(57)【要約】【課題】  極端紫外光光源装置からのＥＵＶ光の強度を大きくし、また放射角度が小さく強度の大きいＥＵＶ光の透過率を改善すること。【解決手段】第１，第２の主放電電極４，５間に高電圧パルスを印加し、高温プラズマ８を発生させ波長１３．５ｎｍのＥＵＶ光を放射させる。このＥＵＶ光はＥＵＶ集光鏡１３で集光され光出射部１４より出射される。高温プラズマ８から発生するデブリは、ホイルトラップ１５により捕捉されＥＵＶ集光鏡１３の反射面上に堆積するのを防ぐ。ホイルトラップ１５の各ホイルの光軸方向の長さは、中心軸（主軸）から遠い位置での長さに比べて、主軸に近い位置での長さの方を短くなるように構成され、ホイルにより遮光される光の成分を少なくしている。またホイルトラップ１５を光入射側が凹になるような形状とすることにより放射角度が小さく強度の強いＥＵＶ光の透過率を改善することができる。【選択図】          図４
2008235754.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
極端紫外光源と、該光源から放射される極端紫外光を反射する反射ミラーの間に配置され、主軸から放射状に伸びる多数のホイルを備え、極端紫外光は通過するが極端紫外光源からのデブリは捕捉するホイルトラップにおいて、
極端紫外光が通過する領域の少なくとも一部において、上記主軸に平行な方向及び上記極端紫外光が通過する方向についての上記ホイルの長さが、上記主軸に遠い位置に比べて、主軸に近い位置のほうが短かい
ことを特徴とするホイルトラップ。
【請求項２】
上記光源から、上記ホイルの光源に対向する辺までの距離は、主軸に遠い位置に比べて主軸に近い位置のほうが長い
ことを特徴とするホイルトラップ。
【請求項３】
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温プラズマを発生させる一対の放電電極からなる放電部材と、
上記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、
上記放電部材と上記集光鏡との間に設けられるホイルトラップと、
上記集光された極端紫外光を取り出す上記容器に形成された光取り出し部と、
上記容器内を排気し容器内の圧力を調整する排気手段とを備えた極端紫外光光源装置において、
上記ホイルトラップは、請求項１または請求項２に記載のホイルトラップである
ことを特徴とする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、極端紫外光源である高温プラズマから放出されるデブリから集光鏡等を保護するホイルトラップ及びこのホイルトラップを用いた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、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（以下、ＥＵＶ（Ｅｘｔｒｅｍｅ  Ｕｌｔｒａ  Ｖｉｏｌｅｔ）光ともいう）を出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。
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、この高温プラズマからＥＵＶ光を取り出す方法がある。
【０００３】
このような方法を採用する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ＥＵＶ光源装置とＤＰＰ（Ｄｉｓｃｈａｒｇｅ  Ｐｒｏｄｕｃｅｄ  Ｐｌａｓｍａ：放電生成プラズマ）方式ＥＵＶ光源装置とに大きく分けられる（例えば非特許文献１参照）。
ＬＰＰ方式ＥＵＶ光源装置は、固体、液体、気体等のターゲットをパルスレーザで照射して発生する高温プラズマから放射されるＥＵＶ光を利用するものである。
一方、ＤＰＰ方式ＥＵＶ光源装置は、電流駆動によって生成した高温プラズマから放射されるＥＵＶ光を利用するものである。
ＤＰＰ方式ＥＵＶ光源における放電方式には、非特許文献１に記載されているように、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ピンチ方式等がある。ＤＰＰ方式ＥＵＶ光源は、ＬＰＰ方式ＥＵＶ光源と比較して、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光を放出する放射種、すなわち、高温プラズマ用原料として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（錫）イオンが注目されている。例えば、Ｓｎは、高温プラズマを発生させるための入力エネルギーに対する波長１３．５ｎｍのＥＵＶ光放射強度の比である変換効率がＸｅより数倍大きい。
【０００５】
図１１に、ＤＰＰ方式のＥＵＶ光源装置の構成例を示す。なお、ＤＰＰ方式のＥＵＶ光源装置には、同図に示すもの以外にも様々な構成例があるが、それについては非特許文献１等を参照されたい。
ＤＰＰ方式ＥＵＶ光源装置は、図１１に示すよう放電容器であるチャンバ１を有する。チャンバ１内には、例えば、放電部材であるリング状の第１の主放電電極４と第２の主放電電極５とが、リング状の絶縁材６を挟んで配置される。
第１の主放電電極４、第２の主放電電極５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６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。
