(57)【要約】    【課題】プラズマの放射発散を安定化させるための装置、特に極紫外線を発生させるための装置において、ターゲットビームへのエネルギー投入により発生するプラズマから短波長線、特にＥＵＶ線を安定に発生させるための新たな可能性を提供し、ターゲットビームへの励起線のカップリングの変化による強度変動を最小限にとどめる。    【解決手段】相互作用部位（３１）として設けられた交点にしてターゲットビーム（１）の放射方向とエネルギービーム（２）の放射方向との前記交点に対する両放射方向の少なくとも一方のずれを時間的に連続して検出するための測定手段（５１，５２）であって、相互作用部位（３１）に対する両放射方向の指向性を制御するための制御量として適した出力信号を有している前記測定手段（５１，５２）と、ターゲットビーム（１）の放射方向とエネルギービーム（２）の放射方向との少なくとも一方を測定手段（５１，５２）の出力信号に依存して調整して追従制御するための制御回路としてのアクチュエータ（５４，５５）とを設ける。    【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラズマの放射発散を安定化させるための装置、特に極紫外線を発生させるための装置であって、光束化したエネルギービーム（２）がターゲットに対し指向され、ターゲットがターゲットビーム（１）として構成され、且つエネルギービーム（２）の放射方向に対しほぼ直交する放射方向を有している前記装置において、
相互作用部位（３１）として設けられた交点にしてターゲットビーム（１）の放射方向とエネルギービーム（２）の放射方向との前記交点に対する両放射方向の少なくとも一方のずれを時間的に連続して検出するための測定手段（５１，５２）であって、相互作用部位（３１）に対する両放射方向の指向性を制御するための制御量として適した出力信号を有している前記測定手段（５１，５２）と、
ターゲットビーム（１）の放射方向とエネルギービーム（２）の放射方向との少なくとも一方を測定手段（５１，５２）の出力信号に依存して調整して追従制御するための制御回路としてのアクチュエータ（５４，５５）と、
が設けられていることを特徴とする装置。
【請求項２】
相互作用部位（３１）で放射方向のずれを検出するための測定手段（５１）が、ターゲットビーム（１）の放射方向とエネルギービーム（２）の放射方向とに対し直交するように指向している次元内に設けられ、測定手段（５１）がほぼエネルギービーム（２）の軸線方向に配置されていることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記次元内に、ターゲットビーム（１）の位置を検出するための測定手段が設けられ、エネルギービーム（２）の軸線に対し法線方向の法線面内に空間解像性のセンサ（５１）が配置されていることを特徴とする、請求項２に記載の装置。
【請求項４】
空間解像性のセンサ（５１）が、ターゲットビーム（１）を照射するための光源（５７）に対し、該センサの受光面にターゲットビーム（１）の特徴的な強度模様（１２）が結像するように配置されている光学センサであることを特徴とする、請求項３に記載の装置。
【請求項５】
センサ（５１）がくさび状の受光面（５１２）を備えたフォトダイオード（５１１）であり、前記次元におけるターゲットビーム（１）の位置変化に対し、出力信号としての光電圧（５１４）の線形的変化が関連づけられていることを特徴とする、請求項４に記載の装置。
【請求項６】
センサ（５１）が受光セル（５１７）であり、ターゲットビーム（１）の位置変化に対し、結像した特徴的な強度模様（１２）のゼロ位置（Ｎ）に対し変化した位置が関係づけられ、変化した位置とゼロ位置（Ｎ）との差、有利には重心（Ｓ）の差が出力信号であることを特徴とする、請求項４に記載の装置。
【請求項７】
センサ（５１）が２つの受光面（５１２）を有し、ターゲットビーム（１）の位置が変化したときに、出力信号である変化した差動光電圧（５１５）を検出可能であることを特徴とする、請求項４に記載の装置。
【請求項８】
センサ（５１）が互いにくさび状に先細りになった２つの受光面（５１２）を有し、ターゲットビーム（１）の位置が変化したときに、出力信号である変化した差動光電圧（５１５）を検出可能であることを特徴とする、請求項７に記載の装置。
【請求項９】
差動光電圧（５１５）を付属のターゲット位置に対し校正するため２つの繰り返しステップが設けられ、これら繰り返しステップは周期的に反復可能であることを特徴とする、請求項７または８に記載の装置。
【請求項１０】
第１のステップで、エネルギービーム（２）に対する標準位置におけるターゲットビーム（１）の位置を第１の差動光電圧（Ｕ１）として測定可能であり、アクチュエータを用いて所定の相対変位（Δｘ）を実施させた後、第２の差動光電圧（Ｕ２）を検出可能であり、距離に関し標準化した測定手段の出力信号を発生させるための線形関数がａ＝Δｘ／（Ｕ１−Ｕ２）の勾配を有していることを特徴とする、請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
エネルギービーム（２）としてのレーザービーム（２１）の方向ずれを検出するための測定手段（５２）が互いに直交する２つの次元内に設けられ、空間解像性のセンサ（５２）がレーザービーム（２１）の軸線に対する法線面内に配置されていることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項１２】
