(57)【要約】【課題】レーザ励起プラズマ方式の極端紫外光源装置において、プラズマから放出されるイオン等の荷電粒子を効率よく排出する。【解決手段】ターゲット物質を供給するターゲットノズル４と、該ターゲットノズルによって供給されるターゲット物質に対してレーザビームを照射することによりプラズマを生成するレーザ発振器１と、該プラズマから放射される極端紫外光を集光するＥＵＶ集光ミラー５と、ターゲット物質に対してレーザビームを照射する位置に非対称な磁場を形成する電磁石コイル６及び７とを有する。【選択図】図１
2007273239.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ励起プラズマ方式の極端紫外光源装置であって、
ターゲット物質を供給するターゲットノズルと、
前記ターゲットノズルによって供給されるターゲット物質に対してレーザビームを照射することによりプラズマを生成するレーザ発振器と、
該プラズマから放射される極端紫外光を集光する集光光学系と、
前記ターゲット物質に対してレーザビームを照射する位置に非対称な磁場を形成する磁場形成手段と、
を具備する極端紫外光源装置。
【請求項２】
前記磁場形成手段が、電流が供給されたときに磁場を発生する複数のコイルを含む、請求項１記載の極端紫外光源装置。
【請求項３】
前記磁場形成手段が、互いに異なる形状、及び／又は、互いに異なる大きさを有し、前記複数のコイルの中心開口にそれぞれ挿入される複数の鉄心を含む、請求項２記載の極端紫外光源装置。
【請求項４】
前記複数のコイルが超伝導コイルを含む、請求項２記載の極端紫外光源装置。
【請求項５】
前記磁場形成手段が、前記複数のコイルの各々に、互いに大きさの異なる電流を流すことを含む、請求項２〜４のいずれか１項記載の極端紫外光源装置。
【請求項６】
前記磁場形成手段が、前記複数のコイルの各々に、互いに方向の異なる電流を流すことを含む、請求項２〜５のいずれか１項記載の極端紫外光源装置。
【請求項７】
前記複数のコイルの各々における巻き線の数、及び／又は、巻き線の直径が互いに異なる、請求項２〜６のいずれか１項記載の極端紫外光源装置。
【請求項８】
前記磁場形成手段が、互いに大きさが異なる磁場を発生する複数の永久磁石を含む、請求項１記載の極端紫外光源装置。
【請求項９】
前記磁場形成手段が、前記複数のコイル又は前記複数の永久磁石によって形成される磁場の一部を遮蔽する遮蔽手段を含む、請求項２〜８のいずれか１項記載の極端紫外光源装置。
【請求項１０】
前記遮蔽手段が、鉄又はコバルト又はニッケル又はフェライトを含む、請求項９記載の極端紫外光源装置。
【請求項１１】
前記磁場形成手段が、磁束線の中心軸に直交する面に対して非対象な磁場を形成する、請求項１〜１０のいずれか１項記載の極端紫外光源装置。
【請求項１２】
前記磁場形成手段が、磁束線の中心軸の一方の側において磁束密度が高く、他方の側において磁束密度が低くなるような非対称磁場を形成する、請求項１１記載の極端紫外光源装置。
【請求項１３】
前記磁場形成手段が、磁束線の中心軸を有しない非対称磁場を形成する、請求項１〜１０のいずれか１項記載の極端紫外光源装置。
【請求項１４】
前記複数のコイル又は前記複数の永久磁石が、互いに角度をつけて対向するように配置されている、請求項１３記載の極端紫外光源装置。
【請求項１５】
前記磁場形成手段によって形成される非対称磁場の磁束密度が高い方から磁束密度が低い方に向かう方向に配置されている開口部をさらに具備する請求項１〜１４のいずれか１項記載の極端紫外光源装置。
【請求項１６】
前記磁場形成手段によって形成される非対称磁場中に電場を形成する電場形成手段をさらに具備する、請求項１〜１５のいずれか１項記載の極端紫外光源装置。
【請求項１７】
前記ターゲットノズルの中心軸が、前記磁場形成手段によって形成される非対称磁場の磁束線の中心軸に対して直交する方向に配置されている、請求項１〜１６のいずれか１項記載の極端紫外光源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、露光装置の光源として用いられる極端紫外（ＥＵＶ：extreme ultra violet）光源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、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。そのため、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（reduced projection reflective optics）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、ターゲットにレーザビームを照射することによって生成されるプラズマを用いたＬＰＰ（laser produced plasma：レーザ励起プラズマ）光源（以下において、「ＬＰＰ式ＥＵＶ光源装置」ともいう）と、放電によって生成され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、ターゲット物質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、２πsteradian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２２は、ＬＰＰ方式のＥＵＶ光の生成原理を説明するための図である。図２２に示すＥＵＶ光源装置は、レーザ発振器９０１と、集光レンズ等の集光光学系９０２と、ターゲット供給装置９０３と、ターゲットノズル９０４と、ＥＵＶ集光ミラー９０５とを備えている。レーザ発振器９０１は、ターゲット物質を励起させるためのレーザビームをパルス発振するレーザ光源である。集光レンズ９０２は、レーザ発振器９０１から射出したレーザビームを所定の位置に集光する。また、ターゲット供給装置９０３は、ターゲット物質をターゲットノズル９０４に供給し、ターゲットノズル９０４は、供給されたターゲット物質を所定の位置に噴射する。
【０００５】
ターゲットノズル９０４から噴射されたターゲット物質にレーザビームを照射することにより、ターゲット物質が励起してプラズマが発生し、そこから様々な波長成分が放射される。
ＥＵＶ集光ミラー９０５は、プラズマから放射された光を反射集光する凹面状の反射面を有している。この反射面には、所定の波長成分（例えば、１３．５ｎｍ付近）を選択的に反射するために、例えば、モリブデン及びシリコンを交互に積層した膜（Ｍｏ／Ｓｉ多層膜）が形成されている。それにより、プラズマから放射された所定の波長成分が、出力ＥＵＶ光として露光装置等に出力される。
【０００６】
