ信号が活性化されてから動作開始タイミングまでの遅延時間を調整しても良い。
【産業上の利用可能性】
【０１１２】
本発明は、露光装置等に用いられるＬＰＰ型ＥＵＶ光源装置において利用可能である。
【符号の説明】
【０１１３】
１、１０２…ノズル、２、１１０…プラズマ発生室、３、１１１、２００、２１０…レーザ光源、４、１１２…レンズ、５、１２、１５、１０５、１１４、２３１…排気ポンプ、６、１０３、１２０、１３０、１３２、１４０、１５０、１５１、１６０、１６５ａ、１６５ｂ、１６８ａ、１６８ｂ、１７０、２４０、２５１…ピエゾ素子、７、１１３…レーザ光照射点、８、１０８、１０８ａ、１０８ｂ、１０８ｅ…液滴、１０８ｃ…液滴の残滓、１０８ｄ…ターゲット物質の微粒子、８ａ…液滴の跡、９、１０９…蒸発ガス、１０…残留ターゲット物質、１１、１４…回収チャンバ、１３、１６、１０１、２５０…狭窄部、１３ａ、１６ａ、１０１ａ、２５０ａ…開口部、１００…液滴生成室、１０６、１２２、１３４、１５３、１６２、１７２、２４１、２５２…ピエゾドライバ、１０７…液滴遮断ユニット、１０７ａ…移動ステージ、１１５…制御部、１２１、１２３、１３１、１３３、１４１ａ、１６１、１７１、１８１、１８４…遮断棒、１２４、２４２…ヒータ、１４１、１５２、１８８…遮断部、１６５ａ〜１６５ｄ…圧電体、１６６、１６７ａ、１６７ｂ、１６９ａ、１６９ｂ…電極、１７３…支点、１８０、１８３、１８５、１８７、１９０…モータ、１８２、１９２…モータ制御部、１８６…遮断翼、１９１、１９３…穴開き円盤、２０１、２１１…レーザ伝播光学系、２２０…高圧ガスノズル、２２１…ガスボンベ、２２２…ガス供給管、２２２ａ…コンプレッサ、２２３…ガス遮蔽板、２２４…ガス遮蔽板駆動部、２２５…ガス遮蔽板制御部、２３０…回収筒、２３０ａ…回収口、２６０ａ、２６０ｂ…帯電用電極、２６１…帯電用電源、２６２ａ、２６２ｂ…偏向用電極、２６３…偏向用電源、２７０…微粒化用電極、２７１…微粒化用電源、２８０ａ、２８０ｂ…捕捉用電極、２８１…捕捉用電源、３００…液滴生成用コントローラ、３０１…液滴遮断用コントローラ、３０２…レーザ光源用コントローラ、３０３…遅延部、３０４、３０５…総合コントローラ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ターゲットにレーザビームを照射することにより極端紫外（ＥＵＶ：extreme ultra violet）光を発生する極端紫外光源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体プロセスの微細化に伴って光リソグラフィも微細化が急速に進展しており、次世代においては、１００〜７０ｎｍの微細加工、更には５０ｎｍ以下の微細加工が要求されるようになる。例えば、５０ｎｍ以下の微細加工の要求に応えるべく、波長１３ｎｍ程度のＥＵＶ光源と縮小投影反射光学系（cataoptric system）とを組み合わせた露光装置の開発が期待されている。
【０００３】
ＥＵＶ光源としては、レーザビームをターゲットに照射することによって生成するプラズマを用いたＬＰＰ（laser produced plasma）光源と、放電によって生成するプラズマを用いたＤＰＰ（discharge produced plasma）光源と、軌道放射光を用いたＳＲ（synchrotron radiation）光源との３種類がある。これらの内でも、ＬＰＰ光源は、プラズマ密度をかなり大きくできるので黒体輻射に近い極めて高い輝度が得られ、ターゲット材料を選択することにより必要な波長帯のみの発光が可能であり、ほぼ等方的な角度分布を持つ点光源であるので光源の周囲に電極等の構造物がなく、２πsteradという極めて大きな捕集立体角の確保が可能であること等の利点から、数十ワット以上のパワーが要求されるＥＵＶリソグラフィ用の光源として有力であると考えられている。
【０００４】
図３１は、一般的なＬＰＰ型ＥＵＶ光源装置の構成を示す模式図である。このＥＵＶ光源装置は、ノズル１が配置されたプラズマ発生室２と、レーザ光源３と、レーザ光をプラズマ発生室２に導光する伝播光学系（例えば、レンズ４）と、排気ポンプ５とを含んでいる。以下、伝播光学系としてレンズを例示して説明する。
ノズル１は、加圧供給される液体又は気体のターゲット物質を噴射することにより、レーザ光照射点７を通るターゲット噴流を形成する。ターゲット物質として、キセノン（Ｘｅ）等の常温において気体の物質を用いる場合には、ノズルの上流側に、ターゲット物質を加圧冷却することにより液化させる機構を設けることもある。反対に、常温では固体である錫やリチウムを用いる場合には、ノズルの上流側に、ターゲット物質を溶融温度以上に加熱して液化させる機構が設けられる。
【０００５】
また、ノズル１にピエゾ素子６を設け、ノズル１を振動させながら液体のターゲット物質を噴射させることにより、ターゲット物質の液滴（ドロップレット）８を形成することができる。即ち、レイリーの微小擾乱の安定性理論によれば、速度ｖで流れる直径ｄのターゲット噴流を、周波数ｆで振動させることにより擾乱させるときに、ターゲット噴流に生じた振動の波長λ（λ＝ｖ／ｆ）が所定の条件（例えば、λ／ｄ＝４．５１）を満たす場合に、均一な大きさの液滴８が、周波数ｆで繰り返して形成される。そのときの周波数ｆは、レイリー周波数と呼ばれる。
【０００６】
レーザ光源３は、所定の繰り返し動作周波数でレーザ光を出力する。レーザ光源３から出力されたレーザ光は、レンズ４によってレーザ光照射点７に集光され、ターゲット噴流やドロップレットを照射する。それにより、ターゲット物質がプラズマ化してＥＵＶ光を放射する。なお、図３１には、レーザ光を照射された結果、プラズマ生成に寄与した液滴の跡８ａが示されている。このようにして生成されたＥＵＶ光は、例えば、半導体装置の露光を行う場合には、波長１３ｎｍ〜１４ｎｍの光を高反射率で反射するＭｏ（モリブデン）／Ｓｉ（シリコン）膜が形成された曲面型集光ミラーによって集められ、反射ミラー光学系によって露光装置へ導光される。ここで、ＥＵＶ光は、物質による吸収や物質との相互作用が大きいので、ＥＵＶ光を減衰させないために、ＥＵＶ光を露光装置等に導光する光学系や露光装置内部の投影光学系には、反射型が用いられる。
【０００７】
排気ポンプ５は、プラズマ発生室２内を排気することにより所望の圧力に維持すると共に、ターゲット物質の蒸発ガス９等の不要な物質を排出する。プラズマ発生室２内には、ガス化したターゲット物質によるＥＵＶ光の吸収や、さらには、ミラー等の光学系の汚染を防止するために、例えば、キセノンを用いる場合には０．１Ｐａ程度の高真空が要求される。
【０００８】
ところで、通常、均一な液滴を形成するためにノズル１に与えられる振動の周波数ｆは、照射レーザ光が出力される周波数の数倍から数十倍となる。例えば、ＬＰＰ型ＥＵＶ光源装置において一般に用いられるＹＡＧレーザにおける繰り返し動作周波数は、１０ｋＨｚ程度であるのに対し、速度約３０ｍ／ｓで滴下する直径約６０μｍの液滴を形成する場合に、振動により液滴が生成される周波数ｆは約１１０ｋＨｚとなる。そのため、生成された液滴８の多くは、レーザ光が照射されることなくレーザ光照射点７を通過してしまう。このような液滴（残留ターゲット物質）１０は、排気ポンプ５によってプラズマ発生室２の外部に排出される。しかしながら、排気ポンプ５しかプラズマ発生室２に設けられていない場合には、プラズマ発生室２の内部を高真空に維持することが困難である。その結果、生成されたＥＵＶ光がプラズマ発生室２の内部においてガス化したターゲットに吸収されてしまい、ＥＵＶ光の出力低下を招いてしまう。特に、ＥＵＶ光リソグラフィに用いられる１３．５ｎｍのＥＵＶ光はキセノンガスに吸収され易いので、ＥＵＶ光の発生効率が悪く、これが問題となっていた。
【０００９】
関連する技術として、特許文献１には、後続の標的小滴（ターゲット物質の液滴）が先行の標的小滴のイオン化により影響を受けないようにするために、ＥＵＶ放射線源において、自然レイリー不安定破壊周波数の理論に基づいて決定される小滴発生率で放出される小滴の内、励振レーザのパルス周波数との関係により標的とならない小滴を、イオン化された標的小滴から発生する放射線を吸収するバッファとして作用させることが開示されている。しかしながら、バッファとして作用させるとしても、不要な小滴が存在することにより、プラズマ発生室内の真空度や清浄度は低下するので、ＥＵＶ光の出力低下を招くことには変わりはない。
【００１０】
このような問題を解決するため、特許文献２には、図３１に示すようなＥＵＶ光源装置に対して、不要なターゲット物質の液滴を回収する回収チャンバを設けることが開示されている（第１０頁）。即ち、図３２に示すように、排気ポンプ１２が設けられた回収チャンバ１１を、プラズマ発生室２の下流側に配置する。回収チャンバ１１とプラズマ発生室２とは、開口部１３ａを有する狭窄部（スキマー又はオリフィス）１３を通じて接続される。これにより、ノズル１から噴射されたターゲット物質の液滴８の内、レーザ光を照射されずにプラズマ生成に寄与しなかった液滴１０は、開口部１３ａを通って回収チャンバ１１に回収され、排気ポンプ１２によって外部に排出される。この開口部１３ａの径や、排気ポンプ１２の排気量等を適切に選択することにより、プラズマ発生室２内の真空度や清浄度を、図３１に示すＥＵＶ光源装置と比較して、容易に高く維持することができる。また、トータルで２つの排気ポンプを設けることにより、各排気ポンプへの負担を小さくすることができるので、排気ポンプを小型化することができる。
【００１１】
しかしながら、図３２に示すＥＵＶ光源装置においても、ノズル１から噴射されてから狭窄部１３を通過するまでの間に、液滴８の表面から絶えずターゲット物質が蒸発している。また、照射レーザ光のエネルギーは非常に高いので、レーザ光が照射される液滴の前後数個の範囲に位置する液滴８ｂは、レーザ光照射時の衝撃による変形又は位置ずれ等の影響を受ける他、最悪の場合には熱により蒸発してしまう。そのため、レーザ光が照射されない液滴の全てが回収チャンバ１１に回収されるとは限らない。このようなターゲット物質の蒸発ガス９や未回収液滴は、プラズマ発生室２に設けられた排気ポンプ５によって排出しなければならない。そのため、プラズマ発生室２内の真空度を要求されるレベル（例えば、キセノンの場合には０．１Ｐａ程度）まで低くすることは困難である。従って、このＥＵＶ光源装置においても、プラズマ発生室２内を高真空度に維持することができないので、生成されたＥＵＶ光が吸収されてしまい、ＥＵＶ光の出力低下を招来するという問題が依然として残っている。
【００１２】
