(57)【要約】【課題】極端紫外光の放射強度分布の変化が、集光鏡の光反射率が低下したことに起因するか、発光点が移動して光軸がすれたことに起因するかを判別すること。【解決手段】電極１１，１２間にパルス状の大電流を流し、高温プラズマ領域を形成し、波長１３．５ｎｍのＥＵＶ光を放射させる。このＥＵＶ光は、集光鏡２により集光され、アパーチャ４を介して露光機へ入射する。計測時には、計測ユニット１８を光路内へ移動させ、ＥＵＶとＥＵＶよりも長波長の光の放射強度分布を計測する。極端紫外光の放射強度分布のみが変化している場合は、放射強度分布変化の原因はスズが集光鏡の反射面に付着しためであるとして集光鏡２のクリーニングを行う。また、極端紫外光よりも長波長の光の放射強度分布も変化している場合は、放射強度分布変化の原因は光軸のずれが生じているためであるとして、放電部と集光鏡の位置合せ（アライメント）等を行なう。【選択図】          図６
2010147138.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
容器と、
この容器内に極端紫外光を放射させるための原料を供給する原料供給手段と、
上記原料を放電により上記容器内で加熱励起し高温プラズマを発生させる放電部と、上記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光学手段とを備えた極端紫外光光源装置において、
上記極端紫外光光源装置は、
上記集光光学手段により反射された光に含まれる極端紫外光と極端紫外光よりも長波長の光のそれぞれの放射強度分布を測定する測定器と、
上記測定器により測定した放射強度分布を記憶する記憶手段と、記憶した放射強度分布と測定した放射強度分布を比較する比較手段とを備えた制御部とを備え、
上記測定器は上記集光光学手段の集光点の後ろの光路に挿入退避可能に設けられていることを特徴とする極端紫外光光源装置。
【請求項２】
上記測定器は、極端紫外光を透過するフィルタと極端紫外光よりも長波長の光を透過するフィルタを切り替え可能に備えている
ことを特徴とする請求項１に記載の極端紫外光光源装置。
【請求項３】
容器と、
この容器内に極端紫外光を放射させるための原料を供給する原料供給手段と、上記原料を放電により上記容器内で加熱励起し高温プラズマを発生させる放電部と、上記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光学手段とを備えた極端紫外光光源装置の保守方法であって、
上記集光光学手段の集光点の後の光路において、上記集光光学手段により反射された光に含まれる極端紫外光の放射強度分布と、極端紫外光よりも長波長の光の放射強度分布を測定する第１の工程と、
上記測定した極端紫外光の放射強度分布と極端紫外光よりも長波長の光の放射強度分布を、それぞれの初期状態の放射照度分布と比較する第２の工程とを備え、
上記第２の工程において、極端紫外光の放射強度分布のみが変化し、極端紫外光よりも長波長の光の放射強度分布が変化していない場合は、上記集光光学手段のクリーニングを行い、
極端紫外光の放射強度分布と極端紫外光よりも長波長の光の放射強度分布の両方が変化している場合は、上記放電部と上記集光光学手段の位置調整を行う
ことを特徴とする極端紫外光光源装置の保守方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、極端紫外光を放射する極端紫外光光源装置において、集光光学手段により集光された極端紫外光の放射強度分布の変化の原因を判別する機能を備えた極端紫外光光源装置およびその判別結果に基づき極端紫外光光源装置を保守する方法に関する。
より詳細には、長時間にわたり装置を運転させた際に発生する、極端紫外光の放射強度分布の変化が、集光光学手段の光反射率が低下したことに起因するか、電極損耗などで発光点が移動して光軸がすれたことに起因するかを判別する機能を備えた極端紫外光光源装置および極端紫外光光源装置の保守方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体集積回路の微細化、高集積化につれて、その製造用の投影露光装置においては解像力の向上が要請されている。その要請に応えるため、露光用光源の短波長化が進められており、エキシマレーザ装置に続く次世代の半導体露光用光源として、波長１３〜１４ｎｍ、特に、波長１３．５ｎｍの極端紫外光（Ｅｘｔｒｅｍｅ  Ｕｌｔｒａ  Ｖｉｏｌｅｔ，以下ＥＵＶともいう）を放出する極端紫外光光源装置（以下、ＥＵＶ光源装置ともいう）が開発されている。
ＥＵＶ光源装置において、ＥＵＶを発生させる方法はいくつか知られているが、そのうちの１つにＥＵＶを放射するＥＵＶ放射種を加熱して励起することにより高温プラズマを発生させ、このプラズマから放出されるＥＵＶを取り出す方法がある。
このＥＵＶ光源装置は、高温プラズマの生成方式により、ＬＰＰ（Ｌａｓｅｒ  Ｐｒｏｄｕｃｅｄ  Ｐｌａｓｍａ、レーザ生成プラズマ）方式と、ＤＰＰ（Ｄｉｓｃｈａｒｇｅ  Ｐｒｏｄｕｃｅｄ  Ｐｌａｓｍａ、放電生成プラズマ）方式とに大きく分けられる。
【０００３】
ＬＰＰ方式のＥＵＶ光源装置では、ＥＵＶ放射種を含む原料からなるターゲットにレーザ光を照射する。そのとき、レーザアブレーションにより高温プラズマが生成され、そこから放射されるＥＵＶを利用する。
一方、ＤＰＰ方式のＥＵＶ光源装置では、ＥＵＶ放射種を含む原料から電流駆動によって高温プラズマを生成し、そこから放射されるＥＵＶ光を利用する。ＤＰＰ方式のＥＵＶ光源装置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、ホローカソードトリガー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、光源システムの消費電力が小さいといった利点あり、実用化への期待も大きい。
