(57)【要約】【課題】プラズマからの輻射によるチャンバの加熱を防止する極端紫外光光源装置を提供すること。【解決手段】チャンバ１１と、チャンバ１１内に極端紫外光放射種を供給する原料供給ユニット１２５と、上記極端紫外光放射種を加熱して励起し、高密度高温プラズマ１００を発生させる放電部１２と、上記高密度高温プラズマ１００から放射される極端紫外光を集光するＥＵＶ集光鏡１２８と、上記集光された光を取り出す上記チャンバ１１に形成されたＥＵＶ光取り出し部１２９と、上記チャンバ１１内を排気するガス排気ユニット１２７とを備えた極端紫外光光源装置において、上記チャンバ１１の内側に熱吸収部材１０１−１〜１０１−５を設ける。熱吸収部材１０１−１〜１０１−５はチャンバ１１から離間して取り付けられ、冷却媒体が流れる配管が設けられる。【選択図】図１
2008042008.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
容器と、
上記容器内に極端紫外光放射種を供給する極端紫外光放射種供給手段と、
上記極端紫外光放射種を加熱して励起し、高密度高温プラズマを発生させる加熱励起手段と、
上記高密度高温プラズマから放射される極端紫外光を集光する集光鏡と、
上記集光された光を取り出す、上記容器に形成された光取り出し部と、
上記容器内を排気する排気手段とを備えた極端紫外光光源装置において、
上記容器の内側には、上記容器から離間して熱吸収部材が設けられている
ことを特徴とする極端紫外光光源装置。
【請求項２】
上記熱吸収部材には、冷却媒体が流れる配管が設けられている
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】
上記熱吸収部材の容器内側の表面には、凹凸が形成されている
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の極端紫外光光源装置。
【請求項４】
上記プラズマに面する熱吸収部材の表面には、高融点物質が接合されている
ことを特徴とする請求項１，２または請求項３に記載の極端紫外光光源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、極端紫外光を発生させる極端紫外光光源装置に関し、特に、発生した極端紫外光によるチャンバの加熱を防止する極端紫外光光源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体集積回路が微細化、高集積化するにつれて、半導体集積回路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１３ｎｍ〜１４ｎｍ、特に波長１３．５ｎｍの極端紫外光（以下、ＥＵＶ（Extreme Ultra Violet）光ともいう）を照射する極端紫外光光源装置（以下、ＥＵＶ光源装置ともいう）が開発されている。
【０００３】
ＥＵＶ光源装置において、ＥＵＶ光を発生させる方法はいくつか知られているが、そのうちの一つに、極端紫外光放射種（以下ＥＵＶ光放射種）を加熱し励起することにより高密度高温プラズマを発生させ、発生したプラズマから放射されるＥＵＶ光を取り出す方法がある。このような方法を採用するＥＵＶ光源装置は、高密度高温プラズマの生成方式により、ＬＰＰ（Laser Produced Plasma ：レーザ生成プラズマ）方式とＤＰＰ（Discharge Produced Plasma ：放電生成プラズマ）方式とに大きく分けられる。
ＬＰＰ方式のＥＵＶ光源装置は、ＥＵＶ光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ことで、レーザアブレーションにより高密度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。
