JP2010123929A - 極端紫外光光源装置 - Google Patents

Abstract

【課題】チャンバ内の光学素子などへ影響を及ぼすデブリを簡易な構成で回収することができるとともに、所望の強度のＥＵＶ光出力を得ることができる極端紫外光光源装置を提供する。
【解決手段】極端紫外光光源装置は、真空チャンバ１内へターゲットであるドロップレット７を供給するターゲット供給部（Ｓｎ溶融タンク５、ノズル６）と、真空チャンバ１内のプラズマ発光点Ｐ１においてＣＯ_２レーザ光Ｌａが照射されることでプラズマ化したドロップレット７から放射されたＥＵＶ光Ｌｂを反射して外部へ出力するＥＵＶ光集光ミラーＬｂと、記プラズマ発光点Ｐ１を含むオブスキュレーション領域Ｅ内に少なくとも一部が設けられたイオンデブリ除去部１０と、を備える。
【選択図】 図２

Description

この発明は、ターゲットにレーザ光を照射してプラズマを生成し該プラズマから放射された極端紫外光を出力する極端紫外光光源装置に関する。

近年、半導体プロセスの微細化に伴って、半導体プロセスの光リソグラフィにおける転写パターンの微細化が急速に進展している。次世代においては、７０ｎｍ〜４５ｎｍの微細加工、さらには３２ｎｍ以下の微細加工が要求されるようになる。このため、たとえば、３２ｎｍ以下の微細加工の要求に応えるべく、波長１３ｎｍ程度の極端紫外光（ＥＵＶ）光源と縮小投影反射光学系とを組み合わせた露光装置の開発が期待されている。

ＥＵＶ光源としては、ターゲットにレーザビームを照射することによって生成されるプラズマを用いたＬＰＰ（Laser Produced Plasma：レーザ励起プラズマ）光源と、放電によって生成され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。これらのうち、ＬＰＰ光源は、ＤＰＰ光源やＳＲ光源と比較してプラズマ密度を大きくできるので、黒体輻射に近い極めて高い輝度が得られるという利点を有する。また、ＬＰＰ光源は、ターゲット物質を選択することによって、所望の波長帯の強い光を得ることが可能であるという利点を有する。さらに、ＬＰＰ光源は、光源の周囲に電極等の構造物がなく、ほぼ等方的な角度分布をもつ点光源であるので、極めて大きな捕集立体角の確保が可能である等の利点を有する。これらのような利点を有するＬＰＰ光源は、数十から数百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注目されている。

このＬＰＰ方式によるＥＵＶ光光源装置は、まず、真空チャンバ内に供給されるターゲット物質に対してレーザ光を照射することにより、ターゲット物質が励起させてプラズマ化する。すると、このプラズマからＥＵＶ光を含む様々な波長成分よりなる光が放射される。そこでＥＵＶ光光源装置は、所望の波長成分、たとえば１３．５ｎｍの波長成分のＥＵＶ光を選択的に反射するＥＵＶ光集光ミラーを用いてＥＵＶ光を反射して集光する。集光されたＥＵＶ光は、露光装置に入力される。ＥＵＶ集光ミラーの反射面には、たとえば、モリブデン（Ｍｏ）の薄膜とシリコン（Ｓｉ）の薄膜とが交互に積層された構造を持つ多層膜（Ｍｏ／Ｓｉ多層膜）が形成されている。この多層膜は、波長１３．５ｎｍのＥＵＶ光に対して高反射率（約６０％から７０％）を示す。

ここで、上述したように、ターゲットへのレーザ光照射によってプラズマが生成されるが、このプラズマの発生時に、ガス状のイオン粒子および中性粒子やプラズマになりきれなかった微粒子（金属クラスター）などの粒子（デブリ）が、プラズマ発光点からその周辺に飛び出す。デブリは、真空チャンバ内に配置されたＥＵＶ光集光ミラーや、ターゲットにレーザ光を集光するための集光用ミラー又は集光レンズや、その他のＥＵＶ光強度計測光学系などの各種光学素子の表面に向けて飛んでいく。このため、比較的エネルギーの高い高速イオンデブリは、光学素子の表面を侵食してこの表面の反射膜や無反射膜を破壊する。この結果、光学素子の表面は、ターゲット物質である金属成分となる。また、比較的エネルギーの低い低速イオンデブリや中性粒子デブリは、光学素子の表面に堆積する。この結果、光学素子の表面に、ターゲット物質である金属との化合物の層が形成される。このように、デブリの照射によって各光学素子の反射膜や無反射膜が破壊されたり光学素子の表面に化合物層が形成されたりすると、光学素子の反射率又は透過率が低下して使用に耐えないものとなってしまう。

そこで、特許文献１は、電流が供給されたときに集光光学系内に磁場を発生させる磁場発生手段を設けることで、プラズマから放出されたイオンデブリをトラップする技術を開示する。この技術によれば、磁場内にＥＵＶ光の発光点が配置しておくことで、発光点周辺に発生したプラズマから放出されるイオンデブリが磁場によるローレンツ力を受けて磁界方向へ収束される。この結果、周辺の光学素子にデブリが付着したり光学素子が破損されたりすることが低減される。

また、特許文献２は、プラズマ発光点の周りをワイヤーで囲み、プラズマ生成時にこのワイヤーにパルス電流を流して磁場を発生させることによって、発生したデブリをプラズマ発光点の周辺に閉じ込める技術を開示する。

特開２００５−１９７４５６号公報 米国特許出願公開第２００８／０１９７２９７号明細書

しかしながら、特許文献１が開示する極端紫外光光源装置では、真空チャンバ外に磁界発生用の磁気コイルを配置するため、プラズマ発光点の近傍に大きな磁界を発生させるためには装置が大型化および重量化してしまうという問題点があった。