【０００４】
上記した両方式のＥＵＶ光源装置において、波長１３．５ｎｍのＥＵＶを放出する放射種、すなわち、高温プラズマの原料としては、現在、１０価前後のキセノン（Ｘｅ）イオンとスズ（Ｓｎ）イオンが知られている。このうち、スズは、高温プラズマの発生に必要な電気入力と波長１３．５ｎｍのＥＵＶ出力の比，すなわちＥＵＶ変換効率（＝光出力／電気入力）がキセノンより数倍大きい。そのため、高出力化が要求されている量産型ＥＵＶ光源の放射種として有力視されており、例えば特許文献１に開示されているように、ガス状のスズ化合物（例えば、スタナンガス：ＳｎＨ4 ガス）や、固体や液体状のスズをＥＵＶ放射種として使用するＥＵＶ光源の開発が進められている。
【０００５】
以下、ＤＰＰ方式を例にとり、ＥＵＶ光源装置の構成例を説明する。
図１４に、ＤＰＰ方式ＥＵＶ光源装置の概略構成例を示す。同図に示すように、ＤＰＰ方式ＥＵＶ光源装置は、真空容器（チャンバ）を有し、チャンバ１０は第１チャンバ１０ａと第２チャンバ１０ｂに分けられる。第１チャンバ１０ａ内には、例えば、リング状の第１電極（カソード）１１と第２電極（アノード）１２とがリング状の絶縁体１３を挟み、それぞれの貫通穴が略同軸上に位置するように配置される。以下、第１電極１１、第２電極１２、絶縁材１３を総称して放電部１と呼ぶこともある。
第１チャンバ１０ａに設けられた原料導入口１４ａに接続された原料供給ユニット１４より、ＥＵＶ放射種を含む原料が第１チャンバ１0 ａ内に供給される。上記原料は例えばＳｎＨ4 ガスである。
【０００６】
また、第２チャンバ１０ｂ側には，図示を省略したチャンバ内圧力をモニタする圧力モニタの測定値に基づき、チャンバ内圧力調整やチャンバ内排気を行うためのガス排気ユニット９が、第２チャンバ１０ｂに設けられたガス排出口に接続されている。
また、第２チャンバ１０ｂ内には、集光鏡２が設けられる。集光鏡２は、例えば、反射面形状が、回転楕円体、回転放物体形状、ウォルター型形状等の凹面ミラーを複数枚具える。これらの凹面ミラーは互いに径の異なる回転体形状である。集光鏡２は、これらの複数枚の凹面ミラーを、同一軸上に、焦点位置が略一致するように回転中心軸を重ねて配置された斜入射型の反射鏡として構成される。
なお、この集光鏡２の集光点は中間集光点（Ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅ  Ｆｏｃｕｓ、以下ＩＦという）と呼ばれている。
【０００７】
このようなＤＰＰ方式光源装置において、第１電極１１、第２電極１２間に高電圧パルス電源１５よりパルス電力が供給されると、絶縁体１３表面に沿面放電（ｃｒｅｅｐｉｎｇ  ｄｉｓｃｈａｒｇｅ）が発生して第１電極１１、第２電極１２間は実質、短絡状態になり、パルス状の大電流が流れる。このとき、略同軸上に配置されたリング状の第１電極１１、第２電極１２、絶縁体１３が形成する連通穴もしくは連通穴近傍にプラズマが形成される。その後、ピンチ効果およびジュール加熱等によって、上記プラズマの略中心部に高温プラズマ領域が形成され、この高温プラズマ領域から波長１３．５ｎｍのＥＵＶ光が放射される。
高温プラズマ領域から放射された波長１３．５ｎｍのＥＵＶ光は、集光鏡２により集光され、第２チャンバ１０ｂに設けられたＥＵＶ光取り出し部７より外部に取り出される。このＥＵＶ光取り出し部７は、不図示の露光機の露光機筐体に設けられたＥＵＶ光入射部と連結される。すなわち、ＥＵＶ集光鏡２より集光されるＥＵＶ光は、ＥＵＶ光取り出し部７を介して露光機へ入射する。
【０００８】
高温プラズマからはＥＵＶ光とともにデブリも放出される。デブリには、金属（例えば、第１電極１１、第２電極１２）がプラズマによってスパッタされて生成する金属粉や、スズ等の放射種原料に起因するものがある。
上記デブリが集光鏡２に到達して集光鏡２の反射面に衝突したり付着したりすると、集光鏡２の反射性能が損なわれる。
そのため、高温プラズマ領域（図１４に示す構成例では、略同軸上に配置されたリング状の第１電極１１、第２電極１２、絶縁体１３が形成する連通穴もしくは連通穴近傍）と集光鏡２との間に、ホイルトラップ３が設置される。
ホイルトラップ３は、ＥＵＶ光を通過させつつ、デブリの通過を抑制するものであり、例えば特許文献２に記載されているように、高温プラズマ発生領域の径方向に設置される複数のプレートからなる。
ホイルトラップ３が配置された空間は圧力が上がり、そこを通過するデブリは運動エネルギーが低下するため，集光鏡２まで到達しにくくなる。
また、図１４に示すＤＰＰ方式ＥＵＶ光源装置は、図示を省略した制御部を有する。この制御部は、露光機制御部からのＥＵＶ発光指令等に基づき、高電圧パルス電源１５、原料供給ユニット１４、ガス排気ユニット９、ガス供給ユニット１６を制御する。
【特許文献１】特開２００４−２７９２４６号公報
【特許文献２】特表２００２−５０４７４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ＥＵＶ光源装置を長時間にわたり運転すると、前記した集光鏡の中間集光点より露光機側で測定したＥＵＶの放射強度分布が経時変化することがある。その原因として、高温プラズマ原料に使用するスズ等が集光鏡に付着することによるＥＵＶ反射率の低下と、放電電極の損耗等による発光点位置の変化による光軸のずれが考えられる。