空間解像性のセンサ（５２）が４分割検出器であることを特徴とする、請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
ターゲットビーム（１）とエネルギービーム（２）との間の位置変化を補償するため、エネルギービーム（２）を追従制御するためのアクチュエータ（５５）が設けられ、測定手段（５２）の出力信号がエネルギービーム（２）を偏位させるための調整信号として設けられていることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項１４】
アクチュエータ（５５）として、エネルギービーム（２）として使用するレーザービーム（２１）の角度を変位させるために回動可能なミラー（２２）が１つの次元内に配置され、ミラー（２２）が、少なくとも、ターゲットビーム（１）の放射方向に対し平行な軸線のまわりに回動可能であることを特徴とする、請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
アクチュエータ（５５）として、エネルギービーム（２）として使用するレーザービーム（２１）の角度を変位させるために回動可能なミラー（２２）が１つの次元内に配置され、ミラー（２２）が、補助的に、ターゲットビーム（１）の放射方向に対し直交する軸線のまわりに回動可能であり、その結果プラズマ（３）を、よってビーム（４）の放射源部位を変更可能であることを特徴とする、請求項１４に記載の装置。
【請求項１６】
アクチュエータ（５５）として、エネルギービーム（２）として使用する電子ビームの角度を偏位させるための電磁偏位ユニットが設けられ、偏位ユニットが、ターゲットビーム（１）の放射方向に対し直交する少なくとも１つの偏位面を有していることを特徴とする、請求項１３に記載の装置。
【請求項１７】
ターゲットビーム（１）とエネルギービーム（２）との間の位置変化を補償するため、ターゲットビーム（１）を追従制御するためのアクチュエータ（５４）が設けられ、測定手段（５４）の出力信号がターゲットビーム（１）の射出ノズル（１１）の位置を操作するための調整信号として設けられていることを特徴とする、請求項２に記載の装置。
【請求項１８】
射出ノズル（１１）がターゲットビーム（１）の法線面内で１次元運動可能であり、この運動がターゲットビーム（１）とエネルギービーム（２）によって張られた面に対し直交する方向に指向していることを特徴とする、請求項１７に記載の装置。
【請求項１９】
射出ノズル（１１）が、ターゲットビーム（１）の放射方向に対し直交する方向に、エネルギービーム（２）に対し平行な軸線のまわりを回動可能であることを特徴とする、請求項１７に記載の装置。
【請求項２０】
ターゲットビーム（１）の位置を検出するための測定手段（５１，５１’）が互いに直交する２つの次元内に設けられ、エネルギービーム（２）の軸線に対し平行に空間解像性のセンサ（５１）が配置され、これに対し直交する方向に他のセンサ（５１’）が配置されていることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項２１】
ターゲットビーム（１）とエネルギービーム（２）との間の位置変化を補償するため、ターゲットビーム（１）を追従制御するためのアクチュエータ（５４）が２つの次元内に設けられ、互いに直行する空間解像性のセンサ（５１，５１’）の出力信号がターゲットビーム（１）の射出ノズル（１１）を２次元変位させるための調整信号として設けられていることを特徴とする、請求項２０に記載の装置。
【請求項２２】
射出ノズル（１１）がターゲットビーム（１）の法線面内でマイクロマニピュレータを用いて２次元運動可能であることを特徴とする、請求項２１に記載の装置。
【請求項２３】
プラズマ（３）を所定の軌道曲線に沿って所定どおりに移動させるために、測定要素（５１，５２）および調整要素（５３）と組み合わせてターゲットビーム（１）およびエネルギービーム（２）のアクチュエータ（５４，５５）が設けられ、調整要素（５３）が、測定要素（５１，５２）の出力信号に応じて、相互作用部位（３１）の調整すべき時間的変化をアクチュエータ（５４，５５）に対する修正調整量として提供することを特徴とする、請求項１３または２１に記載の装置。
【請求項２４】
エネルギービーム（２）の軸線に対し直交する方向でのターゲットビーム（１）の偏位成分とエネルギービーム（２）の軸線に対し平行な方向でのターゲットビーム（１）の偏位成分とを１つの空間解像性センサ（５１）で測定できるように、ターゲットビーム（１）の放射方向に対し直交する２つの次元内に、ターゲットビーム（１）の位置を検出するための測定手段が配置されていることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項２５】