チャンバ１は、導電材で形成された第１の主放電電極４側の第１の容器２と、同じく導電材で形成された第２の主放電電極５側の第２の容器３とから構成される。これらの第１の容器２と第２の容器３とは、上記絶縁材６により分離、絶縁されている。
ここで、チャンバ１の上記第２の容器３と第２の主放電電極５は接地されている。
【０００６】
チャンバ１の第１の容器２側に、ＥＵＶ放射種を含む原料ガスを供給するガス供給ユニット１０と接続されるガス導入口１１が設けられる。上記原料ガスは、ガス導入口を介して、チャンバ１内の高温プラズマ発生部７に供給される。
リング状の第１の主放電電極４、第２の主放電電極５、絶縁材６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。第１の主放電電極４および第２の主放電電極間５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放射種による高温プラズマ８が生成される。すなわち、高温プラズマ発生部７は、第１の主放電電極４、第２の主放電電極５、絶縁材６に包囲された空間内もしくはその空間近傍に位置する。
なお、第１の主放電電極４および第２の主放電電極５間の電力供給は、第１の主放電電極４および第２の主放電電極５に接続された高電圧パルス発生部９によりなされる。
【０００７】
チャンバ１の第２の容器３側には、容器内圧力（高温プラズマ発生部圧力）をモニタする圧力モニタ（不図示）が設けられている。また、高温プラズマ発生部７の圧力の調整や、チャンバ１内を排気するための排気ユニット（不図示）が、チャンバ１の第２の容器３側に設けられたガス排出口１２に接続されている。
また、チャンバ１の第２の容器３内には、ＥＵＶ集光鏡１３が設けられ、高温プラズマ発生部７において発生した高温プラズマ８から放射される極端紫外光（ＥＵＶ光）を集光する。
ＥＵＶ集光鏡１３は、例えば、径の異なる回転楕円体、または、回転放物体形状のミラーを複数枚具える。これらのミラーは、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る。このミラーは、例えば、ニッケル（Ｎｉ）等からなる平滑面を有する基体材料の反射面側に、ルテニウム（Ｒｕ）、モリブデン（ＭＯ）、およびロジウム（Ｒｈ）などの金属を緻密にコーティングすることで、０°〜２５°の斜入射角度のＥＵＶ光を良好に反射できるようにしたものである。
【０００８】
また、ＥＵＶ光源装置は、制御部（不図示）を有する。この制御部は、露光機の制御部からのＥＵＶ発光指令等に基づき、高電圧パルス発生部９、ガス供給ユニット１０、ガス排気ユニットを制御する。
例えば、制御部は、露光機の制御部からのＥＵＶ発光指令を受信すると、ガス供給ユニット１０を制御して、チャンバ１内の高温プラズマ発生部７に原料ガスを供給する。
また、図示しない圧力センサからの圧力データに基づき、チャンバ１内の高温プラズマ発生部７が所定の圧力となるよう、ガス供給ユニット１０からの原料ガス供給量を制御するとともに、ガス排気ユニットによる排気量を制御する。その後、ＥＵＶを放射する高温プラズマ８を発生させるため、高電圧パルス発生部９を制御して、第１の主放電電極４および第２の主放電電極５間に電力を供給する。
【０００９】
ＥＵＶ光の放射は以下のように行われる。
（１）ガス供給ユニット１０より第１の容器２側に設けられたガス導入口１１を介して放電用ガス（原料ガス）が導入される。
放電用ガスは、高温プラズマ発生部７で波長１３．５ｎｍのＥＵＶ光を放出する放射種を高効率に形成するための原料ガスであり、例えば、錫を放射種として用いる場合、ＳｎＨ4 （スタナン）があげられる。
（２）導入されたＳｎＨ4 はチャンバ１内を流れて、第２の容器側３に設けられたガス排出口１２に到達する。。ガス排出口１２には、真空ポンプ等のガス排気手段（不図示）を有するガス排気ユニットが接続されている。
すなわち、ガス排出口に到達した放電用ガスは、ガス排気ユニットが具えるガス排気手段により排気される。
【００１０】
（３）高温プラズマ発生部７の圧力は１〜２０Ｐａ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、制御部がチャンバ１に備えられた圧力モニタより出力される圧力データを受信する。制御部は受信した圧力データに基づき、ガス供給ユニット１０及びガス排気ユニットを制御して、チャンバ１内へのＳｎＨ4 の供給量ならびに排気量を調節することにより、高温プラズマ発生部７の圧力を所定の圧力に調節する。
（４）上記したように接地されている上記第２の容器３および第２の主放電電極５と、上記第１の容器２および第１の主放電電極４との間に、高電圧パルス発生部９からおよそ＋２０ｋＶ〜−２０ｋＶの高電圧パルス電圧が印加される。その結果、絶縁材表面に沿面放電（ｃｒｅｅｐｉｎｇ  ｄｉｓｃｈａｒｇｅ）が発生して第１の主放電電極４、第２の主放電電極間５は実質、短絡状態になり、第１の主放電電極４と第２の主放電電極５間にパルス状の大電流が流れる。
（５）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、第２の各主放電電極４，５間の高温プラズマ発生部７には、高温プラズマ８が発生し、このプラズマから波長１３．５ｎｍのＥＵＶ光が放射される。
（６）放射されたＥＵＶ光は、第２の主放電電極側５に設けられたＥＵＶ集光鏡１３により反射され、光出射部１４より図示を省略した露光機側光学系である照射部に出射される。
【００１１】