そこで、特許文献２においては、図３２に示すＥＵＶ光源装置に対し、さらに真空スペース（回収チャンバ）を設けることが開示されている。即ち、図３３に示すように、排気ポンプ１５が設けられた第２の回収チャンバ１４を、プラズマ発生室２の上流側に配置する。回収チャンバ１４とプラズマ発生室２とは、狭窄部１６に形成された開口部１６ａを通じて接続される。これにより、ノズル１から噴射された液滴８の表面から蒸発する蒸発ガス９は排気ポンプ１５によって外部に排出されるので、プラズマ発生室２の真空度や清浄度を、図３２に示すＥＵＶ光源装置と比較して、高く維持することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開２００４−３１３４２（図２）
【特許文献２】特表２００３−５１８７３１（第１頁、第９頁）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかしながら、プラズマ発生室２の内部には、依然としてレーザ光が照射されない液滴１０が存在している。そのような液滴は、近隣の液滴へのレーザ光照射時の衝撃によって変形又は位置ずれ等の影響を受けるのに加えて、最悪の場合には熱によって蒸発してしまう。このように、プラズマ発生室２においては意図しない蒸発等が生じうるので、不要な液滴１０の全てが回収チャンバ１１に回収されるとは限らない。そのため、プラズマ発生室２内を高真空度に維持することや、ガス化したターゲット物質からミラー等のチャンバ内構成部品を防御することは、やはり困難である。また、トータルで３つのチャンバ及び３つの排気ポンプが必要になるので、システムが大型化及び複雑化してしまう。
【００１５】
このように、プラズマ化したターゲットが近隣のターゲットに与える影響は、特許文献１及び２に記載されているキセノンのような常温で気体のターゲット物質だけでなく、常温で固体のターゲット物質や、常温で固体の物質を含む液体のターゲット物質においても問題となっている（例えば、錫やリチウム等の溶融金属、水又はアルコールに錫や酸化銅や銅等の微小な金属粒子を分散させたもの、水にフッ化リチウムや塩化リチウム等を溶解させたイオン溶液）。これらのターゲット物質もプラズマの熱等の影響によって蒸発する可能性があるので、一旦ガス化した金属原子がミラー等のチャンバ内構成部品を汚染し、更には、ＥＵＶ光源としての性能を劣化させてしまうからである。
【００１６】
そこで、上記の点に鑑み、本発明は、ＬＰＰ型ＥＵＶ光源装置において、簡単な構成によりプラズマ発生室内の真空度や清浄度を高めることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記課題を解決するため、本発明の１つの観点に係る極端紫外光源装置は、レーザ光源から出力されたレーザ光をターゲット物質に照射することにより、前記ターゲット物質をプラズマ化して極端紫外光を放射させる極端紫外光源装置であって、第１のチャンバと、該第１のチャンバと開口を介して接続されている第２のチャンバと、第１のチャンバ内にターゲット物質を供給するターゲット物質供給手段と、ターゲット物質供給手段によって供給される溶融金属のターゲット物質に基づいて、繰り返し滴下する溶融金属の液滴を生成する液滴生成手段と、該液滴生成手段によって生成されたターゲット物質の液滴が前記開口を通過するのを妨げる少なくとも１つの遮断手段と、該少なくとも１つの遮断手段が所定のタイミングで動作するように前記少なくとも１つの遮断手段を制御する制御手段と、レーザ光を出射するレーザ光源と、該レーザ光源から出射したレーザ光を、前記第１のチャンバにおいて生成され、前記開口を通過して前記第２のチャンバに導入されたターゲット物質の液滴に照射させる光学系とを具備する。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、生成されたターゲット物質の液滴の内、レーザ光が照射されない液滴を遮断して、余分な液滴が第２のチャンバに導入されるのを妨げるので、安価で簡単な構成により、第２のチャンバ内の真空度や清浄度を高く維持することができる。従って、プラズマ化したターゲット物質から放射される極端紫外光の出力効率を、低コストで高めることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明に係るＥＵＶ光源装置の原理を説明するための図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係るＥＵＶ光源装置の構成を示す模式図である。
【図３】図２に示すＥＵＶ光源装置の変形例について説明するための図である。
【図４】本発明の第２の実施形態に係るＥＵＶ光源装置の構成を示す模式図である。
【図５】本発明の第３の実施形態に係るＥＵＶ光源装置の構成を示す模式図である。
【図６】本発明の第４の実施形態に係るＥＵＶ光源装置の構成を示す模式図である。
【図７】図６に示すピエゾ素子及び遮断部が動作する様子を示す模式図である。
【図８】本発明の第５の実施形態に係るＥＵＶ光源装置の構成を示す模式図である。
【図９】バイモルフ型のピエゾ素子の構造を示す模式図である。
【図１０】本発明の第６の実施形態に係るＥＵＶ光源装置の構成を示す模式図である。
【図１１】図１０に示すピエゾ素子及び遮断棒の動作を説明するための図である。
【図１２】本発明の第７の実施形態に係るＥＵＶ光源装置の構成を示す模式図である。
【図１３】図１２に示すモータ及び遮断棒と、遮断棒の変形例を示す平面図である。
【図１４】本発明の第８の実施形態に係るＥＵＶ光源装置の構成を示す模式図である。
【図１５】図１４に示すモータ及び穴開き円盤の動作を説明するための平面図である。
【図１６】本発明の第９の実施形態に係るＥＵＶ光源装置の構成を示す模式図である。
【図１７】本発明の第１０の実施形態に係るＥＵＶ光源装置の構成を示す模式図である。
【図１８】レーザ伝搬光学系によって集光されるレーザ光の断面を示す図である。
【図１９】本発明の第１１の実施形態に係るＥＵＶ光源装置の構成を示す模式図である。
【図２０】本発明の第１２の実施形態に係るＥＵＶ光源装置の構成を示す模式図である。
【図２１】本発明の第１３の実施形態に係るＥＵＶ光源装置の構成を示す模式図である。
【図２２】本発明の第１４の実施形態に係るＥＵＶ光源装置の構成を示す模式図である。
【図２３】本発明の第１５の実施形態に係るＥＵＶ光源装置の構成を示す模式図である。
【図２４】本発明の第１６の実施形態に係るＥＵＶ光源装置の構成を示す模式図である。
【図２５】本発明の第１７の実施形態に係るＥＵＶ光源装置の構成を示す模式図である。
【図２６】ノズルから噴射される液滴を間引く態様について説明するための図である。
【図２７】液滴遮断ユニットの駆動タイミングを制御する第１の方法について説明するための図である。
【図２８】液滴遮断ユニットの駆動タイミングを制御する第２の方法について説明するための図である。
【図２９】液滴遮断ユニットの駆動タイミングを制御する第３の方法について説明するための図である。
【図３０】液滴遮断ユニットの駆動タイミングを制御する第４の方法について説明するための図である。
【図３１】一般的なＬＰＰ型ＥＵＶ光源装置の構成を示す模式図である。
【図３２】ＬＰＰ型ＥＵＶ光源装置において、液滴回収チャンバを設けた例を示す模式図である。
【図３３】ＬＰＰ型ＥＵＶ光源装置において、第２の回収チャンバを設けた例を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照しながら詳しく説明する。なお、同一の構成要素には同一の参照番号を付して、説明を省略する。
図１は、本発明の原理を説明するための図であり、極端紫外（extreme ultra violet:ＥＵＶ）光源装置の一部を模式的に示している。このＥＵＶ光源装置は、ＬＰＰ（Laser Produced Plasma）型であり、液滴生成室１００と、ピエゾドライバ１０６と、ＥＵＶ光を生成するためのプラズマ発生が行われるプラズマ発生室１１０と、プラズマ発生室においてターゲット物質の液滴を照射するレーザ光を発生するレーザ光源１１１と、レーザ光源１１１から出射したレーザ光Ｌ１をレーザ光照射点１１３に導くレンズ１１２と、制御部１１５とを含んでいる。液滴生成室１００とプラズマ発生室１１０とは、狭窄部１０１に設けられた開口部１０１ａを通じて接続されている。
【００２１】
液滴生成室１００には、ピエゾ素子１０３が設けられたノズル１０２と、排気ポンプ１０５とが設けられている。また、ピエゾ素子１０３には、ピエゾ素子１０３に供給される駆動信号を発生するピエゾドライバ１０６が接続されている。さらに、液滴生成室１００の内部には、滴下する液滴を遮断する液滴遮断ユニット１０７が配置されている。
【００２２】
ノズル１０２は、外部から供給されるターゲット物質を、液滴生成室１００内に向けて噴射する。ターゲット物質としては、溶融させた錫（Ｓｎ）やリチウム（Ｌｉ）等の溶融金属、水又はアルコールに錫、酸化錫、銅等の微小な金属粒子を分散させたもの、水にフッ化リチウム（ＬｉＦ）や塩化リチウム（ＬｉＣｌ）を溶解させたイオン溶液等が用いられる。本実施形態においては、ターゲット物質として溶融錫（Ｓｎ）を用いる場合について説明するが、それ以外のターゲット物質を用いる場合においても、本発明はチャンバの真空度及び清浄度の向上に有効である。
【００２３】
ピエゾ素子１０３は、ピエゾドライバ１０６から供給される駆動信号に基づいて伸縮することにより、ノズル１０２に所定の周波数ｆの振動を与える。このように、ノズル１０２を介して、ノズル１０２から噴射されるターゲット物質の流れ（ターゲット噴流）を擾乱させることにより、繰り返して滴下するターゲット物質の液滴１０８を生成することができる。即ち、ターゲット噴流の速度をｖ、ターゲット噴流に生じた振動の波長をλ（λ＝ｖ／ｆ）、ターゲット噴流の直径をｄとした場合に、所定の条件（例えば、λ／ｄ＝４．５１）を満たすときに、均一な大きさの理想的な液滴が形成される。このターゲット噴流に生じさせる擾乱の周波数ｆは、レイリー周波数と呼ばれている。実際には、λ／ｄ＝３〜８程度であれば、ほぼ均一な大きさの液滴が形成される。ＥＵＶ光源装置において一般的に用いられるノズルから噴射されるターゲット噴流の速度ｖは２０ｍ／ｓ〜３０ｍ／ｓ程度であるので、直径が１０μｍ〜１００μｍ程度の液滴を形成する場合に、ノズルに与えるべき周波数は、数１０ｋＨｚ〜数１００ｋＨｚ程度となる。以下において、このようにして１秒間あたりに生成される液滴の数のことを、液滴生成周波数、又は、単に生成周波数という。
【００２４】
排気ポンプ１０５は、液滴生成室１００内を所望の真空度に維持すると共に、生成された液滴１０８の表面から蒸発した蒸発ガス１０９や、後述するように、不要となったターゲット物質を外部に排出する。
【００２５】
液滴遮断ユニット１０７は、制御部１１５の制御の下、所定のタイミングで動作することにより、滴下する液滴１０８を破壊し、又は、その軌道を変更し、若しくは、開口部１０１ａを液滴から遮蔽することにより、所定の液滴が開口部１０１ａを通過するのを妨げる。
【００２６】