空間解像性のセンサ（５１）が、エネルギービーム（２）の平行方向または直交方向に対し適宜選定した角度、有利には４５゜だけ異なっている角度で配置され、調整すべき座標方向への投影を出力信号として検出可能であることを特徴とする、請求項２４に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラズマの放射発散を安定化させるための装置、特に極紫外線（ＥＵＶ線）を発生させるための装置であって、光束化したエネルギービームがターゲットに対し指向され、ターゲットがターゲットビームとして構成され、且つエネルギービームの放射方向に対しほぼ直交する放射方向を有している前記装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＥＵＶ線を発生させるため、レーザーで生成されるプラズマ（ＬＰＰ）が使用されることが多い。この場合いわゆるターゲットがレーザーで照射され、これによってターゲットが加熱されて、そこから主に極紫外（ＥＵＶ）スペクトル範囲に成分をもつ特徴的な温度輻射線が放出される。実際にはターゲットがレーザービームと「うまく」衝突するのは時間的に異なっており、ＥＵＶ線の強度は時間的に変動する。多くの適用例に対しては、特に半導体リソグラフィー用の放射源として適用する場合には、ＥＵＶスペクトル範囲で放出される放射出力の時間的変動は極めてわずかでなければならない。
【０００３】
従来の技術では、可能な限り高密度で発散性の少ない定常材料流を保証するようなターゲットビームの形態のターゲットを使用する解決法が認められている。この種のターゲットビームは典型的には０．０１ｍｍと０．１ｍｍの間の径を有している。
【０００４】
ターゲットビームに対し指向させたレーザービームは、プラズマを発生させるためにフォーカシングされねばならない。典型的には、（相対的に）独立の２つの発生システム内での振動或いは他の変動がターゲットビームおよびレーザービームの方向を不安定にさせ、したがってターゲット材に対するレーザービームのカップリング効率が時間的に変動し、ＥＵＶの放出が不均一になる。
【０００５】
多くの特許公報および公開公報には、種々のターゲットのレーザー放射によりＥＵＶ線を発生させるための装置および方法が記載されている。このターゲットの多く、特にいわゆる質量限定ターゲットの共通点は、サブミリメートル範囲の小さな拡がりを２つの次元内に有しているか（たとえば特許文献１の「ジェットターゲット」または特許文献２の「滴・霧」）、或いは、３つの次元内に有している（特許文献３の「滴」）ことである。これら特許文献のいずれもにも、ターゲットに対するレーザー光線のカップリング効率を時間的に一定にすることを監視または保証することに関し記載はない。
【０００６】
【特許文献１】H. Herz  ＷＯ９７／４０６５０，ＥＰ０８９５７０６
【特許文献２】M. Schmidt  ＷＯ０１／３０１２２Ａ１
【特許文献３】E. Noda  ＥＰ０１８６４９１Ｂ１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の課題は、ターゲットビームへのエネルギー投入により発生するプラズマから短波長線、特にＥＵＶ線を安定に発生させるための新たな可能性を提供し、ターゲットビームへの励起線のカップリングの変化による強度変動を最小限にとどめることである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この課題は、本発明によれば、プラズマの放射発散を安定化させるための装置、特に極紫外線を発生させるための装置であって、光束化したエネルギービームがターゲットに対し指向され、ターゲットがターゲットビームとして構成され、且つエネルギービームの放射方向に対しほぼ直交する放射方向を有している前記装置において、相互作用部位として設けられた交点にしてターゲットビームの放射方向とエネルギービームの放射方向との前記交点に対する両放射方向の少なくとも一方のずれを時間的に連続して検出するための測定手段であって、相互作用部位に対する両放射方向の指向性を制御するための制御量として適した出力信号を有している前記測定手段と、ターゲットビームの放射方向とエネルギービームの放射方向との少なくとも一方を測定手段の出力信号に依存して調整して追従制御するための制御回路としてのアクチュエータとが設けられていることによって解決される。
【０００９】
有利には、相互作用部位で放射方向のずれを検出するための測定手段が、ターゲットビームの放射方向とエネルギービームの放射方向とに対し直交するように指向している線形的次元内に設けられ、測定手段がほぼエネルギービームの軸線方向に配置されているのがよい。
【００１０】
この場合、前記次元内に、ターゲットビームの位置を検出するための測定手段が設けられ、エネルギービームの軸線に対し法線方向の法面内に空間解像性のセンサが配置されているのが合目的である。
【００１１】
空間解像性のセンサは、ターゲットビームを照射するための光源に対し、該センサの受光面にターゲットビームの特徴的な強度模様が結像するように配置されている光学センサであるのが合目的である。
【００１２】
光学センサとしては、くさび状の受光面を備えたフォトダイオードを使用するのが有利であり、この場合前記次元におけるターゲットビームの位置変化に対し、出力信号としての光電圧の線形的変化が関連づけられている。
【００１３】
他方センサは受光セル（たとえばＣＣＤ、フォトダイオードセルなど）であってもよく、この場合ターゲットビームの位置変化に対し、結像した特徴的な強度模様のゼロ位置に対し変化した位置が関係づけられ、変化した位置とゼロ位置との差、有利には重心の差が出力信号である。