一方、特許文献２が開示する装置では、真空チャンバ内に磁界発生用の装置を配置しているが、この真空チャンバ内に配置された磁界発生装置によってＥＵＶ光が遮断されてしまい、所望する強度のＥＵＶ光出力を得ることができない場合があるという問題点があった。

この発明は、上記に鑑みてなされたものであって、チャンバ内の光学素子などへ影響を及ぼすデブリを簡易な構成で回収することができるとともに、所望の強度のＥＵＶ光出力を得ることができる極端紫外光光源装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、この発明にかかる極端紫外光光源装置は、真空チャンバと、前記真空チャンバ内へターゲットを供給するターゲット供給部と、前記真空チャンバ内へレーザ光を出力するレーザ発振器と、前記真空チャンバ内のプラズマ発光点においてレーザ光が照射されることでプラズマ化したターゲットから放射された極端紫外光を反射して外部へ出力する集光ミラーと、前記プラズマ発光点を含むオブスキュレーション領域内に少なくとも一部が設けられたイオンデブリ除去部と、を備えたことを特徴とする。

また、この発明にかかる極端紫外光光源装置は、外部から内部へレーザ光を入力するための光学窓を備えた真空チャンバと、前記真空チャンバ内へターゲットを供給するターゲット供給部と、前記真空チャンバ内のプラズマ発光点において前記レーザ光が照射されることでプラズマ化したターゲットから放射された極端紫外光を反射して外部へ出力する集光ミラーと、前記プラズマ発光点を含むオブスキュレーション領域内に少なくとも一部が設けられたイオンデブリ除去部と、を備えたことを特徴とする。

また、この発明にかかる極端紫外光光源装置は、上記の発明において、前記イオンデブリ除去部が、前記プラズマ発光点の近傍に設けられ、イオンデブリを捕獲する磁場を発生する磁場発生部を含むことを特徴とする。

また、この発明にかかる極端紫外光光源装置は、上記の発明において、前記磁場発生部が、前記プラズマ発光点を挟んで対向する一対の磁石であることを特徴とする。

また、この発明にかかる極端紫外光光源装置は、上記の発明において、前記磁場発生部によって捕獲されたイオンデブリを回収する回収部を備えたことを特徴とする。

また、この発明にかかる極端紫外光光源装置は、上記の発明において、前記回収部が、前記磁石のボア内を介して前記イオンデブリを回収することを特徴とする。

また、この発明にかかる極端紫外光光源装置は、上記の発明において、前記回収部が、少なくとも一部が前記オブスキュレーション領域内に設けられたことを特徴とする。

また、この発明にかかる極端紫外光光源装置は、上記の発明において、前記磁場発生部が、前記プラズマ発光点を挟んで対向するように前記オブスキュレーション領域外に配置された一対の磁石と、各磁石から前記オブスキュレーション領域内にそれぞれ延在する磁心と、を含むことを特徴とする。

また、この発明にかかる極端紫外光光源装置は、上記の発明において、前記磁場発生部によって捕獲されたイオンデブリを回収する回収部を備え、前記磁心の形状が、筒状であり、前記回収部が、前記磁心の筒内に配置されていることを特徴とする。

また、この発明にかかる極端紫外光光源装置は、上記の発明において、前記磁心が、コーティング膜で覆われていることを特徴とする。

また、この発明にかかる極端紫外光光源装置は、上記の発明において、前記オブスキュレーション領域外に設けられ、前記イオンデブリを捕獲する補助電場発生部を備えたことを特徴とする。

また、この発明にかかる極端紫外光光源装置は、上記の発明において、前記イオンデブリ除去部が、前記プラズマ発光点の近傍に設けられ、イオンデブリを捕獲する電場を発生する電場発生部を含むことを特徴とする。

また、この発明にかかる極端紫外光光源装置は、上記の発明において、前記電場発生部が、前記プラズマ発光点を含むレーザ光の入射側空間に設けられた静電グリッドであることを特徴とする。

また、この発明にかかる極端紫外光光源装置は、上記の発明において、前記電場発生部によって捕獲されたイオンデブリを回収する回収部を備えたことを特徴とする。

また、この発明にかかる極端紫外光光源装置は、上記の発明において、前記回収部が、少なくとも一部が前記オブスキュレーション領域内に設けられたことを特徴とする。

また、この発明にかかる極端紫外光光源装置は、上記の発明において、前記イオンデブリ除去部、前記補助電場発生部、および／または前記回収部をチャンバ内から支持する支持部を備え、前記支持部が、少なくとも一部が前記オブスキュレーション領域内に設けられたことを特徴とする。

また、この発明にかかる極端紫外光光源装置は、上記の発明において、前記回収部が、チャンバ外部にイオンデブリを排出して回収する回収管を含み、前記回収部および前記回収管が、イオンデブリを溶融する温度に保つ温調部を有することを特徴とする。

この発明によれば、プラズマを生成するプラズマ発光点を含むオブスキュレーション領域にイオンデブリ除去部を設けているため、チャンバ内の光学素子などへ影響を及ぼすデブリを簡易な構成で回収することができるとともに、所望の強度のＥＵＶ光出力を得ることができる極端紫外光光源装置を実現することが可能となる。

