(57)【要約】  【課題】  ノズル先端部の流路内への異物の侵入を防止することによって異物によるノズルの目詰まりを抑制し、ターゲット物質の噴射方向を安定させて、ターゲット物質をＥＵＶ光源のレーザビーム照射領域に安定的に供給することが可能なジェットノズルを提供する。  【解決手段】  このジェットノズルは、極端紫外光を発生するためにレーザビームが照射されるターゲットとなるターゲット物質を噴射するジェットノズルであって、液体又は気体のターゲット物質を供給するための配管部３０と、第１の面において配管部と一体化されたフランジ部を有し、配管部から流入口に供給されるターゲット物質を流路を介して吐出口から噴射するノズル先端部１０とを具備し、流入口がフランジ部の第１の面よりも突出した位置に設けられていることにより、流路を有する突出部がノズル先端部に形成されている。【選択図】  図１
2005197082.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源装置において用いられ、極端紫外光を発生するためにレーザビームが照射されるターゲットとなるターゲット物質を噴射するジェットノズルであって、
液体又は気体のターゲット物質を供給するための配管部と、
第１の面において前記配管部と一体化されたフランジ部を有し、前記配管部から流入口に供給されるターゲット物質を流路を介して吐出口から噴射するノズル先端部と、
を具備し、前記流入口が前記フランジ部の第１の面よりも突出した位置に設けられていることにより、流路を有する突出部が前記ノズル先端部に形成されている、ジェットノズル。
【請求項２】
前記突出部の外径が、前記フランジ部の第１の面から突出するに従って小さくなっている、請求項１記載のジェットノズル。
【請求項３】
ターゲット物質に混入している固体が前記突出部と前記配管部との間の領域から前記突出部の流路内に移動することを妨げるために、前記突出部の外径が、前記フランジ部の第１の面から所定の距離の位置において、所定の距離未満の位置におけるよりも増加している、請求項１記載のジェットノズル。
【請求項４】
前記フランジ部の第１の面から所定の距離以上の位置において、前記突出部の外径が、前記フランジ部の第１の面から突出するに従って小さくなっている、請求項３記載のジェットノズル。
【請求項５】
ターゲット物質に混入している固体が前記突出部と前記配管部との間の領域から前記突出部の流路内に移動することを妨げるために、前記配管部の内径が、前記ノズル先端部のフランジ部の第１の面から所定の距離の位置において、所定の距離未満の位置におけるよりも減少している、請求項１〜４のいずれか１項記載のジェットノズル。
【請求項６】
前記吐出口が、前記フランジ部の第１の面に対向する第２の面よりも突出していない位置に形成されている、請求項１〜５のいずれか１項記載のジェットノズル。
【請求項７】
前記ノズル先端部の少なくとも一部において、前記流入口から前記吐出口に向かうにつれて流路の内径を減少させることにより、テーパ状に流路が形成されている、請求項１〜６のいずれか１項記載のジェットノズル。
【請求項８】
ターゲットにレーザビームを照射することにより極端紫外光を発生する光源装置であって、
請求項１〜７のいずれか１項記載のジェットノズルと、
前記配管部に液体又は気体のターゲット物質を供給するターゲット供給部と、
前記ノズル先端部から噴射されるターゲット物質にレーザビームを照射することによりプラズマを発生させるレーザ部と、
前記プラズマから放出される極端紫外光を集光して出射する集光光学系と、
を具備する光源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、極端紫外（ＥＵＶ：extreme ultra violet）光を発生する光源装置において用いられるジェットノズルであって、ＥＵＶ光を発生するためにレーザビームが照射されるターゲットとなる物質を噴射するためのジェットノズルに関する。さらに、本発明は、そのようなジェットノズルを用いた光源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体プロセスの微細化に伴って光リソグラフィも微細化が急速に進展しており、次世代においては、１００〜７０ｎｍの微細加工、更には５０ｎｍ以下の微細加工が要求されるようになる。例えば、５０ｎｍ以下の微細加工の要求に応えるべく、波長１３ｎｍ程度のＥＵＶ光源と縮小投影反射光学系（cataoptric system）とを組み合わせた露光装置の開発が期待されている。