【００１４】
第３の実施形態では、空間解像性のセンサが２つの受光面を有し、ターゲットビームの位置が変化したときに、出力信号である変化した差動光電圧を検出可能である。
【００１５】
特に有利なのは、光学センサが互いにくさび状に先細りになった２つの受光面を有し、ターゲットビームの位置が変化したときに、出力信号である変化した差動光電圧を検出可能であることである。この２セルフォトダイオード装置は、くさび状の（三角形の）受光面が直径方向に指向する中間細条部により補完されて平行四辺形、有利には長方形を形成するならば、デッドゾーンなしで作動する。
【００１６】
差動光電圧を付属のターゲット位置に対し校正するため２つの繰り返しステップが設けられているのが合目的である。これら繰り返しステップは周期的に反復可能である。この場合第１のステップで、エネルギービームに対する標準位置におけるターゲットビームの位置を第１の差動光電圧Ｕ１として測定可能であり、アクチュエータを用いて所定の相対変位Δｘを実施させた後、第２の差動光電圧Ｕ２を検出可能であり、距離に関し標準化した測定手段の出力信号を発生させるための線形関数がａ＝Δｘ／（Ｕ１−Ｕ２）の勾配を有している。
【００１７】
有利には、エネルギービームとしてのレーザービームの方向ずれを検出するための測定手段が互いに直交する２つの次元内に設けられ、空間解像性のセンサがレーザービームの軸線に対する法線面内に配置されているのがよい。この場合、空間解像性のセンサは４分割検出器であるのが有利である。
【００１８】
ターゲットビームとエネルギービームとの間の位置変化を補償するため、エネルギービームを追従制御するためのアクチュエータが設けられ、測定手段の出力信号がエネルギービームを偏位させるための調整信号として設けられているのが合目的である。特に有利なのは、アクチュエータとして、エネルギービームとして使用するレーザービームの角度を変位させるために回動可能なミラーが１つの次元内に配置され、ミラーが、少なくとも、ターゲットビームの放射方向に対し平行な軸線のまわりに回動可能であることである。
【００１９】
エネルギービームとして使用する電子ビームの角度を偏位させるためのアクチュエータとして電磁偏位ユニットが設けられ、偏位ユニットは、ターゲットビームの放射方向に対し直交する少なくとも１つの偏位面を有している。
【００２０】
他の実施形態では、ターゲットビームとエネルギービームとの間の位置変化を補償するため、ターゲットビームを追従制御するためのアクチュエータが設けられ、測定手段の出力信号がターゲットビームの射出ノズルの位置を操作するための調整信号として設けられている。
【００２１】
射出ノズルはターゲットビームの法線面内で１次元運動可能であり、この運動がターゲットビームとエネルギービームによって張られた面に対し直交する方向に指向しているのが合目的である。
【００２２】
他の実施形態では、射出ノズルのマイクロマニピュレータは、射出ノズルがターゲットビームの放射方向に対し直交する方向に、エネルギービームに対し平行な軸線のまわりを回動可能であるように構成されている。
【００２３】
さらに、ターゲットビームの位置を検出するための測定手段が互いに直交する２つの次元内に設けられ、エネルギービームの軸線に対し平行に空間解像性のセンサが配置され、これに対し直交する方向に他のセンサが配置されている。
【００２４】
このような構成では、ターゲットビームとエネルギービームとの間の位置変化を補償するため、ターゲットビームを追従制御するためのアクチュエータも２つの次元内に設けられ、互いに直行する空間解像性のセンサの出力信号がターゲットビームの射出ノズルを２次元変位させるための調整信号として設けられている。
【００２５】
射出ノズルがターゲットビームの法線面内でマイクロマニピュレータを用いて２次元運動可能であるのが合目的である。
【００２６】
特に要求を満たす実施形態では、プラズマを所定の軌道曲線に沿って所定どおりに移動させるために、測定要素および調整要素と組み合わせてターゲットビームおよびエネルギービームのアクチュエータが設けられ、調整要素は、測定要素の出力信号に応じて、相互作用部位の調整すべき時間的変化をアクチュエータに対する修正調整量として提供する。
【００２７】
測定値検出部の他の実施形態では、エネルギービームの軸線に対し直交する方向でのターゲットビームの偏位成分とエネルギービームの軸線に対し平行な方向でのターゲットビームの偏位成分とを１つの空間解像性センサで測定できるように、ターゲットビームの放射方向に対し直交する２つの次元内に、ターゲットビームの位置を検出するための測定手段が配置されている。この場合、空間解像性のセンサは、エネルギービームの平行方向または直交方向に対し適宜選定した角度、有利には４５゜だけ異なっている角度で配置され、調整すべき座標方向への投影を出力信号として検出可能であるのが合目的である。
【００２８】
本発明による解決法によれば、ターゲット流へのエネルギー投入により発生したプラズマから短波長線、特にＥＵＶ線を時間的に安定に発生させることが可能であり、エネルギービームと比較的薄いターゲットビームとの相互作用部位が持続的に監視され、後調整されることにより、ターゲット流への励起線のカップリングが変化した場合の放射効率の変動が最小限に抑えられる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