このようなＬＰＰ式ＥＵＶ光源装置においては、プラズマから放出される高速イオン等の荷電粒子による影響が問題となっている。ＥＵＶ集光ミラー９０５は、比較的プラズマ発光点（ターゲット物質にレーザビームを照射する位置）の近傍に配置されているため、高速イオン等がＥＵＶ集光ミラー９０５に衝突して、ミラーの反射面（Ｍｏ／Ｓｉ多層膜）がスパッタされて損傷してしまうからである。ここで、ＥＵＶ光生成効率を高めるためには、ＥＵＶ集光ミラー９０５の反射率を高く維持しておく必要がある。そのためには、ＥＵＶ集光ミラー９０５の反射面表面に高い平坦性が要求されるため、ミラーの価格は非常に高価なものとなる。従って、ＥＵＶ光源装置を含む露光システムの運転コストの低減や、メンテナンス時間の削減等の観点からも、ＥＵＶ集光ミラー９０５の長寿命化が望まれている。
【０００７】
関連する技術として、特許文献１には、ターゲットとなる物質を供給するターゲット供給部と、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射出する集光光学系と、プラズマから放出される荷電粒子をトラップするために、電流が供給されたときに集光光学系内に磁場を発生させる磁場発生手段とを含む光源装置が開示されている（第１頁、図１）。この光源装置においては、ヘルムホルツ型電磁石を用いてミラー磁場を形成することにより、プラズマから発生したイオンをプラズマ近傍にトラップしている（第６コラム、図４）。それにより、イオン等の所謂デブリによるＥＵＶ集光ミラーの損傷を防いでいる。
【０００８】
また、特許文献１においては、プラズマや集光ミラー近傍からイオン等を効率良く排出して、プラズマ近傍に滞留するターゲットガス（ターゲット物質のイオンや中性化された原子）の濃度を低減するために、集光ミラーの反対側における磁束密度が低くなるように磁場を形成している（第７〜８コラム、図６Ａ〜図７）。このような磁場の作用により、イオン等は磁束密度の低い方向、即ち、集光ミラーとは反対方向に導かれる。
【特許文献１】米国特許ＵＳ６，９８７，２７９Ｂ２
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、そのようにしてイオン等を磁場の外部に導出できたとしても、その後で、イオン等を効率良くチャンバ外に排出しなければ、やはり、チャンバ内に残留するターゲットガス（ターゲット物質のイオンや中性化された原子）の濃度は上昇してしまう。このターゲットガスは、プラズマから放射されるＥＵＶ光を吸収するため、その濃度が上昇することによって利用可能なＥＵＶ光が減少するという問題が生じる。従って、特許文献１の図６Ａや図７に示す構成に加えて、ターゲットガスをチャンバ外に効率良く排出するための機構（例えば、大口径の排出口）を適切な位置に配置することが必要となる。
【００１０】
そこで、特許文献１の図６Ａや図７に示す装置にイオン等の排出機構を設けようとすると、次のような問題が生じる。即ち、一般的なＥＵＶ光源装置においては、ＥＵＶ集光ミラーに対向する側（反射されたＥＵＶ光の進行方向）に、ＥＵＶ光のスペクトルを純化させるためのフィルタや、露光装置との結合機構等が設置されている。従って、それらのフィルタや結合機構等との干渉を考慮すると、集光ミラーに対向する側にイオン等の排出機構を設けることは困難である。しかしながら、排出機構、特に、チャンバに形成される排出口の位置が適切でない場合には、イオン等の排出速度が低下するので、チャンバ内におけるイオン等の濃度が上昇してしまう。特に、高繰り返し動作でＥＵＶ光を生成する場合には、そのような傾向が顕著となるものと考えられる。
【００１１】
そこで、上記の点に鑑み、本発明は、レーザ励起プラズマ方式の極端紫外光源装置において、プラズマから放出されるイオン等の荷電粒子を効率よく排出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、本発明の１つの観点に係る極端紫外光源装置は、レーザ励起プラズマ方式の極端紫外光源装置であって、ターゲット物質を供給するターゲットノズルと、該ターゲットノズルによって供給されるターゲット物質に対してレーザビームを照射することによりプラズマを生成するレーザ発振器と、該プラズマから放射される極端紫外光を集光する集光光学系と、ターゲット物質に対してレーザビームを照射する位置に非対称な磁場を形成する磁場形成手段とを具備する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、磁場形成手段によって形成される非対称磁場の作用により、プラズマから放出されるイオン等の荷電粒子を、所望の方向に導出することができる。従って、イオン等の荷電粒子をＥＵＶ集光ミラーやプラズマ発光点近傍から速やかに排除できるので、ＥＵＶ集光ミラーの汚染及び損傷や、イオン等の濃度上昇を抑制することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
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の実施形態に係る極端紫外（ＥＵＶ）光源装置の構成を示す断面図である。本実施形態に係るＥＵＶ光源装置は、レーザビームをターゲット物質に照射して励起させることによりＥＵＶ光を生成するレーザ励起プラズマ（ＬＰＰ）方式を採用している。図１に示すように、このＥＵＶ光源装置は、レーザ発振器１と、集光レンズ２と、ターゲット供給装置３と、ターゲットノズル４と、ＥＵＶ集光ミラー５と、電磁石コイル６及び７と、ターゲット回収筒８とを含んでいる。これらの電磁石コイル６及び７には、電流を供給するための配線及び電源装置が接続されている。
【００１５】
レーザ発振器１は、高い繰り返し周波数でパルス発振できるレーザ光源であり、後述するターゲット物質を照射して励起させるためのレーザビームを射出する。また、集光レンズ２は、レーザ発振器１から射出されたレーザビームを所定の位置に集光させる集光光学系である。本実施形態においては、集光光学系として１つの集光レンズ２を用いているが、それ以外の集光光学部品又は複数の光学部品の組み合わせにより集光光学系を構成しても良い。
【００１６】
ターゲット供給装置３は、レーザビームを照射されることにより励起してプラズマ化するターゲット物質をターゲットノズル４に供給する。ターゲット物質としては、キセノン（Ｘｅ）や、キセノンを主成分とする混合物や、アルゴン（Ａｒ）や、クリプトン（Ｋｒ）や、低気圧状態でガスとなる水（Ｈ２Ｏ）若しくはアルコールや、錫（Ｓｎ）やリチウム（Ｌｉ）等の溶融金属や、水又はアルコールに錫や酸化錫や銅等の微小な金属粒子を分散させたものや、水にフッ化リチウム（ＬｉＦ）や塩化リチウム（ＬｉＣｌ）を溶解させたイオン溶液等が用いられる。
【００１７】
ターゲット物質の状態としては、気体、液体、固体のいずれであっても良い。例えばキセノンのように、常温で気体のターゲット物質を液体ターゲットとして用いる場合には、ターゲット供給装置３は、キセノンガスを加圧及び冷却することにより液化してターゲットノズル４に供給する。反対に、例えば錫のように、常温で固体の物質を液体ターゲットとして用いる場合には、ターゲット供給装置３は、錫を加熱することにより液化してターゲットノズル４に供給する。
【００１８】