【０００３】
ＥＵＶ光源としては、レーザビームをターゲットに照射することによって生成するプラズマを用いたＬＰＰ（laser produced plasma）光源と、放電によって生成するプラズマを用いたＤＰＰ（discharge produced plasma）光源と、軌道放射光を用いたＳＲ（synchrotron radiation）光源との３種類がある。これらの内でも、ＬＰＰ光源は、プラズマ密度をかなり大きくできるので黒体輻射に近い極めて高い輝度が得られ、ターゲット材料を選択することにより必要な波長帯のみの発光が可能であり、ほぼ等方的な角度分布を持つ点光源であるので光源の周囲に電極等の構造物がなく、２πsteradという極めて大きな捕集立体角の確保が可能であること等の利点から、数十ワット以上のパワーが要求されるＥＵＶリソグラフィ用の光源として有力であると考えられている。
【０００４】
図１１に、従来の光源装置の構成を示す。ノズル１０１が、ターゲット供給装置１０２から供給されるターゲットとなる物質（以下、「ターゲット物質」という）を下方に噴射する。駆動用レーザ１０３から発生したレーザ光を集光レンズ１０４により収束させることによって形成されたレーザビームをターゲットに照射することにより、プラズマ１０５を発生させる。プラズマ１０５から放出されたＥＵＶ光は、集光ミラー１０６により集光され、光束（例えば平行光）１０７となって露光機へ伝送される。
【０００５】
ノズル１０１のようなＥＵＶ光源に用いられるターゲット噴射用のジェットノズルは、一般的に、液体又は気体のターゲット物質をレーザビーム照射領域に安定的に供給するために、上部から下部に向けて流路を形成することが望ましい。
【０００６】
図１２は、従来のジェットノズルの断面図である。図１２に示すように、従来のノズル１０１には、ノズル先端部１１０及び配管部１１２が形成されており、ホルダ１１３によって支持されている。ターゲット物質は、図１１に示すターゲット供給装置１０２から加圧されている状態で配管部１１２に供給され、ノズル先端部１１０の流入口から、ノズル先端部１１０内に形成された流路に送り込まれ、吐出口から噴射される。ここで、ノズル先端部１１０の流路の内径は、配管部１１２の内径よりも小さくなっている。
【０００７】
次に、ターゲット物質に異物が混入している場合について説明する。図１３は、ターゲット物質に異物が混入している場合について説明するための図である。図１３に示すように、ターゲット物質と共に流れてくる異物は、ノズル先端部１１０の流入口付近に集まり易く、異物がノズル先端部１１０の流路内に侵入した場合には、目詰まりを起こしてターゲット物質の噴射方向が不安定になるという問題がある。さらに、複数の異物、又は、ノズル先端部１１０の内径よりも大きい異物がノズル先端部１１０の流入口を塞ぐことにより、ターゲット物質を噴射することができなくなるという問題がある。
【０００８】
特に、ノズル先端部１１０の流路は、内径が数μｍ〜数百μｍと非常に細いので、数μｍ〜数十μｍ程度の異物によってもノズル先端部１１０内の目詰まりを引き起こし、ターゲット物質の噴射方向が不安定になったり、ターゲット物質を噴射することができなくなる可能性がある。なお、ターゲット物質を噴射しない動作待機中においても、異物は沈降し、流入口を塞ぐ可能性があるため、同様の問題が発生する。
【０００９】
関連する技術として、下記の特許文献１には、超紫外光源とともに利用し、より大きな気体クラスタの分布を生じ、超紫外光の効率を増加させるノズルが開示されている。このノズルには、第１〜第３の部分として３個の環状部分が形成されており、第１の部分においては、微細な原子寸法の多くのクラスタを形成する供給された気体を膨張することによって、気体温度及び形成されたクラスタを減少させることができる。第２の部分においては、気体を圧縮することによって、第１の部分から出たクラスタの数を減少させることができる。第３の部分においては、第２の部分から出たクラスタの大きさを増加させることができる。しかしながら、この特許文献１においては、ターゲットとなる気体の中に混入する異物については述べられていない。