図１は、この発明の実施の形態１による極端紫外光光源装置の構成を示す模式図である。 図２は、この発明の実施の形態１による極端紫外光光源装置のイオンデブリ除去部の構成を示す模式図である。 図３は、この発明の実施の形態２による極端紫外光光源装置のイオンデブリ除去部の構成を示す垂直断面図である。 図４は、図３に示したイオンデブリ除去部の静電グリッドの構成を示す斜視図である。 図５は、図３に示したイオンデブリ除去部の静電グリッドの変形例の構成を示す斜視図である。 図６は、図５に示したイオンデブリ除去部の静電グリッドの変形例によるイオンおよび電子の動きを説明する説明図である。 図７は、この発明の実施の形態３による極端紫外光光源装置の構成を示す水平断面図である。 図８は、この発明の実施の形態３による極端紫外光光源装置の構成を示す垂直断面図である。 図９は、この発明の実施の形態３による極端紫外光光源装置のイオンデブリ除去部の構成を示す断面図である。 図１０は、この発明の実施の形態３による極端紫外光光源装置のイオンデブリ除去部の変形例の構成を示す断面図である。 図１１は、この発明の実施の形態４による極端紫外光光源装置の構成を示す模式図である。 図１２は、この発明の実施の形態５による極端紫外光光源装置の概略構成を示す水平断面図である。 図１３は、この発明の実施の形態５による極端紫外光光源装置の概略構成を示す垂直断面図である。 図１４は、図１２におけるＡ−Ａ面に形成されたファーフィールドパターンの一例を示す図である。 図１５は、この発明の実施の形態６による極端紫外光光源装置における電磁石コイルと磁心とイオン回収筒とを示す図である。 図１６は、この発明の実施の形態７による極端紫外光光源装置の概略構成を示す水平断面図である。 図１７は、この発明の実施の形態７による極端紫外光光源装置の概略構成を示す垂直断面図である。 図１８は、図１６におけるＢ−Ｂ面に形成されたファーフィールドパターンの一例を示す図である。

以下、この発明の各実施の形態による極端紫外光光源装置について、図面を参照して説明する。

（実施の形態１）
まず、図１は、この発明の実施の形態１による極端紫外光光源装置の構成を示す模式図である。また、図２は、図１に示した極端紫外光光源装置のイオンデブリ除去部の構成を示す模式図である。図１および図２において、この極端紫外光光源装置は、プラズマ発光点Ｐ１が内部に配置された真空チャンバ１を有する。なお、本実施の形態において真空チャンバとは、高真空チャンバ以外に、チャンバ内に少量のガスが存在する低圧チャンバも含むものとする。たとえば、真空チャンバ中に、イオンデブリ除去部の動作に大きな影響を与えない程度の圧力のバッファガス（Ｈｅガス、Ａｒガス等）やエッチングガスが含まれていてもよい。具体的には、ターゲットがＳｎの場合、エッチングガスには、低圧の水素ガスやハロゲンガスや水素化ハロゲンガス、もしくは、水素ラジカルガス等がある。これらのエッチングガスは、Ｓｎをエッチング可能であるとともに、ＥＵＶ光に対して高い透過率を有する。真空チャンバ１の外部に設けられた駆動レーザ２から出射されたＣＯ_２パルスレーザ光Ｌａは、真空チャンバ１のレーザ光入力用のウィンド１ａを介して真空チャンバ１内に入力される。このＣＯ_２パルスレーザ光Ｌａは、真空チャンバ１内の集光光学系３およびＥＵＶ光集光ミラー４の穴部４ａを介してプラズマ発光点Ｐ１に集光される。

また、真空チャンバ１の外部に設けられたＳｎ溶融タンク５は、Ｓｎの液体金属を蓄えており、ノズル６からターゲットであるＳｎのドロップレット７を出射する。ノズル６は、ドロップレット７がプラズマ発光点Ｐ１を通過するように出射する。ここで、プラズマ発光点Ｐ１において各ドロップレット７にＣＯ_２パルスレーザ光Ｌａが照射されるように、各ドロップレット７の出射タイミングとＣＯ_２パルスレーザ光Ｌａのパルスタイミングとが図示しない制御部によって同期制御される。

真空チャンバ１内には、ＥＵＶ光集光ミラー４が設けられる。ＥＵＶ光集光ミラー４は、ドロップレット７にＣＯ_２パルスレーザ光Ｌａが照射されることによって生じたプラズマから放射されるＥＵＶ光Ｌｂを集光するように反射する。反射されたＥＵＶ光Ｌｂは、真空チャンバ１の真空ゲートバルブ１ｂのウィンドからＥＵＶ露光機１１へ出力される。

ここで、真空チャンバ１内には、プラズマ発光点Ｐ１で発生するプラズマが生成した荷電粒子を捕獲するためのイオンデブリ除去部１０が設けられる。このイオンデブリ除去部１０は、少なくとも一部がプラズマ発光点Ｐ１を含むオブスキュレーション領域Ｅ内に位置するように設けられる。

なお、オブスキュレーション領域Ｅとは、ＥＵＶ集光ミラー４によって集光されるＥＵＶ光ＬｂがＥＵＶ露光機１１において利用されない角度範囲に対応する領域のことをいう。すなわち、プラズマ発光点Ｐ１から放射したＥＵＶ光Ｌｂは、ＥＵＶ光集光ミラー４によって集光点Ｐ２に集光される。この説明では、この集光点Ｐ２において露光機１１において利用されない角度範囲に対応する３次元的な体積領域をオブスキレーション領域Ｅと定義する。通常、このオブスキュレーション領域ＥのＥＵＶ光は、ＥＵＶ露光機１１における露光に用いられない。そのため、このオブスキレーション領域ＥにおいてＥＵＶ光が露光装置に入力されなくても露光機の露光性能やスループットには全く影響を与えることはない。

このオブスキュレーション領域Ｅは、極端紫外光光源装置およびＥＵＶ露光機１１それぞれの内部に空間的に分布する。そこで、この実施の形態１では、このオブスキュレーション領域Ｅ内にイオンデブリ除去部１０を配置する。これにより、ＥＵＶ露光機１１において露光に用いられるＥＵＶ光の出力を低下させることなく、極端紫外光光源装置内にイオンデブリ除去部１０を設けることが可能となる。

なお、この極端紫外光光源装置は、ノズル６から出射されたドロップレット７を回収するドロップレット回収筒８を備える。このドロップレット回収筒８は、ノズル６に対向する位置に設けられる。プラズマ発生に用いられなかったドロップレットやプラズマ発生後に残ったドロップレットなどの残存ドロップレットは、ドロップレット回収筒８によって回収される。回収されたドロップレットは、再生処理を行った後に再度Ｓｎ溶融タンク５内に供給されることで、ドロップレットとして再利用されてもよい。

