(57)【要約】【課題】簡素な装置構成で機動性を要求される使用環境にも十分に適応する、極紫外光を利用したエネルギー源となる信頼性の高い光電池を提供する。【解決手段】光電池は、ＥＵＶ光が照射されて光電子を放出する光カソード１１と、光カソード１１から放出された光電子を捕集するアノード１２と、光カソード１１とアノード１２との間に接続されており、発生した光電流により電荷蓄積されるキャパシタ１３とを備えており、キャパシタ１３から電気エネルギーが取り出される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
極紫外光が照射されて光電子を放出する光カソードと、
前記光カソードから放出された光電子を捕集するアノードと、
前記光カソードと前記アノードとの間に接続されており、発生した光電流により電荷蓄積されるキャパシタと
を含み、
前記キャパシタから電気エネルギーが取り出されることを特徴とする光電池。
【請求項２】
前記アノードは、極紫外光の少なくとも一部を透過させることを特徴とする請求項１に記載の光電池。
【請求項３】
前記アノードは、複数の導電性薄板の積層体であることを特徴とする請求項１に記載の光電池。
【請求項４】
前記光カソードは、極紫外露光マスクであり、
前記アノードは、前記極紫外露光マスクの表面に対向配置される導電性ペリクルであることを特徴とする請求項１に記載の光電池。
【請求項５】
前記光カソードは、極紫外露光マスクであり、
前記アノードは、極紫外露光装置の真空槽であることを特徴とする請求項１に記載の光電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光電池に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置の製造過程で行われるリソグラフィーには、主として波長が１００ｎｍ台の紫外光源が用いられている。ところが、紫外光源を用いて加工できる寸法には限界がある。そこで近時では、波長が１０ｎｍ台の極紫外（ＥＵＶ）光源を用いたリソグラフィー技術（ＥＵＶリソグラフィー）の開発が行われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−３０４６１６号公報
【特許文献２】特開平１０−１４４５９４号公報
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】Yashesh A. Shroffら，「High transmission EUVL pellicle development」，2008 International Symposium on Extreme Ultraviolet Lithography，MA-05 (2008); http://www.sematech.org/meetings/archives/litho/8285/pres/MA-05-Shroff.pdf
【非特許文献２】Shoji Akiyamaら，「REALIZATION OF EUV PELLICLE WITH SINGLE CRYSTAL SILICON MEMBRANE」，2009 International Symposium on Extreme Ultraviolet Lithography，P019 (2009); http://www.sematech.org/meetings/archives/litho/8653/poster/P019_Akiyama_Shin-Etsu.pdf
【非特許文献３】籏野 嘉彦、「荷電粒子およびフォトンと物質との相互作用」、ＪＩＳＴＥＣ  ＲＥＰＯＲＴ，ｖｏｌ．７２、ｐ．３（２００９）．