上述したＥＵＶ光源装置において、高温プラズマ８からは種々のデブリが発生する。それは、例えば、高温プラズマ８と接する金属（例えば、第１及び第２の主放電電極４，５）が上記プラズマ８によってスパッタされて生成する金属粉等のデブリや、放射種に起因するデブリ（例えば原料ガスとしてスタナンを使用する場合はＳｎやその化合物）である。
これらのデブリは、大きな運動エネルギーでＥＵＶ集光鏡１３にぶつかって反射面を削ったり、反射面上に堆積したりして、ＥＵＶ光の反射率を低下させる。
そのため、図１１に示すように、高温プラズマ８とＥＵＶ集光鏡１３との間には、ホイルトラップ１５が設けられる。ホイルトラップの働きは以下の通りである。
【００１２】
（１）高温プラズマ発生部７とＥＵＶ集光鏡１３との間にホイルトラップ１５を配置することにより、その空間がホイルによって分割され、コンダクタンスが小さくなり、圧力が高くなる。これにより、ガスの密度が上がり、デブリの衝突確率が増加する。したがって、デブリは運動エネルギーが減少し、ＥＵＶ集光鏡１３に衝突したとしても反射面が削られにくくなる。
（２）また、運動エネルギーが下がり速度が低下したデブリは、ホイルトラップ１５のホイルやホイルの支持体により捕捉され、デブリがＥＵＶ集光鏡１３の反射面上に堆積しにくくなる。しかし、ホイルトラップ１５は、高温プラズマからのＥＵＶ光は通過させられるものでなければならない。
【００１３】
ホイルトラップは、その一例が特許文献１、特許文献２に示され、特許文献２では「フォイル・トラップ」として記載されている。
図１２に、特許文献１に示されるようなホイルトラップの概略構成を示す。
ホイルトラップ１５は、ホイルトラップ１５の中心軸（図１２ではＥＵＶ光の光軸に一致）を中心として、半径方向に放射状に配置された、複数の薄膜（ホイル）または薄い平板（プレート）（以下薄膜と平板を合せて「ホイル１５ａ」と呼ぶ）と、この複数のホイル１５を支持する、同心円状に配置された内側リング１５ｂと外側リング１５ｃのリング状支持体とから構成されている。
ホイル１５ａは、その平面がＥＵＶ光の光軸に平行になるように配置され支持されている。そのため、ホイルトラップ１５を極端紫外光源（高温プラズマ）側から見ると、内側リング１５ｂと外側リング１５ｃの支持体の部分を除けば、ホイル１５ａの厚みしか見えない。したがって、高温プラズマからのＥＵＶ光のほとんどは、ホイルトラップ１５を通過することができる。
【００１４】
一方、ホイルトラップ１５の複数のホイル１５ａは、配置された空間を細かく分割することにより、その部分のコンダクタンスを下げて圧力を上げる働きをする。そのため、高温プラズマからのデブリは、ホイルトラップ１５により圧力が上がった領域で衝突確率が上がるために速度が低下する。速度が低下したデブリは、ホイルやホイルの支持体により捕捉されるものもある。
なお、ＤＰＰ方式ＥＵＶ光源装置においては、光軸上の光（高温プラズマから０°の角度（放射角が０°）で出射する光）は、露光には使用されず、むしろ存在しないほうが好ましい。そのため、内側リングは存在しても問題はなく、むしろ内部リングにより積極的に遮光することもある。
【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ー２６０，２００３年３月
【特許文献１】特表２００２−５０４７４６号公報
【特許文献２】特表２００４−２１４６５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
図１２に示したホイルトラップ１５において、各ホイル１５ａの光軸方向の長さや枚数は、ホイルトラップの光入射側において、デブリの運動エネルギーを十分に減少できる圧力が達成されるよう設定される。具体的には、ホイルトラップ１５のコンダクタンスＣを計算することによって求める。
一般にコンダクタンスＣは、以下の式で表される。
Ｃ＝Ｋ×ｄ4 ×Ｐ／Ｌ・・・・・・・Ａ
ここで、Ｋは定数、ｄは配管の直径、Ｌは配管の長さ、Ｐは平均圧力である。
図１３にホイルトラップの構造例を示し、同図（ａ）はホイルトラップ１５を高温プラズマの方向から見た図、同図（ｂ）（ｃ）はホイルトラップ１５の中心軸に沿った面での断面図であり、（ｂ）は矩形状のホイルを有する場合を示し、（ｃ）は扇型形状のホイルを有する場合を示す。
上記Ａ式を、図１３に示すホイルトラップ１５に適用すると、配管の直径ｄは図１３に示すホイルとホイルの間隔ｄに相当する。配管の長さＬは、ホイル１５ａのＥＵＶ光が通過する方向の長さに相当する。例えば、図１３（ｂ）においてはＥＵＶ光の光軸の方向の長さＬ、（ｃ）においてはＥＵＶ光が通過する方向に沿う長さＬに相当する（以下、この長さＬを「ホイルの幅」という）
以下では、ホイルトラップ１５の中心を通りホイル面に平行な軸（ホイルトラップ１５の中心軸、図１３においては中心支柱１５ｄの軸に相当）をホイルトラップ１５の主軸Ｃという。なお、ホイルトラップ１５は通常、ＥＵＶ光の光軸に沿って配置され、主軸ＣとＥＵＶ光の光軸は一致するので、以下では主軸Ｃを光軸ということもある。
【００１６】
コンダクタンスＣが大きくなると、気体が流れやすくなり、したがってホイルトラップの光入射側の圧力と光出射側の圧力との圧力差は低くなる。反対に、コンダクタンスＣが小さくなると、気体が流れにくくなり、ホイルトラップの光入射側の圧力と光出射側との圧力差は高くなる。
上式Ａより、ホイルトラップ１５の光入射側の圧力を所望の値に維持するためには、ホイルとホイルの間隔ｄを狭くし、コンダクタンスを小さくする必要があり、通常ホイル１５ａは１００枚から５００枚程度設けられる。