ダンパ１２は、ドロップレット７に照射されたとしてもプラズマ生成に寄与しなかったＣＯ_２パルスレーザ光Ｌａまたはドロップレットに照射されなかったＣＯ_２パルスレーザ光Ｌａを吸収する。また、調整用カメラ１４およびＥＵＶ光計測器１３は、ドロップレット７の出射タイミングやＣＯ_２パルスレーザ光Ｌａの出射タイミングなどを制御するために、プラズマ発光点Ｐ１におけるドロップレット７の位置やプラズマの発生状態を監視する。さらに、反射集光ＥＵＶ光計測器１５は、スペクトルパスフィルタＳＰＦで反射されたＥＵＶ光Ｌｂの一部から極端紫外光光源装置より出力されるＥＵＶ光Ｌｂの出力を計測する。また、真空排気装置１６は、ＴＭＰ（Turbo Molecular Pump）などであり、真空チャンバ１内の真空度を維持する。

図２に示すように、イオンデブリ除去部１０は、プラズマ発光点Ｐ１を挟んで設けられる一対の電磁石コイル２１，２２を有する。上述したように、一対の電磁石コイル２１，２２は、オブスキュレーション領域Ｅ内に設けられる。一対の電磁石コイル２１，２２に、図２に示すように電流を流すと、電磁石コイル２１，２２の各ボア内を通る方向を磁界方向とする磁場が発生する。この磁場には、プラズマ発光点Ｐ１の周辺で磁界方向に延びる収束領域を含む。Ｓｎ^＋などのイオンデブリは、この収束領域内に収束される。この捕獲されたイオンデブリは、電磁石コイル２１または２２のボア内を通って各電磁石コイル２１，２２の外側にそれぞれ設けられたイオン回収筒２３，２４の内壁に付着する。イオン回収筒２３，２４の内壁に付着したイオンデブリは、その後、回収される。図２では、イオン回収筒２３，２４がオブスキュレーション領域Ｅ外に設けられているが、オブスキュレーション領域Ｅ内に設けられてもよい。

なお、一対の電磁石コイル２１，２２は、プラズマ発光点Ｐ１の近傍に、たとえば数ｍｍ程度の間隔で近接して配置することが可能である。このため、小型の電磁石コイル２１，２２を用いた場合であっても、プラズマ発光点Ｐ１近傍に数Ｔ程度の局所磁場を発生させることができる。しかも、電磁石コイル２１，２２は、オブスキュレーション領域Ｅ内に設けられるため、ＥＵＶ光Ｌｂを遮断することがない。さらに、小型の電磁石コイル２１，２２を用いることで、真空チャンバ１内部における占有スペースも縮小することが可能となるため、極端紫外光光源装置の小型化を促進することができる。また、小型の電磁石コイル２１，２２を用いた場合、プラズマ発光点Ｐ１周囲から外れた領域に形成される磁束密度が低い、すなわち極端紫外光光源装置からの漏れ磁場を弱くできるので、極端紫外光光源装置外の装置、たとえば露光機１１などが受ける漏れ磁場の影響を小さくすることが可能となる。

（実施の形態２）
つぎに、この発明の実施の形態２について説明する。上述した実施の形態１では、イオンデブリ除去部１０がプラズマ発光点Ｐ１近傍で局所磁場を形成してイオンデブリを捕獲し回収した。これに対し、この実施の形態２では、プラズマ発光点Ｐ１近傍で局所電場を形成してイオンデブリを捕獲し回収する。

図３は、この発明の実施の形態２による極端紫外光光源装置のイオンデブリ除去部の構成を示す垂直断面図である。図３に示すように、このイオンデブリ除去部２０は、オブスキュレーション領域Ｅ内に設けられる。また、プラズマ発光点Ｐ１のＥＵＶ光集光ミラー４側には、ドーム状の静電グリッド３０が設けられる。さらに、プラズマ発光点Ｐ１のＥＵＶ光集光ミラー４と反対側には、穴あき円板３１を挟んで円筒状のイオン回収筒３３が設けられる。

図４に示すように、静電グリッド３０と穴あき円板３１とは電気的に接続されており、ともに１〜３ｋＶ程度の正電位がかけられる。一方、イオン回収筒３３は、接地される。静電グリッド３０は、開口率が９０％以上のグリッドであり、ＣＯ_２パルスレーザ光Ｌａの入射およびＥＵＶ光Ｌｂの出射を実質的に妨げない。また、穴あき円板３１の中央には、直径１０ｍｍ程度の穴が開けられている。なお、このイオンデブリ除去部２０は、上述したように、オブスキュレーション領域Ｅ内に収まる程度の大きさである。この大きさとしては、例えば直径３０ｍｍ程度である。さらに好ましくは、図５および図６に示すように、静電グリッド３０に１ｋＶ程度の負電圧が印加され、且つ、静電グリッド３０の内側にイオンと同時に発生する略同数の電子を跳ね返すための別のグリッド３５が設置される。これによって、イオンおよび電子の両方を除去することができる。

静電グリッド３０の正電位によって正イオンに帯電したイオンデブリは、反発するクーロン力によって跳ね返され、穴あき円板３１の穴を介して低電位側であるイオン回収筒３３側に引き寄せられる。なお、静電グリッド３０および穴あき円板３１とイオン回収筒３３との間には、間隙を形成するために、Ａｌ_２Ｏ_３などの耐電性のある絶縁体３２が設けられる。この間隙の距離は、絶縁破壊を起こさない距離、たとえば５ｍｍ以上であることが好ましい。