次に、本発明の実施形態を添付の図面を用いて詳細に説明する。
本発明による装置は、その基本構造に関しては、図１に図示したように、ターゲット発生器（図には射出ノズル１１だけを図示した）によって生成されるターゲットビーム１と、エネルギービーム２とを含んでいる。エネルギービーム２は、一般的な制限なしに、真空室（図示せず）内で有利には直交してターゲットビーム１との相互作用（エネルギー入力）によりプラズマ３を生じさせる。プラズマ３は短波長のビーム４を有利には極紫外線（ＥＵＶ）スペクトル範囲で放射する。相互作用部位３１（実際にはエネルギービーム２とこれに衝突するターゲットビーム１とが交わる面）は、ターゲットビーム１とエネルギービーム２との両ビーム発生現象の振動と他の外乱とのために位置固定部位ではなく、常時位置変動している。この位置変動はプラズマ３の重心を変位させ、ターゲットビームとエネルギービームとの作用横断面を変化させ、よって放射されたビーム４の源である放射源部位を変位させ、或いは放射量を変化させるので望ましいものではない。特にパルス  トゥー  パルス（puls to puls）安定性に関するビーム４のパルスエネルギーの変動は、微小構造を露光するための半導体リソグラフィーでの適用に対しては非常に限られた範囲でしか許容できない。
【００３０】
そこで本発明による装置は、プラズマ３の位置を検出して補正するための測定制御装置５を有している。測定制御装置５は、相互作用部位３１においてターゲットビーム１の放射軸線とエネルギービーム２の放射軸線とが一致しているかどうかを監視するものである。
【００３１】
ターゲットビーム１が鉛直方向においてｚ軸の負の方向に延び且つエネルギービーム２が水平方向においてｙ軸の正の方向に延びるようにターゲットビーム１の放射方向とエネルギービーム２の放射方向とにデカルト座標系を割り当てると、センサ５１の少なくとも１つの空間解像面がｙｚ面内に配置され、結像光学系５６を介してターゲットビーム１のディメンションの像がｘ方向で受信される。処理ユニット（制御素子）５３はセンサ５１の出力信号からターゲットアクチュエータ５４に対する制御量を生成し、射出ノズル１１の位置を変化させることによりターゲットビーム１の放射ずれを補正する。
【００３２】
測定制御装置５は、基本的には、いかなるビーム、ターゲットビーム１、エネルギービーム２に対しても検知素子、制御素子、アクチュエータを含んでいてよい。この種の複雑な測定制御装置５の構成のブロック図を図２に図示した。
【００３３】
以下の説明では、一般的な制限なしに、エネルギービーム２としてのレーザービーム２１がプラズマを発生させるためのエネルギーをターゲットビーム１にもたらすものとする。本実施形態では、測定制御装置５は２つの異なる制御回路を有し、これら制御回路は図で実線または破線で示唆したように択一的に或いは協働して作動させることができる。１つの制御回路の出発点は空間解像性センサであり、該センサはターゲットセンサ５１としてターゲットビーム１の位置を検知するか、或いは、レーザーセンサ５２としてレーザービーム２１の位置を検知する。その下流側に接続された（本実施形態では両センサ５１と５２に対し共通の）処理ユニット５３は検知素子、ターゲットセンサ５１および／またはレーザーセンサ５２のそれぞれの出力信号を受信し、これからアクチュエータ、ターゲットアクチュエータおよび／またはレーザーアクチュエータ５５の少なくとも１つのアクチュエータに対する制御信号を算出する。
【００３４】
図１に関連して述べると、ターゲットアクチュエータ５４はエネルギービーム２（レーザービーム２１）の放射方向に対し直交する面内で射出ノズル１１を制御する。この場合の操作は射出ノズル１１の直線運動または回動運動として行なうことができる。射出ノズル１１の運動はエネルギービーム２の放射方向に対する法線面内でターゲットビーム１の放射軸線を変位させ、ターゲットビーム１およびエネルギービーム２の放射軸線のエラー位置がターゲットセンサ５１により検出されるような範囲で行われる。
【００３５】
ターゲットビーム１のエラー位置の検出は、図３ａに概略的に図示した原理に従って、たとえばエネルギービーム２の放射軸線のすぐ上で行う。光源５７はターゲットビーム１を有利には平行光束で照射する。これに対向して空間解像性センサ５１が配置されている。このセンサ５１は結像光学系５６を介して特徴的な強度模様１２をターゲットビーム１の像として受信する。センサ５１は、ターゲットビーム１のゼロ位置Ｎに対する像の位置変位に応じて対応的に変化させた出力信号を発生させ、この出力信号は処理ユニット５３（図１と図２にのみ図示した）に送られて制御量が発生する。
【００３６】
図４に模式的に図示したように、エネルギービーム２が合焦したレーザービーム２１であると、光源５７（図１と図３ａにのみ図示した）がエネルギービーム２として設けたレーザービーム２１と共軸的にカップリングされることにより、ｙ方向においてレーザービーム２１の軸線上でのターゲットビーム１の検出が可能になる。この配置構成の利点は、ターゲットビーム１の偏位が直接に且つ正確に相互作用部位３１で測定されることである。
【００３７】