一方、ＤＰＰ方式のＥＵＶ光源装置は、ＥＵＶ光放射種を含む原料から電流駆動によって高密度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、ホロカソードトリガーＺピンチ方式などがある。ＤＰＰ方式のＥＵＶ光源装置は、ＬＰＰ方式のＥＵＶ光源装置と比較して、光源装置の小型化や光源システムの消費電力が小さいといったメリットがあり、実用化への期待も大きい。
【０００４】
上記両方式のＥＵＶ光源装置において、波長１３．５ｎｍのＥＵＶ光を放出する放射種、すなわち、高密度高温プラズマの原料として、現在１０価前後のＸｅ（キセノン）イオンが知られているが、より強い放射強度を得るための原料として、Ｌｉ（リチウム）イオンとＳｎ（スズ）イオンが注目されている。例えば、Ｓｎは、高密度高温プラズマの発生に必要な電気入力と波長１３．５ｎｍのＥＵＶ光放射強度の比であるＥＵＶ変換効率がＸｅより数倍大きく、大出力のＥＵＶ光源の放射種として有力視されている。例えば、下記の特許文献１に示されるように、ＥＵＶ光放射種であるＳｎを放電部に供給するための原料としてガス状のスズ化合物（例えばスタナンガス：ＳｎＨ4 ）を使ったＥＵＶ光源の開発が進められている。
【０００５】
図８は従来のＥＵＶ光源装置の構成例を示す図である。この例では、ＤＰＰ方式のＥＵＶ光源装置を示している。図８に示すＥＵＶ光源装置は、放電容器であるチャンバ１１を有する。チャンバ１１内には、例えば、リング状の第１の主放電電極１２１（カソード）と第２の主放電電極１２２（アノード）とが、リング状の絶縁材１２３を挟んで配置され、放電部１２を構成する。第１の主放電電極１２１、第２の主放電電極１２２は、例えば、タングステン、モリブデン、タンタル等の高融点金属からなる。また、絶縁材１２３は、例えば、窒化ケイ素、窒化アルミニウム、ダイヤモンド等からなる。ここで、チャンバ１１と第２の主放電電極１２２は接地されている。
【０００６】
リング状の第１の主放電電極１２１、第２の主放電電極１２２、絶縁材１２３は、それぞれの貫通穴が略同軸上に位置するように配置し、連通穴を構成している。後述するように、第１の主放電電極１２１と第２の主放電電極１２２との間に電力が供給されて放電が発生したとき、この連通穴もしくは連通穴近傍にて、ＥＵＶ光放射種が加熱励起され高密度高温プラズマ１００が生成される。放電部１２の電力供給は、第１の主放電電極１２１および第２の主放電電極１２２に接続された高電圧パルス発生部１３によりなされる。なお、ＤＰＰ方式のＥＵＶ光源装置は、図８に示すもの以外にも様々な構成例がある（例えば、非特許文献１参照）。
【０００７】
チャンバ１１の第１の主放電電極１２１側には、原料導入管１２４が設けられ、ＥＵＶ光放射種を含む原料を供給する原料供給ユニット１２５と接続されている。この原料導入管１２４を介してＥＵＶ光放射種がチャンバ１１内に供給される。チャンバ１１の第２の主放電電極１２２側には、ガス排出口１２６が設けられている。ガス排出口１２６は、放電部１２の圧力を調整するとともにチャンバ１１内を排気するガス排気ユニット１２７と接続されている。また、チャンバ１１の第２の主放電電極１２２側には、ＥＵＶ集光鏡１２８が設けられる。ＥＵＶ集光鏡１２８は、放電部１２にて加熱励起されて生成された高密度降温プラズマ１００から放射されるＥＵＶ光を反射して集光し、チャンバ１１のＥＵＶ光取り出し部１２９から、外部にＥＵＶ光を出射する。
【０００８】
また、放電部１２とＥＵＶ集光鏡１２８との間には、ホイルトラップ１３０が設置される。ホイルトラップ１３０は、高密度高温プラズマ１００による金属（たとえば主放電電極）のスパッタや、スズ等の放射種に起因して生じるデブリが、ＥＵＶ集光鏡１２８に向かうのを防ぐ働きをする。ホイルトラップ１３０は、図示を省略する同心円状に配置された内部リングと外部リングの２個のリングと、この２個のリングにより両側が支持されて放射状に配置された複数の薄いプレートから構成されている。プレートは配置した空間を細かく分割することにより、その空間の圧力を上げ、デブリの運動エネルギーを低下させるとともに、デブリをプレートやリングに捕捉する。一方、ホイルトラップ１３０は、高密度高温プラズマ１００の位置から見ると、２個のリングを除けばプレートの厚みしか見えず、ＥＵＶ光のほとんどは通過する。