集光鏡へのスズの付着が原因であれば集光鏡のクリーニングを行い、光軸のずれであれば放電電極の交換や放電電極と集光鏡の位置合せ（アライメント）を行わなければならない。このように、ＥＵＶの放射強度分布の変化に対しては、原因によって異なる保守（メンテナンス）を行わなければならない。しかし、今まではどちらが原因であるかを切り分ける方法がなかった。
本発明は上記事情に鑑みなされたものであって、本発明の目的は、極端紫外光の放射強度分布の変化が、集光光学手段の光反射率が低下したことに起因するか、電極損耗などで発光点が移動して光軸がすれたことに起因するかを判別する機能を備えた極端紫外光光源装置およびその判別結果に基づき極端紫外光光源装置を保守する保守方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
ＥＵＶ光源からは、１３．５ｎｍ領域のＥＵＶだけでなく、それ以外の波長領域（帯域外）の光（Ｏｕｔ  ｏｆ  Ｂａｎｄ：ＯｏＢ）、すなわち、真空紫外光や紫外光、可視光なども同時に放射されている。
発明者らが鋭意検討した結果、ＥＵＶと帯域外光（以下ＯｏＢとも言う）の放射強度分布の変化が、集光鏡にスズの付着した場合と光軸ずれが生じた場合とでは異なることを発見した。すなわち、
（１）集光鏡にスズが付着した場合、ＥＵＶの反射率が低下するが、ＯｏＢのうちＥＵＶよりも長波長の光の反射率は低下しない。そのため、ＥＵＶの放射強度分布変化するが、ＥＵＶよりも長波長の光の放射強度分布は変化しない。
（２）発光点位置の変化により光軸がずれた場合、ＥＵＶの放射強度分布も、ＥＵＶよりも長波長の光の放射強度分布も、両方とも変化する。
したがって、ＥＵＶとＥＵＶよりも長波長の光のそれぞれ放射強度分布測定して、それぞれの初期状態の放射強度分布と比較することにより、いずれが原因であるのかを判別することが可能となる。
【００１１】
上記現象を本発明者は以下のような実験で見出した。
図１は、ＥＵＶ光源の中間集光点（以下ＩＦとも言う）の下流における放射強度分布を測定するための実験の装置構成を示す図である。
同図において、ＥＵＶ光源には、ガス排気ユニット９を有するチャンバ１０内に設けられた第１電極１１、第２電極１２、絶縁材１３を具備した放電部１から構成されるＤＰＰ光源を使用し、光源から放射されるＥＵＶはネスト形状の集光ミラー２で集光した。放電媒質にはＸｅガスおよびＳｎＨ4 ガスが使用可能である。
ＩＦに集光された光は、ＩＦに配置された直径４．６ｍｍのアパーチャ４で光束面積と発散立体角を制限する。
そして、ＩＦに配置されたアパーチャ４の下流にＥＵＶとＥＵＶよりも長波長の光とを分離するためにフィルタ３１を配置した。本実験では、ＥＵＶ測定用のフィルタ３１ａには５ｎｍ〜２５ｎｍの光を透過するＳｉ／Ｚｒ／Ｓｉ（各膜厚５０．２ｎｍ）の薄膜フィルタを使用した。また、ＥＵＶよりも長波長の光の測定用のフィルタ３１ｂには１２０ｎｍ以上の光を透過するＭｇＦ2 （板厚５ｍｍ）の光学結晶を使用した。
フィルタ３１を透過した光は、蛍光板３２で可視光に変換した後、ＣＣＤカメラ３３で観測し、パソコン（ＰＣ）３４で解析した。
本実験では、蛍光板３２にＣａＦ2 （板厚５ｍｍ）を使用した。ＣａＦ2 は、主に４００ｎｍ程度以下の光に対して蛍光を発する性質を持つ。したがって、この構成で観測できるＥＵＶよりも長波長の光は、１２０ｎｍ〜４００ｎｍ程度の波長範囲の光となる。
【００１２】
この装置を使って中間集光点（ＩＦ）下流の放射強度分布を測定した。図２は、実験前に集光鏡２、アパーチャ４の位置をそれぞれ調整し、アライメントを合わせた状態においてＸｅガスで放電したときの、即ち初期状態のＥＵＶとＥＵＶよりも長波長の光（ＯｏＢ）の放射強度分布である。（ａ）がＥＵＶの（ｂ）がＥＵＶよりも長波長の光（ＯｏＢ）の放射強度分布である。
また、図３および図４は、光源装置をＳｎＨ4 ガスで動作させた後、再びＸｅガスで放電したときの、放射強度分布の典型的な例である。図３においては、図２の初期状態に比べて（ａ）のＥＵＶの放射強度分布しか変化していない。一方、図４は、初期状態に対して（ａ）のＥＵＶと（ｂ）のＥＵＶよりも長波長の光（ＯｏＢ）の両方で放射強度分布が変化している。
【００１３】
図３において、ＥＵＶの強度分布に偏りが生じたが、ＥＵＶよりも長波長の光は変化しなかった。これを改善するために、集光鏡２の位置や角度を動かしてアライメント調整を行なったが、図２のような分布に戻ることはなかった。図３では、集光鏡２の少なくとも一部にスズが付着したことが原因でＥＵＶ反射率が低下し、放射強度分布が変化したと考えられる。
図４において、ＥＵＶとＥＵＶよりも長波長の光ともに強度分布に偏りが生じた。これを改善するために、集光鏡２の位置や角度を動かしてアライメント調整を行なったところ、実験前に近い状態に戻すことができた。したがって、図４は、発光点と集光鏡のアライメントがずれたことが原因で、放射強度分布が変化したと考えられる。
【００１４】
上記実験結果を考察すると、集光鏡２へのスズ付着（付着したスズの厚さはナノメーターオーダーと考えられる）に対して、ＥＵＶとＥＵＶよりも長波長の光とでは、反射率が異なることが推測される。そこで、光の波長と反射率の関係を検証するために、以下のような実験を行った。
図５に、光の波長と反射率の関係を検証するための反射光測定実験の装置構成を示す。  第１チャンバ１０内には、リング状の絶縁体１３を挟むように取り付けられたリング状の第１電極（カソード）１１と第２電極１２が設けられ、リング状の絶縁体１３を挟み、それぞれの貫通穴が略同軸上に位置するように配置される。
Ｘｅガス供給ユニット１０１が、第１チャンバ１０ａに設けられた原料導入口に接続され、ＥＵＶ放射種となるＸｅガスを含む原料がチャンバ１０ａ内に供給される。