液滴遮断ユニット１０７によって遮断される液滴は、次のように選択される。先に説明したように、液滴１０８の生成周波数は、通常、数１０ｋＨｚ〜数１００ｋＨｚ程度となるのに対し、一般的なＥＵＶ光源に求められる繰り返し周波数は、１０ｋＨｚ程度である。そこで、液滴１０８がレーザ光照射点１１３を通過するタイミングが、レーザ光源の繰り返し動作周波数と一致するように、液滴１０８を間引く。例えば、液滴１０８の生成周波数が１００ｋＨｚ、レーザの発振周波数が１０ｋＨｚである場合には、液滴１０８を１／１０に間引けば良い。即ち、９個の液滴を連続して遮断した後に、１個の液滴を通過させる動作を繰り返す。なお、図１には、液滴遮断ユニット１０７によって遮断すべき液滴１０８ａと、開口部１０１ａを通過させるべき液滴１０８ｂとが示されている。
【００２７】
図１に示すように、このような液滴遮断ユニット１０７に、移動ステージ１０７ａを設けても良い。液滴１０８の径は、通常、１０μｍ〜１００μｍ程度と小さいので、液滴遮断ユニット１０７と液滴１０８との距離や位置関係を調整する必要が生じるからである。移動ステージ１０７ａは、リモートコントロール装置等を用いたチャンバ外からの制御に従い、液滴遮断ユニット１０７の位置をＸ方向、Ｙ方向及びＺ方向について微調整する。
【００２８】
プラズマ発生室１１０には、排気ポンプ１１４が設けられている。排気ポンプ１１４は、開口部１０１ａを通過してプラズマ発生室１１０に導入された液滴１０８ｂの表面から蒸発した蒸発ガス等の不要な物質を外部に排出することにより、プラズマ発生室１１０内を所望の真空度に維持する。
【００２９】
レーザ光源１１１から出射したレーザ光Ｌ１は、レンズ１１２によって集光され、プラズマ発生室１１０内のレーザ光照射点１１３を所定の繰り返し動作周波数（例えば、１０ｋＨｚ）で照射する。このようなプラズマ発生室１１０において、所定の間隔に間引かれた液滴１０８ｂが、レーザ光照射点１１３を通過する際にレーザ光Ｌ１を照射されると、ターゲット物質がプラズマ化してＥＵＶ光が放射される。このようにして生成されたＥＵＶ光は、例えば、Ｍｏ／Ｓｉ膜が形成された反射光学系により、露光装置等に導かれる。
【００３０】
制御部１１５は、ノズル１０２の径やターゲット物質の噴射速度等に応じてピエゾドライバ１０６の液滴生成周波数を設定すると共に、設定された液滴生成周波数と、レーザ光源１１１の繰り返し動作周波数とに応じて、液滴遮断ユニット１０７の動作タイミングを制御する。
【００３１】
図２は、本発明の第１の実施形態に係るＥＵＶ光源装置の構成を示す模式図である。このＥＵＶ光源装置は、図１に示す液滴遮断ユニット１０７を、ピエゾ素子を用いる構造としたものである。その他の構成については、図１に示すＥＵＶ光源装置と同様である。
図２に示すように、このＥＵＶ光源装置は、遮断棒１２１が取り付けられたピエゾ素子１２０と、ピエゾ素子１２０に供給される駆動信号を発生するピエゾドライバ１２２とを含んでいる。本実施形態においては、アクチュエータタイプのピエゾ素子を用いている。アクチュエータタイプのピエゾ素子は、印加される電圧の極性に応じた方向に伸縮する素子であり、駆動信号に対する時間応答性が高いことを特徴としている。ピエゾドライバ１２２は、制御部１１５の制御の下で、ピエゾ素子１２０を伸張又は収縮させるための駆動信号を、所定の時間間隔で発生する。遮断棒１２１は、ピエゾ素子１２０が伸張したときに、液滴１０８の軌道に達し、ピエゾ素子１２０が収縮したときに、液滴１０８の軌道から外れるように、ピエゾ素子１２０に対する位置及び長さを調整されている。
【００３２】
生成された液滴１０８を間引くために、具体的には以下に示す２つの方法が考えられる。第１の方法として、レーザ光を照射されない液滴１０８ａが遮断棒１２１の高さ（ターゲットが上から下へ進行する場合を例にした。以下、同様。）を通過しようとする度にピエゾ素子１２０を伸張させ、遮断棒１２１によって液滴１０８ａを突くことにより、液滴１０８ａを破壊し、又は、液滴１０８ａの軌道を変更させる。反対に、レーザ光を照射される液滴１０８ｂが遮断棒１２１の高さを通過しようとする際には、ピエゾ素子１２０を駆動しない。これにより、液滴１０８ｂのみに開口部１０１ａを通過させることができる。また、第２の方法として、液滴１０８ａが滴下している間中、ピエゾ素子１２０を伸張し、遮断棒１２１を液滴１０８ａの軌道に挿入しておくことにより開口部１０１ａを液滴１０８ａから遮蔽する。そして、液滴１０８ｂが遮断棒１２１の高さを通過しようとする際にのみ、ピエゾ素子１２０を収縮させることにより、液滴１０８ｂに開口部１０１ａを通過させる。
【００３３】
上記の第２の方法を用いる場合には、ピエゾ素子１２０の駆動周波数を、液滴１０８の生成周波数（例えば、１００ｋＨｚ）ではなく、レーザ光源１１１の繰り返し動作周波数（例えば、１０ｋＨｚ）に合わせれば良い。そのため、ピエゾ素子１２０を駆動するための消費電力を低減すると共に、ピエゾ素子１２０を長寿命化することができるので、図２に示すＥＵＶ光源装置の信頼性を高めることができる。
【００３４】
図３は、図２に示すＥＵＶ光源装置の変形例について説明するための図である。本実施形態においては、図２に示す遮断棒１２１の形状や構造を変更することにより、様々な効果を付加することができる。例えば、図２に示す遮断棒１２１の替わりに、図３に示す遮断棒１２３を用いても良い。遮断棒１２３の液滴衝突面１２３ａは、法線が液滴１０８の軌道と角度θを為すように形成されている。このように、遮断棒１２３の先端に傾斜をつけることにより、液滴衝突面１２３ａに衝突した液滴１０８ａやその残滓１０８ｃが、傾斜に沿って流れるようになる。それにより、遮断棒１２３上に残滓１０８ｃが滞留したり、滞留した残滓１０８ｃが固化することがなくなるので、遮断棒１２３の動作効率の低下を防ぐことができる。また、遮断棒の先端や液滴衝突面１２３ａ付近に、ヒータ１２４を設けても良い。液滴１０８ａが衝突する領域を加熱することにより、液滴１０８ａの残滓１０８ｃが固化して遮断棒に蓄積するのを防ぐことができる。
【００３５】
図４は、本発明の第２の実施形態に係るＥＵＶ光源装置の構成を示す模式図である。このＥＵＶ光源装置は、図１に示す液滴遮断ユニット１０７を、複数のピエゾ素子を用いる構造としたものである。なお、図４には、２つのピエゾ素子を用いる例が示されているが、３つ以上のピエゾ素子を用いても良い。その他の構成については、図１に示すＥＵＶ光源装置と同様である。
【００３６】
図４に示すように、このＥＵＶ光源装置は、遮断棒１３１が取り付けられたアクチュエータタイプのピエゾ素子１３０と、遮断棒１３３が取り付けられたアクチュエータタイプのピエゾ素子１３２と、ピエゾ素子１３０及び１３２にそれぞれ供給される駆動信号を発生するピエゾドライバ１３４とを含んでいる。遮断棒１３１及び１３３は、ピエゾ素子が伸張したときに、液滴１０８の軌道に達し、ピエゾ素子が収縮したときに、液滴１０８の軌道から外れるように、ピエゾ素子１３０及び１３２における位置及び長さを調整されている。
【００３７】
ピエゾドライバ１３４は、制御部１１５の制御の下で、ピエゾ素子１３０及び１３２に駆動信号を同時に又は交互に供給する。これにより、遮断棒１３１及び１３３が、同時に又は交互に液滴１０８ａを破壊し、又は、その軌道を変更し、若しくは、開口部１０１ａを液滴１０８ａから遮蔽する。このように、複数のピエゾ素子を用いることにより、各ピエゾ素子の駆動周波数を、１つのピエゾ素子のみを用いる場合と比較して低減することができる。例えば、図４に示すように２つのピエゾ素子を用いる場合には、駆動周波数は１／２となり、３つのピエゾ素子を用いる場合には、駆動周波数は１／３となるので、各ピエゾ素子の負担を減らし、長寿命化することが可能になる。
なお、本実施形態においても、図３に示すものと同様に、遮断棒１３１及び１３３の先端に傾斜をつけたり、ヒータを設けても良い。
【００３８】
以上説明した本発明の第１及び第２の実施形態においては、ピエゾ素子に遮断棒を取り付けているが、棒の替わりに板状の遮蔽部材（遮蔽板）をピエゾ素子に取り付けても良い。この場合には、液滴の軌道に対する遮蔽板の位置調整を緩和することができる。
【００３９】
図５は、本発明の第３の実施形態に係るＥＵＶ光源装置の構成を示す模式図である。本実施形態は、図１に示す液滴遮断ユニット１０７として、ピエゾ素子を用いる他の具体例を示すものである。その他の構成については、図１に示すＥＵＶ光源装置と同様である。
図５に示すＥＵＶ光源装置は、遮断部１４１が取り付けられたアクチュエータタイプのピエゾ素子１４０と、ピエゾ素子１４０に供給される駆動信号を発生するピエゾドライバ１４２とを含んでいる。遮断部１４１は、液滴列の方向に長さを有する遮断棒１４１ａを含んでいる。遮断棒１４１ａは、ピエゾ素子１４１が１回伸縮することにより、複数の液滴１０８ａと衝突し、それらの液滴１０８ａを破壊し、又は、それらの軌道を変更させる。このように、１度に複数の液滴１０８ａを破壊等することにより、ピエゾ素子の駆動周波数を小さくすることができるので、ピエゾ素子の長寿命化を図ることができる。
【００４０】
なお、本実施形態においては、遮断棒１４１ａの替わりに、液滴列に対向する広い面積を有する遮蔽板を設けても良い。また、本実施形態においても、図３に示すものと同様に、遮断棒１４１ａの先端に傾斜をつけたり、ヒータを設けても良い。さらに、図４に示すものと同様に、各々に遮断棒１４１ａを含む遮断部１４１が取り付けられた複数のピエゾ素子を設け、それらを同時に又は交互に駆動しても良い。
【００４１】
図６は、本発明の第４の実施形態に係るＥＵＶ光源装置の構成を示す模式図である。本実施形態は、図１に示す液滴遮断ユニット１０７として、ピエゾ素子を用いる他の具体例を示すものである。その他の構成については、図１に示すＥＵＶ光源装置と同様である。
図６に示すように、このＥＵＶ光源装置は、２つのアクチュエータタイプのピエゾ素子１５０及び１５１と、２つのピエゾ素子１５０及び１５１の間に取り付けられている遮断部１５２と、２つのピエゾ素子１５０及び１５１に供給される駆動信号を発生するピエゾドライバ１５３とを含んでいる。
【００４２】
図７は、図６に示すピエゾ素子１５０及び１５１、並びに、遮断部１５２の動作を、ノズル１０２側（Ｚ軸方向）から見た様子を示している。遮断部１５２は、ピエゾ素子１５０及び１５１に接続された移動部１５２ａと、移動部１５２ａに設けられた突部１５２ｂとを含んでいる。ピエゾドライバ１５３は、制御部１１５の制御の下で、レーザ光を照射されない液滴１０８ａが通過しようとするときに、ピエゾ素子１５０及び１５１の内の一方を伸張させるための駆動信号を発生し、他方を収縮させるための駆動信号を発生する。これにより、ピエゾ素子１５０及び１５１の伸縮に伴って移動部１５２ａが移動し、その際に突部１５２ｂが液滴１０８ａに衝突する。
【００４３】
本実施形態において、２つのピエゾ素子を用いて遮断部１５２を移動させる理由は次のとおりである。一般に、アクチュエータタイプのピエゾ素子は、伸張時の圧縮応力に対する機械的強度は大きいが、収縮時の引張応力に対しては機械的強度が小さい。そのため、遮断部を「押す」作用と「引く」作用との両方を行うことは、ピエゾ素子にとって大きな負担となる。そこで、２つのピエゾ素子１５０及び１５１を同期して駆動することにより、一方の素子が収縮するときの応力負担を、他方の素子が伸張することによってカバーするようにしている。これにより、ピエゾ素子１５０及び１５１の各々に対する機械的な負担を減らし、長寿命化を図ることができる。