ターゲットノズル４は、ターゲット供給装置３から供給されたターゲット物質１１を噴射することにより、ターゲットジェット（噴流）やドロップレット（液滴）ターゲットを形成する。ドロップレットターゲットを形成する場合には、所定の周波数でターゲットノズル４を振動させる機構（例えば、ピエゾ素子）が更に設けられる。また、この場合には、ドロップレットターゲットの位置間隔（又は、形成される時間間隔）に合わせて、レーザ発振器１におけるパルス発振間隔が調節される。
ターゲットノズル４から噴射されたターゲット物質１１にレーザビームを照射することによりプラズマ１０が発生し、そこから様々な波長成分を有する光が放射される。
【００１９】
ＥＵＶ集光ミラー５は、プラズマ１０から放射される様々な波長成分の内から、所定の波長成分（例えば、１３．５ｎｍ付近のＥＵＶ光）を集光する集光光学系である。ＥＵＶ集光ミラー５は凹状の反射面を有しており、この反射面には、例えば、波長が１３．５ｎｍ付近のＥＵＶ光を選択的に反射するモリブデン（Ｍｏ）／シリコン（Ｓｉ）多層膜が形成されている。このＥＵＶ集光ミラー５により、ＥＵＶ光は所定の方向（図１においては、紙面の手前方向）に反射集光され、例えば、露光装置に出力される。なお、ＥＵＶ光の集光光学系は、図１に示すような集光ミラーに限定されず、複数の光学部品を用いて構成しても良いが、ＥＵＶ光の吸収を抑えるために反射光学系とすることが必要である。
【００２０】
電磁石コイル６及び７は、互いに平行、又は、該平行に、且つ、コイルの開口の中心が一致するように対向して配置されている。ここで、電磁石コイル６及び７は真空チャンバ内において使用されるため、チャンバ内の真空度保持並びに汚染物質の放出防止のために、コイル巻き線やコイル巻き線の冷却機構は、ステンレス等の非磁性体金属又はセラミックス等によって覆われた密閉容器によってチャンバ内の真空空間と隔てられている。これらの電磁石コイル６及び７は、互いに強さの異なる磁場を発生する（電磁石コイル６側の磁場の方が電磁石コイル７側よりも強い）。それにより、電磁石コイル６及び７の開口中心を磁束線の中心軸とし、電磁石コイル６側において磁束密度が高く、電磁石コイル７側において磁束密度が低い非対称磁場が形成される。図１の（ｂ）には、そのような非対称磁場の磁束線１２が示されている。なお、非対称磁場を形成する具体的な手段（即ち、電磁石コイル６及び７により互いに磁束密度の異なる磁場を発生させる手段）については、後で詳しく説明する。
【００２１】
ターゲット回収筒８は、プラズマ発光点（ターゲット物質にレーザビームを照射する位置）を挟みターゲットノズル４に対向する位置に配置されている。ターゲット回収筒８は、ターゲットノズル４から噴射されたにもかかわらず、レーザビームを照射されることなくプラズマ化しなかったターゲット物質を回収する。それにより、不要なターゲット物質が飛散してＥＵＶ集光ミラー５等を汚染するのを防止すると共に、チャンバ内の真空度の低下を防いでいる。
【００２２】
ここで、図２を参照しながら、電磁石コイル６及び７によって形成される非対称磁場の作用について詳しく説明する。
対向して配置された２つのコイルによって形成される磁場は、一般に、ミラー磁場と呼ばれる。例えば、それらのコイルによって発生する磁場の強さ及び向きを同一にすることにより、各コイルの近傍においては磁束密度が高く、それらのコイルの中間においては磁束密度が低いミラー磁場が形成される。また、２つのコイルによって発生する磁場の強さを互いに変化させることにより、図２の（ａ）に示すような、磁束線の中心軸に直交する面に対して非対称な磁場が形成される。
【００２３】
図２の（ａ）に示すように、Ｚ軸のプラス方向に磁束密度が高くなり、Ｚ軸のマイナス方向に磁束密度が低くなる非対称磁場における荷電粒子の運動について考察する。ここで、図２の（ａ）においては、磁束線の中心軸をＺ軸とし、紙面の上向きをプラス方向とする。また、位置Ｚ＝Ｚ１における磁束密度をＢ＝Ｂ１とし、位置Ｚ＝Ｚ２における磁束密度をＢ＝Ｂ２（Ｂ１＞Ｂ２）とし、Ｚ１とＺ２の中心位置を原点（Ｚ＝０）とし、Ｚ＝０における磁束密度をＢ＝Ｂ０とする。
【００２４】
原点Ｚ＝０に存在する荷電粒子がプラスＺ方向の速度成分を有している場合に、その荷電粒子は、ＸＹ平面内において磁場からローレンツ力を受けることにより旋回しながら、プラスＺ方向にドリフト運動を行う。このとき、次式（１）を満たす荷電粒子は、Ｚ＝Ｚ１を通過して磁場の外側に排出されるが、式（１）を満たさない荷電粒子はＺ＝Ｚ１に到達することなく、マイナスＺ方向に引き戻される。
θ１＜ｓｉｎ−１（Ｂ０／Ｂ１）１／２  …（１）
式（１）において、角θ１は、荷電粒子のドリフト運動のピッチ角であり（図２の（ｂ）参照）、次式（２）によって表される。
θ１＝ｔａｎ−１（ｖ０Ｚ／ｖ０ＸＹ）  …（２）
式（２）において、ｖ０Ｚは、原点における荷電粒子のＺ方向の速度成分であり、ｖ０ＸＹは、原点における荷電粒子のＸＹ平面における速度成分である。
【００２５】
同様に、原点Ｚ＝０に存在する荷電粒子がマイナスＺ方向の速度成分を有している場合に、次式（３）を満たす荷電粒子は、Ｚ＝Ｚ２を通過して磁場の外側に排出されるが、式（３）を満たさない荷電粒子はＺ＝Ｚ２に到達することなく、プラスＺ方向に引き戻される。
θ２＜ｓｉｎ−１（Ｂ０／Ｂ２）１／２  …（３）
式（３）において、角θ２は、荷電粒子のドリフト運動のピッチ角であり（図２の（ｂ）参照）、次式（４）によって表される。
θ２＝ｔａｎ−１（ｖ０Ｚ／ｖ０ＸＹ）  …（４）
【００２６】
図２の（ｂ）に示すように、式（１）及び（３）を満たす荷電粒子の速度成分は、ピッチ角θ１及びθ２を頂角とする円錐形状によって表される。このような速度成分は、ロスコーン（損失円錐）と呼ばれる。式（１）及び（３）中に示される磁束密度の比率（ミラー比）Ｂ１／Ｂ０又はＢ２／Ｂ０が小さくなるほど、ロスコーンの頂角は大きくなる。
【００２７】
また、図２の（ａ）に示すように、Ｚ＝０におけるＸＹ平面について非対称であるミラー磁場においては、Ｚ＝０におけるＸＹ平面について対称であるミラー磁場に比較して、次のような傾向が見られる。即ち、磁束密度が高い側（Ｚ＝Ｚ１側）においては荷電粒子が引き戻される割合は高くなり、磁束密度が低い側（Ｚ＝Ｚ２側）においては荷電粒子が引き戻される割合は低くなる。従って、ミラー比を変化させることにより、荷電粒子を所望の方向に導くことが可能になる。
【００２８】
実際のＬＰＰ方式のＥＵＶ光源においては、プラズマの集団運動のため、各イオンの運動はさらに複雑になるが、概要については図２を用いて説明したのと同様である。なお、ミラー磁場の詳細については、ニコルソン(Dwight R. Nicholson)著、「プラズマ理論への序説(Introduction to Plasma Theory)」（ジョン・ウィリー・アンド・サンズ出版(Johon Wiley & Sons, Inc.)）の第２章第６節を参照されたい。
【００２９】
再び図１を参照すると、ターゲット物質１１にレーザビームを照射するとプラズマ１０が発生し、そこからＥＵＶ光が放射される。そのときに、ターゲット物質のイオン等の荷電粒子もプラズマ１０から放出される。このようなイオンは、プラズマ発光点を含む領域に形成されている非対称磁場から、磁束線に沿って、主に、磁束密度の低い方向に向かう力を受ける。それにより、イオンは、プラズマ発光点周辺に留まることなく、電磁石ミラーの中心開口を通って、その外側（即ち、ＥＵＶ集光ミラー５の外側）に速やかに導出される。