また、チャンバ内圧力調整やチャンバ内排気を行うためのガス排気ユニット９が設けられている。
第１のチャンバに連結されている第２のチャンバ１０ｂには、凹面鏡１０２、サンプルミラー１０３、フィルタ１０４、フォトダイオード１０５が設けられている。
【００１５】
図５において、第１電極１１、第２電極１２間に高電圧パルス電源１５よりパルス電力が供給されると、絶縁体１３表面に沿面放電が発生して第１電極１１、第２電極１２間は実質、短絡状態になり、パルス状の大電流が流れる。このとき、略同軸上に配置されたリング状の第１電極１１、第２電極１２、絶縁体１３が形成する連通穴もしくは連通穴近傍にプラズマが形成される。その後、ピンチ効果およびジュール加熱等によって、上記プラズマの略中心部に高温プラズマ領域が形成され、この高温プラズマ領域から波長１３．５ｎｍのＥＵＶ光が放射される。
図５の光源に使ったＸｅ放電は、ＥＵＶだけでなく、真空紫外光、可視光も含まれることが知られている。Ｘｅ放電からの光は、凹面鏡１０２で集光させてサンプルミラー１０３に照射した。サンプルミラー１０３には、反射面にルテニウム膜がコーティングしてある１２ｍｍ角のミラーを使用した。
【００１６】
サンプルミラー１０３としては、スズが付着した物とスズが付着していない新品の２種類を用意した。サンプルミラー１０３で反射された光は、フィルタ１０４を透過させてからフォトダイオード１０５で検出した。
フィルタ１０４には、５ｎｍ〜２０ｎｍを透過するジルコニウム（Ｚｒ）薄膜と、１２０ｎｍ以上を透過するフッ化マグネシウム（ＭｇＦ2 ）の２種類を用意した。ここで使用したフォトダイオード１０５は、０．０１２４ｎｍ〜１１００ｎｍの波長に感度を持つ。したがって、Ｚｒフィルタを使用した場合は５ｎｍ〜２０ｎｍの領域を、ＭｇＦ2 フィルタを使用した場合は１２０ｎｍ〜１１００ｎｍの領域をそれぞれ測定できる。
表１に、新品ミラーの各波長領域における反射率を１．０としたときのスズ付着ミラーの反射率を示す。
【００１７】
【表１】
2010147138.tif 000003
【００１８】
表１から明らかなように、ＥＵＶよりも長波長の光では、スズが付着してもほとんど反射率が変化しないのに対し、ＥＵＶではスズが付着すると明らかに反射率が低下した。
以上の実験により、集光鏡２へのスズ付着に対して、ＥＵＶとＥＵＶよりも長波長の光とでは、反射率が異なることが確認された。
このことから、以下のようにして、スズが集光鏡の反射面に付着したのか、光軸のずれが生じているのか、を判別することができる。
集光鏡の集光点以降において、極端紫外光の照度分布に変化が生じたとき、極端紫外光の放射強度分布だけではなく、極端紫外光よりも長波長の光の放射強度分布も測定し、その初期状態の放射強度分布と比較する。
その結果、極端紫外光の放射強度分布のみが変化している場合は、極端紫外放射強度分布変化の原因は、スズが集光鏡の反射面に付着したためであるとして、集光鏡のクリーニングを行う。また、極端紫外光よりも長波長の光の放射強度分布も変化している場合は、極端紫外放射強度分布変化の原因は、光軸のずれが生じているためであるとして、放電部と集光鏡の位置合せ（アライメント）や電極の交換を行う。
なお、放電部と集光鏡の位置合せ（アライメント）を行う際には、ミラーのクリーニングを合わせて行ってもよい。
本発明は、上記に基づき、以下のようにして前記課題を解決する。
（１）極端紫外光光源装置において、集光光学手段により反射された光に含まれる極端紫外光と極端紫外光よりも長波長の光のそれぞれの放射強度分布を測定する測定器と、この測定器により測定したそれぞれの放射強度分布を記憶する記憶手段と、記憶している極端紫外光の初期状態の放射強度分布と、測定した極端紫外光の放射強度分布を比較するとともに、記憶している極端紫外光よりも長波長の光の初期状態の放射強度分布と測定した極端紫外光よりも長波長の光の放射強度分布を比較する比較手段とを備えた制御部とを設け、上記測定器を上記集光光学手段の集光点の後ろの光路に挿入退避可能に設ける。
（２）上記測定器に、極端紫外光を透過するフィルタと極端紫外光よりも長波長の光を透過するフィルタを切り替え可能に設ける。
（３）極端紫外光光源装置の保守方法において、集光光学手段の集光点の後の光路において、集光光学手段により反射された光に含まれる極端紫外光の放射強度分布と、極端紫外光よりも長波長の光の放射強度分布を測定する第１の工程と、上記測定した極端紫外光の放射強度分布と極端紫外光よりも長波長の光の放射強度分布を、それぞれの記憶している初期状態の放射照度分布と比較する第２の工程とを設ける。
上記第２の工程において比較した結果、極端紫外光の放射強度分布のみが変化し、極端紫外光よりも長波長の光の放射強度分布が変化していない場合は、上記集光光学手段のクリーニングを行い、極端紫外光の放射強度分布と極端紫外光よりも長波長の光の放射強度分布の両方が変化している場合は、上記放電部と上記集光光学手段の位置調整を行う。
【発明の効果】
【００１９】
本発明においては、以下の効果を得ることができる。
（１）測定器を集光光学手段の集光点の後ろの光路に挿入退避可能に設け、集光光学手段により反射された光に含まれる極端紫外光と極端紫外光よりも長波長の光のそれぞれの放射強度分布を測定し、それぞれの初期状態の放射強度分布と比較することにより、極端紫外光の放射強度分布が変化したとき、その原因が、原料（スズ）が反射鏡に付着したためであるか、放電部と集光鏡の光軸ずれが生じたのかを判別することができ、その結果に基づき適切な保守を行うことができる。