【０００９】
また、図８に示すＥＵＶ光源装置は、制御部１０を有する。制御部１０は、露光機２０の制御部からのＥＵＶ発光指令等に基づき、高電圧パルス発生部１３、原料供給ユニット１２５、ガス排気ユニット１２７を制御する。
例えば、制御部１０は、露光機２０の制御部からのＥＵＶ発光指令を受信すると、原料供給ユニット１２５を制御して、チャンバ１１内にＥＵＶ光放射種を含む原料（放電ガス）を供給する。また、チャンバ１１に設けた圧力モニタ１３１からの圧力データに基づき、放電部１２が所定の圧力となるよう、原料供給ユニット１２５からの原料供給量を制御するとともに、ガス排気ユニット１２７による排気量を制御する。その後、制御部１０は、高電圧パルス発生部１３を制御して、第１の主放電電極１２１と第２の主放電電極１２２との間に電力を供給し、ＥＵＶ光を放射する高密度高温プラズマ１００を発生させる。      
【００１０】
図８に示すＥＵＶ光源装置の動作は以下のように行われる。放電容器であるチャンバ１１内に、原料供給ユニット１２５から第１の主放電電極１２１側に設けられた原料導入管１２４を介してＥＵＶ光放射種を含む放電ガスが導入される。放電ガスは、例えばスタナン（ＳｎＨ4 ）であり、導入されたＳｎＨ4 は、放電部１２の第１の主放電電極１２１、第２の主放電電極１２２、絶縁材１２３により形成されている連通穴を通過して、チャンバ１１側に流れ、ガス排出口１２６に到達する。ガス排出口１２６には、真空ポンプ等のガス排気手段（図示を省略）を有するガス排気ユニット１２７が接続されており、ＳｎＨ4 は、ガス排気ユニット１２７によって排気される。
【００１１】
ここで、放電部１２の圧力は１Ｐａ〜２０Ｐａに調節される。この圧力調節は、例えば、以下のように行われる。
まず、制御部１０が、チャンバ１１に備えられた圧力モニタ１３１により出力される圧力データを受信する。制御部１０は、受信した圧力データに基づいて原料供給ユニット１２５及びガス排気ユニット１２７を制御して、チャンバ１１内へのＳｎＨ4 の供給量と排気量とを調節することにより、高密度高温プラズマ１００が発生する領域である高密度高温プラズマ発生部（図示を省略）の圧力を所定の圧力に調節する。
放電ガスが、リング状の第１の主放電電極１２１と第２の主放電電極１２２と絶縁材１２３とにより形成されている連通穴を流れている状態で、第２の主放電電極１２２と第１の主放電電極１２１との間に、高電圧パルス発生部１３から約＋２０ｋＶ〜−２０ｋＶのパルス電圧が印加される。その結果、絶縁材１２３の表面に沿面放電（creeping discharge）が発生して、第１の主放電電極１２１と第２の主放電電極１２２との間は、実質短絡状態になり、第１の主放電電極１２１と第２の主放電電極１２２との間にパルス状の大電流が流れる。その後、ピンチ効果によるジュール加熱によってリング状の第１の主放電電極１２１と第２の主放電電極１２２との間にある、上述した高密度高温プラズマ発生部には、放電ガスによる高密度高温プラズマ１００が発生し、発生した高密度高温プラズマ１００から波長１３．５ｎｍのＥＵＶ光が放射される。
【００１２】
ここで、ＥＵＶ光源装置には、チャンバ１１内で放電を発生させるときにチャンバ１１内に供給されたＥＵＶ光放射種を含む放電ガスを予備電離する予備電離ユニット部１５を設けてもよい。ＥＵＶ光を発生させる際、上記のように、放電部１２の圧力は、１Ｐａ〜２０Ｐａに調節され、このような低い圧力下においては、電極構造によっては放電が発生し難くなり、結果としてＥＵＶ光の出力が不安定となる場合もある。放電が発生し難い状況下で安定した放電を生じさせるには、以下に説明する予備電離ユニット部１５による予備電離を行うことが望ましい。図８においては、予備電離ユニット部１５は、導電性である第１の主放電電極１２１の凸部と、第１の主放電電極１２１の凸部に挿入された管状の予備電離用絶縁材１３２と、この予備電離用絶縁材１３２に挿入された導電性の原料導入管１２４とにより構成される。