イオン回収筒３３内には、ＥＵＶ光反射ミラー４側を頂点とする円錐状の突起３４が設けられる。ＣＯ_２パルスレーザ光Ｌａが入射する側に突起３４の頂点を向けることで、ＣＯ_２パルスレーザ光Ｌａが照射される面の表面積が大きくなるため、ＣＯ_２パルスレーザ光Ｌａに対するダンパ機能を向上させることが可能となる。なお、イオンデブリは、イオン回収筒３３の内壁に付着し、その後、回収される。

穴あき円板３１には、表面に人工ダイヤモンドコードなどが施された板状のＳｉＣやＡｌＮを用いる。ただし、これに限定されず、耐熱性と高導電率とを併せ持つ材料を用いて形成されていればよい。また、イオン回収筒３３は、回収したイオンデブリを液化して排出するために、全体がターゲット材料の融点（例えばＳｎの融点の２３０℃）以上に温調されているとよい。さらに、イオン回収筒３３は、高導電率のＣｕなどで形成されていることが好ましい。また、イオン回収筒３３の表面には、イオンスパッタに強いＭｏ、Ｃ及びＴｉなどがコートされていることが好ましい。また、ＥＵＶ集光ミラーの多層膜の構成物質であるＭｏをコートした場合は、スパッタされたとしても、ＥＵＶ集光ミラーの反射率の低下は少なくすることができる。

この実施の形態２では、局所電場をオブスキュレーションＥ内に形成してイオンデブリを回収するようにしているので、実施の形態１と同様な効果を奏することが可能である。なお、その他の構成および効果は、上述した各実施の形態と同様であるため、ここでは詳細な説明を省略する。

（実施の形態３）
つぎに、この発明の実施の形態３について説明する。この実施の形態３では、イオンデブリ除去部１０，２０に加え、このイオンデブリ除去部１０，２０を支持するための部材を、オブスキュレーション領域Ｅ内に設ける。

図７は、この発明の実施の形態３による極端紫外光光源装置の構成を示す水平断面図である。また、図８は、この発明の実施の形態３による極端紫外光光源装置の構成を示す垂直断面図である。図７および図８に示すように、ＥＵＶ光集光ミラー４で反射したＥＵＶ光Ｌｂの通過領域（以下、ＥＵＶエリアＥｂという）のＥＵＶ光Ｌｂの光軸に対して垂直な面の断面は、中央部分のみならず、径外方向に向かって広がる放射状のオブスキュレーション領域Ｅを含む場合がある。本実施の形態では、このような放射状に延びるオブスキュレーション領域Ｅ内にイオンデブリ除去部１０を支持する支持部４０を配置する。なお、この支持部４０は、真空チャンバ１の壁面に固定されている。

また、この実施の形態３では、図９に示すように、支持部４０の代わりに回収管５１を用いてイオン回収筒５０を支持してもよい。イオン回収筒５０と回収管５１とは、例えば温調器としてのヒータ５２で覆われており、イオン回収筒５０および回収管５１内のイオンデブリであるＳｎが溶融する温度に調整される。溶融されたイオンデブリは、回収管５１を介して真空チャンバ１外に排出される。この場合、溶融したＳｎが真空チャンバ１外に容易に排出されるように、回収管５１の軸を重力方向ＧＡに向けることが好ましい。

なお、オブスキュレーション領域Ｅの配置によっては、回収管５１の軸を重力方向ＧＡに向けられない場合がある。この場合であっても、図１０に示すように、オブスキュレーション領域Ｅ内においてオブスキュレーション領域Ｅからはみ出さないように回収管５１の軸を重力方向ＧＡ方向に傾けることが好ましい。また、その他の構成および効果は、上述した各実施の形態と同様であるため、ここでは詳細な説明を省略する。

（実施の形態４）
つぎに、この発明の実施の形態４について説明する。上述した実施の形態１〜３では、イオンデブリ除去部１０，２０が局所磁場あるいは局所電場を形成してイオンデブリを回収した。これに対し、この実施の形態４では、イオンデブリ除去部１０による局所磁場に加えて、補助的な局所電場を形成する。これにより、イオンデブリの回収率および回収効率をさらに高めることが可能となるため、ＥＵＶ光集光ミラー４に対するデブリの衝突をより低減することができる。

図１１は、この発明の実施の形態４による極端紫外光光源装置の概要構成を示す模式図である。図１１に示すように、本実施の形態による極端紫外光光源装置では、実施の形態１と同様に、一対の小型電磁石６１，６２がオブスキュレーション領域Ｅ内に設けられている。小型電磁石６１，６２は、プラズマ発光点Ｐ１で発生したイオンデブリをボア方向（磁界方向）に収束して捕獲する収束領域Ｅ２を形成する。収束領域Ｅ２に捕獲されたイオンデブリ（正イオンデブリ，陰イオンデブリ）は、それぞれ極性に応じてドリフトし、その後、イオン回収筒６５，６６によって回収される。さらに、この実施の形態４による極端紫外光光源装置は、プラズマ発光点Ｐ１から見てＥＵＶ光集光ミラー４を覆う立体角の凹面を有する静電グリッド６３と、静電グリッド６３とプラズマ発光点Ｐ１を挟んで対向するようにオブスキュレーション領域Ｅ内に設けられたグラウンド電極６４と、を備える。この静電グリッド６３は、ＥＵＶ光集光ミラー４側であってオブスキュレーション領域Ｅ外に配置され、実施の形態２における静電グリッド３０と同様に機能する。これにより、本実施の形態では、ＥＵＶ光集光ミラー４側に向かう高エネルギーのイオンデブリを、反発するクーロン力によってプラズマ発光点Ｐ１側に引き戻すことが可能となる。

この実施の形態４では、上述したように、局所磁場から飛び出す高エネルギーのイオンデブリをプラズマ発光点Ｐ１側に引き戻す補助的な局所電場を設けた。この結果、本実施の形態によれば、イオンデブリの回収効率をさらに高めることが可能になるとともに、所望の光学素子に対するイオンデブリの影響を低減させることが可能となる。なお、その他の構成および効果は、上述した各実施の形態と同様であるため、ここでは詳細な説明を省略する。