（２）極端紫外光の放射強度分布のみが変化し、極端紫外光よりも長波長の光の放射強度分布が変化していない場合は、上記集光光学手段のクリーニングを行い、極端紫外光の放射強度分布と極端紫外光よりも長波長の光の放射強度分布の両方が変化している場合は、上記放電部と上記集光光学手段の位置調整を行うことにより、状況に応じた適切な保守を行ない、望ましい状態でＥＵＶ光を生成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
図６は、本発明の実施例に係るＤＰＰ方式のＥＵＶ光源装置の概略構成例を示す図である。図６（ａ）は、本実施例のＥＵＶ光源装置の全体構成を示し、図６（ｂ）は計測ユニットの内部構成例を示す。
図６（ａ）において、ＥＵＶを発生させるための放電部１、チャンバ１０等の構成は、図１４と同様であり、前記したように、第１チャンバ１０ａ内には放電部１が設けられ、リング状の第１電極（カソード）１１と第２電極（アノード）１２とがリング状の絶縁体１３を挟み、それぞれの貫通穴が略同軸上に位置するように配置される。
また、第１チャンバ１０ａに設けられた原料導入口に接続された原料供給ユニット１４より、ＥＵＶ放射種を含む原料がチャンバ１0 ａ内に供給される。上記原料は例えばＳｎＨ4 ガスである。
【００２１】
第２チャンバ１０ｂには、チャンバ内圧力調整やチャンバ内排気を行うためのガス排気ユニット９が設けられ、また、第２チャンバ１０ｂ内には、集光鏡（集光光学手段）２が設けられる。集光鏡２は集光鏡位置調整機構１６により、位置調整が可能である。
また集光鏡２と放電部１の間には、ＥＵＶ光を通過させつつ、デブリの通過を抑制するホイルトラップ３が設けられる。
第１電極１１、第２電極１２間に高電圧パルス電源１５よりパルス電力が供給されると、前述したように第１電極１１、第２電極１２間にパルス状の大電流が流れ、第１電極１１、第２電極１２、絶縁体１３が形成する連通穴もしくは連通穴近傍にプラズマが形成される。その後、ピンチ効果およびジュール加熱等によって、上記プラズマの略中心部に高温プラズマ領域が形成され、この高温プラズマ領域から波長１３．５ｎｍのＥＵＶ光が放射される。
高温プラズマ領域から放射された波長１３．５ｎｍのＥＵＶ光は、集光鏡２により集光され、ＩＦアパーチャ４を介して露光機へ入射する。
その他の構造、例えばＥＵＶを発生させるための放電部、真空容器の構成は、図１４と同様である。
【００２２】
集光鏡２のＥＵＶ光出射側には、クリーニングガス供給ノズル１７ａが設けられ、集光鏡２に原料（スズ）が付着したと判別されると、クリーニングガス供給手段１７からクリーニングガスである塩素ガス等のハロゲンガスを供給し、クリーニングガス供給ノズル１７ａから集光鏡２に流し、集光鏡の反射面に付着堆積したスズを除去する。
集光鏡２の集光点である中間集光点（ＩＦ）には、光束面積と発散立体角を制限するＩＦアパーチャ４が設けられ、ＩＦアパーチャ４の下流側にＥＵＶ光とＥＵＶ光よりも長波長の光のそれぞれの放射強度分布を測るための計測ユニット１８が挿入・退避可能に設けられる。
計測は、ウエハ交換などの露光停止中に計測ユニット１８を光路内へ移動させて行なう。露光動作中は、ＥＵＶ光を露光機に供給しなければならないので、計測ユニット１８を光路の外側へと退避させる。
このため、計測ユニット移動機構１９が設けられ、計測ユニット１８は、計測ユニット移動機構１９により駆動され、挿入、退避が行なわれる。
上記計測ユニット移動機構１９は、測定制御部２０により制御され、計測ユニット１８が挿入されたことは、リミットスイッチ１８ａにより検出される。
【００２３】
図６（ｂ）に計測ユニットの構成例を示す。  
計測ユニット１８は、ＥＵＶ光とＥＵＶ光よりも長波長の光をそれぞれ分離するためのフィルタ３１と、光検出器で構成される。例えば、ＥＵＶ光透過フィルタ３１ａにはＳｉ／Ｚｒ／Ｓｉ（各膜厚５０．２ｎｍ）の薄膜フィルタ、ＥＵＶ光よりも長波長の光を透過するフィルタ３１ｂにはＭｇＦ2 （板厚５ｍｍ）の光学結晶が用いられる。また、光検出器にはＣａＦ2 蛍光板３２とＣＣＤカメラ３３を組み合わせて使用すればよい。
そして、ＥＵＶ光の放射強度分布を測定する際には、フィルタ切替機構３１ｃによりフィルタ３１を切り替えて、光路にＭｇＦ2 を挿入する。
図６（ａ）に戻り、計測ユニット１８と測定制御部２０間はフィールドスルーを介して接続され、計測ユニット１８による計測結果は、測定制御部２０に送られる。
上記原料供給ユニット１４、高電圧パルス電源１５、集光鏡位置調整機構１６、計測ユニット移動機構１９、測定制御部２０は、光源制御部２１により制御される。
また、露光機制御部２２により図示しないＥＵＶ露光機が制御され、光源制御部２１は露光機制御部２２からの放電開始指令信号により放電を開始させ、放電停止指令信号により放電を停止させる。
本発明においては、上記の計測ユニット１８により、極端紫外光と極端紫外光よりも長い波長の光の、それぞれの初期状態の放射強度分布を測定し光源制御部２１に記憶しておく。
そして、ＥＵＶ光源装置を使用した後に、再び、計測ユニット１８のより、極端紫外光と極端紫外光よりも長い波長の光の、それぞれの放射強度分布測定し、それぞれの初期状態の放射強度分布と比較する。
以下に、測定した放射強度分布と、記憶している初期状態の放射強度分布とを比較する方法の一例を示す。
【００２４】
計測ユニット１８で取得する結果は、図２から図４に示すような画像データである。このような画像の変化を判断するには、画像処理を行い、数値データを比較してもよい。
例えば、図２から図４の画像は、図８（ａ）に示すように、円形の分布が既に６等分されている。