【００３０】
以上説明したように、本実施形態によれば、プラズマから放出されるイオン等の荷電粒子を、非対称磁場の作用によって効率良く排出することができる。それにより、ＥＵＶ集光ミラーの汚染や損傷を抑制できるので、ミラーの反射率低下に起因するＥＵＶ光の利用効率の低下を防ぐと共に、ＥＵＶ集光ミラーの長寿命化を図ることが可能となる。また、イオン等の濃度上昇を抑えることにより、イオン等によるＥＵＶ光の吸収を抑制して、ＥＵＶ光の利用効率を向上させることが可能になる。
【００３１】
次に、本発明の第２の実施形態に係る極端紫外光源装置について、図３を参照しながら説明する。図３の（ａ）は、本実施形態に係る極端紫外光源装置の構成を示す模式図であり、図３の（ｂ）は、図３の（ａ）に示す３Ｂ−３Ｂ'における断面図である。
本実施形態においては、図１に示す構成に対して、ターゲットノズル４及びターゲット回収筒８の位置を変更している。即ち、図３に示すように、ターゲットノズル４及びターゲット回収筒８は、電磁石コイル６及び７の間に、紙面において水平方向に配置されている。ターゲットノズル４及びターゲット回収筒８の位置及び向きは、ターゲットノズル４から噴射されるターゲット物質１１がプラズマ発光点を通り、且つ、ＥＵＶコレクタミラー５や電磁石コイル６及び７を含む他の部品との干渉を避けることができれば、特に限定されることはない。しかしながら、非対称磁場の作用により導出されるイオン等との衝突を低減するためには、例えば、ターゲットノズル４及びターゲット回収筒８の中心軸が、磁束線１２の中心軸（Ｚ方向）に対してほぼ直交するよう（即ち、ＸＹ平面内）に、それらの部品を配置することが望ましい。また、ＥＵＶ光生成効率を高めるためには、ターゲット物質１１の流れ（図３においてはＹ方向）とレーザビーム（図３においてはＸ方向）とがほぼ直交するように、ターゲットノズル４及びレーザ発振器１を配置することが望ましい。
【００３２】
本実施形態において、ターゲットノズル４及びターゲット回収筒８を、磁束線１２の中心軸に対してほぼ直交するように配置する利点は、次の通りである。
プラズマ１０から放出されるイオン等は、周囲に配置されている部品に衝突することにより、それらの部品自体の劣化を促進してしまう。また、イオン等が周囲の部品に衝突してその表面をスパッタすることにより、新たな汚染物質（スパッタ物質）が発生してしまう。このようなスパッタ物質は、ＥＵＶ集光ミラー５の反射面に付着することにより、ミラーの損傷や反射率の低下等を招いてしまう。そこで、本実施形態においては、非対称磁場の作用により導出されるイオンの通り道から、ターゲットノズル４及びターゲット回収筒８を外している。それにより、ターゲットノズル４及びターゲット回収筒８の劣化を抑制して長寿命化を図ることができ、また、新たな汚染物質の発生を抑制して、ＥＵＶ光の利用効率の低下を防ぐことができる。
【００３３】
また、本実施形態においては、非対称磁場の作用により導出されるイオンの通り道（即ち、磁場コイル６及び７の開口を結ぶ領域）に部品を配置していないので、イオンの流れに対する障害がなくなり、イオンの排出速度を向上させることができる。そのため、高い繰り返し周波数でＥＵＶ光を生成する場合においても、イオンがプラズマ発光点近傍に滞留して、その濃度が上昇するのを抑制することができる。その結果、ターゲットガスによるＥＵＶ光の吸収が抑制されるので、ＥＵＶ光の生成効率の低下を抑えることが可能になる。
【００３４】
なお、図３の（ａ）及び（ｂ）においては、ターゲットノズル４から噴射されたターゲット物質１１が確実にレーザビームの光路を通るようにするために、ターゲットノズル４を電磁石コイル６及び７の間に深く挿入しているが、ターゲット物質１１の位置を安定させることができれば、ターゲットノズル４の一部又は全部を電磁石コイル６及び７の外側に配置しても構わない。
【００３５】
次に、本発明の第３の実施形態に係る極端紫外光源装置について、図４を参照しながら説明する。図４の（ａ）は、本実施形態に係る極端紫外光源装置の構成を示す模式図であり、図４の（ｂ）は、図４の（ａ）に示す一点鎖線４Ｂ−４Ｂ'における断面図である。
本実施形態に係る極端紫外光源装置は、図３に示す構成部品の一部を真空チャンバ２０内に配置したものである。即ち、図３に示す構成部品の内の集光レンズ２と、ターゲット供給装置３の一部と、ターゲットノズル４と、ＥＵＶ集光ミラー５と、電磁石コイル６及び７と、ターゲット回収筒８とが、真空チャンバ２０内に配置されている。これらの構成部品の動作及び配置関係については、第２の実施形態におけるものと同様である。また、本実施形態に係る極端紫外光源装置は、そのような構成に加えて、鉄心２１と、ターゲット排気管２２と、ターゲット循環装置２３と、ターゲット供給管２４と、ターゲット回収配管２５と、イオン排出口２６に接続されているイオン排出管２７とを更に有している。
【００３６】
ここで、本実施形態において、ＥＵＶ集光ミラー５は、その反射面が回転楕円体の一部の形状を為すように形成されている。このＥＵＶ集光ミラー５は、回転楕円体の第１焦点がプラズマ発光点に一致するように設置されているので、プラズマ発光点からＥＵＶ集光ミラー５に入射するＥＵＶ光は、反射されることにより回転楕円体の第２焦点に集光される。図４の（ａ）に、ＥＵＶ集光ミラー５への入射光及び反射光の光路９を示す。
【００３７】
鉄心２１は、各電磁石コイル６及び７の開口に挿入されている。鉄心２１を配置することにより、電磁石コイル６及び７近傍の磁束線の一部は、鉄心２１に吸い込まれる。そのため、プラズマ発光点近傍の磁束密度は高くなり、電磁石コイル６及び７の中心開口部近傍の磁束密度は低下するので、ミラー比は小さくなる。それにより、先に図２を参照しながら説明したように、非対称磁場におけるロスコーンの頂角が大きくなるので、磁場の外部に導出できる荷電粒子を増やすことが可能になる。また、図４の（ｂ）に示すように、鉄心２１の中心領域には、非対称磁場によって導かれるイオン等を排出するための開口２１ａが形成されている。
【００３８】
ターゲット排気管２２は、真空チャンバ２０内に残存するターゲット物質をチャンバ２０の外に排出するための通路である。また、ターゲット循環装置２３は、回収されたターゲット物質を再利用するための装置であり、吸引動力源（吸引ポンプ）、ターゲット物質の精製機構、及び、圧送動力源（圧送ポンプ）を備えている。ターゲット循環装置２３は、ターゲット排気管２２を介してターゲット物質を吸引して回収し、精製機構においてそれを精製し、ターゲット供給管２４を介してターゲット供給装置３に圧送する。
【００３９】
ターゲット回収配管２５は、ターゲット回収筒８によって回収されたターゲット物質をターゲット循環装置２３に搬送する。回収されたターゲット物質は、ターゲット循環装置２３において精製されて再利用される。
【００４０】