【００４４】
なお、ピエゾ素子１５０及び１５１の一方を伸張し、他方を収縮するためには、圧電体の分極の向きが互いに反対を向くようにピエゾ素子１５０及び１５１を配置し、ピエゾ素子１５０及び１５１に同じ位相の駆動信号をそれぞれ供給すれば良い。或いは、圧電体の分極が同じ向きとなるようにピエゾ素子１５０及び１５１を配置し、ピエゾ素子１５０及び１５１に互いに位相が反転する駆動信号をそれぞれ供給する方法を用いても良い。
【００４５】
なお、本実施形態においても、図３に示すものと同様に、突部１５２ｂの一端に傾斜をつけたり、ヒータを設けても良い。或いは、突部１５２ｂの形状を、液滴列の方向に長さを有する面形状とすることにより、図５に示すものと同様に、複数の液滴１０８ａを１度に破壊等できるようにしても良い。さらに、図４に示すものと同様に、遮断部及びその両端に取り付けられた２つピエゾ素子を含む複数の液滴遮断ユニットを設け、それらを交互に駆動しても良い。
【００４６】
図８は、本発明の第５の実施形態に係るＥＵＶ光源装置の構成を示す模式図である。本実施形態は、図１に示す液滴遮断ユニット１０７として、ピエゾ素子を用いる他の具体例を示すものである。その他の構成については、図１に示すＥＵＶ光源装置と同様である。
図８に示すように、このＥＵＶ光源装置は、遮断棒１６１が取り付けられたピエゾ素子１６０と、ピエゾ素子に供給される駆動信号を発生するピエゾドライバ１６２とを含んでいる。本実施形態においては、ピエゾ素子１６０として、バイモルフ型やマルチモルフ型のベンディングタイプ（屈曲変位型）を用いている。
【００４７】
図９の（ａ）及び（ｂ）は、バイモルフ型のピエゾ素子の構造を示す模式図である。図９の（ａ）及び（ｂ）において、圧電体１６５ａ及び１６５ｂ、並びに、１６８ａ及び１６８ｂ中に示す矢印は、分極の向きを表している。図９の（ａ）に示すピエゾ素子は、パラレル型と呼ばれており、２つの圧電体１６５ａ及び１６５ｂを、分極方向が同じ方向を向くように電極１６６を介して張り合わせ、それらの圧電体１６５ａ及び１６５ｂに電極１６７ａ及び１６７ｂをそれぞれ形成することによって作製される。このようなピエゾ素子において、電極１６７ａ及び１６６を介して、圧電体１６５ａに電界ＥＡを加え、電極１６７ｂ及び１６６を介して、圧電体１６５ｂに電界ＥＡとは反対向きの電界ＥＢを加える。それにより、一方の圧電体１６５ａは伸張し、他方の圧電体１６５ｂは収縮するので、結果として、ピエゾ素子は矢印の方向（図の右方向）に屈曲する。一方、図９の（ｂ）に示すピエゾ素子はシリーズ型と呼ばれている。シリーズ型のピエゾ素子において、２つの圧電体１６８ａ及び１６８ｂは、分極が互いに反対方向を向くように張り合わせられている。これらの圧電体に、電極１６９ａ及び１６９ｂを介して同じ向きの電界Ｅを加えることにより、一方の圧電体は伸張し、他方の圧電体が収縮するので、結果として、ピエゾ素子が屈曲する。また、マルチモルフ型のピエゾ素子においては、さらに複数の圧電体が積層されている。
【００４８】
再び、図８を参照すると、ピエゾドライバ１６２が、制御部１１５の制御の下で、ピエゾ素子１６０を駆動するための駆動信号を発生すると、ピエゾ素子１６０が屈曲する。その結果、ピエゾ素子１６０に取り付けられた遮断棒１６１が液滴１０８ａと衝突して、液滴１０８ａを破壊し、又は、軌道を変更させる。
【００４９】
一般に、ベンディングタイプのピエゾ素子においては、アクチュエータタイプのピエゾ素子と比較して、遮断棒が取り付けられる先端の変位量が大きい。そのため、液滴１０８ａをより確実に遮断することが可能になる。なお、本実施形態においても、図３に示すものと同様に、遮断棒１６１の先端に傾斜をつけたり、ヒータを設けても良い。また、遮断棒１６１の先端に、液滴列の方向に長さを有する遮断部材（遮断棒や遮断板）を設けることにより、図５に示すものと同様に、複数の液滴１０８ａを１度に破壊等できるようにしても良い。或いは、図４に示すように、複数個のユニットを配置しても良い。
【００５０】
図１０は、本発明の第６の実施形態に係るＥＵＶ光源装置の構成を示す模式図である。本実施形態は、図１に示す液滴遮断ユニット１０７として、ピエゾ素子を用いる他の具体例を示すものである。その他の構成については、図１に示すＥＵＶ光源装置と同様である。
図１０に示すように、このＥＵＶ光源装置は、遮断棒１７１が取り付けられたアクチュエータタイプのピエゾ素子１７０と、ピエゾドライバ１７２とを含んでいる。
【００５１】
図１１は、ピエゾ素子１７０及び遮断棒１７１を拡大して示している。遮断棒１７１は、支点１７３において回転可能に支持されていると共に、一端においてピエゾ素子１７０と係合している。このピエゾ素子１７０を、ピエゾドライバ１７２から供給される駆動信号によって収縮させる。その結果、図１１に示すように、遮断棒１７１の他端（衝突点１７１ａ）が支点１７３を軸として回転して、液滴１０８ａに衝突する。
【００５２】
このように、本実施形態においては、梃子の原理を利用して、遮断棒１７１における液滴との衝突点１７１ａを移動させる。そのため、ピエゾ素子１７０の変位量が小さい場合においても、支点の位置を調節することにより、衝突点１７１ａの変位量を大きくすることができる。従って、液滴１０８ａをより確実に破壊等することが可能になる。なお、本実施形態においても、図３に示すものと同様に、遮断棒１７１の衝突点１７１ａに傾斜をつけたり、ヒータを設けても良い。或いは、遮断棒１７１の先端に、液滴列の方向に長さを有する遮断部を設けることにより、図５に示すものと同様に、複数の液滴１０８ａを１度に破壊等できるようにしても良い。さらに、図４に示すものと同様に、ピエゾ素子及び固定された支点を有する遮断棒を含む複数の遮蔽ユニットを設け、それらを交互に駆動しても良い。
【００５３】
図１２は、本発明の第７の実施形態に係るＥＵＶ光源装置の構成を示す模式図である。このＥＵＶ光源装置は、図１に示す液滴遮断ユニット１０７を、モータを用いる構造としたものである。その他の構成については、図１に示すＥＵＶ光源装置と同様である。
図１２に示すように、このＥＵＶ光源装置は、遮断棒１８１が取り付けられたモータ１８０と、モータ１８０の動作を制御するモータ制御部１８２とを含んでいる。また、図１３の（ａ）は、モータ１８０及び遮断棒１８１をＺ軸方向から見た図を示している。図１３の（ａ）に示すように、モータ１８０は、Ｚ軸を回転軸として回転し、それに伴い、遮断棒１８１は、ＸＹ平面内において回転する。遮断棒１８１は、液滴１０８の軌道を横切るように、長さを調節されている。
【００５４】
モータ制御部１８２は、制御部１１５の制御の下で、モータ１８０を所定の速度及びタイミングで回転させる。例えば、モータ制御部１８２は、遮断棒１８１が液滴１０８ａと衝突するタイミングで、液滴の生成周波数とほぼ等しい周波数でモータ１８０を回転させる。これにより、液滴１０８ａは、回転する遮断棒１８１によって次々と破壊等される。反対に、モータ制御部１８２は、液滴１０８ｂが通過しようとするときには、モータ１８０の回転を停止させ、又は、回転速度を変化させる。これにより、液滴１０８ｂは、遮断棒１８１と衝突することなく開口部１０１ａを通過する。
【００５５】
図１３の（ｂ）〜（ｄ）は、モータに取り付けられる遮断棒のバリエーションを示している。例えば、図１３の（ｂ）に示すように、モータ１８３における向かい合う位置に２つの遮断棒１８４を設けても良い。この場合には、図１３の（ａ）に示すものと比較して、モータの回転速度（回転周波数）を約半分にすることができ、モータへの負担を軽くすることができる。また、図１３の（ｃ）に示すように、モータ１８５の周囲に複数の遮断翼１８６を設けても良い。さらに、図１３の（ｄ）に示すように、モータ１８７の周囲に、歯車状の遮断部１８８を設けても良い。
【００５６】
なお、本実施形態においても、図３に示すものと同様に、遮断棒等の先端に傾斜をつけたり、ヒータを設けても良い。或いは、遮断棒等の先端に、液滴列の方向に長さを有する部材（遮断棒や遮断板）を取り付けることにより、図５に示すものと同様に、複数の液滴１０８ａを１度に破壊等できるようにしても良い。さらに、図４に示すものと同様に、モータ及び遮断棒等を含む複数の遮蔽ユニットを設け、それらを同時に又は交互に駆動しても良い。
【００５７】
図１４は、本発明の第８の実施形態に係るＥＵＶ光源装置の構成を示す模式図である。本実施形態は、図１に示す液滴遮断ユニット１０７として、モータを用いる他の具体例を示すものである。その他の構成については、図１に示すＥＵＶ光源装置と同様である。
図１４に示すように、このＥＵＶ光原装置は、穴開き円盤１９１が取り付けられたモータ１９０と、モータ１９０の動作を制御するモータ制御部１９２とを含んでいる。また、図１５の（ａ）は、モータ１９０及び穴開き円盤１９１をＺ軸方向から見た図を示している。図１５の（ａ）に示すように、モータ１９０は、Ｚ軸を回転軸として回転し、それに伴い、穴開き円盤１９１は、ＸＹ平面内において回転する。穴開き円盤１９１には、液滴１０８の軌道を通るように位置調節された液滴通過口１９１ａが形成されている。
【００５８】
モータ制御部１９２は、制御部１１５の制御の下で、モータ１９０を所定の速度及びタイミングで回転させる。例えば、モータ制御部１９２は、液滴１０８ｂが穴開き円盤１９１の高さを通過しようとするときに、液滴通過口１９１ａが液滴１０８の軌道を通るようにタイミングを合わせ、液滴の生成周波数とほぼ等しい速度でモータ１９０を回転させる。これにより、液滴１０８ｂは、液滴通過口１９１ａを通過して開口部１０１ａに導かれ、一方、液滴１０８ａは、穴開き円盤１９１に衝突して破壊等される。
【００５９】
本実施形態において、穴開き円盤には、２つ以上の液滴通過口を形成しても良い。例えば、図１５の（ｂ）に示すように、穴開き円盤１９３に４つの液滴通過口１９３ａを形成することにより、図１５の（ａ）に示す場合と比較して、モータの回転速度を１／４にすることができ、モータへの負担を軽くすることができる。
【００６０】
図１６は、本発明の第９の実施形態に係るＥＵＶ光源装置の構成を示す模式図である。このＥＵＶ光原装置は、図１に示す液滴遮断ユニット１０７を、レーザ光源を用いる構造としたものである。その他の構成については、図１に示すＥＵＶ光源装置と同様である。