【００１０】
また、下記の特許文献２には、プラズマ標的材料に対するより大きい液滴を発生させるレーザプラズマ極紫外光源が開示されている。このレーザプラズマ極紫外光源のノズルによれば、狭隘な喉状部分を通る液体の圧力及び流量、並びにノズルの形状により、液体がノズルの拡張部分を通って進むとき、液体を瞬時に分散して、高密度の液滴のスプレーを形成することができる。しかしながら、この特許文献２においては、ターゲットとなる液体の中に混入する異物については述べられていない。
【特許文献１】特開２００１−３１３１９８号公報（第１，３頁、図２）
【特許文献２】特開２００２−１７４７００号公報（第１，３頁、図３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
そこで、上記の点に鑑み、本発明は、ノズル先端部の流路内への異物の侵入を防止することによって異物によるノズルの目詰まりを抑制し、ターゲット物質の噴射方向を安定させて、ターゲット物質をＥＵＶ光源のレーザビーム照射領域に安定的に供給することが可能なジェットノズルを提供することを目的とする。また、本発明は、そのようなジェットノズルを用いた光源装置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】
【００１２】
上記課題を解決するため、本発明に係るジェットノズルは、光源装置において用いられ、極端紫外光を発生するためにレーザビームが照射されるターゲットとなるターゲット物質を噴射するジェットノズルであって、液体又は気体のターゲット物質を供給するための配管部と、第１の面において配管部と一体化されたフランジ部を有し、配管部から流入口に供給されるターゲット物質を流路を介して吐出口から噴射するノズル先端部とを具備し、流入口がフランジ部の第１の面よりも突出した位置に設けられていることにより、流路を有する突出部がノズル先端部に形成されている。
【００１３】
ここで、突出部の外径が、フランジ部の第１の面から突出するに従って小さくなるようにしても良い。あるいは、ターゲット物質に混入している固体が突出部と配管部との間の領域から突出部の流路内に移動することを妨げるために、突出部の外径が、フランジ部の第１の面から所定の距離の位置において、所定の距離未満の位置におけるよりも増加するようにしても良い。その場合に、フランジ部の第１の面から所定の距離以上の位置において、突出部の外径が、フランジ部の第１の面から突出するに従って小さくなるようにしても良い。
【００１４】
以上において、ターゲット物質に混入している固体が突出部と配管部との間の領域から突出部の流路内に移動することを妨げるために、配管部の内径が、ノズル先端部のフランジ部の第１の面から所定の距離の位置において、所定の距離未満の位置におけるよりも減少するようにしても良い。また、吐出口が、フランジ部の第１の面に対向する第２の面よりも突出していない位置に形成されるようにしても良い。さらに、ノズル先端部の少なくとも一部において、流入口から吐出口に向かうにつれて流路の内径を減少させることにより、テーパ状に流路が形成されるようにしても良い。
【００１５】
本発明に係る光源装置は、ターゲットにレーザビームを照射することにより極端紫外光を発生する光源装置であって、上記いずれかのジェットノズルと、配管部に液体又は気体のターゲット物質を供給するターゲット供給部と、ノズル先端部から噴射されるターゲット物質にレーザビームを照射することによりプラズマを発生させるレーザ部と、プラズマから放出される極端紫外光を集光して出射する集光光学系とを具備する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、ジェットノズルにおいて、流入口をフランジ部の第１の面よりも突出した位置に設けて、流路を有する突出部をノズル先端部に形成することにより、ノズル先端部の流路内への異物の侵入を防止し、異物による目詰まりを抑制することができる。その結果、ターゲット物質の噴射方向を安定させて、ターゲット物質をレーザビーム照射領域に安定的に供給することが可能となる。また、そのようなジェットノズルを用いることにより、異物による目詰まりに起因するメンテナンスの回数を低減して、ダウンタイムの短い光源装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら詳しく説明する。なお、同一の構成要素には同一の参照番号を付して、説明を省略する。