しかし、ホイルトラップにおいて、ホイルとホイルの間隔ｄは、外周に向かうほど（主軸Ｃから遠ざかるほど）広くなるので外周部にいたるほど圧力が低下する。その
ため、ホイルとホイルの間隔ｄが広くなる分は、ホイルの幅Ｌを長くして圧力を維持しなければならない。
従来、ホイルの幅Ｌは、ホイルトラップの最外周におけるホイルとホイルの間隔ｄにおいて、ホイルトラップの圧力差が所望の値になるコンダクタンスＣが得られるように、上式Ａに基づいて設定されており、その長さＬは、図１３に示すように、ホイルのどの位置でも一定であった。
【００１７】
一方、ホイルの幅Ｌは、次のような理由により、できるだけ短くしたいという要望がある。図１４を用いて説明する。図１４は、ホイル１５ａの面に平行に方向からホイル１５ａを見たときのＥＵＶ光の光路を示す図である。
上記したように、ホイルトラップ１５のホイル１５ａは厚みが薄く、その平面が光軸に平行になるように配置され支持されている。そのため、高温プラズマが光軸上の小さい点であれば、放射されるＥＵＶ光は、ホイル１５ａの平面に対して平行か、ほぼ平行になりホイルトラップ１５を通過する。
しかし、実際に電極で発生する高温プラズマ８はある大きさを有している。そのため、図１４に示すように、高温プラズマ８からは、ホイル１５ａの平面に対して斜めに入射する光（以下、斜めの光）も放射される。
ホイル１５ａの平面に対して斜めに入射した光は、その多くがホイル１５ａにより遮光され、集光鏡に達しない。特に、ホイルトラップの中心、即ち光軸に近づくほど、ホイルとホイルとの間隔が狭くなるのでホイル１５ａにより遮光される光の成分が多くなる。
【００１８】
前記したように、ＤＰＰ方式のＥＵＶ光源装置においては、光軸上（放射角０°）の光は利用されない。利用されるのは、放射角が約５°以上の光であり、放射角が約５°以上の光が、ＥＵＶ集光鏡により反射されて集光される。
しかし、高温プラズマ８から放射されるＥＵＶ光の強度は、光軸上（放射角０°）が最も大きく、放射角が大きくなるにつれて減少する角度分布を持っている。そのため、ＥＵＶ集光鏡の集光点において、大きな強度のＥＵＶ光を得るためには、光軸に近い放射角（約５〜２０°）の光を効率よく利用することが望まれる。
【００１９】
ところが、上記のように、光軸に近くなるほどホイル１５ａにより遮光される光の成分が多くなる。そのため、高温プラズマから放射される角度が小さく、強度の大きいＥＵＶ光の透過率が低くなり、得られるＥＵＶ光の強度も小さくなる。一方、ホイル幅Ｌが短くなれば、その分ホイルにより遮光される光の成分が減り、ＥＵＶ光の透過率がよくなるので、得られるＥＵＶ光の強度も大きくなる。
本発明は上記した事情に鑑みなされたものであって、本発明の目的は、デブリの運動エネルギーを低下させるための所望の圧力を維持しつつ、極端紫外光光源装置から放出されるＥＵＶ光の強度を大きくすることができ、また、高温プラズマからの放射角度が小さく、強度の大きいＥＵＶ光の透過率を改善することができるホイルトラップ及びこのホイルトラップを用いた極端紫外光光源装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
上記したように、ホイルの幅Ｌは、ホイルとホイルの間隔が最も広いくなるホイルトラップの最外周での幅ｄから設定される。
しかし、図１３（ａ）に示される通り、ホイル１５ａとホイル１５ａの間隔ｄは、主軸Ｃに近づくにしたがって狭くなり、上式Ａより、コンダクタンスＣは、その間隔ｄの４乗に比例して小さくなる。
そのため、ホイルの幅Ｌが一定であると、主軸Ｃに近い部分ではコンダクタンスは非常に小さくなり圧力が高くなるものと考えられる。
以上のことから、種々検討した結果、本発明者はホイルトラップの主軸Ｃ（光軸）に近い部分では、ホイル幅Ｌを短くしても所望の圧力を維持できるのではないか、ということを見出した。
【００２１】
ホイル幅Ｌを短くすると、その分コンダクタンスＣは大きくなる。しかし、前記式Ａによれば、コンダクタンスＣは、ホイルとホイルの間隔ｄが小さくなるとｄの４乗に比例して小さくなるのに対し、ホイルの幅Ｌが短くなってもコンダクタンスＣは、単に反比例して大きくなるだけである。そのため、ホイルとホイルの間隔ｄが狭い領域では、ホイルの幅Ｌが短くなることでのコンダクタンスへの影響は、非常に小さいと考えられる。
したがって、ホイルトラップの外周から内周に向かいホイルの間隔ｄが狭まるにしたがって、ホイルの幅Ｌを短くしても、所望の圧力は維持できると考えられる。
ホイルトラップの外周部分では、ホイルの間隔ｄが広いので、コンダクタンスＣはホイルの幅Ｌの長さの影響を受けやすくなり、ホイルの幅Ｌを短くすると所望の圧力を維持できない。したがって、ホイルトラップの外周部分でのホイルの幅Ｌは、従来と同様の長さのままとするのが望ましい。
ホイルトラップを上記のように構成することにより、ホイルトラップの光入射側の圧力を所望の値に維持したまま、ホイルトラップのホイルにより遮光される光の成分が少なくすることができる。
ここで、ホイルの形状としては、前記図１３（ｂ）あるいは（ｃ）に示したように矩形状あるいは扇型形状の場合が考えられるが、何れの形状の場合にも、ＥＵＶ光が通過する領域の少なくとも一部において、主軸Ｃに平行な方向及びＥＵＶ光が通過する方向におけるホイルの長さを、主軸Ｃから遠い位置に比べて、主軸Ｃに近い位置のほうの長さを短かくすれば、上記効果を得ることができる。
【００２２】
以上に基づき、本発明においては、次のようにして上記課題を解決する。