（実施の形態５）
つぎに、この発明の実施の形態５について説明する。図１２は、本実施の形態による極端紫外光光源装置の概略構成を示す水平断面図である。図１３は、本実施の形態による極端紫外光光源装置の概略構成を示す垂直断面図である。図１４は、図１２におけるＡ−Ａ面に形成されたファーフィールドパターンの一例を示す図である。

図１２〜図１４に示すように、本実施の形態による極端紫外光光源装置は、ＥＵＶ光集光ミラー４によって反射されたＥＵＶ光Ｌｂの通過領域（ＥＵＶエリアＥｂ）外に配置された電磁石コイル２１，２２それぞれからプラズマ発光点Ｐ１へ向けて延在する磁心２１ａ，２２ａを備える。プラズマ発光点Ｐ１付近で発生したイオンデブリは、電磁石コイル２１，２２に電流を流した際に磁心２１ａ、２２ａが形成する磁場によって、ある一定範囲の領域（収束領域Ｅ２）内に収束される。

磁心２１ａ，２２ａは、各電磁石コイル２１，２２からＥＵＶエリアＥｂ内におけるオブスキュレーション領域Ｅ内に延在する。ここで、図１４のファーフィールドパターンに示すように、ＥＵＶエリアＥｂは、中央部分に穴部４ａと対応するオブスキュレーション領域Ｅｃを含み、さらに、中央部分のオブスキュレーション領域ＥｃからＥＵＶエリアＥｂの外縁まで放射状に延びる帯状のオブスキュレーション領域ＥＤａ，ＥＤｂを含む。帯状のオブスキュレーション領域ＥＤａ，ＥＤｂは、真空チャンバ１内に配置された光学系やプラズマ発光点Ｐ１からドリフトしているイオンデブリなどの影となった部分である。そこで、本実施の形態では、磁心２１ａ，２２ａのＥＵＶエリアＥｂ内に延在する部分がこの帯状のオブスキュレーション領域ＥＤａ，ＥＤｂ内にそれぞれ含まれるように、各磁心２１ａ，２２ａが配置される。これにより、ＥＵＶ露光機１１において露光に使用されるＥＵＶ光Ｌｂを遮ることなく、磁界の発生源となる磁心２１ａ，２２ａの先端をプラズマ発光点Ｐ１を挟んで互いに近接させることが可能となる。この結果、プラズマ発光点Ｐ１付近に局所的により強い磁場を形成することが可能となり、プラズマ発光点Ｐ１付近で発生したイオンデブリをより確実に収束Ｅ２内に収束させて、効率的に所望の方向（イオン回収筒２３，２４の方向）へ導くことが可能となる。

また、本実施の形態では、図１２および図１４に示すように、イオン回収筒２３，２４の少なくとも一部または全部を電磁石コイル２１，２２のボア内にそれぞれ配置する。具体的には、電磁石コイル２１，２２のボア内を通るように配置された管状の磁心２１ａ，２２ａの内部にイオン回収筒２３，２４を配置する。これにより、磁心２１ａ，２２ａが形成した電磁石コイル２１，２２の各ボア内を通る磁界に沿ってドリフトするイオンデブリをイオン回収筒２３，２４にて確実に回収することが可能となる。この際、イオン回収筒２３，２４の少なくとも一部をＥＵＶエリアＥｂにおけるオブスキュレーション領域ＥＤａ，ＥＤｂ内に配置することで、プラズマ発光点Ｐ１とイオン回収筒２３，２４との距離を短くするとよい。これにより、イオンデブリの存在範囲（収束領域Ｅ２）に対する捕集立体角を大きくすることが可能となるため、プラズマ発光点Ｐ１付近で発生したイオンデブリをより確実にイオン回収筒２３，２４で回収することが可能となる。

そこで本実施の形態では、オブスキュレーション領域ＥｃからＥＵＶエリアＥｂの外縁に繋がる帯状のオブスキュレーション領域ＥＤａ，ＥＤｂに、イオン回収筒２３，２４を配置する。これにより、オブスキュレーション領域Ｅｃにイオン回収筒２３，２４を配置した場合と比較して、イオン回収筒２３，２４に要求される小型化の程度を小さくすることができる。この結果、イオン回収筒２３，２４に収束領域Ｅ２に対して十分な捕集立体角を持たせることが可能となるため、プラズマ発光点Ｐ１付近からドリフトしたイオンデブリをより確実にイオン回収筒２３，２４で回収することが可能となる。

さらに、オブスキュレーション領域ＥＤａ，ＥＤｂにイオン回収筒２３，２４を配置することで、プラズマ発光点Ｐ１とイオン回収筒２３，２４とがある程度離間されるため、プラズマ発光点Ｐ１付近で発生した高エネルギーのイオンデブリによってイオン回収筒２３，２４が受けるダメージが低減されるという効果も得られる。

なお、その他の構成および効果は、上述した各実施の形態と同様であるため、ここでは詳細な説明を省略する。また、本実施の形態では、真空チャンバ１の内部であってＥＵＶエリアＥｂの外に電磁石コイル２１，２２を配置した場合を例に挙げたが、本発明はこれに限定されず、例えば真空チャンバ１の外、または、オブスキュレーション領域Ｅの内部に、電磁石コイル２１，２２を配置しても良い。

（実施の形態６）
つぎに、この発明の実施の形態６について説明する。図１５は、本実施の形態による極端紫外光光源装置における電磁石コイルと磁心とイオン回収筒とを示す図である。図１５に示すように、本実施の形態による極端紫外光光源装置は、上記実施の形態５による極端紫外光光源装置と同様の構成において、磁心２１ａ，２２ａの表面が、コーティング膜２１ｂ，２２ｂによってコーティングされている。

