(57)【要約】【課題】フィルターの厚さにムラがあった場合でも、マスク上又はレジスト上での露光ムラが生じないようにするとともに、熱負荷によりフィルターが破損することのない、Ｘ線発生装置を提供する。【解決手段】本発明のＸ線発生装置は、Ｘ線源と、該Ｘ線源から輻射されるＸ線が通過するフィルター１００と、を備える。前記フィルター１００上における前記Ｘ線の通過位置を必要に応じて移動させるため、フィルター１００の駆動機構１０２、１０３、１０４を備えることを特徴とする。【選択図】　図１
2004103773.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ線源と、該Ｘ線源から輻射されるＸ線が通過するフィルターと、を備えるＸ線発生装置であって、
前記フィルター上における前記Ｘ線の通過位置を必要に応じて移動させる機構を更に備えることを特徴とするＸ線発生装置。
【請求項２】
前記機構が、前記フィルターを直線移動及び／又は回転させるフィルター駆動機構であることを特徴とする、請求項１に記載のＸ線発生装置。
【請求項３】
前記フィルターが、サポートメッシュとその上に貼られた薄膜からなることを特徴とする、請求項１又は２に記載のＸ線発生装置。
【請求項４】
前記フィルターが、薄膜部と支持部とで構成される同一部材からなることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載のＸ線発生装置。
【請求項５】
更に、前記フィルターを冷却する機構を備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のＸ線発生装置。
【請求項６】
前記フィルター冷却機構が、Ｘ線が通過していないフィルターの部分の表面に気体を当てるものであることを特徴とする請求項５に記載のＸ線発生装置。
【請求項７】
前記サポートメッシュの素線が微細管からなり、該管内に冷媒が流されていることを特徴とする、請求項３に記載のＸ線発生装置。
【請求項８】
Ｘ線源と、
該Ｘ線源から放出されたＸ線を集光するミラーと、
該Ｘ線の集光点付近に配置されたピンホールと、
該ピンホールの近傍に配置されたフィルターと、
前記フィルター上における前記Ｘ線の通過位置を必要に応じて移動させる機構と、
を備えることを特徴とするＸ線発生装置。
【請求項９】
前記フィルター部を密封可能な容器内に収納し、該容器内にガスを導入することにより前記フィルター部を冷却することを特徴とする請求項８のいずれか１項に記載のＸ線発生装置。
【請求項１０】
感応基板上にＸ線を選択的に照射してパターン形成する露光装置であって、請求項１〜９のいずれか１項に記載のＸ線発生装置を備えることを特徴とするＸ線露光装置。
【請求項１１】
フィルターホルダーに取り付けられ、直線移動又は回転が可能になされていることを特徴とするＸ線フィルター。
【請求項１２】
更に、冷却機構が取り付けられている請求項１１に記載のＸ線フィルター。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、Ｘ線露光装置のＸ線源として好適なＸ線発生装置、及びそれを有する露光装置に関する。特には、フィルター下流のＸ線束の強度分布がより均一で、熱負荷によりフィルターが破損しにくいＸ線発生装置、及び、マスク上又はレジスト上での露光ムラが生じにくいＸ線露光装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、Ｘ線分析装置やＸ線露光装置等のＸ線機器の光源として、レーザプラズマＸ線源や放電プラズマＸ線源が注目されている。
レーザプラズマＸ線源（以下、ＬＰＸと呼ぶ）は、励起用のパルスレーザ光を真空容器内の標的材料に集光照射してプラズマを生成し、このプラズマからＸ線を輻射させる光源である。このＬＰＸは、小型でありながらアンジュレータ（シンクロトロンラジエーション）に匹敵するほどの輝度をもつ。
【０００３】
また、Ｄｅｎｓｅ　Ｐｌａｓｍａ　Ｆｏｃｕｓ　（ＤＰＦ）などの放電プラズマを用いたＸ線源は、電極にパルス高電圧を印加して放電を起こし、この放電で動作ガスをイオン化してプラズマを生成し、このプラズマから輻射されるＸ線を利用する光源である。この放電プラズマＸ線源は、小型であり、輻射されるＸ線量が多く、低コストであるという特徴がある。放電プラズマＸ線源の代表的なものは、デンスプラズマフォーカス（以下、ＤＰＦと呼ぶ）やホローカソード型、キャピラリー型である。
【０００４】
上述したような、ＬＰＸや放電プラズマＸ線源は、次世代半導体露光装置として期待されている波長１３ｎｍ程度の軟Ｘ線（Ｅｘｔｒｅｍｅ　Ｕｌｔｒａ　Ｖｉｏｌｅｔ、ＥＵＶ）光を用いる縮小露光装置の光源として近年注目を集めている。
【０００５】
ＥＵＶ露光装置においては光学素子に多層膜ミラーを用いるのが通常である。このような多層膜ミラーとしては、反射波長が１３ｎｍ近傍になるように、Ｍｏ層とＳｉ層とを交互に積層した多層膜ミラーがもっとも有望と考えられている。このような多層膜ミラーの反射帯域は約２％であり、従って、中心波長が１３．５ｎｍであるとすると、反射帯域は１３．３６５〜１３．６３５ｎｍである。上記反射帯域以外のＥＵＶ光は結像（パターン転写）には全く寄与していない。