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ＥＵＶリソグラフィーでは、可視光源又は紫外光源を光源としたフォトリソグラフィーと同様に、ＥＵＶ光が照射されるフォトマスク（ＥＵＶ露光マスク）に異物が付着するという問題がある。また、ＥＵＶ露光マスクのペリクルは、その材料に主としてシリコンが用いられており、その厚さは、ＥＵＶ光を十分に透過できるように、１００ｎｍ程度とされている。このように薄いシリコン膜は脆弱であり、使用前の搬送時及びＥＵＶリソグラフィー中等にペリクルが破損することがある。
【０００６】
そこで、ＥＵＶ露光マスクへの異物の付着やＥＵＶ露光マスクのペリクルの破損防止を考慮して、防塵機構や破損検出機構を設けることが考えられる。この場合、防塵機構及び破損検出機構は電子回路を含むため、必然的に、ＥＵＶ露光マスク上又はペリクル上等に電源を配置することになる。
【０００７】
現在のＥＵＶ露光装置はスキャナーであり、露光中にＥＵＶ露光マスクはＥＵＶ光に対して高速で往復走査される。このときの最大加速度は例えば５Ｇ（Ｇ＝９．８ｍ／ｓ2）程度となり、ＥＵＶ露光マスク上に重い電池を備えることは、安定走査の面でも機械的強度や耐久性の面でも問題があった。更に、発塵させずに電池を交換することは困難であり、汚染管理の面でも問題となる。ペリクルを備えたＥＵＶ露光マスクであっても、例えば静電チャックで裏面をマスクステージに固定する仕組みであるため、大きな裏面異物がマスクを歪ませてパターンシフトを引き起こす場合があり、やはり問題となる。
【０００８】
一方、電磁誘導等による無線給電ではこれらの問題はなくなる。ところがこの場合、ＥＵＶ露光装置側には送電機構を、ペリクル側には受電機構を設ける必要があり、装置構成の複雑化や送受電デバイスの設置スペース等の問題は残る。
【０００９】
ＥＵＶ露光マスク上に照射される露光光を用い、パターン領域外で露光光が照射される部分に光電池を設けることも考えられる。ところがこの場合、ＥＵＶ光は実質的に全ての物質に強く吸収される。そのため、一般的なｐｎ接合型の光電池を用いた場合でも、湿式の色素増感型太陽電池を用いた場合でも、ＥＵＶ光を照射したときに入射光が電荷生成部分まで到達せず、光電池として正常に機能しないという問題がある。
【００１０】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、簡素な装置構成で機動性を要求される使用環境にも十分に適応する、極紫外光を利用したエネルギー源となる信頼性の高い光電池を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
光電池の一態様は、極紫外光が照射されて光電子を放出する光カソードと、前記光カソードから放出された光電子を捕集するアノードと、前記光カソードと前記アノードとの間に接続されており、発生した光電流により電荷蓄積されるキャパシタとを含み、前記キャパシタから電気エネルギーが取り出される。
【発明の効果】
【００１２】
上記の態様によれば、簡素な装置構成で機動性を要求される使用環境にも十分に適応する、極紫外光を利用したエネルギー源となる信頼性の高い光電池が実現する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】第１の実施形態による光電池の構成を示す概略図である。
【図２】第１の実施形態による光電池の動作を説明するための概略図である。
【図３】ＥＵＶ光の照射による光カソード及びアノードのポテンシャルの変化を示す特性図である。
【図４】ＥＵＶ光の照射による光カソード及びアノードのポテンシャルの変化を示す特性図である。
【図５】第１の実施形態の変形例１による光電池の構成を、その動作と共に示す概略図である。
【図６】第１の実施形態の変形例２による光電池の構成を、その動作と共に示す概略図である。
【図７】第２の実施形態による露光マスク／ペリクルを示す概略図である。
【図８】第２の実施形態による露光マスク／ペリクルを適用した防塵装置を示す概略斜視図である。