図１６に示すように、このＥＵＶ光源装置は、液滴を破壊するために用いられるレーザ光源２００と、レーザ光源２００から出射したレーザ光Ｌ２を液滴１０８の軌道上に導くレーザ伝播光学系２０１とを含んでいる。レーザ光源２００は、制御部１１５の制御の下で、所定の繰り返し動作周波数及びタイミングでレーザ光Ｌ２を出射する。例えば、レーザ光源２００は、液滴の生成周波数に合わせてレーザ光Ｌ２を出射すると共に、プラズマを発生させるためのレーザ光源１１１の繰り返し動作周波数に合わせてレーザ光Ｌ２の出射を停止する。また、レーザ伝播光学系２０１は、レーザ光Ｌ２を、液滴１０８の軌道上において所定のスポット径となるように集光する。これにより、液滴１０８ａはレーザ光を照射されて破壊され、又は、その軌道を変更される。一方、液滴１０８ｂは、レーザ光を照射されることなく開口部１０１ａを通過し、プラズマ発生室１１０に導入される。
【００６１】
液滴破壊用のレーザ光Ｌ２のエネルギーは、少なくとも、液滴１０８ａを破砕又は蒸発させることができる程度であれば十分であり、それによって破砕された液滴の残滓の大部分が開口部１０１ａを通過しないように、残滓の軌道を変更できることが望ましい。また、レーザ光Ｌ２のエネルギーは、液滴１０８ａを破壊する際に生じる熱衝撃により、周囲の液滴に影響を与えたり、周囲の構成部品にダメージを与えない範囲内であることが望ましい。特に、プラズマ生成室１１０に導入される液滴１０８ｂの速度や軌道が変化しないように留意すべきである。
【００６２】
レーザ光源２００としては、ＹＡＧレーザ、エキシマレーザ、炭酸ガスレーザ、半導体レーザ等、液滴を破壊する程度のエネルギーを出力できるものであれば、どのような種類のものを用いても良い。
また、レーザ光Ｌ２のスポット径は、１つの液滴を破壊し得る十分な大きさを有していれば良い。なお、レーザ伝播光学系２０１は、図１６に示すように、液滴生成室１００の外部に設けても良いし、その一部又は全部を内部に設けても良い。
【００６３】
さらに、本実施形態においても、図４に示すものと同様に、液滴破壊用のレーザ光源及びレーザ伝播光学系を含む複数のユニットを設け、それらを同時に又は交互に駆動するようにしても良い。その場合には、各レーザ光源の駆動周波数を低減させることができるので、レーザ光源の長寿命化を図ることが可能になる。また、パルス繰り返し数の低いレーザ光源を用いることもできる。
【００６４】
図１７は、本発明の第１０の実施形態に係るＥＵＶ光源装置の構成を示す模式図である。このＥＵＶ光源装置は、図１６に示すレーザ光源２００及びレーザ伝播光学系２０１の替わりに、レーザ光源２１０及びレーザ伝播光学系２１１を有している。その他の構成については、図１６に示すＥＵＶ光源装置と同様である。
【００６５】
図１７に示すように、レーザ伝播光学系２１１は、レーザ光源２１０から出射されたレーザ光Ｌ３を、液滴１０８の軌道上において複数の液滴を含むスポット径となるように集光する。これにより、１回のレーザ出射によって複数の液滴１０８ａを破壊できるようになるので、レーザ光源の駆動周波数を低減して、レーザ光源２１０の長寿命化を図ることが可能になる。
【００６６】
図１８の（ａ）〜（ｃ）は、レーザ伝播光学系２１１によって集光されたレーザ光Ｌ３のＹＺ平面における断面（レーザプロファイル）を示している。本実施形態においては、図１８の（ａ）に示すように、円形のスポット形状を用いている。しかしながら、図１８の（ｂ）に示すように、液滴列方向に長い楕円形状や、図１８の（ｃ）に示すように、液滴列方向に長い矩形状を用いても良い。これらの場合には、レーザ光を狭い範囲に集中させてエネルギー密度を高くすることができるので、確実且つ効率的に液滴を破壊することができる。
【００６７】
図１９は、本発明の第１１の実施形態に係るＥＵＶ光源装置の構成を示す模式図である。このＥＵＶ光源装置は、図１に示す液滴遮断ユニット１０７を、高圧ガスノズルを用いる構造としたものである。その他の構成については、図１に示すＥＵＶ光源装置と同様である。
図１９に示すように、このＥＵＶ光源装置は、高圧ガスノズル２２０と、ガスボンベ２２１と、ガス供給管２２２と、ガス遮蔽板２２３と、ガス遮蔽板駆動部２２４と、ガス遮蔽板制御部２２５とを含んでいる。
【００６８】
高圧ガスノズル２２０は、液滴を破壊するために用いられる高圧ガス（以下において、「液滴破壊ガス」ともいう）を噴射する。高圧ガスノズル２２０のガス噴出力は、液滴を破壊、又は、液滴の軌道を変更させることができる程度であれば良い。反対に、過剰にガスを噴出することは、液滴生成室１００やプラズマ発生室１１０内の圧力を上昇させる要因となるので、好ましくない。
【００６９】
ガスボンベ２２１は、ガス供給管２２２を介して高圧ガスノズル２２０にガスを供給する。液滴破壊ガスの種類としては、水素ガス（Ｈ２）、ヘリウム（Ｈｅ）、アルゴン（Ａｒ）等のように、ＥＵＶ光を吸収し難い気体を用いることが望ましい。液滴破壊ガスの一部は、開口部１０１ａを通ってプラズマ発生室１１０に流入する可能性があるからである。
【００７０】
ガス供給管２２２には、コンプレッサ２２２ａが設けられている。コンプレッサ２２２ａは、ガスボンベ２２１内のガス残量が少なくなりガスの供給圧力が低下した場合に、ガスボンベ２２１から供給されるガスを圧縮することにより、高圧ガスノズル２２０に高圧ガスを供給する。
【００７１】
ガス遮蔽板２２３には、高圧ガスノズル２２０から噴射されるガスを遮蔽するシャッタが設けられている。このシャッタは、ガス遮蔽板制御部２２５の制御の下で動作するガス遮蔽板駆動部２２４によって開閉される。ガス遮蔽板駆動部２２４は、液滴１０８ａがシャッタ前を通過しようとするときには、シャッタを開いておく。これにより、液滴１０８ａは、高圧ガス噴射ノズル２２０から噴射されたガスを吹き付けられることにより、破壊され、又は、その軌道を変更させられる。一方、ガス遮蔽板駆動部２２４は、液滴１０８ｂがシャッタ前を通過しようとするときに、シャッタを閉じる。これにより、液滴１０８ｂは、ガスを吹き付けられることなく、開口部１０１ａを通過し、プラズマ発生室１１０に導入される。
【００７２】
液滴破壊用ガスの液滴１０８の軌道上におけるスポット径は、図１６に示すものと同様に、１回の噴射により、１つの液滴１０７ａを破壊できる大きさでも良いし、図１８の（ａ）〜（ｃ）に示すものと同様に、１回の噴射により、複数の液滴１０７ａを破壊できる大きさでも良い。このようなスポット径は、高圧ガスノズル２２０のノズル径と、ガスの噴射速度とを適切に選択することにより、調節することができる。
【００７３】
また、本実施形態においても、図４に示すものと同様に、高圧ガスノズル及びガスボンベを含む複数のユニットを設け、複数の高圧ガスノズルから交互に液滴破壊用ガスを噴射させても良い。その場合には、液滴破壊用ガスを長時間に渡って安定して噴射させることができるので、ＥＵＶ光源装置の動作の信頼性を向上させることができる。
【００７４】
図２０は、本発明の第１２の実施形態に係るＥＵＶ光源装置の構成を示す模式図である。このＥＵＶ光源装置は、図１に示すＥＵＶ光源装置に対し、破壊された液滴等を回収する回収筒をさらに設けたものである。その他の構成については、図１に示すＥＵＶ光源装置と同様である。
【００７５】
図２０に示すように、このＥＵＶ光源装置は、回収筒２３０、及び、回収筒２３０と接続された排気ポンプ２３１を含んでいる。回収筒２３０及び排気ポンプ２３１は、液滴遮断ユニット１０７によって破壊された液滴の残滓や、軌道を変更された液滴を集中的に回収する。回収筒２３０の回収口２３０ａは、液滴等を効率良く回収できるように、液滴破壊ポイント近傍に配置されている。具体的には、回収口２３０ａを、液滴列を挟み、液滴遮断ユニット１０７に対向する位置に設けることが望ましい。
【００７６】
本実施形態によれば、破壊された液滴の残滓１０８ｃや軌道を変更された液滴１０８ａが液滴生成室１００に拡散する前に、それらを回収することができる。そのため、液滴の残滓１０８ｃや蒸発ガスがプラズマ発生室１１０内に流入するのを抑制できるので、プラズマ発生室１１０内を高真空に維持することが可能になる。その結果、ＥＵＶ光の出力効率を向上させるだけでなく、プラズマ発生室１１０に設けられている排気ポンプ１１４等を小型化することも可能になる。従って、ＥＵＶ光源装置の性能および信頼性を向上させることが可能になる。
【００７７】
なお、図２０においては、液滴生成室１００に、排気ポンプ１０５及び２３１が設けられているが、本実施形態においては、排気ポンプ１０５を省くことも可能である。即ち、排気ポンプ２３１に、液滴の残滓１０８ｃの回収と、液滴生成室１００内部の排気との両方を兼ねさせる。それにより、ＥＵＶ光源装置全体を小型化することが可能になる。
【００７８】
図２１は、本発明の第１３の実施形態に係るＥＵＶ光源装置の構成を示す模式図である。このＥＵＶ光源装置は、図１に示すＥＵＶ光源装置において、液滴遮断ユニット１０７を設ける替わりに、ターゲット物質を噴射するノズル１０２を移動させる機構を設けている。その他の構成については、図１に示すＥＵＶ光源装置と同様である。
【００７９】
図２１に示すように、このＥＵＶ光源装置は、ノズル１０２に設けられた第２のピエゾ素子２４０と、ピエゾ素子２４０に供給される駆動信号を発生するピエゾドライバ２４１と、狭窄部１０１近傍に設けられたヒータ２４２とを含んでいる。
ピエゾドライバ２４１は、制御部１１５の制御の下で、ピエゾ素子２４０を伸縮させる駆動信号を所定のタイミングで発生する。ピエゾ素子２４０は、供給される駆動信号に基づいて伸縮することにより、ノズル１０２の位置を変位させ、又は、ノズル１０２の向きを傾斜させる。その結果、ノズル１０２から滴下する液滴１０８の軌道を変更することができる。制御部１１５は、液滴１０８ａが滴下するときに、液滴の軌道を開口部１０１ａの方向からずれるように、ピエゾ素子２４０を駆動させる。それにより、液滴１０８ａが開口部１０１ａを通過してプラズマ発生室１１０に進入するのを妨げ、液滴１０８ｂのみをプラズマ発生室１１０に導入することができる。
【００８０】
ここで、ノズル１０２を傾斜させる場合に、液滴１０８ａの軌道は、傾斜させない本来の軌道に対して非平行となる。そのため、時間の経過に伴い、液滴１０８ａの軌道と本来の軌道とのズレΔＸは次第に大きくなる。従って、ノズルを傾斜させる場合には、ノズルの位置をずらす場合と比較して、ピエゾ素子２４０の振幅は小さくて済むので、ピエゾ素子の負担を抑制することができる。
【００８１】
ところで、軌道を変更されて狭窄部１０１近傍に着地した液滴１０８ａは、即座に固化して開口部１０１ａを塞いでしまうおそれがある。そのため、本実施形態においては、狭窄部１０１近傍にヒータ２４２を設け、液滴１０８ａの固化を防止している。
【００８２】
ピエゾ素子２４０の駆動方式としては、液滴１０８ａが生成される毎にノズル１０２が変位又は傾斜するように、液滴の生成周波数に同期して駆動する方式を用いても良い。或いは、液滴１０８ａが生成されている間中ノズルが変位又は傾斜した状態を保ち、液滴１０８ｂが滴下されるときにノズル１０２が本来の位置に戻るように、レーザ光源１１１の繰り返し動作周波数に同期して駆動する方式を用いても良い。なお、前者の場合には、ピエゾ素子２４０の駆動周波数を、均一な液滴を生成するためのピエゾ素子１０３による液滴生成周波数よりも小さくする必要がある。例えば、ピエゾ素子２４０の駆動周波数を、液滴生成周波数の１／４以下にすることが望ましい。