【０００６】
プラズマＸ線源からは、露光に必要な１３ｎｍ近傍のＥＵＶ光だけでなく、より波長の短いＸ線や、より波長の長い紫外光や可視光、赤外線等も輻射される。多層膜ミラーは、ＥＵＶ領域では多層膜の周期長で決定される波長と帯域の１３ｎｍ近傍のＥＵＶ光のみを反射するが、長波長域の紫外光や可視光、赤外光に対しては広い波長域にわたって高い反射率を有する。また、短波長Ｘ線の場合には、多層膜の周期長が設計波長の整数分の１の場合には、その多層膜は反射率を有する（例えば、設計反射波長が１３．５ｎｍのＭｏ／Ｓｉ多層膜の場合には、この多層膜は波長６．７５ｎｍのＸ線に対しても一定程度の反射率を有する。）。
【０００７】
このような長波長光や短波長Ｘ線は結像結果に悪影響を及ぼす。ある光学系における空間分解能δｘは、下記式で表わされる。
δｘ＝ｋλ／ＮＡ
上記式において、ｋは光学系によって決定される定数であり、約０．５である。
露光波長が１３．５ｎｍ、ＮＡ０．２５の投影光学系を用いた場合、露光装置の解像度は約２７ｎｍである。しかし、この設計露光波長以外の長波長光が混入した場合、長波長光によるぼけた像が重なってしまうため、像のコントラストは劣化し、解像することができなくなる。例えば、ＮＡ０．２５の光学系に波長３００ｎｍの光が混入すると、この混入光による像の分解能は、約６００ｎｍとなる。５０ｎｍの像を解像しようとする場合には、波長１３．５ｎｍの設計露光光できれいに解像することができるが、波長３００ｎｍの光が混入すると、分解能が約６００ｎｍとなってぼけてしまうので、５０ｎｍの像を解像することができない。
【０００８】
また、短波長Ｘ線が混入した場合には、混入した短波長Ｘ線に対する光学系の収差特性が悪化するため、短波長Ｘ線により像がぼけてしまう。このため、短波長Ｘ線が混入した場合でも系の分解能は劣化する。一般に、結像系に必要とされる波面収差はλ／１４以下であるとされている。波長が１３．５ｎｍである場合には約１ｎｍ以下の波面収差に抑える必要がある。混入している短波長Ｘ線の波長が１３．５／２＝６．７５ｎｍであるとすると、この混入光に対しても良好な結像特性を得るためには、必要な波面収差は約０．５ｎｍとなる。系の波面収差が０．８ｎｍであると、設計波長の１３．５ｎｍに対しては良好に結像するが、混入した短波長光に対しては収差により像がぼけてしまい、これが１３．５ｎｍによる像と重なるため、最終的には得られる像が劣化してしまう。
【０００９】
上述のように、設計波長以外の波長の光が混入した場合、結像される像が劣化してしまうため、設計波長以外の光が像面（露光装置の場合にはレジスト面）に到達しないように、設計波長の光を透過させ、不要な光が混入しないように、フィルターを光源とレジスト面の間に入れる必要がある。
また、プラズマからはＥＵＶ光、可視光、紫外光だけではなくプラズマイオンや標的材料の微粒子が飛来する。この飛来粒子が光学素子に付着するのを防ぐために、露光波長に対して透過率の高い物質でできたフィルターを露光機中に入れる必要がある。
【００１０】
一般に、波長１３ｎｍ近傍のＥＵＶ光に対する物質の吸収係数は高い。このため、フィルターを構成する物質は波長１３ｎｍ近傍の光に対して吸収係数が小さい物質を選択する必要がある。また、その厚さはフィルターを構成する物質による吸収が少なくなるように薄膜にする必要がある。しかしながら、吸収係数の小さな物質を使用したとしても、自立可能な機械強度を有する薄膜の厚さは薄くしても１００ｎｍ程度にしか薄くできない。このため、フィルターの透過率は５０〜６０％が最大となる。すなわち、高い透過率を有するフィルターを製作することは困難である。
【００１１】
透過率が５０％のフィルターをＥＵＶ出力５０Ｗの光源に用いると、フィルターに吸収されるパワーは２５Ｗとなり、これは全て熱になる。この熱負荷によりフィルター内に応力が生じ、フィルターは破損してしまう。
【００１２】
また、フィルターの厚さが非常に薄いため、大口径の自立フィルターを製作することは困難である。そこで、大口径のフィルターを製作する場合にはメッシュ（ＮｉやＣｕ等の金属メッシュや有機物のメッシュ）等の上にフィルター薄膜を成膜し、このサポートメッシュにより機械的強度を確保することが行われている。しかし、このサポートメッシュの厚さは数μｍ〜数１００μｍ程度と厚いため、ＥＵＶを完全に吸収してしまい、マスク上やレジスト上に影として投影されてしまう。このため、露光量ムラを引き起こしてしまう。
たとえ、サポートメッシュを用いずに小口径の自立薄膜を製作したとしても、均一な厚さの自立薄膜を製作することは困難であるため、この厚さムラによる露光量ムラは生じる。また、従来提案されているＥＵＶ露光装置においては、フィルターは固定されており、冷却も行われていない。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上述した従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、フィルター下流のＸ線束の強度分布がより均一で、熱負荷によりフィルターが破損しにくいＸ線発生装置、及び、マスク上又はレジスト上での露光ムラが生じにくいＸ線露光装置を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明のＸ線発生装置は、Ｘ線源と、該Ｘ線源から輻射されるＸ線が通過するフィルターと、を備えるＸ線発生装置であって、前記フィルター上における前記Ｘ線の通過位置を必要に応じて移動させる機構を更に備えることを特徴とする。