（１）極端紫外光が通過する領域の少なくとも一部において、上記主軸に平行な方向及び上記極端紫外光が通過する方向におけるホイルの長さを、主軸から遠い位置に比べて、主軸に近い位置のほうの長さを短かくする。
（２）上記（１）において、光源から、上記ホイルの光源に対向する辺までの距離を、主軸に遠い位置に比べて主軸に近い位置のほうを長くする。
すなわち、ホイルの光入射側の端が、主軸に近づくにしたがって、プラズマから遠ざかるように配置する。
（３）容器と、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、極端紫外光放射種を加熱して励起し高温プラズマを発生させる一対の放電電極からなる放電部材と、この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、上記放電部材と上記集光鏡との間に設けられるホイルトラップと、上記集光された極端紫外光を取り出す上記容器に形成された光取り出し部と、上記容器内を排気し容器内の圧力を調整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（１）または（２）のホイルトラップを使用する。
【発明の効果】
【００２３】
本発明においては、以下の効果を得ることができる。
（１）極端紫外光が通過する領域の少なくとも一部において、上記主軸に平行な方向及び上記極端紫外光が通過する方向におけるホイルの長さを、主軸から遠い位置に比べて、主軸に近い位置のほうの長さを短かくすることにより、ホイルトラップの光入射側の圧力を所望の値に維持したまま、ホイルトラップのホイルにより遮光される光の成分が少なくすることができる。
特に、光軸に近づくにつれてホイルの幅は短くなるので、高温プラズマからの放射角度が小さく強度の大きいＥＵＶ光の透過率が改善され、得られるＥＵＶ光の強度を大きくすることができる。
（２）光源から、上記ホイルの光源に対向する辺までの距離を、主軸に遠い位置に比べて主軸に近い位置のほうを長くすることにより、高温プラズマからＥＵＶ光が、従来に比べて、ホイルトラップの主軸から遠い位置、即ちホイルとホイルの間隔が広い位置に入射する。このため、ＥＵＶ光の透過率がさらに改善され、極端紫外光光源装置のＥＵＶ光の強度がより大きくなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
図１（ａ）〜（ｃ）は、本発明のホイルトラップのホイル１５ａの基本形状例を示す図であり、同図はホイルトラップを主軸に沿った面での断面図である。
図１（ａ）(i) ，(ii)は、ホイル１５ａの光源８（プラズマ）に近い方の辺を、主軸Ｃな垂直な平面に平行な直線状とし、光源８から遠い方の辺を、直線状あるいは円弧状に形成し、ホイルの幅（ホイルの主軸Ｃに沿う方向の長さ及びＥＵＶ光が通過する方向に沿う長さ）を、主軸Ｃに遠い位置での長さｂに比べて、主軸Ｃに近い位置での長さａの方を短くしたものである。すなわち、ホイルトラップの光出射側が凹になるようにしたものである。
図１（ｂ）(i) ，(ii)は、ホイル１５ａの光源８（プラズマ）に近い方の辺および遠い方の辺を共に直線状あるいは円弧状に形成し、ホイルの幅（ホイルの主軸Ｃに沿う方向の長さ及びＥＵＶ光が通過する方向に沿う長さ）を、主軸Ｃに遠い位置での長さｂに比べて、主軸Ｃに近い位置での長さａの方を短くしたものである。すなわち、ホイルトラップの光入射側及び光出射側が共に凹になるようにしたものである。
【００２５】
図１（ｃ）(i) ，(ii)は、ホイル１５ａの光源８（プラズマ）から遠い方の辺を、主軸Ｃな垂直な平面に平行な直線状とし、光源８に近い方の辺を、直線状あるいは円弧状に形成し、ホイルの幅（ホイルの主軸Ｃに沿う方向の長さ及びＥＵＶ光が通過する方向に沿う長さ）を、主軸Ｃに遠い位置での長さｂに比べて、主軸Ｃに近い位置での長さａの方を短くなるようにしたものである。すなわち、ホイルトラップの光入射側が凹になるようにしたものである。
ホイル１５ａを  図１（ａ）〜（ｃ）に示す形状とすることで、図２に示すように、ホイルトラップに入射する斜めの光の遮光される量が少なくすることができる。
図２は、ホイルにより遮光される光を説明する図であり、ホイル１５ａの面に平行に方向からホイル１５ａを見たときのＥＵＶ光の光路を示している。図２（ａ）（ｂ）（ｃ）は、それぞれ図１（ａ）（ｂ） (ｃ) に対応している。同図に示すように、ホイルトラップの内周側、主軸Ｃに近い位置でのホイル１５ａの幅が従来に比べて短いので、ホイル１５ａにより遮光される光の成分を減らすことができる。特に、高温プラズマから放射される、角度が小さく強度の大きいＥＵＶ光の透過率がよくなるので、得られるＥＵＶ光の強度も大きくなる。
【００２６】
図１（ｂ）（ｃ）に示すように、ホイル１５ａを、高温プラズマ８からホイル１５ａの辺までの距離が主軸Ｃに近づくにつれて長くなるように（換言すると、ホイルトラップの光入射側が凹になるように）配置することにより、次に示す理由により、さらにＥＵＶ光の透過率を改善することができる。
すなわち、前記図１３に示すように、ホイルトラップの中心、即ち主軸Ｃに近づくほど、ホイルとホイルとの間隔が狭くなり、単位面積あたりの開口（開効率）が小さくなる。そのため、ホイルトラップは主軸Ｃに近づくにつれて、ＥＵＶ光の透過率が低下する。
上記したように、ＥＵＶ光は、放射角度の小さい光のほうが、強度が大きい。しかし、上記のように、ホイルトラップの開口率は、主軸Ｃに近いくなるほど小さくなる。