導電性である第１の主放電電極１２１の凸部および原料導入管１２４は、予備電離用電源部１４と接続される。予備電離用電源部１４から電圧パルスが第１の主放電電極１２１の凸部と原料導入管１２４との間に印加されると、予備電離用絶縁材１３２内表面（図８中の符号Ｂで示す部分）に沿面放電が発生し、チャンバ１１内に導入されるＥＵＶ光放射種を含む放電ガスの電離を促進する。なお、上記予備電離用電源部１４は、制御部１０により制御される。
【００１３】
高密度高温プラズマ１００から放射されたＥＵＶ光は、第２の主放電電極１２２側に設けられたＥＵＶ集光鏡１２８により反射され、ＥＵＶ光取り出し部１２９より図示を省略した露光装置側光学系である照射部に出射される。
なお、図８中の点Ａは、ＥＵＶ光の集光点である。ＥＵＶ光の強度は、図８中に示すように、高密度高温プラズマ１００から放射されるＥＵＶ光のうち、ＥＵＶ集光鏡１２８に入射しない成分を、チャンバ１１に設けたポート１７によりＥＵＶ光モニタ１６に導き測定する。この測定結果に基づき、制御部１０は、ＥＵＶ光強度が一定になるように、高電圧パルス発生部１３から放電部１２に供給される電力を調整する。
【特許文献１】特開２００４−２７９２４６号公報
【非特許文献１】「リソグラフィ用ＥＵＶ（極端紫外）光源研究の現状と将来展望」J.Plasma Fusion Res.Vol.79.No.3,P219-260, ２００３年３月
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
図８を参照して説明した従来技術は、以下に示すような問題点がある。
（１）放電部１２で生じる高密度高温プラズマ１００からは、ＥＵＶ光だけでなく、様々な波長の光が放出され、図８中の実線の矢印で示すように、ＥＵＶ集光鏡１２８に入射しない光は、チャンバ１１の内壁に照射される。チャンバ１１はこの輻射を受けて、温度が上昇する。
（２）チャンバ１１の、高密度高温プラズマ１００にさらされていない部分も、温度が上昇した部分からの２次輻射により加熱される。
（３）より強いＥＵＶ光を得るために、放電部１２に供給する電力を上げると、チャンバ１１の内壁への輻射量も増えるので、チャンバ１１の温度はさらに高くなる。
（４）ガス排気ユニット１２７によって、チャンバ１１の内部は減圧される。そのため、例えば、チャンバ１１の材質は減圧に耐えられる頑丈なステンレス製である。しかし、ステンレスは銅などに比べて冷却されにくく、高温になりやすい。
【００１５】
（５）チャンバ１１の温度が高くなると、加熱によりチャンバ１１が熱膨張し、光路長が伸びる。従って、ＥＵＶ集光鏡１２８による集光点（点Ａ）の位置が変化し、露光システム全体に影響する。即ち、ＥＵＶ光源装置は露光機２０に接続して設けられ、集光点Ａに集光された光が露光機２０に入射するので、集光点の位置が変化すると、露光に使用される光の特性が変化し、露光精度に影響が生じることがある。また、加熱によりチャンバ１１に加わる熱応力が、チャンバ１１を形成する材料（例えばステンレス）の許容応力以上になると、塑性変形や破断が生じる場合がある。
（６）チャンバ１１の加熱を防ぐためには、チャンバ１１に冷却水が流れる流路を形成したり、配管を埋め込んだりすることも考えられる。しかし、チャンバ１１は、例えば原料導入管１２４やガス排出口１２６、また上記のＥＵＶ光モニタ１６を取り付けるポート１７やフランジなどの多数の部材が溶接されて取り付けられている。
図８中に示す上記多数の部材とチャンバ１１との溶接部分１１０には、配管を埋め込んだり、冷却水の流路を形成したりすることができない。そのため、冷却が困難な温度が高くなりやすい部分が多数存在することになり、チャンバ１１の加熱を十分に防ぐことはできない。