上記Ｘ線発生装置によれば、前記フィルター上における前記Ｘ線の通過位置を必要に応じて移動させる機構を備えるので、フィルターの厚さムラ、サポートメッシュがあった場合であってもＸ線束の強度分布が平均化される。さらに、フィルター上の一定位置にＸ線が当たり続けることがないので、フィルターの熱負荷も低減できる。なお、本発明のＸ線発生装置のフィルターは、ある波長のＸ線を透過し、紫外域、可視域及び赤外域の電磁波に対して反射又は吸収するものである。
本発明のＸ線発生装置においては、前記移動機構は、前記フィルターを直線移動させるか回転させるフィルター駆動機構とすることができる。
【００１５】
本発明のＸ線発生装置においては、前記フィルターは、サポートメッシュとその上に貼られた薄膜からなるものであることが好ましい。このような構成とすることにより、フィルターの強度をアップできる。そして、この場合にも、前記フィルター上における前記Ｘ線の通過位置を必要に応じて移動させる機構を備えるので、フィルター下流のＸ線束に与えるサポートメッシュの影響を平均化させることができる。
【００１６】
あるいは、前記フィルターは同一部材からできており、薄膜部とそれをサポートするサポート部から構成されてもよい。この場合、サポート部の透過率は薄膜部よりも低くなるが、前述のようにフィルターの位置を移動させることにより平均化することができる。このような構造は例えばＳｉ基板をサポート部として残すようにエッチングして形成できる。
本発明のＸ線発生装置は、前記フィルターを冷却する機構を備えていることが好ましい。前記フィルターを冷却する機構を備えることにより、ＥＵＶ光の吸収により加熱されたフィルターを冷却することができ、熱負荷によりフィルターが破損することを防止することができる。
【００１７】
本発明のＸ線発生装置における前記フィルター冷却機構は、Ｘ線が通過していないフィルターの部分の表面に気体を当てるものとすることができる。上記構成とすることにより、気体によるＸ線の減衰を防止しつつフィルターを冷却することが可能となる。冷却に用いられる気体としては、例えばヘリウム等が挙げられる。
【００１８】
本発明のＸ線発生装置は、前記サポートメッシュの素線が微細管からなり、該管内に冷媒が流されているものであってもよい。このような構成とすることにより、フィルターを効率的に冷却することができる。
【００１９】
本発明の他のＸ線発生装置は、Ｘ線源から放出されたＸ線を球面又は楕円ミラーにより集光し、集光点付近にピンホールを配置し、該ピンホールの近傍にフィルターが配置されているＸ線発生装置であって、前記フィルター上における前記Ｘ線の通過位置を必要に応じて移動させる機構を更に備えることを特徴とする。上記Ｘ線発生装置によれば、フィルターは、ピンホール近傍の小さく集光されたＸ線束に対応する面積さえあればよい。従って、フィルターを小さくすることができるので、サポートメッシュが不要となる。これにより、フィルターの透過率を上昇させることができ、Ｘ線を用いる装置のスループットを向上させることができる。また、ピンホールを用いることによって、光源（プラズマ源）から放出される飛散粒子（ターゲット材料や周辺部材の小片やイオン、原子など）を遮断できるので、後段の光学素子に粒子が付着することを防止し得る。
【００２０】
本発明のＸ線露光装置は、感応基板上にＥＵＶ光を選択的に照射してパターン形成する露光装置であって、本発明のＸ線発生装置を備えることを特徴とする。上記Ｘ線露光装置は、本発明のＸ線発生装置を備えており、このＸ線発生装置はフィルター上におけるＸ線の通過位置を必要に応じて移動させる機構を備えるので、露光ムラを少なくすることができる。
本発明のＸ線フィルターは、フィルターホルダーに取り付けられ、直線移動又は回転が可能になされていることを特徴とする。
上記Ｘ線フィルターには、更に冷却機構が取り付けられていてもよい。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ説明する。
図１は、本発明の第１の実施の形態に係るＸ線フィルターを模式的に示す図である。なお、以下説明する実施の形態のフィルターは、Ｘ線（ＥＵＶ）露光装置のＸ線発生装置部（図６、７参照）に取り付けられることを想定したものであるが、それに限られるものではない。
図１に示すフィルターユニットは、フィルター１００と、フィルターホルダー１０１と、ステージ１０２、１０３、１０４とが組み立てられたものである。フィルターユニットは、図６を参照しつつ後述するように、Ｘ線光源の下流の光路中に設置される。この例のフィルター１００は、フィルター物質としてジルコニウム（Ｚｒ）の薄膜（厚さ１００ｎｍ）が用いられている。このＺｒ薄膜を補強するためにＮｉ製のサポートメッシュ１００ａがＺｒ薄膜に取り付けられている。このサポートメッシュは格子状であって、格子のピッチは４００μｍであり、サポートメッシュ素線の太さは４０μｍである。