図１は、本発明の第１の実施形態に係るジェットノズルの断面図である。図１に示すように、このジェットノズルには、ノズル先端部１０及び配管部３０が形成されており、ホルダ４０によって支持されている。本願においては、ホルダ４０によって支持されるノズル先端部１０の平板部分を、「フランジ部」と呼ぶことにする。
【００１８】
ターゲット物質は、ターゲット供給装置から加圧されている状態で配管部３０に供給され、ノズル先端部１０の流入口から、ノズル先端部１０内に形成された流路に送り込まれ、吐出口から噴射される。ここで、ノズル先端部１０の流路の内径は、配管部３０の内径よりも小さくなっている。
【００１９】
ターゲット物質には、ジェットノズルの各部を製作する時に発生する切り粉、繰り返し行われる温度差の大きな温度制御によってターゲット供給装置内から剥離した金属や酸化物、及び、ターゲット物質となる物質の冷却に伴って発生する固化物質等が、固体の異物として混入する。
【００２０】
本実施形態に係るジェットノズルのノズル先端部１０は、流入口をフランジ部の第１の面（上面）１０Ａよりも上流側に突出させており、流路を有する突出部がノズル先端部１０に形成されている。なお、流路の内径は、流入口から吐出口まで一定である。従って、流入口が配管部３０の最下部よりも上部、即ち、フランジ部の上面１０Ａよりもターゲット物質の流路における上流側に設けられ、ノズル先端部１０の突出部と配管部３０との間の領域に溝が形成されるので、異物がその溝の中に溜まり易く、異物が流入口周辺に集まり難くなっている。
【００２１】
ノズル先端部１０をこのような形状にすることにより、ノズル先端部１０の流路内に異物が侵入することを防止することができる。その結果、異物によるノズルの目詰まりを抑制し、ターゲット物質の噴射方向を安定させて、ターゲット物質をレーザビーム照射領域に安定的に供給することが可能となる。なお、突出部の突出量をさらに大きくすることにより、ターゲット物質をレーザビーム照射領域にさらに安定的に供給することが可能となる。
【００２２】
また、本実施形態に係るジェットノズルにおいては、ノズルのメンテナンス等を行うことができるが、ノズル先端部１０の流路内に異物が浸入することを防止することにより、異物による目詰まりに起因するメンテナンスの回数を低減して、ダウンタイムの短い装置を供することができる。
【００２３】
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
図２は、本発明の第２の実施形態に係るジェットノズルの断面図である。図２に示すように、本実施形態に係るジェットノズルのノズル先端部１１は、流入口をフランジ部の第１の面（上面）１１Ａよりも上流側に突出させており、流路を有する突出部がノズル先端部１１に形成されている。さらに、突出部を上流側に向かってナイフエッジ状に形成している。即ち、突出部の外径が、フランジ部の上面１１Ａから突出するに従って小さくなっている。その他の構成及び形状については、図１に示すジェットノズルと同様である。
【００２４】
従って、流入口が配管部３０の最下部よりも上部に設けられ、ノズル先端部１１の突出部と配管部３０との間の領域に溝が形成されるので、異物がその溝の中に溜まり易く、また、突出部を上流に向かってナイフエッジ状にしているので、さらに異物が流入口周辺に集まり難くなっている。
【００２５】
ノズル先端部１１をこのような形状にすることにより、ノズル先端部１１の流路内に異物が侵入することをさらに防止することができる。その結果、異物によるノズルの目詰まりを抑制し、ターゲット物質の噴射方向を安定させて、ターゲット物質をレーザビーム照射領域に安定的に供給することが可能となる。
【００２６】
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。