そのため、高温プラズマから放射される角度が小さく、強度の大きいＥＵＶ光の透過率が低くなり、得られるＥＵＶ光の強度も小さくなる。
【００２７】
ここで、図３（ａ）に示すように、放射角度が同じであっても、ホイル１５ａの端が高温プラズマから遠ざかることにより、ＥＵＶ光は、ホイルトラップ１５の主軸Ｃから遠い開口率の大きい位置に入射する。即ち、ホイル１５ａの光入射側の端が高温プラズマ８から遠ければ遠いほど、高温プラズマ８からの放射角度が小さい強度の大きいＥＵＶ光の透過率が改善されることになる。
しかし、単にホイルトラップ１５を高温プラズマ８から遠ざけて配置することは、装置の大型化につながるので、できない。
そこで、図３（ｂ）のように、ホイル１５ａの光入射側の端が、主軸Ｃに近づくにしたがって、プラズマから遠ざかるように、即ち光源からホイル１５ａまでの距離が、主軸Ｃに遠い位置に比べて主軸Ｃに近い位置のほうが長くする。このようにすることで、放射角度が小さく強度の強いＥＵＶ光が、ホイルトラップの主軸Ｃから遠く開口率の大きい位置に入射する。したがって、ＥＵＶ光の透過率が改善される。
【００２８】
図４は、図１（ｃ）に示すようにホイルトラップの光入射側が凹になるように構成したホイルトラップ１５を取り付けた本発明の第１の実施例のＥＵＶ光源装置の構成を示す図である。
ホイルトラップのホイルの形状以外の構成、ＥＵＶ光発生のメカニズムは、図１１に示したものと同様である。なお、同図においては、ホイルトラップ１５はホイルの形状が分かりやすいように断面図で示している。
前記したように、チャンバ１内へのＳｎＨ4 が供給され、第１の主放電電極４と第２の主放電電極５との間に、高電圧パルス発生部９からおよそ＋２０ｋＶ〜−２０ｋＶの高電圧パルス電圧が印加される。
その結果、第１の主放電電極４と第２の主放電電極５間にパルス状の大電流が流れ、第１、第２の各主放電電極４，５間の高温プラズマ発生部７には、高温プラズマ８が発生し、このプラズマから波長１３．５ｎｍのＥＵＶ光が放射される。
放射されたＥＵＶ光は、第２の主放電電極側５に設けられたＥＵＶ集光鏡１３により反射され、光出射部１４より図示を省略した露光機側光学系である照射部に出射される。
【００２９】
高温プラズマ８からは種々のデブリが発生するが、高温プラズマ発生部７とＥＵＶ集光鏡１３との間にホイルトラップ１５が配置されており、これにより、前述したようにデブリの運動エネルギーが減少し、デブリはホイルトラップ１５のホイルやホイルの支持体により捕捉され、デブリがＥＵＶ集光鏡１３の反射面上に堆積しにくくなる。
本実施例では、ホイルの幅を、主軸Ｃに遠い位置での長さに比べて、主軸Ｃに近い位置での長さの方を短くなるようにしたので、ホイルトラップ１５の光入射側の圧力を所望の値に維持したまま、ホイルトラップのホイルにより遮光される光の成分が少なくすることができる。
さらに、ホイルトラップの光入射側が凹になるように構成したホイルトラップ１５を用いているので、放射角度が小さく強度の強いＥＵＶ光を、ホイルトラップの主軸Ｃから遠く、開口率の大きい位置に入射させることができ、ＥＵＶ光の透過率を改善することができる。
【００３０】
図５、図６、図７、図８に図１（ｃ）に示したホイル１５ａの形状を基にした変形例を示す。
図５（ａ）は、プラズマ８から遠い側の辺を円弧、近い側の辺を直線とし、主軸Ｃに近い部分の幅を、光軸から遠い部分の幅より短くしたものである。図５（ｂ）は、プラズマから遠い側の辺も近い側の辺も直線とした三角形状にし、主軸Ｃに近い部分の幅を、主軸Ｃから遠い部分の幅より短くしたものである。
図６（ａ）は、プラズマ８から遠い側の辺を円弧、近い側の辺を直線とし、ＥＵＶ光強度が大きい光軸に近い部分のみ、主軸Ｃに近い部分の幅を、主軸Ｃから遠い部分の幅より短くしたものである。図６（ｂ）は、プラズマ８から遠い側の辺及び近い側の辺を直線とし、ＥＵＶ光強度が大きい光軸に近い部分のみ、主軸Ｃに近い部分の幅を、主軸Ｃから遠い部分の幅より短くしたものである。なお、図５、図６における放射角は、ＥＵＶ光が放射される角度である。
【００３１】
図７（ａ）は、プラズマ８から遠い側の辺を円弧、近い側の辺を直線とし、ホイル１５ａの光軸に極めて近く集光鏡により反射しない光が入射する部分（有効光範囲外）は幅を少し太くし、その他の部分（有効光範囲）は図５（ａ）と同様に構成したものである。
図７（ｂ）は、プラズマ８から遠い側の辺、及び近い側の辺を直線とし、ホイル１５ａの光軸に極めて近く集光鏡により反射しない光が入射する部分（有効光範囲外）は幅を少し長くし、その他の部分（有効光範囲）は図５（ｂ）と同様に構成したものである。
このような形状にすると、ホイルトラップを組み立てる際に、光軸上に設ける中心支柱１５ｄにホイル１５ａを取り付けやすくなり、またホイル１５ａの強度も高くすることができる。
図８（ａ）は、プラズマ８から遠い側の辺を円弧、近い側の辺を階段状とし、主軸Ｃに近い部分の幅を、主軸Ｃから遠い部分の幅より短くしたものである。図８（ｂ）は、プラズマ８から遠い側の辺を直線、プラズマ８から近い側の辺を階段状とし、主軸Ｃに近い部分の幅を、主軸Ｃから遠い部分の幅より短くしたものである。
【００３２】
図９に、ホイルトラップなし、従来のホイルトラップ及び本発明のホイルトラップ（図４に示した実施例）を用いた場合の光出射部１４におけるＥＵＶ光の強度を示す。同図において、横軸は光軸からの角度、縦軸はＥＵＶ光強度（相対値）を示す。なお、光軸からの角度は、集光鏡の入射角で表したものである。