図４の（ｂ）に示すように、イオン排出口２６は、電磁石コイル７の中心開口（又は、電磁石コイル７側に挿入されている鉄心の開口）に対向する真空チャンバ２０の壁部に形成されている。非対称磁場の作用により電磁石コイル７の外側に導出されたイオンを含むプラズマからの飛散物は、その流れの先に形成されているイオン排出口２６を通って、真空チャンバ２０の外部に排出される。さらに、そのようなイオン等は、イオン排出管２７を介してターゲット循環装置２３に搬送され、そこで精製されて再利用される。
【００４１】
図５は、図４に示す極端紫外光源装置の変形例を示している。この変形例においては、図４に示すイオン排出管２７の替わりに、イオン排出管２７ａが配置されている。図５に示すように、イオン排出管２７ａは、真空チャンバ２０の内部において、電磁石コイル７の中心開口（又は、電磁石コイル７側に挿入されている鉄心２１の開口）に接合するように形成されている。それにより、非対称磁場の作用によって電磁石コイル７の外側に導出されたイオンを含むプラズマからの飛散物は、その流れの先に接合されているイオン排出管２７ａを通って、真空チャンバ２０の外部に効率良く排出される。
【００４２】
このように、本実施形態によれば、電磁石コイル６及び７に鉄心２１を挿入することにより、非対称磁場におけるプラズマ発光点近傍の磁束密度を高くし、且つ、ミラー比を小さくするので、プラズマから放出されるイオンを電磁石コイル６及び７の外部に効率良く導出することが可能になる。
また、本実施形態によれば、磁束密度が高い方から低い方に向かう磁束線の方向に開口を設けるので、非対称磁場の作用により導かれたイオンを真空チャンバ外に確実に排出することが可能になる。
【００４３】
さらに、本実施形態によれば、ターゲット排気管２２や、ターゲット回収筒８や、イオン排出管２７を介して不要な物質（ターゲット物質やそのイオン）を回収するので、真空チャンバ２０内の汚染を防止し、真空度を高めることができる。加えて、回収された不要な物質を再利用することにより、ＥＵＶ光源装置の運転コストを低減することが可能になる。
なお、図４において、電磁石コイル６及び７に挿入されている鉄心２１は一体化されているが、互いに分離された鉄心を各コイルの中心に挿入しても良い。
【００４４】
次に、本発明の第４の実施形態に係る極端紫外光源装置について、図６を参照しながら説明する。図６の（ａ）は、本実施形態に係る極端紫外光源装置の構成を示す模式図であり、図６の（ｂ）は、図６の（ａ）に示す一点鎖線６Ｂ−６Ｂ'における断面図である。
図６の（ａ）及び（ｂ）に示すように、本実施形態に係る極端紫外光源装置は、図４に示す極端紫外光源装置に対して、排気ポンプ３１及び３２をさらに付加したものである。その他の構成については、図４に示すものと同様である。
【００４５】
排気ポンプ３１は、ターゲット排気管２２に備えられており、真空チャンバ２０内に残存するターゲット物質の排出を促進する。
また、排気ポンプ３２は、イオン排出管２７に備えられており、非対称磁場の作用により導出されるイオンの移動を促進する。
【００４６】
本実施形態によれば、ターゲット循環装置２３に備えられている吸引動力源だけでなく、排気ポンプ３１及び３２を用いて真空チャンバ２０内を排気するので、真空チャンバ２０内に存在する不要な物質（ターゲット物質やそのイオン）を効率的に排出することができる。従って、チャンバ内の汚染を防止できると共に、チャンバ内の真空度を高くしてＥＵＶ利用効率を向上させることが可能になる。
【００４７】
図７は、図６に示す極端紫外光源装置の変形例を示している。この変形例において、排気ポンプ３２は、イオン排出管３３に接続されている。イオン排出管３３は、真空チャンバ２０の内部において、電磁石コイル７の中心開口（又は、電磁石コイル７側に挿入されている鉄心２１の開口）に接合するように形成されている。それにより、非対称磁場の作用によって電磁石コイル７の外側に導出されたイオンを含むプラズマからの飛散物は、その流れの先に接合されているイオン排出管３３を通って排気ポンプ３２に吸引され、真空チャンバ２０の外部に効率良く排出される。
【００４８】
次に、本発明の第５の実施形態に係る極端紫外光源装置について、図８を参照しながら説明する。図８は、本実施形態に係る極端紫外光源装置の構成を示す断面図である。本実施形態においては、電磁石コイルの替わりに超伝導磁石を用いることにより、非対称磁場を形成することを特徴としている。
【００４９】
図８に示すように、本実施形態に係る極端紫外光源装置は、図４に示す真空チャンバ２０、電磁石コイル６及び７、並びに、鉄心２１の替わりに、真空チャンバ４０と、超伝導コイル４１及び４２と、イオン排出管４３及び４４とを有している。その他の構成については、図４に示すものと同様である。
【００５０】
超伝導コイル４１及び４２は、超伝導物質によって形成されているコイルであり、電流を供給されることにより超伝導現象を生じて強力な磁場を形成する。本実施形態においては、超伝導コイル４１によって形成される磁場を、超伝導磁石４２によって形成される磁場よりも強くすることにより、図の上側において磁束密度が高く、図の下側において磁束密度が低い非対称磁場を形成している。超伝導コイルを用いる場合には鉄心を配置する必要がないため、超伝導コイル４１及び４２を真空チャンバ４０の上側及び下側にそれぞれ配置することにより、フランジ（蓋）と兼用することができる。それにより、真空チャンバ４０のサイズを小さくすることが可能になる。
【００５１】
また、イオン排出管４３及び４４は、フランジを兼ねる超伝導コイル４１及び４２の開口にそれぞれ接続されている。それにより、非対称磁場の作用により移動するイオンを、真空チャンバ４０の外に確実に排出することが可能になる。なお、イオン排出管は、必ずしも２つ設ける必要はなく、少なくともイオン排出管４４（即ち、磁束密度が低い方のフランジ）が設けられていればよい。多くのイオンは、非対称磁場の作用によってイオン排出管４４の方向に導出されるからである。
【００５２】
なお、本実施形態においても、第４の実施形態と同様に、イオン排出管４３及び４４の各々に排気ポンプを設けても構わない。
また、本実施形態において用いられる超伝導磁石の替わりに、中心に開口が形成された永久磁石を用いても構わない。その場合にも、真空チャンバのフランジを磁石に兼用させることもできる。
【００５３】
次に、本発明の第１〜第５の実施形態に係る極端紫外光源装置に適用される非対称磁場を形成する手段について説明する。
図９は、非対称磁場を形成する手段の第１の構成を説明するための図である。
図９の（ａ）に示すように、電磁石コイル６には鉄心５１が挿入されており、電磁石コイル７には、鉄心５１よりも外径が大きい鉄心５２が挿入されている。また、電磁石コイル６と鉄心５１との間には、それらの中心軸がずれないように、スペーサ５３が挿入されている。ここで、鉄心５１と鉄心５２とは内径が等しいため、鉄心５２の方が肉厚となる。
【００５４】
このように、鉄心５２の外径を鉄心５１よりも大きくすることにより、電磁石コイル７側の磁束密度は、電磁石コイル６側の磁束密度よりも低くなる。その結果、磁束線１２ａに示すような非対称磁場が形成される。