図３は、本発明の第３の実施形態に係るジェットノズルの断面図である。図３に示すように、本実施形態に係るジェットノズルのノズル先端部１２は、流入口をフランジ部の第１の面（上面）１２Ａよりも上流側に突出させており、流路を有する突出部がノズル先端部１２に形成されている。さらに、突出部の上部の外径を下部の外径よりも大きくすることによりカエリを形成している。即ち、突出部の外径が、フランジ部の上面１２Ａから所定の距離の位置において、所定の距離未満の位置におけるよりも増加している。その他の構成及び形状については、図１に示すジェットノズルと同様である。
【００２７】
従って、流入口が配管部３０の最下部よりも上部に設けられ、ノズル先端部１２の突出部と配管部３０との間の領域に溝が形成されるので、異物がその溝の中に溜まり易く、また、突出部の上部の外径を下部の外径よりも大きくすることによりカエリを形成しているので、１度沈降した異物が再度浮上して流入口周辺に集まるのを妨げている。
【００２８】
ノズル先端部１２をこのような形状にすることにより、ノズル先端部１２の流路内に異物が侵入することをさらに防止することができる。その結果、異物によるノズルの目詰まりを抑制し、ターゲット物質の噴射方向を安定させて、ターゲット物質をレーザビーム照射領域に安定的に供給することが可能となる。
【００２９】
次に、本発明の第４の実施形態について説明する。
図４は、本発明の第４の実施形態に係るジェットノズルの断面図である。図４に示すように、本実施形態に係るジェットノズルのノズル先端部１３は、流入口をフランジ部の第１の面（上面）１３Ａよりも上流側に突出させており、流路を有する突出部がノズル先端部１３に形成されている。さらに、突出部の上部において外径を下部の外径よりも一旦大きくすることによりカエリを形成すると共に、カエリを上流に向かってナイフエッジ状にしている。即ち、突出部の外径が、フランジ部の上面１３Ａから所定の距離の位置において、所定の距離未満の位置におけるよりも増加すると共に、フランジ部の上面１３Ａから所定の距離以上の位置において、突出部の外径が、フランジ部の上面１３Ａから突出するに従って小さくなっている。その他の構成及び形状については、図１に示すジェットノズルと同様である。
【００３０】
従って、流入口が配管部３０の最下部よりも上部に設けられ、ノズル先端部１３の突出部と配管部３０との間の領域に溝が形成されるので、異物がその溝の中に溜まり易く、また、カエリを形成しているので、１度沈降した異物が再度浮上して流入口周辺に集まるのを防止している。さらに、カエリを上流に向かってナイフエッジ状にしているので、さらに異物が流入口周辺に集まり難くなっている。
【００３１】
ノズル先端部１３をこのような形状にすることにより、ノズル先端部１３の流路内に異物が侵入することをさらに防止することができる。その結果、異物によるノズルの目詰まりを抑制し、ターゲット物質の噴射方向を安定させて、ターゲット物質をレーザビーム照射領域に安定的に供給することが可能となる。
【００３２】
次に、本発明の第５の実施形態について説明する。
図５は、本発明の第５の実施形態に係るジェットノズルの断面図である。図５に示すように、本実施形態に係るジェットノズルの配管部３１には、ノズル先端部１０の突出部の最上部と同程度の上流側の位置における内径を小さくすることによって、カエリが形成されている。即ち、配管部３１の内径が、ノズル先端部１０の上面１０Ａから所定の距離の位置において、所定の距離未満の位置におけるよりも減少している。その他の構成及び形状については、図１に示すジェットノズルと同様である。
【００３３】
従って、流入口が配管部３１の最下部よりも上部に設けられ、ノズル先端部１０の突出部と配管部３１との間の領域に溝が形成されるので、異物がその溝の中に溜まり易く、また、ノズル先端部１０の突出部の最上部と同程度の上流側の位置における配管部３１の内径を小さくすることによってカエリを形成しているので、１度沈降した異物が再度浮上して流入口周辺に集まるのを防止している。
【００３４】
配管部３１をこのような形状にすることにより、１度沈降した異物が再度浮上して流入口周辺に集まるのを防止することができる。その結果、異物によるノズルの目詰まりを抑制し、ターゲット物質の噴射方向を安定させて、ターゲット物質をレーザビーム照射領域に安定的に供給することが可能となる。なお、本実施形態においては、ノズル先端部の形状を、第１の実施形態におけるノズル先端部の形状と同一の形状としたが、第２〜第４の実施形態におけるノズル先端部の形状と同一の形状としても良い。