このコーティング膜２１ｂ，２２ｂは、磁心２１ａ，２２ａの表面がイオンデブリによってスパッタされることを防止するための膜である。プラズマ発光点Ｐ１付近に強い磁界を形成するには、磁心２１ａ，２２ａを可能な限りプラズマ発光点Ｐ１に近づけることが有効である。ただし、磁心２１ａ，２２ａをプラズマ発光点Ｐ１に近接しすぎると、プラズマ発光点Ｐ１付近で発生した比較的高エネルギーのイオンデブリによって磁心２１ａ，２２ａがスパッタされてしまう場合がある。磁心２１ａ，２２ａのスパッタによって発生した磁心２１ａ，２２ａの構成材料よりなる粒子は、ＥＵＶ光集光ミラー４などの光学素子に付着して反射効率を低下させる要因となるため、できる限り磁心２１ａ，２２ａがスパッタされることを防止することが好ましい。

そこで本実施の形態では、上述したように、磁心２１ａ，２２ａをコーティング膜２１ｂ，２２ｂでコーティングする。これにより、磁心２１ａ，２２ａがイオンデブリによってスパッタされることを防止できるため、磁心２１ａ，２２ａをよりプラズマ発光点Ｐ１に近づけることが可能となり、この結果、より確実且つ効率的にイオンデブリをイオン回収筒２３，２４に導くことが可能となる。

コーティング膜２１ｂ，２２ｂの材料には、例えばスパッタリングに対して高い耐性を示す炭素（Ｃ）を使用するとよい。また、例えばターゲットにＳｎを使用した場合、コーティング膜２１ｂ，２２ｂの材料には、液体状のＳｎに対して高い濡れ性を有し、且つ、比較的スパッタリングに対して高い耐性を示すチタニウム（Ｔｉ）を使用することが好ましい。これは、多孔質（ポーラス）のＴｉをコーティング材として使用することで、コーティング膜２１ｂ，２２ｂの表面に付着した液体状のＳｎが多孔質の孔に浸み込む。その結果、多孔質のＴｉ表面にはＳｎがほとんど存在しないため、Ｓｎイオンが衝突したとしても磁心２１ａ，２２ａを覆うコーティング膜２１ｂ，２２ｂの表面がスパッタされ難くなる。

なお、その他の構成および効果は、上述した各実施の形態と同様であるため、ここでは詳細な説明を省略する。また、本実施の形態では、磁心２１ａ，２２ａをコーティング膜２１ｂ，２２ｂでコーティングした場合を例に挙げたが、本発明はこれに限定されず、例えばイオン回収筒２３，２４など、イオンデブリによってスパッタされる可能性のある部材をコーティング膜２１ｂ、２２ｂでコーティングするとよい。

（実施の形態７）
つぎに、この発明の実施の形態７について説明する。図１６は、本実施の形態による極端紫外光光源装置の概略構成を示す水平断面図である。図１７は、本実施の形態による極端紫外光光源装置の概略構成を示す垂直断面図である。図１８は、図１６に示すＢ−Ｂ面に形成されたファーフィールドパターンの一例を示す図である。

図１６〜図１８に示すように、本実施の形態による極端紫外光光源装置は、図１２〜図１４を用いて示した上記実施の形態５による極端紫外光光源装置と同様の構成を備える。ただし、本実施の形態による極端紫外光光源装置では、磁心２１ａ，２２ａが省略され、代わりに電磁石コイル２１，２２の少なくとも一部がオブスキュレーション領域Ｅ（特にオブスキュレーション領域ＥＤａ，ＥＤｂ）内に配置されている。

以上のような構成によっても、上記実施の形態５と同様に、ＥＵＶ露光機１１において露光に使用されるＥＵＶ光Ｌｂを遮ることなく、磁界の発生源である電磁石コイル２１，２２をプラズマ発光点Ｐ１を挟んで互いに近接させることが可能となるため、プラズマ発光点Ｐ１付近に局所的により強い磁場を形成することが可能となり、この結果、プラズマ発光点Ｐ１付近で発生したイオンデブリをより確実に収束領域Ｅ２内に捕獲して、効率的に所望の方向（イオン回収筒２３，２４の方向）へ導くことが可能となる。

また、イオン回収筒２３，２４は、真空チャンバ１の壁面から電磁石コイル２１，２２のボア内まで延出し、このボア内において各電磁石コイル２１，２２に固定されることで、電磁石コイル２１，２２を支持している。これにより、上記実施の形態５と同様に、電磁石コイル２１，２２の各ボア内を通る磁界に沿ってドリフトするイオンデブリをイオン回収筒２３，２４にて確実に回収することが可能となる。この際、上記実施の形態５と同様に、イオン回収筒２３，２４の少なくとも一部をＥＵＶエリアＥｂにおけるオブスキュレーション領域ＥＤａ，ＥＤｂ内に配置することで、プラズマ発光点Ｐ１とイオン回収筒２３，２４との距離が短くなり、イオンデブリの存在範囲（収束領域Ｅ２）に対するイオン回収筒２３，２４の捕集立体角が大きくなるため、プラズマ発光点Ｐ１付近で発生したイオンデブリをより確実にイオン回収筒２３，２４で回収することが可能となる。

なお、その他の構成および効果は、上述した各実施の形態と同様であるため、ここでは詳細な説明を省略する。また、本実施の形態でも、上記実施の形態６と同様に、電磁石コイル２１，２２をコーティング膜２１ｂ，２２ｂでコーティングすることが好ましい。これにより、電磁石コイル２１，２２を構成する銅（Ｃｕ）などの導電材料がスパッタされることを防止できる。