【００２２】
このサポートメッシュの開口率（開口部の占める割合）は８１％である。一方、１３．５ｎｍのＥＵＶ光に対する、厚さ１００ｎｍのＺｒ薄膜の透過率は７０％である。したがって、このフィルター全体の波長１３．５ｎｍのＥＵＶ光に対する透過率は約５７％となる。
【００２３】
フィルター１００はフィルターホルダー１０１内に取り付けられている。フィルター１００をフィルターホルダー１０１に取り付ける方法に特に制限はないが、フィルターとフィルターホルダーとの間の熱伝導ができる限り良好になるように、フィルターとフィルターホルダーとの接触面積をできる限り大きくなるように取り付けることが好ましい。このような取り付け方としては、例えば厚さ３００μｍの銅基板上にフィルター物質（例えばＺｒ、Ｂｅ、Ｓｉ等）を１００ｎｍ製膜しておき、これをフィルターホルダーに挟んで固定し、その後開口群（ＥＵＶ光透過領域）を酸により銅のみを溶かす方法が挙げられる。このような方法により０、ＥＵＶ透過領域のみフィルター材料が露光し、しっかりと固定されるので熱伝導が良くなる。
【００２４】
また、フィルターホルダー１０１には、冷媒用の配管１０５及び１０６が取り付けられており、冷媒（例えば、水）がフィルターホルダー１０１内に流される。冷媒である水は、配管１０５からフィルターホルダー１０１内に流入し、配管１０６を通ってフィルターホルダーの外へ排出される。このように流れる冷媒により、ＥＵＶ光を吸収して加熱されたフィルター１００が冷却される。配管１０６から排出された水は、熱交換器（図示せず）を通って冷却された後、再び配管１０５よりフィルターホルダー１０１内に流入する。
【００２５】
フィルターホルダー１０１は、ＸＹＺの３軸ステージ１０２、１０３、１０４上に取り付けられており、フィルターをＸＹＺの３軸のいずれの方向へも移動可能になされている。ステージ１０２、１０３、１０４は、図示しない制御装置に接続されており、真空中で駆動可能になされている。ステージ１０２、１０３、１０４は例えばピエゾアクチュエータにより駆動されている。ステージ１０２、１０３、１０４を駆動する幅（移動量）は、少なくともメッシュ開口部の幅であればよい。すなわち、図１に示すフィルターにおいては、サポートメッシュの間隔が４００μｍであり、サポートメッシュ金属の太さが４０μｍであるので、駆動幅は少なくとも３６０μｍであればよい。
【００２６】
ステージ１０２、１０３、１０４の駆動方法としては、移動方向、移動幅ともにランダムであってもよく、又は光源の発光間隔に同期していてもよい。例えばマスク又はレジスト上の一点を露光するのに１００ショット必要である場合、サポートメッシュ透過部分をショット数で割った距離を移動した後光源を発光させればよい。一例で、１００ショットの間に３６０μｍ移動するよう、１ショット当たりの駆動量は、ＹＸ方向に３．６μｍずつとしている。つまり、３．６μｍずつ動かして、再び発光させる。このようにすることにより、サポートメッシュの影の部分は露光が完了するまでに均一化されることになる。フィルター１００を通過したＥＵＶ光は後段のＸ線光学系（図７を参照しつつ後述）に達する。
【００２７】
図１に示すユニットにおいては、フィルター物質としてＺｒが用いられているが、フィルター物質としてはＺｒに限定されず、使用されるＥＵＶ光に対して透過率が高く、紫外〜可視域の光に対して反射率が高いか、又は不透明な物質であればフィルター物質として好適に用いることができる。
【００２８】
このような物質としては、例えばベリリウム（Ｂｅ）、シリコン（Ｓｉ）、ルビジウム（Ｒｂ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、イットリウム（Ｙ）、ニオブ（Ｎｂ）、モリブデン（Ｍｏ）、ルテニウム（Ｒｕ）等が挙げられる。また、フィルター物質としては、上述した物質の単一元素からなるものでなくてもよく、化合物や混合物であってもよい。このような化合物としては、例えばシリコンカーバイド（ＳｉＣ）、窒化シリコン（Ｓｉ３Ｎ４）等が挙げられ、このような複数の物質から形成されていてもよい。また、例えばＳｉ又は窒化シリコン膜上にＺｒやＹの薄膜を被覆したものであってもよい。
【００２９】
次に、本発明の第２の実施の形態に係るＸ線フィルターについて図面を参照しつつ説明する。
図２は、本発明の第２の実施の形態に係るＸ線フィルターを模式的に示す図である。図２（Ａ）は斜視図、図２（Ｂ）は断面図を示す。
【００３０】
図２に示すフィルターにおいても、フィルター物質としては図１に示すものと同様、Ｚｒを用いている。図２は、図１とは、移動機構及び冷却方法が異なっている。図２においては、フィルター２００はリング状のフィルターホルダー２０１内に取り付けられている。さらに、フィルターホルダー２０１の外周には駆動機構２０２に取り付けられている。駆動機構２０２の種類・原理は特に制限はないが、この例においては超音波モーターが用いられている。フィルターホルダー２０１に取り付けられたフィルター２００は駆動機構２０２によって回転（自転）するようになっており、これによりフィルター出側のＸ線束中におけるサポートメッシュの影が均一化される。