【００３５】
次に、本発明の第６の実施形態について説明する。
図６は、本発明の第６の実施形態に係るジェットノズルの断面図である。図６に示すように、本実施形態に係るジェットノズルのノズル先端部１４は、流入口をフランジ部の第１の面（上面）１４Ａよりも上流側に突出させており、流路を有する突出部がノズル先端部１４に形成されている。一方、吐出口については、フランジ部の第２の面（下面）１４Ｂよりも下流側に突出させていない。その他の構成及び形状については、図１に示すジェットノズルと同様である。
【００３６】
従って、流入口が配管部３０の最下部よりも上部に設けられ、ノズル先端部１４の突出部と配管部３０との間の領域に溝が形成されるので、異物がその溝の中に溜まり易く、異物が流入口周辺に集まり難くなっている。また、吐出口をフランジ部の下面１４Ｂよりも下流側に突出させないことにより、ノズル先端部の流路長を短くすることができるので、ノズル先端部の流路内におけるターゲット物質の圧力損失を低減することにより、突出部から噴射するターゲット物質のジェット流速の低下を抑えることができる。
【００３７】
図７は、図６に示すジェットノズルを用いた場合におけるターゲット物質の圧力分布を示す図である。図７においては、本実施形態に係るジェットノズルを用いた場合におけるターゲット物質の圧力を実線で示し、比較のために、第１の実施形態に係るジェットノズルを用いた場合におけるターゲット物質の圧力を破線で示している。なお、本実施形態に係るジェットノズルのノズル先端部１４の流路の内径と、第１の実施形態に係るジェットノズルのノズル先端部１０の流路の内径とは、等しくなっている。また、ノズル先端部１４の流路の内表面の粗さと、第１の実施形態に係るジェットノズルのノズル先端部１０の流路の内表面の粗さとは、等しくなっている。
【００３８】
図７に示すように、配管部３０内を流れるターゲット物質は一定の圧力を有しているが、配管部３０よりも内径が小さくなるノズル先端部１０又は１４の流入口においては、ターゲット物質の渦が発生することにより圧力損失が生じる。さらに、ノズル先端部１０又は１４の流路内においては、ターゲット物質が下流に移動することによって、ターゲット物質と壁面との摩擦により圧力損失が生じる。本実施形態に係るジェットノズルのノズル先端部１４の流路長は、第１の実施形態に係るジェットノズルのノズル先端部１０の流路長よりも短いので、本実施形態においては、ノズル先端部の流路内におけるターゲット物質の圧力損失を第１の実施形態におけるよりも小さくすることができるので、ターゲット物質の噴射に寄与する圧力を第１の実施形態におけるよりも大きくすることができ、吐出口から噴射するターゲット物質のジェット流速の低下を抑えることが可能となる。
【００３９】
ノズル先端部１４をこのような形状にすることにより、突出部を設けたことによるジェット流速の低下を招くことなく、ノズル先端部１４の流路内に異物が侵入することを防止することができる。その結果、異物によるノズルの目詰まりを抑制し、ターゲット物質の噴射方向を安定させて、ターゲット物質をレーザビーム照射領域に安定的に供給することが可能となる。なお、本実施形態においては、ノズル先端部の上流側の形状を第１の実施形態における形状と同一として説明したが、第２〜第４の実施形態における形状と同一としても良いし、第５の実施形態と同様に、配管部にカエリを形成しても良い。
【００４０】
次に、本発明の第７の実施形態について説明する。
図８は、本発明の第７の実施形態に係るジェットノズルの断面図である。図８に示すように、本実施形態に係るジェットノズルのノズル先端部１５は、流入口をフランジ部の第１の面（上面）１５Ａよりも上流側に突出させており、流路を有する突出部がノズル先端部１５に形成されている。さらに、ノズル先端部１５の少なくとも一部において、流入口から吐出口に向かうにつれて流路の内径を減少させることにより、テーパを形成している。その他の構成及び形状については図１に示すものと同様である。
【００４１】