【図９】第３の実施形態による露光マスク／ペリクルの主要構成を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、具体的な諸実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１５】
（第１の実施形態）
本実施形態では、極紫外光（ＥＵＶ光）を利用した光電池について開示する。本実施形態において、ＥＵＶ光とは、波長が０．２ｎｍ程度〜１００ｎｍ程度の範囲内の紫外光を言う。
図１は、第１の実施形態による光電池の構成を示す概略図である。図２は、第１の実施形態による光電池の動作を説明するための概略図である。
【００１６】
本実施形態による光電池は、図１に示すように、光カソード１１と、アノード１２と、光カソード１１とアノード１２との間に接続されたキャパシタ１３とを備えて構成される。光電池では、キャパシタ１３に負荷１４が接続される。負荷１４は、光電池で生成された電力の供給対象である。光カソード１１とアノード１２とは、電気的に絶縁され間隔をおいて配置される。光カソード１１は、ＥＵＶ光が照射されて光電子を放出する。アノード１２は、光カソード１１から放出された光電子を捕集する。キャパシタ１３は、発生した光電流により電荷蓄積される。
【００１７】
本実施形態で利用する、いわゆる外部光電効果、即ち光電子放出現象は古くから知られており、これまでも光検出器や計測器、撮像管等に利用され、また、光電子分光法や光電子顕微鏡として分析評価等にも用いられてきたものである。しかしながら、いずれも広義の信号源として用いているのみであり、そこからエネルギーを取り出すことは行われていなかった。また、アノードに入射した光電子をキャパシタに蓄積する部分に関しても、これまでにもキャパシタに電荷が蓄積されると電位が上昇することを利用してＣ／Ｖ変換を行い、それをオペアンプ等によって増幅して計測する、いわゆるチャージアンプが存在している。しかしながら、蓄積された電荷をエネルギー源として利用することは行われていない。
【００１８】
このことは、一つには通常の光電子電流が典型的にはｐＡ〜ｎＡ（Ａ＝Ｃ／ｓ）程度と非常に微弱であるため、実質的にエネルギーを取り出し得なかったためと考えられる。これに対して本実施形態では、光源としてＥＵＶ光を用いることにより、より大きな光電流を得る。これは、以下の理由（１）〜（３）により、極めて効果的に光カソードの表面から電子を放出させるためである。
【００１９】
（１）より波長が短い硬Ｘ線と異なり、ＥＵＶ光は表面近傍で強く吸収されるため、光電子の発生範囲が表面近傍に限定されて励起電子が光カソードの表面から脱出し易い。
（２）ＥＵＶ光により光カソード内に発生した光電子も入射ＥＵＶ光と同様に、他の電子と相互作用し易いエネルギーを持つ。そのため、光カソード内で効率的に非弾性散乱されて表面近傍で多数の二次電子を発生する。
（３）より波長が長い紫外光と異なり、ＥＵＶ光により光カソード内に発生した光電子はエネルギーが大きい。そのため、二次電子のエネルギーが大きく、多重散乱後でも仕事関数より高いエネルギーを持ち、光カソードの表面から放出され得るものが多い。
【００２０】
量子収率で比較すると、一般的な紫外光或いは可視光対応の光電陰極の量子収率は２０％から３０％程度であり、特に高感度のものでも５０％程度である。これに対して、ＥＵＶ光を白金に照射した際に放出される電子数は、１光子あたり２０個（量子収率２０００％）にも達するため、著しく効率を向上させることが可能となっている。
【００２１】
本実施形態による光電池では、図２（ａ）に示すように、光カソード１１にＥＵＶ光が照射されると、光カソード１１から光電子及び二次電子（以下、光電子及び二次電子の両者を合わせて光電子と呼ぶ。）が放出され、光カソード１１は正に帯電する。放出された光電子はアノード１２に入射し、アノード１２は負に帯電する。光カソード１１及びアノード１２で発生した電荷の一部は、光電流として負荷１４に流れると共に、キャパシタ１３に蓄積される。キャパシタ１３（容量Ｃとする。）に流れ込んだ電荷Ｑにより、キャパシタの電位Ｖは、Ｖ＝Ｑ／Ｃに上昇する。