【００３１】
駆動機構２０２の回転速度は一定速度であってもよく、またプラズマ光源の発光に同期させてもよい。または、回転速度がランダムに変わってもよい。すなわち、前回発光した時のフィルターの回転位置と次に発光した時のフィルターの位置が僅かに異なるようにしてもよい。このようにすることにより、サポートメッシュの影が均一化される。
【００３２】
図２に示すフィルターユニットにおいては、フィルター２００やフィルターホルダー２０１、その駆動機構２０２が、中空リング状のケース２０３内に配置されている。そして、ケース２０３内面とフィルター２００等との間に冷却ガス流路２０４が形成されている。この流路２０４に冷却用のガスが流入し、フィルター２００が冷却されるようになされている。冷却用のガスとしては、特に制限はないが、例えばヘリウム（Ｈｅ）が用いられている。Ｈｅは熱伝導率が高いため、フィルターを効果的に冷却することが可能である。
【００３３】
次に、本発明の第３の実施の形態に係るＸ線フィルターについて図面を参照しつつ説明する。
図３は、本発明の第３の実施の形態に係るＸ線フィルターを模式的に示す図である。図３（Ａ）は正面図、図３（Ｂ）は断面図を示す。
【００３４】
図３に示すフィルターユニットにおいては、１枚の円形のフィルター３００がフィルターホルダー３０１に取り付けられており、フィルター３００全体の一部分にＸ線が通過するようになっている。フィルター３００が取り付けられたフィルターホルダー３０１の外周には駆動機構３０２が取り付けられている。ホルダー３０１及びフィルター３００は、駆動機構３０２によって回転されるようになっている。
【００３５】
フィルター３００が取り付けられたフィルターホルダー３０１が取り付けられた駆動機構３０２は、ケース３０３内に配置されており、ケース３０３の正面の一部に円形の開口３０４が設けられている。この開口３０４は、フィルター３００の中心からオフセンターした位置に開けられている。開口３０４はケース３０３の表裏両面に開けられている。この開口３０４を通ってＸ線が通過するようになっている。また、ケース３０３内には冷却用ガスが流入できるようになっており、図３の上部にある冷却ガスＩＮ管３０６から冷却用ガスが流入し、下部にある冷却ガスＯＵＴ管３０７より冷却用ガスが排出される。冷却用ガスとしては、特に制限はないが、例えばヘリウム（Ｈｅ）が用いられている。Ｈｅは熱伝導率が高いため、フィルターを効果的に冷却することが可能である。あるいは、Ｘｅを用いてもよい。波長１３ｎｍ近傍のＥＵＶ光源の標的材料としＸｅが用いられれている。ガス化したＸｅを回収し、再利用するが、フィルター冷却用ガスにＸｅを用いれば、冷却用ガスが標的材料ガス中に混入しても再利用する時に冷却用ガスを分離する必要がなくなるので都合が良い。つまり、Ｘｅに限らず、標的材料と同じ材料を冷却するガスを用いればよい。
【００３６】
開口３０４の内面部材とフィルター３００との隙間Ｃは狭くなっており、例えば、その隙間は約１００μｍ程度になっている。そのためケース３０３内の冷却用ガスがフィルターケース３０３の外（露光装置チャンバー内）に排出され難くなっている。ケース３０３からガス排出管３０７を通って排出された冷却用ガスは真空排気装置（図示せず）により露光装置チャンバー外に排気されるので、冷却ガスはＸ線光路にあまり漏れることがなく、Ｘ線は減衰されない。Ｘ線は開口３０４にのみ照射され、Ｘ線が照射されていない部分は冷却用ガスによって冷却される。このため冷却用ガスによるＥＵＶ光の減衰を抑制しつつフィルターをガス冷却できる。従って、部材３０３内のガスの圧力を高くすることも可能であり、より効果的にフィルターを冷却することができる。
この時、ケース３０３を冷却する機構を備えているとより好ましい。ケース３０３を冷却することにより、ケース３０３内の冷却用ガスが冷却されるので、より効果的にフィルターを冷却することができる。ケース３０３の冷却方法としては、ケース３０３に冷却用配管を装着あるいは溶接して冷媒（水やオイル等）を流したり、ケース３０３に電子冷却機（例えばペルチェやサーモトンネル効果を用いた素子）を取り付け、電子冷却機を冷媒によって冷却するようにしてもよい。
本実施例はホルダー３０１は回転運動のみであったが、ホルダー３０１が半径方向に直線的に往復運動できる機構を付加して回転と直線運動を併用してもよい。このようにした方が、フィルターのサポートの影響をより平均化できるので好ましい。
【００３７】
次に、本発明の第４の実施の形態に係るＸ線発生装置の備えるフィルターについて図面を参照しつつ説明する。
図４は、本発明の第４の実施の形態に係るＸ線フィルターを模式的に示す図である。図４（Ａ）は正面図、図４（Ｂ）は断面図を示す。
【００３８】
図４に示すフィルターユニットにおいては、複数（６枚）の円形のフィルター４００がフィルターホルダー４０１に取り付けられており、フィルター４００全体の一部にＸ線が通過するようになっている。フィルター４００が取り付けられたフィルターホルダー４０１の外周には駆動機構４０２が取り付けられている。ホルダー４０１及びフィルター４００は、駆動機構４０２によって回転されるようになっている。