図９は、図８に示すジェットノズルを用いた場合におけるターゲット物質の圧力分布を示す図である。図９においては、本実施形態に係るジェットノズルを用いた場合におけるターゲット物質の圧力を実線で示し、比較のために、第１の実施形態に係るジェットノズルを用いた場合におけるターゲット物質の圧力を破線で示している。なお、本実施形態に係るジェットノズルのノズル先端部１５の吐出口の内径と、第１の実施形態に係るジェットノズルのノズル先端部１０の吐出口の内径とは、等しくなっている。また、ノズル先端部１５の流路の内表面の粗さと、第１の実施形態に係るジェットノズルのノズル先端部１０の流路の内表面の粗さとは、等しくなっている。
【００４２】
図９に示すように、配管部３０内を流れるターゲット物質は一定の圧力を有しているが、配管部３０よりも急激に内径が小さくなるノズル先端部１０又は１５の流入口においては、ターゲット物質の渦が発生することにより圧力損失が生じる。さらに、ノズル先端部１０又は１５の流路内においては、ターゲット物質が下流に移動することによって、ターゲット物質と壁面との摩擦によって圧力損失が生じる。本実施形態に係るジェットノズルのノズル先端部１５の流入口側の流路にテーパを設けることにより、流入口においてターゲット物質の渦が発生し難くなっているので、本実施形態においては、ノズル先端部の流入口におけるターゲット物質の圧力損失を第１の実施形態における圧力損失よりも小さくすることができるので、ターゲット物質の噴射に寄与する圧力を第１の実施形態における圧力よりも大きくすることができ、吐出口から噴射するターゲット物質のジェット流速の低下を抑えることが可能となる。但し、流入口側の流路にテーパを設けるために流入口の内径を大きくすると、ノズル先端部の流路内に異物が侵入する確率は大きくなるので、異物が侵入する確率が従来の技術よりも小さくなる範囲内でテーパを設ける必要がある。
【００４３】
ノズル先端部１５をこのような形状にすることにより、突出部を設けたことによるジェット流速の低下を招くことなく、ノズル先端部１５の流路内に異物が侵入することを防止することができる。その結果、異物によるノズルの目詰まりを抑制し、ターゲット物質の噴射方向を安定させて、ターゲット物質をレーザビーム照射領域に安定的に供給することが可能となる。なお、本実施形態においては、ノズル先端部の外形を第１の実施形態における外形と同一として説明したが、第２〜第４の実施形態における外形と同一としても良いし、第５の実施形態と同様に、配管部にカエリを形成しても良い。また、第６の実施形態と同様に、吐出口をフランジ部の下面よりも下流側に突出させないようにしても良い。
【００４４】
次に、本発明の一実施形態に係る光源装置について説明する。図１０に、本発明の一実施形態に係る光源装置の構成を示す。この光源装置は、以上において説明したジェットノズルを用いてターゲット物質を噴出することにより、異物によるノズルの目詰まりを抑制して、ターゲット物質をレーザビーム照射領域に安定的に供給することができる。
【００４５】
図１０に示すように、光源装置は、レーザ部として、レーザビームを発生する駆動用レーザ５１と、駆動用レーザ５１が発生するレーザビームを集光する照射光学系とを含んでいる。本実施形態においては、照射光学系が、集光レンズ５２によって構成されている。集光レンズ５２としては、平凸レンズやシリンドリカルレンズが使用される。
【００４６】
また、光源装置は、ターゲット供給部として、レーザビームが照射されるターゲットとなる物質を供給するターゲット供給装置５３と、ターゲット供給装置５３から供給されるターゲット物質を噴射するためのジェットノズル５４と、プラズマから放出されるＥＵＶ光を集光して出射する集光光学系とを含んでいる。
【００４７】
本実施形態においては、ジェットノズル５４が、ノズル先端部１０と、配管部３０と、ホルダ４０とによって構成されている。また、集光光学系が、集光ミラー５５によって構成されている。集光ミラー５５としては、放物面鏡、球面鏡、回転楕円体形状の凹面鏡、又は、複数の曲率を有する球面鏡を使用することができる。
【００４８】
本実施形態において、ＥＵＶ光は、５ｎｍ〜５０ｎｍの波長を有している。レーザ部が、ターゲット供給部から供給されるターゲットにレーザビームを照射することによりプラズマを生成し、集光ミラー５５が、プラズマから放出されるＥＵＶ光を集光して出射する。