レーザービーム２１の放射軸線外でターゲットビーム１の位置を検出するケース、および光学的エネルギービーム２を使用しない場合のケースといった他のすべてのケースに対しては、図３ａの光学的に無接触のセンサシステムを用いて常にレーザービーム２１の付近でのみ測定が行われ、或いは偏位の１つの成分のみが測定可能である。
【００３８】
なお、図３ａの光学系はターゲットビーム１の落射照明、すなわち反射照射光で対応的に作動させてもよい。この場合光源５７の光は結像光学系５６を介してカップリングさせることができ（図１では概略的に図示した）、或いは、図３ｂによれば、結像光学系５６に対し特定の傾斜入射角で平行光束としてターゲットビーム１に対し指向させる。
【００３９】
図３ｂの実施形態では、光源５７はその光を横断面にてほぼ円形のターゲットビーム１に対し送出し、ターゲットビーム１は表面湾曲のために入射光をわずかに異なる多数の反射角で反射させる。この場合光束のかなりの割合が結像光学系５６に達し、空間解像性センサ５１へ伝送される。この場合、ターゲットビーム１の像としての特徴的な強度模様１２は図３ａの実施形態に比べると弱められて受信されるが、しかしターゲットビーム１に発生した位置ずれに対し一義的な場所割り当てを生じさせる。
【００４０】
極紫外線４を均一に放出させるためには、ターゲットビーム１はレーザービーム２１によって常に確実に衝突を受けねばならない。すなわち、両ビームが交わる面はコンスタントでなければならない。すでに図１において認められるように、原理的には、両ビームのうちの一方のビームの位置を制御して両ビームの相対位置をコンスタントに保てば十分である。簡単には、レーザービーム２１の位置または方向は時間的に十分安定なものと見なすことができ、その結果レーザービーム２１に対し垂直なターゲットビーム１の位置をｘ方向において測定して制御するだけでよい。これにより両ビームが交わる面、よって時間的な放射量は十分コンスタントに保てる。
【００４１】
プラズマ３のビーム４が直交的にデカップリングされる場合、ビーム４の発生源部位の安定性にとっては、レーザービーム２１の放射軸線（ｙ軸）に沿ってのプラズマ３のディメンションおよび位置も重要である。この場合には、測定制御装置５が直交する２つの方向でターゲットビーム１の位置変化を検出し、ターゲットアクチュエータ５４が射出ノズル１１の２次元の運動を可能にさせる必要がある。このため、図４によれば、２つの空間解像性センサ５１が互いに直交するように配置されている。両センサはターゲットセンサ５１，５１’と見なされ、前述のように選定した座標系の純粋成分であるｘ軸とｙ軸方向におけるターゲットビーム１のずれを提供する。
【００４２】
ターゲットビーム１をそのｘ次元成分とｙ次元成分とで別個に位置検出するための好ましい実施形態を図４に概略的に図示した。ターゲットビーム１の位置の検出は、結像光学系５６（たとえば顕微鏡の対物レンズ、或いは１：１結像光学系）と、空間解像性センサ５１（たとえば適当に構成したフォトダイオード５１１（図５ａ，６ａ，６ｂを参照）、または受光セル５１７（図７を参照））とを用いて特に簡単に且つ有利に行うことができる。照射されるターゲットビーム１の像はセンサ面内に特徴的な強度模様１２を生じさせる。
【００４３】
強度模様１２はセンサ５１の位置に対する光源５７の位置に応じて強度小と強度大があり、ターゲットビーム１が光源５７とセンサ５１との間に配置され、したがって影付け部を生じさせれば（図３ａ）強度小と見なされ、光が表面の散乱特性或いは反射特性のためにターゲットビーム１の像としてセンサ５１に達すれば（図３ｂ）強度大と見なされる。センサ面内での強度プロフィール１２の測定は、ターゲットビーム１の位置を特定するために使用する（実測値の測定）。
【００４４】
強度プロフィール１２の位置は、図５ａに図示したように、フォトダイオード５１１を用いて特に簡単に特定することができる。フォトダイオード５１１の作用面５１２は結像系５６の像面に対し平行な方向とターゲットビーム１の方向に対し垂直な方向（ｘ軸方向）とで高さが異なっており、その結果強度プロフィール１２の位置に応じてフォトダイオード５１１の作用面５１２は異なる部分が光の作用を受ける。したがって、ターゲットビーム１のｘ軸方向の位置に応じて対応的に異なった光電流が並列に接続した抵抗器５１３を介して流れる。最も簡単なケースでは、フォトダイオード５１１の作用面５１２は三角形またはくさびとして構成されている。このとき、流れる光電流は強度プロフィール１２のｘ軸方向位置に比例した挙動を示す。フォトダイオード５１１に付属の回路を図５ｂに示す。並列に接続した抵抗器５１３に印加される光電圧５１４はセンサ５１の出力信号として用いられ、したがって処理ユニット５３（図２を参照）の入力量（実測値）としてプラズマ３の安定化制御に用いられる。
【００４５】