【００８３】
図２２は、本発明の第１４の実施形態に係るＥＵＶ光源装置の構成を示す模式図である。このＥＵＶ光源装置は、図１に示すＥＵＶ光源装置において、液滴遮断ユニット１０７を設ける替わりに、液滴生成室１００とプラズマ発生室１１０とを導通している開口部を変位させる機構を設けている。その他の構成については、図１に示すＥＵＶ光源装置と同様である。
【００８４】
図２２に示すように、このＥＵＶ光源装置は、開口部２５０ａを有する狭窄部２５０と、狭窄部２５０に取り付けられたピエゾ素子２５１と、ピエゾ素子２５１に供給される駆動信号を発生するピエゾドライバ２５２とを含んでいる。
本実施形態において、狭窄部２５０は、例えば、フレキシブルチューブのように、適当な外力を加えることによって変形可能な部材によって作製されている。また、狭窄部２５０に外力を加える機構として、ピエゾ素子２５１を用いている。
【００８５】
ピエゾドライバ２５２は、制御部１１５の制御の下で、ピエゾ素子２５１を伸張又は収縮させる駆動信号を、所定のタイミングで発生する。ピエゾ素子２５１は、供給される駆動信号に基づいて伸縮することにより、狭窄部２５０を変形させる。これにより、狭窄部２５０に形成された開口部２５０ａを変位させることができる。そこで、ノズル１０２から液滴１０８ａが滴下するときに、ピエゾ素子２５１を駆動して開口部２５０ａの位置を液滴の軌道からずらすことにより、液滴１０８ａがプラズマ発生室１１０に侵入するのを妨げることができる。一方、液滴１０８ｂが滴下するときには、開口部２５０ａを液滴の軌道からずらすことなく、液滴１０８ｂをプラズマ発生室１１０に導入する。
【００８６】
なお、本実施形態においても、図２１に示すものと同様に、狭窄部２５０近傍にヒータを設けても良い。それにより、狭窄部２５０近傍に着地した液滴１０８ａの固化を防止し、開口部２５０ａが塞がれるのを防ぐことができる。
【００８７】
図２３は、本発明の第１５の実施形態に係るＥＵＶ光源装置の構成を示す模式図である。このＥＵＶ光源装置は、図１に示すＥＵＶ光源装置における液滴遮断ユニット１０７を、液滴の軌道を変更するための２種類の電極を用いる構造としたものである。その他の構成については、図１に示すものと同様である。
【００８８】
図２３に示すように、このＥＵＶ光源装置は、帯電用電極２６０ａ及び２６０ｂと、帯電用電源２６１と、偏向用電極２６２ａ及び２６２ｂと、偏向用電源２６３とを含んでいる。
帯電用電極２６０ａ及び２６０ｂは、ノズル１０２の近傍に、ノズル１０２から滴下する液滴１０８の軌道を挟み、対向して配置されている。また、帯電用電極２６０ａは接地配線に接続されており、帯電用電極２６０ｂは帯電用電源２６１に接続されている。ノズル１０２から滴下した液滴１０８は、帯電用電極２６０ａ及び２６０ｂの間を通過する間に、帯電用電源２６０から、帯電用電極２６０ａ及び２６０ｂを介して電荷を供給され、帯電する。
【００８９】
偏向用電極２６２ａ及び２６２ｂは、帯電用電極２６０ａ及び２６０ｂの下流に、液滴１０８の軌道を挟み、対向して配置されている。また、偏向用電極２６２ａは偏向用電源２６３の正の高電圧の端子に接続されており、偏向用電極２６２ｂは偏向用電源２６３の負の高電圧の端子に接続されている。偏向用電源２６３は、制御部１１５によって制御されており、偏向用電極２６２ａ及び２６２ｂの間に電位差を与えることにより、それらの電極２６２ａ及び２６２ｂの間に電界を生成する。
【００９０】
制御部１１５は、帯電用電極２６０ａ及び２６０ｂによって帯電させられた液滴１０８ａが滴下してくるときに、偏向用電源２６３を活性化する。それにより、偏向用電極２６２ａ及び２６２ｂの間において液滴１０８ａが偏向するので、その軌道が開口部１０１ａからずれてしまい、液滴１０８ａは開口部１０１ａを通過することができなくなる。一方、制御部１１５は、帯電用電極２６０ａ及び２６０ｂによって帯電させられた液滴１０８ｂが滴下するときに、偏向用電源２６３を非活性化する。それにより、液滴１０８ｂは、偏向することなく開口部１０１ａを通過し、プラズマ発生室１１０に導入される。
【００９１】
ここで、本実施形態は、ターゲット物質の液滴を帯電させるため、導電性のターゲット物質を用いる場合に有効である。そのようなターゲット物質として、例えば、溶融させた錫やリチウム等の溶融金属、水又はアルコールに錫や銅等の微小な金属粒子を分散させたものや、水にフッ化リチウム（ＬｉＦ）を溶解させたイオン溶液等を用いることができる。
【００９２】
図２４は、本発明の第１６の実施形態に係るＥＵＶ光源装置の構成を示す模式図である。このＥＵＶ光源装置は、図１に示すＥＵＶ光源装置における液滴遮断ユニット１０７を、液滴を微粒化するための電極を用いる構造としたものである。その他の構成については、図１に示すものと同様である。
【００９３】
図２４に示すように、このＥＵＶ光源装置は、リング状の微粒化用電極２７０及び微粒化用電源２７１を含んでいる。微粒化用電極２７０は、ノズル１０２から滴下する液滴１０８がリング内を通過するように配置されている。微粒化用電源２７１は、制御部１１５の制御の下で動作しており、微粒化用電極２７０とノズル１０２との間に電位差を与えることにより、ノズル１０２から滴下する液滴１０８に電圧を印加する。
【００９４】
制御部１１５は、液滴１０８ａが微粒化用電極２７０を通過しようとするときに、微粒化用電源２７１を活性化する。その結果、液滴１０８ａは、過剰な電圧を印加されて破壊され、微粒化する。それによって生じたターゲット物質の微粒子１０８ｄは、液滴生成室１００内に散逸し、その内の大部分は開口部１０１ａを通過することなく排気ポンプ１０５に回収される。一方、制御部１１５は、液滴１０８ｂが微粒化用電極２７０を通過しようとするときには、微粒化用電源２７１を非活性化する。その結果、液滴１０８ｂは、微粒化されることなく開口部１０１ａを通過し、プラズマ発生室１１０に導入される。
なお、本実施形態も、溶融させた錫やリチウム等の溶融金属、水又はアルコールに錫や銅等の微小な金属粒子を分散させたものや、水にフッ化リチウム（ＬｉＦ）を溶解させたイオン溶液等のように、導電性のターゲット物質を用いる場合に有効である。
【００９５】
図２５は、本発明の第１７の実施形態に係るＥＵＶ光源装置の構成を示す模式図である。このＥＵＶ光源装置は、図２４に示すＥＵＶ光源装置に、微粒化されたターゲット物質を捕捉する捕捉用電極２８０ａ及び２８０ｂと、捕捉用電源２８１とをさらに設けたものである。その他の構成については、図２４に示すものと同様である。
【００９６】
捕捉用電極２８０ａ及び２８０ｂは、微粒化用電極２７０の下流に、液滴１０８の軌道を挟み、対向して配置されている。捕捉用電源２８１は、制御部１１５の制御の下で動作しており、捕捉用電極２８０ａ及び２８０ｂの間に電位差を与えることにより、それらの電極２８０ａ及び２８０ｂの間に電界を形成する。
【００９７】
ここで、微粒化用電極２７０のリング内を通過することによって微粒化されたターゲット物質の微粒子１０８ｄは、印加された電圧と微粒子の径とに応じた電荷を与えられている。制御部１１５は、そのようなターゲット物質の微粒子１０８ｄが、捕捉用電極２８０ａ及び２８０ｂの間を通過するタイミングで、捕捉用電源の２８１を活性化する。その結果、ターゲット物質の微粒子１０８ｄは、捕捉用電極２８０ａ又は２８０ｂに捕捉される。一方、制御部１１５は、液滴１０８ｂが捕捉用電極２８０ａ及び２８０ｂの間を通過しようとするときには、捕捉用電源２８１を非活性化する。その結果、液滴１０８ｂは、電極に捕捉されることなく、開口部１０１ａを通過し、プラズマ発生室１１０に導入される。
【００９８】
なお、本実施形態も、溶融させた錫やリチウム等の溶融金属、水又はアルコールに錫や銅等の微小な金属粒子を分散させたものや、水にフッ化リチウム（ＬｉＦ）を溶解させたイオン溶液のように、導電性のターゲット物質を用いる場合に有効である。
本実施形態によれば、微粒化されたターゲット物質の内のほとんどが捕捉用電極２８０ａ及び２８０ｂに捕捉されるので、開口部１０１ａを通ってプラズマ発生室１１０に流入するターゲット物質を大幅に低減することができる。
【００９９】
なお、以上説明した本発明の第１５〜第１７の実施形態においても、図２１に示すものと同様に、狭窄部１０１又は２５０の近傍にヒータを設けても良い。それにより、狭窄部１０１近傍に着地した液滴１０８ａやその微粒子の固化を防止し、開口部１０１ａが塞がれるのを防ぐことができる。
【０１００】
図２６は、本発明の第１〜第１７の実施形態において、ノズルから噴射される液滴１０８を間引く態様について説明するための図である。図２６の（ａ）〜（ｆ）においては、液滴の生成周波数を１００ｋＨｚ、レーザ光の繰り返し動作周波数を１０ｋＨｚとしており、生成される液滴１０個の内の１個にレーザ光が照射されるものとする。図２６の（ａ）〜（ｆ）において、二重丸印は、生成される液滴１０８の内、プラズマ発生室においてレーザ光が照射される予定の液滴１０８ｂを示しており、破線の丸印は、レーザ光が照射されないため間引かれる液滴１０８ａを示しており、実線の丸印は、レーザ光は照射されないが、間引かれない液滴１０８ｅを示している。また、矢印は、液滴１０８の進行方向を表している。
【０１０１】
図２６の（ａ）は、参考のために、従来のＥＵＶ光源装置におけるレーザ光照射方法を示している。従来は、液滴を間引くことが行われていなかったので、不要な液滴１０８ｅがプラズマ発生室１１０（図１）に導入されてしまい、それが真空度や清浄度を低下させる要因の１つとなっていた。
【０１０２】
図２６の（ｂ）は、レーザ光が照射される液滴１０８ｂ以外の全ての液滴を間引く例を示している。この例によれば、不要な液滴が開口部１０１ａを通過するのを最小限に留めることができるので、プラズマ発生室１１０の真空度や清浄度を最も高く維持することが可能になる。この場合には、プラズマ発生室１１０内の真空度や清浄度を、図２６の（ａ）に示す場合と比較して、約１０倍にすることができる。
【０１０３】
図２６の（ｃ）〜（ｅ）は、レーザ光が照射される液滴１０８ｂ以外の液滴を間欠的に間引く例を示している。このように、液滴遮断ユニットの構造や動作に応じて駆動周波数を調整することにより、液滴遮断ユニットを安定して動作させることができると共に、液滴遮断ユニットを長寿命化させることができる。例えば、図２６の（ｃ）に示すように、液滴遮断ユニット１０７（図１）を５０ｋＨｚで駆動することにより、不要な液滴を１個おきに間引くことができる。この場合には、プラズマ発生室１１０内の真空度や清浄度を、図２６の（ａ）に示す場合と比較して約２倍にすることができる。また、図２６の（ｄ）に示すように、液滴遮断ユニット１０７を１０ｋＨｚで駆動することにより、プラズマ発生室１１０内の真空度や清浄度を、図２６の（ａ）に示す場合と比較して約１．１倍にすることができる。さらに、図２６の（ｅ）に示すように、液滴遮断ユニット１０７を５ｋＨｚで駆動することにより、プラズマ発生室１１０内の真空度や清浄度を、図２６の（ａ）に示す場合と比較して約１．０５倍にすることができる。