上述した実施の形態１〜７では、収束領域Ｅ２内の中性粒子等はイオン化されていないが、この場合、さらにＸ線照射、電子照射、紫外線照射、マイクロ波照射、ＥＵＶ光照射等のイオン化手段を設け、デブリの捕獲を促進するようにしてもよい。また、上記各実施の形態では、イオンデブリ捕獲用の磁界を発生させる磁石に電磁石コイル２１，２２を用いているが、本発明はこれに限定されず、例えば永久磁石を用いても良い。

１ 真空チャンバ
１ａ ウィンド
１ｂ 真空ゲートバルブ
２ 駆動レーザ
３ 集光光学系
４ ＥＵＶ光集光ミラー
４ａ 穴部
５ Ｓｎ溶融タンク
６ ノズル
７ ドロップレット
８ ドロップレット回収筒
１０，２０ イオンデブリ除去部
１１ ＥＵＶ露光機
１２ ダンパ
１３ ＥＵＶ光計測器
１４ 調整用カメラ
１５ 反射集光ＥＵＶ光計測器
１６ 真空排気装置
２１，２２ 電磁石コイル
２１ａ，２２ａ 磁心
２１ｂ，２２ｂ コーティング膜
２３，２４，３３，５０，６５，６６ イオン回収筒
３０，６３ 静電グリッド
３１ 穴あき円板
３２ 絶縁体
３４ 突起
３５ グリッド
４０ 支持部
５１ 回収管
５２ ヒータ
６１，６２ 小型電磁石
６４ グラウンド電極
Ｐ１ プラズマ発光点
Ｅ，Ｅｃ，ＥＤａ，ＥＤｂ オブスキュレーション領域
Ｅ２ 収束領域
Ｅｂ ＥＵＶエリア
Ｌａ ＣＯ_２パルスレーザ光
Ｌｂ ＥＵＶ光

Claims (17)

1. 真空チャンバと、
   前記真空チャンバ内へターゲットを供給するターゲット供給部と、
   前記真空チャンバ内へレーザ光を出力するレーザ発振器と、
   前記真空チャンバ内のプラズマ発光点においてレーザ光が照射されることでプラズマ化したターゲットから放射された極端紫外光を反射して外部へ出力する集光ミラーと、
   前記プラズマ発光点を含むオブスキュレーション領域内に少なくとも一部が設けられたイオンデブリ除去部と、
   を備えたことを特徴とする極端紫外光光源装置。
2. 外部から内部へレーザ光を入力するための光学窓を備えた真空チャンバと、
   前記真空チャンバ内へターゲットを供給するターゲット供給部と、
   前記真空チャンバ内のプラズマ発光点において前記レーザ光が照射されることでプラズマ化したターゲットから放射された極端紫外光を反射して外部へ出力する集光ミラーと、
   前記プラズマ発光点を含むオブスキュレーション領域内に少なくとも一部が設けられたイオンデブリ除去部と、
   を備えたことを特徴とする極端紫外光光源装置。
3. 前記イオンデブリ除去部は、前記プラズマ発光点の近傍に設けられ、イオンデブリを捕獲する磁場を発生する磁場発生部を含むことを特徴とする請求項１または２に記載の極端紫外光光源装置。
4. 前記磁場発生部は、前記プラズマ発光点を挟んで対向する一対の磁石であることを特徴とする請求項３に記載の極端紫外光光源装置。
5. 前記磁場発生部によって捕獲されたイオンデブリを回収する回収部を備えたことを特徴とする請求項３または４に記載の極端紫外光光源装置。
6. 前記回収部は、前記磁石のボア内を介して前記イオンデブリを回収することを特徴とする請求項５に記載の極端紫外光光源装置。
7. 前記回収部は、少なくとも一部が前記オブスキュレーション領域内に設けられたことを特徴とする請求項５または６に記載の極端紫外光光源装置。
8. 前記磁場発生部は、前記プラズマ発光点を挟んで対向するように前記オブスキュレーション領域外に配置された一対の磁石と、各磁石から前記オブスキュレーション領域内にそれぞれ延在する磁心と、を含むことを特徴とする請求項３に記載の極端紫外光光源装置。
9. 前記磁場発生部によって捕獲されたイオンデブリを回収する回収部を備え、
   前記磁心の形状は、筒状であり、
   前記回収部は、前記磁心の筒内に配置されていることを特徴とする請求項８に記載の極端紫外光光源装置。
10. 前記磁心は、コーティング膜で覆われていることを特徴とする請求項８に記載の極端紫外光光源装置。
11. 前記オブスキュレーション領域外に設けられ、前記イオンデブリを捕獲する補助電場発生部を備えたことを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一つに記載の極端紫外光光源装置。
12. 前記イオンデブリ除去部は、前記プラズマ発光点の近傍に設けられ、イオンデブリを捕獲する電場を発生する電場発生部を含むことを特徴とする請求項１または２に記載の極端紫外光光源装置。
13. 前記電場発生部は、前記プラズマ発光点を含むレーザ光の入射側空間に設けられた静電グリッドであることを特徴とする請求項１０に記載の極端紫外光光源装置。
14. 前記電場発生部によって捕獲されたイオンデブリを回収する回収部を備えたことを特徴とする請求項１２または１３に記載の極端紫外光光源装置。
15. 前記回収部は、少なくとも一部が前記オブスキュレーション領域内に設けられたことを特徴とする請求項１４に記載の極端紫外光光源装置。
16. 前記イオンデブリ除去部、前記補助電場発生部、および／または前記回収部をチャンバ内から支持する支持部を備え、
    前記支持部は、少なくとも一部が前記オブスキュレーション領域内に設けられたことを特徴とする請求項１〜１５のいずれか一つに記載の極端紫外光光源装置。
17. 前記回収部は、チャンバ外部にイオンデブリを排出して回収する回収管を含み、
    前記回収部および前記回収管は、イオンデブリを溶融する温度に保つ温調部を有することを特徴とする請求項５、６、７、９、１１、１４、１５または１６に記載の極端紫外光光源装置。

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