空間解像性センサ５１の他の実施形態を図６ａに示す。この場合センサ５１は２つのフォトダイオード５１１から成っており、その作用面５１２はターゲットビーム１がゼロ位置Ｎにあるときに該ターゲットビーム１の（対称な）強度模様１２によって均一に照射される。強度模様１２が左側または右側へ変位すると（ターゲットビーム１がｘ軸方向へ移動した場合）、ゼロ位置Nでは大きさが等しい面Ａ１とＡ２が変化し、その大きさに応じて異なった光電流を生じさせる。図６ｃによれば、これから出力信号として差動光電圧５１５が得られる。この差動光電圧５１５はセンサ５１の出力信号である。２セルのセンサの位置感度は互いにくさび状に指向する能動受光面５１２（図６ａでは二等辺三角形の形状で示した）により著しく向上する。というのは、強度模様１２がたとえばゼロ位置Ｎから右側へ移動したとすると、照射面Ａ１は比例的に強く減少し、他方他のフォトダイオード５１１の面Ａ２は（照射面Ａ１の減少と同じ割合で）増大するからである。
【００４６】
特に感度良好に構成された空間解像性センサ５１を図６ｂに示す。この２セルのフォトダイオードアレイは２つの合同な三角形の能動受光面５１２を有している。これら２つの能動受光面５１２は、斜辺の中心にある回転点のまわりに１８０゜回転させることにより互いに移行可能である。別個のこれら両受光面５１２は協働してそれらの間に受光細条部５１６を備えた長方形を形成する。受光細条部５１６は、図６ａの実施形態とは異なり、強度模様が移動したときの出力信号の変化に作用しない。強度模様１２は、対称に設定したゼロ位置Ｎにおいて、鉛直方向に重なっている面部分Ａ１とＡ２の一様な面全体を照射する。面部分Ａ１とＡ２は、（図６ａに比べて）より長い距離にわたる強度模様１２の移動に比例して差動光電圧５１５を線形的に且つゼロを通過せずに敏感に変化させる。強度模様１２のゼロ位置Ｎ（面部分Ａ１とＡ２）と（破線で示した）移動位置との間での信号差は、面Ａ３と面Ａ４との比率変化によって簡単に確定できる。
【００４７】
空間解像性センサ５１の構成の他の実施形態によれば、図７ａに図示したように、ＣＣＤまたはフォトダイオードセルの形態で受光セル５１７を使用する。この受光セル５１７の場合、強度模様１２の選定したゼロ位置Ｎに対する間隔をターゲットアクチュエータ５４を制御するために使用できるようにするには、複数個の照射されるセンサ要素５１８から強度模様１２の重心位置Ｓを処理ユニット５３において求めねばならない。図７ｂは、強度模様１２の基本的な形態と、制御量を絶対変位量Δｘとして導出する態様を図示したものである。
【００４８】
ターゲットビーム１に対し設定されるセンサ５１の測定方向は結像光学系５６の光軸によって決定されるものであるが、レーザービーム２１の放射方向からある程度ずれていてもよい。この場合のターゲットビーム１の位置は、レーザービーム２１に対し垂直なｘ成分用の軸線に対し投影することで得られる。
【００４９】
このような場合、図４の構成の代わりに、２つの成分に対しただ１つのセンサ（図示せず）をｘ軸とｙ軸の間にある個所に位置決めしてもよい。その際４５゜の位置が有利である。個々のセンサ５１の位置をｘ軸またはｙ軸と小さな角度間隔を持つように変位させることにより、１つの成分の解像度を、たとえばターゲットビーム１とレーザービーム方向とのずれを正確に検知するためのｘ成分の解像度を、他の成分のコストで向上させることができるので有利である。
【００５０】
プラズマ３の位置がある程度の範囲内で変動するようであれば、上述したターゲットビーム１の位置制御の代わりに、レーザービーム２１の位置を再調整するようにしてもよい。レーザービーム２１用のアクチュエータ５５（図２にのみ図示した）は、図８によれば、角度調整可能なミラー２２として構成されている。ミラー２２を角度ΔΦだけ回転運動させると、レンズ２３によってターゲットビーム１に対し指向されるレーザーフォーカスは位置シフトΔｘ＝２ｆΔΦへ置換される。このとき回転角ΔΦはターゲットビーム１の位置に比例しており、よって測定量、すなわちセンサ５１の出力量としての光電圧５１４（または図６ｂに図示した、極めて単調な差動光電圧５１５）に比例している。ミラーの回転を圧電調整する場合は、処理回路５３は比例電圧増幅器の機能を備えた簡単な制御要素である。
【００５１】
レーザービーム２１の方向または位置がある程度変動する場合は（要求される公差範囲よりも大きい変動）、補助的に、レーザービーム２１の位置を他の検知要素（レーザーセンサ５２）で測定して、処理ユニット５３において位置制御のために一緒に処理してもよい。制御機構としてレーザービーム２１とターゲットビーム１とに対し独立の制御を行なうことができるが、複数個の検知要素５１と５２の信号を処理して１つのアクチュエータ（たとえばターゲットアクチュエータ５４）のみを制御するような制御も可能である。
【００５２】
３つの空間方向、すなわちターゲットビーム安定化（図４）によるｘ軸方向とｙ軸方向およびレーザービーム安定化（たとえば図８）によるｚ軸方向とでプラズマ３を空間的に安定化させる以外に、上述のシステムを用いて、ある程度の範囲内の空間内で所定の軌道に沿ったプラズマ３の所定の運動をも実現させることができる。
【００５３】
このため、図８に対応して、２つの独立な回転ミラーまたは２つの軸線に関し回転可能なミラー２２を用いて、レーザービーム２１の焦点をｘ−ｚ面内で移動させる。ｘ軸方向の運動は、処理ユニット５３による同期制御により、ターゲットアクチュエータ５３を用いてターゲットビーム１に対して適宜実施させる。これによりプラズマをは予め選定した軌道に沿ってｘ−ｚ面内を移動させることができる。
【００５４】