本発明は、上記の問題点を解決し、プラズマからの輻射によるチャンバの加熱を防止する極端紫外光光源装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記課題を解決するため、本発明においては、次のようにして前記課題を解決する。
（１）容器と、上記容器内に極端紫外光放射種を供給する極端紫外光放射種供給手段と、上記極端紫外光放射種を加熱して励起し、高密度高温プラズマを発生させる加熱励起手段と、上記高密度高温プラズマから放射される極端紫外光を集光する集光鏡と、上記集光された光を取り出す、上記容器に形成された光取り出し部と、上記容器内を排気する排気手段とを備えた極端紫外光光源装置において、上記容器の内側に、上記容器から離間して熱吸収部材が設けられている。
より具体的な構成として、極端紫外光光源装置のチャンバ（容器）の内側に、熱伝導性のよい材質、例えば銅製の熱吸収部材を設ける。熱は、輻射、伝導、対流によって伝わるが、チャンバ内は減圧されるので、対流は考えなくて良い。そのため、輻射と熱伝導について対策する。輻射による加熱については、チャンバの内壁全体を覆うように熱吸収部材を設ける。熱吸収部材は、直接高密度高温プラズマからの光放射にさらされる部分だけでなく、加熱した部分からの二次輻輯射による加熱を防ぐため、光が照射されない領域にも設けることが望ましい。
伝導による加熱については、加熱された熱吸収部材からチャンバに熱が伝わることを防ぐため、熱吸収部材をチャンバから離間して設け、熱吸収部材とチャンバとの接触面積をできるだけ少なくする。例えば、チャンバの内壁に支持部材を立て、当該支持部材により熱吸収部材を保持する。
（２）上記（１）において、熱吸収部材に、冷却媒体が流れる配管が設ける。すなわち、熱吸収部材の温度が上昇して、熱吸収部材自体が二次輻射源となるのを防ぐため、熱吸収部材に冷却媒体が流れる流路を形成する。例えば、光が入射する面とは反対側に、冷却媒体である冷却水が流れる配管を取り付ける。
（３）また、上記（１）（２）において、熱吸収部材の容器内側の表面に、凹凸を形成する。すなわち、熱吸収部材の高密度高温プラズマに対向する面に凹凸を形成し、高密度高温プラズマからの光が入射する面積を広くする。
（４）上記（１）（２）（３）において、上記プラズマに面する熱吸収部材の表面に、高融点物質を接合する。すなわち、高密度高温プラズマが発生する放電部の近傍に設ける熱吸収部材は、プラズマによるスパッタを受けやすいので、これを防ぐため、表面に高融点物質、例えばタングステンを接合する。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の極端紫外光光源装置によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）本発明の極端紫外光光源装置は、容器（チャンバ）と、上記チャンバ内に極端紫外光放射種を供給する極端紫外光放射種供給手段と、上記極端紫外光放射種を加熱して励起し、高密度高温プラズマを発生させる加熱励起手段と、上記高密度高温プラズマから放射される極端紫外光を集光する集光鏡と、上記集光された光を取り出す、上記チャンバに形成された光取り出し部と、上記チャンバ内を排気する排気手段とを備え、上記容器の内側には、上記容器から離間して熱吸収部材が設けられている。
従って、上記熱吸収部材により、高密度高温プラズマからのチャンバへの輻射による加熱を防ぐことができる。また、例えば、上記熱吸収部材を、直接プラズマにさらされない領域にも設けることにより、加熱された部分からチャンバへの二次輻射を防ぐことができる。
また、上記熱吸収部材は、チャンバに対して離間して設けられるので、熱吸収部材からチャンバへの熱伝導を抑えることができる。
さらに、上記熱吸収部材をチャンバ内壁に設けた支持部材により熱膨張を吸収できる構造で保持すれば、熱吸収部材をチャンバの材質と異なる熱伝導性の良好な材質で製作しても、チャンバと熱吸収部材を密着して設けた場合の、例えば熱膨張率の違いによりチャンバや熱吸収部材に歪みやはがれが生じるといった問題が生じない。