なお、本構成において、鉄心５１と鉄心５２とは一体化されているが、互いに分離された鉄心を各コイルに挿入しても良い。
【００５５】
また、本構成においては、互いに形状及び／又は大きさの異なる鉄心を両方の電磁石コイルに挿入したが、図９の（ｂ）に示すように、一方の電磁石コイル（例えば、電磁石コイル７）のみに鉄心を挿入して、そちら側の中心開口近傍の磁束密度を弱くすることにより、非対称磁場を形成しても良い。図９の（ｂ）においては、電磁石コイル６の外側に鉄心が示されているが、電磁石コイル６の中心開口までは挿入されていない。そのため、電磁石コイル６の中心開口の中心部付近においても、高い磁束密度を得ることができる。一方、電磁石コイル７側に鉄心５２を挿入することにより、電磁石コイル７近傍の磁束線１２ｂの一部は、鉄心５２に吸い込まれるようになる。そのため、プラズマ発光点近傍の磁束密度は高くなり、電磁石コイル７の中心開口部の中央付近における磁束密度は低下するので、ミラー比は小さくなる。それにより、電磁石コイル７側においては、非対称磁場におけるロスコーンの頂角が大きくなるので、磁場の外部に導出できる荷電粒子を増やすことが可能になる。
【００５６】
図１０は、非対称磁場を形成する手段の第２の構成を説明するための図である。
図１０に示すように、電磁石コイル６に電源装置６１を接続し、電磁石コイル７に電源装置６２を接続する。そして、電磁石コイル６に流す電流よりも、電磁石コイル７に流す電流を小さくする。それにより、電磁石コイル７が発生する磁場は、電磁石コイル６が発生する磁場よりも弱くなるので、相対的に磁束密度も低くなり、磁束線１２に示すような非対称磁場が形成される。
【００５７】
第２の構成によれば、各電磁石コイル６及び７に独立して電源装置を接続するので、電磁石コイル６側のミラー比と、電磁石コイル７側のミラー比とを独立に制御できるようになる。従って、非対称磁場の作用によるイオンの排出速度を、比較的容易に制御できるようになる。
【００５８】
図１１は、非対称磁場を形成する手段の第３の構成を説明するための図である。
図１１に示すように、電磁石コイル７１における巻き線７１ａの数は、電磁石コイル７２における巻き線７２ａの数よりも多くなっている。このような電磁石コイル７１及び７２に同じ大きさの電流を流すと、巻き線数が少ない電磁石コイル７２が発生する磁場は、電磁石コイル７１が発生する磁場よりも弱くなるので、相対的に磁束密度も低くなり、磁束線１２に示すような非対称磁場が形成される。
【００５９】
図１２は、非対称磁場を形成する手段の第４の構成を説明するための図である。
図１２に示すように、電磁石コイル７３における巻き線７３ａの直径は、電磁石コイル７４における巻き線７４ａの直径よりも小さくなっている。このような電磁石コイル７３及び７４に同じ大きさの電流を流して磁場を発生させると、径が大きい電磁石コイル７４側の磁束密度は、電磁石コイル７３側よりも相対的に低くなる。その結果、磁束線１２に示すような非対称磁場が形成される。
【００６０】
図１３は、非対称磁場を形成する手段の第５の構成を説明するための図である。
図１３に示すように、電磁石コイル７５における巻き線７５ａに対し、電磁石コイル７６における巻き線７６ａの数は少なくなっており、その直径は大きくなっている。このような電磁石コイル７５及び７６に同じ大きさの電流を流すと、電磁石コイル７６側の磁束密度は、電磁石コイル７５側よりも低くなるので、磁束線１２に示すような非対称磁場が形成される。
このように、電磁石コイルを構成する要素（巻き線の数や径等）を複数組み合わせても良い。
【００６１】
図１４は、非対称磁場を形成する手段の第６の構成を説明するための図である。
図１４に示すように、電磁石コイル７３と電磁石コイル７４に、同じ大きさの電流を互いに反対向きとなるように流す。それにより、磁束線１３に示すように、電磁石コイル７３と電磁石コイル７４との間で互いに反発する非対称磁場が形成される。ここで、電磁石コイル７３と電磁石コイル７４とは、巻き線の直径が異なるので（電磁石コイル７４の方が大きい）、電磁石コイル７４によって発生する磁場の磁束密度の方が、電磁石コイル７３よりも低くなる。そのため、非対称磁場の中心（磁束密度が最も低くなる領域）は、２つの電磁石コイル７３及び７４の中央よりも電磁石コイル７４側にずれる。従って、プラズマ発光点が２つの電磁石コイル７３及び７４の中央に設定されている場合には、プラズマから放出されたイオンを、磁束密度の低い方に向かう磁束線の方向に導くことにより、速やかにプラズマ発光点付近から移動させ、外部に排出することができる。
なお、このような磁場の中心付近においては、互いに反発する磁束が密に存在しているため、Ｙ軸に平行に移動しようとするイオンの進行は阻止される。従って、イオンがＥＵＶ集光ミラー５の方向に飛来するおそれはあまりない。
【００６２】
なお、第６の構成においては、図１２に示す電磁石コイル７３及び７４を用いたが、図１１に示す電磁石コイル７１及び７２や、図１３に示す電磁石コイル７５及び７６を用いても良い。或いは、同一の電磁石コイルを用いて、それらの電磁石コイルに流す電流の大きさを変化させても良い。
【００６３】
図１５及び図１６は、非対称磁場を形成する手段の第７の構成を説明するための図である。以下においては、本構成を、図３に示す極端紫外光源装置に適用する場合について説明する。図１６の（ａ）は、図１５に示す一点鎖線１６Ａ−１６Ａ'における断面を示しており、図１６の（ｂ）は、図１５に示す一点鎖線１６Ｂ−１６Ｂ'における断面を示している。本構成においては、２つの磁石によって形成されるミラー磁場の一部を遮蔽することにより、非対称磁場を形成している。なお、本構成は、電磁石コイルを用いる場合だけでなく、超伝導磁石又は永久磁石を用いる場合にも適用することができる。
【００６４】
図１５及び図１６の（ａ）に示すように、本構成においては、電磁石コイル６と電磁石コイル７との間に、鉄やコバルトやニッケルやフェライト等の強磁性体材料によって形成された磁場遮蔽ガイド８１を挿入することにより、電磁石コイル６及び７によって形成される磁場の一部を遮蔽する。ここで、磁力線は、強磁性体である磁場遮蔽ガイド８１内に入ることはできない。そのため、磁場遮蔽ガイド８１付近には、磁束密度が低い状態、即ち、非対称磁場が形成される。それにより、イオンは磁束密度の低い方に向かう力を受け、プラズマ発光点から磁場遮蔽ガイド８１を通過し、図１６に示す矢印の方向に移動する。そのようにして、イオンを速やかに導出することができる。
【００６５】
ここで、磁場遮蔽ガイド８１の形状や大きさは特に限定されないが、磁場遮蔽ガイド８１を管状にして、管内を外部から吸引することにより、そこにイオンを通過させるようにしても良い。また、プラズマ１０から放出されるイオンを効率良く導出するためには、磁場遮蔽ガイド８１をなるべくプラズマ１０の近くに配置することが望ましいが、少なくとも、ＥＵＶ集光ミラー５への入射光の光路を妨げないようにすることが必要である。
【００６６】