【００２２】
図２（ｂ）に示すように、キャパシタ１３に蓄積された電圧Ｖの電荷Ｑにより、負荷１４が動作する。負荷１４に光電流が流れると、キャパシタ１３に蓄積された電荷が消費されてキャパシタ１３の電圧も低下する。そのため、一般的には負荷としてシリーズレギュレータあるいはスイッチングレギュレータ等、定電圧電源回路の入力側を接続し、定電圧電源回路の出力側を所望の電子回路の電源として使用する。
【００２３】
なお、初期状態において、光カソード１１からの光電子の放出によるキャパシタ１３の電荷の蓄積速度は、負荷１４により電荷が消費される速度よりも平均的には多くなければならないのは当然である。多すぎる場合には、後述するように、キャパシタ１３の電圧上昇により光電子のアノード１２への光電子入射が抑制される。
【００２４】
図３及び図４は、ＥＵＶ光の照射による光カソード及びアノードのポテンシャルの変化を示す特性図である。左図が光カソードに、右図がアノードに対応する。ＥFはフェルミ準位、ＥVは真空準位を示す。添字ｃは光カソード、添字ａはアノードを示す。
【００２５】
図３では、光カソードからの光電子放出過程とアノードへの入射過程とのポテンシャル関係を示しており、光カソードとアノードとが電気的に接続されて平衡となり、フェルミ準位が一致した状態を表す。φは仕事関数であり、通常は数ｅＶ程度となる。図３では、光カソードの仕事関数がアノードの仕事関数よりも多少高い場合を表す。光カソードとアノードの真空準位を結ぶ曲線は、電子の感じるポテンシャルを表している。ｈνはＥＵＶ光のエネルギーであり、典型的には１００ｅＶ程度となる。
【００２６】
光カソードの価電子領域のエネルギー分布は、当初は図中で濃度の濃いグレーの領域となる。これらの電子がｈνにより励起されると、その直後では図中で破線を付した領域のエネルギー分布となるが、他の電子と非弾性散乱を起こして、図中で濃度の薄いグレーの領域のエネルギー分布となる。濃度の薄いグレーの領域は、高エネルギー側では電子はエネルギーを失って電子数が減少し、低エネルギー側では二次電子により大きく裾を引いた形の分布となる。これらの励起電子のうち、光カソードの表面に垂直な方向の運動エネルギーが十分に大きなものは、光カソードの表面のポテンシャル障壁を超えて当該表面から飛び出し、アノードに入射する。
【００２７】
上述のように、この過程で光カソード及びアノードはそれぞれ正及び負に帯電し、光カソードを基準とするとアノードの電位は下降（電子のポテンシャルとしては上昇）する。この様子を図４に示す。この状態においては、光カソードから放出された光電子のうち、低エネルギー側のものは光カソード−アノード間の電位勾配により減速され、光カソードへと戻されてアノードには入射しなくなる。このポテンシャルの上昇はＶ＝Ｑ／Ｃであって、本実施形態では両極間にキャパシタを接続しているため、単純な電極対の場合に比べて上昇の度合いを小さくすることができる。これにより、多量の電荷がアノードに入射した場合の電荷蓄積の効率低下を緩和することが可能となる。十分なサイズのキャパシタを設置し、アノードポテンシャルの上昇を防いだうえで、負荷として例えば昇圧型のＤＣ／ＤＣコンバータを用いることにより、光電子をより効率的に利用することが可能である。例えば１Ｖ以下から動作するＤＣ／ＤＣコンバータＩＣが市販されており、上記の負荷として用いることができる。
【００２８】
本実施形態による光電池では、図１のように、光カソード１１及びアノード１２を設け、両者間にキャパシタ１３を接続し、光カソード１１にＥＵＶ光を照射することにより、キャパシタ１３の両端に接続した負荷１４に電力を供給することが可能となる。
【００２９】
以上説明したように、本実施形態によれば、簡素な装置構成で機動性を要求される使用環境にも十分に適応する、ＥＵＶ光を利用したエネルギー源となる信頼性の高い光電池が実現する。
【００３０】