これは、図７に示すように、集光鏡２は複数の鏡筒からなる集光鏡２を連結、支持するためのスパイダーと呼ばれる支持構造体２ａを有しており、この影が、画像上に映るためである。この影を利用して、各々の領域ごとにＣＣＤカメラ３３による検出値を合計すればよい。
そして、測定値と基準値の比をプロットすることで、光強度の変化を検出できる。また、図８（ｂ）に示すように、画像の重心位置を計算してもよい。測定値と基準値との差をプロットすると、放射強度分布の偏りを検出できる。
【００２５】
図９と図１０に、図２から図４を画像解析した結果を示す。
図９は画像の重心を計算してプロットしたものであり、前記図２〜図４の（ａ）ＥＵＶ、（ｂ）ＯｏＢの重心位置を示している。なお、同図では図２（ａ）（ｂ）の重心位置は重なっている。
また、図１０は６分割した画像の積算値をプロットしたものであり、図１０（ａ）は前記図２〜図４の（ａ）ＥＵＶの積算値のプロットを示し、図１０（ｂ）は前記図２〜図４の（ｂ）ＯｏＢの積算値のプロットを示す。なお、同図（ｂ）では図２（ｂ）と図３（ｂ）のＯｏＢの積算値は重なっている。
ただし、重心位置だけでは、画像全体の光強度が低下した場合に、画像の変化を検出できない可能性がある。したがって、複数の解析方法を組み合わせて画像の変化を判断した方が、放射強度分布の変化をより正確に把握することができる。
【００２６】
図１１と図１２は、本実施例の処理手順の一例を示すフローチャートである。
本実施例におけるＥＵＶ光源装置の動作手順を、図１１により説明する。
ＥＵＶ光源装置は、ＥＵＶ露光機に接続されているものとする。ＥＵＶ光源装置は光源制御部により、ＥＵＶ露光機は露光機制御部により、それぞれ制御されており、相互が連携して動作することで、ワークの搬送、露光、入れ替えの動作を行なう。
まず、光源と集光鏡２、ＩＦアパーチャ４のアライメントが合っている状態でＥＵＶとＥＵＶよりも長波長の光のそれぞれの放射強度分布測定を行う（Ｓ１０１）。
そこで得られた値を、ＥＵＶの初期値ＳＩEUVx，ＥＵＶよりも長波長の光の初期値ＳＩOoBx（ｘ＝１〜６）として光源制御部２１に記憶する（Ｓ１０２）。
露光機では、ワークを所定の位置に搬送して露光準備を行なう。それらが完了した後、露光機制御部２２から光源制御部２１に放電開始指令信号を送出される（Ｓ１０３）。
放電開始指令信号を受信した光源制御部２１は、高電圧パルス電源１５を動作させ、放電電極１１，１２間に高電圧パルスを印加する。このとき、Ｓｎ放電が生成され、集光鏡２で集光された光が露光機に供給される（Ｓｌ０４）。
【００２７】
露光機では、ワーク上の光照射位置を相対的に移動させながらスキャン露光を行なう。１つのワークで所定の露光工程が完了した後、露光機制御部２２から光源制御部２１に放電停止指令信号が送出される（Ｓ１０５）。
放電停止指令信号を受信した光源制御部２１は、高電圧パルス電源１５を停止させ、次の指令まで待機する（Ｓ１０６）。
光源制御部２１は、あらかじめ測定周期（Ｔset ）を記憶しているとする。前回に放射強度分布を測定してからの動作時間（Ｔ）と上記測定周期（Ｔset ）との大小を検定する（Ｓ１０７）。
検定の結果、Ｔ＜Ｔset であれば、露光準備が完了次第、露光機制御部２２から光源制御部２１に放電開始指令信号が送出され、次のワークの露光を開始する。すなわち、ステップＳ１０３に戻る。
上記ステップＳ１０３〜Ｓ１０７の動作を繰り返してＥＵＶ光源と露光機を動作させ、ワークを露光する。
【００２８】
ここで、ステップＳ１０７の検定の結果、Ｔ≧Ｔset であれば、ＥＵＶ光源装置の状態をチェックするために、ＥＵＶとＥＵＶよりも長波長の光の放射強度分布測定を行う（Ｓ１０８）。
このとき，光源制御部２１は、露光機制御部２２に検査開始信号を送出し、露光以外の動作モードに入ることを伝達する。検査開始信号を受信した露光機制御部２２は、ワーク（ウエハ）を交換して露光準備が完了しても、検査終了信号を受信するまでは待機する。なお、放射強度分布測定の動作手順については、後に説明する。
ここで得られたＥＵＶの測定値ＳEUVx，ＥＵＶよりも長波長の光の測定値ＳOoBxと、ステップＳ１０２で記憶しておいた初期値ＳＩEUVx，ＳＩOoBxとの比をとる。すなわち、ＳEUVX／ＳＩEUVxの値をＳＲEUVx、ＳOoBx／ＳＩOoBxの値をＳＲOoBxとして、それぞれ光源制御部２１に記憶する（Ｓ１０９）。ただし、ｘ＝１〜６とする。
【００２９】
光源制御部２１は、ＳＲEUVx，ＳＲOoBxの許容範囲、すなわちＳＲEUV -min，ＳＲEUV-max ，ＳＲOoB-min ，ＳＲOoB-max をあらかじめ記憶しているとする。ステップＳ１０９で記憶しておいたＳＲEUVX，ＳＲOoBxと許容範囲との大小を検定する（Ｓ１１０）。
検定の結果、ＥＵＶとＥＵＶよりも長波長の光ともに許容範囲内、すなわち、ＳＲEUV-min ＜ＳＲEUVx＜ＳＲEUV-max かつ、ＳＲOoB-min ＜ＳＲOoBx＜ＳＲOoBx- max であれば、露光準備が完了次第、露光機制御部２２から光源制御部２１に放電開始指令信号が送出され、次のワークの露光を開始する。すなわち、ステップＳ１０３に戻る。
ステップＳ１１０の検定の結果、ＥＵＶのみ許容範囲外、すなわち、ＳＲEUV-min ≧ＳＲEUVxまたはＳＲEUVx≧ＳＲEUV-max 、かつ、ＳＲOoB-min ＜ＳＲOoBx＜ＳＲOoB-max であれば、測定された放射強度分布が変化した原因は、集光鏡の少なくとも一部にスズが付着したためである。したがって、集光鏡のスズを除去するために、クリーニング処理を行う（Ｓ１１１）。例えばハロゲンガスをクリーニングガス供給ノズル１７ａから集光鏡２の表面に流すことによりスズを除去するクリーニングを行う。
クリーニング処理により、集光鏡２のＥＵＶ反射率は回復するので、放射強度分布もまた初期値に戻る。