ここで、図１６の（ｂ）に示すように、磁場遮蔽ガイド８１をＹＺ平面について対称となるように配置する場合には、それによって形成される非対称磁場は、ＹＺ平面について対称なミラー磁場となる。即ち、プラズマから放出されたイオンは、磁場による閉じ込め効果により、プラズマ発光点近傍に閉じ込められる。それにより、ほとんどにイオンは、磁束密度の低い磁場遮蔽ガイド８１内を通ってＹ方向に移動するか、Ｚ軸方向に沿って移動するので、イオンによるＥＵＶ集光ミラー５の汚染や損傷を抑制することが可能になる。
【００６７】
図１７は、先に説明した第７の構成を、排気系を含む極端紫外光源装置に適用した例を示している。図１７の（ｂ）は、図１７の（ａ）に示す一点鎖線１７Ｂ−１７Ｂ'における断面を示している。
図１７に示す極端紫外光源装置は、図６に示す極端紫外光源装置に対して、磁場遮蔽ガイド８２と、イオン排出口８３に接続されている排気ポンプ８４と、イオン排出管８５とをさらに有している。磁場遮蔽ガイド８２の材料や構成や作用については、先に説明した磁場遮蔽ガイド８１（図１６）と同様である。なお、図１７においては、磁場遮蔽ガイド８２及びその排気系との干渉を避けるために、ターゲット回収配管２５の径路を若干変更している。
【００６８】
図１７の（ｂ）に示すように、磁場遮蔽ガイド８２の端部には、イオン排出口８３が設けられている。非対称磁場の作用により磁場遮蔽ガイド８２内の方向に力を受けたイオンは、排気ポンプ８４による吸引作用により、速やかにイオン排出口８３から真空チャンバ２０外に排出される。
【００６９】
以上説明した非対称磁場を形成する第１〜第７の構成は、先に説明した本発明の第１〜第５の実施形態のいずれに適用しても良い。また、非対称磁場を形成する複数の構成を組み合わせても良い。例えば、２つの電磁石コイルに流す電流を変化させる構成（第１の構成）と、２つの電磁石コイルの巻き線の数を変化させる構成（第２の構成）とを組み合わせても良い。
【００７０】
次に、本発明の第６の実施形態に係る極端紫外光源装置について、図１８を参照しながら説明する。
図１８に示すように、この極端紫外光源装置は、図３に示す極端紫外光源装置に対して、開口電極９１と、電場形成用電源装置９２とをさらに付加したものである。その他の構成については、図３に示すものと同様である。
【００７１】
開口電極９１は、イオンが通過することができる開口が設けられた金属部材であり、例えば、金属メッシュによって形成されている。また、電場形成用電源装置９２のマイナス出力は開口電極９１に接続されており、プラス出力は接地配線に接続されている。それにより、電磁石コイル６及び７によって形成される非対称磁場の一部、即ち、プラズマから放出されたイオンが導出される径路中に電場が形成される。
【００７２】
プラズマから放出されたイオンの内で、正に帯電したイオンは、非対称磁場の作用により、磁束線に沿って磁束密度の低い方向（図の下向き）に導出される。その導出径路中において、正のイオンは、マイナスの開口電極９１に引き付けられる。即ち、イオンの移動は、磁場による作用に加え、電場による作用を受けてさらに促進されるので、イオンを効率的に導出することが可能になる。さらに、イオンが導出される方向にイオン排出口や排気ポンプが配置されている場合には、それらの吸引作用により、イオンの排出を促進することが可能になる。
【００７３】
本実施形態においては、図３に係る極端紫外光源装置に対して電場を形成する手段を適用した例について説明したが、図１又は図４〜図８に示す極端紫外光源装置に適用しても良い。それにより、非対称磁場の作用のみを利用する場合に比較して、イオンの排出をさらに促進することが可能になる。
【００７４】
次に、本発明の第７の実施形態に係る極端紫外光源装置について、図１９を参照しながら説明する。
図１９に示すように、この極端紫外光源装置は、図３に示す極端紫外光源装置に対して、開口電極９３及び９４、並びに、電場形成用電源装置９５をさらに付加したものである。その他の構成については、図３に示すものと同様である。
【００７５】
開口電極９３及び９４は、イオンが通過することができる開口が設けられた金属部材であり、例えば、金属メッシュによって形成されている。また、電場形成用電源装置９５のマイナス出力は開口電極９３に接続されており、プラス出力は開口電極９４に接続されている。それにより、電磁石コイル６及び７によって形成される非対称磁場の一部、即ち、プラズマから放出されたイオンが導出される径路中に電場が形成される。
【００７６】
プラズマから放出されたイオンの内で、正に帯電したイオンは、非対称磁場の作用により、磁束線に沿って磁束密度の低い方向（図の下向き）に導出される。その導出径路中において、正のイオンの移動は、開口電極９３及び９４により形成された電場の作用（図の下向き）によって促進される。それにより、イオンを効率的に導出することが可能になる。さらに、イオンが導出される方向にイオン排出口や排気ポンプが配置されている場合には、それらの吸引作用によりイオンの排出をいっそう促進することが可能になる。
【００７７】
次に、本発明の第８の実施形態に係る極端紫外光源装置について、図２０を参照しながら説明する。本実施形態に係る極端紫外光源装置は、磁束方向に対称軸が存在しない非対称磁場を形成することを特徴としている。なお、図２０においては、紙面の裏側から手前方向（プラスＹ方向）に向けてターゲット物質を噴射しており、紙面の右側から左側に向けて（プラスＸ方向）にレーザビームを射出している。
【００７８】
図２０に示すように、本実施形態に係る極端紫外光源装置においては、真空チャンバ１００内に、互いに強さが異なる磁場を発生する電磁石コイル１０１及び１０２が配置されている。また、電磁石コイル１０２の中心開口付近の真空チャンバ１００壁部には、イオン排出口１０３が形成されている。さらに、イオン排出口１０３には、排気ポンプ１０４及びイオン排出管１０５が接続されている。
【００７９】
電磁石コイル１０１と電磁石コイル１０２とは、プラズマ発光点を挟んで、互いに角度をつけて対向するように配置されている。それにより、磁束線１５に示すように、磁束線の中心軸を有しない非対称磁場（不均一磁場）が形成される。なお、図２０においては、径が互いに異なる電磁石コイル１０１及び１０２が示されているが、各コイルが発生する磁場の磁束密度を互いに変化させるためには、先に説明した非対称磁場を形成する手段（第１〜第５の構成）の内のいずれを用いても良い。
【００８０】
このような極端紫外光源装置において、プラズマから放出されたイオンは、非対称磁場の作用により、磁束線に沿って磁束密度の低い方向（図２０においては、電磁石コイル１０２の方向）に導かれ、イオン排出口１０３を通って真空チャンバ１００外に排出される。その際に、排気ポンプ１０４を動作させることにより、その吸引作用によってイオンの排出を促進することができる。排出されたイオンは、イオン排出管１０５を通ってターゲット循環装置２３に回収される。
【００８１】
次に、本発明の第９の実施形態に係る極端紫外光源装置について、図２１を参照しながら説明する。