（変形例）
ここで、第１の実施形態の諸変形例について説明する。なお、第１の実施形態で開示した構成部材等と同一のものについては、同符号を付す。
【００３１】
−変形例１−
本例では、第１の実施形態と同様に光電池を開示するが、アノードの構造が異なる点で第１の実施形態と相違する。
図５は、第１の実施形態の変形例１による光電池の構成を、その動作と共に示す概略図である。
【００３２】
変形例１による光電池は、光カソード１１と、アノード２１と、光カソード１１とアノード２１との間に接続されたキャパシタ１３とを備えて構成される。光電池では、キャパシタ１３に、光電池で生成された電力の供給対象である負荷が接続される。光カソード１１とアノード２１とは、電気的に絶縁され間隔をおいて配置される。光カソード１１は、ＥＵＶ光が照射されて光電子を放出する。アノード２１は、光カソード１１から放出された光電子を捕集する。キャパシタ１３は、発生した光電流により電荷蓄積される。
【００３３】
本例による光電池では、アノード２１の背面からＥＵＶ光が照射される。アノード２１を透過したＥＵＶ光は、光カソード１１を照射し、光カソード１１から光電子が放出され、光カソード１１は正に帯電する。放出された光電子はアノード２１に入射し、アノード２１は負に帯電する。光カソード１１及びアノード２１で発生した電荷の一部は、光電流として負荷に流れると共に、キャパシタ１３に蓄積される。キャパシタ１３に蓄積された電荷は、電気エネルギーとして供される。
【００３４】
アノード２１は、ＥＵＶ光の吸収が比較的小さく、ＥＵＶ光の少なくとも一部を透過させる性質を持つ導電性材料、例えばｎ型或いはｐ型不純物を高濃度に含有するシリコンの薄膜等からなるものである。アノード２１の厚みを例えば１００ｎｍ程度とすることにより、アノード２１におけるＥＵＶ光の吸収率を１０％程度に抑えることができる。この構成では、アノード２１からも光電子が放出され、その一部は光カソード１１に入射するが、正味の電子移動量としては光カソード１１からアノード２１に向かう電子の方が遥かに多くなる。
【００３５】
以上説明したように、本例によれば、簡素な装置構成で機動性を要求される使用環境にも十分に適応する、ＥＵＶ光を利用したエネルギー源となる信頼性の高い光電池が実現する。
【００３６】
−変形例２−
本例では、第１の実施形態と同様に光電池を開示するが、アノードの構造が異なる点で第１の実施形態と相違する。
図６は、第１の実施形態の変形例２による光電池の構成を、その動作と共に示す概略図である。
【００３７】
変形例２による光電池は、光カソード１１と、アノード２２と、光カソード１１とアノード２２との間に接続されたキャパシタ１３とを備えて構成される。光電池では、キャパシタ１３に、光電池で生成された電力の供給対象である負荷が接続される。光カソード１１とアノード２２とは、電気的に絶縁され間隔をおいて配置される。光カソード１１は、ＥＵＶ光が照射されて光電子を放出する。アノード２２は、光カソード１１から放出された光電子を捕集する。キャパシタ１３は、発生した光電流により電荷蓄積される。
【００３８】
アノード２２は、複数の導電性薄板２２ａを狭い間隔をおいて積層した積層体である。各導電性薄板２２ａは、光カソード１１の表面に対して、略垂直に積層配置される。
本例による光電池では、ＥＵＶ光は、アノードを構成する各導電性薄板と略平行に照射し、隣接する導電性薄板２２ａ間の間隙２２ｂを通って光カソード１１を照射する。そして、光カソード１１から光電子が放出され、光カソード１１は正に帯電する。放出された光電子はアノード２２に入射し、アノード２２は負に帯電する。光カソード１１及びアノード２２で発生した電荷の一部は、光電流として負荷に流れると共に、キャパシタ１３に蓄積される。キャパシタ１３に蓄積された電荷は、電気エネルギーとして供される。
【００３９】