【００３０】
ステップＳ１１１のクリーニング処理が完了したら、光源制御部２１は露光機制御部２２に検査終了信号を送出する。検査終了信号を受信した露光機制御部２２は、露光準備が完了次第、光源制御部２１に放電開始指令信号を送出し、次のワークの露光を開始する。すなわち、ステップＳ１０３に戻る。
ステップＳ１１０の検定の結果、ＥＵＶとＥＵＶよりも長波長の光ともに許容範囲外、すなわち、ＳＲEUV-min ≧ＳＲEUVxまたはＳＲEUVx≧ＳＲEUV-max 、かつ、ＳＲOoB-min ≧ＳＲOoBxまたはＳOoBx≧ＳＲOoB-max であれば、測定された放射強度分布が変化した  原因は、発光点、集光鏡２、ＩＦアパーチャ４のアライメントが変化したためである。したがって、アライメントの再調整を行う（Ｓ１１２）。例えば、前記集光鏡位置調整機構１６により集光鏡２の位置を調整するなどして、アライメントの再調整を行う。
ステップＳ１１０の検定の結果、ＥＵＶとＥＵＶよりも長波長の光ともに許容範囲外となる場合、ＥＵＶのみが許容範囲外となる要因を含む可能性がある。すなわち、アライメントのずれだけでなく、集光鏡２へのスズ付着も同時に起こっている可能性がある。これを確認するために、ステップＳ１１２でアライメント調整を行なった後に、再度、ＥＵＶとＥＵＶよりも長波長の光の放射強度分布測定を行う（Ｓ１１３）。
【００３１】
ここで得られた測定値ＳEUVx，ＳOoBxと、ステップＳ１０２で記憶しておいた初期値ＳＩEUVx，ＳＩOoBxとの比をとる。すなわち、ＳEUVx／ＳＩEUVxの値をＳＲEUVx、ＳOoBx／ＳＩOoBxの値をＳＲOoBxとして、それぞれ光源制御部２１に記憶する（Ｓ１１４）。ただし、ｘ＝１〜６とする。
ステップＳ１１４で記憶しておいたＳＲEUVx，ＳＲOoBxと許容範囲との大小を検定する（Ｓ１１５）。
検定の結果、ＥＵＶとＥＵＶよりも長波長の光ともに許容範囲内、すなわち、ＳＲEUV-min ＜ＳＲEUVx＜ＳＲEUV-max かつ、ＳＲOoB-min ＜ＳＲOoBx＜ＳＲOob-max であれば、光源制御部２１は露光機制御部２２に検査終了信号を送出する。検査終了信号を受信した露光機制御部２２は、露光準備が完了次第、光源制御部２１に放電開始指令信号を送出し、次のワークの露光を開始する。すなわち、ステップＳ１０３に戻る。
ステップＳ１１５の検定の結果、ＥＵＶのみ許容範囲外、すなわち、ＳＲEUV-min ≧ＳＲEUVxまたはＳＲEUVx≧ＳＲEUV-max 、かつ、ＳＲOoB-min ＜ＳＲOoBx＜ＳＲOoB-max であれば、測定された放射強度分布が変化した原因は、集光鏡２の少なくとも一部にスズが付着したためである。したがって、集光鏡２のスズを除去するために、クリーニング処理を行う（Ｓ１１６）。
ステップＳ１１６のクリーニング処理が完了したら、光源制御部２１は露光機制御部２２に検査終了信号を送出する。検査終了信号を受信した露光機制御部２２は、露光準備が完了次第、光源制御部２１に放電開始指令信号を送出し、次のワークの露光を開始する。すなわち、ステップＳ１０３に戻る。
【００３２】
ステップＳ１０１、Ｓ１０８およびステップＳ１１３で行う放射強度分布測定の動作手順の一例を、図１２により説明する。
まず、光源制御部２１から測定制御部２０に測定準備指令信号が送出される（Ｓ２０１）。
測定準備指令信号を受信した測定制御部２０は、計測ユニット移動機構１９を動作させ、待機位置にある計測ユニット１８を移動する。そして、所定の測定位置に位置決めする（Ｓ２０２）。例えば、計測ユニット１８を載せた直線移動ステージをステッピングモータで駆動して移動させる。やがて、ステージは、図６に示すリミットスイッチ１８ｂに検知される。リミットスイッチ１８ｂが動作すると、ステージは移動方向が逆転し、モータドライバからステッピングモータに送出されるステップ数（パルス数）を数え始める。あらかじめ、計測ユニット移動機構１９は、測定位置までステップ数を記憶しているとする。数えていたステップ数が所定のステップ数となったとき、ステージの移動を停止させて、位置決め完了とする。
【００３３】
位置決めが完了したら、測定制御部２０は光源制御部２１に測定準備完了信号を送出する（Ｓ２０３）。
測定準備完了信号を受信した光源制御部２１は、高電圧パルス電源１５を動作させ、放電電極１１，１２間に高電圧パルスを印加する。このとき，電極間にプラズマが生成され、集光鏡２で集光された光がＩＦアパーチャ４を介して計測ユニット１８の受光面に照射される。なお、光源プラズマからのデブリによって、測定中に分布が変化するのを避けるため、Ｓｎ放電よりもＸｅ放電で行った方が良い。
それと同時に、光源制御部２１は測定制御部２０に測定開始指令信号を送出する（Ｓ２０４）。
測定開始指令信号を受信した測定制御部２０は、計測ユニット１８のＣＣＤカメラ３３を動作させて、放射強度分布の測定を開始する（Ｓ２０５）。
ここで、ＥＵＶの放射強度分布を測定するときは、フィルタ切替機構３１ｃを動作させて受光面にＥＵＶ透過フィルタ３１ａをセットする。また、ＥＵＶよりも長波長の光の放射強度分布を測定するときは、フィルタ切替機構３１ｃを動作させて受光面にＥＵＶよりも長波長の光を透過するフィルタ３１ｂをセットする。
【００３４】
ＣＣＤカメラ３３の放電積算数などの測定条件は、あらかじめ測定制御部に記憶させておき、毎回同じ条件で測定する。所定の測定が完了したら、測定制御部２０は光源制御部２１に測定完了信号を送出する。それと同時に、測定制御部２０は、計測ユニット移動機構１９を動作させ、測定位置にある計測ユニット１８を光路外の待機位置まで移動させる（Ｓ２０６）。