【０１０４】
図２６の（ｆ）は、液滴１０８ｂの前後に位置する液滴１０８ｅを残し、それ以外の液滴１０８ａを間引く例を示している。ここで、液滴遮断ユニット１０７によりある液滴を破壊すると、その周辺に存在する液滴がその影響を受けて、破壊されたり、変形したり、その軌道が変更されてしまう事態が生じる可能性もある。そのため、図２６の（ｆ）においては、レーザ光が照射される予定の液滴１０８ｂがそのような影響を受けないように、その前後の液滴１０８ｅを残存させている。この残存させる液滴１０８ｅの数は、レーザ光を照射される予定の液滴１０８ｂの前後１個ずつでも良いし、複数ずつでも良い。それらの液滴数は、使用される液滴遮断ユニット１０７の構造や破壊力等に応じて、破壊された液滴が近隣の液滴に与える影響を考慮しつつ、プラズマ発生室１１０内の真空度や清浄度を図２６の（ａ）に示す場合と比較して高くすることができる範囲で選択することが望ましい。
【０１０５】
図２７〜３０は、液滴遮断ユニットの駆動タイミングを制御する方法について説明するための図であり、本発明の第１〜第１７の実施形態における制御部１１５（図１〜図２５）の構成を具体的に示したものである。
図２７には、液滴を生成するためのピエゾ素子１０３に供給される駆動信号を発生するピエゾドライバ１０６を制御する液滴生成用コントローラ３００と、液滴遮断ユニット１０７を制御する液滴遮断用コントローラ３０１と、ターゲット物質を照射するレーザ光を出射するレーザ光源を制御するレーザ光源用コントローラ３０２とが示されている。液滴生成用コントローラ３００は、例えば、１００ｋＨｚで駆動信号を発生するようにピエゾドライバ１０６を制御している。また、レーザ光源用コントローラ３０２は、液滴生成用コントローラから供給されるトリガ信号に同期して、例えば、１０ｋＨｚの繰り返し動作周波数でレーザ光を出射するようにレーザ光源１１１を制御している。また、液滴遮断用コントローラ３０１には、液滴遮断ユニットを動作させるための駆動周波数や、動作時間の長さや、動作周期や、動作強度等が予めプログラムされている。
【０１０６】
このような装置において、液滴生成用コントローラ３００は、自身が動作を開始するのと同時に、液滴遮断用コントローラ３０１に、スタートトリガ信号を供給する。それにより、液滴遮断用コントローラ３０１は、予めプログラムされた動作を開始する。例えば、液滴遮断用コントローラ３０１において、駆動周波数として５０ｋＨｚを用いることをプログラムしておくことにより、図２６の（ｃ）を用いて説明したような動作をさせることができる。このように、コントローラ３００〜３０２における動作を、トリガ信号を用いて同期させることにより、簡単且つ安価に制御系を構成することができる。
【０１０７】
図２８に示す構成は、図２７に示す構成に対して、液滴生成用コントローラ３００と液滴遮断用コントローラ３０１との間に、遅延部３０３をさらに設けたものである。遅延部３０３は、液滴生成用コントローラ３００から出力されるスタートトリガ信号に適切な遅延を与えて、液滴遮断用コントローラ３０１に供給することにより、これらのコントローラ３００及び３０１の間で動作タイミングを調整する。
【０１０８】
ここで、例えば、流速２５ｍ／ｓ、生成周波数１００ｋＨｚの液滴を生成する場合に、ノズル１０２から滴下する液滴の列において、隣接する液滴間の距離は約２５０μｍ、時間間隔は約１０μｓとなる。そのため、ノズル１０２と液滴遮断ユニット１０７との間の距離によっては、液滴１０８が液滴遮断ユニット１０７の高さを通過するタイミングと、液滴遮断ユニット１０７の動作タイミングとがずれてしまう場合がある。そこで、予め、スタートトリガ信号の発信タイミングを遅延部３０３によって調整しておくことにより、不要な液滴１０８を液滴遮断ユニット１０７によって確実に間引けるようになる。この遅延部３０３の調整は、手動で行うこともできる。或いは、遅延部３０３を設ける替わりに、液滴遮断用コントローラ３０１内において、スタートトリガ信号が活性化されてから動作開始タイミングまでの遅延時間を調整して良い。
【０１０９】
図２９に示す構成は、図２７に示す構成に対して、液滴生成用コントローラ３００と、液滴遮断用コントローラ３０１と、レーザコントローラ３０２とを制御する総合コントローラ３０４をさらに設けたものである。
図２９において、総合コントローラ３０４は、液滴生成用コントローラ３００及び液滴遮断用コントローラ３０１にスタートトリガ信号を供給し、レーザコントローラ３０２にトリガ信号を供給する。それにより、液滴生成用コントローラ３００は、設定された生成周波数で液滴の生成を開始し、液滴遮断用コントローラ３０１は、予めプログラムされた駆動周波数や、動作時間の長さや、動作周期や、動作強度等に従って動作を開始する。また、レーザコントローラ３０２は、レーザ光源１１１に所定の繰り返し動作周波数でレーザ発振を起こさせる。
【０１１０】
図３０に示す構成は、図２９に示す総合コントローラ３０４の替わりに、総合コントローラ３０５を設けたものである。総合コントローラ３０５には、液滴１０８の生成周波数や、液滴遮断ユニット１０７の駆動周波数や、動作時間の長さや、動作周期や、動作強度等がプログラムされている。総合コントローラ３０５は、液滴生成用コントローラ３００に対し、生成周波数に応じたパルストリガ信号（例えば、１００ｋＨｚ）を供給し、液滴遮断用コントローラ３０１に対し、駆動周波数に応じたパルストリガ信号（例えば、５０ｋＨｚ）を供給し、レーザ光源用コントローラ３０２に対し、繰り返し動作周波数に応じたパルストリガ信号（例えば、１０ｋＨｚ）を供給する。これに応じて、液滴生成用コントローラ３００は、パルストリガ信号が供給されたときに１回動作し、液滴遮断用コントローラ３０１は、パルストリガ信号が供給されたときに１回動作し、レーザ光源用コントローラ３０２は、パルストリガ信号が供給されたときに１回動作する。
【０１１１】
図２９又は図３０において、液滴１０８の通過タイミングと液滴遮断ユニット１０７の動作タイミングとの間にずれが生じるおそれがある場合には、ずれを解消するために、総合コントローラ３０４又は３０５から液滴生成用コントローラ３００及び液滴遮断用コントローラ３０１に、所定の時間差を設けてスタートトリガ信号を供給しても良い。或いは、総合コントローラ３０４又は３０５と液滴遮断用コントローラ３０１との間に遅延部を設けても良いし、液滴遮断用コントローラ３０１内において、スタートトリガ信号が活性化されてから動作開始タイミングまでの遅延時間を調整しても良い。
【産業上の利用可能性】
【０１１２】
本発明は、露光装置等に用いられるＬＰＰ型ＥＵＶ光源装置において利用可能である。
【符号の説明】
【０１１３】
１、１０２…ノズル、２、１１０…プラズマ発生室、３、１１１、２００、２１０…レーザ光源、４、１１２…レンズ、５、１２、１５、１０５、１１４、２３１…排気ポンプ、６、１０３、１２０、１３０、１３２、１４０、１５０、１５１、１６０、１６５ａ、１６５ｂ、１６８ａ、１６８ｂ、１７０、２４０、２５１…ピエゾ素子、７、１１３…レーザ光照射点、８、１０８、１０８ａ、１０８ｂ、１０８ｅ…液滴、１０８ｃ…液滴の残滓、１０８ｄ…ターゲット物質の微粒子、８ａ…液滴の跡、９、１０９…蒸発ガス、１０…残留ターゲット物質、１１、１４…回収チャンバ、１３、１６、１０１、２５０…狭窄部、１３ａ、１６ａ、１０１ａ、２５０ａ…開口部、１００…液滴生成室、１０６、１２２、１３４、１５３、１６２、１７２、２４１、２５２…ピエゾドライバ、１０７…液滴遮断ユニット、１０７ａ…移動ステージ、１１５…制御部、１２１、１２３、１３１、１３３、１４１ａ、１６１、１７１、１８１、１８４…遮断棒、１２４、２４２…ヒータ、１４１、１５２、１８８…遮断部、１６５ａ〜１６５ｄ…圧電体、１６６、１６７ａ、１６７ｂ、１６９ａ、１６９ｂ…電極、１７３…支点、１８０、１８３、１８５、１８７、１９０…モータ、１８２、１９２…モータ制御部、１８６…遮断翼、１９１、１９３…穴開き円盤、２０１、２１１…レーザ伝播光学系、２２０…高圧ガスノズル、２２１…ガスボンベ、２２２…ガス供給管、２２２ａ…コンプレッサ、２２３…ガス遮蔽板、２２４…ガス遮蔽板駆動部、２２５…ガス遮蔽板制御部、２３０…回収筒、２３０ａ…回収口、２６０ａ、２６０ｂ…帯電用電極、２６１…帯電用電源、２６２ａ、２６２ｂ…偏向用電極、２６３…偏向用電源、２７０…微粒化用電極、２７１…微粒化用電源、２８０ａ、２８０ｂ…捕捉用電極、２８１…捕捉用電源、３００…液滴生成用コントローラ、３０１…液滴遮断用コントローラ、３０２…レーザ光源用コントローラ、３０３…遅延部、３０４、３０５…総合コントローラ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光源から出力されたレーザ光をターゲット物質に照射することにより、前記ターゲット物質をプラズマ化して極端紫外光を放射させる極端紫外光源装置であって、
第１のチャンバと、
前記第１のチャンバと開口を介して接続されている第２のチャンバと、
前記第１のチャンバ内にターゲット物質を供給するターゲット物質供給手段と、
前記ターゲット物質供給手段によって供給される溶融金属のターゲット物質に基づいて、繰り返し滴下する溶融金属の液滴を生成する液滴生成手段と、
前記液滴生成手段によって生成されたターゲット物質の液滴が前記開口を通過するのを妨げる少なくとも１つの遮断手段と、
前記少なくとも１つの遮断手段が所定のタイミングで動作するように前記少なくとも１つの遮断手段を制御する制御手段と、
レーザ光を出射するレーザ光源と、
前記レーザ光源から出射したレーザ光を、前記第１のチャンバにおいて生成され、前記開口を通過して前記第２のチャンバに導入されたターゲット物質の液滴に照射させる光学系と、
を具備する極端紫外光源装置。
【請求項２】
前記ターゲット物質供給手段が、ターゲット物質を噴射するノズルを含み、
前記液滴生成手段が、前記ノズルから噴射されるターゲット物質に所定の周波数の振動を与える手段を含む、
請求項１記載の極端紫外光源装置。
【請求項３】
前記少なくとも１つの遮断手段が、ターゲット物質の液滴を破壊し、又は、その軌道を変更し、若しくは、ターゲット物質の液滴から前記開口を遮蔽する、請求項１又は２記載の極端紫外光源装置。
【請求項４】
前記少なくとも１つの遮断手段が、ターゲット物質の液滴と衝突し、又は、ターゲット物質の液滴の軌道に挿入される遮断部材と、前記遮断部材の位置又は角度を変化させる変位手段とを含む、請求項１〜３のいずれか１項記載の極端紫外光源装置。
【請求項５】
前記変位手段が、前記遮断部材に取り付けられたピエゾ素子を含む、請求項４記載の極端紫外光源装置。
【請求項６】
前記変位手段が、前記遮断部材に取り付けられたモータを含む、請求項４記載の極端紫外光源装置。
【請求項７】
前記遮断部材が、棒状、板状、又は、円盤形状を有する、請求項４〜６のいずれか１項記載の極端紫外光源装置。