アノード２２において、間隙２２ｂでは、ＥＵＶ光は吸収を受けず光カソード１１を直接照射する。導電性薄板２２ａの板厚と間隙２２ｂの幅との比が十分に小さければ、ＥＵＶ光の損失を極めて小さく抑えることができるうえに、アノード２２で発生した光電子が光カソード１１に入射することが無いために効率は更に向上する。なお、光カソード１１から放出される光電子は、一般的にコサインカーブ様の分布を持つ。そのため、間隙２２ｂの幅と導電性薄板２２ａのカソード１１に垂直な方向の長さとの比を十分に小さくすることにより、殆ど全ての光電子をアノード２２に取り込むことができる。
【００４０】
以上説明したように、本例によれば、簡素な装置構成で機動性を要求される使用環境にも十分に適応する、ＥＵＶ光を利用したエネルギー源となる信頼性の高い光電池が実現する。
【００４１】
（第２の実施形態）
本実施形態では、第１の実施形態による光電池を、ペリクルを備えた露光マスク（露光マスク／ペリクル）に適用した場合について例示する。
図７は、第２の実施形態による露光マスク／ペリクルを示す概略図である。
【００４２】
本実施形態による露光マスク／ペリクルは、ＥＵＶ光が照射されるフォトマスク（ＥＵＶ露光マスク）３１と、導電性ペリクル３２と、ＥＵＶ露光マスク３１と導電性ペリクル３２との間に電気的に接続されたキャパシタ３３とを備えて構成されている。ＥＵＶ露光マスク３１は、基板３１ａと、基板３１ａ上に形成された多層膜３１ｂとを有している。多層膜３１ｂは、レジストに転写されるマスクパターンが形成された反射層及びＳｉキャップ層等が積層されてなるものである。導電性ペリクル３２は、ＥＵＶ露光マスク３１への異物の付着を防止する目的で設けられるものであり、ＥＵＶ光を十分に透過できるように、例えば１００ｎｍ程度の厚みのシリコン薄膜である。ＥＵＶ露光マスク３１と導電性ペリクル３２との間には絶縁部材である枠体３４が設けられ、両者の電気的絶縁が保持される。
【００４３】
本実施形態による露光マスク／ペリクルにおいて、ＥＵＶ露光マスク３１の多層膜３１ｂを光カソードに、導電性ペリクル３２をアノードに利用し、光電池が構成される。露光マスク／ペリクルでは、導電性ペリクル３２にＵＶ光が照射される。導電性ペリクル３２を透過したＥＵＶ光は、ＥＵＶ露光マスク３１の多層膜３１ｂを照射し、多層膜３１ｂから反射したＥＵＶ光が不図示のレジストに入射する。同時に、多層膜３１ｂの照射により、多層膜３１ｂから光電子が放出され、多層膜３１ｂは正に帯電する。放出された光電子は導電性ペリクル３２に入射し、導電性ペリクル３２は負に帯電する。多層膜３１ｂ及び導電性ペリクル３２で発生した電荷の一部は、光電流として負荷に流れると共に、キャパシタ３３に蓄積される。キャパシタ３３に蓄積された電荷は、電気エネルギーとして供される。
【００４４】
この構成では、導電性ペリクル３２へ入射するＥＵＶ光のみならず、多層膜３１ｂから反射したＥＵＶ光によっても、導電性ペリクル３２から多層膜３１ｂに向けて光電子が放出される。そのため、多層膜３１ｂから導電性ペリクル３２に放出される正味の光電子量が減少し、入射１光子当たりで利用できる光電子は１個弱となる。しかしながら、ＥＵＶリソグラフィーの量産機では、ＥＵＶ露光マスクに数Ｗ程度のＥＵＶ光が照射されることになる。そのため、キャパシタ３３の電圧を１Ｖ程度と仮定すれば、当該光電地により数ｍＷ〜数十ｍＷ程度の電力が得られるものと期待される。
【００４５】
以上説明したように、本実施形態によれば、ＥＵＶ露光マスク３１及び導電性ペリクル３２を電極として用いた簡素な装置構成の光電池を電源として利用し、外付けの電池を要することなく所期の電力を得ることができる、利便性の高い露光マスク／ペリクルが実現する。
【００４６】
ここで、本実施形態による露光マスク／ペリクルを適用した防塵装置を例示する。なお、第２の実施形態で開示した構成部材等と同一のものについては、同符号を付す。
図８は、本実施形態による露光マスク／ペリクルを適用した防塵装置を示す概略斜視図である。
【００４７】