以上のように、本発明の極端紫外光光源装置によれば、チャンバの温度上昇を防ぐことができるので、チャンバの熱膨張を防止し、集光点の位置変化といった、露光システム全体への影響を防ぐことができる。
また、チャンバに生じる熱応力を、チャンバを構成する材料の許容応力以下とすることができ、チャンバの塑性変形や破断を防ぐことができる。
（２）熱吸収部材に冷却媒体が流れる流路を形成し、熱吸収部材を冷却することにより、熱吸収部材が加熱されて二次輻射源になることを防ぐことができる。
（３）熱吸収部材の光入射面に凹凸を形成し、高密度高温プラズマからの光が入射する面積を広くすることで、熱吸収部材の単位面積あたりの光入射エネルギーを小さくすることができ、熱吸収部材の温度上昇を小さくすることができる。
（４）放電部（加熱励起手段）の近傍に設ける熱吸収部材の表面に高融点物質を接合することにより、プラズマによる熱吸収部材のスパッタを防ぐことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
図１は、本発明の第１の実施例に係るＥＵＶ光源装置の構成を示す図である。
図１に示すＥＵＶ光源装置が備える構成要素のうち、図８に示すＥＵＶ光源装置が備える構成要素と同符号のものは、図８に示すＥＵＶ光源装置が備える構成要素と同様であるので、説明を省略する。
図１に示すＥＵＶ光源装置では、チャンバ１１の内側の、高密度高温プラズマ１００からの光が照射される領域を中心として、チャンバ１１の内壁から離間して、熱伝導性のよい材質、例えば、銅（無酸素銅）製の熱吸収部材１０１（１０１−１〜１０１−５）を設けている。
熱吸収部材１０１は、図２を参照して後述する冷却構造を備える。特に、高密度高温プラズマ１００からの輻射によって温度が上昇した領域からの二次輻射によりチャンバ１１の温度が上昇することを防止するため、直接高密度高温プラズマ１００からの光が当たらない領域にも、熱吸収部材１０１（図１中の熱吸収部材１０１−３及び１０１−４）を設ける。
【００１９】
熱吸収部材１０１は、熱吸収部材１０１とチャンバ１１の内壁に設けた支持部材１０２により、チャンバ１１の内壁から離間させて保持固定される。
熱吸収部材１０１をチャンバ１１の内壁から離して設ける理由は、温度が上昇した熱吸収部材１０１からチャンバ１１への熱伝導を防ぐためである。ＥＵＶ光モニタ１６のポート１７等、光を取り出さなければならない個所においては、熱吸収部材１０１に貫通孔１０３を設けて光が通過できるようにする。
図１中では、熱吸収部材１０１−２に貫通孔１０３を設けている。しかし、そのような構成を採る場合であっても、チャンバ１１の冷却が困難な溶接部分１１０には光が当たらないように、当該ポート１７の径に対して熱吸収部材１０１−２に形成する貫通孔１０３の径を小さくして、溶接部分１１０が熱吸収部材１０１−２の影に入るようにする。
【００２０】
図２は、熱吸収部材の冷却構造の例を示す図である。本発明のＥＵＶ光源装置は、熱吸収部材１０１を冷却して、熱吸収部材１０１自体が二次輻射源にならないようする。
具体的には、図２に示すように、熱吸収部材１０１の、高密度高温プラズマ１００に対向する面（光入射面）とは反対側に、熱吸収部材１０１を冷却するための冷却管（冷却媒体が流れる配管）１０４を設ける。例えば、冷却管１０４として、冷却水が流れる冷却パイプがロー付けされる。なお、熱吸収部材１０１自体に冷却媒体が流れる流路を形成しても良い。
また、冷却管１０４において接合部分があると、当該接合部分からの漏れが懸念されるので、当該冷却管１０４は、接合部分を設けず、一本のパイプか一筆書きで構成することが好ましい。
【００２１】
図３は、熱吸収部材をチャンバの内壁から離間させて支持する構造の例を示す図である。
図３（Ａ）中に示すように、チャンバ１１の内壁に設けられたレール（支持部材）１０２が、熱吸収部材１０１を保持する。図３（Ａ）中に示すように、熱吸収部材１０１は、例えば、円筒状のチャンバ１１内に、内壁を覆うように複数並べて設けられる。