曲線Ａは、ホイルトラップを用いない場合のＥＵＶ光強度、曲線Ｂは、図５（ａ）のホイルを用いた場合のＥＵＶ光強度、曲線Ｃは、従来の図１３（ｂ）のホイルを用いた場合のＥＵＶ光強度である。
同図に示される通り、従来のホイル図１３（ｂ）を用いた場合、光軸に近い放射角度（例えば２°以下）の光がほとんど透過しない。これに対し、本願のホイル図５（ａ）を使用すると、光軸に近い放射角度のＥＵＶ光強度が大きくなる。ＥＵＶ光の透過率が飛躍的に改善される。
【００３３】
図１０は、図１（ｃ）に示すようにホイルトラップの光入射側が凹になるように構成したホイルトラップ１５を取り付けた本発明の第２の実施例のＥＵＶ光源装置の構成を示す図である。
本実施例は、放電部に回転する電極を用いた場合の構成例である。上記実施例と同様、ホイルトラップ１５は、高温プラズマ８を発生する放電部２０とＥＵＶ集光鏡１３との間に設けられる。
チャンバ１は、放電部２０が設けられる第１の容器２と、ＥＵＶ集光鏡が設けられる第２の容器３とから構成され、チャンバ１には、第１の容器２、第２の容器３内を排気するための排気ユニット２７ａ，２７ｂと、バッファガスなどを供給するガス供給ユニット２８が接続されている。
放電部２０は、金属製の円盤状部材である第１の主放電電極２１と、同じく金属製の円盤状部材である第２の主放電電極２２とが絶縁材２３を挟むように配置された構造である。
第１の放電電極２１の中心と第２の放電電極２２の中心とは略同軸上に配置され、第１の放電電極２１と第２の放電電極２２は、絶縁材２３の厚みの分だけ離間した位置に固定される。ここで、第２の放電電極２２の直径は、第１の放電電極２１の直径よりも大きい。また、絶縁材２３の厚み、すなわち、第１の放電電極２１と第２の放電電極２２の離間距離は１ｍｍ〜１０ｍｍ程度である。
【００３４】
第２の放電電極２２には、モータ２４の回転シャフト２４ａが取り付けられている。ここで、回転シャフト２４ａは、第１の放電電極２１の中心と第２の放電電極２２の中心が回転軸の略同軸上に位置するように、第２の放電電極２２の略中心に取り付けられる。
回転シャフト２４ａは、例えば、メカニカルシールを介してチャンバ１内に導入される。メカニカルシールは、チャンバ１内の減圧雰囲気を維持しつつ、回転シャフトの回転を許容する。
第２の放電電極２２の一側面には、例えばカーボンブラシ等で構成される第１の摺動子２１ａおよび第２の摺動子２２ａが設けられている。第２の摺動子２２ａは第２の放電電極２２と電気的に接続される。一方、第１の摺動子２１ａは第２の放電電極２２を貫通する貫通孔を介して第１の放電電極２１と電気的に接続される。なお、図示を省略した絶縁機構により、第１の放電電極２１と電気的に接続される第１の摺動子２１ａと第２の放電電極との間では絶縁破壊が発生しないように構成されている。
【００３５】
第１の摺動子２１ａと第２の摺動子２２ａは摺動しながらも電気的接続を維持する電気接点であり、高電圧パルス発生部９と接続される。高電圧パルス発生部９は、第１の摺動子２２ａ、第２の摺動子２２ｂを介して、第１の放電電極２１と第２の放電電極２２との間にパルス電力を供給する。
すなわち、モータ２４が動作して第１の放電電極２１と第２の放電電極２２とが回転していても、第１の放電電極２１と第２の放電電極２２との間には、第１の摺動子２１ａ、第２の摺動子２２ａを介して、高電圧パルス発生部９よりパルス電力が印加される。
高電圧パルス発生部９は、コンデンサと磁気スイッチとからなる磁気パルス圧縮回路部（図示せず）を介して、負荷である第１の放電電極２１と第２の放電電極２２との間にパルス幅の短いパルス電力を印加する。なお、高電圧パルス発生部９から第１の摺動子２１ａ、第２の摺動子２２ａとの配線は、図示を省略した絶縁性の電流導入端子を介してなされる。電流導入端子は、チャンバ１に取り付けられ、チャンバ１内の減圧雰囲気を維持しつつ、高電圧パルス発生部９から第１の摺動子２１ａ、第２の摺動子２２ａとの電気的接続を可能とする。
【００３６】
金属製の円盤状部材である第１の放電電極２１、第２の放電電極２２の周辺部は、エッジ形状に構成される。後で示すように、高電圧パルス発生部９より第１の放電電極２１、第２の放電電極２２に電力が印加されると、両電極２１，２２のエッジ形状部分間で放電が発生する。
電極２１，２２は、高温プラズマにより高温となるので、第１の主放電電極２１、第２の主放電電極２２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。
第２の放電電極２２の周辺部には溝部が設けられ、この溝部にＥＵＶ光発生種である固体Ｓｎや固体Ｌｉが供給される。ＥＵＶ放射種の供給は、原料供給ユニット２６より行なわれる。
原料供給ユニット２６を用いる場合、ＥＵＶ放射種である原料のＳｎやＬｉは加熱されて液化され、第２の放電電極２２の溝部２２ｂに供給される。この場合、ＥＵＶ光源装置は、原料供給ユニット２５が上側に、ＥＵＶ光出射部１４が横方向に位置するように構成される。すなわち、図１０に示すＥＵＶ光源装置は、反時計周りに９０度回転した構成となる。
なお、原料供給ユニット２６から、固形のＳｎやＬｉを定期的に第２の放電電極の溝部に供給するように構成してもよい。
【００３７】
モータ２４は一方向にのみ回転し、モータ２４が動作する事により回転シャフト２４ａが回転し、回転シャフト２４ａに取り付けられた第２の放電電極２２及び第１の放電電極２１が一方向に回転する。第２の放電電極２２の溝部に配置もしくは供給されたＳｎまたはＬｉは移動する。