防塵装置には、ＥＵＶ露光マスク３１に対する防塵部材として機能する導電性ペリクル３２、及び導電性ペリクル３２をＥＵＶ露光マスク３１上に支持する枠体３４が含まれる。枠体３４には、その内側の空間を外部と連通する通気孔が形成されている。これは、ＥＵＶ露光の際に枠体３４の内側をも真空にするためである。更に、本実施形態では、枠体３３の外側で、ＥＵＶ露光マスク３１と導電性ペリクル３２との間に電気的に接続されたキャパシタ３３と、キャパシタ３３と電気的に接続された昇圧回路３５とが設けられている。例えば、昇圧回路３５にはインバータが含まれている。また、昇圧回路３５の正極は配線３６を介して導電性ペリクル３２に接続され、負極は配線３７を介してＥＵＶ露光マスク３１のＳｉキャップ層に接続される。キャパシタ３３に蓄積された電荷は、昇圧回路３５に電力として供給される。
【００４８】
このように構成された防塵装置を用いてＥＵＶ露光を行うと、照明光学系からのＥＵＶ光及び投影光学系へのＥＵＶ光の透過により、導電性ペリクル３２から電子が放出される。このとき、導電性ペリクル３２からＥＵＶ露光マスク３１とは逆側に放出された電子がＥＵＶ露光マスク３１の表面に到達することはない。また、当該光電池及び昇圧回路３５を備えた電場生成部３８により導電性ペリクル３２とＳｉキャップ層との間に、導電性ペリクル３２側が正となる電場が生成されている。そのため、導電性ペリクル３２からＥＵＶ露光マスク３１側に放出された電子は導電性ペリクル３２側に引き寄せられる。従って、当該電子のＥＵＶ露光マスク３１の表面への到達が抑制される。そのため、ＥＵＶ露光マスク３１の表面における炭素系薄膜及び酸化物の生成を著しく抑制することが可能となる。
【００４９】
なお、昇圧回路３５により印加される電圧が、電子が持つエネルギーを電荷素量で除して得られる値よりも大きければ、電子はＥＵＶ露光マスク３１の表面へ到達できない。一般的に、ＥＵＶリソグラフィーで用いられるＥＵＶ光のエネルギーは約９２ｅＶであり、Ｓｉの仕事関数は数ｅＶであるため、導電性ペリクル３２の材料としてＳｉが用いられている場合、導電性ペリクル３２から放出される電子のエネルギーは高々９０ｅＶ程度である。従って、昇圧回路３５からそれよりも大きい電圧、例えば１００Ｖ程度の電圧が出力されれば、導電性ペリクル３２から放出された電子のＥＵＶ露光マスク３１の表面への到達を阻止することができる。
【００５０】
（第３の実施形態）
本実施形態では、第１の実施形態による光電池を露光マスク／ペリクルに適用した場合について例示する。
図９は、第３の実施形態による露光マスク／ペリクルの主要構成を示す概略図である。
【００５１】
本実施形態による露光マスク／ペリクルは、ＥＵＶ露光マスク４１及び不図示の導電性ペリクルと、導電性ペリクル上に絶縁部材４２を介して設けられたコンタクトパッド４３と、キャパシタ４４とを備えている。ＥＵＶ露光マスク４１と導電性ペリクルとは電気的に接続されている。キャパシタ４４は、ＥＵＶ露光マスク４１（導電性ペリクル）とコンタクトパッド４３との間に電気的に接続されている。この露光マスク／ペリクルは、マスクステージ４５上に載置固定され、マスクステージ４５と共に真空槽４６内に収容される。ＥＵＶ露光マスク４１の表面及び導電性ペリクルは、ＥＵＶ露光マスク４１の裏面及びＥＵＶ露光マスク４１をマスクステージ４５上に固定する静電チャックと電気的に絶縁されている。真空槽４６はコンタクトパッド４３と電気的に接続されており、キャパシタ４４は、ＥＵＶ露光マスク４１（導電性ペリクル）と真空槽４６との間に電気的に接続された状態とされる。
【００５２】
本実施形態による露光マスク／ペリクルにおいて、ＥＵＶ露光マスク４１及び導電性ペリクルが電気的に一体となって光カソードに、真空槽４６をアノードに利用し、光電池が構成される。導電性ペリクルにＵＶ光が照射される。導電性ペリクルを透過したＥＵＶ光は、ＥＵＶ露光マスク４１を照射し、反射したＥＵＶ光が真空槽４６内の不図示のレジストに入射する。同時に、ＥＵＶ露光マスク４１の照射により光電子が放出され、ＥＵＶ露光マスク４１は正に帯電する。放出された光電子は真空槽４６に入射し、真空槽４６は負に帯電する。ＥＵＶ露光マスク４１及び真空槽４６で発生した電荷の一部は、光電流として負荷に流れると共に、キャパシタ４４に蓄積される。キャパシタ４４に蓄積された電荷は、電気エネルギーとして供される。