【００４９】
ターゲットは、気体ジェット又は液体ジェットのいずれかの形態で使用することができる。気体ジェットの場合には、常温（２０℃）において気体状態である物質が該当し、例えば、キセノン（Ｘｅ）、キセノンを主成分とする混合物、アルゴン（Ａｒ）、クリプトン（Ｋｒ）を用いることができる。液体ジェットの場合には、加圧冷却することにより上記気体を液化させたもの、又は、常温において液体状態の水やアルコールを用いることができる。
【００５０】
ターゲットとなる物質が最初からガス状態である場合には、この気体に圧力を加えてジェットノズル５４の吐出口から放出することにより、この気体をガス状態のままで供給しても良い。又は、この気体を、正イオン又は負イオンを核として複数個の原子又は分子が凝集してできる電荷を帯びた原子又は分子の集合体（クラスターイオン）のジェット（噴射）として供給しても良い。
【００５１】
本実施形態においては、ターゲット物質として液体キセノン（Ｘｅ）を用いている。その場合に、発生するＥＵＶ光は、約１０ｎｍ〜約１５ｎｍの波長を有する。ターゲット供給装置５３が、液体キセノンを加圧・冷却することにより、ジェットノズル５４の吐出口から下方に向けて液体キセノンを噴射する。従って、噴出した液体キセノンは、吐出口の開口形状に応じて垂直に流動し、液体キセノンの柱（連続流）又はドロップレットを形成することになる。
【００５２】
駆動用レーザ５１から発生されたレーザビームは、集光レンズ５２により集光され、実質的にライン状の断面形状を有するレーザビームとなって、集光ミラー５５に形成された穴を通過して、液体キセノンの柱又はドロップレットに向けて照射される。照射されるレーザビームが液体キセノンの柱又はドロップレットと交差する位置において、プラズマ５６が発生する。
【００５３】
プラズマ５６から放出されたＥＵＶ光は、集光光学系を構成する集光ミラー５５によって集光され、光束（例えば平行光）５７となり、露光機に供給される。集光光学系の光軸は、プラズマ５６の略中心と交差することが望ましい。集光ミラー５５の内面（集光鏡）のミラーコーティングとしては、波長１３ｎｍのＥＵＶ光を発生する場合にはＭｏ／Ｓｉ又はＭｏ／Ｓｒを用い、波長１１ｎｍのＥＵＶ光を発生する場合にはＭｏ／Ｂｅ又はＭｏ／Ｓｒを用いると、集光効率を向上させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
本発明は、ＥＵＶ光を発生する光源装置においてターゲットとなる物質を噴射するためのジェットノズルに利用することが可能である。さらに、本発明は、そのようなジェットノズルを用いた光源装置においても利用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るジェットノズルの断面図である。
【図２】本発明の第２の実施形態に係るジェットノズルの断面図である。
【図３】本発明の第３の実施形態に係るジェットノズルの断面図である。
【図４】本発明の第４の実施形態に係るジェットノズルの断面図である。
【図５】本発明の第５の実施形態に係るジェットノズルの断面図である。
【図６】本発明の第６の実施形態に係るジェットノズルの断面図である。
【図７】図６に示すジェットノズルを用いた場合におけるターゲット物質の圧力分布を示す図である。
【図８】本発明の第７の実施形態に係るジェットノズルの断面図である。
【図９】図８に示すジェットノズルを用いた場合におけるターゲット物質の圧力分布を示す図である。
【図１０】本発明の一実施形態に係る光源装置の構成を示す図である。
【図１１】従来の光源装置の構成を示す図である。
【図１２】従来のジェットノズルの断面図である。
【図１３】ターゲット物質に異物が混入している場合について説明するための図である。
【符号の説明】
【００５６】
１０〜１５…ノズル先端部、３０，３１…配管部、４０…ホルダ、５１…駆動用レーザ、５２…集光レンズ、５３…ターゲット供給装置、５４…ジェットノズル、５５…集光ミラー、５６…プラズマ、５７…光束
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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