【００３９】
６枚のフィルター４００が取り付けられたフィルターホルダー４０１が取付られた駆動機構４０２は、ケース４０３内に配置されており、ケース４０３の正面の一部に円形の開口４０４が設けられている。この開口４０４は、フィルターホルダー４０１の中心からオフセンターした位置に１カ所開けられている。開口４０４はケース４０３の表裏両面に開けられている。この開口４０４を通ってＸ線が通過するようになっている。また、ケース４０３内には冷却用ガスが流入できるようになっており、図４の上部にある冷却ガスＩＮ管４０６から冷却用ガスが流入し、下部にある冷却ガスＯＵＴ管４０７より冷却用ガスが排出される。冷却用ガスとしては、特に制限はないが、例えばヘリウム（Ｈｅ）が用いられている。Ｈｅは熱伝導率が高いため、フィルターを効果的に冷却することが可能である。
図４に示すフィルターユニットにおいては、フィルターホルダー４０１の回転とプラズマ光源の発光のタイミングが調節されており、フィルター４００が開口４０４を通過する時に光源が発光するようになされている。また、発光の時のフィルター４００の位置が僅かに異なるように調節されており、フィルター４００のサポートメッシュの影が僅かにずれるようになっている。
この時、フィルターホルダー４０１に取り付けられている各フィルター４００自身に、図２や図３の自転する機構が具備されていてもよい。このように、フィルターホルダー４０１の公転のほかに各フィルター４００が自転するようにすると、フィルターのサポートメッシュの影の影響がより緩和されて好ましい。
【００４０】
次に、本発明の第５の実施の形態に係るＸ線フィルターについて図面を参照しつつ説明する。
図５は、本発明の第５の実施の形態に係るＸ線フィルターを模式的に示す斜視図である。
【００４１】
図５に示すフィルターは、基本的な構成は図１に示すものと同様である。図５に示す構成部品のうち、図１と同じものには同じ符号を付し、その説明を省略する。
図５に示すフィルターユニットにおいては、フィルターはサポートメッシュの素線が微細管からなっている。そして、このフィルターのサポートメッシュの微細管に冷媒（例えば、水）が流れるようになっており、配管１０７から水がサポートメッシュの微細管に入り、配管１０８から排出される。このように、サポートメッシュの微細管に水が流れるようになっているので、効率的にフィルターを冷却することができる。配管１０８から排出された水は、熱交換器１０９によって冷却された後、再び配管１０７よりサポートメッシュの微細管内に流入する。本例では、冷却に水を用いているが、他の溶媒であってもよい。特に熱伝導等が高く蒸気圧の低いものが好ましい。このようなものを用いることにより、万一もれた場合に真空容器内の汚染が少なくなる。このような溶媒の例としては、拡散ポンプに用いられるオイルやアルキルナフタリンやパーフルオロポリエーテル等が挙げられる。サポートメッシュの微細管をヒートパイプ構造としてもよい。このようにすると、より冷却効率が向上する。
【００４２】
次に、Ｘ線発生装置に本発明のフィルター機構を適用した例について図面を参照しつつ説明する。図６は、本発明のＸ線発生装置の全体構成を示す図である。なお、図６においては、図２に示したフィルターユニットが用いられている。
【００４３】
図６に示すＸ線発生装置においては、プラズマ光源としてＬＰＸを用いている。図６に示すＸ線発生装置は、真空容器６００を備えている。この真空容器６００には、図示しない真空ポンプ（真空排気装置）が付設されており、真空容器６００内は、真空ポンプにより排気されて数Ｔｏｒｒ以下に減圧されている。真空容器６００が真空ポンプによって減圧されることで、パルスレーザ光６０１が途中で気中放電せず、プラズマ６０５から放出されたＸ線が吸収により著しく減衰しないようになっている。
【００４４】
真空容器６００には、ガラス製の窓６０５が組み込まれており、この窓６０５の外側にはレンズ６０２が配置されている。レーザ光源（図示せず）から放出されたパルスレーザ光６０１は、レンズ６０２で集光され、窓６０５を通して標的材料に集光され、プラズマ６０５が生成され、このプラズマ６０５からＸ線が輻射される。プラズマ６０５から放出されたＥＵＶ光は回転楕円体の多層膜ミラー６０３により反射され、１点に集光され、この集光位置にピンホール６０６が配置されており、反射されたＥＵＶ光は、ピンホール６０６を通過して次段の光学系に入射する。ピンホールの下流側にはフィルターユニット６０７（図２に示すもの）が配置されている。ピンホール６０６とフィルターユニット６０７との間の空間は、図示しない真空排気装置により排気され、数Ｔｏｒｒ以下に減圧されている。
【００４５】
図６に示すように、光源から放出されたＥＵＶ光を集光光学素子により集光し、その集光点近傍にフィルターを配置すると、ＥＵＶ光の光束が小さくなるので、フィルターの大きさを小さくすることができる。薄いフィルターを製作することは困難であるので、小さなフィルターが使用可能であることはフィルターの製作を容易なものとする。また、小さなフィルターを用いた場合、サポートメッシュが不要となり、フィルターの透過率を向上させることが可能で、装置全体のスループットを向上させることができる。