射出ノズル１１をｙ軸方向において所定どおりに移動させることにより、ターゲットビーム１の放射軸線のシフトによってプラズマ３を付加的にｙ軸方向にも移動させることができる。したがって、放射源部位を常時監視、制御するにあたり、３つのすべての空間方向でプラズマ３を所定どおりに移動させることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】ターゲットビームに対し指向されるレーザービームからなり、ターゲットビームとレーザービームとの重畳領域にＥＵＶ放射発散を持ったプラズマを生じさせるようにした本発明による装置の原理説明図である。
【図２】ターゲットとレーザービームの位置を検出してターゲットビームとレーザービームとに対し補正調整するためにそれぞれ調整値を伝送するセンサ要素を備えた制御回路の原理説明図である。
【図３ａ】透過照明によりターゲットビームの位置を測定するための検知要素の実施形態を示す図である。
【図３ｂ】落射照明によりターゲットビームの位置を測定するための検知要素の実施形態を示す図である。
【図４】ターゲットビームの位置を２次元検知するようにした本発明の他の構成を示す図である。
【図５ａ】位置検出フォトダイオードを用いてターゲットビームの特徴的な強度プロフィールの位置を測定するための有利な構成を示す図である。
【図５ｂ】位置に依存した調整信号を得るための位置検出フォトダイオードの結線図である。
【図６ａ】フォトダイオード対を左右対称に配置した、ターゲットビームの特徴的な強度プロフィールの位置を測定するための他の構成を示す図である。
【図６ｂ】ターゲットビームの強度プロフィールの各長さ位置に対する両フォトダイオードの加算ダイオード幅が等しいような２セルフォトダイオードアレイを備えた、ターゲットビームの特徴的な強度プロフィールの位置を測定するための特殊な実施形態を示す図である。
【図６ｃ】差電圧がゼロに等しいときに特徴的な強度プロフィールがフォトダイオード装置の中心にあるような、差電圧測定用のフォトダイオードの結線図である。
【図７ａ】ＣＣＤアレイを用いてターゲットビームの特徴的な強度プロフィールの位置を測定するためのセンサの他の構成を示す図である。
【図７ｂ】読み出されるＣＣＤセルの信号変化から出力信号を得る説明図である。
【図８】ミラーの傾動を焦点の位置変位に置換する角度調整可能なミラーとして構成されたレーザービーム用アクチュエータの有利な実施形態を示す図である。
【符号の説明】
【００５６】
１                  ターゲットビーム
２                  エネルギービーム
３                  プラズマ
４                  短波長のビーム
４                  極紫外線
５                  測定制御装置
１１                射出ノズル
１２                強度模様
２１                レーザービーム
２１                相互作用部位
２２                ミラー
２３                レンズ
３１                相互作用部位
５１                空間解像性センサ
５２                レーザーセンサ
５３                処理ユニット
５４                ターゲットアクチュエータ
５５                レーザーアクチュエータ
５６                結像光学系
５７                光源
５１１              フォトダイオード
５１２              能動受光面
５１３              抵抗器
５１４              光電圧
５１５              差動光電圧
５１６              受光細条部
５１７              受光セル
【図１】
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【図２】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【図４】
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【図５ａ】
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【図５ｂ】
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【図６ａ】
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【図６ｂ】
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【図６ｃ】
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【図７ａ】
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【図７ｂ】
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【図８】
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