【請求項８】
前記遮断部材に、加熱手段が設けられている、請求項４〜７のいずれか１項記載の極端紫外光源装置。
【請求項９】
前記少なくとも１つの遮断手段が、ターゲット物質の液滴を照射するレーザ光を出射する第２のレーザ光源と、前記第２のレーザ光源から出射したレーザ光をターゲット物質の液滴の軌道上に伝播する伝播光学系とを含む、請求項１〜３のいずれか１項記載の極端紫外光源装置。
【請求項１０】
前記少なくとも１つの遮断手段が、ターゲット物質の液滴に吹き付けられる高圧ガスを噴射するノズルと、前記ノズルに高圧ガスを供給するガス供給手段と、前記ノズルから噴射される高圧ガスをターゲットガスの液滴から遮蔽するシャッタ手段とを含む、請求項１〜３のいずれか１項記載の極端紫外光源装置。
【請求項１１】
前記少なくとも１つの遮断手段によって破壊され、又は、その軌道を変更されたターゲット物質の液滴を回収する回収手段をさらに具備する請求項３〜１０のいずれか１項記載の極端紫外光源装置。
【請求項１２】
前記少なくとも１つの遮断手段が、前記ノズルの位置又は角度を変化させることにより、前記ノズルから噴射されるターゲット物質の液滴の軌道を前記開口からずらす、請求項１又は２記載の極端紫外光源装置。
【請求項１３】
前記少なくとも１つの遮断手段が、前記ノズルに設けられた第２のピエゾ素子と、前記第２のピエゾ素子に供給される駆動信号を発生する駆動信号発生手段とを含む、請求項１２記載の極端紫外光源装置。
【請求項１４】
前記第１のチャンバと前記第２のチャンバとが、変形可能な部材に設けられた開口を介して接続されており、
前記少なくとも１つの遮断手段が、前記開口をターゲット物質の液滴の軌道からずらすように、前記部材を変形させる変形手段を含む、請求項１〜３のいずれか１項記載の極端紫外光源装置。
【請求項１５】
前記変形手段が、前記部材に設けられたピエゾ素子と、前記ピエゾ素子に供給される駆動信号を発生する駆動信号発生手段とを含む、請求項１４記載の極端紫外光源装置。
【請求項１６】
前記少なくとも１つの遮断手段が、ターゲット物質の液滴を帯電させる電荷供給手段と、帯電した液滴を偏向するために電界を形成する電界形成手段とを含む、請求項１〜３のいずれか１項記載の極端紫外光源装置。
【請求項１７】
前記電荷供給手段が、プラズマ発生手段を含む、請求項１６記載の極端紫外光源装置。
【請求項１８】
前記電荷供給手段が、電子ビーム発生手段を含む、請求項１６記載の極端紫外光源装置。
【請求項１９】
前記少なくとも１つの遮断手段が、ターゲット物質の液滴に電圧を印加することにより液滴を微粒化する微粒化手段を含む、請求項１〜３のいずれか１項記載の極端紫外光源装置。
【請求項２０】
前記微粒化手段によって微粒化されたターゲット物質を捕捉するための電界を形成する捕捉手段をさらに具備する請求項１９記載の極端紫外光源装置。
【請求項２１】
前記開口の周辺を加熱する加熱手段をさらに具備する請求項１〜２０のいずれか１項記載の極端紫外光源装置。
【請求項２２】
前記制御手段が、前記液滴生成手段によって生成される液滴の生成周波数と、前記レーザ光源の繰り返し動作周波数とに基づいて、前記少なくとも１つの遮断手段の動作タイミングを制御する、請求項１〜２１のいずれか１項記載の極端紫外光源装置。
【請求項１】
レーザ光源から出力されたレーザ光をターゲット物質に照射することにより、前記ターゲット物質をプラズマ化して極端紫外光を放射させる極端紫外光源装置であって、
第１のチャンバと、
前記第１のチャンバと開口を介して接続されている第２のチャンバと、
前記第１のチャンバ内にターゲット物質を供給するターゲット物質供給手段と、
前記ターゲット物質供給手段によって供給される溶融金属のターゲット物質に基づいて、繰り返し滴下する溶融金属の液滴を生成する液滴生成手段と、
前記液滴生成手段によって生成されたターゲット物質の液滴が前記開口を通過するのを妨げる少なくとも１つの遮断手段と、
前記少なくとも１つの遮断手段が所定のタイミングで動作するように前記少なくとも１つの遮断手段を制御する制御手段と、
レーザ光を出射するレーザ光源と、
前記レーザ光源から出射したレーザ光を、前記第１のチャンバにおいて生成され、前記開口を通過して前記第２のチャンバに導入されたターゲット物質の液滴に照射させる光学系と、
を具備する極端紫外光源装置。
【請求項２】
前記ターゲット物質供給手段が、ターゲット物質を噴射するノズルを含み、
前記液滴生成手段が、前記ノズルから噴射されるターゲット物質に所定の周波数の振動を与える手段を含む、
請求項１記載の極端紫外光源装置。
【請求項３】
前記少なくとも１つの遮断手段が、ターゲット物質の液滴を破壊し、又は、その軌道を変更し、若しくは、ターゲット物質の液滴から前記開口を遮蔽する、請求項１又は２記載の極端紫外光源装置。
【請求項４】
前記少なくとも１つの遮断手段が、ターゲット物質の液滴と衝突し、又は、ターゲット物質の液滴の軌道に挿入される遮断部材と、前記遮断部材の位置又は角度を変化させる変位手段とを含む、請求項１〜３のいずれか１項記載の極端紫外光源装置。
【請求項５】
前記変位手段が、前記遮断部材に取り付けられたピエゾ素子を含む、請求項４記載の極端紫外光源装置。
【請求項６】
前記変位手段が、前記遮断部材に取り付けられたモータを含む、請求項４記載の極端紫外光源装置。
【請求項７】
前記遮断部材が、棒状、板状、又は、円盤形状を有する、請求項４〜６のいずれか１項記載の極端紫外光源装置。
【請求項８】
前記遮断部材に、加熱手段が設けられている、請求項４〜７のいずれか１項記載の極端紫外光源装置。
【請求項９】
前記少なくとも１つの遮断手段が、ターゲット物質の液滴を照射するレーザ光を出射する第２のレーザ光源と、前記第２のレーザ光源から出射したレーザ光をターゲット物質の液滴の軌道上に伝播する伝播光学系とを含む、請求項１〜３のいずれか１項記載の極端紫外光源装置。
【請求項１０】
前記少なくとも１つの遮断手段が、ターゲット物質の液滴に吹き付けられる高圧ガスを噴射するノズルと、前記ノズルに高圧ガスを供給するガス供給手段と、前記ノズルから噴射される高圧ガスをターゲットガスの液滴から遮蔽するシャッタ手段とを含む、請求項１〜３のいずれか１項記載の極端紫外光源装置。
【請求項１１】
前記少なくとも１つの遮断手段によって破壊され、又は、その軌道を変更されたターゲット物質の液滴を回収する回収手段をさらに具備する請求項３〜１０のいずれか１項記載の極端紫外光源装置。
【請求項１２】
前記少なくとも１つの遮断手段が、前記ノズルの位置又は角度を変化させることにより、前記ノズルから噴射されるターゲット物質の液滴の軌道を前記開口からずらす、請求項１又は２記載の極端紫外光源装置。
【請求項１３】
前記少なくとも１つの遮断手段が、前記ノズルに設けられた第２のピエゾ素子と、前記第２のピエゾ素子に供給される駆動信号を発生する駆動信号発生手段とを含む、請求項１２記載の極端紫外光源装置。
【請求項１４】
前記第１のチャンバと前記第２のチャンバとが、変形可能な部材に設けられた開口を介して接続されており、
前記少なくとも１つの遮断手段が、前記開口をターゲット物質の液滴の軌道からずらすように、前記部材を変形させる変形手段を含む、請求項１〜３のいずれか１項記載の極端紫外光源装置。
【請求項１５】
前記変形手段が、前記部材に設けられたピエゾ素子と、前記ピエゾ素子に供給される駆動信号を発生する駆動信号発生手段とを含む、請求項１４記載の極端紫外光源装置。
【請求項１６】
前記少なくとも１つの遮断手段が、ターゲット物質の液滴を帯電させる電荷供給手段と、帯電した液滴を偏向するために電界を形成する電界形成手段とを含む、請求項１〜３のいずれか１項記載の極端紫外光源装置。
【請求項１７】
前記電荷供給手段が、プラズマ発生手段を含む、請求項１６記載の極端紫外光源装置。
【請求項１８】
前記電荷供給手段が、電子ビーム発生手段を含む、請求項１６記載の極端紫外光源装置。
【請求項１９】
前記少なくとも１つの遮断手段が、ターゲット物質の液滴に電圧を印加することにより液滴を微粒化する微粒化手段を含む、請求項１〜３のいずれか１項記載の極端紫外光源装置。
【請求項２０】
前記微粒化手段によって微粒化されたターゲット物質を捕捉するための電界を形成する捕捉手段をさらに具備する請求項１９記載の極端紫外光源装置。
【請求項２１】
前記開口の周辺を加熱する加熱手段をさらに具備する請求項１〜２０のいずれか１項記載の極端紫外光源装置。
【請求項２２】
前記制御手段が、前記液滴生成手段によって生成される液滴の生成周波数と、前記レーザ光源の繰り返し動作周波数とに基づいて、前記少なくとも１つの遮断手段の動作タイミングを制御する、請求項１〜２１のいずれか１項記載の極端紫外光源装置。
【図３】
【図９】
【図１８】
【図２６】
【図１】
【図２】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図９】
【図１８】
【図２６】
【図１】
【図２】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【公開番号】特開２０１２−１４６６８２（Ｐ２０１２−１４６６８２Ａ）
【公開日】平成２４年８月２日（２０１２．８．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−９４５４２（Ｐ２０１２−９４５４２）
【出願日】平成２４年４月１８日（２０１２．４．１８）
【分割の表示】特願２００６−１５４１０（Ｐ２００６−１５４１０）の分割
【原出願日】平成１８年１月２４日（２００６．１．２４）
【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１７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】（０００００１２３６）株式会社小松製作所 (1,686)
【出願人】（３０００７３９１９）ギガフォトン株式会社 (227)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年８月２日（２０１２．８．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年４月１８日（２０１２．４．１８）
【分割の表示】特願２００６−１５４１０（Ｐ２００６−１５４１０）の分割
【原出願日】平成１８年１月２４日（２００６．１．２４）
【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１７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】（０００００１２３６）株式会社小松製作所 (1,686)
【出願人】（３０００７３９１９）ギガフォトン株式会社 (227)
【Ｆターム（参考）】
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