図２１に示す極端紫外光源装置は、図２０に示す極端紫外光源装置に対して、磁場遮蔽ガイド１１１をさらに付加したものである。また、イオン排出口１０３、排気ポンプ１０４、及び、イオン排出管１０５の位置を、図２０に示すものから変更している。その他の構成については、図２０に示すものと同様である。
【００８２】
磁場遮蔽ガイド１１１は、鉄やコバルトやニッケルやフェライト等の強磁性体材料によって形成されており、電磁石コイル１０１及び１０２によって形成される非対称磁場中に挿入されることにより、磁場の一部を遮蔽する。ここで、磁力線は、強磁性体である磁場遮蔽ガイド１１１内に入ることはできない。そのため、磁束線１６に示すように、磁場遮蔽ガイド１１１側において磁束密度が低い非対称磁場が形成される。それにより、プラズマから放出されたイオンは、磁束線に沿って磁束密度の低い方に向かう力を受ける。
【００８３】
また、本実施形態において、排出口１０３は、磁場遮蔽ガイド１１１の端部に配置されている。非対称磁場から力を受けたイオンは、磁場遮蔽ガイド１１１付近において、さらに、排気ポンプ１０４による吸引作用を受け、真空チャンバ１００の外に排出される。
本実施形態によれば、イオン排出口１０３や排気ポンプ１０４やイオン排出管１０５の配置が設計の都合上制約される場合においても、磁場遮蔽ガイド１１１を用いてイオンの流れの方向を調節することにより、イオンを効率良く排出することが可能になる。
【００８４】
第２〜第９の実施形態において用いられる非対称磁場を形成する手段の第２〜第７の構成（図１０〜図１６）や、非対称磁場に電場を形成する手段（図１８及び図１９）や、磁束方向に対称軸が存在しない非対称磁場を形成する手段（図２０及び図２１）は、電磁石コイルに鉄心を挿入する場合及び鉄心を挿入しない場合のいずれにも適用することができる。
【００８５】
以上説明したように、本発明の第１〜第９の実施形態によれば、プラズマから放出されるイオンを、非対称磁場の作用によって所望の方向に導出することができる。従って、ＥＵＶ集光ミラー付近からイオンを速やかに除去することにより、ＥＵＶ集光ミラーの汚染及び損傷を抑制して長寿命化を図ることが可能になる。また、ＥＵＶ集光ミラーの反射率低下も抑えられるので、ＥＵＶ光利用効率の低下を防ぐことができる。さらに、プラズマ発光点付近からイオンを速やかに除去することにより、イオンによるＥＵＶ光の吸収を抑制できるので、ＥＵＶ光の利用効率の向上を図ることができる。その結果、ＥＵＶ光源装置の運転時におけるコストの低減や、部品のメンテナンスや交換時に発生するコストの低減を図ることが可能となり、さらに、そのようなＥＵＶ光源装置を用いた露光装置の稼働率の向上、及び、そのような露光装置による半導体デバイスの生産性の向上を図ることが可能になる。
【産業上の利用可能性】
【００８６】
本発明は、露光装置の光源として用いられる極端紫外光源装置において利用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る極端紫外光源装置の構成を示す断面図である。
【図２】図１に示す非対称磁場の作用を説明するための図である。
【図３】本発明の第２の実施形態に係る極端紫外光源装置の構成を示す図である。
【図４】本発明の第３の実施形態に係る極端紫外光源装置の構成を示す図である。
【図５】本発明の第３の実施形態に係る極端紫外光源装置の変形例を示す図である。
【図６】本発明の第４の実施形態に係る極端紫外光源装置の構成を示す図である。
【図７】本発明の第４の実施形態に係る極端紫外光源装置の変形例を示す図である。
【図８】本発明の第５の実施形態に係る極端紫外光源装置の構成を示す断面図である。
【図９】非対称磁場を形成する手段の第１の構成を説明するための図である。
【図１０】非対称磁場を形成する手段の第２の構成を説明するための図である。
【図１１】非対称磁場を形成する手段の第３の構成を説明するための図である。
【図１２】非対称磁場を形成する手段の第４の構成を説明するための図である。
【図１３】非対称磁場を形成する手段の第５の構成を説明するための図である。
【図１４】非対称磁場を形成する手段の第６の構成を説明するための図である。
【図１５】非対称磁場を形成する手段の第７の構成を説明するための図である。
【図１６】非対称磁場を形成する手段の第７の構成を説明するための図である。
【図１７】非対称磁場を形成する手段の第７の構成を、排気系を含む極端紫外光源装置に適用する例を示す図である。
【図１８】本発明の第６の実施形態に係る極端紫外光源装置の構成を示す図である。
【図１９】本発明の第７の実施形態に係る極端紫外光源装置の構成を示す図である。
【図２０】本発明の第８の実施形態に係る極端紫外光源装置の構成を示す図である。
【図２１】本発明の第９の実施形態に係る極端紫外光源装置の構成を示す図である。
【図２２】レーザ励起プラズマ（ＬＰＰ）方式の極端紫外光源装置におけるＥＵＶ光の生成原理を説明するための図である。
【符号の説明】
【００８８】
１、９０１…レーザ発振器、２、９０２…集光レンズ（集光光学系）、３、９０３…ターゲット供給装置、４、９０４…ターゲットノズル、５、９０５…ＥＵＶ集光ミラー、６、７、７１〜７６、１０１、１０２…電磁石コイル、８…ターゲット回収筒、９…ＥＵＶ光束、１０…プラズマ、１１…ターゲット物質、１２〜１６…磁束線、２０、４０、１００…真空チャンバ、２１、５１、５２…鉄心、２１ａ…開口、２２…ターゲット排気管、２３…ターゲット循環装置、２４…ターゲット供給管、２５…ターゲット回収配管、２６、１０３…イオン排出口、２７、２７ａ、３３、４３、４４、１０５…イオン排出管、３１、３２、１０４…排気ポンプ、４１、４２…超伝導コイル、５３…スペーサ、６１、６２…電源装置、７１ａ〜７６ａ…巻き線、８１、８２、１１１…磁場遮蔽ガイド、９１、９３、９４…開口電極、９２、９５…電場形成用電源装置、
【図１】
2007273239.tif 000003
【図２】
2007273239.tif 000004
【図３】
2007273239.tif 000005
【図４】
2007273239.tif 000006
【図５】
2007273239.tif 000007
【図６】
2007273239.tif 000008
【図７】
2007273239.tif 000009
【図８】
2007273239.tif 000010
【図９】
2007273239.tif 000011
【図１０】
2007273239.tif 000012
【図１１】
2007273239.tif 000013
【図１２】
2007273239.tif 000014
【図１３】
2007273239.tif 000015
【図１４】
2007273239.tif 000016
【図１５】
2007273239.tif 000017
【図１６】
2007273239.tif 000018
【図１７】
2007273239.tif 000019
【図１８】
2007273239.tif 000020
【図１９】
2007273239.tif 000021
【図２０】
2007273239.tif 000022
【図２１】
2007273239.tif 000023
【図２２】
2007273239.tif 000024