本実施例では、ピンホール下流側にフィルターを配置したが、プラズマから放出される飛散粒子が少なければ、ピンホールの上流側に配置してもよい。
また、図６の、特にピンホールの下流側にフィルターを配置するとプラズマから放出された標的材料又はターゲット近傍物質の微粒子（飛散粒子）の大部分はピンホールを直進できないため、これら飛散粒子よりフィルターが破損するのを防ぐことができるので好ましい。
【００４６】
次に、本発明のＥＵＶ露光装置の一例について図面を参照して説明する。
図７は、本発明の実施の形態に係るＥＵＶ露光装置の全体構成を示す図である。なお、図７におけるＥＵＶ露光装置においては、図の右上に示すＸ線発生装置１９９として図６に示すＸ線発生装置を用いている。
図７に示すように、Ｘ線発生装置１９９は、露光チャンバ５０の上部に設置されている。露光チャンバ５０内には、Ｘ線発生装置１９９からのＥＵＶ光照射を受ける照明光学系５６が配置されている。照明光学系５６は、コンデンサー系の反射鏡、フライアイ光学系の反射鏡等で構成されており、ミラー６０３で反射したＸ線を円弧状に整形し、図７の左方に向かって照射する。
【００４７】
照明光学系５６の図７の左方には、Ｘ線反射鏡５２が配置されている。Ｘ線反射鏡５２は、図７の右側の反射面５２ａが凹型をした円形をしており、図示せぬ保持部材により垂直に保持されている。Ｘ線反射鏡５２の図７の右方には、光路折り曲げ反射鏡５１が斜めに配置されている。光路折り曲げ反射鏡５１の上方には、反射型マスク５３が、反射面が下になるように水平に配置されている。照明光学系５６から放出されたＸ線は、Ｘ線反射鏡５２により反射集光された後に、光路折り曲げ反射鏡５１を介して、反射型マスク５３の反射面に達する。
【００４８】
反射鏡５１、５２の基体は、反射面５２ａが高精度に加工された石英の基板からなる。この反射面５２ａには、Ｘ線発生装置のミラー６０３の反射面と同様に、Ｍｏ／Ｓｉの多層膜が形成されている。なお、波長が１０〜１５ｎｍのＸ線を用いる場合には、Ｒｕ（ルテニウム）、Ｒｈ（ロジウム）等の物質と、Ｓｉ、Ｂｅ（ベリリウム）、Ｂ４Ｃ（４ホウ化炭素）等の物質とを組み合わせた多層膜でもよい。
【００４９】
反射型マスク５３の反射面にも多層膜からなる反射鏡が形成されている。この反射膜には、ウェハ５９に転写するパターンに応じたマスクパターンが形成されている。マスクステージ５５は、少なくともＹ方向に移動可能であり、光路折り曲げ反射鏡５１で反射されたＸ線を順次マスク５３上に照射する。
【００５０】
反射型マスク５３の下部には、順に投影光学系５７、ウェハ５９が配置されている。投影光学系５７は、複数の反射鏡等からなり、反射型マスク５３で反射されたＸ線を所定の縮小倍率（例えば１／４）に縮小し、ウェハ５９上に結像する。ウェハ５９は、ＸＹＺ方向に移動可能なウェハステージ５４に吸着等により固定されている。
【００５１】
露光動作を行う際には、照明光学系５６により反射型マスク５３の反射面にＸ線を照射する。その際、投影光学系５７に対して反射型マスク５３及びウェハ５９を投影光学系の縮小倍率により定まる所定の速度比で相対的に同期走査する。これにより、反射型マスク５３の回路パターンの全体をウェハ５９上の複数のショット領域の各々にステップアンドスキャン方式で転写する。なお、ウェハ５９のチップは例えば２５×２５ｍｍ角であり、レジスト上で０．０７μｍＬ／ＳのＩＣパターンが露光できる。
【００５２】
図６の実施例ではピンホール６０６の下流側に、容器に収納されたフィルターを設置したが、図８に示すようにピンホールとフィルター部の空間に冷却用のガスを導入するようにしてもよい。
図８ではノズル８１０からキセノン（Ｘｅ）の液注を噴出し、これにレーザー光８０１を照射することによりプラズマ８０４を生成させ、プラズマ８０４から放出された波長１３．５ｎｍのＥＵＶ光を回転放物面多層膜ミラー８０３によって反射しピンホール８０５上に集光している。ピンホール８０５を通過してきたＥＵＶ光はフィルターを通過して後段の光学系に導かれている。プラズマ化し、蒸発したキセノンはチャンバー８００内に充満するが排気装置（図示せず）により真空容器８００内を所定の圧力（例えば数Ｔｏｒｒ〜０．１Ｔｏｒｒ程度）まで排気している。排気したガス及びプラズマ化されなかったキセノンは回収装置（図示せず）により回収され再び標的材料として使用される。
【００５３】
フィルター装置８０８は図３に示したフィルター構造、フィルター保持部、フィルター回転機構と同様である。本実施例で用いているフィルターは、ニッケルのサポートメッシュ上に厚さ１５０ｎｍのジルコニウムの薄膜をコートしたものである。フィルター保持部及びフィルター回転機構（本実施例では超音波モーターを用いている）は隔壁８０９に密着あるいは非常に狭い間隔（例えば、数十μｍｍ〜数百μｍｍ）で概略接している。このため、コンダクタンスは非常に低く、ピンホール８０５とフィルター装置８０８との間の空間８０６に導入されたガスはほとんど後段側に流れない。空間８０６にはキセノン（Ｘｅ）ガスが配管８０７を通して導入されフィルターを冷却している。空間８０６内の圧力が所定の値（例えば、数十Ｔｏｒｒ〜数Ｔｏｒｒ）になるように排気装置（図示せず）により排気されている。ピンホール８０５の径は０．５ｍｍと小さいためコンダクタンスが小さく、空間８０６内に導入されたキセノンガスはほとんど真空容器８００側には流れない。たとえ、真空容器側８００側に流れたとしても、冷却ガスとターゲットガスとが同じ物質（キセノン）であるため、ターゲットガス中に混入したとしてもターゲットガスの純度には影響を与えない。