一方、チャンバ１には、第２の放電電極２２の回転によりＥＵＶ集光部側に移動したＳｎまたはＬｉに対してレーザ光を照射するレーザ照射器２５が設けられる。レーザ照射器２５からのレーザ光は、チャンバ１に設けられた不図示のレーザ光透過窓部、レーザ光集光手段を介して、上記ＥＵＶ集光部側に移動したＳｎまたはＬｉ上に集光して照射される。
上記したように、第２の放電電極２２の直径は、第１の放電電極２１の直径よりも大きい。よって、レーザ光は、第１の放電電極２１の側面を通過して第２の放電電極２２の溝部に照射されるように容易にアライメントすることができる。
【００３８】
放電部２０からのＥＵＶ光の放射は以下のようにして行われる。
レーザ照射器２５より、レーザ光がＳｎまたはＬｉに照射される。レーザ光が照射されたＳｎまたはＬｉは、第１の放電電極２１、第２の放電電極２２間で気化し、一部は電離する。このような状態下で、第１、第２の放電電極２１，２２間に高電圧パルス発生部９より電圧が約＋２０ｋＶ〜−２０ｋＶであるようなパルス電力を印加すると、第１の放電電極２１、第２の放電電極２２の周辺部に設けられたエッジ形状部分間で放電が発生する。このとき第１の放電電極２１、第２の放電電極２２間で気化したＳｎまたはＬｉの一部電離した部分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、両電極間の周辺部には、気化したＳｎまたはＬｉによる高温プラズマ８が形成され、この高密度高温プラズマ８から波長１３．５ｎｍのＥＵＶ光が放射される。
放射された光は、ホイルトラップ１５を介し、ＥＵＶ集光鏡１３に入射し、中間集光点に集光され、ＥＵＶ光出射部１４ＥＵＶ光光源装置外に出射する。
高温プラズマ８からは種々のデブリが発生するが、高温プラズマ発生部７とＥＵＶ集光鏡１３との間にホイルトラップ１５が配置されており、これにより、前述したようにデブリの運動エネルギーが減少し、デブリはホイルトラップ１５のホイルやホイルの支持体により捕捉され、デブリがＥＵＶ集光鏡１３の反射面上に堆積しにくくなる。
本実施例においても、図４に示した実施例と同様、ホイルトラップ１５の光入射側の圧力を所望の値に維持したまま、ホイルトラップのホイルにより遮光される光の成分が少なくすることができる。
また、光入射側が凹になるように構成したホイルトラップ１５を用いているので、放射角度が小さく強度の強いＥＵＶ光を、ホイルトラップの主軸Ｃから遠く、開口率の大きい位置に入射させることができ、ＥＵＶ光の透過率を改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明のホイルトラップのホイルの基本形状例を示す図である。
【図２】本発明のホイルトラップにおいて、ホイルにより遮光される光を説明する図である。
【図３】ホイルを図１（ｂ）（ｃ）に示す形状とすることにより、ＥＵＶ光の透過率が改善される理由を説明する図である。
【図４】本発明のホイルトラップを用いた第１の実施例のＥＵＶ光源装置の構成を示す図である。
【図５】本発明におけるホイル形状の変形例を示す図（１）である。
【図６】本発明におけるホイル形状の変形例を示す図（２）である。
【図７】本発明におけるホイル形状の変形例を示す図（３）である。
【図８】本発明におけるホイル形状の変形例を示す図（４）である。
【図９】ホイルトラップなし、従来のホイルトラップ及び本発明のホイルトラップを用いた場合のＥＵＶ光の強度を示す図である。
【図１０】本発明のホイルトラップを用いた第２の実施例のＥＵＶ光源装置の構成を示す図である。
【図１１】ＤＰＰ方式のＥＵＶ光源装置の構成例を示す図である。
【図１２】従来のホイルトラップの概略構成を示す図である。
【図１３】従来のホイルトラップの構造例を示す図である。
【図１４】従来のホイルトラップにおいてホイルにより遮光される光を説明する図である。
【符号の説明】
【００４０】
１      チャンバ
２      第１の容器
３      第２の容器
４      第１の主放電電極
５      第２の主放電電極
６      絶縁材
７      高温プラズマ発生部７
８      高温プラズマ
９      高電圧パルス発生部
１０    ガス供給ユニット
１１    ガス導入口
１２    ガス排出口
１３    ＥＵＶ集光鏡
１４    光出射部
１５    ホイルトラップ
１５ａ  ホイル
２０    放電部
２１    第１の主放電電極
２２    第２の主放電電極
２３    絶縁材
２４    モータ
２５    レーザ照射器
２６    原料供給ユニット
２７ａ  光源部ガス排気ユニット
２７ｂ  ガス排気ユニット
２８    ガス供給ユニット
【図１】
2008235754.tif 000003
【図２】
2008235754.tif 000004
【図３】
2008235754.tif 000005
【図４】
2008235754.tif 000006
【図５】
2008235754.tif 000007
【図６】
2008235754.tif 000008
【図７】
2008235754.tif 000009
【図８】
2008235754.tif 000010
【図９】
2008235754.tif 000011
【図１０】
2008235754.tif 000012
【図１１】
2008235754.tif 000013
【図１２】
2008235754.tif 000014
【図１３】
2008235754.tif 000015
【図１４】
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