その際、熱吸収部材１０１からチャンバ１１への熱伝導を防ぐために、熱吸収部材１０１を支持する構造は、チャンバ１１と熱吸収部材１０１とが接触する面積をできるだけ少なくなるような構造にする。また、熱吸収部材１０１の材質として、チャンバ１１とは材質が異なる熱伝導性のよい材質を採用しても、熱膨張率の差に起因する歪みやはがれといった問題が生じるのを防ぐため、熱吸収部材１０１を支持する構造は、熱膨張を吸収できる構造にする。
【００２２】
例えば、図３（Ｂ）に示すように、熱吸収部材１０１の裏面（光の入射面とは反対側）に、冷却管１０４の高さよりも高い円形の突起１０５を複数取り付ける。突起１０５は、図３（Ｃ）に示すような断面（Ａ−Ａ断面）を有している。一方、チャンバ１１の内壁には、上記円形の突起１０５と係合する溝を有するレール１０２を取り付ける。熱吸収部材１０１の円形の突起１０５を、チャンバ１１の内壁のレール１０２の溝に挿入する。
これにより、熱吸収部材１０１が、チャンバ１１の内壁から離間して支持される。熱吸収部材１０１はレール１０２の溝の方向に移動することができるので、熱吸収部材１０１が高密度高温プラズマ１００からの輻射により温度が高くなって熱膨張しても、熱吸収部材１０１はレール１０２の溝の中を移動し、熱吸収部材１０１に歪みが生じることはない。またチャンバ１１に大きな力がかかることもない。
また、図３中に示す例では、熱吸収部材１０１の突起１０５は円形であるため、熱吸収部材１０１からチャンバ１１への熱伝導を小さくすることができる。また、本発明のＥＵＶ光源装置が図３に示すような支持構造を備えることにより、突起１０５をレール１０２に挿入するだけで、熱吸収部材１０１を取り付けることができる。その結果、熱吸収部材１０１の交換やメンテナンスが容易になる。
【００２３】
図４は、内部に銅製の熱吸収部材１０１を設けてこの熱吸収部材１０１を水冷している場合と、熱吸収部材を設けない場合とで、ステンレス製のチャンバの温度上昇の割合がどの程度異なるか計算した結果を示す図である。同図の横軸は温度上昇の割合を対数表示で表したものである。
（ａ）は銅製の熱吸収部材を設けた場合、（ｂ）〜（ｄ）はステンレス製のチャンバを強制水冷、強制空冷、自然空冷した場合をそれぞれ示している。
同図に示すように、熱吸収部材１０１を設け強制水冷した場合の温度上昇を１とすると、熱吸収部材１０１を設けずに自然空冷した場合の温度上昇は、約７５０である。即ち、強制水冷を行なう熱吸収部材１０１を設けることにより、チャンバ１１の温度上昇を約１／７５０に抑えることができる。その結果、チャンバ１１の温度上昇が少なくなり、チャンバ１１の熱膨張を防ぎ、集光点の位置変化といった、露光システム全体への影響を防ぐことができる。また、チャンバ１１に生じる熱応力を、チャンバ１１を構成する材料の許容応力以下とすることができ、チャンバ１１の塑性変形や破断を防ぐことができる。
【００２４】
図５は、熱吸収部材の形状の変形例を示す図である。
本変形例では、図５（Ａ）に示すように、熱吸収部材１０１の高密度高温プラズマ１００からの光が入射する面に凹凸を形成する。図５（Ｂ）は図５（Ａ）に示す熱吸収部材１０１のＡ−Ａ断面図である。
熱吸収部材１０１の表面に入射する光の入射角度が０°以上になるように、熱吸収部材１０１の表面に形成する凹凸の形状や向き（図５（Ｂ）中の太線で示す面の形状や向き）を調整する。熱吸収部材１０１の表面に凹凸を形成することにより、光を受ける面の総面積が、表面が平面である場合に比べて増加する。その結果、熱吸収部材１０１の温度上昇の幅を小さくすることができ、冷却効率を良くすることができる。
【００２５】
図６は、高密度高温プラズマが発生する放電部の近傍に設ける熱吸収部材の構成例を示す図であり、図６（Ａ）は断面図、図６（Ｂ）は図６（Ａ）中の点Ｃから見た時の図であり、円環状の熱吸収部材の半分を示している。
放電部１２の近傍、すなわち、プラズマに面する熱吸収部材１０１（例えば、図１中の熱吸収部材１０１−５）の表面は、高密度高温プラズマ１００によってスパッタされる恐れがある。