【００５３】
この構成では、ＥＵＶ露光マスク４１の表面及び導電性ペリクルから、両者間の空間内へと放出された光電子は短絡状態となり、ここから電気エネルギーを取り出すことはできない。この場合、薄い導電性ペリクルに吸収されたＥＵＶ光（入射及び出射でそれぞれ１０％程度ずつ）のみの、しかも導電性ペリクルの表面から外方に向けて放出された光電子のみがエネルギー源として寄与するが、それでも入射１光子当たりで２個程度の光電子放出が得られる。ＥＵＶリソグラフィーの量産機では、ＵＶ露光マスクに数Ｗ程度のＥＵＶ光が照射されることになる。そのため、キャパシタ３３の電圧を１Ｖ程度と仮定すれば、当該光電地により数十ｍＷ程度の電力が得られるものと期待される。
【００５４】
以上説明したように、本実施形態によれば、ＥＵＶ露光マスク４１（導電性ペリクル）及び真空槽４６を電極として用いた簡素な装置構成の光電池を電源として利用し、外付けの電池を要することなく所期の電力を得ることができる。これにより、利便性の高い露光マスク／ペリクルが実現する。
【００５５】
以下、光電池の諸態様を付記としてまとめて記載する。
【００５６】
（付記１）極紫外光が照射されて光電子を放出する光カソードと、
前記光カソードから放出された光電子を捕集するアノードと、
前記光カソードと前記アノードとの間に接続されており、発生した光電流により電荷蓄積されるキャパシタと
を含み、
前記キャパシタから電気エネルギーが取り出されることを特徴とする光電池。
【００５７】
（付記２）前記アノードは、極紫外光の少なくとも一部を透過させることを特徴とする付記１に記載の光電池。
【００５８】
（付記３）前記アノードは、複数の導電性薄板の積層体であることを特徴とする付記１に記載の光電池。
【００５９】
（付記４）前記光カソードは、極紫外露光マスクであり、
前記アノードは、前記極紫外露光マスクの表面に対向配置される導電性ペリクルであることを特徴とする付記１に記載の光電池。
【００６０】
（付記５）前記光カソードは、極紫外露光マスクであり、
前記アノードは、極紫外露光装置の真空槽であることを特徴とする付記１に記載の光電池。
【００６１】
（付記６）前記キャパシタに接続された昇圧回路を更に含むことを特徴とする付記４又は５に記載の光電池。
【００６２】
（付記７）前記光カソードは、波長が０．２ｎｍ〜１００ｎｍの範囲内である極端紫外光が照射されることを特徴とする付記１〜６のいずれか１項に記載の光電池。
【符号の説明】
【００６３】
１１  光カソード
１２，２１，２２  アノード
１３，３３，４４  キャパシタ
１４  負荷
２２ａ  導電性薄板
２２ｂ  間隙
３１，４１  ＥＵＶ露光マスク
３１ａ  基板
３１ｂ  多層膜
３２  導電性ペリクル
３４  枠体
３５  昇圧回路
３６，３７  配線
３８  電場生成部
４２  絶縁部材
４３  コンタクトパッド
４５  マスクステージ
４６  真空槽
【図１】
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【図２】
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【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】
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【図９】
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