【００５４】
このようにすると、フィルター部を別途容器によって囲い込む必要がないため、構造を簡略化することができる。
もし、後段の光学系へ流れる冷却ガスが蒸しできるほど少ない場合には、隔壁８０９と後段光学系に別室を設け、この別室内を排気する（差動排気を行う）ことにより後段光学系に流れる冷却ガスを低減することができる。また、空間８０６を取り巻いている容器８１１の大気側を冷却装置により冷却することにより、空間８０６内の冷却ガスの温度を低下させることができるので、フィルターの冷却効率を向上させることができる。容器８１１を冷却する手法としては、容器８１１に配管を取り付け、配管内に冷却された溶媒（例えば水、オイルなど）を流したり、ペリチェ素子等を用いた電子冷却などがある。また、空間８０６内に導入する冷却ガスを予め冷却しておくと（例えば数℃〜−数十℃。液化しないまでの温度まで）、フィルターの冷却効率をさらに向上させることができる。
【００５５】
本実施例では、ピンホール８０５の後流側にフィルターを配置したが、フィルターをピンホールの上流側に配置し、フィルターとピンホールの間に冷却用ガスを導入するようにしてもよい。
また、フィルターやフィルター保持部に突起や板、凹凸を設けておくと、空間８０６内の冷却ガスを撹拌することができるので、より効率的に冷却を行うことができる。
【００５６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のＸ線発生装置は、フィルターにサポートメッシュが取り付けられていたり、フィルターの厚さにムラがあった場合でも、マスク上又はレジスト上での露光ムラが生じないとともに、熱負荷によりフィルターが破損することがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るＸ線発生装置の備えるフィルターを模式的に示す図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態に係るＸ線発生装置の備えるフィルターを模式的に示す図である。
【図３】本発明の第３の実施の形態に係るＸ線発生装置の備えるフィルターを模式的に示す図である。
【図４】本発明の第４の実施の形態に係るＸ線発生装置の備えるフィルターを模式的に示す図である。
【図５】本発明の第５の実施の形態に係るＸ線発生装置の備えるフィルターを模式的に示す図である。
【図６】本発明のＸ線発生装置の全体構成を示す図である。
【図７】本発明の実施の形態に係るＥＵＶ露光装置の全体構成を示す図である。
【図８】ピンホールとフィルター部の空間に冷却用のガスを導入した例を示す図である。
【符号の説明】
１００　フィルター　　　　　　　　　１０１　フィルターホルダー
１０２　ステージ　　　　　　　　　　１０３　ステージ
１０４　ステージ　　　　　　　　　　１０５　配管
１０６　配管　　　　　　　　　　　　１０７　配管
１０８　配管　　　　　　　　　　　　１０９　熱交換器
２００　フィルター　　　　　　　　　２０１　フィルターホルダー
２０２　駆動機構　　　　　　　　　　２０３　部材
３００　フィルター　　　　　　　　　３０１　フィルターホルダー
３０２　駆動機構　　　　　　　　　　３０３　部材
３０４　開口　　　　　　　　　　　　４０１　フィルターホルダー
４００　フィルター　　　　　　　　　４０３　部材
４０４　開口　　　　　　　　　　　　５００　フィルター
５０１　サポートメッシュ　　　　　　５０２　薄膜
６００　真空容器　　　　　　　　　　６０１　パルスレーザ光
６０５　プラズマ　　　　　　　　　　６０２　レンズ
６０３　多層膜ミラー　　　　　　　　６０６　ピンホール
６０７　フィルターユニット　　　　　１９９　Ｘ線発生装置
５０　露光チャンバ　　　　　　　　　５６　照明光学系
５６　照明光学系　　　　　　　　　　５２　Ｘ線反射鏡
５２ａ　反射面　　　　　　　　　　　５１　光路折り曲げ反射鏡
５３　反射型マスク　　　　　　　　　５９　ウェハ
５５　マスクステージ　　　　　　　　５７　投影光学系
５４　ウェハステージ　　　　　　　　８００　チャンバー
８０１　レーザー光　　　　　　　　　８０３　回転放物面多層膜ミラー
８０４　プラズマ　　　　　　　　　　８０５　ピンホール
８０６　空間　　　　　　　　　　　　８０７　配管
８０８　フィルター装置　　　　　　　８０９　隔壁
８１０　ノズル　　　　　　　　　　　８１１　容器
【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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