測定完了信号を受信した光源制御部２１は、ただちに高電圧パルス電源１５を停止させ、放電を終了する（Ｓ２０７）。
測定制御部２０は、ＥＵＶとＥＵＶよりも長波長の光について、それぞれ画像データ解析プログラムを実行する（Ｓ２０８）。
本実施例では、測定画像に写っている、スパイダーと呼ばれる集光鏡２の支持構造体２ａの影で６分割し、エリアごとにＣＣＤ検出値の合計を算出した。得られた解析データは、測定制御部２０から光源制御部２１に送出される（Ｓ２０９）。
解析データを受信した光源制御部２１は、ＥＵＶのデータをＳEUVx、ＥＵＶよりも長波長の光のデータをＳOoBxとして記憶する。ただし、ｘ＝１〜６である。放射強度分布測定を１回行う度に、ＳEUVxおよびＳOoBxは最新のデータに更新される。したがって、初期値のような特定のデータを保持するには、光源制御部２１で別の名前のデータとして記憶し直す操作が必要となる。
【００３５】
図６の実施例では、光路内に計測ユニットを挿入したが、図１３に示すように反射ミラー２３を挿入して、計測ユニットに光を導いてもよい。
図１３においては、前記図６に示し計測ユニット移動機構１９の代わりに、反射ミラー２３、反射ミラー移動機構２４が設けられており、計測ユニット１８はチャンバ１０の側面に取り付けられ、その光入射側には計測用アパーチャ１８ｂが設けられている。その他の構成は図６に示したものと同様である。なお、図１３では、前記クリーニングガス供給ノズル１７ａ等は省略されている。
図１３において、計測時に、上記反射ミラー２３が同図に示すように挿入され、集光鏡２により集光されるＥＵＶとＥＵＶよりも長波長の光は反射ミラー２３で反射して、計測用アパーチャ１８ａを介して計測ユニット１８に入射する。
【００３６】
本実施例においては、前記図１２に示した処理が次のようになる。
図１２のステップＳ２０２において、反射ミラー移動機構２４を動作させ、待機位置にある反射ミラー２３を移動させ、位置決めを行う。
また、同図のステップＳ２０６において、測定位置にある反射ミラー２３を光路外の待機位置まで移動させる。その他の手順は、図６の場合と同様なので省略する。
ここで使用する反射ミラーは、ＥＵＶとＥＵＶよりも長波長の光の両方を反射すればよい。例えば、平滑な平面にＭｏとＳｉの多層膜をコーティングしたもの、Ｒｕの単層膜をコーティングしたものなどが使用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】ＥＵＶ光源の中間集光点の下流における放射強度分布を測定するための実験の装置構成を示す図である。
【図２】アライメントを合わせた状態において、初期状態のＥＵＶとＥＵＶよりも長波長の光の放射強度分布を示す図である。
【図３】集光鏡の少なくとも一部にスズが付着したことが原因でＥＵＶのみ放射強度分布が変化した場合を示す図である。
【図４】発光点と集光鏡のアライメントがずれたことが原因でＥＵＶもＥＵＶよりも長波長の光も放射強度分布が変化した場合を示す図である。
【図５】光の波長と反射率の関係を検証するための反射光測定実験の装置構成を示す図である。
【図６】本発明の実施例に係るＤＰＰ方式のＥＵＶ光源装置の概略構成例を示す図である。
【図７】集光鏡の支持構造体（スパイダー) を示す図である。
【図８】画像の変化を判断するための手法を説明する図である。
【図９】画像の重心を計算してプロットした図の一例を示す図である。
【図１０】６分割した画像の積算値をプロットした図の一例を示す図である。
【図１１】本実施例におけるＥＵＶ光源装置の動作手順の一例を示すフローチャートである。
【図１２】本実施例における放射強度分布測定動作の一例を示すフローチャートである。
【図１３】本発明の実施例の変形例を示す図である。
【図１４】ＤＰＰ方式ＥＵＶ光源装置の概略構成例を示す図である。
【符号の説明】
【００３８】
１      放電部
２      集光鏡
３      ホイルトラップ
４      アパーチャ  
９      ガス排気ユニット
１０    チャンバ
１０ａ  第１チャンバ
１０ｂ  第２チャンバ
１１    第１電極（カソード）
１２    第２電極（アノード）
１３    絶縁体
１４    原料供給ユニット
１５    高電圧パルス電源
１６    集光鏡位置調整機構
１７    クリーニングガス供給手段
１７ａ  クリーニングガス供給ノズル
１８    計測ユニット
１９    計測ユニット移動機構
２０    測定制御部
２１    光源制御部
２２    露光機制御部
２３    反射ミラー
２４    反射ミラー移動機構
３１    フィルタ
３１ａ  ＥＵＶ光透過フィルタ
３１ｂ  ＥＵＶ光よりも長波長の光を透過するフィルタ
３２    蛍光板
３３    ＣＣＤカメラ
３１ｃ  フィルタ切替機構
１０１  Ｘｅガス供給手段
１０２  凹面鏡
１０３  サンプルミラー
１０４  フィルタ
１０５  フォトダイオード
【図１】
2010147138.tif 000004
【図２】
2010147138.tif 000005
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
2010147138.tif 000011
【図９】
2010147138.tif 000012
【図１０】
2010147138.tif 000013
【図１１】
2010147138.tif 000014
【図１２】
2010147138.tif 000015
【図１３】
2010147138.tif 000016
【図１４】
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