そこで、高密度高温プラズマ１００に面する銅製の熱吸収部材１０１の表面に、図６（Ａ）の斜線部に示すように、例えばタングステン等の高融点物質１１１を接合させる。高融点物質１１１の接合方法には、ロー付け、拡散接合、または爆着材等がある。また、この場合は、銅製の熱吸収部材１０１の本体の内部に冷却管１０４を形成し、水冷等、冷媒を用いて冷却するのが望ましい。
熱吸収部材１０１の表面に高融点物質１１１を接合することにより、高密度高温プラズマ１００によるスパッタを防止することができる。
【００２６】
図７は、本発明の第２の実施例に係るＥＵＶ光源装置の構成を示す図である。図７に示すＥＵＶ光源装置が備える構成要素のうち、図１に示すＥＵＶ光源装置が備える構成要素と同符号のものは、図１に示すＥＵＶ光源装置が備える構成要素と同様である。
図７に示すＥＵＶ光源装置は、ホイルトラップ１３０を支持する側壁１２０を備える。側壁１２０は、例えば図２を参照して説明した冷却構造を有する熱吸収部材１０１からなり、熱吸収部材１０１は例えば前述したようにチャンバ１１の内壁から離間させて支持され、熱吸収部材１０１からチャンバ１１への熱伝導が小さくなるように取り付けられる。  なお、側壁１２０に限らず、チャンバ１１内に配置されるＥＵＶ光源装置を構成する任意の構造物を、熱吸収部材１０１として利用するようにしてもよい。
【００２７】
ところで、ＥＵＶ集光鏡１２８の集光点（図７中の点Ａ）付近には高密度高温プラズマ１００からの光が直接当たらない。しかし、集光点付近においては、集光点付近に存在するガスが加熱され、加熱されたガスが熱輻射源となりチャンバが加熱される。
また、集光点付近においては、理想通りには集光されない光や、集光点から広がった光がチャンバ１１に照射される可能性もある。
これを防ぐため、集光点付近にも、熱吸収部材１０１（図７中の熱吸収部材１０１−３、１０１−４）を設ける。なお、上述した集光点付近の熱輻射源に対しては、熱輻射源の位置がＥＵＶ光源装置が接続される露光機２０に近くなり、露光機２０への影響も考えられる。従って、熱吸収部材１０１を、ＥＵＶ光源装置のチャンバ１１の内部だけでなく、チャンバ１１の外部（露光装置側）に設けるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の第１の実施例に係るＥＵＶ光源装置の構成を示す図である。
【図２】熱吸収部材の冷却構造の例を示す図である。
【図３】熱吸収部材をチャンバの内壁から離間させて支持する構造の例を示す図である。
【図４】チャンバの温度上昇の比較を示す図である。
【図５】熱吸収部材の形状の変形例を示す図である。
【図６】高密度高温プラズマが発生する放電部の近傍に設ける熱吸収部材の断面図である。
【図７】本発明の第２の実施例に係るＥＵＶ光源装置の構成を示す図である。
【図８】従来のＥＵＶ光源装置の構成例を示す図である。
【符号の説明】
【００２９】
１０  制御部
１１  チャンバ
１２  放電部
１３  高電圧パルス発生部
１４  予備電離用電源部
１５  予備電離ユニット部
１６  ＥＵＶ光モニタ
１７  ポート
２０  露光機
１００  高密度高温プラズマ
１０１−１、１０１−２、１０１−３、１０１−４、１０１−５  熱吸収部材
１０２  支持部材
１０３  貫通孔
１０４  冷却管
１０５  突起
１１０  溶接部分
１１１  高融点物質
１２０  側壁
１２１  第１の主放電電極
１２２  第２の主放電電極
１２３  絶縁材
１２４  原料導入管
１２５  原料供給ユニット
１２６  ガス排出口
１２７  ガス排気ユニット
１２８  ＥＵＶ集光鏡
１２９  ＥＵＶ光取り出し部
１３０  ホイルトラップ
１３１  圧力モニタ
１３２  予備電離用絶縁材
【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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